两千多年前,古希腊的著名学者亚里士多德(Aristotle,公元前384-322)首先把对这类现象的描述归纳成为规律,他认为,体积相等的两个物体,较重的下落的较快。他又认为,在物体下落的过程中,下落的速度是恒定的。直到伽利略以前,在近两千年的时间里,没有人对亚里士多德的主张提出疑问。
伽利略对亚里士多德的主张发生了怀疑。为此,伽利略设计了试验。传说他在二十多岁时,爬上位于意大利比萨城的比萨斜塔,做实验来证实亚里士多德关于物体下落的快慢精确地与它们的重量成正比的论断是错误的。他经过推理,对物体下落是否速度恒定也产生怀疑,为证实他对亚里斯多德主张的疑问,他用一块近十一米长的木板。木板中间刻画出一个宽为两个多厘米的沟槽,并用非常光滑的牛皮纸覆盖它,让一个光滑的铜球沿着斜面滚下,用一个带有阀门的蓄水器计时。在做了球从不同高度滚下斜面的百次左右试验后,他发现距离和时间之间的关系非常近似于z = Kt2,而不是如亚里斯多德所总结的 z = Kt ,式中K是常数,z是距离,t是时间。当时还没有可以精确计量时间的仪器,为了计量时间,伽利略在一个水桶的底部装上一个很细的管子,在做实验时,在物体沿着斜面下滑的过程中,水同时经过这根细的管子流入一个杯子,精确地称出杯子里水的重量,就可以知道不同运动时间之间的比例。
伽利略用了定量的方法来进行测量,用实证的试验方法证实了他的假定,归纳出了规律,证明物体落下是加速度不变的加速运动,而不是速度不变的匀速运动。这种因怀疑而提出问题,用具有精确定量的方法来做试验,并从事实中归纳出定律和数学模型的过程,集中体现了近代科学研究的主要特点。所以,人们一般认为近代科学从伽利略开始。
17世纪,英国科学家牛顿(Newton,1642-1727)进一步研究了石头为什么会落向地球,为什么是加速运动。他力图归纳出不仅适用于地球与地球上物体之间的作用规律,也适用于宇宙大千世界的规律。在观察了许多在自然界发生的过程以后,他从直觉的假想出发,利用数学模型归纳出适用于世上万物间作用的万有引力模型。许多不同的试验为牛顿的假想提供了实证,他的假想就成为了公认的万有引力定律。
直到20世纪初,爱因斯坦(Einstein,1879-1955)认为牛顿的定律在描述宇宙的某些现象时有局限性,他又在牛顿的基础上发展了相对论。这种对客观世界的研究进程会继续不断地深入进行下去,科学就是这样不断地肯定、否定、否定之否定,依靠实证来不断逼近自然界客观存在的真理。
哥白尼怀疑托勒密的“地心说',提出自己的”天体运行论“
我时常想,在每个人的内心深处,在人与人不断拉长的距离间,是不是总有一座由怀疑、猜忌和伪装编织起来的荒岛?所有人都被囚在了岛里。那些单纯的笑靥、美好的和谐、心照不宣的信任,恐怕都悄悄湮灭在这座荒岛上的零碎岩屑间了吧。 ——题记
经过十几小时的奔波,我和导游终于踏上了这片被世人膜拜,被称之为“江南圣地”的土地上。街道边是零零落落的商铺,行人寥寥无几,桥头坐了几个老人,用警戒堤防的目光打探了我们几眼,看我们并无恶意,也不像腰缠万贯的老板,便又继续用慵懒的语调操着不甚文明的地方粗话对骂起来。我看着这一切,一种强烈的陌生感涌上心头,这真的是人们口中代代相传的江南小镇么?
导游一脸媚笑地凑过来,讨好地说:“你别看这个小镇白天这么破,夜晚可是很繁华热闹的。要不你把钱和身份证给我,我帮你定一间位于镇中心的宾馆,到时候你再好好享受享受。”
“还是算了吧,我又不是什么有钱人,能省就省着点。找个普通人家投宿几晚不就得了。”我瞥了一眼导游,面无表情地说道,心中却冷笑起来:你那点小心思我还不知道,我与你素不相识会让你白白拿了我的钱和身份证跑掉吗?就算我再傻对陌生人的这点基本警戒意识我还是有的,你休想引我上当!
导游听我这么说,只得讪讪地笑了笑,干巴巴地说:“那好,我帮你找户人家投宿吧。”
我们沿着街道走了很久,终于找到了一座大杂院。进去时一堆妇女正磕着瓜子唠家常,满地都是瓜子壳,另一位老人费力地扫着。然而那帮女人并不领情,还不时故意把瓜子壳吐到老人身上,“嗤嗤”的笑声在我听来是那样的刺耳和尖利。我按耐住怒火,尽量用温和的口吻问道:“你们有谁家可以让我投宿几晚吗?”
女人们听到声音后停了下来,用好奇、怀疑的目光地打量我,仿佛法官在审视犯人。
自从有人类以来,我们人类的文明史就是创造的历史、“女娲补天”、“精卫填海”、“仓颉造字”“木牛流马”都反映出古代人类对创造力的想像和实践。特别是中国古代的四大发明,为全世界的文明和进步点燃生生不息的火种。正是有了指南针、造纸术、印刷术传播使世界进入了原始信息的时代。由于文化的沟通和交流促进了世界各民族的繁荣;火药的应用提高了战争的效率,战争在对落后生产力破坏的同时加快了民族的融合和文明的传播。由于四大发明改变了人类历史的进程、版图和地域格局,才有了生产力的一次又一次的飞跃,才使我们用机械制造代替手工劳动,才有了我们人类今天幸福的生活;因此创造力的巨大推动作用是无可估量的,他的巨大影响力可能要贯穿全部的人类文明史。可是曾几何时,我们中华民族似乎永远趟在四大发明的功劳薄上不能前进一步,这是为什么?教育的沦落和思想的禁锢永远阻碍、窒息创造性思想和智慧的火花。封建伦理文化崇尚的是经验主义哲学,这种哲学永远只在认知的基础领域徘徊。在中国古代哲学中似乎一直以来都在推崇三皇五帝,静止的生产力一个最显著的特征就是认知层面上的今不如昔,当创造性成果停滞不前时,这种怀旧的心态犹为迫切和焦虑;因此在这种社会背景下固守前人的成功经验和生活逻辑就是真理,一切都以前贤的教导作为行动的指南。尧、舜、禹、汤、周公、文王、武王再后来就是孔孟、朱子几乎被所有的古代文章典籍所推崇;因此无论西洋文化如何对我们的“博大精深”进行冲击,我们似总离不开那种怀旧,就像那放飞的纸鸢永远被后面的一根绳子拽住,想飞也飞不高。
我们的历史所以喜欢怀旧,是因为古代的先哲为我们树立了人生的榜样。经久不变的农业社会使人的思想变得自私和空洞,看不见希望的生产力只有追溯过去方能找寻心理的安慰。
辛亥革命以后的新文化运动大胆地突破了中国文化史上的思想僵化,但是其成就很快就被各类战乱的狼烟峰火所夭折。在中国历史上最广泛最深刻的思想领域的革命是十一届三中全会以后,“实践是检验真理的唯一标准”的提出在激发着人们创新型思考的同时,中国人第一次迈出大胆探索的步伐。那是一个激情四溢的时代,人们在对传统进行批判的同时开始追寻着一条符合自己发展的新路;可是几十年的探索和实践,尽管权力在对市场经济作出了巨大让步,使中国追赶世界经济的脚步明显加快,但在思想领域的更深的层面,我们仍然裹足不前,无论在宏观和微观的技术领域,我们没有像“微软”“英特尔”“ipad”引领世界进步的火车头,这与我们三十年的改革开放,与我们向现代化看齐迈进的人口大国是极不相称的,这不符合大国经济腾飞的逻辑。没有创造性成果,市场经济的源泉将会枯竭,我们的经济将永远在低端领域徘徊,国民对财富的渴望日益焦虑的心态在没有科技成果的推动和不断创新的技术支持下,低端产业重复建设,在市场中恶性拼杀将永无止尽;国民的道德水准,和精神追求将进一步沦落;对钱的追求以及在追求过程中的挫折和失败,使全社会对生存环境充满着怨气和失望。而这一切的症结究其原因就是教育的官僚体制,学术的浮夸,放弃对真理的追求。
我们今天的教育从某种意义上说仍然只是科举考试的延续;虽然在形式和内容方面有所变化,但教育的目的和宗旨在教育和受教育者的心目中仅仅是以改变人生地位的一种必不可少的炼狱过程。不是通过对原理的掌握不断探求未知世界,在科学的深度和广度不断地进行开创性的实践,以创造性成果作为自己学习和奋斗的方向。这种庸俗的价值取向决定了应试教育通过晦涩艰难烦琐的试题进行“优胜劣汰”,因此几十年的茹苦含辛的教育,我们仅仅煅烧出做官的精英而鲜有世界技术的领军人才和科学巨匠。
应试教育如科举考试一样,整体学制教育培养出一批背诵的天才,最优秀的中学不仅猜题押题的命中率高,甚至那些偏题难题怪题的解题步骤都让学生牢牢地记住;但变化的世界是不会为人们提供背诵好的答案的。卢梭说:大自然给了一种才能,就拒绝再给第二种才能。当一个人有超强的记忆力时,他的理解和分析能力就会受到限制。曾经有人问爱因斯坦光的速度,这位以光速的对比建立相对论学说科学巨匠居然回答不上来,他说任何一本教科书都能找到的答案我干吗要劳心费神地记忆。垃圾的记忆将严重影响思考研究的效率和质量。有调查显示历年高考状元的职业状况鲜有突出建树,正说明了我们教育的手段和方式存在着盲点和误区。
一种原理的掌握做五十道题是掌握,做五百道题还是掌握,大量的时间浪费在这无意义的折腾中。对原理的掌握其目的就是要激发出我们对未知世界的符合逻辑的思考和想像,以现有的知识和技能作为开启未来的钥匙,这就需要培养学生批判性的思考,激发出学生探索的激情,而不是用原理对已知世界的那些对人类生活毫无意义偏题难题怪题没完没了地钻牛角尖。或者说这是为使学生基本功更加扎实,但是这种思维、教育方式本身就决定固步自封,不敢逾规越距的治学心态。基本功的掌握如果没有配上腾飞的翅膀,我们永远停留在对已知世界的认知基础上,要么在前人的经验基础上继续走老路,要么就是翻译、克隆他人技术成果,要么当成标签以求仕途上的进取。抄袭、剽窃、伪造的成功极大败坏了现有的学术风气。知识分子是民族的脊梁,是社会进步的引擎,失却诚实、正直的秉性,放弃对真理的追求不仅是对教育的亵渎,更痛心的是辜负社会殷切的期望。
中国大学的官本位造就了一批“双肩挑”的人才,所谓双肩挑就是既在教学岗位上任教,又在行政岗位上做官,严重贬损了教育和治学的严谨。教育和学术是需要全身心投入的伟大事业,一个有志于科学和文化事业的知识分子首先要具备的是忘我无私的奋斗精神,在利益的诱惑下什么都丢不开的人如何能做到“锲而不舍,金石可镂”?“双肩挑”的“别有用心”严重腐蚀了教师队伍,有的教授、副教授非要得到一个官职方能安心于自己的“本职工作”;一到干部换届排着队找党委书记要官做。为师者的品质如此庸俗和势利,怎么以为师之道给予学生以创造性的榜样和鼓舞。
创造性的成果来自于独立思考和独立思考的自由表达。大家都能理解、认识的事物那不叫真理。真理产生于特殊的灵魂,其特殊性就在于跨越常人的思考和想像,以对传统、世俗的批判和质疑的精神发现未知世界客观规律,这不仅需要勇气,更须要学术自由和宽松、诚实的研究环境对真理的表达予以真诚的关心和支持。人类的生理因素决定创造性的黄金年龄是25岁到40岁;可是在中国的大学和研究机构这部分人的思想成果很难“顺产”;技术官僚和学术官僚体制严重束缚崭新思想的产生。所谓技术官僚就是有着行政官职的专家以自己左右逢源的人脉操控着研究经费的落实;学术官僚就是那些已进入学术更年期的“德高望重”的人物,他们同样垄断着研究经费的申报。年轻的后生即使有怀揣着超凡的思想,激发起创造性的冲动在这样的环境中不是被闷杀就是被剽窃;因此智慧的火花湮灭在心中就像封建时代的爱情一样默默地伴随着自己的一生而去,这种看不见的损失在一个麻木的不求上进的社会中习以为常,没有引起丝毫的惋惜和不安。自私、顽固、僵化、让“出头的椽子先烂”严重妨碍着创造性思想的诞生。
知识和创造是没有国界的,职业的特点决定了知识分子的崇高品德。创造性思想来自于无私的奉献,这种“无私’不是仅停留在口头上的,以对人类和世界的责任,秉承着全人类的立场,创造性的成果才具有传奇的生命力;任何以国家、民族地域为限的创造其意义都是狭隘的;以自私为目的的创造,其成果根本就经不起推敲和检验。研究经费一部分用于公关,一部分留为私用,一部分用来应付差事,学术领域的“豆腐渣工程”比建设领域的现象还要糟糕,纸糊的象牙塔连一块砖头都看不见。
今天我们擎起先辈的火炬,承载着民族的重托,以领先世界经济崛起的雄心阔步向前迈进,如果教育、学术、研究领域被私心杂念所困扰,在征服未知世界前未能征服自私、狭隘的主观世界;生产力在低端工业的平台上止步不前,领跑世界的底气从何而来。世道浇漓、人心不古,民族的心理重新回到那怀旧的惆怅中,复古魔咒的悲剧还会重演吗?
最典型的就是伽理略在比萨斜塔做的“两个铁球同时落地”的试验,推翻了亚里士多德很多年来的轻的东西比重的东西落地慢的断论。 非典刚出来时,中国许多医学权威都认为是衣原体病毒,但钟南山院士另有发现,他大胆质疑,屡次坚持自己的观点,认为是冠状病毒,为当时快速确诊,救治病人立下了大功劳。
加俐略两个铁球同时落地的故事
在伽利略之前,古希腊的亚里士多德认为,物体下落的快慢是不一样的。它的下落速度和它的重量成正比,物体越重,下落的速度越快。比如说,10千克重的物体,下落的速度要比1千克重的物体快10倍。
1700多年以来,人们一直把这个违背自然规律的学说当成不可怀疑的真理。年轻的伽利略根据自己的经验推理,大胆地对亚里士多德的学说提出了疑问。经过深思熟虑,他决定亲自动手做一次实验。他选择了比萨斜塔作实验场。
这一天,他带了两个大小一样但重量不等的铁球,一个重100磅,是实心的;另一个重1磅,是空心的。伽利略站在比萨斜塔上面,望着塔下。塔下面站满了前来观看的人,大家议论纷纷。有人讽刺说:“这个小伙子的神经一定是有病了!亚里士多德的理论不会有错的!”实验开始了,伽利略两手各拿一个铁球,大声喊道:“下面的人们,你们看清楚,铁球就要落下去了。”说完,他把两手同时张开。人们看到,两个铁球平行下落,几乎同时落到了地面上。所有的人都目瞪口呆了。
伽伸利略的试验,揭开了落体运动的秘密,推翻了亚里士多德的学说。这个实验在物理学的发展史上具有划时代的重要意义。