科學(xué)家的人文精神與科學(xué)精神

1、第四講科學(xué)家的人文精神與科學(xué)精神,教師科學(xué)素養(yǎng)課程組,倫琴于1895年發(fā)現(xiàn)X射線,他在報告中還附有一張他夫人的手的骨骼的照片.這為醫(yī)療疹斷提供了強有力的新手段,藏匿著極大的商機.德國的柏林通用電氣公司,提出用高價來換取倫琴的X光和末來的一切物理發(fā)現(xiàn)專利權(quán) ,但遭到拒絕.倫琴說:“專利是什么?打算把X光一個人獨占嗎?,它不是我發(fā)明的,我僅僅是發(fā)現(xiàn)了它,它千古以來就存在著.因此,X光是全人類的財產(chǎn),不是我個人的財產(chǎn),也不應(yīng)該受任何集團的控制

2、,這些發(fā)現(xiàn)和發(fā)明絕不應(yīng)該受專利.”,一、科學(xué)家的人文精神,為全人類謀福利------ 倫琴不為X射線申請專利,熱愛祖國------- 錢學(xué)森等沖破重重阻力回國,建國初期從海外歸來的科學(xué)家很多 如：李四光、張鈺哲、童弟周、趙忠堯、薩本棟、周培源、余瑞璜、孟昭英、錢偉長、黃昆、謝希德、王淦昌、錢學(xué)森、錢三強、何澤慧、郭永懷、張文裕、王竹溪、王

3、大珩、彭桓武、鄧稼先… … 他們?yōu)槭裁匆獜臈l件優(yōu)越的海外歸來？華羅庚于1950年在歸國途中《致中國全體留美學(xué)生的公開信》回答了這個問題 ：“為了選擇真理，我們應(yīng)當(dāng)回去；為了國家民族，我們應(yīng)當(dāng)回去；為了為人民服務(wù)，我們應(yīng)當(dāng)回去；就是為了個人，也應(yīng)當(dāng)早日回去，建立我們的工作基礎(chǔ)，為我們偉大祖國的建設(shè)和發(fā)展而奮斗！” 現(xiàn)在有“春暉計劃”。,為真理而斗爭 -------

4、 伽利略為捍衛(wèi)日心說不怕坐牢,伽俐略(1564—1642年)意大利物理學(xué)家.他以極大的勇氣批判了亞里士多德的錯誤觀點開創(chuàng)了物理學(xué)的新紀(jì)元,后來被牛頓稱為“力學(xué)的拓荒者”。伽俐略他還用自己發(fā)明的望遠(yuǎn)鏡觀察天體，以所觀察到的事實證明日心說的正確性。鑒于此，1611年，他被教會列入黑名單；1615年受到正式警告；1616年被傳到羅馬，教主當(dāng)面下令，不準(zhǔn)宣傳日心說。但伽俐略，不顧這些，反而寫出了《兩大世界體系的對話》來大力

5、宣傳日心說。1633年，再次被傳喚到羅馬，受到連續(xù)四個月的刑訊逼供，并被判刑終身監(jiān)禁。監(jiān)禁中，要他在三年內(nèi)每周都要背誦《圣經(jīng)》中的7首懺誨詩，要他公開收回日心說的“邪說”。監(jiān)禁中伽俐略堅持科學(xué)研究，又寫出了《兩門新科學(xué)的對話》偷偷送到荷蘭出版,書送到手中時，他已奄奄一息。 300多年后1992年，羅馬教會成立了一個由六位諾貝爾物理學(xué)獎得主組成的專門委員會對伽俐略案進(jìn)行重新審理，并宣布為伽俐略平反。,不向惡魔低頭 -----

6、- 愛因斯坦敢于反對希特勒,1933年1月，希特勒上臺后，狂熱地推行反共和反猶的政策，對一切猶太人、和平人士和共產(chǎn)黨人進(jìn)行鎮(zhèn)壓和屠殺。愛因斯坦雖然是享譽世界的大物理學(xué)家，但他是猶太人、又是和平主義者，并經(jīng)常在公眾場合批評希特勒的反動政策。于是希特勒發(fā)怒了，他狂叫：即是象愛因斯坦這樣的猶太人也要滾蛋！ 于是，5月，納粹的沖鋒隊抄了愛因斯坦在柏林的家，查封了他在卡普特的別墅，公開燒毀愛因斯坦的著作。但愛

7、因斯坦沒屈服，于8月31日公開發(fā)表揭露希特勒罪行的褐皮書。希特勒再次發(fā)怒了，懸賞兩萬馬克提取愛因斯坦的頭顱。為了躲避納粹的迫害，愛因斯坦于9月9日星夜渡海到達(dá)英國。納粹特務(wù)窮追不舍。10月10日，他又遠(yuǎn)涉重洋來到美國，才得以安身。,以德報怨 —— 法拉弟善對老師,戴維是法拉弟的恩人和老師，法拉弟對老師非常尊重。但當(dāng)法拉弟在科學(xué)研

8、究上顯露出才華并有可能超過自己的時候，這位老師對法拉弟又特別忌妒。 在發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)體繞著磁體轉(zhuǎn)動的實驗過程中，法拉弟取得了重大進(jìn)展。可有人在報刊上誣陷法拉弟瞟竊他人的成果，對法拉弟的名譽和人格造成極大的損傷。戴維是知情人，完全可以站出來說公道話，但他對此保持沉默。后來得知，這個誣陷者正是戴維。 在推選法拉弟進(jìn)入英國皇家學(xué)會的時候，作為皇家學(xué)會會長的戴維是唯一的投反對票的會員。當(dāng)然，這給戴維本人也帶來的是不幸

9、，使他從此威信掃地。 但法拉弟并不因此記恨他，以高姿態(tài)一如既往地對待自己的老師。這被傳為佳話。,二 科學(xué)家的文學(xué)藝術(shù)修養(yǎng),錢學(xué)森論科學(xué)與藝術(shù)的關(guān)系: “從思維科學(xué)的角度看,科學(xué)工作總是從一個猜想開始的,然后才是科學(xué)論證。換言之，科學(xué)工作是源于形象思維，終于邏輯思維。形象思維源于藝術(shù)，所以科學(xué)工作先是藝術(shù)，后是科學(xué)。相反，藝術(shù)工作必須對事物先有個科學(xué)的認(rèn)識，然后才是藝術(shù)創(chuàng)作。在過去，人們總只看到后一半，所以把

10、科學(xué)與藝術(shù)分家，而其實是分不了家的，科學(xué)需要藝術(shù)，藝術(shù)也需要科學(xué)。” 科學(xué)是精確化的藝術(shù)；藝術(shù)是感情化的科學(xué)。,達(dá)·芬奇與物理學(xué)------- 他率先提出永動機不能造成 恩格斯對達(dá)·芬奇的評價：文藝復(fù)興“是一次人類從來沒有經(jīng)歷過的最偉大的、進(jìn)步的變革，是一個需要巨人而且產(chǎn)生了巨人的時代?！逼渲凶罹叽硇缘木奕司褪沁_(dá)·芬奇。他“不僅是大畫家，

11、而且是大數(shù)學(xué)家、力學(xué)家和工程師，他在物理學(xué)的各種不同部門都有重要發(fā)現(xiàn)。” 光學(xué)上他首先提出光的波動說、光的傳播機制和光的強度與距離成反比的思想。力學(xué)方面，他指出：“物體對空氣的阻力和空氣對物理的力一樣大”；“重力是沿著物體到世界中心線作用的?！痹诰鶆蛎芏鹊目諝庵小爸匚锵侣鋾r每一份時間要比前一份時間增加一份運動，成算術(shù)序列?！弊钪匾氖撬氏戎赋觯河绖訖C探索者們！你們在這些探索中白白浪費了多少時間！”“不可能重物下降后又回

12、到原來的高度，無論用多少時間?！?愛因斯坦與音樂------- 音樂使他的思想插上了想象的翅膀,音樂，不但對科學(xué)研究有直接的“誘發(fā)”作用和起美學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的作用，而且還有豐富了科學(xué)家科學(xué)思想中的浪漫主義成分——即科學(xué)研究中的非邏輯思維——的作用。愛因斯坦便是這方面的典型。他在創(chuàng)立現(xiàn)代物理學(xué)的過程中，非邏輯的科研方法發(fā)揮了其它方法無法替代的作用，而這種方法的形成又與他熱愛音樂有密切的關(guān)系。 “獨立”不僅是愛因斯

13、坦在人權(quán)上的追求，也是他科學(xué)思想中最具特色的東西。他年青時就構(gòu)想出了神奇的“追光實驗”和“升降機實驗”，那讓人難以接受的“狹義相對論”和跑得更遠(yuǎn)的“廣義相對論”就是在此基礎(chǔ)上創(chuàng)立起來的。,伏爾泰與法國的啟蒙運動 ------ 他熱情宣傳牛頓的《原理》,18世紀(jì)，繼意大利的文藝復(fù)興運動之后、英國的先進(jìn)思想傳入了法國，在法國掀起了一場為資產(chǎn)階級革命鳴鑼開道偉大的“啟蒙運動”?！袄硇浴笔恰皢⒚伞钡暮诵模ｎD的《原理》是“理性”

14、的基礎(chǔ)。 伏爾泰是啟蒙運動的領(lǐng)袖人物。他有一段名言：“一些知名人士在討論誰是最偉大的人物，是凱撒、亞力山大、成吉思汗，還是克倫威爾？有人說毫無疑問是艾薩克·牛頓。這是非常正確的。我們應(yīng)當(dāng)尊敬的推崇用真理的力量來征服我們頭腦的人，而不是靠暴力奴役我們的人；是認(rèn)識宇宙的人，而不是歪曲宇宙的人?！?。1724年，訪英回國后，他出版了訪問錄《哲學(xué)通信》。書中，以相當(dāng)大的篇幅介紹牛頓的《原理》，它是法國人了解牛頓的入門書。

15、后來，他還出版了《牛頓形而上學(xué)》和《牛頓哲學(xué)》等著作。 在伏爾泰影響下，他的朋友阿爾伽羅迪寫了《牛頓主義婦女讀物》，這是宣傳牛頓哲學(xué)的普及讀物中最流行的一本。伏爾泰的女友沙特萊夫人，第一個將《原理》譯成了法文，這對在法國的傳播牛頓學(xué)說起了非同小可的作用。,學(xué)歷史的德布羅意 ----- 提出了物質(zhì)波的新觀點,愛因斯坦建立光電效應(yīng)方程時，提出的 “ 光量子”概念，它區(qū)別于波，但又絕不是牛頓的粒子。實際上指出了光具

16、有波粒二象性。 1923年法國的德布洛意想到：大家都公認(rèn)電子是粒子，那么電子是否也有波動性呢?對稱性體現(xiàn)在波方面,也應(yīng)體現(xiàn)在粒子方面. 對電子我們對它 “把粒子的圖象想是太多,而過分地忽略了波的圖象?” 1925年,美國的戴維遜用電子流得到了衍射圖樣, 證明了德布洛意假說。從此， “ 光量子” 和 “電子波”一起揭示了微觀世界的一幅完整的圖象。 值得注意的是，德布洛意是學(xué)歷史的，由于時代和他哥哥的影響轉(zhuǎn)搞物

17、理。他提出“物質(zhì)波”新觀點時，運用了“類比”的方法，這種方法也就是歷史研究中的“以史為鑒” 方法。他后來成為研究科學(xué)史的專家.,物理學(xué)家兼音樂家 —— 赫姆霍茲提出“力的守恒律”,亥姆霍茲從小就對音樂有銳敏的鑒賞能力。當(dāng)他成長為科學(xué)家后，就從物理學(xué)和生理學(xué)的角度對音樂進(jìn)行了深入的研究。他研究單音時，就假定人體內(nèi)有許多不同長度的神經(jīng)纖維，每根纖維對一定波長或音高能作出共嗚反應(yīng)，認(rèn)為它正

18、象樂器不同長度的弦與音高相應(yīng)一樣。他還以實驗確定了人耳可以聽到的最高音和最低音以及介于二者間的可以辯別的音調(diào)數(shù)。其研究成果至今還沒過時。由此，他開辟了現(xiàn)代生理聲學(xué)的領(lǐng)域,也豐富了現(xiàn)代物理聲學(xué)的內(nèi)容。 同時，他在提琴科學(xué)的研究方面也取得突出的成就。另外，他還對音樂史進(jìn)行了研究，闡明了音樂發(fā)展的基本趨勢。由于他在音樂上的特殊貢獻(xiàn)，現(xiàn)代音樂家詞典中都有亥姆霍茲的大名。 在物理學(xué)方面，他成績卓著，最著名的就是用公理化方法提出了

19、“力的守恒定律”（即能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律）、電磁學(xué)的亥姆霍茲線圈等。,三 、科學(xué)家的 科學(xué)精神與科學(xué)發(fā)現(xiàn),嚴(yán)謹(jǐn)求實 ------- 瑪麗居里夫婦花4年時間提煉鐳 1898年12月，居里夫婦發(fā)現(xiàn)了比鈾的放射性強200倍的新元素鐳，轟動了世界。但有的化學(xué)家提出疑問：“ 沒有原子量就沒有鐳，把鐳拿出來看看?！睘榱税谚D分離出來，居里

20、夫婦在實驗棚里花了45個月的時間，不畏嚴(yán)寒不畏酷暑，經(jīng)歷5677次試驗，458次分離失敗，用原始的試驗手段，從8噸瀝青礦碴中提煉出了0.1 克鐳，測得了它的原子量。因此，居里夫婦獲得了諾貝爾化學(xué)獎。,信念執(zhí)著 ------- 法拉弟用十年探索電磁感應(yīng)定律,人們接觸電和磁的現(xiàn)象的歷史很久遠(yuǎn)，直到16世紀(jì)，英國的吉爾伯特才對這兩種現(xiàn)象進(jìn)行了系統(tǒng)研究，但他最后的結(jié)論是：電和磁互不相關(guān)。這種觀點影響物理學(xué)界

21、近兩百年，直到1820年，丹麥的奧斯特在發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng)，才使電和磁聯(lián)系起來了。 電能生磁，那么磁也應(yīng)該能生電，這是物理學(xué)家慣用的對稱思維方法，于是他們開始了艱難的探索，其代表人物就是法拉弟。探索過程婁婁受挫，但法拉弟堅信“自然是統(tǒng)一的”，他經(jīng)過千百次失敗也不氣餒，終于在1831年10月17日發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。,勇于創(chuàng)新 ------ 愛因斯坦建立相對論的新概念,伽利略建立他的力

22、學(xué)理論時， 提出著名的相對性原理：即力學(xué)規(guī)律在一切慣性系中等價。 愛因斯坦在建立狹義相對論時， 提出了狹義相對性原理：即物理規(guī)律在一切慣性系中等價；光的傳播速度與光源的運動無關(guān)。 愛因斯坦在建立廣義相對論時， 提出了廣義相對性原理：即物理規(guī)律在一切參照系中等價；局部非慣性系與均勻引力場等效。,艱苦奮斗 ------開普勒在困境中尋找行星運動定律,開普勒是因發(fā)現(xiàn)行

23、星運動三定律聞名于世物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家.而他的成就是在極其艱難的條件下取得的.美國數(shù)學(xué)史家霍德華·伊夫斯說:各種各樣幾乎難以忍受的人間不幸伴隨了他的一生.” 首先是家庭不幸: 父親早逝;母親坐牢;婚姻不美;孩子夭折. 第二是殘廢和疾病:他是7個月的早產(chǎn)兒；幼年得了天花和猩紅熱導(dǎo)至雙目擊者高度近視，雙手輕度殘廢而顯得苯拙．　　第三是他人嫉妒：他的導(dǎo)師逝世前把自己長達(dá)21年的天文觀測資料沒傳給家人而傳

24、給了開普勒，于是他們聯(lián)合起來找開普勒的麻煩．　　第四受教會的歧視和迫害．大學(xué)畢業(yè)后，他因宣傳哥白尼學(xué)說而找不到工作，只得到奧地利謀生。他的《哥白尼天文概要》被列為禁書。　　第五是宗教沖突。1598年，在奧地利的宗教沖突中被開除；1626年，險遭宗教狂熱分子殺害。　　第六，終身貧困。因教會歧視，他的工資一再被削減和拖欠，不得不靠算命爭“外快”糊口。1630年10月，他帶著“白條”赴京城討要工資時，病死途中。,不迷信權(quán)威

25、 —— 萊特兄弟發(fā)明飛機,1865年，英國皇家協(xié)會主席，開爾文勛爵湯姆遜曾斷言：“比重比空氣還輕的飛行器是不可想象的?！蓖瑫r代發(fā)出“飛機不可能”論調(diào)的大科學(xué)家還有：法國數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家勒讓德、德國大發(fā)明家西門子、德國物理學(xué)家赫姆霍茲、美國天文學(xué)家紐康。但萊特兄弟不迷信這些權(quán)威的“理論”，克服種種困難，終于在1903年造成出了世界上第一架飛機。 第一次飛行留空時間很短，只有12秒時間，飛了約36.6米，但這是一項偉大的成就：它

26、是人類歷史上第一次有動力、載人、持續(xù)、穩(wěn)定、可操縱的重于空氣飛行器的首次成功飛行。這次飛行具有十分深遠(yuǎn)的歷史意義，為人類征服天空揭開了新的一頁，也標(biāo)志著飛機時代的來臨。11時20分，威爾伯·萊特又駕駛"飛行者一號"作了第二次飛行，也取得了成功，留空時間約11秒，飛行距離約60米。奧維爾作了第三次飛行，留空時間15秒，飛行距離61米。第四次也是當(dāng)天最后一次飛行由威爾伯駕駛，取得了成功并達(dá)到當(dāng)天的最好成績：留空

27、時間59秒，飛行距離260米。,甘當(dāng)人梯 —— 玻爾與哥本哈根學(xué)派,玻爾因提出氫原子能級假說正確解釋氫光譜而聞名于世，并獲1922諾貝爾物理學(xué)獎。 1920年哥本哈根成立理論物理學(xué)研究所，玻爾就任所長。玻爾平易近人，特別是對年青一代倍加愛護，不遺余力地培養(yǎng)。于是,眾多才華橫溢的青年科學(xué)家紛至沓來，使該所很快就成為世界上主要科研中心之一。由此形成了哥本哈根學(xué)派。致使十幾個世界一流的