第一講科學(xué)是什么

第一講科學(xué)是什么第一頁，共四十八頁，2022年，8月28日科學(xué)史第二頁，共四十八頁，2022年，8月28日牛頓24歲萬有引力1666年

高斯24歲近代數(shù)論1801年

伽羅瓦

18歲群論1829年第三頁，共四十八頁，2022年，8月28日愛因斯坦26歲狹義相對(duì)論1905年海森伯26歲測不準(zhǔn)原理1927年哥德爾24歲不完全性定理1930年納什22歲納什均衡1950年沃森25歲DNA雙螺旋1953年第四頁，共四十八頁，2022年，8月28日科學(xué)是什么？TheMeaningofScience第1講第五頁，共四十八頁，2022年，8月28日科學(xué)的應(yīng)用科學(xué)的方法科學(xué)的內(nèi)容科學(xué)的目的第六頁，共四十八頁，2022年，8月28日科學(xué)知識(shí)：science,n.,14世紀(jì)knowledge,n.知道：scio拉?。簊cientia科學(xué)：science,[復(fù)]，n.17世紀(jì)第七頁，共四十八頁，2022年，8月28日科學(xué)(明治初年)Science：

學(xué)、理學(xué)、科學(xué)

Naturalscience：自然科學(xué)Scientist：科學(xué)家、理學(xué)家《哲學(xué)詞匯》明治45年（1912年）分科之學(xué)第八頁，共四十八頁，2022年，8月28日休厄爾

WilliamWhewell

(1794-1866)

由于我們不能對(duì)物理學(xué)的研究者（acultivatorofphysics）使用physician一詞，因此，我便稱其為physicist。同樣，我們非常需要一個(gè)一般性的名詞來表述科學(xué)的研究者（acultivatorofscience），于是，我便想將其稱為scientist。第九頁，共四十八頁，2022年，8月28日科學(xué)的應(yīng)用：技術(shù)科學(xué)的最明顯的特征是它的應(yīng)用。

在西歐的語言中很難找到與“科學(xué)技術(shù)”相對(duì)應(yīng)的詞。“科學(xué)”與“技術(shù)”的混淆。第十頁，共四十八頁，2022年，8月28日費(fèi)恩曼

RichardP.Feynman

(1918-1988)科學(xué)的目的

科學(xué)的另一個(gè)方面是科學(xué)的內(nèi)容，即已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的理論和定律。這是科學(xué)家從事科學(xué)研究后的收獲，也使他們所得到的最高獎(jiǎng)賞。做這類工作不是為了應(yīng)用，而是為了導(dǎo)致令人振奮的發(fā)現(xiàn)。這一令人激動(dòng)的部分也正是科學(xué)家從事科學(xué)研究工作的真正原因。第十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日法拉第

MichaelFaraday

(1791-1867)

法拉第的電解定律

法拉第發(fā)現(xiàn)了電解定律，這一定律今天在工業(yè)上被廣泛用于金屬電鍍和陽極染色工藝以及許多其他方面。

《蠟燭的故事》編者的序言第十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日法拉第發(fā)現(xiàn)了什么

決定著原子如何結(jié)合在一起的根本原因，乃是因?yàn)橐粋€(gè)原子的正電性與另一個(gè)原子的負(fù)電性相互吸引，并以確定的比例結(jié)合在一起。

在原子中電是以基本單位的整數(shù)倍的形式表現(xiàn)出來的。第十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日

如此重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)卻被按照上述方式來理解，僅僅說明這些原理可以被用于電鍍，這是不可原諒的錯(cuò)誤。第十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日偶爾，小孩子反倒會(huì)意識(shí)到那些意義，此時(shí)，一個(gè)科學(xué)家的苗子出現(xiàn)了。如果當(dāng)他們上大學(xué)時(shí)我們才教他們這些，那就太晚了。我們必須從娃娃教起。第十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日哥德爾

KurtGodel(1906-1978)說什么愛因斯坦的發(fā)現(xiàn)首先是使人能造原子彈，那叫無知繆說。當(dāng)然，他對(duì)此間接有所貢獻(xiàn)，但他的工作本質(zhì)上屬于一個(gè)全然不同的方向。第十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日

這個(gè)“全然不同的方向”就是“自然哲學(xué)”的基本理論，這構(gòu)成了哥德爾與愛因斯坦生活的中心目的。王浩第十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日基本問題

TheFundamentalProblem

基本問題就是貫穿一門學(xué)問發(fā)展始終的核心問題，人們通過不斷地重新提出這些問題，從而不斷地深化他們對(duì)整個(gè)理論的領(lǐng)悟。對(duì)基本問題的不斷探索，逐漸豐富對(duì)這門學(xué)科的認(rèn)識(shí)，增長人類的知識(shí)。第十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日

科學(xué)史的基本問題:科學(xué)是什么？科學(xué)是對(duì)自然、對(duì)宇宙、對(duì)生命的探索。發(fā)現(xiàn)支配自然與生命現(xiàn)象的基本定律?；纠碚摰臄?shù)學(xué)化第十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日康德

ImmanuelKant

(1724-1804)在任何特定的理論中，只有其中包含數(shù)學(xué)的部分才是真正的科學(xué)。第二十頁，共四十八頁，2022年，8月28日科學(xué)的歷史數(shù)學(xué)科學(xué)：古典物理科學(xué)：近代生命科學(xué)：現(xiàn)代第二十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日巴羅IsaacBarrow(1630-1677)巴羅：什么是量？數(shù)學(xué)科學(xué)的基本問題數(shù)與量的統(tǒng)一與分離布爾巴基（Bourbaki):研究對(duì)象序次結(jié)構(gòu)代數(shù)結(jié)構(gòu)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)第二十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日基本問題:什么是數(shù)？自然數(shù)、有理數(shù)、實(shí)數(shù)、復(fù)數(shù)理想、群、環(huán)、域、格、流形…核心:素?cái)?shù)數(shù)：運(yùn)算關(guān)系的元素第二十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日畢達(dá)哥拉斯

Pythagoras

(ca560–ca480BC)萬物皆數(shù)第二十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日歐幾里得

Euclid

(ca.325-ca.270BC)

大于1的所有自然數(shù)，都可以表示成有限個(gè)素?cái)?shù)的乘積，并且這個(gè)表現(xiàn)形式是唯一的。算術(shù)基本定理:《幾何原本》

TheFundamentalTheoremofArithmetic第二十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日歐拉

LeonhardEuler

(1707-1783)1737年歐拉恒等式其中p表示所有的素?cái)?shù)。

第二十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日黎曼

BernhardRiemann

(1826-1866)1859年黎曼zita函數(shù)第二十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日01/21平凡零點(diǎn):

-2,-4,-6,….無零點(diǎn)復(fù)平面ImRs無窮多零點(diǎn)

黎曼猜想Riemannhypothesis

（1859年）

zita函數(shù)的所有非平凡零點(diǎn)，都位于復(fù)平面上的直線Res=1/2上。第二十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日高斯

KarlF.Gauss

(1777-1855)

素?cái)?shù)分布

素?cái)?shù)定理第二十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日瓦萊·普桑（比利時(shí)）

CustavedelaVallée-Poussin1866-1962

阿達(dá)瑪（法國）

Jacques-SalomonHadamard

1865-19631896年證明素?cái)?shù)定理當(dāng)Re(s)=1時(shí)，第三十頁，共四十八頁，2022年，8月28日希爾伯特

DavidHilbert

(1862-1943)我為什么要?dú)⒌粢恢粫?huì)下金蛋的鵝呢？第三十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日哈代

G.H.Hardy

(1877-1947)我從來不做任何有用的事。第三十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日物理科學(xué)的基本問題物質(zhì)是什么？第三十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日牛頓

IsaacNewton

(1642-1727)第三十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日蘋果為什么會(huì)掉下來呢？第三十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日生命科學(xué)的基本問題生命是什么？第三十六頁，共四十八頁，2022年，8月28日沃森

JamesD.Watson(1928-)克里克

FrancisCrick（1916-）第三十七頁，共四十八頁，2022年，8月28日DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)第三十八頁，共四十八頁，2022年，8月28日線性科學(xué)

我們的數(shù)學(xué)工具，從簡單的算術(shù)、微積分到代數(shù)拓?fù)鋵W(xué)，大多數(shù)都依賴于線形假設(shè)。所謂“線形”，整體等于部分之和。第三十九頁，共四十八頁，2022年，8月28日笛卡爾

ReneDescartes(1596-1650)如果一個(gè)問題過于復(fù)雜以至于一下子難以解決，那么就將原問題分解成一些足夠小的問題，然后再分別解決。第四十頁，共四十八頁，2022年，8月28日笛卡爾方法隱含了一個(gè)假定：當(dāng)所有分割的問題都被解決之后，系統(tǒng)還可以恢復(fù)原狀或重新組合起來。換言之，分割的各個(gè)問題的解答之總和，就給出了一個(gè)最后的答案。這是一個(gè)核心的假定。

機(jī)械論、還原論

第四十一頁，共四十八頁，2022年，8月28日拉普拉斯

PierreLaplace

(1749-1827)

只要給定宇宙在某個(gè)時(shí)刻的結(jié)構(gòu)，由給定的一組定律即能精確地決定它的演化。第四十二頁，共四十八頁，2022年，8月28日龐加萊

HenriPoincare

(1854-1912)但事實(shí)并不總是這樣；初始條件中的細(xì)小差別可能會(huì)導(dǎo)致最終結(jié)果的極大差別。前者微小的誤差會(huì)釀成后者的巨大錯(cuò)誤。準(zhǔn)確預(yù)言不再可能，所發(fā)生的一切都成了偶然的事件。第四十三頁，共四十八頁，2022年，8月28日非線性科學(xué)

對(duì)于生命系統(tǒng)：整體總是大于部分之和。

整體論第四十四頁，共四十八頁，2022年，8月28日科學(xué)史總論古代科學(xué)科學(xué)革命1.科學(xué)是什么2.希臘科學(xué)3.中國科學(xué)4.哥白尼革命5.開普勒與伽利略6.牛頓革命第四十五頁，共四十八頁，2022年，8月28日物理科學(xué)12.法拉第與麥克斯韋13.物質(zhì)是什么14.相對(duì)論的世界15