在科学已经无孔不入地渗透了人类生活各个层面的今天，我们不再对身边的科学表现出惊奇；

我们已经对科学无动于衷；

而恰恰在此时，我们需要回顾科学的历史；

因为读史使人明智，阅读科学的历史，将使科学时代的人们变得深思熟虑、深谋远虑。

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科学史的意义

科学的历史是一部充满英雄主义的史诗，展现了先贤们为了突破思想的束缚、拓展知识的边界所付出的艰辛和努力。

然而，在这个科学创造的忙碌的世界里，我们似乎已经没有时间和兴趣去回顾过去的科学了。

科学的历史在我们眼中也许不如科幻小说那样吸引人。

那么，我们为什么还要学习科学的历史呢？

这是一个值得我们思考的问题。

科学的作用是不言而喻的。

科学的应用无处不在。我们的日常生活几乎完全依赖于科学。

从农业到食品，从纺织到服装，从家电到建筑，科学的技术和工艺无所不包。

我们享受着科学带来的便利和舒适，我们也深知科学对于经济发展和社会进步的重要性。

四百年前，科学的作用还没有像现在这样显著，但英国哲学家弗兰西斯·培根就提出了“知识就是力量”的名言。

这句话已经被科学的发展所证实。

从各种机械到各种武器，从火车到飞机，从原子弹到航天飞机，近代自然科学已经向世界展示了知识的力量。

但是，培根还说过另外一句话：“读史使人明智。”

这位近代科学的奠基人，这位科学时代的先驱，也告诉我们学习科学的历史的意义。

在科学已经渗透了我们生活的方方面面的今天，我们更需要回顾科学的历史，因为读史使人明智，了解科学的历史将使我们在科学时代更加理性和远见。

科学史对理科教学有益

科学史作为一门学科，是在20世纪才得到广泛的关注和发展的，但科学史的研究却一直受到许多科学家的重视。

他们在教授专业知识时，常常会引用一些科学史的内容，以增加教学的趣味性。

事实上，科学史不仅可以增加理科教学的趣味性，还可以帮助学生更好地理解和掌握科学理论。 科学史中的故事往往能够吸引学生的注意力。

科学的趣味性

我们小时候都听过一些科学家的传奇故事，比如阿基米德在浴缸里发现浮力定律后兴奋地跑出来大喊“尤里卡”；

伽利略在比萨斜塔上做自由落体实验，证明了落体速度与重量无关；

牛顿在苹果树下被苹果砸中，从而发现了万有引力定律；

瓦特在看到水壶盖被开水掀动时，灵光一闪，想到了蒸汽机的原理……

这些故事确实能够激发儿童对科学的兴趣和向往。

科学史的启发性

但我们也应该看到，这些故事并不能完全反映科学发现的真实过程，有些甚至是不符合历史事实的。

比如，伽利略并没有真的在比萨斜塔上做过自由落体实验，这只是一个传说；

牛顿也不是被苹果砸中后才想到万有引力定律，而是经过了长期的观察和思考；

瓦特也不是一下子就发明了蒸汽机，而是经过了多次的改进和试验。

这些故事过于强调科学发现的偶然性和随机性，忽略了科学发现的历史条件和科学工作的艰辛。

除了传奇故事之外，科学史还能告诉我们科学思想的发展过程和逻辑推理，这对于学习科学理论是非常有帮助的。

当我们开始学习物理学时，我们会遇到一些与常识不符的观念，这时候，如果我们了解一下这些物理学观念是如何形成的，就会容易接受它们。

科学家们并不是一开始就有这些“古怪”的观念，而是经过了一系列的实验和论证，才建立了这些“古怪”的科学概念，这些过程是很有意义和趣味的。

以“运动”为例。

物体为什么会运动呢？

古希腊哲学家亚里士多德认为，运动有两种，一种是天然运动，一种是受迫运动。

天然运动是由物体的本性决定的，轻的物体向上运动，重的物体向下运动，物体都有各归其所的倾向。

受迫运动是由外力引起的，物体在外力作用下运动，一旦外力消失，物体就会停止运动或者恢复天然运动。

亚里士多德的运动理论看起来很符合常识，也有一些经验的支持，比如玻璃球比羽毛下落得快，地板上的箱子不推就不动等等。

但近代物理学对这个理论提出了质疑。

“运动”观念的变革是由伽利略开始的。

伽利略用一个逻辑悖论来批判亚里士多德的理论。

他假设一个重物和一个轻物同时下落，按亚里士多德的理论，重物下落得快，轻物下落得慢。

如果把重物和轻物绑在一起，那么它们的下落速度会怎样呢？

一方面，绑在一起的物体比原来的重物更重，所以它的速度应该更快；

另一方面，绑在一起的物体的速度应该是两个物体的平均速度，所以它的速度应该比原来的重物更慢。

这就产生了一个矛盾，伽利略由此推断亚里士多德的理论有问题，也就是说，落体速度与重量无关，所有物体的落体速度都相同。

科学的发展不仅仅依靠逻辑推理，还需要实验验证。

伽利略是近代科学的奠基人，他不满足于空想，而是进行了斜面实验。

他发现，物体下落的速度不断增加，是匀加速运动，而且和物体的重量无关。

他还发现，斜面越陡峭，物体的加速度越大，斜面越平缓，物体的加速度越小。

如果斜面垂直，就是自由落体，所有物体的加速度相同。

如果斜面水平，物体的加速度为零，这时物体应该沿直线永远运动。

斜面实验说明，物体运动不需要力来维持，只有改变物体运动的时候才需要力。

这是一个巨大的观念革新！

伽利略无法直接测量自由落体的速度，因为加速度太大，当时没有精确的计时器。

他发现摆的周期是恒定的，是用自己的脉搏计时的，这就说明当时科学仪器的匮乏。

斜面可以减小物体下落的加速度，方便观测。

在此基础上，伽利略用“思想实验”的方法，从斜面的情况推出自由落体和水平运动的情况。

他在手稿中提到了从塔上放下不同重量的物体，看是否重的先落地。

他没有说是哪个塔，但有人猜是比萨斜塔，因为手稿是在比萨写的。

有趣的是，伽利略的实验结果并没有说两个物体同时落地，而是重的比轻的“几乎同时落地”，差别比重量差小得多。

这是因为空气阻力的影响。

了解这个关于“运动问题”的科学史故事，有助于我们深刻学习牛顿力学，因为在回顾这个观念变化的过程中，我们自己的观念也会不知不觉地改变，这比直接学习概念、定律和公式要有趣多了，也更容易记住。

当然，这里只是简单介绍，实际的过程更复杂。

比如，伽利略说，他观察到轻物一开始比重物落得快，后来被重物追上。

这是怎么做到的呢？

直到20世纪80年代，才发现原来实验者放下两个物体的时候，很难同时放，通常是先放轻的那个，即使他自己不觉得。

我们应该区分“知道”和“理解”的区别。

科学史的深刻性

要学好一门科学，我们通常不是从学习它的历史开始，而是从记忆一些陌生的符号、公式、定律开始，然后在教师和课本的指导下，做各种题目，直到能灵活运用这些公式、定律，我们才算掌握了这些知识。

但我们真的“理解”了吗？

不一定。

理解这些定律的意义可能是另外一回事。

比如说，一个高考物理满分的大学生，他去大学报到的路上，一直在想一个问题：

为什么从轮船和火车上跳起来，还能落回原地，而不是被轮船或火车甩开。

他在轮船上试了几次，结果都一样，轮船没有把他甩开。

后来，他想起，地球也在转动，而且转得很快，也没有发生过跳起来落不回原地的事情，这是为什么呢？

他想着想着，就睡着了。

直到后来，他读了一本科学史书，明白了牛顿第一定律的真正含义，他才恍然大悟，骂自己太笨。

这个故事很好地说明了“知道”与“理解”的区别。

这是一个真实的故事，因为这个大学生就是我自己。

有了知识不等于理解，会做题不代表掌握了物理概念，科学史可以帮助我们深入理解物理定律的本质。

可惜的是，教科书很少谈历史，如果有也只是一些历史事实，比如牛顿的生平等。

把科学史融入理科教科书，是当代科学教育界的倡导，但很难做到，而且效果不佳。

这是可以理解的。

自然科学本身技术性很强，科学教育必须重视技能训练，而科学史的引入可能会分散注意力，削弱技能训练。

但教育界仍在努力。