希腊科学：新知识哲学
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科学的萌芽——对整个自然界进行理性研究——确实始自古希腊的思想家。希腊人广泛地散居在地中海东部的安纳托利亚（现在的土耳其）、爱琴海诸岛、意大利南部以及希腊本土。他们统一使用希腊语，有共同的宗教信仰，但从来没有形成统一的王国，分散的城邦独立地发展并逐渐繁荣起来。在公元前6世纪前后，希腊人着手于智力探索。这在那个时代是独一无二的，并从此影响了西方思想的进程。这种智力探索催生了哲学——“哲学”的本意是“爱知识”。对哲理的追求引导希腊人提出关于世界及其运作的问题，这些问题中有很多是以前从来没有提过的。科学、艺术、政治、伦理、宗教都是探索的主题，其目的是为人类思想和社会提供稳固的智能基础。
◎由于没有希腊原稿保留下来，所以我们的大多数知识是基于中世纪的抄本。然而，我们幸而看到那个时期希腊陶器上的图画⸺至少它们使我们有机会通过他们的眼睛，看到他们诗中和剧中的人物。图中，阿喀琉斯（左）和另一位希腊英雄埃阿斯（右）在下棋。这个双耳细颈瓶收藏于梵蒂冈格里高利·埃特鲁斯坎博物馆。
荷马和赫西俄德
如果我们了解希腊思想的早期证据，就能见到这种方法的新奇之处。希腊文学始自荷马和赫西俄德。在荷马的史诗《奥德赛》和《伊利亚特》中，希腊诸神直接操纵着自然，引发暴风雨和其他灾难，显然拿人的生命当儿戏。我们能从诗中读到：
海神波塞冬，大地的摇动者，他手中握着他的三叉戟，掀起巨浪，聚拢乌云，搅乱深水，兴风作浪，把陆地和海洋，包裹在层层云雾中。
在荷马之后大约一个世纪，赫西俄德写出了他的长诗《神谱》，这首诗告诉我们诸神是如何降生的，以及他们是怎样统治世界的。整个自然都服从于这些反复无常的神的意志：谷物生长，星星运动，河水流动，火山爆发，疾病蔓延，都是因为神要这样做。这些神是“神人同形的”，也就是说，他们像人但比人更强大——他们充满了爱或怒、嫉妒或暴躁、悲哀或欢乐。自然和人生统统是不可预测的，因为他们受制于诸神专断的意志。
◎海神波塞冬的雕像，表明希腊人所描述的“神人合一”的存在形式。这个雕像存放在希腊雅典的国家博物馆里。
理性的思维
但是这种新哲学明显不是宗教的。希腊思想家对物质的本性、宇宙的结构、地理的特征、生物体的生长、社会的组织以及许多其他事物提出了许多基本问题。他们的答案是用自然的因果性来表述的，而不是诉诸“神的意志”。举一个简单的例子，日食和月食传统上被视为神给出的预兆，但一位早期的希腊哲学家认为，天体实际上是充满火焰的大碗，当一个大碗暂时翻转背向地球时，就出现了“食”。这听起来很古怪，但它是自然的解释，而不是迷信的解释。这个解释很快被驳倒了，因为到公元前4世纪，希腊哲学家明白了食是由宇宙的阴影引起的，这是基于对在物质世界里所发生的事情推断得出的，而不是基于自然是被看不见的力量所操纵的信念。希腊语里，宇宙是“cosmos”，它的意思是“有序的结构”。
希腊科学：第一批物理学家
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公元前6世纪和前5世纪的希腊物理学家是我们熟知的首批科学家：泰勒斯、阿那克西曼德、赫拉克利特、德谟克利特、恩培多克勒和毕达哥拉斯。这些人与其说是实验科学家，不如说是哲学家。而他们的思想与其说是基于物理实验和分析，不如说是基于理性和逻辑。“理论”(theory)这个词源自希腊，意思是观察和沉思。而这些人是理论家，他们的目的是对他们所见到的事物给出合理的解释。
由于他们的著述早已消失，我们之所以了解他们，仅仅是因为他们被后来的哲学家（如亚里士多德）所讨论。这些早期的思想家大多来自爱奥尼亚，它位于现在土耳其的西海岸。特别值得提到的是，它处于字母书写已发展起来的地区。很难想象，复杂的哲学思想能用埃及的象形文字记录。
◎ 泰勒斯用相似三角形的原理测量海上船只的距离。的身高，长度CBCA是一支量杆，塔的的长度是观测者高度CT是已知的，所以距离TS能被算出来，因为三角形ABC和三角形AST是相似的。
基本元素
关于米利都的泰勒斯，流传着许多传说，有一个讲道：他曾访问埃及，去那里学数学；他能预知日食和月食；他还能在高塔上用相似三角形的原理，算出海上船只的距离。但是泰勒斯真正关心的是物质的性质：宇宙是由什么样的物质构成的？它们怎样聚在一起产生自然中所有的形态？亚里士多德后来写道：
这位早期的哲学家宣称，关于所有物质的最初来源，即一个事物从中出现并最终消失在其中的东西，这就是所有事物的元素和第一要素。
但这种元素是什么呢？泰勒斯认为万物生于水，水是基本元素，因为水是易变的、流动的，没有一定形状。它从天空降到地面，进入所有植物和动物的体内（正如我们所知的，没有水动植物不能生存）。当它们死去时，水又上升到天空。传说泰勒斯还认为整个地球都漂浮在水上，这也就是地震的原因。泰勒斯的一个学生，阿那克西米尼称空气是万物的基本元素，但我们并不知道为什么。另一个学生，阿那克西曼德认为这个世界是从“无限”涌现的一粒种子，它生长、发育，最终还将回到太空，但其他世界也可能以无穷的循环出现。以弗所（另一座靠近米利都的爱奥尼亚城市）的赫拉克利特认为火是所有哲学家在寻找的单一元素：
这个世界不是由任何神或人创造的，但它过去一直是，现在是，将来也是永生的火，按定则燃烧，又按定则熄灭。
◎以弗所是希腊世界最重要的城市之一，也是地中海的一个港口，它被完好地保存下来，在所有这些古迹当中有更大的吸引力。
恩培多克勒
这些元素中哪一个是真正的元素，这个问题是由西西里的恩培多克勒解决的。他说，所有的物质是由土、气、火和水这四种元素以不同的比例混合在一起所组成，而且受制于两种伟大的力量：爱和恨。爱使它们聚在一起，而恨把它们拉开。这些元素并不是我们所知道的土、气、火和水，更恰当地说，它们体现单纯而多样的性质：热和冷、湿和干，它们被认为是所有事物的基本性质。实际上，这四种元素中的每一种几乎总是与其他三种混合在一起，但它们能被合理地分析成四种性质，这些元素和性质如右图所示，并成为所有古典科学的模型。从这四个主要元素中“涌现过去存在、现在存在、将来也存在的东西——树、男人、女人，野兽、鸟、鱼类，还有长命的神……这些东西有单独的，也有混在一起的，它们呈现多种形状”。恩培多克勒论证道，自然界所有过程和变化都不过是这四种元素重新排列。四元素说注定是早期科学最持久的观念之一，延续了几乎2000年之久，直到17世纪。
◎ 恩培多克勒的四种元素和四种性质。
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