内容正文:
《天文学上的旷世之争》教学设计
学习目标
1. 细读文本,把握“述”和“评”对不同学说的述评角度。
2. 探究“述”和“评”的关系,探讨科学理论、思想的演变。
教学思路
任务一:细读开头,略读学说
任务二:细读学说,对照探究
任务三:借助工具,重点分析
各位同学,大家好。正如英国博物学家赫胥黎曾经说过,在科学工作中,不愿意越过事实前进一步的人,很少能理解事实。今天让我们一起学习《天文学上的旷世之争》这篇课文。同学们在课前已经通过画思维导图,把握了课文的脉络。
本文以时间为序,着重评述了天文学上的旷世之争。在学说的演变解说过程中,作者又有对浑盖之争科学价值的思考。由标题“天文学上的旷世之争”可知,这场论争不仅历史久远,争议热度也是空前绝后。
在了解课文主要内容之后,我们不禁产生疑问,读史明智,以史为鉴,科学史所介绍的学说自然千差万别,但作者引入这些学说的真正意图,是为了借科学发现探索人类的发展。因此,《天文学上的旷世之争》一文,是怎样借助对学说的“述评”探索古代宇宙结构的发展?
对于这个问题,我们将其分解成三个小问题进行探究,
问题一,细读开头,略读学说,天文学史内容繁多且广,本文是如何聚焦论述的?
问题二,细读学说,对照探究,不同学说中“述”和“评”角度有何不同?
问题三,借助工具,重点分析,作者如何将“述”和“评”结合,揭示浑盖之争的科学思维?
任务一:细读开头,略读学说
天文学史内容繁多且广,本文是如何聚焦论述的?
由课文的第一段可以发现,首先,作者将浑盖之争,放在人们熟知的中西天文学史的大背景下讨论,正所谓“管中窥豹,时见一斑”。通过浑盖之争的评述,可见天文学史的科学精神。
其次,作者限定了范围,即对宇宙结构的认识,通过对讨论对象的限定,论述指向相对集中,所指科学精神也会相对明确。 最后,通过表格可知,
在浑盖之争中,选择主要的人物择要呈现,主要人物代表的是主要观点。人物间的论争,其实质是科学思维的碰撞。通过择要呈现人物间的论争,可以让我们深切地感受到,这不仅是科学的演变,更是思想的演变。
任务二:细读学说,对照探究
不同学说中“述”和“评”角度有何不同?
在“天圆地方说”这一部分,作者先阐述了“天圆地方说”的具体内容。天是圆形平盖,在人的头顶上方悬置。地是方的,静止不动。然后评析这个学说,其实是认识还不是系统的学说,因为存在比较明显的漏洞,并用曾子的原话说明,来加强论证。但作者并没有止步于学说理论的讨论,而是进一步评析了曾子对这个学说的认识在逻辑上的错误,其实是违反了同一律的。
在“宣夜说”这一段中,作者首先介绍了“宣夜说”的具体主张。
宣夜说认为,这是由于这些天体是自由漂浮在虚空中的,它们彼此没有联系,没有相互作用,因此,彼此的运动相互独立,没有共同的规律可循。天,看上去有一定的形体和质地,那是由于它太高了,太广阔了,导致人们在看的时候产生了错觉。天的本质是虚空,所有的天体都自由悬浮在这个虚空之中。然后通过与希腊水晶天说的比较,
突出了宣言说在观念上的优越,更接近宇宙的实际情形。但作者从对科学发展的作用评价了宣夜说,
认为这只是一种初级的宇宙理论,没有与数学结合,也不能给人们提供有用的信息。这也决定了在天文学界,必然要处于被边缘化的状态。由现象到本质,一针见血地指出了该理论的本质是反理性的,杜绝了人们探寻自然规律的可能性,最后用“宣夜之学,绝无师法”史料记载,印证违背科学规律的学说,终将被弃的道理。
在“盖天说”这一段中,
作者既描绘了学说中天地的形态,其形态是,天地是两个中央凸起的平行平面,天在上,地在下,天离地的距离是8万里,日月星辰围绕北极依附在天桥上运动。接着,又说明了使用的研究方法,由运动勾股定理和其他数学方法推算出来,可知,天文说弥补了宣夜说的不足,推动了科学的进步。此外,作者对盖天说的科学精神进行评价,盖天说突破了人们日常生活经验,并且能够数形结合,将理论付诸实践,作者对这一科学精神是高度评价的,甚至置于科学理论本身之上。
作者对浑天说的阐述,几乎是与盖天说交织在一起的。
在修历工作中,对宇宙结构的新观点产生浑天说,认为天是个圆球,天包着地,天大而地小。除了讨论浑盖之争的原因和结果,作者详细地记述了浑盖之争中具有代表性的观点,以及论证的过程。
杨雄是以科学实验证明了盖天说的错误,作者对他的评价是有理有据,是盖天说无法辩解的。东汉著名学者王充指出,浑天说与当事人的共识相违背,作者对王充的质疑精神是赞赏的。文中说,王充的责难是颇有说服力的。接着进一步解释,之所以有说服力的原因,是因为按照当事人的共识,太阳从水中出入是不可思议的。这时,葛洪从事实的角度指出,这种现象与盖天说相反。然后作者通过评价,对葛洪的观点进行进一步的分析,即从观测的角度,只能承认浑天说是较为正确的。
南北朝时期的浑天家何承天,试图从理论本身去修补漏洞,但作者评价这种努力并未起到太大的作用,并归因分析出根本原因是因为浑天说没有地球观念。其后通过对后世安、穹、昕学说的列举,以及史书对其研究盛况空前的记载,凸显了浑盖之争对人类科学思想的影响。最后,作者引用朱熹的言论,
阐述了这场论争的科学价值。因此,
作者的“述”并不强调对所有史料进行考据式的梳理和呈现,而是对科学的演变过程中的主要人物择要呈现,且始终抱着严谨的态度看待这些人物提出的学说。
作者的“评”,一方面,是从现代宇宙结构理论的角度,给各学说是否反映宇宙结构客观真理以“科学性”的评价,但这并非评价的重点;作者更关注的,是对各学说的研究方法在天文学发展史上的意义进行评价。
任务三:借助工具,重点分析
那么,在清楚作者行文的主要构成之后,我们不禁又产生疑问,
作者如何将“述”与“评”结合,揭示浑盖之争的科学思维?
为了更好地解决这个问题,我们需要借助逻辑工具,以便鉴赏其逻辑之美。反证法是通过断定与论题相矛盾的判断为假设,确立论题的真实性的论证方法。在使用反证法之前,需要预判能够使用反证法的情况。
比如直接证明困难,需分成很多类进行讨论,结论为“至少”“至多”“有无穷多个”一类命题,结论为“唯一”类命题。就宇宙结构而言,古代航天技术尚未实现,研究者很难直接通过外太空观察,实现直接证明。并且,正如作者开头所讲,在科学史上,天文学的发展历来波澜起伏,曲折复杂。浑盖之争的原因,是双方主张的宇宙结构不同,所采用的测量仪器和测量方法也不同。如果试图正面评价浑盖之说的优劣,所阐述的方法繁多且杂,难以阐明。因此,浑盖之争符合反证法的预判标准。
反证法的一般步骤为
先假设结论反面成立,再进行正确推理导出矛盾,最后否定假设肯定结论。其中矛盾的情况多种多样,比如与原命题的条件矛盾,与假设矛盾,与定义、公理、定理、性质矛盾,以及与客观事实矛盾。王充对浑天说的责难是用了反证法的。
王充先假设浑天说成立,就说天转从地中经过,即太阳从水中出入,然后通过实证,即今经掘地,一丈就有水,很好地反驳了“太阳从水中出入”这一旧说。但是,光看史料并不能让读者很好地理解王充的责难,也很难让人感受其中蕴含的科学精神。
因此,在述评这一部分,作者在史料的基础上,补充了当时人们的共识。即因为按当时人的理解,太阳是依附在天球上的,天从水中出入,就意味着太阳这个大火球,也要从水中出入。对此评价,这是不可思议的。因为太阳从水中出入,根据当事人的共识可知,不是太阳熄灭,就是天球之水干涸。但太阳熄灭与事实矛盾,因为太阳东升西落,而天球之水干涸与学说本身矛盾,因为浑天说主张的是“天在外,表里有水”,最终证明了浑天说不成立,因此,史料给出了假设结论反面成立。“述”补充了史料缺漏的背景常识,“评”指出了假设结论正面推理导出的矛盾之处,最终,通过否定假设肯定结论。
葛洪针对王充的责难,其实质也是用了反证法,
先假设盖天说成立,即大地中心为最高峰,太阳附着于天壳平移,正面推理之下,那么太阳落入地平线时,应呈现“竖破镜”的状态,但事实是“横破镜”的状态,由于这种现象与盖天说的推论相反,证明盖天说是错误的。作者对此的评价是,他提出的判据是有说服力的,从观测的角度只能承认浑天说是较为正确的。
两种宇宙学说发起者以自己的解释去质疑,并用事实去支持争辩,用科学史的角度指明了争辩的价值。正如课文14段所言,“纵观中国古代的这场旷世之争,我们发现,古人在这场争论中,秉持着一个重要原则:判断一个学说是否正确,关键在于其是否符合实际情况,而不是看其是否遵循某种先验的哲学观念。”
课文小结
科学史是有关科学本身的学问,主要揭示科学发现、发明的历史,探讨科学理论、思想的演变。《天文学上的旷世之争》以时间顺序,回顾了我国古代关于宇宙结构模式的论证,指出中国古代天文学有重视校验的传统。这个科学精神贯穿着每个学说的论述中。新学说不断突破旧学说的局限,通过实证不断实现以及提升着自己的科学价值。
课后作业,
1.有人认为,中国古代缺乏科学精神,请简述一例,并对这种观点予以反驳。
2.阅读江晓原先生的《科学与正确之关系》,运用科学论著的阅读方法对其进行赏析。正如姜小源在《科学史十五讲》当中所秉持的观点,
在科学发展的过程中,没有哪一种模型,以及方案、数据、结论等等是永恒的。今天被认为“正确”的模型,随时都可能被新的更“正确”的模型所取代……而我们都知道,科学有着两千多年的历史,从古希腊算起,它有着成长、发展的过程,它取得了巨大的成就,但它是在不断纠正错误的过程中发展起来的。所以我们要强调,我们判断一种学说是不是科学,不是依据它的结论,而是依据它所用的方法,它所遵循的程序。
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