閱讀筆記︱《科學大歷史》

《科學大歷史》by Leonard Mlodinow (2015); 洪慧芳譯, 2017

求知欲與好奇心是人類與生俱來的本能，而科學就是人們為了解釋各種「為什麼」而發展出來的。在所有科學還沒有發展出來的古代，人類就已經會思考「當我們拋一顆球在空中，球為什麼會一直飛？是有什麼力量在推它嗎？」這種求知欲，正是科學發展的動機。而這本書就是在寫人類如何發展出數學和物理去解釋宏大如宇宙、微小如原子的各種現象。

我自己覺得這本書把科學史寫得非常精采！就算你的工作或專業不是科學，也能很順暢地閱讀下去。書裡面所敘述的科學史都是大家中學粗略讀過的，但是作者加上了很多科學界的八卦，讓我覺得好像在看小說一樣，非常有趣易讀。書裡所有的科學理論都盡量以「悅人」的文字在描述，幾乎沒有數學公式，讀起來讓人如沐春風。

對我個人而言，這本書最精采的地方，在於作者對於各個重大科學歷史事件之間所做的連結。而這些連結，正是迫使科學不斷向前發展的轉捩點。每一個重要的歷史事件之所以成為里程碑，必定是解決了某些世紀難題，或是推翻了某個科學理論的認知。像是從舊石器時代的四處遷徙採集食物，到新石器時代的定居與生產食物。而數學則是一切科學發展的開始。

在科學史上有幾個重要的人物以及他們的學說，改變了人類面對自然的思維方式：

1．泰勒斯。西元前六百年左右，商人泰勒斯認為自然現象不是神話，而是可用數學解釋而且依循科學原理運作的，他發明了「提出科學問題」的概念， 開始問有關地震、地球形狀、地球與太陽月亮的關係，雖然這些問題在兩千多年後才有答案，但是他啟發了大家「問對問題」的能力。

2．畢達哥拉斯。之前的泰勒斯認為世界依循科學原理運作，而畢達哥拉斯則是進一步主張數學是宇宙的本質。他是第一個運用數學來瞭解科學概念的人。他在當時的地位跟現在的愛因斯差不多。

3．亞里斯多德。他是最先開始強力推行宇宙可透過理性分析來了解的人。他發明了「物理」與「力」的概念，但他的物理是定性研究，而不是定量。換句話說，他的物理不像畢達哥拉斯主張用數學理解，而是只有觀察和理論，沒有計量的實驗。

4．伽利略。他推翻了亞里斯多德的定性物理學。他的自由落體定律取代了亞里斯多德的「物體掉落速度和重量成正比」的定律。他所有的實驗都是計量性的，當他發現實驗結果跟他的想法不同時，他會先質疑自己的想法。他的定量物理實驗為物理學帶來了革新。

5．牛頓。世紀天才牛頓則是為物理學帶來全面的思維改革。這一切的起點，是起於他的一篇對克卜勒的三大行星定律的數學推論。 克卜勒發現行星有這樣的行為，並用數學寫下來，但是沒有人能証明。而牛頓作到了，且進行了徹底研究，進而寫下他跨世紀的代表作《原理》，這本書裡探討了一套普世通用的力學和運動理論，即是我們熟知的牛頓三大運動定律，

6．普朗克。牛頓的理論風行了近三百年，一直到普朗克開始想為黑體輻射提出精確的描述。他一開始沒有想過這個問題其實是代表牛頓物理學有誤，他只是把兩個公式湊起來變成一個通用的公式，沒想到這個公式竟然出乎意料的精準。他發現能量是以某個基礎單位的倍數存在，因此他把能量的基本單位命名為「量子 quantum」。在1900年柏林物理學會上他宣布了他的發現，而量子理論自此正式誕生。

7．愛因斯坦。如大家所知，愛因斯坦的相對論推翻了牛頓的世界觀，就如同伽利略推翻了亞里斯多德的世界觀一樣。他的研究對物理學界的文化有重大意義：他給了新生代科學家勇氣，去挑戰舊有的思維。

作者把這些翻轉人類認知的轉捩點寫的非常精采，這是一場人類企圖以有限的智能，來解讀宇宙萬物的奇妙旅程，而人類與生俱來的求知欲，正是推動科學進展與人類文明的最大動力。

ps. 原文書名是《The upright thinkers》，因為作者本身是物理學家，所以這本書十二章的內容裡面，有十章在講物理史，另外兩章一章講化學，一章講生物。但中文書名我覺得很瞎，應該是向《人類大歷史》致敬以衝銷售量吧，其實這兩本書一點關係都沒有。