科学和哲学的区别，科学与哲学的分化

科学和哲学的区别

1．科学与哲学的分化

那么，伽利略的研究与古希腊对自然的研究有什么不同呢？为什么伽利略会被誉为“近代科学之父”呢？我们可以比较一下亚里士多德和伽利略，来看一下究竟。

人类的科学与哲学发祥于同一个源头，直到17世纪才开始分开来。作为思想家，伽利略继承了亚里士多德对大自然进行观察、思辨、探索的精神。在思想方法上，继承了亚里士多德对世界表述的简单性原则，他认为世界是一个有秩序地服从简单规律的整体。在对宇宙的观念上，继承了亚里士多德的天然运动观念。在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中，伽利略一再强调均匀圆周运动才可能是天然的和永恒的。他的这个结论不是来自对实验的分析，而是根据亚里士多德的哲学得出的。应当说伽利略既是一个科学家，又是一个哲学家。

伽利略的可贵之处在于他不迷信权威，对亚里士多德的学说有多方面的突破，其中最重要的两个方面已经在我们的中学物理教科书中有所介绍：一是自由落体问题，二是力和运动的关系问题。伽利略通过实验研究和推理分析，在这两个问题上都得出了与亚里士多德不同的结论。实际上，伽利略还在许多方面突破了亚里士多德的观念和理论。

亚里士多德在研究单摆时认为，单摆“摆幅小，需时少”。伽利略通过观察教堂的吊灯，寻找各种东西做实验，借助自身的脉搏进行计时，最后得出结论：单摆的运动是等时的，摆动的周期与摆幅无关。

亚里士多德和托勒密认为地球是不动的。他们认为，如果地球是运动的，那么从塔顶落下的石块就不会落在抛出点的正下方。伽利略对此提出了“运动合成”的思想，由于地球在运动，并带动塔身和塔顶上的物体一起运动，当塔顶的石块被释放后，物体就有了两种运动：一种是自上而下的运动，一种是和塔身一样的圆周运动，石块的运动就是这两种运动的合运动，而地球仍在转动，所以石块仍然落在塔顶的正下方。

亚里士多德认为“运动只能是绝对的”，伽利略提出了相对性的观念。他认为，运动只是相对于没有这种运动的物体才存在，在所有的具有相同运动的物体中间，运动是不起作用的，而且看上去仿佛不存在似的。此外，伽利略还有许多不同于亚里士多德理论的精彩论述。

2．伽利略的根本性突破

从上面的事例可以看到，伽利略对于亚里士多德的突破是根本性的，它不只是在亚里士多德的理论体系中打开一个缺口，而是从根本上动摇了亚里士多德物理学理论的根基。伽利略之所以与亚里士多德不同，应当说，研究方法是决定性的。亚里士多德虽然重视经验和感性，虽然他也动手实践，但他的研究方法毕竟只是观察和思考。伽利略则不同，伽利略进行研究的时候，除了观察和思考外，还对实验的条件、运动的过程施加控制。

从本质上来说，伽利略实验是人为创造一个环境，人为地控制物体运动过程，排除干扰，突出主要因素，在一个理想的环境下进行的操作。可以说，实验的精髓不在于观察和动手，而在于“控制”。伽利略做斜面实验来研究小球的运动时，把一个铜球从蒙着羊皮纸的斜面上滚下来（控制小球从斜面滚下的摩擦，使它尽量小），在实验中小球都是从静止释放（控制小球的初始状态相同），他还分别控制斜面的倾角、控制小球起始点的高度进行研究。这是伽利略实验的与众不同之处。

伽利略不仅进行控制变量的实验研究，而且对实验过程进行定量数学描述，对实验数据进行处理。伽利略认为“自然科学书籍要用数学来写”，这是伽利略与亚里士多德的又一重大区别。那时候还没有钟表之类的计时工具，伽利略用大容器底部漏水的办法来计时。通过对实验数据的分析，伽利略发现，一切金属小球，不论轻重，其降落速度与时间成比例，即物体的降落所经过的距离与时间的平方成正比，这就是匀加速运动的规律。伽利略还得到了“在相同倾角的斜面上小球的加速度相同”的结论。

图18－5　伽利略惯性单摆实验

伽利略不仅进行观察和实验，还采用了思想实验的方法进行了论证，这是伽利略又一个开创性的研究方法。思想实验不是实验，但它确实是建立在现实的实验基础上的。以伽利略对惯性定律的研究为例，他先是通过对单摆实验的研究，发现摆球从A点静止释放可以运动到与它等高的B点，当有钉子O挡住摆线时，小球会到达等高的C点，见图18－5。然后他以“小球从光滑的斜面上滑下来进入水平轨道后再滑上斜面应当滑上等高的位置”作为前提，然后逐步改变斜面的坡度，坡度越小，小球滑得越远，当斜面的坡度为无限小，也就是平面的时候，小球的运动将不会停止。这样，他通过论证得出结论，小球在光滑水平面上不需要动力就可以保持速度不变的运动。

伽利略开创的科学方法是科学和哲学的一个分水岭，伽利略的贡献是科学发展史上的一座丰碑，这座丰碑见证了人类历史上科学和哲学的第一次分流。有人会问“科学和哲学还会汇合吗？”这样的问题是一个值得继续讨论的话题。