時間：2023-05-29 17:50:10
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇伽利略故事，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
這個故事最早出現在伽利略的秘書為他寫的傳記中。這本傳記寫于1654年，此時伽利略已去世12年。按作者的說法，伽利略是在比薩大學任教期間，當著其他教授和全體學生的面在比薩斜塔做的實驗。但奇怪的是，伽利略本人的著作中從來沒有提到過自己的這次實驗，而比薩大學也沒有記錄過這件事。另外，如果真像書中所說，這件事在當時轟動一時，那么很多圍觀者也會對自己的家人、朋友講起，但當時留下的歷史資料中，完全沒有留下有關這個實驗的記載。
這是怎么回事呢？于是，有人懷疑，這個故事應該是伽利略的秘書虛構出來的。有點類似于今天的“名人軼事”。實際上，伽利略并沒有真的做這個實驗。
但是，伽利略確實深入地研究過這個問題。他曾在自己的一本書里，提到了一個可以駁倒亞里士多德理論的實驗：如果從大約100米高處扔下一個100～200磅的炮彈和一顆只有半磅重的步槍子彈，前者只比后者領先一掌距（越等于23厘米）落地。不過，伽利略并沒有說他本人做過這個實驗。而且，這個實驗也不可能在比薩斜塔做，因為那座塔只有50多米高。
后來，人們發現伽利略在比薩大學當教師期間，曾寫了一部沒有出版的手稿，里面提到，他確實曾經在一座高塔上做過一個實驗，但不是為了否定亞里士多德的理論，而是為了驗證他的一個想法：落體的速度和物體的密度成正比。原來在那時，伽利略還不認為亞里士多德是錯誤的。他設想，在真空中，如果是相同材料做的物體，那么它們的下落速度和重量無關；但如果是不同材料做的物體，那么下落速度和它們的比重成正比。比如說，假如人們同時從塔上扔下一個金球和一個銀球，由于金子的比重大約是銀的兩倍，那么金球肯定會比銀球先落地。
不止如此，伽利略說他做實驗時用的是木球和鉛球，結果發現了一個奇怪的現象：剛松手時，木球的下降速度比鉛球還快，之后鉛球才逐漸趕上了木球，領先木球落地。根據現在的物理學知識，如果考慮到空氣阻力，鉛球先落地是對的，但是木球一開始會領先鉛球則非常奇怪。因此有人懷疑，伽利略記錄的這個實驗也是假的。
到了20世紀80年代，兩名美國科學家米克里奇和塞特爾重復了伽利略的這個實驗。他們讓51名學生一手握鐵球，一手握木球，兩手朝下，同時松手讓球下落，并把整個過程用高速攝影機拍下來。結果他們發現，在大多數學生松手時，木球的確明顯比鐵球落得快！原來，這是因為人們在扔球時，會下意識地先松開拿著較輕東西的那只手，而由于要用更大的勁握住重球，因此松開要稍慢一些。所以，伽利略的記錄恰恰證明了他的確在高塔上做過實驗！
科學家們推測，伽利略通過實驗發現，如他事先所預料的，比重大的物體的下落速度會略快于比重小的。但他也注意到，比重小的物體的下落速度一開始會比比重大的快。關于這個奇怪現象的思考，使他最終放棄了原先的假設，得出了正確的結論：在真空中，任何物體，不管其重量、形狀和比重，下落速度都是一樣的。之后，他的秘書很可能就是以這個實驗為素材，虛構出了著名的“比薩斜塔實驗”的故事。
其實，在伽利略生活的時代，已經有很多人在他之前研究了這個問題，并得出了相同的結論。
意大利數學家貝尼德蒂在1585年出版的書中，就提到了一個實驗：假設兩個重量相同的物體被一根線系在一起，同時下落，按亞里士多德的說法，它們的速度將由它們的總重量決定；然而，如果在下落過程中這根線突然斷了，這兩個物體并不會因此在半空中減速，而是仍然以原來的速度下落。所以說，物體下落的速度和它們的重量無關。
藝術方面，意大利畫家郎世寧是康熙、雍正、乾隆三朝的宮廷畫師，他畫的馬很有名，還創作了《香妃像》及圓明園的西洋樓；劇作家賈科莫?普契尼創作了三幕歌劇《圖蘭朵》（元朝公主與波斯王子的故事）；電影導演貝納爾多?貝托魯奇執導了奧斯卡最佳影片《末代皇帝》（清末宣統皇帝溥儀的故事）.
文藝復興、宗教改革、地理大發現、科學誕生同為世界近代史開端的標志性事件，而這幾個劃時代的大事都與意大利有關.文藝復興起源于意大利的佛羅倫薩，但丁、彼特拉克、薄伽丘是文藝復興前三杰，達?芬奇、米開朗基羅和拉斐爾是文藝復興后三杰.宗教改革就是不服從天主教羅馬教皇而創立基督新教，代表人物是德國的馬丁路德、法國的加爾文和英國國王亨利八世.首先開啟地理大發現序幕的是意大利人哥倫布，雖然他是受西班牙皇家的支持與委派，近代科學誕生的標志是科學巨人伽利略橫空出世.是伽利略開創了現代科學的實驗方法，
意大利可看的景點太多了.它是世界文化遺產最多的國家.我們只來游歷一下與伽利略有關的遺產：“斜塔上的實驗”發生地比薩、望遠鏡觀察天空的肇始地威尼斯、審判伽利略的梵蒂岡教廷、晚年居住地佛羅倫薩.佛羅倫薩也就是我國現代著名詩人徐志摩口中的翡冷翠，他曾寫過游記――《翡冷翠的一夜》，
伽利略是意大利偉大的物理學家和天文學家，比薩大學和帕多瓦大學的教授.他最著名的事跡有三項：斜塔上的實驗、發明望遠鏡并用望遠鏡觀測星空、因宣傳哥白尼的日心說而受到天主教會的迫害，伽利略在比薩斜塔證明質量大小不同的兩個球體下落速度相同、同時著地.這一實驗糾正了延綿兩千年的錯誤：亞里士多德認為物體下落的快慢是由它們的質量決定的.雖然斜塔上的實驗可能只是傳說.也可能伽利略只是通過邏輯演繹就否定了亞里士多德的結論（伽利略設想用一根細線將一大一小的兩個鐵球緊緊連在一起下墜，若把兩球看成一體，則因總質量變大會使下墜速度增大：但若看成兩個單獨的球，則小球下降速度慢，對大球的下墜有拖累.總體下墜速度應該變慢.這截然相反的兩個推論如何解釋？只有一種可能：大球與小球的下墜速度一樣大）.但我們都愿意相信這是真的，江蘇教育出版社初中語文教材就有《斜塔上的實驗》一文.伽利略倒是做過小球沿著斜面滾下的“斜面實驗”（斜面傾角逐漸加大，以至達到直立的90。，推出自由落體運動規律），這一實驗如此精妙以至被評為歷史上的“最美實驗”.
關于天體的結構，托勒密的“地心說”與人們的常識相符，也能較好地解釋肉眼觀察到的星星運行情況，因而被天主教會采納，成為教條.哥白尼首先對“地心說”提出質疑.他發現“地心說”在解釋一些新觀察到的現象時很牽強.若用“日心說”來解釋就更合理了.哥白尼雖然首先提出“日心說”，第谷的觀察數據、開普勒的數學提煉也支持“日心說”，但他們的思想很小眾.了解的人不多，承認的就更少了.
伽利略不是第一個制作望遠鏡的人，但他是第一個命名“望遠鏡”的，也是第一個用望遠鏡來觀察天體的.伽利略的望遠鏡可以將觀察的事物放大20倍，這樣他就能看到以前觀察家從未見過的天體現象.他的觀測在歐洲引起了轟動，觀測結果極大地支持了哥白尼的“日心說”.2009年是國際天文年，就是為了紀念伽利略用望遠鏡觀察天體400周年.伽利略與莎士比亞同年出生，雖然他主要以科學家的聲名流芳百世，但他喜愛音樂與藝術，同時還是一位優秀的作家，正是因為出色的寫作能力，才使他的著作《關于兩大世界體系的對話》風行于世.
伽利略的觀點與《圣經》不符，被羅馬天主教會認為是異端邪說.伽利略的書籍被禁止傳播，他本人也被審判后限制出行，目的就是最大限度地減小伽利略的影響.好在羅馬天主教會雖然保守頑固，但也還能知錯就改.1992年.羅馬教皇約翰?保羅二世以天主教會的名義承認伽利略受到冤枉.當年，世界第一大報――美國《紐約時報》頭版頭條評論說：“350年后梵蒂岡說伽利略是正確的：地球在動.”伽利略是在1642年去世的，時間已經過去350年，
伽利略把實驗和邏輯推理（包括數學演算）巧妙地結合起來，從而拓展了人類的科學思維方式和科學研究方法.愛因斯坦曾經寫道：“純粹的邏輯思維不能使我們得到有關經驗世界的任何知識，所有真實的知識都是從經驗開始，又歸結為經驗……正是由于伽利略看清了這一點.特別是因為他將此引入科學界，他成為了近代物理學之父――實際上，也是整個近代科學之父。”
1964年諾貝爾化學獎授予英國女科學家多羅西?克勞福特?霍奇金（如圖1）.霍奇金也成為第三位獲得諾貝爾化學獎的女科學家.
霍奇金長期從事生化物質分子結構的X射線衍射測定，包括甾族化合物、胰島素及維生素B12等.X射線分析儀在1932年以前僅限于驗證化學分析的結果，而霍奇金將X射線分析技術發展成一種非常有實用價值的分析方法，她將X射線分析技術應用于生化物質和生物分子結構的測定等方面，
霍奇金在劍橋大學期間用X射線結晶學測定了復雜有機大分子的內部結構，1934年，她又研究了許多具有生理作用的化合物并作出第一幅蛋白質的X射線衍射圖.1942年-1949年間，她成功測定了青霉素的結構，1948年義與同事合作拍攝了維生素B12的第一張X射線衍射照片，而維生素B12是最復雜的非蛋白質化合物之一.經過10年的努力，1957年，她終于闡明了維生素B12的立體結構和原子排布，為日后人工合成維生素B12奠定了基礎.
好看的懸疑日劇排行榜： 1、神探伽利略
2、SPEC
3、詐欺游戲
4、半澤直樹
5、緊急審訊室
6、上鎖的房間
7、流星之絆
1、神探伽利略 詳細介紹：這部劇改編于東野圭吾同名小說，講述了新人女警內海薰是如何在古怪教授伽利略湯川學的幫助下擊破各種懸疑案件的故事。
2、SPEC 詳細介紹：《SPEC》這部劇其實是日劇《繼續》的續集，講述了擁有高IQ卻情商低的女警當麻和身手不凡的警察瀨文共同利用特殊能力偵破疑難案件的故事。
3、詐欺游戲 詳細介紹：這部劇改編自同名漫畫《欺詐游戲》，講述了女大學生因意外被卷入到了一場一億日元的爭奪游戲之中，由此和欺詐大師秋山深一展開了合作。
4、半澤直樹 詳細介紹：《半澤直樹》是一部非常 經典的日劇，由堺雅人主演，講述了銀行職員半澤直樹和敵人抗爭的故事，在當時還創下了28.7%的最高收視率。
5、緊急審訊室 詳細介紹：《緊急取調室》這部劇是和刑偵相關的，整部劇的背景圍繞著審訊室，講述了刑警和罪犯之間的戰斗。
6、上鎖的房間 詳細介紹：這部劇也是根據懸疑小說改編而成，講述了宅男榎本徑是如何憑借對鎖和鑰匙的興趣而破舊密室殺人案的。
英國著名物理學家牛頓說：“假如我能比別人望得遠一點，那是因為我站在巨人的肩膀上。”在對待權威問題上，這句話給了我們豐富的啟示。
首先，我要引導學生向權威們學習。任何學科的進步都不是從零起步，而是以前人壘起的臺階為基點向上攀登的。通過學習前人積累的知識財富，接受別人已有的經驗，這是每代人認識的起點和發展的基礎。任何創造成果都是在繼承的基礎上取得的，沒有繼承就沒有創造，每一個偉大的科學家、思想家和藝術家都是在繼承前人知識成果的基礎上開始攀登高峰的。例如牛頓的萬有引力定律，正是繼承了伽利略的自由落體運動理論、開普勒的行星運動定律、惠理會斯的向心力原理等認識成果，并以此為基礎發現的。
其次，我們要引導學生力爭看得更遠，也就是不要盲從權威。盲從權威的現象是普遍存在的。英國著名數學家、哲學家羅素有一次來華講學，他問聽眾，“2+2=？”大家在想，羅素是著名的哲學家，提的問題一定有深刻的道理，于是面面相覷，無人敢答。結果羅素自己回答了問題，答案是4。為什么這個連三歲小孩子都懂的問題無人回答呢？這是因為他們被羅素這個哲學權威和數學權威的光環遮住了眼。
被權威遮住雙眼很難在學術上有所突破，只有不迷信權威才能有創新成果。伽利略有一次來到比薩大教堂，坐在一張長凳上，目光凝視著雕刻精美的祭壇和拱形的廊柱。驀地，由于工人施工，教堂大廳中央的巨燈晃動起來。這本來是件極平常的事，可伽利略卻像觸了電一樣，目不轉睛地跟蹤著擺動的吊燈。同時，他用右手按著左腕，計算著吊燈擺動一次脈搏跳動的次數。結果發現了一個秘密，這就是吊燈擺一次的時間，不管圓弧大小，總是一樣的。伽利略的腦子里頓時翻騰開了，書本上明明寫著古希臘哲學家亞里士多德的結論――擺經過一個短弧要比經過長弧快，至今誰也沒有懷疑過，難道是自己的眼睛出了毛病，還是怎么回事。
他像發了狂似的跑回大學宿舍，關起門來重復做這個實驗。最后，他大膽地得出了這樣的結論：亞里士多德的論斷是錯誤的，決定擺動周期的，是繩子的長度，和它末端的物體重量沒有關系；而且，相同長度的擺繩，振動周期是一樣的。這就是伽利略發現擺的運動規律的故事。
伽利略沒有盲目迷信權威，而是忠于自己的眼睛，忠于試驗的結果，這才發現了擺的運動規律。
第三，我們要引導學生主動挑戰權威。愛因斯坦說：“誰企圖在真理和認識的領域內要人們認為他是不可動搖的權威，那他就要在上帝的哈哈大笑中。”他不迷信權威，這使他能夠看到牛頓經典力學的局限從而創立相
對論。
為了探索真理，堅持真理，我們要提倡質疑精神，敢于超越“巨人”，敢于向權威挑戰，這樣才
能促進科學技術的發展和人類的
進步。
如果我們不敢站在巨人的肩膀上，而是面對巨人叩頭禮拜，那么就不可能超越“巨人”。沒有后人對前代“巨人”的超越，就沒有整個人類社會的文明與進步。
關于這個實驗有許多傳說。有人說那個實驗并沒有實際去做，只是一個理想實驗，用邏輯推理進行的。還有人說這個實驗的結果其實不是兩個鐵球同時落地，而是大球早一點點落地，只是因為這個差別很小，人們相信是實驗誤差導致的。
無論如何，這個實驗在科學史上有著巨大的意義：它用科學實驗和科學推理了人們相信了幾千年的事情。可是，我們是否能夠根據這個實驗得出這樣一個結論：物體下落的速度跟它的輕重無關呢?
如果我們來考慮以下兩個問題：
把兩個鐵球換成兩個同樣的氣球，一個不充氣，一個充上空氣，還從高處往下扔，相信大家都能得出答案：不充氣的那個先落地。
把兩個鐵球換成兩個大小不同，但同樣都用泡沫做成的球，也從高處往下扔，如果高度足夠的話，就會發現大的那個先落地。
我們自然會問：伽利略錯了嗎?
在我們簡單回答“錯了”或是“沒錯”之前，還是來看看球下落的過程中都發生了什么吧：一個物體在空中，會受到向下的重力和向上的空氣浮力的影響，重力遠遠大于空氣的浮力，所以物體自上往下落。當球動起來以后，貼著球表面的那層空氣分子會跟著一起動，而與那層空氣挨著的其他空氣分子“不愿意同胞被拐跑”，來自分子間的作用力會用力拉住那層分子。但是空氣分子的力量有限，不但沒把同胞拉住，自己都被拐帶著往前跑。它們往前跑，與它們挨著的那層分子又來拉，依此類推，于是球周圍的空氣分子都程度不同地被球帶著往下走。對球來說就是，表面上有一個力在“拖它的后腿”。這個力就是我們通常說的“空氣阻力”，或者“表面曳力”。
不難想象，這個表面曳力跟球的大小和球運動的速度有關。球越大，表面積越大，這個力就越大。而球速越快，對空氣分子的拉力就越大，同時卷入“挽留行動”的空氣分子也就越多，產生的表面曳力也越大。不同介質對實驗結果也有影響，上述實驗若在水里進行，結果的差別就更加明顯。這種分子間的緊密程度，用科學參數來形容，就是粘度。水的粘度大約是空氣的1000倍。
在球不動的時候，沒有表面曳力，球在重力的作用下往下落，當球速越來越快，受到的表面曳力就越來越大。開始，重力占優勢，抗衡了表面曳力和浮力之后，還能讓球的下落速度加快，所以球還是越來越快地下落。到最后，表面曳力加上空氣的浮力完全和重力抗衡，球的運動達到了平衡，不再加速了。這時候球的速度被稱為“斯托克斯沉降速度”。所以，哪個球先落地。取決于重力、浮力和表面曳力的綜合作用。
對鐵球來說，鐵的密度很大，空氣的浮力大約只有重力的幾千到幾萬分之一，完全可以忽略。至于表面曳力，不同體積的球，影響確實不一樣，但是從塔頂到地面的這個高度范圍內，表面曳力都遠遠小于重力。就像一個小孩子去拉一輛汽車和一個大人去拉一列火車一樣，不會有什么實質上的影響。所以在浮力和表面曳力都可以忽略的情況下，兩個球的落地過程就只受重力加速度的影響，它們的重力加速度相同，所以同時落地。如果我們把這兩個鐵球放在某種非常粘的液體中，讓它們的下落時間延長，就會發現大球要比小球早些落地了。
再來看兩個氣球的情況。它們所受的重力是一樣的，但是充氣的那個受到的表面曳力要大得多，這個力很快就大到和重力抗衡的地步。所以，當沒充氣的氣球輕裝前進、絕塵而去的時候，充氣的那個只好在后面閑庭信步，欣賞沿途的風景。
又如兩個泡沫球的情況，相對于鐵球來說，它們密度小很多，所以同樣的重量，體積要大得多，受到的表面曳力也就大得多。在下落的時候，表面曳力很快就可以和重力一較長短，甚至完全抗衡，達到斯托克斯沉降速度。把一個球的直徑減小到一半，重力為原來的1／8，而表面曳力是原來的1／4。變小的球受到表面曳力的影響要大得多，所以小球會后落地。
物理是初二年級才開設的一門新課程，“新”對于學生來說既有對未知的恐懼，也有難以抑制的探索欲望。所以初學時，學生對物理有較強的好奇心，學習熱情高，興趣濃。但是如何使學生的學習興趣更長久呢？
適當演示物理趣味實驗。教學“探究串、并聯電路的電流規律”這節內容時，可以做“神奇的火柴”實驗：用兩節干電池與小燈泡、開關組成一個電路，將其中一條導線拆開后串聯上一根鉛筆芯，閉合開關后小燈泡不亮。當用火柴去燒鉛筆芯時，小燈泡會亮起來，隨著火柴的熄滅，小燈泡慢慢變暗，直至熄滅。實驗現象可見度大，學生便于觀察，現象出人意料，能夠激發學生思考問題和學習物理的興趣。鉛筆芯在常溫時電阻較大，導電性能較弱，閉合電路中電流較小，燈泡不亮；當用火柴給鉛筆芯加熱時，隨著溫度的升高，鉛筆芯的電阻下降，導電性能增強，閉合電路中電流增大，所以小燈泡逐漸變亮。做好本實驗要注意以下事項：①電源電壓要控制好，最好電源電壓等于小燈泡的額定電壓。②由于鉛筆芯的種類、粗細不同，演示前要調節好鉛筆芯的長度，使小燈泡在閉合電路中正好不發光。這樣教學，實驗現象是從無到有，有利于學生觀察，從而能夠保持學生的興趣。
適時講點物理學史料。中學物理教材中的內容多是十分經典的物理學知識，學生學習也多是一味地接受。這不利于培養創造性思維和質疑精神，也會磨滅學生學習物理的興趣。在教學中，適時地介紹物理學史料，有助于學生了解科學知識的形成過程，拓展視野，進行科學思維方法的熏陶，保持學習興趣。
例如：教學牛頓第一定律之前，可這樣導入：伽利略是偉大的物理學家和天文學家，他通過系統的實驗和觀察了以亞里斯多德為代表的純屬思辨的傳統自然觀，開創了近代科學。伽利略的研究觸犯了羅馬教庭，他因此被判終身監禁。在此期間他寫了一生中最偉大的一書《運動法則》。對科學的執著追求以及羅馬教庭的迫害使伽利略生活窘迫，健康水平下降，最終雙目失明，于1642年1月8日因病去世。也許是歷史的巧合，就在這一年，在英國一個偏僻的鄉村里牛頓誕生了。后來牛頓總結了伽利略、笛卡爾的研究成果，建立了力與運動關系的第一條規律，即著名的牛頓第一定律……這樣講授，學生眼中的“牛頓第一定律”不再是簡單的文字，而因散發著眾多科學家的生命氣息變得沉甸甸的。這些史實，可以讓學生了解物理知識產生的背景，了解其來龍去脈，從而更深刻地理解所學內容。
用物理學史與科學家的故事激發學生的興趣，有時需要老師進行加工。例如在講“光的波粒二象性”時，我對學生說：惠更斯、牛頓他們都犯過錯誤。這樣偉大的科學家還會犯錯誤嗎？學生都十分好奇，學習興趣就上來了。我接著說：惠更斯認為“光波像機械波一樣，是振動在某介質中的傳播”是一個錯誤，而牛頓認為“光子是一種實物粒子”是一個錯誤，他們完全否定對方的觀點是一個共同的錯誤。這樣講解，學生明白了權威也會犯錯誤。
開展課外研究性學習活動。課后是課堂學習的延伸，要想使學生更好地掌握所學到的知識，并且產生出新的求知欲望，課后可以引導學生開展一些研究性學習活動，如查閱資料、實驗操作、走訪專家、社會調查、問題討論、現場觀察等。至于研究課題，可以從學生生活中選擇，然后以小組的形式討論決定。這種類似于科學研究的方法可以促使他們主動地獲取知識、應用知識解決問題。要注意的是，教師要多給學生創造成功的機會，并在適當的時候鼓勵引導他們，增強學生的自信心。
總之，初中是物理學科學習的起始點，更是一個關鍵點。在物理教學過程中，教師要抓住學生思維活躍、情感豐富、求知欲強等特點，運用恰當的教學方法，充分調動學生思維的主動性和積極性，保持學生的學習興趣，提高物理教學的效果。
（作者單位：長沙市第十一中學）
科學是與知識相關的問題
人文教育課上關于科學問題的討論體現在對“知識”相關問題的討論中—不僅僅是認識論的“認知”問題，而且還包括知識的倫理、知識的觀念、知識與社會文化的關系、知識者的社會地位與政治處境等與“人的知識”有關的問題。知識是一個比科學更為廣泛的話題，公元前四世紀柏拉圖區別可確定的“知識”與會出錯的“看法”，《圣經•創世記》里對人類偷食“智慧之果”提出教喻，文藝復興時期出現以經驗歸納為基本方法的科學和“知識就是力量”的信念，后來科學給世界帶來空前物質文明也造成巨大禍害（如赫胥黎《美麗新世界》所說的寓言故事），二十世紀電腦和二十一世紀“谷歌”時代的“圖像”和“技術代替大腦”型知識，這些都是人文教育課上不斷出現和持續延伸的討論話題。“知識”廣泛的問題意識與“科學”之間有著自然的聯系。“科學”(science)一詞的拉丁詞源scientia就是“知識”的意思。科學是一種可以理性解釋的，并具有可靠運用性的知識。今天，人們所特別稱為“科學”的，不僅是指這樣的知識（往往是關于物質世界的知識），而且更是指對這種知識的特別追求方式（以經驗求證為本的“科學方法”），乃至這種方法所特別體現的真理價值（所謂“科學精神”）。對“科學精神”的人文表述往往與人們常常特別強調的“實事求是”不同。例如，十八世紀英國古典政治經濟學家亞當•斯密（AdamSmith）說：“科學是激情和迷信的高效解毒劑。”十九世紀英國生物學家托馬斯•赫胥黎（ThomasHuxley）把科學看成是普通人都能運用的思維方式，他說：“科學只不過是最佳的常識，在觀察時嚴格準確，在思考中嚴守邏輯。”愛因斯坦則反對把科學思維神秘化，他說：“全部的科學不140過是日常思維的提煉。”這樣的表述閃爍著思考者自己獨特體會的光彩，更能為人文課增添思想樂趣。人文教育課上學生們以冷靜、理性、常識的方式談論關于知識的問題，不斷有機會將科學與其他知識形式或內容相聯系。在人文教育中，這叫作知識的“周邊擴展”（contextualization），也是大學教育對學生“知識信息融會貫通”（contextualizedinformation）的基本要求。例如，柏拉圖的《美諾篇》里，蘇格拉底在討論與“知識”有關的問題時，用了幾何學的例子。最早的古希臘科學家出現在公元前六世紀的米利都，他們第一次拒絕使用傳統神話或宗教解釋來言說周遭世界的現象，而代之以理性解釋，也就是他們所謂的“理論”。他們對幾何學和政治學抱有同樣的熱忱。幾何學（本意是“丈量土地”）既是一門理論學科，也是一門實用科學。幾何學與政治的關系是，因為土地是當時最寶貴的財產，要建立新的城邦，就需要仔細丈量土地，將其平均分割并分配給殖民者。人文課上學生們討論歐幾里德的《幾何要素》，關心的遠不只是它的數學知識,而是它的人文價值。例如，希臘幾何學是一個典型的語言概念邏輯系統,與古埃及以圖像為本的幾何學不同。它從一個最基本的關于“點”的定義(點只有位置而不占有空間)出發,延伸出線段、角、圓等等,終于構成了一個結構復雜的完整概念世界。最完美的點只能存在于人類的想象之中,任何畫出來的、人類眼睛能看到的點,都不可能是真正的點,因為它必定不只是一個位置,而是占據了一點點空間。
同樣道理,我們能看到的直線必然不是真正的直線,我們能看到的圓必然不是真正的圓。真正的歐氏幾何是一個只能用文字來表述、一個只有靠想象才能進入的世界。這個幾何世界和文學世界、歷史世界、倫理世界等在性質上并沒有什么兩樣。歐氏幾何于是引發了一系列至今仍使許多領域中的思想家著迷的問題,如語言和理念的關系(是語言反映現實,還是語言構成現實),理想和141現實的關系(典型的柏拉圖問題,“理念”和“現實”,哪個更真?)人的邏輯能力問題(康德把邏輯和時空感確定為人的規定性,維特根斯坦把“倫理”和“邏輯”定為世界存在的條件),“第一原則”問題(任何偉大的思想體系都可以歸到像“點”的定義那樣簡單的基本理念嗎?)等等。這些問題可以對學生有很多關于“知識”問題的思想啟發,往往會引起熱烈的討論。例如,有的學生會問,如果完美的“點”只能存在于我們的想象之中,如果我們能夠想象永遠不可能用眼睛看見的事物,那么我們神奇的想象能力是從哪里來的？他們還會爭論，想象是不是人的一種知識能力（愛因斯坦說，“人類真正的智識表現為想象，而非知識”）？想象是人的天性還是神的恩賜？這種爭論本身比它可能得到的任何答案都來得有趣且有教育意義。無論答案是什么,人的想象、人的理性、人的自由意志和尊嚴都會在新的凝視下顯得神奇和神圣。對人的自由思想和想象的控制也會更顯現出它的殘酷和違法人性。又例如,正如任何可見的點都不如只能存在于理念中的點來得完美,是不是任何一個社會里的“好人”和任何一種現實中的“善事”,都不如只能存在于理念之中的“好”和“善”?社會的德性倫理建設能否通過“向某某好人學習”來實現?還是無可避免地必須訴諸某種理想的“好”和“善”?這樣的好和善是否具有普世性？其知識和觀念又是怎么形成的？像這樣的討論會把學生的關注點從哲學認識論的一些問題引向倫理和意義的問題，而不只是局限在幾何知識的特定內容。其實，前蘇格拉底時期哲學家關心物質世界的構成，蘇格拉底把這種關心轉化為倫理以及人類在相互關系和社會組織中所起的作用問題，這個轉變至今對人類充分認識科學的利與害，以及科學與統治權力的關系，仍然具有現實意義。這也是學生們在希臘思想課上閱讀《幾何要素》的人文教育意義所在。
科學和“人的普遍問題”
人文教育課上討論科學的目的與討論其他文本（文學、歷史、宗教、政治、哲學等等）的目的是一致的，那就是培養學生對“人的普遍問題”進行思考和提問的能力，其中包括知識與權力的關系問題（這也是法國杰出的“思想系統的歷史學家”米歇爾•福柯最關心的問題）。在閱讀伽利略的《星際信使》時，知識與權力的關系問題相當突出。這個歷史時期的人文閱讀討論沒有選牛頓，而是選了伽利略，是經過考量的。這不是因為伽利略在科學貢獻上比牛頓更偉大，而是因為他在兩個方面更符合人文教育課的教育目的—他讓我們看到科學背后的人類心靈，也讓我們看到，由于無法擺脫來自政治（當時是宗教政治）權力的限制，真實的知識體現的是人的一種怎樣的被壓抑的知識信念，它也同樣映照出一種自由與屈從同在的科學家人格，至今仍然如此。人文教育顧名思義是“人的自由教育”，自由的人格是這個課程培養學生的一個主要目標，然而，自由是有條件的，無視這一點，便不能真正懂得自由。伽利略的《星際信使》讓我們看到了人的豐富性和多樣性，看到科學家在與權力體制（天主教會）發生災難性沖突時，人格特征會變得模糊。盡管如此，他仍然可以是一個可親近的人。
而且，一個有公共意識的科學家，他不只是從事科學研究，還需要為傳播他所珍視的科學發現而運用解說者的豐富才能。伽利略受當時的教會迫害，這是學生們都知道的。但是，通過閱讀《星際信使》，他們看到的不是一個簡單化了的“知識殉道者”，而是一個為了自身安全，很會討好權力，與之妥協，也很善于為自己謀取有名有利學術職位的“聰明人”。這種討好和妥協是因為他不得不應付權力對知識的武斷審查。然而，雖然這是不得已的自我防衛策略，但卻還是一種為追求真實和真理付出的道德和人性代價。不僅如此，伽利略還是一個政治投機分子，他將《星際信使》獻給143佛羅倫薩的統治者美第奇家族，并將木星的四顆衛星以美第奇家族之名來命名，伽利略因此如愿以償獲得這位歐洲最具權勢的統治者的贊助。伽利略因此成為一個“不自由的知識人”的象征性人物，讓我們看到了強制性權力控制下的知識人和知識的普遍處境。他不僅是一位科學家，而且更是一位具有文藝復興時期特征的人物—復雜、多面、矛盾，有著與我們一樣的平凡人性。這與我們在科學教育中常常碰到的那種臉譜化的“科學家”（“愛國”加“專研”）是完全不同的。例如，“”結束后不久，數學家陳景潤成為“科學的春天”里的知識人格典型，他除了演算數學題之外，幾乎什么都不會，什么都不關心。相比之下，伽利略則向我們展現了他作為社會和政治中人的全面投入和由此顯現的鮮明個性。
科學不尋找絕對真理
十七世紀，科學觀念發生了根本的變化，對之產生過巨大影響的不僅是笛卡兒，而且還有培根，培根甚至還更有代表性一些。人文課上之所以選笛卡兒而非培根，一個重要原因是，笛卡兒讓我們更為典型地看到理性與信仰（宗教的或意識形態的）在科學家那里可能發生的自相矛盾。一面秉持以懷疑來確定真實知識的原則，一面卻屈從于某種不容置疑的“信仰”，這樣的分裂人格在科學家和知識分子身上表現得特別明顯，而造成這種分裂的往往不是科學家真的有什么“信仰”，而是因為他們對某些事情有所“害怕”。學生們在人文教育課上閱讀笛卡兒的《談談知識》，不難從字里行間讀出他因為伽利略于一六三三年被教會迫害而感到的害怕，他是一個“嚇怕了”的科學家，統治權力對知識者的殺雞儆猴手段在他身上是發生作用的。笛卡兒堅持理性的懷疑，他知道，這種懷疑精神可能摧毀人們認為是天經地義的政治和道德價值觀，作為妥協，144他倡導建立一種“臨時的道德原則”，直到理性能找到并維持新的原則為止。比起他的同時代人培根來，笛卡兒對待宗教和上帝的問題要小心謹慎得多。這是因為他害怕像伽利略那樣受到教會譴責，他于一六三三年被迫放棄對哥白尼學說的信念（相當于公開檢查和承認思想錯誤），也放棄了發表與伽利略見解相似的《世界》（TheWorld，一六三三年完成）一書的念頭。在閱讀笛卡兒時，學生們討論得更多的是現代科學方法的形成以及我們應該如何理解所謂的“理論”—科學的以及其他被稱為或自稱為是“科學”的那種理論。人文課上的大學生對現代科學觀念在文藝復興和十七世紀發生的根本范式轉變很有興趣，但他們對這之前的亞里士多德舊科學范式卻往往了解甚少，因此需要向他們介紹亞里士多德對“心智”(mind)、“知識”（knowledge）和“科學”(science)的觀點。這些觀點也都與知識討論的其他問題有所關聯。在亞里士多德那里，“心智”（也就是“在頭腦里發生的”）只限于“推理”和“理解”。人的感官、想象、意志等等是指向心智之外的，因此不是純粹的“智力”，它們只是人與外部世界之間的聯系而已。
在“我怎么感覺”與“外面有什么”之間是沒有區別的，因此，感官經驗直接向人們提供了外部事物的知識。笛卡兒對十七世紀新科學范式有重要貢獻，他把人的感官經驗、想象和意志、推理和理解一起歸入“心智現象”。他在“我怎么感覺”和“外面有什么”之間劃了一道界限，提出了一個根本的懷疑：我們能確定自己所感覺到的事物嗎？如果我們不能確信由感官所察覺的事物（例如，水杯里看起來是“彎”的筷子其實是直的），那么我們便不能從觀察中推導出所謂的“科學真理”來。所謂的“科學觀察”并不是純客觀的，而是人的意志解釋行為，對它的科學性（可靠的知識性）絕不能輕易下定論。但是，笛卡兒對絕對確實的否定并不徹底，他的懷疑論（“我思，故我在”）仍然是為了尋找某種在亞里士多德范145式中無法獲得的知識確定性。今天，我們可以比他更進一步地知道，在科學里是找不到絕對的確定性的，根本就不存在什么絕對的科學真理，更不要說是“宇宙真理”了。知識騙子們總是把自己的私利打扮成真理，并把謀取這種私利的手段夸耀為科學。學生們在討論中很感興趣的是，任何科學理論的性質都是提出某種基本“假設”(hypothesis)，而不是從什么一定正確的原理推導某些“證明”（demonstration）。學生們對“擔保”（warrant）的認知作用尤其感興趣，因為他們許多都來自有宗教背景的家庭，對“信仰擔保”與“科學證明”之間的區別已經有所了解。例如，平面幾何的“勾股定理”有幾十種不同的證明，但這并不比只有一個證明增加“勾股定理”的可信性。但是，“信仰”或“信念”的擔保是有可加性的，來自多個不同方面的支持越多，條件就越接近充分，擔保就越有力，越令人信服，宗教歷史的故事、事例和人物、道德感化、神學研究等等都是在提出這樣的擔保。把理論看作“假設”，這其實已經是在把從理論得到解釋的現象當作是一種“擔保”了。理論被人們相信，是因為它有經驗的支持。理論中包含了一種由“擔保”所支持的“信念”，信念發生在感覺官能和思維官能的相互結合中。例如，牛頓力學定律之所以被人深信，不僅在于他找到了開普勒原來分散的結果的統一內在原因，而且更在于它被以后無數成功實踐所擔保。但是，這些擔保并不充分。更深入的研究發現與這個信念不符的實例。近代力學研究發現，當運動中物體的速度達到光速時，牛頓定律的結論與實驗結果之間的偏差就很明顯，這時就得用愛因斯坦的相對論力學了。然而，盡管牛頓力學的擔保是有條件的，但在它使用的條件范圍內卻是完全可靠的。雖然相對論力學是比牛頓力學更具精確性擔保的知識，但它并不降低牛頓力學的價值。人類日常生活中的事情都在牛頓力學有擔保的條件之內，因此牛頓力學在日常生活中有比相對論更廣泛的用途。這樣的科學知識對學生們了解其他知識及其運用的范圍和條件很有幫助。他們由此知道，科學的成就在于得出某種有擔保的理論（即“假設”），而不是絕對確定無疑的知識（所謂的“放之四海而皆準”的真理）。人類訴諸理性的懷疑（不同于非理性的懷疑主義和犬儒主義）所得到的這個對“知識”的理解，不僅適用于自然科學，也適用于人文科學。人文教育課上討論科學，涉及許多與人類思想史、觀念發展、哲學、政治、社會有關的問題，不要求面面俱到，只要求學生們開動腦筋，積極加入討論。這樣的討論是一種“交談”(conversation)，學生們自己的思考、提問、回應和關心的問題成為交談的主要內容。老師的任務是協助討論，不是知識灌輸（lecture）。這與自然科學課程上的“特殊知識傳授”是不同的。因此，即使是同一門人文課，每次教的時候討論內容也會有明顯的不同。
當我還是孩子的時候非常討厭讀書，看到姐姐們讀著什么世界兒童文學全集，我覺得她們很蠢，認為那種東西沒什么意思。那是電視機剛開始普及到家庭的時期，我或許是開始遠離印刷文字的第一代人。
“書是好東西哦。讀書的時候就好像自己變成了主角，興奮激動、緊張刺激，很有意思。”母親常這樣對我說。
“我不需要，我要走自己的路。”我如是回答，端坐在黑白電視機前沉浸在《鐵臂阿童木》和《鐵人28號》的世界里。
即便如此，在母親的意識里，似乎早已存在“讀書的孩子是聰明的孩子”這樣一條定義，她的第一次嘗試讓我至今難以忘懷，是《佛蘭德斯的狗》。說實話，在我看來，《佛蘭德斯的狗》一點意思都沒有，內容我現在已經忘光了，只記得那是個可憐的少年帶著他可憐的狗，最終毫無幸福可言地死去的故事。這樣的內容，說它“興奮激動、緊張刺激”是不是有點太勉強啦?
“什么玩意兒嘛，書果然還是讓人心情沉重的東西。”我得出這樣的結論之后，越來越討厭讀書。母親卻沒有放棄，她似乎覺得，靠情節取勝的書如果不合口味或許會產生負面效果，于是又想到了偉人傳記。
就這樣，《伽利略傳》被選了出來，它講的是家喻戶曉的伽利略的生平故事。故事從一場晚宴開始，少年伽利略在父親的帶領下參加晚宴，可四周全是大人，令他覺得很無聊。他四處打量，尋找有意思的事，結果看到了天花板上擺動著的吊燈。最開始他只是心不在焉地看，卻漸漸地發現了一個特征——雖然吊燈搖擺的幅度越來越小，但完成一次搖擺的時間卻沒有變。這就是“單擺的等時性”，當時的他竟憑借自己的脈搏作出了確認。他覺得這是個了不起的發現，便告訴了大人們，卻沒有得到重視。于是，少年伽利略為雪恥而努力學習，成為了一名科學家，發現并且證明了許多物理定律，最后他終于開始公開支持哥白尼的日心說。讀完這本書之后，我的感想是：科學真偉大。
不可否認，當時的這種思想很大程度上影響著我以后的路。我開始抵觸除了算術(數學)和理科之外的所有科目，覺得學習其他東西只不過是在白費腦筋。我腦中的公式是這樣的：科學偉大，科學之外的學問狗屁不如，語文之類的不學也無所謂，語文就是讀書，所以不讀書也無所謂。就這樣，最終結果是我更加堅定了拒絕讀書的立場。
母親因所有努力都白費而惱羞成怒，選擇了同班主任商量這種簡單直接的手段。那是我讀小學三年級的時候。“老師好不容易給選了本書，一定要好好讀。要是被問起有什么感想時你卻回答還沒看，那媽媽也太沒面子了。”把書交到我手上時母親這樣說。從那天開始，《次郎物語》就端坐在我的書架當中。
翻開第一頁看看還是可以的，但當雙眼開始追著那些文字跑時，痛苦便會突然間襲來。這并不是因為我想讀才讀，只不過出于義務而已，所以并沒有堅持的理由。把書放回書架時，我的心中只剩下對書的憎惡。為什么世上會有這種東西呢?我咬牙切齒。
但更大的不幸籠罩了我。班主任為有家長就讀書的事找她商量而自我感覺良好，竟把我的名字加進了班里幾個同學參加了的讀書感想征文比賽的名單。這樣一來，我就必須在暑假期間讀完指定圖書，還要寫讀后感。那本指定的書是《大藏永常》，是一個在農業政策方面功績頗豐的人物的傳記，不用指望書里會出現驚悚、推理或者幽默的故事，這本書怎么看都是教育委員會青睞的那種。
看到這個書名就漸漸沒了興趣，看完第一頁我就已經絕望了，從第二頁開始幾乎是哭著看完的。這本書我沒能讀到最后，讀后感也只是將看過的內容概括一番，最后加一句“對不起，我沒能看完”，以期得到諒解。班主任什么都沒說，但只有我的作文沒被送去參加比賽。母親至此也終于想通了，決定面對兒子討厭讀書這一事實。
可出乎意料的是，事情竟然出現了一百八十度的轉折。那是在我進高中之后不久。大姐帶回來一本硬皮封面的書，書名為《阿基米德借刀殺人》，是一個叫小峰元的人寫的，還獲得了江戶川亂步獎。接觸到久違的書這玩意兒，我的頭又暈了起來，但這本書我卻真讀得下去。至于原因，到現在我也搞不清楚。是一時興起呢，還是著了魔呢?總之當時我的行為無法靠道理去解釋。而且還不僅僅是讀得下去，我竟然將它讀完了。故事本身并不長，我卻花了將近一周的時間，最后整個故事在腦子里都變成了一團糨糊，但總之還是讀完了。對于在那之前不管多么有趣的書也只能看個一兩頁的我來說，這幾乎可以稱得上是一起意外事故了。
推理小說還真的可以啊——那時我第一次有了這種想法。或許也算是理所當然吧，因為一直與讀書無緣，在那之前我從未接觸過推理小說。那時二姐早已是松本清張的書迷，但我只以為她在讀什么無聊的書，完全沒有興趣。
我想知道二姐還有其他什么書，于是看了看她的書架，最終視線停在了松本清張的《高中生殺人事件》上。這次我只花三天就讀完了，拿起來就放不下，一直縮在被窩里翻書這種事，我還是生平頭一次。比起書中的內容，自己竟有如此舉動這一點更令我興奮。
接下來我讀了《點與線》，還讀了《零的焦點》，全都是一氣呵成，爽快至極。一看到鉛字就頭痛的過往變得那樣不真實。很快我開始關注起其他作家的作品，到最后終于也開始自己掏錢買起書來。推理小說究竟哪里吸引我，那個時候的我還不太明白。
【適用主題】思維僵化的無趣、貧瘠；觀念改變世界；百家爭鳴，百花齊放……
有個小孩據說生下來就沒說過話，天長日久，父母以為他天生是啞巴，也就認了命。只是這個小孩，有天吃飯，他忽然說：“湯太咸了！”
父母當然既喜且驚，末了還有點疑惑，于是問他：“為什么生了這么久才說第一句話？”孩子說：“在此之前，一切正常。”也就是說，并不需要用到語言。
這不能只當笑話來看。
我們若只能說正確的話，那么就不需要我們說話。“湯太咸了”也是一句相對正確的話，咸淡口味各人不同，也許媽媽嘗了覺得一點不咸。所以湯嘗起來咸了一點，也屬于世界的正常現象，按這個酷小孩的邏輯，這句話也不必說。
這個笑話揭示的是自由言說的前提：那就是不必要求你一定說正確的話。美國甚至有憲法專家說，言論自由的一個重要特征就是有種種胡說八道。只能讓人說正確的話，那世界上就一句話也沒有，或者只有瘋子。
哥白尼、伽利略否認地心說，達爾文宣揚進化論，開始都是驚世駭俗的胡說八道，有人還因此被烤熟了。所以胡說八道一直不屬于有價值的東西。
哥白尼、伽利略與達爾文幾位終得昭雪的胡說八道者卻讓人有了這樣的假設：胡說八道可以，除非你以后能證明自己正確。這個難度很大，大家天天胡說八道，像前面這樣的人物能出幾個？絕大多數人是正宗的、地道的胡說八道，永遠不可能變得正確。刨去人道的觀點，把他們烤了，也爭議不大――據我觀察，我所處的社會認知水準正處于這個階段，你是個批評家的話，一定得是個圣人，說錯一句話都不行，更不用說純粹的胡說八道了。
丹麥哲學家克爾凱郭爾寫過一個故事，一個瘋子從瘋人院逃了出來，他想：只要我堅持說正確的話，別人就不知道我是瘋子。在現代地理學背景下，“地球是圓的”這個判斷絕對正確，于是他見到每一個人都說：“地球是圓的！”而這個舉動恰恰證明了他的瘋癲。
我每天碰到許多人，他們都跟我說：“地球是圓的！”于是我每天都祈禱許多次：讓人們胡說八道吧，不然他們都像瘋子一樣只會說正確的廢話。
一、根據小學生兒童的個性，培養技巧能力
根據小學生的個性，輔以一些歌表演或律動動作，課堂教學動靜結合，形成生動活潑的氣氛，促使兒童在有趣的活動中培養樂感，進行音樂技能的訓練。
由于兒童的個性具有活潑、好動的特點，倘若以單一的唱歌來進行教學，容易使兒童感到疲勞。記得我有一堂音樂課的內容是：教唱新歌曲《世上只有媽媽好》，要求一節課完成，以便迎接媽媽的節日“三?八節”，我發現這首歌的難點是附點四分音符的唱法，于是完全找到了一段歌詞的視唱材料：
[ 5 3 6 | 5 - 3 | 1 - 6 | 5 - - | 4 5 | 6 6 4 | 1?2 35 | 2 - - ]
小鳥兒 飛 呀 飛 呀 飛 飛 在 高高的藍天里。
并按歌詞編了一套動作，一上課，我便振作精神問：“小朋友愿意看老師給你們跳個舞嗎?”“愿意。”小朋友們異口同聲地回答。同時用期待的目光看著我，我邊唱邊做了一遍準備好了的動作，剛做完，小朋友們都情不自禁地拍起手來。
我說：“開頭小朋友們看老師跳舞時，唱的曲子就是黑板上這段視唱，小朋友們只要學會了這段視唱，跳舞就不覺得難了，下面我們試試看。”我先將附點四分音符提出來了以后，小朋友們只學唱了兩遍就奇跡般地學會了這段視唱。“小朋友們一定知道這是小鳥在飛的歌，那么我們的動作就應該是小鳥的動作，下面老師做兩種動作你們看哪一種要好看些?”我第一種著重是注意關節的變動，第二種則沒有突出關節的變動，剛做完的小朋友們就七嘴八舌地說：“第一種好看。”“那么第一種為什么要好看些呢?”“因為第二種關節不動，就像是殘廢的鳥在飛一樣。”一個小朋友說。“不錯，那以后小朋友們一定要注意，不要做‘殘廢鳥’。”小朋友們聽說后都笑了。就在輕輕松松的笑聲中，小朋友們卻領悟到了動作的要領。“小鳥是大家經常看到的動物，請小朋友們在做動作時想到小鳥的姿態，自己在做時注意模仿，我看哪個小朋友做得最好。”下面我彈琴，小朋友們都邊唱邊做動作，看到他們一個個輕松自如的樣子，我似乎也輕松了許多。
二、在教學中“寓教于美”，培養表現美的音樂能力
小學音樂學科，既是藝術(美育)學科，又是技能學科，同時音樂也感情藝術。而藝術的真諦在于追求真、善、美。我們要通過音樂教學，用藝術的美陶冶情操，培養美感和審美能力，并達到凈化和美化心靈的目的。
如在學習歌曲《聽媽媽講那過去的事情》時：l、我帶著感情示范唱；2、讓學生分析曲子，充分發揮學生的分析能力、理解能力和想象思維能力；3、由我總結歸納并提出要求，此曲是一首感情深厚、真摯的敘事曲，是一首帶再現的三段式結構寫成的，有情有景，整個曲子速度稍慢。要使學生能正確地表達曲子，并能掌握一定的唱歌方法，在教學中：1、狠抓住了基礎訓練，盡量唱法、聲音統一，吐字、咬字清晰，使唱法優美；2、分段處理歌曲，根據三個不同的樂段進行不同的處理及表現：第一樂段要寧靜、優美、生動地表達歌詞的動態和情感；第二樂段是媽媽苦難生活的回憶，曲調轉為低調、哀怒，表達悲憤的心情，要與第一段形成鮮明的對比，同時要強調它的敘事性：第三樂段是再現第一樂段，要求格外優美、寧靜、生動，在速度上比第一段快一點，加強孩子的幸福感，而媽媽講的故事卻深深地留在了孩子們的心中。就這樣把學生引入了音樂境界，讓學生理解美、表現美、感知美，也只有這樣才能歌唱得繪聲繪色，情深意篤回味濃，使音樂教育起到“寓教育美”的作用。
三、創設啟發性的環境，培養想像能力
教學中大膽讓學生聯系生活實際，去體驗音樂在創造性活動中的奇特作用與奧秘，培養學生豐富的想象能力。
關鍵詞：價值取向；人文素養；物理教學；物理學史；教師高尚人格
“你可知道，自然界中的云、雨、露、霧、霜、雪、雹都是我們小水滴的“杰作”，我們的行為與人類的生活息息相關。我們還有許多奧秘，你想知道嗎？請跟我來……”這是在實驗初中初二年級的一間教室里，一位物理老師正給同學們講授《物態變化》。像這樣結合專業教學進行人文教育，在實驗初中的各科課堂上已經是司空見慣的了。因為這里正進行著一項關于初中生人文素養培養的實驗研究課題，實驗初中正展示出深厚的人文底蘊，營造著濃厚的人文氛圍。著名教育家杜威說過：“離開了人和人的發展，一切美妙的教育計劃都無異于海市蜃樓。” 傳統的學科教育教學過分強調了學科自身的知識性、體系性、邏輯性和系統性，忽視人的發展和人文性的教育。深化物理教育改革要重視為學生全面素質發展服務和在教學中培養學生人文素養精神。現就我校正在進行的初中生人文素養培養研究結合我們物理學科特點，談談如何在物理教學中培養學生人文素養的。
一、從物理學發展史著手滲透人為素養
愛因斯坦所說：科學結論“幾乎總是以完成的形式出現在讀者面前，讀者體驗不到探索和發現的喜悅，感覺不到思想形成的生動過程，也很難達到清楚地理解全部情況。”科學發展史就是一部完整的科學家奮斗史，通過經歷和科學家一樣的大致探究過程，了解科學事業的艱辛以及科學家執著的求索精神，同時也將激勵學生像科學家那樣，不怕困難，勇于探索的人文素養。使學生理解象居里夫人的祖國情懷；體會到科學家與他人合作的重要性；熟悉了定量、定性、美學等的思維方式；形成獨立思考，分析問題，解決問題的能力；體會到在科學研究中興趣，意志品質是非常重要的……所有這些對受教育者潛質的開發，誘導，形成自己的“榜樣”都是非常重要的。 “諾貝爾獎金獲得者楊振寧在回憶錄中寫道，當他的父親——清華大學數學系楊武之教授發現了其在自然科學方面的興趣和天分時，卻沒有在這方面激勵他，而是請了歷史系的優秀學生為他講授《孟子》，楊振寧說他后來在物理上取得的成績與他父親的這種教育是分不開的。”
科學家和科學史對人文教育起到了橋梁作用。平時教學中組織學生閱讀教材中的“讀一讀”，并補充介紹一些科學家獲得成果的經歷和過程，分析他們的經驗和從中應吸取的教訓，幫助學生解讀科學家的人生。如牛頓勤于思考、悉心鉆研的故事，伽利略以實驗事實為依據向權威挑戰的故事；布魯納用生命捍衛真理的故事；我國的墨翟和他的學生共同完成的小孔成像實驗，并記錄在《墨經》一書中，是世界上最早關于光的直線傳播的記載；我國宋代學者沈括的成就——他最早記載了磁偏角，比西方哥倫布早 400 多年，等等。
二、從物理教材、物理知識本身著手培養學生的人文素養
物理教材各章節的語言描述、精美圖片、段與節的名稱選擇皆注重了感召力與趣味性。如第二章“聲現象”：“聲音是平凡的，又是奇特的。我們生活在一個充滿聲音的世界中，這也許使她顯得平凡；聲音在很多方面豐富并改變著我們的生活，這又映射出她的奇特。”“物體的運動”用詩人的語言的韻律和意境贊美運動；圖片“各拉丹冬雪山”、“北京天壇回音壁”等令人神往；三峽大壩、巴塞羅那奧運會上陳躍玲獲得第一塊田徑金牌的颯爽英姿令人自豪。
在學習講解慣性知識和安全用電時，培養學生的安全意識；講水循環、能的開發和利用，噪聲的危害和控制時，培養學生保護水資源，節約水資源及環保意識；講能的開發和利用、機械效率時，培養學生的經濟意識、效率意識；講功的原理、能量守恒定律時，補充介紹一些科學工作者研究永動機的故事，培養學生遵循自然規律辦事的意識。推至人類社會，人是社會動物，就要遵循一定的社會規律和與社會發展相適應的社會準則，在社會行為，態度傾向和價值觀等方面，與社會保持一致，這也是學生今后所在社會群體具有穩定性所必須的。正如蘇霍姆林斯基在《和青年校長的談話》一書中說的那樣：“教育的藝術就在于，要讓受教育者把他周圍的東西加以‘人化’……從這些物品中感受人性的東西——人的智慧、才干和人對人的愛。”因而在教學中，教師就應當想方設法地把“五彩繽紛”的科學世界，呈現在學生的面前，使他們心曠神怡地深入其中，去感受，去受教育，去鍛煉和提高。促進學生情感的遷移和人性的完善，進而無限地熱愛“物理世界”。
三、從物理學科特點著手在應用科學知識分析問題和解決問題中培養人文素養
分析問題和解決問題的過程，受教育者真正獨立地接觸問題，檢驗了受教育者的人文素質，具體問題具體分析的邏輯思維能力，培養和形成不同的個性品質。物理學科是實驗性和實用性很強的學科。充分利用教材上的演示實驗和課后的小實驗，也可補充一些學生條件允許的小實驗“做一做”，養成學生動腦動手的習慣，補充一些“生活中的物理”思考題，如擦皮鞋的學問（光的反射）、拍打衣服上灰塵的道理（慣性），海市蜃樓（光的折射），如何從地圖上測出上海到天津鐵路線的長短（間接測量）等。學習了電學、聲學，能解釋雷電的形成及先看見閃電后聽到雷聲的原因；學習了熱學，能回答為什么海邊及大森林里一年四季氣候宜人，為什么當今國家推行退耕還林的政策；學習了磁和能，回答為什么在一定條件下，某處江邊、湖邊、池塘邊的巖石中有“救命”之聲發出等。并要求學生平時注意觀察身邊的物品的使用，培養學生探索自然現象和日常生活中物理學道理，樂于探究日常生活用品或新器件中的物理學原理，形成將科學技術與日常生活、社會實踐相結合的意識，激起學生對自然界的好奇，領略自然現象中的美妙與和諧，養成對大自然親近、熱愛、和諧相處的人文素養。樂于參與觀察、實驗制作、調查等科學實踐活動，養成實事求是的科學態度，增強了學生對科學的求知欲，學生也同時受到了辯證唯物主義教育。
四、從物理教學方法中培養學生的人文素養
改變過去陳舊的教法和手段，順應教改大潮，把學生放進教學主體中去，采用“探究式學習”的教學方法。“探究式學習”是指學生在教師指導下，從學習生活和社會生活中選擇并確定研究專題，用類似科學研究的方式，主動地獲取知識、應用知識，解決問題的學習活動。“探究式學習”是獨立學習與合作學習的結合。在探究過程中，需要個體研究、小組或集體探討相結合，需要他人的協作；需要彼此尊重、理解，需要容忍；需要講求表達傾聽與說服他人的方式、方法“探究式學習”倡導的是一種主動實驗和發現的學習方式，強調學生的自主學習和實踐。
五、從物理考試改革著手體現人文素養
改革物理考試唯知識的做法，把體現人文教育作為一個十分重要的內容。轉變考試的目的，從為選拔尖子學生變為為學生創造最好的教育，從重視考查知識變為重視考查學生的綜合素質，為了學生的終身發展。列舉下面兩道試題：
[ 例 1] 請你設計一條保護水資源的廣告詞。
本題是為了讓學生知道水污染已經成為當今世界四大污染之一，水資源正在遭到破壞，我們應該保護水資源，就是保護我們人類。
[ 例2](2002 年青島市中考題 ) 公遠前 300 多年前，希臘的學者亞里士多德認為：“從高空落下的物體，重的要比輕的落得快 ! ” 2000 多年前，人們對亞里士多德的話都深信不疑。 16 世紀末，伽利略對這位學者的話產生了懷疑。有不少人諷刺嘲笑伽利略的無知與輕狂，伽利略便下決心在比薩斜塔上進行公開實驗。伽利略登上斜塔，一手拿著一個 10 磅鐵球，一手拿著一個 1 磅鐵球，喊了一聲“請各位注意”兩手一松，兩球同時落下，撲通一聲，兩球同時著地了，實驗的結果使原來迷信亞里士多德的人目瞪口呆 !
(1) 閱讀后你最深的感受是什么 ?
(2) 根據你的感受，你認為在今后的學習生活中應怎樣去做？
本題的目的就是為了對學生進行人文素養教育，作為中考試題，堪稱考試改革的先鋒。
六、以物理教師高尚的人格，教育和影響學生人文素養精神的形成。
人文素養，是指建立在人文科學知識之上，通過對人類優秀文化的蓄納，受人類優秀文化熏陶所反映出來的精神風貌和內在素質的綜合體現。其培養目標就是提高學生的文化修養、理論修養、道德修養，核心是教會學生怎樣做人。物理教師是學生在成長過程中對其影響非常重要的人，特別是在初中階段，正是學生心理和生理變化顯著的時期，一個“學高為師，德高為范”、注意方式方法于細微之處、全心全意為學生服務的教師，將為學生的一生播下幸福的種子，受益無窮。因此，教師要加強自身修養的提高，素質教育的關鍵在教師。
總之，對學生進行人文素養教育，沒有環境條件的限制，關鍵在于我們每一個教育工作者觀念的轉變。要善于捕捉進行人文素養教育的最佳結合點與切入點。通過物理教學中的人文教育，發展了學生正確理解人和自然的關系，正確理解人與社會的關系并產生熱烈的感情，形成了對美和善的辨別力和追求熱情，發展了獨立思考和獨立判斷的能力，使自己的心智得到和諧的發展，激發了內心的潛能，正如斯坦福大學校長有著極美好的闡述：“人文科學是我們這個時代最深刻的需要，它賦予社會，世界以方向，目的和意義。”
參考資料：
1、賴勝德出版. 物理課程標準(實驗稿). 北京：北京師范大學出版社.2004.《物理學史與科學素質的培養》
李艷平
2、《物理學史與人文素質的培養》
王士平
〔關鍵詞〕 科學創造，表征，語言，邏輯，想象
〔中圖分類號〕N34 〔文獻標識碼〕A 〔文章編號〕1004-4175（2014）01-0031-05
〔收稿日期〕 2013-11-16
〔基金項目〕 國家社會科學基金項目（12BZX018），負責人魏屹東。
〔作者簡介〕 魏屹東（1958-），男，山西永濟人，山西大學科學技術哲學研究中心、山西大學哲學社會學學院教授、博士生導師，主要研究方向為認知哲學。
今日之世界，可以說是科學技術化的世界，人們的生活、工作和學習的方方面面，社會經濟發展的方方面面，都與科學技術密切相關。根本原因在于科學技術具有創造性（包括發明與發現）的特質。科學創造性是人類特有的。科學發展史表明：在創造過程中，人類無疑會使用語言和邏輯，會運用記憶和想象。那么，什么是創造性，其范圍是什么？語言和邏輯在其中起什么作用？科學與技術在創造性方面有什么區別，二者如何互動？如何進行科學創造，如何對其表征？這些問題無疑是格外重要的，它們也正是本文要著力探討的。
一、創造性的范圍與表征
就人類的生存范圍而言，人類生活在兩個世界：一個是固有世界或者實在世界，也就是經驗領域；另一個是超驗世界，也就是形而上的精神領域。前者的表現形式主要是世俗社會或者人們的常識世界；后者的表現形式主要是宗教，還可以加上形而上學哲學。
對科學來說，其研究對象決定了它主要存在于固有世界或實在世界范圍，也就是說，科學的研究對象是實在世界的各個方面，比如物理的、生物的、化學的，等等。人類發展史和科學發展史表明：經驗的實在性以三個支柱——語言、邏輯和科學為基礎 〔1 〕 （P3 ）。沒有人能夠準確知道促進人類交流的語言何時出現，距今最少應該有十萬年；人類文化的第一個書寫記錄大約出現在距今一萬年前，這是集體記憶的開端；邏輯距今約2500年，由艾皮門尼德（Epimenide）提出，而科學的出現距今不過400多年，由伽利略開始。可見，語言的出現最早，邏輯和科學是基于語言的。沒有語言，也就談不上邏輯和科學。在這個意義上，語言具有優先性，沒有語言，我們就無法進行表征和交流，更談不上科學的發展了。
反過來說，科學不能先于邏輯產生，邏輯不能先于書面語言形成，書面語言也不能先于口語而產生，而口語的形成肯定經歷了一個漫長的肢體語言過程。這充分說明，科學的產生離不開語言和邏輯，科學作為人類的主要認知方式，表明認知的發展與語言密切相關。假如沒有語言，就不會有科學，因為我們無法表征科學。
當然，在日常生活中，當我們說“語言”時，事實上，我們很少使用邏輯，科學在其中也不起任何作用。對我們人類來說，語言就意味著文學、音樂、藝術、經濟、政治等，這些學科在沒有發現邏輯和科學之前業已存在。也就是說，表征語言的文學、音樂、藝術、經濟、政治等比邏輯和科學的出現要早得多，它們是邏輯和科學形成的基礎。在這個意義上，科學的創造性與這些看似無關的學科有著千絲萬縷的聯系，只是我們沒有意識到而已。因此，我們可以說，文學、音樂、藝術、經濟、政治等是邏輯和科學的基礎。
意大利物理學家茲奇奇（A.Zichichi）認為，存在范圍由創造性（creativity）、支配（leadership）、創新支配（innovative leadership）和動機（motivation）來描述。創造是指產生以前從來不知道或者沒有被看見或被觀察到事物的能力。支配是指激發和激勵人們的能力。創新支配是激發和激勵人們做出創造行為的能力。動機是達到目標的動力 〔1 〕 （P4 ）。在他看來，在人類活動的經驗范圍，語言、邏輯和科學都需要創造性、支配和動機，其中創造性是最難的。也就是說，在人類活動中，創造性普遍存在于語言、邏輯和科學中。正因為創造性最難，所以在語言、邏輯和科學的產生過程中，創造性就成為人類認知活動的核心。
在語言中，創造性是通過審美學、公共訴求、成功等表征的，人們常說的“滿足具體的形式審美標準”，“具有社會價值”，“漂亮”等，就是創造性的具體體現，它們強化了創造性的必要性。創造性相應地把藝術、音樂、文學的新形式變為現實，反過來，藝術、音樂、文學也成為創造性的表現形式。
在邏輯中，創造性僅有一個表征方式，那就是“無矛盾”。導致自我矛盾的邏輯結構不能存在。也就是說，邏輯系統一定是自洽的、無矛盾的，否則的話，就不成其為邏輯，邏輯本身就意味著“前后一致”。這說明創造新的邏輯結構不能自相矛盾。一個典型的例子是無限或無窮大。我們不能同時肯定一個事物既有限又無限。
在科學中，創造性也僅有一個有效表征方式——真或假。無論一個命題或理論的描述多么漂亮，科學的觀點沒有美或丑之分，只有真或假之別。因為科學的目的就是求真。當然，這并不排除科學理論在表征形式上也講究“漂亮”和“優雅”，比如數學方程的簡單美。一個科學理論不僅要求在邏輯上無矛盾，而且在實驗上也要求可重復。也即一個科學理論首先應該是邏輯結構上嚴格無矛盾的，而這一點不必然滿足科學證明的要求。有許多邏輯理論結構在自然中并沒有被發現，比如無限維的空間沒有產生任何自相矛盾。從數學的觀點看，無限維空間是存在的，但在我們生活的空間中，維度是有限的（三維空間）。對于科學而言，無限維的空間是不存在的。一個由實驗證據支持的理論是伽利略式的科學的邏輯結構。沒有實驗證據支持的理論就會被放棄。這樣，科學中的創造性就是要通過重復性的實驗發現真理。或者說，科學的任務就是發現自然的邏輯。
那么，創造性的語境又是什么呢？是什么前提條件促使了創造性的形成呢？茲奇奇認為是記憶與想象。為了避免重復犯錯誤，為了不再從零開始探討，我們需要記憶；為了設想我們從來沒有想過或見過的東西，我們需要想象。通過開發記憶和想象，創造性相應地就能夠把想象的結果變成現實。如果沒有創造性，很難設想有現在的人類的一切。換句話說，記憶是為了避免重復研究，想象是為了拓展研究范圍，比如不可觀察的微粒子或者廣闊無垠的宇宙。
這表明，記憶和想象在創造過程中起背景或語境的作用。在茲奇奇看來，記憶在語言、邏輯和科學中有相同的作用，也就是避免與先前的創造重復。語言中的想象相當于創造新詩、新音樂、新藝術等智力活動。邏輯中的想象意味著運用公理和規則創造新的數學結構。科學中的想象相當于思考一個新的原則、一個新現象和新規律，相當于設想一個新實驗。
對于一個科學家來說，記憶、想象和創造性是平衡的嗎？我們通過茲奇奇親歷的一個真實故事來說明。
物理學家范紐曼和魏格納是好朋友與合作者，他們常常討論物理和數學問題。有一次范紐曼告訴茲奇奇，說他能夠記得1933年6月25日喝了多少咖啡，并相信他的想象力并非他所表現的那樣強大，只是因為他記憶得很多。魏格納是一個想象力極強的人，而魏格納的記憶力不如他強。在一次討論中，魏格納突然說已經到中午了，他必須馬上去參加一個午餐。當魏格納要離開時，范紐曼說“你那么聰明，為什么不讓時間停止呢？”緊接著又說：“對不起，太晚了，你應該讓時間倒流。”就是這么一句不經意的話啟發了魏格納，于是他開始思考基本粒子和自然的基本規律。
我們知道，一個基本粒子，無論是電子還是質子，既沒有大腦也沒有手表，它不能區別過去和將來。如果時間向一個方向或超相反方向飛逝，基本粒子間的所有基本相互作用必須是不變的。就在范紐曼邀請魏格納合作研究的三個月后，魏格納發現了著名的“時間不變性”原理，其中建立了“時間反轉算子”（Time-reversal operator）。這一原理說明，所有物理規律都應該是“時間不變性”的，比如，物理實在應該保持不變，假如我們能夠讓時間倒流。
1964年，有人發現KL介子 ①在衰減過程中打破了“時間不變性”原理。 茲奇奇做了一系列實驗來證明，在電磁相互作用中“時間不變性”是否還有效。實驗證明，電磁力遵循“時間不變性”原理。魏格納作為20世紀最偉大的物理學家之一，他創造的“時間反轉算子”的操作過程在自然邏輯中不產生任何矛盾，而且他的原理經受了重復性實驗的驗證。
這是科學創造性的一個典型例子。它表明：創造性的觀念往往源于日常生活，我們不經意間的談話與交流都有可能導致新觀點的涌現，當然，“機遇偏愛有準備的頭腦”，如果沒有對某個問題的長期思考，即使有再多的交流和對話，也不會有助于對那個問題的解決。
二、創造性在科學與技術中的差異
創造性在科學和技術中是否相同？表征方式是否有差別？接下來我們討論這個問題。
在普通人的觀念里，科學和技術沒有什么不同。其實，二者是兩個完全不同但密切相關的領域，前者在于發現，后者在于發明。比如，與魏格納同時代的著名物理學家費米發明的核消防照明就不是科學而是技術。茲奇奇認為，我們必須弄清科學與技術的區別。他把伽利略之前的技術稱為“前科學技術”，伽利略之后的技術稱為“后科學技術” 〔1 〕 （P7 ）。
前科學技術是基于試錯法產生的，不是根據基本規律的理解產生的，也就是靠的是經驗而不是理性原則。這就是為什么在前科學技術時期，沒有人確切地知道輪子和火是誰在何時發明或者發現的。但是，我們確實知道的是對于輪子和火的理解則是發現科學以后的事情。
后科學技術植根于人們對自然基本規律的深刻理解。比如，蒸汽機的發明先于熱力學規律的發現，但是由于熱力學的產生，人們才對這項技術有了深刻的理解，而且在此基礎上產生了許多技術發明。也就是說，科學是技術的思想來源，技術是科學思想的運用。科學要求我們將智力工作投入到“發現”中，技術要求我們將智力工作投入到“發明”中。因此，科學只能發現而不能發明新的自然規律。技術進步是基于一種新觀念，這種新觀念以一種新方式將不同“結構”或“部件”結合在一起，并以一種以前從來無人嘗試過的方法使用它們。這就是技術創新的含義。
需要指出的是：雖然科學與技術的關系密切，但是二者還不是一回事，技術不僅僅是科學的應用，科學發展有自己的規律，技術進步也有自己的規則。比如科學與戰爭武器的關系，不僅僅是科學與技術的關系，其中還包括政治、道德、經濟等因素。一旦我們的世界遭到核武器的毀滅，難道這僅僅是科學家或者技術專家的責任嗎？我看主要是政治家的責任，因為從決定制造武器到決定使用武器都是政治家做出的。
在茲奇奇看來，人們把后科學技術看作是科學的應用其實是一種誤解。人類通過科學發現自然規律，通過技術運用自然規律，這與科學沒有多少關系。比如，科學家發現核裂變規律，不等于制造了原子彈。人們誤把后科學技術當做技術看待。技術是一種決裂的元素，它使得我們在使用它時面臨有益于還是有害于人類和社會的選擇。比如機器人技術，如果用于替代人做危險和繁重的工作，無疑是益于人類的，如果用于戰爭則是有害的。
還有一個問題需要澄清，那就是“科學的使用”或者“應用科學”這個概念蘊涵了“科學先于技術”的意思。也就是，人類先發現自然的邏輯，然后運用這些邏輯于實踐之中，形成各種技術。科學家對科學的應用要擔負責任。這是又一種誤解，擔負責任的應該是政治團體，不是科學共同體。更糟糕的是，人們認為科學源于技術，這也是一種誤解。甚至有人說社會不需要科學家，如果他們不是為了技術進步的話。技術先于科學的觀點出于這樣的事實，即近代科學或伽利略式科學產生之前，輪子和火已經被發明，也就是說，輪子與火的發明與科學無關。
然而，對輪子與火的原理的理解則是伽利略式科學產生以后的事情。發明一種東西不必然意味著理解它為什么工作，知“其然“不一定知“其所以然”。一種科學發現相當于理解所有可能被發明的東西。比如，電磁力這一自然基本力的發現，使得我們能夠理解我們的所有感覺——視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺，它們是同一且唯一基本力的表現方式。這種力源于一種唯一實體“電荷”。當我們關掉電荷，我們的感覺就消失了。這樣，所有發明，無論是現在的還是未來的，都與感覺相聯系，即使它們還沒有真正被使用前，都能夠基于電磁力得到理解。或者說，科學有助于我們認識世界的規律，從而使得我們知其“所以然”。
反過來，一種新技術的發明，也有利于科學的發現。比如伽利略發明了望遠鏡，利用這項技術，伽利略發現月球表面不是完美的，太陽表面有黑子，這顛覆了一直認為月球和太陽是完美球體的傳統觀點。可以說，沒有望遠鏡的發明，就不會有現代天文學。同樣，沒有顯微鏡的發明，也就不會有現代微生物學。這說明科學與技術是相輔相成的。如果技術中不滲透自然規律，則技術也是盲目的。技術發明為科學發現添加了“飛翼”。
當然，不是所有的發現都會借助于技術。伽利略對慣性定律和相對性原理的發現就是如此。這些發現既不需要望遠鏡技術的發展，也不需要任何技術儀器，他用一塊石頭和一條栓石頭的繩子研究了石頭的擺動，借此他發現了擺定律。用一塊圓石頭和一塊木板來研究圓石頭在木板上的運動，然后變換木板角度，借此他發現了自由落體定律。根據此定律他推測，如果沒有空氣阻力，羽毛和鐵塊下落速度是相同的，由此他預見了“真空”的存在，月球表面的情形就是如此。這表明：伽利略的發現依賴的是對自然基本規律存在的信念，而不是望遠鏡技術的發明。因為石頭、繩子、木板不能算作技術，關鍵是伽利略相信，某一物質一定攜帶著宇宙創造者的印跡，其規律在時空中處處起作用。伽利略既沒有發現擺定律，也沒有發現自由落體定律，他發現的是混沌 〔1 〕 （P12 ）。毫無疑問，伽利略開啟人類智力的新視界，他的工作表明科學的任務就是發現自然的邏輯。
還有，愛因斯坦發現相對論也是如此。他曾經說，相對論的發現僅僅靠一片紙和一只鉛筆。事實上，相對論的發現主要靠他的想象力，他之所以那樣說，那是在工具使用的意義上而言的。沒有紙和筆，愛因斯坦照樣會發現相對論的。只不過他會使用別的什么東西，比如黑板和粉筆。這進一步說明：科學的發現，特別是抽象層次上的原理和理論的發現，不一定要借助于技術。
三、創新思路與新觀點的表征
科學已經告訴我們關于世界的幾乎所有方面。現在讓我們超越現存世界，進入一個超世界視域。這是科學創新的一種新思路。比如，如果有光，一定有超光存在；如果有電子，一定有超電子；如果有物質，一定有超物質（反物質）；如果有恒星，一定有超恒星。如果這些東西存在，我們為什么沒有觀察到它們呢？這就需要科學的創造性發揮作用。
我們知道，原創工作是非常艱難和非常復雜的事情。茲奇奇認為，首先我們需要豐富的想象。想象豐富不意味著觀點越多越好，觀點多反而可能適得其反。你必須集中于一個新觀點，此新觀點你認為是最具原創性的。然后你必須考慮這個新觀點的所有可能結果。在這些結果中，如果有實驗證據或數學的嚴格證明與你的新觀點相矛盾，你必須發現或理解其中的緣由。如果你不能消除這個矛盾，那么你以為是新觀點可能被其他人想到但是已被放棄，因為其他人已經發現了其中的矛盾。此時，你必須格外小心，你能夠克服這個矛盾的情形可能發生，如果你比其他人更能夠理解其困難所在。你不要限制自己簡單地讀其他人的論著，你要做的是你必須理解所有細節。這是創造性的關鍵所在，其中，理解發揮著重要作用。
而理解是一種認知和智力過程，它由兩個基本要素構成 〔1 〕 （P17 ）。
第一，是你意識到而不是他人。為什么這么說呢？你盡可能深刻地研究和理解你一直思考的新東西的意義。這可能是一個新概念、一個新觀點、一個新實驗。接著你盡力想象所有可能的結果。這可能花費一天、一周、數月甚至一年。經過廢寢忘食的不斷思考，有時一籌莫展，突然豁然開朗，找出出路。
第二，有強烈的動機。創新是一個極其艱難和痛苦的過程，其中有許多困難需要克服，克服困難就要有強烈的動機。因為你需要將一個新觀念變成真且具體的東西。動機因研究的目標而異，這取決于你的新觀念所涉及的問題與自然的邏輯關系，比如純科學，或技術創新形成新實驗等。
接下來，我將通過茲奇奇親歷的三個新觀念和技術創新結合的研究工作來分析科學的創造過程。
第一，填隙技術（shimming）與高精密磁場的產生。使用非常薄的鐵片產生多種形式的高精密磁場的觀念是茲奇奇經歷數周苦思冥想想到的。這是一個既省時又省錢的技術。因為如果不是這樣，每一項實驗都將花費大量時間、物力和財力。比如機械形成一個磁極就需要一個月，一個多項磁場需要至少6個月，產生第一個高精密磁場這項工程至少需要三年時間。如果運用他的新觀點，僅需要一天時間而且幾乎無需花錢。假如茲奇奇沒有這個新想法，產生高精密磁場的實驗也就不能實現。當然有了新觀念還不夠，還需要克服許多技術困難設計新實驗來實現新觀念。
在茲奇奇的實驗中，材料很普通，在市場很容易買到，但由于觀念是新的，實驗自然就與以往的不同。事實上，最偉大的創造力在于，當新觀念需要實現時，相應的新實驗也非常簡單。為什么說如果實現一個創新觀念的實驗非常簡單時這個創新就是一個原始創新呢？因為在此之前沒有人產生使用這個簡單辦法的觀點。
我們知道，伽利略科學是從兩個非常簡單的技術創新開始的。一個是擺，另一個是斜面板。擺由一塊石頭加一根繩子構成。這兩件東西是世界上最普通不過的，但是沒有人想到用繩子拴住石頭，然后研究其運動。伽利略僅使用一塊石頭和一根繩子，就成功地準確測量了引力的加速度。擺和斜面板就是伽利略的兩個技術創新，使用它們他發現了自然邏輯的第一個要素——科學。
發明填隙技術產生高精密磁場是茲奇奇進入歐洲粒子物理研究所開展的第一項創新性研究工作。根據他的設想，實驗室制造了“扁磁鐵”也叫6米（g-2）磁鐵。它是當時世界上最大的磁鐵，它能夠進行介子這種基本粒子的所謂“異常磁時刻”（anomalous magnetic moment）的第一次高精密測量。這個實驗表明，介子是一種與電子同一的粒子，但介子的質量卻是電子的200倍。為什么介子比電子重200倍，但其屬性幾乎與電子相同呢？或者說，如果使用電子得到相同結果，為什么自然還給介子200倍的質量呢？
為了理解這個問題，我們需要測量一個基本量——介子的“異常磁時刻”。為了得到這個精確的量，我們需要建立一個非常大的磁鐵，它具有高精密的磁場和多種形式。這項實驗以前從未做過，因為沒有人知道如何建造如此復雜和精密的磁場。
第二，預簇射（pre-shower）與新粒子的發現。在茲奇奇60多歲時，他有了尋找一種比介子重的新粒子的想法。在已經觀察到的粒子序列中，第一是電子，第二是介子。尋找第三種輕粒子②不是一件容易的工作，這需要一種新的創新技術，它能夠把電子與其他核粒子區別開來。這種新技術就是預簇射技術，它能夠使歐洲粒子物理研究所的科學家做一系列的實驗，以識別第三種輕粒子的最佳產生過程，以及尋找它的最佳方法。預簇射技術使得一種被稱為J-粒子的新粒子的發現成為可能。J-粒子的發現非常重要，它是人們熟知的“11月革命”，因為它的發現發生在1974年11月。預簇射技術現在已經被用于所有實驗，在這些實驗中，你想選擇“電子”并確定它不是由一個標準核粒子（介子）模擬的信號。
第三，飛逝時間與核反物質。狄拉克預測的反粒子如反電子、反質子、反中子等已經被發現，它們被稱為核反物質。對于反物質的研究進展怎樣呢 困難有兩點：一是實驗室中產生的反物質非常少；二是一旦產生了反物質，需要確定它的確具有正質量和恰當的性質。技術上的困難在于測量時間間隔，即飛逝時間（time of flight）。茲奇奇發明了一個簡單的儀器——閃爍計數器，它的制造思路是：一旦反粒子產生，（光）信號穿行并到達檢測器（四個光電管構成）所花費的時間，必須獨立于撞擊點，而且電子連接必須引導最小時間量程。這一新的實驗儀器能夠讓茲奇奇測量同一反粒子通過兩個檢測器的時間間隔，檢測結果的精度是前所未有的，達到一百兆秒 。這一發明導致茲奇奇發現了第一個核反粒子。
這三個例子說明：一個新想法的實現或者表征需要一項新技術的支持。新想法不能僅僅停留在大腦中，我們必須想方設法實現它或者表征它。實現或者表征是需要借助技術手段的。在當代科學研究中，新觀念與新技術的結合已經成為一種不二選擇。
四、結束語
創造對于一個民族或國家的生存和發展來說，無論怎樣強調都不會過分。今日的中國要實現富民強國的“中國夢”，就更需要強調和注重創造。純語言、純邏輯和純科學是我們經驗世界的三個支柱，它們構成了創造的語境。在這個語境基底上，人類充分發揮想象和有目的的動機的內在心理作用，認識世界并改造世界。在語言、邏輯和科學的運用中，創造性既能夠造福人類也能夠禍害人類，這就要看人類自己的選擇了。創造性在這些智力活動中的運用必須受到人類存在的超驗價值的制約，這就是人類生存的終極關懷問題。我們只有把超驗范圍與經驗范圍緊密結合起來，才能運用語言、邏輯和科學這些工具認識并改造世界，也只有持正確的價值觀才能很好地利用科學的創造性造福人類。
注 釋：
①一種長壽K-介子。
②電子和介子叫做輕粒子，以便把它們的性質與夸克的性質區別開來。事實上，物質由夸克和輕粒子構成。
參考文獻：
〔1〕Antonino Zichichi. Creativity in Science. Singapore： World Scientific publishing Co〔M〕.pte.Ltd. 1999.
