这种求知欲最初表现在解决人类实际生活的需求上，例如：怎样耕种作物能获得丰收？怎样设计弓箭才最好用？怎样织布比较好？简单地说就是“应用艺术”。当这些比较基本的技能需求满足以后又如何呢？求知欲不可避免地会升级到比较不受限制和更复杂的活动上。 

　　显然，为满足刚开始的无限的精神需求的“美术”，是在无聊的痛苦中产生的。诚然，人们很容易找到美术更多的世俗的用途及产生的原因，例如绘画和小雕像被用来作为丰收的符咒和宗教的象征，但是人们不能不怀疑，是先有了物品，然后才想到拿它来作什么用。 

　　如果我们说美术产生于美感，那也是本末倒置的看法。美术一旦形成，就会不可避免地向美的方向扩展和提高，但即使没有这一过程，美术仍然会形成。毫无疑问，美术除了先于充实心灵的基本需要之外，也先于对它们的各种可能的需要或应用。 

　　不仅从事美术创作可以满足精神需求，作品的玩味和欣赏对观众来说也有同样的作用。一件伟大的艺术品之所以伟大，正是因为它所提供的精神刺激不是其他地方可以轻易找到的，它所包含的复杂“信息”使脑子的活动超出平常的需求，除墨守成规或精神失常的人外，这种脑力活动是相当愉快的。 

　　即使从事美术可以消磨闲暇时间，但也有它的缺点，那就是除了必须有充满活力及创造力的大脑外，还需要精巧的技术；至于不涉及技术的脑力活动，事实上与美术活动一样有趣，它所追求的是知识本身，而不是为了应用。 

　　于是求知欲似乎相继被引入更微妙的领域，从而更有效地占有心灵——由完成实用的知识，进而完成美的知识，再升高到“纯”知识。 

　　单就知识本身而言，是为了寻求解答诸如天空有多高、石头为什么会落下来等纯粹由好奇心所引发的一些问题。然而，并没有什么明显的目的使我们一定要知道天空有多高或为什么石头会掉落。高高在上的天空不会干扰我们日常的生活；至于石头呢，使我们知道为什么石头会掉落，也不能使我们更灵巧地躲开它，或者碰巧掉在我们身上的话，让它打得轻一些。但是总有人会问那些看起来毫无用处的问题，并设法寻找问题的答案，这纯粹是出自于求知欲，为了使他们的大脑保持活动。 

　　解决这种问题的明显的方法是：编造出一个合理的答案——从当时已知的资料中找出一个足以满足好奇心而又可以理解的答案。用“编造”这个字眼似乎太粗俗，太没有诗意了。古时候人们喜欢把发现的过程归因于缪斯女神所赐的灵感：或来自天国的启示、不管是灵感还是启示，或是讲故事中的创造性思维，这些解释大都是类推得来的。例如闪电具有骇人的杀伤力，就像一把猛然投掷而来的利器，从而推导出、定有能够使用这上强大武器的巨人，因此在神话中，闪电便是雷公的锤或是宙斯的发亮的矛。超等的武器为超人所利用。 

　　于是神话便这样诞生了。自然力都被拟人化而且封为天神。各神话间彼此互相影响，并由一代代讲神话的人加以补充提高、直到原来的面貌变得模糊不清，有些神话会变成哀婉的故事，而有些增添了伦理道德的内容后变得非常重要，竟然使它们在一种主要宗教的结构中有了意义。 

　　就像艺术有美术和应用艺术之分一样，神话也有这种性质；神话可以维持其美的魅力，也可以适应人类的实际应用。举例来说，早期的农民相当关心下雨现象以及下雨为什么如此反复无常。人类把天地加以拟人化之后，发现下不下雨很容易解释。下不下雨要看地神或天神高不高兴。这种神话一旦被接受，农民就想到要用各种祭拜仪式来取悦于天地神而降雨，比如以饮酒狂欢的方式来让天地之神高兴等等。 

希腊人 

　　在西方的文学和文化遗产上，希腊神话是其中最美丽和最精彩的一部分。但希腊人最先也是以非人的和非生命的观点来看待宇宙的。对于编造神话的人来说，宇宙性质的不可预测正如同人的本性一样难以捉摸。虽然这些神拥有超人的神秘力量，但不管他们多么厉害，他们跟普通人一样也有轻浮、反复无常、激动、为琐碎小事发脾气等毛病。浩瀚的宇宙在这种霸道而又不可预测的神祗控制下，根本没有希望能了解它，只有听天由命。但是后来的希腊思想家以新的观点来看待宇宙，认为宇宙是由不变的法则控制的一台机器。他们此时都致力于这种令人兴奋的智力活动，试图发现这些自然法则究竟是什么。 


　　很多希腊数学家对于几何图形中线和点的关系提供了证据，而关于直角三角形的定理是在公元前525年由毕达哥拉斯发现的，为了纪念他，这一定理至今仍称为毕氏定理。　 大约公元前３００年，欧几里得把当时已知的数学定理收集起来，并加以编排，使得每一个定理都可以由先前已证明过的定理来证明。但我们会立即想到，假如每一个定理都可以由已证明过的定理加以证明，那么如何证明第一个定理呢？答案是刚开始的前提非常明显，而且很容易被人接受，所以根本不需要证明，这称为公理。欧几里得设法把当时公认的公理化简成几个简单的陈述。就根据这几个公理，他建立了一个复杂而堂皇的体系——欧几里得几何学。历史上从未有人由如此简单的几个陈述推导出一个体系来。两千多年来，欧氏几何学一直被用作教科书，只有微小的改动，这是对欧几里得的最高褒奖。 

演绎法 

　　由一组公理推导出一个知识体系，这种方法叫做演绎法，这是相当吸引人的，由于几何学成绩斐然，希腊人竟爱上了这种游戏，但也因此犯了两大错误。 

　　第一个错误就是把演绎法当成寻求新知识的惟一可尊敬的途径。他们清楚地知道有些知识用演绎法推演并不合适，比如说由哥林斯到雅典间的距离就无法用抽象的定理来推演，而必须测量。当希腊人在需要时，愿意研究自然，但是总觉得羞耻，因为他们认为最高级的知识来自思维。他们有低估与日常生活直接有关的知识的倾向。有一个故事说柏拉图的学生在接受大师的数学指导时，最后很不耐烦地问：“但是这又有什么用处呢？”柏拉图很不高兴地吩咐仆人拿一枚硬币给那个学生，把他打发走了，口里说：“现在你不必再认为你所学的一切毫无用处了！” 

　　这种自视清高的观点可能来自希腊的以奴隶为基础的文化，因为当时所有的日常琐事都由奴隶来担当。情况可能是如此，但我倾向于这样一种观点，即希腊人所认为的哲学是一种运动，一种智力游戏。社会上很多人觉得，从事业余运动的人社会地位比职业运动选手高。根据这种纯正的观念，我们要规定奥运会不准任何职业运动选手参加比赛，岂不荒谬可笑。希腊人这种“崇拜非实用知识”的哲理观，可能是建立在这样一种感情上，即让诸如雅典到哥林斯的距离之类的世俗琐事干扰抽象思维，就像让杂渣掺入纯哲学领域中一般。不论他们如何强辩，希腊思想家的这种态度已对他们造成了严重的限制。希腊对文明并不是没有实际的贡献，但是连他们的伟大工程师阿基米得都拒绝把他的实用性的发明和发现写出来。为了表明他“业余”的身分，只发表了他在纯数学上的成就。希腊人对于世俗的事——发明、实验或对自然的研究——缺少兴趣，只是束缚希腊思想的一个因素而已。希腊人把重心放在纯抽象或形式的研究上（在几何学上的确取得了极大的成功），使他们陷入了第二个大错误，最后，被引进了死胡同。 

　　在用一些公理成功地导出几何学体系的鼓舞下，希腊人把公理看成为“绝对真理”，而且认为其他学科的知识也可以用同样的方式来获得。于是，在天文学上他们把下列观念当成自明的公理：第一，地球是宇宙的中心而且是不动的；第二，地球是污浊的和不完美的，而天则是永恒不变的而且是完美的。由于希腊人认为圆是完美的曲线，而且认为天是完美的，所以他们认为星体应该是以圆形轨道绕地球运转。但是当时从航海和历书中，他们的观察表明，星球并不是以完美而简单的圆形轨道运转，所以被迫认为星球是以更复杂的轨道运转，对此公元150年托勒玫提出了一种极其复杂的体系。亚里士多德也由自明的公理提出了想象的运动理论，比如物体落下的速度与重量成正比。（每个人都会看到石头比羽毛落得快。） 

　　后来，由自明的公理演绎的方法被逼得走投无路。当希腊人将公理包含的各个方面全部推导以后，在数学或天文学上更进一步的突破已变得不可能了。哲学的知识显得既完全又完美，甚至在希腊黄金时代结束2000年后。当有关物质宇宙的问题再次被提起时，仍有用“亚里士多德说……”或“欧几里得说……”作为问题圆满解决的倾向。 


文艺复兴和哥白尼 

　　希腊人在解决了数学和天文学上的问题后，便转向更微妙、难度更大的知识领域。其中之一就是人的灵魂。 

　　柏拉图对于“什么是正义？什么是美德？”等问题，要比对“为什么会下雨？星球怎样运动？”等问题感兴趣得多。若说亚里士多德享有最高自然哲学家的地位，则柏拉图就是最高道德哲学家了。罗马时代的希腊思想家对道德哲学越来越感兴趣，而对自然哲学越来越疏远。普罗提诺于公元250年所提出的极为奥秘的“新柏拉图主义”，可算是古代哲学最后的一次发展。 

　　此后基督教兴起，基督教教义着重在神的本性及神与人类的关系。基督教把道德哲学引人一个全新的领域，使它成为一种明显优于自然哲学的理性追求。公元200--1200年，欧洲人的研究几乎全都与道德哲学有关，尤其是对神学的研究。自然科学几乎无人间津。 

　　虽然如此，阿拉伯人设法把亚里士多德、托勒玫等古希腊的自然哲学从中古时代保存下来；后来从阿拉伯人那里又逐渐回传到西欧。到了公元1200年，亚里士多德学说又复活了。更大的活力来自奄奄一息的拜占庭帝国，它是当时欧洲保留古希腊黄金时代连续文化传统的最后一个地区。 

　　亚里士多德哲学重现以后的第一个最自然的结果，就是他的逻辑及推理系统在神学上的应用。公元1250年左右，意大利的神学家托马斯•阿奎那以亚里士多德学说为基础，建立了一套“托马斯学说”，这套学说至今仍然代表着罗马天主教的基础神学。但是欧洲人很快也把复兴的希腊自然哲学应用在非宗教性的事物上面。 

　　由于文艺复兴的领导人物把重心由神学的研究转移到人性的研究上，所以被称为“人文主义者”，而对文学、艺术、历史的研究现在仍被称为“人文科学”。 

　　文艺复兴时代的思想家们给希腊自然哲学引进了新的观点，因为旧有的理论已不能完全令人满意了。公元1543年，波兰天文学家哥白尼出版了一本大胆否定天文学公理的书，认为太阳才是宇宙的中心，而不是地球（但他仍然赞成地球及其他星球的圆形绕转）。这个新的学说为观察到的天体运转提供了更简单的解释。但是哥白尼所提出的转动的地球远不如古希腊人所说的不动的地球“自明”，难怪哥白尼的学说半个世纪后才被人们接受。 

　　从某种意义上来说，哥白尼系统本身并不是一项惊人的改变。哥白尼只是换了一个公理而已；早在两千年前的阿利斯塔克就已经预测到太阳是宇宙的中心了。当19世纪的数学家基于不同的前提而向欧几里得公理挑战，并建立新的非欧几何学时，他们对于其他事物的想法造成的影响更为深远；今天我们对于宇宙的历史和它的构造所知道的一切，完全与非欧几何学符合，而不再是普通意义上的欧几里得几何学了。但是哥白尼所引起的革命却不只是更换一个公理，而是最终导致一套全新的研究大自然的方法，这个革命是由16世纪末意大利的伽利略进行的。 

实验法和归纳法 

　　希腊人一向把明显的事实当作推理的起点、历史并没有记载亚里士多德曾经把两块重量不同的石头山起投下去，来检验落下的速度与物重成正比的假设。对希腊人而言，实验似乎是不恰当的。这干扰了纯演绎的完美性。而且，如果实验和演绎的结果不符合，人们能够肯定实验结果是对的吗？不完美的现实世界会与抽象观点的完美世界完全相符吗？如不符合，是否应该让完美的观点向不完美的现实妥协呢？以不完美的仪器检验完美的学说，希腊哲学家并不认为这是获得知识的一种有效的途径。 

　　在与托马斯•阿奎那同时代的著名哲学家Ｒ．培根以及后来的Ｆ．培根的大力支持下，实验法在欧洲才受到哲学方面的尊重。但是推翻古希腊人观点并实施这场革命的还是伽利略。伽利略是位令人信服的逻辑学家和杰出的宣传家。他清楚而生动地把他的实验和他的观点陈述出来，因而赢得了欧洲学术界的赞同。他们在接受他的成果的同时接受了他的方法。 


　　伽利略最有名的故事是他用公开的实验证明亚里士多德落体学说的错误。据说他爬到比萨斜塔上面，将一个4．54公斤（10磅）重的球体和一个0．454公斤（1磅）重的球体同时丢下去，两球同时落地的声音粉粹了亚里士多德的落体学说。 

　　其实伽利略很可能没有做过这个实验；但由于这个故事符合他所提倡的观点，所以这个传说几个世纪以来广为世人所深信。 

　　伽利略真正做过的实验是，从斜坡上将球滚下，然后测量在一定时间内球所走的距离。他是做时间实验和进行系统测量的第一个人。 

　　他的革命在于，在科学的逻辑方法上使归纳法重于演绎法。与其把结论建立在假设的法则上，不如从观察中归纳出法则（或公理）。当然连希腊人也知道由观察可以得出公理，例如欧几里得公理“两点间最短的距离是一条直线”就是根据经验作出的直观判断。但是希腊哲学家忽略了归纳法。近代的科学家视归纳法为获得知识过程中最重要的一环，并视之为证明法则的惟一方法。而且，现今的科学家深信，不一而再、再而三地进行新的实验，反复进行检验，法则是绝不可能站得住脚的，这也是对进一步归纳的继续检验。 

　　现在总的观点刚好与希腊人相反。现在我们不再把现实世界看成是真理的不完美代表，而把法则看成不过是现实世界的不完美代表，因为，无论做多少次实验，都不可能使法则完全或绝对永远有效。即使我们的法则是由千百万次实验的结果推导出来的，只要有一次观察与法则矛盾或不一致，就必须加以修正。不论一个学说有多少次实验成功地加以证明，也无法保证下次实验不会把它推翻。 

　　因此；这就成了现代自然科学的奠基石。任何人也不能说他所得到的东西是最终真理。因此“最终真理”这个词变得毫无意义，因为根本没有办法进行足够的观察而肯定真理一成不变，从而使之成为“最终真理”。但是希腊哲学家没有认识到这个限制。他们觉得，以同样的方法推论“什么是正义？”以及“什么是物质？”等问题，根本没有什么困难，而近代科学对于这两个问题有明显的区分。由于归纳法无法从不能观察到的事物中推导出法则，所以，对于不能直接观察到的事物，如人类灵魂的性质，就不包含在归纳法的范畴以内。 

　　现代科学直到建立了另一个重要的原则——所有科学家之间的自由交流与合作——才取得了完全的胜利。虽然现在我们觉得这种需要是理所当然的，但是古代及中时代的哲学家则很不以为然，如古希腊的毕达哥拉斯学派就是一个很神秘的组织，他们所有的数学发现都是秘而不宣的；中古时代的炼金术士因害怕别人学到技术，总是把他们所谓的发现描述得很模糊，而且只让很少的人知道。16世纪意大利数学家塔尔塔利亚对于他发现的解三次方程的方法也守口如瓶，当另外一个数学同行卡尔达诺答应保密套出了他的秘密并出版成书公诸于世时，塔尔塔利亚勃然大怒，不过，除了气愤这位同行不守诺言之外，他倒是承认这种有益的发现应该出版公布。 

　　在今天，如果一项发现被隐藏起来不发表，根本就不算是一项发现。在塔尔塔利亚和卡尔达诺以后100年，英国化学家波义耳强调所有出版的科学文件都要详细说明。而且，一项新的观察结果或发现，至少要有另一名研究者重复观察并予以“证实”，才被认为有效。科学并不是个体的成果，而是“科学社团”的产物。 

　　在这种社团中，最早并且最具有代表性的当推伦敦促进自然科学皇家学会，或简称皇家学会。这个组织是由一些对伽利略的科学方法感兴趣的人聚集起来的，于1645年创立，并且在1660年得到英国国王查理二世的正式认可。 

　　皇家学会的会员经常聚会并公开讨论他们的发现，积极进行实验，并以英文而不是拉丁文写出报告。虽然如此，几乎整个17世纪他们还是处于“守”的地位。他们的许多同代学者的态度可以用一幅漫画来表示，这幅漫画用现代的方式画着毕达哥拉斯、欧几里得和亚里士多德的高大身影，他们正在傲慢地注视着一群小孩子玩石子游戏，上面标着“皇家学会”。 


　　在逻辑上，它必须是：１）符合“奥卡姆剃刀”的原则，即必须是简明而非繁琐的，而不是包含一大堆假设和条件，为以后的失败留好了退路；２）本身是自洽的，不能一会说先造动物再造人，一会又说先造人再造动物；３）可被否证的，不能在任何条件下都永远正确、不能有任何的修正；４）有清楚界定的应用范畴，只在一定的条件、领域能适用，而不是对世间万事万物，无所不能，无所不包。 

　　在经验上，它必须：１）有可被检验的预测，而不是只是一套美丽的空想；２）在实际上已有了被证实的预测，也就是说，一个科学理论不能只被否证，而从未被证实，否则这样的理论是无效的；３）结果可被重复，而不是一锤子买卖，或者是只此一家别无分店，只有你一个人作得出那个结果，别的研究者重复不出来，还要怪别人功夫不如你。４）对于辨别数据的真实与否有一定的标准，什么是正常现象，什么是异常现象，什么是系统误差，什么是偶然误差，都要划分得清清楚楚，而不是根据自己的需要对结果随意解释。 

　　在社会学上，它必须：１）能解决已知的问题，如果连这也办不到，这种理论就毫无存在的必要；２）提出科学家们可以进一步研究的新问题和解决这些问题的模型，也就是说，它不光要有解释，还要有预测，否则也没什么用处；３）提供概念的定义，而且必须是切实可行的，不是象“气功场”、“天人感应”之类子虚乌有、对解决问题没有任何帮助的伪概念。 

　　在历史上，它必须：１）解释已被旧理论解释的所有的数据，也就是说，你不能只挑对自己有力的数据作解释，而无视对己不利的数据，否则就还不如旧理论；那些宣扬算命多准、祷告多有效的，其惯用伎俩就是挑出成功的巧合大肆宣染，而隐瞒了无数失败的例子；２）跟其它有效的平行理论相互兼容，而不能无视其它理论的存在。比如，“科学的神创论”如果要取代进化论这种“旧”理论，就不仅要解释已被进化论很好地解释了的所有的数据，而且不能不理睬与进化论相容得非常好的现代生物学的其它学科以及天文学、地质学、物理学、化学等的成果。同样，有人声称“气功科学”是最尖端的科学，那么它不仅要包容现代医学的研究成果，还必须与物理学、化学、生物学等等平行学科不互相抵触。 

　　除此之外，还必须知道，科学没有国界，没有种族、文化的界限，凡是声称某种科学只有中国人（或熟悉中国文化的外国人）才能掌握的，肯定不是真科学。 

　　科学也与信仰无关，凡是声称“信则有，信则灵”的，肯定不科学。对于科学来说，如果是有的、灵的，你不信也照样有、照样灵；如果是没有的、不灵的，你信了也不会就有、就灵。 

　　科学承认自己不会永远正确，它会出错，但是知错能改。如果根据某种理论预测世界杯的比赛结果，结果没有预测对，从科学的角度看，就必须承认这种理论至少是有缺陷的；相反地，如果只是怪罪预测者水平不够、对这种理论没有真正掌握，那么相当于认定这种理论永远正确、只能被证实而不能被否证，那与科学无关。 

　　归根结底，科学是一种方法，是战胜愚昧无知的最有力的武器。