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材料 木星上的知識之光 之前我們

來源:焚題庫 [2021-10-31] 【

類型:學習教育

題目總量:200萬+

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    問答題【2021年真題】
     材料:
     木星上的知識之光
     之前我們曾提到,小孩子的感知機制和物理學家抽象的思維飛躍有異曲同工之妙,下面就用一個具體的例子來說明這一點。
     1610年,伽利略把他剛剛制作出來的第一架望遠鏡對準了滿天繁星。值得一提的是,那時候行星和恒星的區(qū)別還遠不像現(xiàn)在這么清晰。有些星星盡管看上去是以別的星星為背景來運動的,但這種運動的原因尚未明了。伽利略選擇以木星為觀察對象并不代表他明白這是怎么一回事。也許就是因為木星是天空中最明亮的星星之一,所以最吸引人。
     伽利略的第一個驚人發(fā)現(xiàn)就是木星并不僅僅是一個點,而是一個小圓圈,這意味著這個“光點”很可能是一個有固定大小的實體,伽利略一定見過一個人提著燈籠慢慢走近他的場景。在遠處。這個燈籠看上去就像是一個沒有大小的點,但是慢慢地,這個點慢慢變大,就成了具有某一直徑的圓。正是通過與他所熟悉的現(xiàn)象的類比,伽利略才能夠把木星當時的這個光點想象成一個物體,這個物體和他身邊的東西并沒有本質區(qū)別,他的第二個驚人發(fā)現(xiàn)就是在木星這個白色圓圈的背景里,有幾個微小的黑點。那么第三個發(fā)現(xiàn)來了。這些小黑點都沿著直線穿過這個圓圈,有些需要幾小時,有些則需要好幾天。更有意思的是,每當這些小黑點到達白色圓圈的邊緣時,它們就會變成白色,與圓圈外的黑色背景形成對比。之后,小黑點會繼續(xù)沿著直線運動。但是會慢下來。然后停下來,再沿著相反的方向運動。當它回到白色圓圈的邊緣時,就會完全消失,一段時間后才在白色圓圈的另一端出現(xiàn)。
     這里,我們并不打算討論伽利略劃時代科學發(fā)現(xiàn)中的細節(jié),而是想看看一位杰出的科學家是如何解釋他通過望遠鏡所看到的現(xiàn)象的,伽利略認為木星是一個球形的物體,并且有不少較小的物體繞著木星做嚴格的周期運動。周期從2天到15天不等,這取決于他正在研究哪一個小黑點。伽利略還知道地球也是圓的,并且月球圍繞地球做規(guī)則的周期運動,周期約為30天。所有這些信息放在一起。讓伽利略靈光一現(xiàn):他“看”到了天空中的第二個地球,并且由好幾個月亮環(huán)繞著。我們給“看”加上引號,是為了提醒讀者:伽利略“感知”這個天文現(xiàn)象的關鍵時刻,是他對該現(xiàn)象產(chǎn)生了自己的理解,而不是他的視覺發(fā)生了改變,因為達到他的視網(wǎng)膜的光線沒有發(fā)生絲毫變化。在地球的衛(wèi)星月亮和木星的小白點(或者說是小黑點,這取決于這個點到底在木星的哪個位置)之間建立起類比關系是伽利略的天才之見一位智者的“遠見”。
     就算其他人也有一臺望遠鏡,就算他們花幾個星期盯著星星看,同樣只關注木星,也并不意味著他們都能看到伽利略看到的類比。這其中的原因就是在那個年代!霸铝痢边@個詞僅僅被用來特指一個物體,沒有任何一個活著的人敢想象兩個或者更多的“月亮”,如果有人膽敢這么想,那簡直就是自取滅亡:只要想想1600年的布諾,僅僅是因為提出宇宙中還有許多和我們所在的世界相同的世界,就在羅馬被活活燒死。更重要的是,伽利略通過類比大膽地想象出好幾個月亮來,雖然這個類比對當時的大多數(shù)人來講都顯得十分可笑,畢竟,這個類比是把我們的世界(對當時的大部分人來說,“世界”和“地球”是同義詞)和一個小到不能再小的光點連結起來了。這個類比雖然看上去實在令人難以置信,但還是讓人們接受了宇宙中存在多個“地球”的可能性。因為木星就可以被比作另一個地球。接下來人們又接受了宇宙中可能有許多個月球,并稱其為衛(wèi)星!靶l(wèi)星”這個概念就這樣產(chǎn)生了。從此,任何一個天體,甚至衛(wèi)星,都可以有多個圍繞它轉動的衛(wèi)星。
     伽利略將自己所熟悉的地球上的場景,也就是一個或幾個物體圍繞一個中心物體旋轉的現(xiàn)象通過類比復制到太空。他設想在天空中有許多小的物體繞著一個大的物體轉,這是前人都沒有想到過的。他的天才之處在于將整個希望寄予哥白尼十分大膽的日心說,并且認為我們頭頂?shù)奶炜战^不是一幅為了讓人類生活更美好的漂亮的二維壁畫,而是一個真實存在的空間。這個空間完全不受人類左右,它雖然和地球上的空間十分相似,但比地球空間要廣袤得多,因此能夠承載那些大小未知的天體,成為它們運動的場所。其實,伽利略對木星及其衛(wèi)星的大小一無所知,當然了,他可以猜測木星大概和地球差不多大,但這只能是一種猜測,因為他能看到的僅僅就是小光點罷了。對他來說,木星可能只有他觀星的小鎮(zhèn)柏多瓦那么大,也可能比地球還要大100倍。伽利略所作出或者感知到的類比是建立在巨大而又實在的地球和月球與小到微不足道的木星及其衛(wèi)星之間的盡管木星及其衛(wèi)星也可能被想象成巨大而又實在的物體。
     伽利略的深刻洞見和小孩子將非常小的玩具卡車看作卡車這一范疇是否有本質上的不同呢?因為卡車這個范疇中的其他成員也像地球一樣大到讓小孩子難以觀察。無論如何,有一件事是可以確定的,在這兩種情況下,都有一個很小的物體被想象成一個很大的物體,同時,觀察者都是通過熟感的事物去了解不熟感的事物。
     那么我們在伽利略的發(fā)現(xiàn)和小孩子所作的歸類之間作類比,能否算作從一個類比到另一個類比的認知飛躍呢?小孩子將地板上不能發(fā)聲、沒有氣味的塑料玩具卡車與在高速公路上跑著的,聲振屋瓦排放尾氣的大卡車聯(lián)系起來時所做的小型認知飛躍,是否與伽利略將腳下的地球,頭頂?shù)拿髟屡c遙遠的木星及其衛(wèi)星聯(lián)系起來時所做的復雜認知飛躍大同小異呢?
     小孩子正確叫出一個物體的標準名字,與大科學家創(chuàng)造出新的概念并改變人類的命運,二者是否同出一轍?在此我們暫不深究以上問題,但我們已經(jīng)播下了這些問題的種子。接下來需要更細致地研究那些最常見的范疇的細微之處,才能深入探究這些問題的答案。
     (摘編自侯世達、桑德爾《表象與本質》)
     問題:
     (1)文章畫線句中“看”的意思是什么?請結合原文,簡要概括第一問。
     (2)伽利略的發(fā)現(xiàn)與小孩子對玩具車和卡車所作的歸類之間有何異同?請結合文本簡要分析。
     

    參考答案:
     (1)劃線處的“看”在文中并不是指視覺意義上的用眼睛看,而是指伽利略在用望遠鏡觀察的基礎上加以思考,通過類比和想象獲得認知層面的飛躍,并想象更多的可能性,從而用以解釋自己所觀察到的現(xiàn)象,獲得認知的飛躍。
     (2)伽利略的發(fā)現(xiàn)與小孩子對玩具車和卡車之間所做的歸類有一定的異同。一方面,兩者都是由一個小的物體去想象大的物體,通過熟悉的事物去了解不熟悉的事物。另一方面,兩者不同之處在于,小孩子玩具車和卡車所做的屬于小型認知飛躍,而伽利略發(fā)現(xiàn)所做的屬于復雜認知飛躍。
     

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    答案解析:

     

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