2021年10月26日
古希臘哲學家亞里士多德（Aristotle，公元前 384 年—前 322 年）在前人探索、積累的基礎上創(chuàng)建了邏輯學，主要是用演繹法來推理，所以又叫作演繹邏輯，為人類社會的發(fā)展進步奠定了哲學基礎。而古希臘數(shù)學家歐幾里德（公元前 330 年－前 275 年）正是按照推演法創(chuàng)立了歐氏幾何學，編著了《幾何原本》，首次用公理化方式規(guī)范了推演過程，對后來的科技進步做出了奠基性貢獻。牛頓的經(jīng)典學術著作《自然哲學的數(shù)學原理》（Mathematical Principles of NaturePhilosophy）正是按照《幾何原本》的方法，采用了由公理、定理到證明的范式，構建了經(jīng)典力學的完整理論體系。
????談到氣象，也是亞里士多德最早從邏輯學的視角系統(tǒng)總結了天氣氣候的變化規(guī)律，包括地球系統(tǒng)的大部分內(nèi)容及對人類活動的影響，構建了認識氣象的體系框架，寫出了最早的氣象專著《氣象通典》（以下簡稱《通典》），應是對氣象和地學學科最早的系統(tǒng)性梳理了。
在《通典》中亞里士多德推論地球上各個地區(qū)的可居住性與緯度有關，受到太陽長時間垂直照射的地區(qū)，要比太陽斜射地區(qū)熱得多，甚至懷疑那是個一切生命都無法存在的地方。在遠離赤道的寒帶，也不適于居住，人類只能生活在這兩者之間的溫帶地區(qū)。將地球上的居住環(huán)境條件與日照強度和時間相關聯(lián)的推演是符合自然規(guī)律的，所做出的推論經(jīng)受住了實踐和時間的檢驗，有所欠缺的是量化分析偏弱，得出的結論相對宏觀和定性。在亞里士多德的邏輯學十個基本范疇中包括了數(shù)量，但受那個時代條件約束，顯然是偏弱的，這一環(huán)節(jié)直到歐洲文藝復興時后才有了顯著改變。
水循環(huán)演變至今仍是地球科學中的熱點問題，亞里士多德在 2000 多年前已開始思考其變化運行規(guī)律，在《通典》中談到“一切變化都是循環(huán)出現(xiàn)的，比如水從海面蒸發(fā)至空氣中，然后變成雨水后又匯集到大?！?。這一符合實際的推論在今人看來不算高深，但對于基礎信息匱乏的古人而言，給出這樣的判斷則非易事，涉及水在區(qū)域與全球、陸地與海洋、不同下墊面與高空等范圍的運動，及水的形態(tài)變化，應是對宏觀與微觀的細致觀察和理性思考的結果。幾乎與亞里士多德同時代的我國偉大詩人屈原曾在長詩《天問》中有過一問：“東流不溢，孰知其故？”也是在談水循環(huán)問題，大江東去，為何不見溢出呢？對孕育萬物生存生長的水如何演變提出了不解之惑，但僅問未答，留疑后人達千年之久。
經(jīng)過了黑暗的中世紀后，從 14 世紀開始，起源于意大利的文藝復興運動逐漸拓展到了歐洲各國，引發(fā)了意義深遠的思想文化變革。就對科技進步的影響而言，正如愛因斯坦談到的那樣，一個重要轉(zhuǎn)變是開始通過科學實驗方式來印證因果關系，而不僅是停留在推理層面，也算是實踐檢驗標準的起源了。從氣象學的角度看，這一時期與實證、定量相關的探測技術得到了快速發(fā)展，如達芬奇（Leonardo da Vinci）、伽利略（Galileo?Galilei）等文藝復興時期的巨匠，都在氣象儀器的發(fā)明設計上做出了重要貢獻。在達芬奇的手稿中，可以發(fā)現(xiàn)他設計的濕度測量儀的草圖，包括測量原理和裝置設計。而伽利略則設計發(fā)明了溫度測量儀，是歷史上人類最早使用的溫度測量裝置。觀測儀器的快速發(fā)展既是科學探索自身的需要，也促進了定量驗證過程的實現(xiàn)。
從科學思想和科學精神的角度看，實證理念的確立還打破了對權威的迷信，包括對亞里士多德這位在哲學與自然科學領域都享有崇高地位的巨人，也不再盲目崇拜，任何理論或?qū)W說都要經(jīng)得住實際驗證，否則就放棄。如對亞里士多德“物體下落速度和重量成比例”的學說，伽利略就大膽提出了質(zhì)疑，并通過理論分析和實驗結果最終糾正了這個持續(xù)了近 2000 年的權威論斷。
法國著名哲學家、數(shù)學家、氣象學家勒內(nèi)·笛卡兒（René Descartes）在研究氣象問題時也采取了與亞里士多德不同的方式，更多側重于實際觀察和定量計算，然后再進行理論分析。他組織參與了世界上最早的國際氣象觀測網(wǎng)建設與實施，積極推進了氣象觀測實驗工作。1637年，笛卡兒完成了《折光學》《氣象學》和《幾何學》三篇論著，并為此寫了一篇序言《科學中正確運用理性和追求真理的方法論》，提出了四條認識客觀世界的原則：“第一，要盡量避免輕率判斷，即使對待‘權威說法’也要保持懷疑的態(tài)度；第二，遇到復雜問題時，可以把它分解為一系列簡單的問題；第三，要按照次序認識并解決系列問題，逐步回溯到原始的復雜問題；第四，要盡量全面細致地考慮問題，確信準確無誤?！边@四條原則體現(xiàn)了科學精神、科學思想和科學方法，在現(xiàn)代人看來，應算是科學探索的基本原則，但對于從中世紀走出來的西方世界來說，拋棄宗教學說的桎梏，建立起新的認識世界準則，應是很大的突破了。即便是在今天，這四條原則體現(xiàn)的基本理念在實踐中也仍或多或少存在扭曲和偏差。
? 科學思維方式的變革是推動科學進步的基礎，提升了人類認識客觀世界的能力和水平。氣象科學也正是按照現(xiàn)代科學發(fā)展的基本范式逐步推進發(fā)展的，在數(shù)學、熱力學、流體力學等基礎學科理論發(fā)展成熟的基礎上，逐步實現(xiàn)了作為一門獨立學科的構建，以動力氣象學為基礎，形成了較完整的現(xiàn)代氣象科學體系，伴隨探測、通信、計算、航天等技術進步，在大氣環(huán)流系統(tǒng)、天氣分析預報、數(shù)值模式發(fā)展、云微物理過程、氣候系統(tǒng)與氣候變化等領域取得了顯著的成果和應用效益，應是科學精神、思想、方法、知識共同推進的結果。
