重读通识经典研讨会（二）暨会前教学工作坊
牛顿《自然哲学之数学原理》
29-30.12.2023
香港中文大学
自2012年始，所有香港中文大学本科生都须修读通识教育基础课程。课程包括「与自然对话」及「与人文对话」两个科目；其中「与自然对话」以阅读科学经典为主，启发同学了解和思考人类对自然的探索以及人在自然中的地位。牛顿的《自然哲学之数学原理》（《原理》）是一本划时代巨著。它标志着探索宇宙的方法进入了新时代：以经验为基础，以测量为准绳，着重数学推演而非哲学思辨；也揭示了人类所处的宇宙是机械式的世界。学生阅读《原理》，不仅能了解牛顿如何建立宇宙体系，更重要的是认识到牛顿之所以伟大，不单在于他发现了自然定律和寻找到数学定理，更在于他带来了新的宇宙观。宇宙不复是天地法则相异的二分世界，而是各部分皆遵从相同定律的一体系统。「与自然对话」原来已选取了《原理》里定义和公理的部分，由2023–24学年开始更加入了第三卷有关推论原则的部分和全书的总释。
《原理》这部科学经典标志着十六至十七世纪欧洲科学革命的颠峰，带来崭新的世界观，启发后世采用以经验为基础的定量方法来探索大自然。然而，自《原理》出版三百多年以来，科学家的世界观和探索自然的方法是否丝毫没变？我们对这本经典著作有没有新的理解？再往前追溯，我们对《原理》出版时的社会背景和历史脉络有没有新的认识？通识教育基础课程开办至今已逾十载，际此让我们重读经典。就《原理》于通识教育的意义，我们举办《自然哲学之数学原理》研讨会，邀请专家学者就以下范围报告教学和研究心得：
- 一、对文本的理解：《原理》提出一些基本定义，如质量、动量，还有力学的三大定律，这些定义与定律该如何理解？第三卷开首列出了牛顿所采用的自然哲学推论原则，总释则总结了牛顿对上帝、自然定律的看法。这些内容背后有甚么信息？以上内容的渊源也很值得仔细探讨。通识课程在深度上未必与主修课程相同，但教师对文本正确而严谨的理解，始终是教授经典不可或缺的基础。
- 二、文本的背景：虽然《原理》的内容大多是理论性的，但作者牛顿始终活在一个具体的文化背景和历史脉络中。这些文化背景和历史脉络有没有影响到《原理》的写作及其内容？
- 三、后世对文本的回应：文本隐含一套世界观和探索自然的方法。自《原理》出版后已经过三个多世纪。在这段漫长的岁月里，科学家的世界观和探索自然的方法有没有任何改变？这些改变对我们理解《原理》带来甚么启迪？
- 四、文本与教学：《原理》这部科学著作，涉及不少理论和抽象概念，对部分学生而言尤其困难。在通识基础课程里教授《原理》多年，身为教师的有甚么教学心得可以总结出来？
香港中文大学有不少对牛顿力学深感兴趣的教师、研究生和本科生，其中有些正考虑开设相关通识课程，尝试把相关内容加入现有课程，或打算将来当中学物理教师。教师当然需要具备比教学内容更深更广的知识，例如，以牛顿力学为基础而发展出来的拉格朗日力学和哈密顿力学、两种力学对已有的概念（例如，坐标、对称）带来的新观点，以及它们与统计力学和量子力学的连系。本研讨会前将举行教学工作坊，介绍教授牛顿力学的教师需具备的基础知识。
