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1、整理古希腊科学精神的起源第1讲 古希腊科学精神的起源公元前两千年前后，希腊人侵占了地中海东部，并在那里定居下来，并不断向海外扩张，在东方和西方建立了许多殖民地城邦。古希腊人向东越过爱琴海，在今天的土耳其西部沿海地区建立了爱奥尼亚的希腊殖民地城邦，向西越过爱奥尼亚海，在现在的意大利南部亚平宁半岛及西西里岛建立了殖民地。因此，这里所讲的古代希腊包括了希腊半岛本士、爱琴海东岸的爱奥尼亚地区、南部的克里特岛以及南意大利地区。1 古希腊科学的意义11 古希腊的自然哲学家希腊哲学在公元前6世纪就开始出现。早期的哲学家对他们所生活的世界的本质进行一种严肃的、批判性的探求这种探求从那时起一直延续到现在。他们询

2、问关于它的成份、它的组成和它的运作的问题；他们质询它是由一种还是多种事物组成的；他们探究它的形状和位置并猜测它的起源；他们追求理解事物产生和转化的变化过程；他们沉思地震、日食、月食等异常自然现象，并寻求不仅适用于一次具体的地震或食、而且适用于所有地震或食的普遍性解释；他们开始仔细思考推论和证明的规则。哲学家眼中的世界是一个有序的、可预言的世界，事物按其本性在其中动作。用来指称这个有序世界的希腊词是kosmos(宇宙)，从中引申出我们现在所用的“宇宙论”(cosmology)。由于他们关注于自然，这些引入新的思维方式的哲学家就被亚里士多德称为自然哲学家。从公元前6世纪到公元3世纪，这里出现了大批

3、才智卓越的哲学家和科学家，他们是以后许多学科的鼻祖。我们可以列出长长的一串名单，如自然哲学家泰勒斯、阿那克西米尼、赫拉克利特、芝诺、德谟克利特，人文哲学家苏格拉底，体系哲学家柏拉图、亚里士多德，天文学家默冬、欧多克斯、托勒密，数学家欧几里得、阿波罗尼奥斯、丢番图，物理学家阿基米德，医学家希波克拉底、盖伦，地理学家希西塔斯、埃拉托色尼，生物学家特奥弗拉斯特等等。这些天才人物许多不仅在一个领域做出他们的开创性工作，而且在许多个领域内均有杰出的成就。像亚里士多德，他的研究范围涉及现代自然科学和人文科学的很多领域，下面列出的仅是他著作的一部分：哲学著作：形而上学，物理学著作：物理学、论生灭、论天、天象

4、学论宇宙，生物学著作：动物志、论动物的历史、论灵魂， 逻辑学著作：范畴篇、分析篇，伦理学著作：尼各马可伦理学、大伦理学、欧德谟斯伦理学，以及政治学、诗学、修辞学等，他几乎在每个知识领域都发表了他卓越的见解，是一位不折不扣的百科全书式的学者。12 古希腊科学的现代意义古希腊科学可以说是近代科学的真正先驱，几乎在每一领域、每一问题上，希腊人都留下了思考。古希腊思想今天仍能吸引很多科学家的兴趣，是因为世界上任何地方都未曾建立起像他们那样高度发达的、表达清晰的知识和思维的体系，并且这种体系研究的对象是科学的整体，科学在那里没有分裂成象我们今天的孤立的、狭窄的科学知识领域。当然还有一个非常重要的原因，是

5、越来越多的科学家认识到我们现在的基础科学中存在着严重的危机，要彻底解决科学中现存的危机，必须修正它的早期奠基者的理论基础。于是这更加激励人们重新努力研究古希腊的思想，有希望发现从源头开始长期形成的错误，进而将其修正。一位古代历史学者西奥多贡贝尔茨（Theodor Gomperz）在希腊思想家中的一段话说明了回顾希腊思想的重要意义：回顾必须被视作是具有重要意义的。间接应用或利用非常重要，我们全部的知识教育都是起源于古希腊人。这些起源的全部知识，是我们从它们的不可抗拒的影响中摆脱出来的必不可少的先决条件。要忽略过去，不仅是不受欢迎的，而且简直是不可能的。你不必了解古代大师们的学说和论文，也不必了解

6、柏拉图和亚里士多德，你可以从未听到他们的名字，但你仍然处在他们权威的魔力之下。他们的影响，不只是被古代和现代的接受他们观点的人所传递。我们的全部思想，其中运行的逻辑种类，所使用的语言形式（被他们所操纵）所有这些绝不是人工产物，而且基本上是伟大的古代思想家的产品。确实，我们必须全面地考察这种变化的过程，以免我们将增长和发展起来的结果误认为是原始的。将实际上是人工的东西误认为是自然的。因此约翰伯内特(John Burnet)也说“科学是希腊人的发明；在那些受希腊人影响的人之外，科学就从未存在过”。如果我们用近代科学的眼光纵览早期希腊哲学，某些篇章似曾相识。对于宇宙的形状和排列，它的起源，或它的基本

7、成份，前苏格拉底哲学家的研究使我们想起形体物理学、宇宙学和粒子物理学中仍在研究的问题。然而，早期哲学的其他部分却相当陌生。今天，那些孜孜不倦的科学家不再探究变化是否逻辑上可能，或在哪里可以找到真正的实在。谁要还能找到有哪位物理学家或化学家尚在操心如何平衡各自对理性和观察的主张，可算是一个不小的功绩。这些事情再也不被科学家所谈论了，但这是否意味着，那些穷其一生研究这问题的早期哲学家是“非科学的”，甚至可能是被误导成智力愚钝呢？古希腊的自然哲学家们关心的诸如终极实在为何物、自然与超自然的区别、宇宙秩序的来源、变化的本质和知识的基础等主题，与文艺复兴以来的几个世纪科学家们关注于对具体观察结果(比如重

8、物下落、化学反应和心理过程)进行解释的主题截然不同；但不同并不等于不重要。至少直到伊萨克牛顿为止，这些大的问题与充斥在现今大学的自然科学课程中的各种问题一样，要求自然研究者给予同等的关注。这些问题是有趣的也是根本性的，它们是关于基础的问题；而基础问题的命运通常会被后来那些将基础想当然的人们看成是没有意义的。例如，今天我们可以发现自然和超自然的区别显而易见；但在能够仔细作出这种区别之前，对自然的研究就不能正确地开展。因此，早期哲学家是从惟一可能的地方开始了他们的探索，这就是起源。他们创立了一种自然观，诸多世纪以来，它一直是科学研究和信仰的基础这种自然观，或多或少也成为近代科学的预设。同时，他们提

9、出的很多问题已经被解决，虽然通常只是得到了简陋而不是确定的解决，但已经解决得足以不再成为科学关注的前沿问题了。当它们从人们视野中消失时，它们的位置就被一批更细致的研究所代替。我们如果想要理解这一科学事业的丰富性和复杂性，就一定要看到它的两个组成部分：基础和上层结构，是互补互惠的。近代的实验室研究发生在一个宽泛的观念体系内，没有对自然或基本实在的预期，它甚至无法起步；反过来，实验研究结果的正确性使我们对这些最基本的观念进行反思，促使它们得到精炼和(偶然的)修正。2希腊人为什么做科学？亚里士多德(Aristotole，公元前384-前322)在形而上学一书开篇就说，哲学和科学的诞生有三个条件：第一

10、是“惊异”，是人们对自然现象和社会现象所表现出来的困惑和惊奇，有了惊异也就感受到了自己的无知，而为了摆脱无知人们就会渴求知识。但是求知并非为了实用的目的，而纯粹是一种对智慧的热爱，对真理的追求。通俗地说，第一个条件是要求人们有好奇心和求知欲。第二个条件是“闲暇”。知识阶层不用为着生活而奔波劳碌，因为整天从事繁重的体力劳动而是没有闲暇的人，是无法从事求知这种复杂的脑力劳动的。第三个条件是“自由”。哲学知识是自足的，它不以别的什么目的而存在，而纯粹是为了自身而存在，它是一门自由的学问，它要求自由地思考、自由地发表意见，不受他种目的和利益的支配。总的来说，亚里士多德强调了哲学和科学之来源的非功利性，

11、也说出了为何希腊成为科学和哲学的发源地的道理：因为它提供闲暇、提供自由，因为希腊人有着强烈的求知欲，对智慧无比地崇尚。最初的哲学家似乎是些很有政治意识的人，他们对于商业、航海、政治活动都很感兴趣。他们思索事物本质的方法是很新奇的。对于宇宙活动，他们是用日常生活的经验加以说明，用工艺技巧的过程来进行类比，而不是用宗教的教条和迷信来解释。当时的学者们普遍地受到高度的尊重，这点可以从各个城邦请他们去制定法典，担任管理者，或做官家子弟的家庭教师这样的事实中看出来。在另一方面，如果处于政治上动荡的年代，学者们便很可能受到政治上的敌对集团的迫害。因而，当自然哲学家，比起更早期文化时代的知识分子，那些祭司们

12、，有了更多的进行自由探索的可能性的时候，他们却缺少像祭司那样作为神祇们的代理人所受到的保护。自然科学的发源地并不是在苏格拉底、柏拉图和亚里士多德所在的雅典，而是在小亚细亚大陆的爱琴海沿岸爱奥尼亚的米利都，泰勒斯(Thales of Miletus，约公元前640-546)和他的学生阿那克西曼德（Anaximander，约610B.C-545B.C）和阿那克西米尼（Anaximenes，活跃于公元前546年前后）形成了西方哲学史上第一个哲学学派爱奥尼亚学派。根据亚里士多德的记载，记述了泰勒斯的一个故事。泰勒斯的朋友们因为他的贫困而指责他，对他说，哲学是一点用处也没有的。但是这位哲学家通过对天体的

13、观察，预见到第二年将会出现橄榄作物的大丰收。于是在冬天，他筹集了一些钱，非常便宜地租下了米利都和开俄斯两地所有的榨油机。到了橄榄丰收的季节，这种榨油机的需要量很大。这时，泰勒斯以非常有利的条件把所有的榨油机租给用户，赚了很大一笔钱。泰勒斯证明：“对于哲学家来讲，要赚钱是很容易的。但是，他们的兴趣并不在发财这方面。”科学研究的价值是什么？许多人对这个问题的回答，往往是指出科学成就在改造技术、工业、工程等等方面的实际结果。诚然，科学在近两个世纪的发展确实说明正是科学超乎想象地改变了我们的整个生活方式，并且在不远的将来会进一步甚至以更快的速度推进社会的发展。但对这种从实用主义的角度来评价科学研究的态

14、度，几乎没有哪一位科学家会赞同。由于希腊奴隶制度保证贵族和自由民优裕的生活，大量的奴隶使自由民从体力劳动中解放出来，使希腊哲学家可以从爱好和兴趣出发，他们探索哲理只是为想摆脱愚蠢，显然他们为求知而从事学术，并无任何实用的目的。3世界的本原是什么？一元论：米利都学派 赫拉克利特 留基伯和德谟克利特四元素说：恩培多克勒 毕达哥拉斯学派 柏拉图 亚里士多德爱奥尼亚的哲学家们专心致志地去寻求世界上事物的规律性。他们相信，世界在明显的变化之中含有客观存在的规律。他们推想，一定存在着一系列的原因和结果，这些原因和结果一定是所有事物表面的普通的基本表现产生的。这就是说，必定有一种作为一切事物起源的共同因素。

15、对于不同的研究者尽管有着不同的答案，但是他们所寻求的基本问题却是一样的：世界的本原是什么？它又是如何形成世间万物的？他们的思想强烈地影响了希腊哲学家，于是在几个世纪的哲学研究中，世界的本原问题成为核心问题，吸引了许多哲学家的兴趣，他们提出了各种假说，占主导地位的是两大类，一是坚持世界起源于一种物质的一无论思想，一是世间万物由多种元素共同组成的四元素说。 31 一元论泰勒斯(Thales of Miletus，约公元前640-546)是第一个希腊自然哲学家，他的鼎盛年代大概和释迦牟尼、孔子等人同时期。他是一个政治家、工程师、数学家和天文学家。但他却没有留下任何遗著。他通过游历比较古老的文明地区来

16、增长知识。他曾游历过埃及，可能是去经商，从那里带回了几何学知识，并把这些知识投入到新的实际应用中去。他利用相似三角形的原理，设计出一种测定海上舰船间距离的新方法。在美索不达米亚旅行时，他研究了腓尼基人的天文学。所说他曾利用巴比伦的天文学文献，预言过公元前585年的日食。这样，他把以前人们所认为的神秘而可怕的现象变成了一种人们可以预测的自然界的事情。泰勒斯提出万物源于水的命题，可能是因为他发现一切生命都离不开水，种子只有在潮湿的地方才能生根发芽，湿气总是充盈在大地的每一个角落。这种观点符合经验：陆地上有河，大陆周围是海洋，井把地下水提供给人们，天上则通过下雨降下大量的水。通过加热，水不断地膨胀变

17、为空气，水也能不断地凝缩合为一体变为泥土。他的观点可以解释当时已经知道的大多数现象。泰勒斯学生的学生阿那克西曼德(Anaximander，公元前611-前547)否认宇宙世界的物质是同一的，他反对泰勒斯的世界源于水的命题，根据埃及人和巴比伦人的理论，组成世界的基本元素是水、土和气，他又增加了第四个元素：火。阿那克西曼德否认构成世界的原初物质是由我们知道的东西构成的，为此他发明了新的名词，称为“无限”。当受到冷与热的作用时，这种原始的材料就形成了组成世界的四种元素。阿那克西曼德还提出了一种关于宇宙如何从原始混沌中产生出来的动态的、自然的解释。像泰勒斯一样，这种解释也包括某种不确定的原始的力，这种

18、力导致漩涡的形成。急剧旋转着的漩涡导致元素按照密度大小的不同而分层。因为土是最重的元素，它就趋向于留在宇宙的中心而成为大地。水盖住大地，它的外面包裹着一层雾气。火是最轻的元素，在宇宙的外部有它特有的自然位置。是漩涡的活动形成了世界和各种事物，这种运动导致了形成世间万物，并把它们组织起来。阿那克西曼德的观点能够很好地解释很多自然现象。他的理论即使有些天真，但却极富创造性。他的自然观是古人关于自然的描述中最富于想象力和总括性的。米利都的最后一个哲学家阿那克西米尼(Anaximenes，约公元前550-前475？)指出，万物由气所构成，空气处于不停地运动之中。当空气处于最均匀的状态时，我们看不到它。

19、但是通过“稀释或凝聚”，空气可以形成世间万物。当空气稀释时，它就成了火；当空气一步步凝聚时，它便依次形成风、云、水、土、石头。这与泰勒斯的观点完全不同。他解释雹和雪（两者都是水构成的固体状态，即冰）的区别，说雹是正在从云中降落的水（即雨滴）冻结而形成的，而雪是云雾本身凝结成固态的结果，这与现代气象学的解释极为相近。米利都学派这些观点虽然来源于经验，是最原始的探索自然的方式，但仍然是非常重要的。因为他们提出一种新问题：事物的起源是什么？他们的答案完全摒弃了神话所形成的超自然的鬼神，摆脱了迷信。从泰勒斯开始，哲学家们认识到构成世界的所有物质具有极大的差异，但在许多方面又有共同之处，并认识到世界一定

20、具有内在的相同的东西，这是构成世界的最基本的物质。惟有找到自然现象背后的基本物质，并且通过这一物质将自然现象重新组合构造出来，才算是认识了自然。米利都学派对事物起源问题的思索在爱奥尼亚由色诺芬尼和赫拉克利特继承下来，而在大陆由阿那克萨哥拉、留基伯和德谟克利特继承。色诺芬尼(Xenophanes of Colophon，公元前576-前490)认为，一切事物(包括人类在内)都起源于水和土。他注意到了陆地和海洋在过去曾经互换过位置，并且将来还会再次发生这样的变化。化石的证据支持了他的看法。因为许多贝壳是在内陆、山脉、苏黎士的采石场中和其他地方发现的。他认为，陆地曾被污泥所覆盖，当污泥干燥时，于是就

21、留下了鱼和海洋动物的压痕。米利都沉浮的哲学家虽然也描述过万物(包括生物在内)是由泥土所产生的，但没有运用过像化石这样的自然界的事实来作证。赫拉克利特(Heraclitus of Ephesus，公元前556-前469)把事物的起源与火联系起来：“既不是神也不是人创造了这一世界秩序，它在过去、现在和未来永远是一团永恒的火，点燃几分，熄灭几分。”阿那克西米尼的学生阿那克萨哥拉 (Anaxagoras of Clazomenae，约公元前500-前428)把基本的元素称为均匀分子或者叫做“种子”。就像金子是由极细小的金微粒组成一样，宇宙也是由一些微粒组成的。他的体系中的基本元素，即“种子”，其数量和

22、种类都是无限的，然而第粒种子都有一些能引起我们感觉的各种性质。留基伯（Leucippus，活跃于公元前440年左右）被认为是把原子确定为基本元素的第一个哲学家。他认为原子含有数不清的元素，形状千姿百态，它们在空间永无休止的运动着。德谟克利特（Democirtu s，约460B.C-370B.C）则更精细地推敲了原子理论，并且阐明了原子理论的真实含义。原子论主张，世界是统一的，自然现象可以得到统一的解释，但统一不是在宏观层次上进行的，不是将一些自然物归结为另一些自然物，而是将宏观的东西归结为微观的东西，这些微观的东西就是原子。原子论者认为，一个物体一分为二，它变成更小的物体，它还可以被分割，但这

23、种分割不能无限地进行下去，其极限就是原子。所谓原子，在希腊文中的意思就是不可再分割的东西。原子论者解释各种物质的构成，认为事物之间的区别是由组成它们的原子在形状、大小、数量上不一样而造成。在原子论那里，自然界中质的区别被还原成了一些量上的差异，于是统一的自然界可以用数的科学来描述，这也是原子论对于现代科学的意义。四元素说并非所有考察基本物质问题的人都持一元论，还有另一种较为流行的解释是四元素说。4.1毕达哥拉斯学派四元素思想首先在毕达哥拉斯(Pythagoras of Samos，约公元前582-前500)学派中发明出来。毕达哥拉斯在意大利南部的克罗顿建立了一个旨在研究数学和具有宗教意图的社团

24、。社团成员地位一律平等，所有的财物，甚至连数学上的发现，都被看作是公有的。毕达哥拉斯学派的基本信条是“万物皆数”，源自于关于振动的弦长的声学发现。在音乐学研究中，他们发现，决定不同谐音的是某种数量关系，而与物质构成无关。于是这启发毕达哥拉斯想到导致万物的差异不是其物质组成，而是其中包含的数量关系。把数的抽象观念提高到突出地位，企图用数来解释一切，宣称数是宇宙万物的本原，研究数学的目的并不在于使用而是为了探索自然的奥秘。毕达哥拉斯的数的概念相当复杂，他把数1看成是一点，把2看成一线，3看成一个表面，4看成一个实体。（附图）将自然数区分为奇数、偶数、素数、完全数、平方数、三角数和五角数等。在毕达哥

25、拉斯派看来，数为宇宙提供了一个概念模型，数量和形状决定一切自然物体的形式，数不但有量的多寡，而且也具有几何形状。在这个意义上，他们把数理解为自然物体的形式和形象，是一切事物的总根源。因为有了数，才有几何学上的点，有了点才有线面和立体，有了立体才有火、气、水、土这四种元素，从而构成万物，所以数在物之先。自然界的一切现象和规律都是由数决定的，都必须服从“数的和谐”，即服从数的关系。说数即万物当然是荒谬的，但若说事物所遵循的规律是数学的，则相当正确。近代科学正是在追寻自然界的数学规律中取得长足进步的，而且可以说，许多次重大的突破都是由于发现了新的数学规律。毕达哥拉斯主义传统确实是自然科学中最富有生命

26、力的思想传统。哲学家恩培多克勒（Empedocles of Agrigentum in Sicily，约公元前500-前430年）的“四元素说”受到毕达哥拉斯学派很大的影响。他反对如米利都学派所假设的原初统一体，认为物质的“根源”或“元素”是土、水、气 和火一种固体、一种液体、一种气体、一种比气体更稀薄的物质。这四种元素在整个宇宙中受到两个对立的神力的影响，以各种不同的比例结合起来；所谓两个对立的神力，一个是相引力，一个是相斥力，即平常的眼睛可以看见在人们身上起作用的爱与僧。这四种元素的不同的结合，形成了世界上各种物质。柏拉图(Plato，公元前427-前348或347年)出生于一个雅典世家，

27、他热衷于国事，曾游历意大利和西西里，在那里他似乎已经接触到了毕达哥拉斯学派的哲学家们。公元前388年，柏拉图回到雅典开办了自己的学校，即(柏拉图)学园，在这里，年轻人可以从事高级的研究。柏拉图按照几何原理构造宇宙。他接受了恩培多克勒的四元素：土、水、气、火。但受毕达哥拉斯学派的影响，他将它们还原为更基本的图形-三角形。他就这样系统地阐述了一个“几何原子论”。作为二维图形，三角形当然是非实体的；然而，如果适当组合，它们就能组成三维粒子，每个不同的形状对应一种元素。在柏拉图时代，人们已经知道，存在而且只存在五种几何正多面体(就是由完全相同的平面组成的对称几何体)，它们是：四面体(四个等边三角形)、

28、立方体(六个正方形)、八面体(八个等边三角形)、十二面体(十二个等边五边形)和二十面体(二十个等边三角形)。柏拉图将每种元素与这些图形中的一种联系起来-火与四面体(最小、最锐利和最易变动的正多面体)、气与八面体、水与二十面体、土与最稳定的正多面体，即立方体。最后，柏拉图把二十面体(最接近球体的正多面体)等同于整个宇宙。这一体系的三个特征值得我们讨论。首先，它用与恩培多克勒的理论相同的方式解释了变化和多样性：元素以不同的比例混合，产生出物质世界的种类。其次，它允许一种元素向另一种元素转化，这样就进一步解释了变化。比如，一个单个水粒子(二十面体)可被他解为组成它的二十个等边三角形，这些三角形又可重

29、新组合成两个气粒子(八面体)和一个火粒子(四面体)。只有土，由于是由正方形构成的(并且由于正方形沿对角线不能产生三角形)，被排除在这种转变过程之外。第三，柏拉图的几何粒子代表了向自然的数学化迈出重要一步。对我们来说，看看这一步究竟有，具有重要意义。柏拉图的元素并不是被包装成正多面体的物质性实体，在这样的中物质会被看作基本质料。对柏拉图来说，所有的存在就是形状；以被完全还原(毫无残留)成正多面体，而它们又能够还原为平面几何图形。水、气、和火不是三角形的物体；它们就是三角形。毕达哥拉斯派将任何事物还原为数学第一原理的纲领已经实现。公元前384年，亚里士多德出生于希腊北部城镇斯塔吉拉(Stagila

30、)的一个特权家庭。他的父亲是马其顿(Macedon)王阿敏塔斯二世(Amyntas ，亚历山大大帝的祖父)的御医。亚里士多德获得了接受特殊教育的机会：17岁时，他被送去雅典，师从柏拉图。作为柏拉图学园的一员，他在雅典生活了二十多年，直到公元前347年前后柏拉图去世为止。此后，亚里士多德花了几年时间进行旅行和研究，他穿过爱琴海，来到小亚细亚(现在的土耳其)及其沿岸诸岛。在此期间，他开展生物学研究，并且在回到马其顿担任年轻的亚历山大(后来的亚历山大大帝)的老师之前，遇到了狄奥弗拉斯特(Theophrastus)，狄奥弗拉斯特后来成为他的学生和终生的同事。公元前335年，雅典沦于 马其顿的统治之下，

31、亚里士多德回到该城并开始在吕克昂(Lyceum)-一个老师们常光顾的公共花园-从事教学。直到公元前322年逝世前不久，他一直生活在那里，并建立了一个非正式的学派。在长期的学习和教学生涯中，亚里士多德系统、全面地阐述了他那个时代的主要哲学问题。所说他写了不止150篇论文，其中大约有30篇流传下来。幸存下来的作品似乎主要是一些讲课笔记，或并未打算广为流传的未完成的论文；无论这些论文的确切来源如何，它们显然是针对高级的学生或其他哲学家的。它们的译本可以摆满半个书架，而且它们包含了一个在影响和范围上都令人无法抗拒的哲学体系。关于亚里士多德的物质起源，他接受了最初由恩培多克勒提出随后被柏拉图所采纳的四元

32、素：土，水，火，气。他同柏拉图一样，认为这些元素实际上还可以还原为甚至更基本的东西；但他不像柏拉图那样偏好数学，因此他拒绝接受柏拉图的规则几何体及其基本成份三角形。他选取可感性质作为终极宇宙之砖，以此表达了自己对于感觉世界的实在性的忠诚。有两对性质是决定性的：热-冷和干-湿。它们有四种结合方式，每种产生出一种元素。除了热或冷、湿或干以外，元素之间还有轻重多分。土和水重，但土又是两者中最重的。气和火轻，但比气还要轻。因为土和水重，所以向宇宙中心下落就是它们的本性；气和火轻，所以向外围(地界的外围，月球所在的那个天球)上升就是它们的本性。因此，如果未受到阻碍，土和水将落向宇宙的中心；土由于其更重，将聚集在宇宙的中心，水则位于它外面的同心球壳。气和火要上升，但火由于更轻，将占据最外层的区域，气则刚好作为它里面的同心球壳。理想情况下(指没有混合物，也没有任何东西阻止这四种元素实现它们的本性)，这些元素将形成一系列同心球：火在外，接着是气和水，土则位于中心。(图：亚里士多德描绘的宇宙)四、宇宙理论毕达哥拉斯学派认识到地球，并进一步提出整个宇宙也是