1、第二章 科学理性精神的萌芽第1页，共52页。古希腊科技划分公元前7世纪前4世纪：雅典时期：早期自然哲学、黄金时代公元前4世纪前31年：希腊化时期（亚历山大利亚学派时期）公元前31年公元476年：罗马时期第2页，共52页。第3页，共52页。第4页，共52页。独具特色的理性自然观独具特色的理性自然观最早形成于希腊民族，而这正是科学精神的基本因素以及科学产生的最重要前提。第5页，共52页。希腊文化、特别是希腊哲学中的理性精神与传统的形成，有一个历史过程。以3个伟大人物为主要代表：毕达哥拉斯、亚里毕达哥拉斯、亚里士多德、阿基米德士多德、阿基米德。雅典时期产生的数学理数学理性、逻辑理性和实验理性性、逻辑
2、理性和实验理性的萌芽分别为科学知识的精确性、条理性和可靠性精确性、条理性和可靠性提供了保证。第6页，共52页。第一节“自然”的发明与理性批判活动一、“自然”的发明泰勒斯泰勒斯认为世界万物的本原是“水”。阿那克西曼德阿那克西曼德认为万物的本原是“未规定的物质”。阿那克西米尼阿那克西米尼认为万物的本原是“气”。赫拉克利特赫拉克利特认为组成世界的基本元素是“火”。恩培多克勒恩培多克勒提出关于水、火、土、气的“四根说”。第7页，共52页。评价：早期的自然哲学家都致力于探索世界的本探索世界的本原问题原问题。多数哲学家都是以直观观察直观观察为依据。古代自然哲学的天才猜测从总体上讲是正确的，一旦具体到细节，
3、往往成为错误的、荒谬的。第8页，共52页。二、古代原子论古代原子论是欧洲最早、最完备、也最接近于近代自然科学的物质结构哲学猜测。它在希腊罗马时期经历了三个发展阶段，学说的代表人物分别是：德谟克利特、伊壁鸠鲁、卢克莱修德谟克利特、伊壁鸠鲁、卢克莱修。第9页，共52页。1、德谟克利特提出了原子论德谟克利特提出了原子论，认为宇宙的本原是原子与虚空。2、伊壁鸠鲁对德谟克利特的原子论进行了修正伊壁鸠鲁对德谟克利特的原子论进行了修正和补充和补充。他指出，原子除了垂直运动以外，也可以偏斜运动。3、卢克莱修的卢克莱修的物性论物性论达到古代原子论哲学的达到古代原子论哲学的顶峰。顶峰。他以大量的日常论据和经验事实
4、为基础，通过论证原子论的基本观点详细描述了生物进化生物进化和文明起源的过程和文明起源的过程。第10页，共52页。三、理性批判与辩论活动希腊哲学家苏格拉底将理性批判理性批判方法自觉地运用到平时的辩论活动辩论活动中，由此发展出助产术与讽刺助产术与讽刺术术。苏格拉底在教学生获得某种概念时，不是把这种概念直接告诉学生，而是引导学生思考，自己得出正确的结论。这种共同研讨的方法对现代教育也不无启发。第11页，共52页。由讽刺术与助产术演变而来的辩证法辩证法日渐成熟，并得到广泛应用，表征着希腊思想的繁荣和学术交流的高峰，由此形成的自由辩论氛围成为科学和哲学思想发展的重要条件。第12页，共52页。第二节 理性
5、精神的萌芽一、数学理性的萌芽（一）毕达哥拉斯其人毕达哥拉斯是希腊数学、自然哲学家、天文学家。1、毕达哥拉斯定理与“百牛大祭”2、进化论思想的萌芽。3、关于“中央火”的思想。第13页，共52页。（二）主要观点数数是一切事物的本质，宇宙中万事万物的结构、组织，都是由数和数的和谐关系由数和数的和谐关系所决定的。评价：他把世界的本质归结为数，表明用理性来说明世界理性来说明世界，不能简单地认为是唯心主义观点。第14页，共52页。（三）万物皆数观点的现实依据现实依据1、他从经验中考察到，谐音与数有关系。2、他的“数为万物本质”思想的又一依据，被认为从几何图形中得来的。3、他认为天体的运行与数有关系。所有天
6、体与“中央火”的距离均为正整数比。第15页，共52页。（四）数学和谐性假说1、数学和谐性假说的提出毕达哥拉斯从“数是万物本原”的自然观出发，不仅认为和谐的几何图形以及音乐与数密切相关；他甚至猜想“全宇宙也是一个数，并应是一个乐调”。他提出数的德性应该是完全的、均匀的、和谐的，数的德性应该是完全的、均匀的、和谐的，宇宙间存在数学上的和谐宇宙间存在数学上的和谐的假说。这就是的假说。这就是“数学和数学和谐性假说谐性假说”。该假说的提出，标志着数学理性的萌芽。第16页，共52页。2、数学理性所谓数学理性，就是利用数学模型的方法数学模型的方法寻求对于自然界事物的本质和运动规律的寻求对于自然界事物的本质和
7、运动规律的理性把握理性把握。作为数学理性萌芽的“数学和谐性假说”存在本论方面的错误；如果把认识顺序颠倒过来，“数学和谐性假说”则具有重要的方法论的价值。第17页，共52页。3、“数学和谐性假说”的科学史价值（1）科学史上关于宇宙万物的和谐性和秩序性关于宇宙万物的和谐性和秩序性的第一个假设的第一个假设。（2）在他看来，自然的和谐就是数的和谐，自然秩序就是数的秩序。作为一种方法论的信念，促使后世科学家为自觉发现自然现象的数量关系，用对自然规律的定量描述代替定性描述对自然规律的定量描述代替定性描述而不懈努力。第18页，共52页。4、“数学和谐性假说”的应用柏拉图集成了科学方法论的毕达哥拉斯主义倾向，
8、认为万物本原是“理念”，提出了著名的著名的“柏拉图原柏拉图原理理”：天体是神圣不变的永恒存在，其运动必定：天体是神圣不变的永恒存在，其运动必定遵循均匀（匀速度）而有序遵循均匀（匀速度）而有序(正圆形轨道正圆形轨道)的原则的原则。这就是天文学史上著名的“柏拉图原理”。第19页，共52页。柏拉图还奠定了希腊数理天文学中的数学传统，这就是柏拉图的柏拉图的“拯救现象拯救现象”传统，传统，即构造巧妙的数学模型，使天体看似混乱的即构造巧妙的数学模型，使天体看似混乱的表观运动（即现象）得到拯救表观运动（即现象）得到拯救。后来，罗马时期的托勒密直接继承了这个传托勒密直接继承了这个传统，构建了科学史上第一个完整
9、的数学化的统，构建了科学史上第一个完整的数学化的地心体系地心体系。第20页，共52页。二、逻辑理性的萌芽（一）亚里士多德其人古代天文学家、物理学家、气象学家、动物学家、心理学家，自然哲学家和逻辑学家。梅森说：“他是最后提出一个整个世界体系的人，而且是第一个从事广泛经验考察的人。”亚里士多德是一个从自然哲学体系到重视经验观从自然哲学体系到重视经验观察的转折性的人物察的转折性的人物。第21页，共52页。他建立的学术组织，叫做吕克昂吕克昂（学园）学派。他主张学术到大自然中去学习主张学术到大自然中去学习，显然，区别于柏拉图的阿克底米（学院）式的传统。他的学派被戏称为“逍遥学派”第22页，共52页。（二
10、）亚里士多德的科学贡献1、五元素说：在恩培多克勒四元素说基础上提出：自然界由火、水、土、气（构成月下世界）和第五元素第五元素以太以太（构成月上世界）组成（构成月上世界）组成。2、生物学：编写了不朽的著作著作动物志动物志，曾解剖过50多种动物，把540种动物进行了分类。提出了“三级灵魂三级灵魂”学说。3、物理学：首次对运动和速度做出了表述；提出“落体运动法则落体运动法则”。他的物理思想一直影响到中世纪乃至近代。第23页，共52页。三、逻辑理性的提出1、亚里士多德的逻辑思想亚里士多德是形式逻辑创始人，逻辑理性萌芽形式逻辑创始人，逻辑理性萌芽的奠基人的奠基人。（1）关于科学研究程序的思想，即他著名的
11、归纳归纳-演绎法演绎法：观察 原理：归纳；原理 观察：演绎。第24页，共52页。（2）科学理论结构的思想关于“科学史演绎系统”的思想。他认为，科学的目的就在于说明自科学的目的就在于说明自然现象和低层次定律的原因；就是试图用普遍性然现象和低层次定律的原因；就是试图用普遍性程度较高的定律来解释普遍性程度较低的定律、程度较高的定律来解释普遍性程度较低的定律、直至经验观察结果。直至经验观察结果。亚里士多德“科学史演绎系统”的理想包括三个方面（1）公理与定理有演绎关系；（）公理与定理有演绎关系；（2）公理本身）公理本身是不证自明的真理；（是不证自明的真理；（3）定理与观察结果相一致）定理与观察结果相一致
12、。第25页，共52页。2、逻辑理性所谓“逻辑理性”，就是运用形式逻辑方法（特别运用形式逻辑方法（特别是演绎推理方法）以提供自然现象何以如此以及是演绎推理方法）以提供自然现象何以如此以及理论结构内部逻辑关系的理性解释理论结构内部逻辑关系的理性解释。3、逻辑理性的应用关于科学是演绎体系的理想，在后来欧氏几何学欧氏几何学与阿基米德静力学中部分与阿基米德静力学中部分得到了体现，并在近代科学中得到补充和发展。欧几里得是古希腊第一次把几何学系统化的里程欧几里得是古希腊第一次把几何学系统化的里程碑式的人物碑式的人物。他的几何原本人人皆知，是西方文化重要基石。第26页，共52页。几何原本在科学史上的地位正如丹
13、皮尔所说，同希腊思想的其他成果相比，“这本著作标志着知识的进步方面一个永久性的这本著作标志着知识的进步方面一个永久性的第一步第一步。”丹皮尔甚至把它看成与近代实验科学具有同等重要的地位。第27页，共52页。几何原本影响深远（1）几何原本创造了高深严格的论证和叙述的方法。牛顿的牛顿的自然哲学的数自然哲学的数学原理学原理受受几何原本几何原本方法影响很深方法影响很深。（2）19世纪欧洲有些国家原封不动地直接用几何原本作为数学教本。第28页，共52页。三、实验理性的萌芽（一）阿基米德其人科学史上一位光辉的人物，他集科学家和工程师双重身份于一身，把观察、实验方法和数学方法观察、实验方法和数学方法结合在一
14、起结合在一起。第29页，共52页。（二）阿基米德重要成就1、把观察、实验、推理和数学方法结合起来，奠定了静力学静力学的基础。2、发明了一系列机械装置和仪器。螺旋提水器、行星仪、滑车装置、投石器、聚光镜。3、阿基米德还是数学分析的先驱，其穷竭法穷竭法是近代微积分思想的先是近代微积分思想的先驱驱。第30页，共52页。（三）实验理性针对一个问题，首先针对一个问题，首先提出假说，提出假说，接着用接着用演绎方法推出演绎方法推出结论，结论，然后用然后用实验和观察方法加以检验，实验和观察方法加以检验，这就是实验这就是实验理性的实质理性的实质。阿基米德是西方实验理性萌芽的代表人物。后来，伽伽利略的利略的“实验
15、实验-数学方法数学方法”则是对阿基米德实验理性精神的发展。（四）评价阿基米德是“古代第一位，也是最伟大的一位近代型物理学家”（丹皮尔科学史）文艺复兴时代的达芬奇为了搜集阿基米德的著作抄本，简直比什么都热切，足见阿基米德的方法是多么接近于近代的风格。第31页，共52页。整个雅典和希腊化时期，杰出的自然哲学家已开已开始摆脱原始宗教和巫术的束缚，用理性的自然观始摆脱原始宗教和巫术的束缚，用理性的自然观来研究自然来研究自然。在长期的积淀后，先后产生了数学理性、逻辑理性和实验理性的萌芽。数学理性、逻辑理性和实验理性共同构成了科学数学理性、逻辑理性和实验理性共同构成了科学中的工具理性，它们分别为科学知识的
16、精确性、中的工具理性，它们分别为科学知识的精确性、条理性和可靠性（实证性）提供保证条理性和可靠性（实证性）提供保证。这种作为希腊文化精髓的理性精神，在人类思想史特别是科技文化史的发展中，经过了漫长的孕育、发展与成熟，绽放出了绚烂的近代科学之花。第32页，共52页。第三节 医学和天文学理论体系的建立一、希波克拉底医派希波克拉底是希腊医学鼻祖，其医学思想和成就：（1）注重临床观察和解剖实验，“希波克拉底脸希波克拉底脸”。（2）朴素唯物主义和朴素辩证法思想“四体液四体液”致病说致病说，认为人体内有四种体液（血液、粘液、四种体液（血液、粘液、黄胆汁、黑胆汁），黄胆汁、黑胆汁），疾病就是这四种体液比例不
17、协调所致，这是一种辩证的整体观。（3）十分讲求医德，是医学伦理学奠基人。希波克拉底誓言希波克拉底誓言第33页，共52页。二、盖伦盖伦是继希波克拉底之后的古代医学理论家1、在实验生理学研究实验生理学研究方面：进行人体解剖，发现了许多新事实，考察了心脏的作用，对脊髓进行了研究。对泌尿系统做了很多实验。体现了分解分析方法的萌芽。2、他集成了希腊医学的传统，并形成了统一的形成了统一的医学学派医学学派。3、他依据亚里士多德的三级活力论（生殖灵魂、感觉灵魂和理性灵魂）和希波克拉底的四体液说，提出了灵气灵气论学说论学说。第34页，共52页。三、托勒密的地心说体系托勒密是著名的天文学家、地理学家和数学家。（一
18、）天文学他总结了古希腊天文学的成就，提出了完整的地心体系，反映在他的名著名著天文大全天文大全（或（或大汇编大汇编、至大论至大论）。1、欧多克斯的同心圆体系、欧多克斯的同心圆体系他认为，地球是万物的中心，太阳、月球和行星都在同心透明球体中绕地球而运转。这就是所谓的“同心圆体系”。第35页，共52页。2、阿波洛尼乌斯的本轮、均轮阿波洛尼乌斯的本轮、均轮本轮、均轮方案是指行星在一个较小的圆周（本行星在一个较小的圆周（本轮）上作匀速运动，它的圆心在一个较大的圆周轮）上作匀速运动，它的圆心在一个较大的圆周（均轮）上绕地球运转（均轮）上绕地球运转。如果行星的速率在本轮上比在均轮上快，从地球上就会观察到表观
19、的逆行运动。由于逆行运动只当行星在本轮的内侧时才发生，这时它离地球最近，所以显得最亮。第36页，共52页。3、希帕克的偏心圆与本轮希帕克的偏心圆与本轮-均轮体系均轮体系地球E不在均轮的圆心C上，而离圆心C点有一定的距离，故称偏心圆。4、托勒密的地心体系托勒密的地心体系托勒密把宇宙描绘成以地球为中心的八重天球，用了近80个圆周来解释天体的表观运动，数学严密，论证完整。同时，他还观察了不少新现象，如月球运行中的二均差。第37页，共52页。（二）地理学托勒密还是古代地理学成就的汇总者。希腊地理学起源的代表荷马的第二部史诗奥赛德；托勒密的托勒密的地理学指南地理学指南宣告希腊地理学的完成宣告希腊地理学的
20、完成。（三）数学托勒密在对天文学和地理学的研究中，运用并发展了数学、特别是球面三角学数学、特别是球面三角学的知识。第38页，共52页。第四节 技艺的发展与特点一、古希腊手工业的发展古希腊在一定程度上是与铁器时代同时发展的。希腊社会生产力增长的一个主要因素就是铁矿铁矿的普遍开采与广泛使用的普遍开采与广泛使用。希腊哲学家轻视实践，手工技艺是在工匠之间哲学家轻视实践，手工技艺是在工匠之间传播并发展传播并发展起来的。梭伦改革之后，出现了一些工艺发明，如水准器、风箱、提水轮等，但哲学家轻视工艺的情况并未改变。第39页，共52页。二、希腊化时期的工程学派 这一时期科学已从思辨向实用与经验从思辨向实用与经验
21、方面倾斜，在亚历山大城树立的三层共100多米高的法罗斯法罗斯岛灯塔岛灯塔就是一个标志，工程技术的地位已今非昔比了。形成了一个以克达以克达希布斯为首的工程希布斯为首的工程学派。学派。亚历山大大帝促进了战争的机械化，出现了一批军事机械。第40页，共52页。三、罗马时代的技术（一）罗马时代的建筑罗马建筑在继承希腊建筑的基础上，把世界古代世界古代奴隶制建筑推到了最高峰奴隶制建筑推到了最高峰。第41页，共52页。（二）罗马时代的供水系统罗马人使沟渠系统更加完善，具有庞大供水供水系统系统。（三）“条条道路通罗马”罗马公路公路系统系统All Roads Lead To Roma.第42页，共52页。（四）农
22、业及其他技术1、加图的加图的农业志农业志记载了公元前2世纪罗马人从事农业与畜牧业的技术与情况。2、瓦罗的瓦罗的论农业论农业分三篇分别讲述了农作物栽培法，牲畜饲养法和各种小动物的饲养法。3、维吉尔的维吉尔的农事诗农事诗记载了休耕、轮载、施肥、整地、耕作和种子的处理技术。4、纺织业成为了家庭手工业。5、发明了玻璃吹制法，并建立了玻璃厂。第43页，共52页。第五节 中国古代独特的科技文化一、天人合一与阴阳五行（一）天人合一学说中国科学与西方科学的根本不同在于自然观的差异，或者说在于人与自然的关系。西方文化将天西方文化将天与人置于对立状态，强调人要征服自然、控制自与人置于对立状态，强调人要征服自然、控
23、制自然然。而中国形成了中国形成了“天人合一天人合一”的人与自然关系，的人与自然关系，即把自然人格化，人格自然化，把人的精神消融即把自然人格化，人格自然化，把人的精神消融于自然界中，人与自然和谐地共存与演进于自然界中，人与自然和谐地共存与演进。第44页，共52页。（二）阴阳说阴阳说认为宇宙间的一切事物和现象都存在着宇宙间的一切事物和现象都存在着阴阳相互对立的两个方面。它们相对存在：阴阴阳相互对立的两个方面。它们相对存在：阴有阳，阳中有阴；在此为阴，在彼为阳有阳，阳中有阴；在此为阴，在彼为阳。该学说充满辩证法思想。（三）五行说五行论认为世间一切事物由由木、火、土、金、水五种木、火、土、金、水五种元
24、素构成，五种元素间有生元素构成，五种元素间有生、克、乘、侮的关系、克、乘、侮的关系。古人利用这套理论解释各种自然现象取得可观成效。第45页，共52页。思考：从先秦时代到南北朝，我国科学思想萌芽的主要成就。（试从天文学、医学、地理、农学、工艺技术等方面论述。）第46页，共52页。二、科学思想的萌芽（一）天文学1、我国有最详细而系统的天文学观测记录，包括彗星、日月食、新星、超新星、恒星、行星等内容，还有世界上最早的星表世界上最早的星表。2、历法是中国古代天文学的主要部分。汉武帝元封七年（公元前104）制定太初历太初历是今知是今知的我国第一部有确切年代成文立法。祖冲之的的我国第一部有确切年代成文立法
25、。祖冲之的大明历是我国第一部计入岁差的历法大明历是我国第一部计入岁差的历法。3、中国古代的宇宙理论：主要有盖天、浑天、宣夜三家，后又有昕天、穹天、安天三家，即所谓的“论天六家”，后又加上王充的平天说，就有七家，但主要有浑、盖两家浑、盖两家。第47页，共52页。（二）医学1、春秋战国到南北朝时中国医学体系形成并发展的重要时期，黄帝内经黄帝内经、伤寒伤寒论论、神农本草经神农本草经均被认为是中医的经典著作，如同儒家之与“五经”一样不可替代，扁鹊、华佗扁鹊、华佗等名医则被尊为医祖、医宗。2、扁鹊对医学的贡献是发明了切脉术切脉术，华佗则是外科学的祖师外科学的祖师。第48页，共52页。（三）地理1、中国最
26、早的地理著作要数尚书尚书禹贡禹贡和和山海经山海经，还有，还有管子管子等书中的部分篇章。2、我国是世界上最大的地震区之一。吕氏春秋所记载的发生于公元前1177年的地震，是我国目前所知的最早的地震记录。公元132年，我国伟大科学家张衡发明了候风地动仪张衡发明了候风地动仪，这是世界上第一台测验地震的仪器。第49页，共52页。3、魏晋南北朝的地学在继承秦汉以前地学思想的基础上，取得了丰硕的成果。这一时期，地学的最重要成果-水经注水经注。（四）农学1、农学方面，到春秋战国时期，我国的农业体系已经建立，铁制农具逐渐成为主要农具。大的农事活动主要有：秦国李冰主持在成都平原上兴修上都都江堰水利灌溉工程江堰水利
27、灌溉工程，魏国在邺城一带治理漳河，楚河在淮河流域兴建水利工程等。2、魏晋南北朝时出现了一部综合性的农业著作，贾思勰的贾思勰的齐民要术齐民要术，表明我国自给自足的小农经济形态有了进一步的发展。第50页，共52页。三、工艺技术（一）造纸术 中国大约在公元前2世纪发明了植物纤维纸。战国时已能生产动物纤维纸，而最大改善是公公元元105年蔡伦发明的褴褛纸年蔡伦发明的褴褛纸，他用破布、渔网、树皮等为原料，进一步降低了纸的价格，还改进制造了工艺，增加砑光工序，使纸面光滑，适于书写和传播。（二）陶瓷技术 我国的陶瓷技术，在商代制出原始青瓷后，到战国时，随着龙窑构造的不断完善，已经具备了烧制现代意义瓷器的条件。由于战乱，直到东、西汉之交，才烧出了青瓷。第51页，共52页。（三）纺织技术 我国古代的纺织技术早已闻名于世，尤以丝织技术为最。我国的丝织物约在公元前4世纪就运销国外，汉代以后还形成了著汉代以后还形成了著名的名的“丝绸之路丝绸之路”。在相当时期内，丝绸。在相当时期内，丝绸是我国的特产是我国的特产。第52页，共52页。
