科学技术及自然辩证法的历史发展

第二章科学技术及自然辩证法的历史第一节古代（15世纪以前）科学技术及朴素自然观、方法论、科学技术观第二节近代前期（15到18世纪）科学技术及机械唯物主义自然观、方法论、科学技术观第三节近代后期（19世纪）科学技术及辩证的自然观、方法论和科学技术观第四节20世纪以来的科学技术和自然辩证法的发展第一节古代（15世纪以前）科学技术及朴素自然观、方法论、科学技术观一、古代科学技术1、古代技术的发展（1）总体状况：古代人在长期的实践中，凭借经验发明创造了大量的与生产生活直接相关的实用技术；虽然总体上发展较慢，水平较低，没有超出古代工匠的手工技术水平，但对人类社会和后世技术的发展具有重要历史意义。取火用火技术；渔猎技术；农具制作和耕作技术；采矿、冶炼、制造石器、铜器、铁器、陶器技术；制丝、制盐、制茶、纺织、印染、酿造技术；建筑、治水、道路、交通等工程技术；舟车、兵器等制造技术；医疗、制药技术、休闲娱乐技术；文字及其他信息传播技术（如驿站和烽火传信技术）；四大发明为代表的，对世界文明产生巨大影响的封建大一统技术；水轮、水车、水磨、风磨、时钟等对近代第一次技术大革命产生直接影响的机械技术和动力传递技术；等等，等等。（2）主要成就：水磨烽火台双联水磨（3）历史地位：首先，古代技术的产生和发展标志了人类的诞生，加速了人类社会的进化和发展。其次，古代技术中已包含了近现代技术发展的三大主导要素，是近现代技术的发端，（能源、材料、信息技术是近现代技术发展的三大要素，技术革命也是在这三方面。古代技术中的取火用火技术、制陶冶炼技术、文字及其他信息传播技术正是其发端）。再次，古代技术为近代技术的产生提供了直接的技术基础（动力传递和机械制造技术）。2、古代科学的发展（三种形态的科学）①实用科学概念:是指古代人在生生产实践、医疗实践和日常生活方面所积累的经验自然知识。特征：在内容上，反映人们制造和使用劳动工具，利用自然力和治疗疾病等方面的实际效益，而对制约这些效益的自然规律较少探讨。在方法上，主要是在观察基础上的经验描述，而较少分析和论证。例子，古代中国和罗马的自然科学主要是这种形态的科学。（本草纲目、天工开物、几大农书；普林尼自然史、维特卢维奥建筑学）。②理论自然知识概念:是指以定理和定律的形式表述的自然科学知识。（只有静力学、天文学和数学达到了这一程度。）特征：在内容上，是反映自然现象或工艺技术背后的自然规律。（阿基米德静力学、欧几里德几何学、托勒密地心说）。在方法上，是自然哲学与工程技术的结合、与数学的结合，注重观测，有一定的实验和定量分析。但是在定律和定理之间没有联系起来，没有形成理论体系（欧几里德几何学是个特例）。阿基米德欧几里德③自然哲学概念：是指还没有从哲学中分化出来的一种特殊的知识形态。特征：在内容上，是对重要的自然现象的根本性说明。（如主要包括了自然万物的本原问题、天体系统模型、物质结构、运动和时空、生命的起源和进化等等问题。）在方法上，主要是思辩的想象和猜测，以弥补观测的不足。（中国和古希腊发达,例子）3、古代科学技术发展的总体特征①技术与科学的技关系尚不密切（实用科学还不是现代意义上的科学），表现为工匠和学者两种相互分离的传统。②技术主要与人们的生产和生活直接相关，并且没有超出工匠的技术水平，但是已涉及现代技术的三大基本领域。科学形成了三种形态的科学，但尚不是现代意义上的科学。③科学的实践基础主要是生产实践。④地理因素对此期科学技术的发展具有重要作用（主要是几大文明古国）。⑤各民族间的文化交流对科学技术发展已有重要作用，交流的主要形式和载体是贸易和战争，战争起重要作用。⑥进入阶级社会后，阶级斗争和社会制度在很大程度上影响科技发展的速度和方向（如，大一统的帝国发展了大一统的技术）。⑦宗教对科技发展有重要影响。（尤其是西方，总体上是阻碍，但由于其利用科学，客观地起了宣传普及作用，后期则起了否证性放大作用。）⑧各民族科技发展水平不平衡规律已开始表现出来。如中国封建社会科学技术，尤其是实用科学和封建大一统技术领先于世界。古希腊则在理论自然知识和自然哲学方面领先。二、古代的自然观和方法论1、古代朴素唯物主义和辩证法的自然观①主要特点：直观性，用直观形象的物质形态解释世界辩证性，能用联系发展的观点解释世界思辩性，没有充足的科学根据，以想象和猜测弥补科学事实的不足②代表性观点：（水、火、原子、元气等）2、古代的科学技术方法论①技术上：试错法和观察法。②科学上：比较分类、观察及经验描述、简单的实验。③以三段论推理系统为核心的演绎逻辑方法。④公理化方法的初步发展。3、古代的科学技术观：还没有形成系统的、明确的看法。第二节近代前期的科学技术及机械唯物主义自然观、方法论和科学技术观（15到18世纪）一、近代前期的科学技术1、近代前期科学的发展①总的概括：发生了第一次科学革命，宣告了自然科学的独立，完成了自然科学的第一次理论综合，但就自然科学的整体状况而言，尚处于分门别类地研究既成事物的阶段。天文学和力学：哥白尼(1543天体运行论)、布鲁诺、伽里略、刻普勒、惠更斯、牛顿（1687自然哲学之数学原理）数学：对数（耐普尔1594）、解析几何（笛卡尔1637）、微积分（牛1669-1676，莱1673-1676）医学：维萨留斯（1543《人体的构造》）、塞尔维特（1553小循环论）、哈维（1628大循环论）其他学科：还没有成为现代意义上的科学，（物理学只有光学有所发展，地学和生物学尚处于胚胎阶段，化学刚脱离燃素说）。②第一次科学革命的过程A.科学实现了对宗教禁锢的突破，宣告了自然科学的独立（有自己的研究对象、方法和结论）。B.实现了一系列科学结论上的变革。主要有：对地心说的否定，实现了宇宙结构学的变革；对盖仑的一些医学结论的否定，实现了医学方面的变革；对亚里士多德力学思想的否定，实现了力学方面的变革。C.实现了科学方法的变革。主要有：实验成了科学的真正基础；实验数学方法和分析方法相结合；强调了经验和理性方法的结合；出现了专门的方法论研究（培根和笛卡儿）。D.实现了科学观的变革。主要有：崇尚科学，强调科学对人类的利益，“知识就是力量”；强调了科学对象是自然界。③第一次科学革命的内含（为什么称为革命？）2、近代前期技术的发展①总的概括：发生了第一次技术大革命和产业革命，使生产力大发展，使生产变成了科学的应用，人们认识到了机械力的威力。②第一次技术革命的过程A.工作机的发明和动力需求B.蒸汽机的发明和蒸汽动力革命C.蒸汽动力技术群的形成A.工作机的发明和动力需求纺织机的发明和改进：1733年凯伊发明飞梭，织布提高效率1倍；1765年哈里格夫发明珍妮机，纺纱提搞效率100倍；1769年发明水利纺纱机，解决动力问题；1779年克隆普顿发明骡机，同时驱动300-600纱锭，大大提高纺纱能力；1785年卡德莱特发明自动织布机，提高效率40倍。其他行业工作机的发明：净棉机、梳棉机、漂白机等先后被发明和改进；水力“跳动锤”、鼓风机；最重要的是威尔金森于1775年发明的精密镗床、莫利兹于1797年发明了刀架车床，这种车床带有精密的导螺杆和可互换的齿轮，是切削加工的质的飞跃；1817年英国罗伯特发明了手动刨床，1818年美国怀特尼发明了卧式铣床，等等。对强大、方便的动力机的需求：珍妮纺纱机骡机旧式织布机全自动织布机莫兹利车床B.蒸汽机的发明和蒸汽动力革命对蒸汽机的最初需要和设想：古代希罗的蒸汽动力球和庙门、近代巴本的设想。实用蒸汽机的发明：1698年萨弗利“矿工之友”、1712年纽克门大气机。瓦特对蒸汽机的重大改进：1763年开始研究，1776年造出第一台带冷凝器的机器，1782年完成双向作用机，1783年完成旋转运动机。蒸汽机的广泛运用：完成了工作机革命后的动力革命，各种工厂广泛运用蒸汽机。瓦特制造的蒸汽机瓦特在前人研究的基础上，对纽科门的蒸汽机进行了改进，找出了热效率低的主要原因是汽缸在每一冲程中都要用喷水使蒸汽凝结，这时汽缸本身也被冷却，热量大量损耗。瓦特设计制造了精密的汽缸，发明了跟汽缸分离的冷凝器瓦特蒸汽机的发明与改进曾拉动历史前进的蒸汽机汽车瓦特早期的蒸汽机C.蒸汽动力技术群的形成工作母机的发明：各种机床的发明，机器制造技术的革命—用机器制造机器的机械制造技术体系的实现。钢铁冶炼技术的发展：达比父子发明以煤代木技术，使冶炼技术发生革命，进而实现了机械制造中以钢铁代替木材的材料革命。交通运输技术的变革：火车（史蒂文森）和轮船（富尔顿）的发明。主导技术、主导技术群的形成和技术革命：形成了蒸汽机制造技术，以及以使用蒸汽动力为核心的各个领域的相关技术，形成了以蒸汽技术为主导的近代机械技术体系，完成了近代第一次技术大革命。◆技术发展是科学与工业相结合的产物,工业对技术的需求是技术发展的根本动力。◆技术发展不平衡(特别是技术目的与手段、技术结构与功能的矛盾)是决定这一时期技术发展方向的直接因素和内在动力。③近代前期技术发展的总体特点二、近代前期的机械唯物主义自然观、方法论和科学技术观1、机械唯物主义自然观①基本特征：不变性孤立性机械论的片面性（用力学解释一切，力学万能；用外力说明事物运动发展的原因，导致上帝第一推动论；夸大必然，否认偶然性和因果关系的机械决定论。）②产生和存在的历史根据：科学认识开始于“是什么？”的特点决定的；当时必须采取的方法决定的（分析）；力学率先发展和技术革命决定的。③局限性：不能把唯物主义坚持到底，易陷入唯心主义和神学目的论；在自然科学进一步发展需要进一步理论综合时，形而上学思维方式起消极阻碍作用。2、科学技术方法论①总的状况：以实验、分析、归纳和数学方法为主的分析型科学方法，出现了对科学方法论的专门研究和论述。②几个主要人物的贡献：伽里略、培根、笛卡尔③局限性：没把归纳与演绎结合起来；重分析轻综合；重经验轻理论方法。3、科学技术观（唯物主义的）①代表性的观点：科学研究的对象是自然界，人是自然的主人；阐述了科学技术的社会作用，提出了“知识就是力量”的命题；强调应把科学传统和技术传统结合起来，相互促进；主张科研要协作。②局限性：带有形而上学特征，表现为：没有解决或看到生产对科学的决定作用；没有解决感性认识和理性认识的关系；没有看到资本主义社会对科学技术发展的双重作用。小结：近代前期自然观、方法论、科学技术观的局限性，表现为在一系列方面的形而上学片面性。必然随着科学技术的进一步发展而被代替。第三节近代后期（1755年--19世纪末）科学技术及辩证的自然观、方法论和科学技术观一、近代后期的科学技术总的概括：工业革命席卷全球，发生了第二次科学大革命，实现了宏观领域的全面的理论综合；发生了第二次技术革命，形成了以电力技术为主导的技术体系，人类社会进入电气时代；科学技术成果本身就说明了自然事物的联系和发展，打开了形而上学自然观的一个又一个缺口，为自然辩证法的建立提供了科学基础。1、近代第二次科学革命(1755—1895)（1）18世纪下半叶至19世纪30年代初,自然科学革命:1755,康德《宇宙发展史概论》提出了星云说1796,拉普拉斯《宇宙体系论》进一步完善了天体演化说1783,拉瓦锡创立氧化燃烧说,引起化学革命1803,道尔顿提出原子论1811,阿伏加德罗创立分子论1830-33,赖尔《地质学原理》提出地质渐变论（2）19世纪30年代至中叶,自然科学三大发现:1838、1839,施莱顿和施旺分别提出植物、动物的细胞学学说1824,卡诺发表《关于火的动力及产生该动力的机器之研究》,提出卡诺循环1842,罗伯特·迈尔《论无机自然界的力》最先发现能量守恒定律1843,焦尔测定热功当量,发现热力学第一定律,1847,赫尔姆霍茨《论力的守恒》将该定律定型1850、1851,克劳修斯、开尔芬分别提出热力学第二定律1854,达尔文《物种起源》提出生物进化论进化论创立者达尔文CharlesDarwin（3）19世纪下半叶,化学的发展与电磁理论的创立:1823、1837,维勒、凯库勒、李比希先后建立有机化学、合成化学与