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四号字作业带开课班号（71525）、学号、姓名邮箱：chenhongxi@stu.edu.cn科学技术史第一讲：科学史学科的奠基人乔治·萨顿:1912创办科学史杂志ISIS科学技术的定义——科学：对自然规律的认识技术：是人发挥主观能动性、改变自然科学史的功能——科学史可以带来对科学本身及与其相关因素的更全面，更深刻的认识。可以作为其他相关人文学科的基础（科学哲学、科学社会学）教育功能——对人类自身的认识和对自然科学与人文学术两种文化之分裂的弥合。内史：研究学科本身发展的过程外史：研究学科发展中与外部环境之间的相互影响和作用，以及该学科在历史上的社会功能和文化性质【科学不等于正确：判断是否科学，是依据它所用的方法，所遵循的程序】第二讲：古希腊的科学与哲学（公元前八世纪到公元五世纪）古希腊文明是近代科学的思想之源柏拉图→亚里士多德希腊科学的背景1.吸取了巴比伦为你们能够和埃及文明的精华2.城邦制造成的统一，但又具有多样性的文化3.奴隶制度下奴隶主有条件从事只是的创造各科学家的理论与成就——泰勒斯：万物本源是水阿那克西莱尼：万物本源是空气齐诺弗尼斯：万物本源是土赫拉克利特：万物本源是火思培多克勒：四元素说亚里士多德：四元素说欧几里德（几何学）《几何原本》（欧式几何学，公理化体系）阿基米德：杠杆定律盖伦（医生）：系统地总结了希腊医学的成就创立了自身体系的医学理论托勒密：天文学家第三讲：中国古代的科学技术屈原《天问》，涉及了自然，社会，历史，人生自然观是人们对自然界总的认识中国传统科学的思维模式1.阴阳说（向阳，背阴）《诗经》西周末：阴阳二气解释春秋末：老子“万物负阴而抱阳”2.五行说产生：殷商《尚书·洪范》水火木金土五行相生，五行相克五行无常胜3.八卦说天风水山地雷火泽代表自然界常见物质八卦互搭得六十四卦4.元气说（宋代张载元气学说）否极泰来天人关系1.天人感应夏：对超自然因素的崇拜，从“万物有灵”到“上帝”的产生商：“受命于天”，王与上帝联系方式：占卜周：天人感应学说2.天人相分“天人有常，不为尧存，不为桀亡”——荀子3.天人相交“天之能，人故不能也；人之能，天亦有所不能也。故余曰：天与人相交胜耳。”——刘禹锡第四讲：中国古代的科技成就1.农学——中国传统农业的特点农牧并举，偏重于农作物耕作制度：连作复种，高度节约耕种技术：精耕细作中国古代农学体系以《吕氏春秋》“上农”的四篇农学论文基础《齐民要术》：概括了传统农业的特色《农政全书》：徐光启2.医药学——①以肺腑，经络，气血，津液为内容的生理病理学②以四诊（望闻问切）进行诊断，以八纲（阴阳，表里，虚实，寒热）归纳治疗的辩证施治的治疗学③四气（寒热温凉）、五味（酸甘苦辛甜）概括药物的性能的药物学④“君臣佐使”为原则配伍方剂学⑤以经络，腧穴为主的针灸学⑥此外还有推拿术，气功等治疗方法3.天文学——①采用阴阳合历，不断以测算日月食、推朔、验气、推校五星行度等手段校验历法的准确程度②宇宙理论方面采用的“盖天说”“浑天说”“宣夜说”在世界古代天文史中独树一帜③浑天仪（天文观测仪器）（浑仪、浑象等）4.数学——以《九章算术》为代表，以解决实际问题为主要内容，以算筹为主要计算工具（明中叶→珠算），以十进位值制为记数系统②宋元：中国数学体系高峰，在高次方程和高次方程组的数值解法、高阶等差级数求和、内插法、一次同余式等方面取得了比西方早出数百年以上的优异成果③显著特点：以计算，解决实际问题见长二、中国科技在近代落后的原因中国最早完成由奴隶制向封建制度转化，封建社会历史最长，对生产力发展，资本主义，近代科学形成障碍封建主义的充分发展——①封建统治者“重农抑商”，资本主义生产方式无发展，近代科技发展失去最根本的推动力。②封建专制的思想统治，对科技发展起阻碍作用。③科技事业官办——（目的）满足封建统治者的需要官僚式管理，限制科技发展④由于阶级局限性，封建统治者没有认识到科学技术对推动社会进步的重要性⑤封建社会固步自封，妄自尊大，以天朝天国自居，成为思想障碍，也是清代曾奉行的长达百余年的思想基础⑥中国古代科学技术体系一经产生，就星辰一个无形的堡垒，具有一定的独立性、保守型和排他性。第五讲：近代科学产生的背景一．对中世纪的简要回顾中世纪的定义——欧洲大约从公元五世纪到十五世纪时期，史称“中世纪”。与之前成就辉煌的古希腊时期和之后生气勃勃的文艺复兴时期相比，这一时期社会体制的政教合一和学术领域的经院哲学，严重阻碍思想，文化和科学技术的发展，因此被史学家贬斥为“黑暗世纪”。1．宗教把《圣经》看作一切知识的集合，完全排斥了世俗文化，教权高于王权。2．教会使用暴力统治人们的思想：设立宗教裁判所。3．经院哲学一方面用抽象，繁琐的推理来论证神学教条，一方面又引诱人们从概念到概念，沉溺于玄想空谈之中。4．亚里士多德思想的影响。二．文艺复兴（14-16C发源于意大利，后来扩散到欧洲各国）文艺复兴的定义——文艺复兴以弘扬人文主义为核心，歌颂人性，反对神性，提倡人权，反对神权，提倡个性自由，反对宗教桎梏，赞颂世俗生活，反对来世观念和禁欲主义。它不只是一场复兴古典文化的运动，更是一场新时代的启蒙运动。文艺复兴的本质——是正在形成的资产阶级在复兴希腊罗马古典文化的名义下发起的弘扬资产阶级思想和文化的运动。文艺复兴对科学的影响——①生活观的改变（部分学家觉得人无所不能《论人的尊严》）②人文主义与科学复兴：经院学人文学=语法+修辞+诗学+道德哲学文学艺术的改变和科学复兴——①但丁《神曲》②从象征主义到现实主义达芬奇的机械学、解剖学研究第六讲近代科学革命之天文学革命一．托勒密的天文学体系托勒密：古希腊天文学家，他把前人的全部“地心”思想系统化（集大成者），并巧妙地运用几何模型方法，建立了一个完整的地心体系，使古代天文学发展到高峰。他撰写的13卷巨著《至大论》被看作是古代天文学的百科全书，直到哥白尼革命被认为是西方天文理论的最权威著作。1.古希腊人形成的天文学信念：天体运动是匀速圆周运动或匀速圆周运动的组合。2.托勒密的天体运行模型（本轮）（均轮）二．哥白尼和他的《天体运动论》哥白尼：波兰天文学家，在其伟大著作《天体运行论》中，提出了“日心说”理论，沉重打击了教会的宇宙观。哥白尼的革命意义——（使自然科学独立）我们今天以愉快和感激的心情来纪念这样一个人，他对于西方摆脱教权统治和学术统治枷锁的精神解放所做的贡献几乎比谁都要大。——爱因斯坦布鲁诺：（宇宙的无限的，没有中心）意大利哲学家，因捍卫和宣传哥白尼的日心说，反对地心说，批判经院哲学和神学，被宗教所判所判为异端，被烧死在罗马的鲜花广场。是他的新年的哲学思想自由的殉难者。三．伽利略的天文发现伽利略：意大利物理学家，天文学家，他创制了望远镜，用来观测天体，获得许多重要成果，如发现木星的四颗卫星，月球表面凹凸不平，土星光环，太阳黑子，金星和水星的盈亏现象，银河有无数颗恒星组成等。这些都直接或间接证明了哥白尼日心说的正确性，打击了宗教所支持的就宇宙观，开辟了天文学的新时代。1632年，《关于两大世界体系的对话》，分别代表托勒密观点和哥白尼观点的两个人在一个聪明的门外汉面前辩论，而哥白尼派取得了辉煌的胜利。四．第谷的精密天文学第谷（·布拉赫）：丹麦天文学家，杰出的天文观测家，近代天文学的奠基人之一。第谷体系的太阳系模型：水星，金星，火星，木星和土星围绕太阳旋转，太阳和月亮围绕地球旋转，地球仍是宇宙的固定不动的中心。（瑞典汶岛天文台）五．开普勒的行星运动定律开普勒：德国天文学家，发现了行星运动的三大定律，其简单性超过前人。开普勒定律为哥白尼日心说提供了可靠的证据，为牛顿发现万有引力定律奠定了基础。第一定律：行星沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳位于椭圆的一个焦点。第二定律：从太阳到行星的矢径在相等时间里扫过相等的面积。第三定律：各行星公转的周期的平方与轨道半长径的立方成正比。作业：比利时的解剖学家维萨留斯（维萨里）（1514-1564）的事迹1543年《人体结构》第七讲近代科学革命之新物理学革命一．经典力学的建立——①牛顿的奇迹年（1665-1666）②三棱镜实验、彗星观测、颜色理论、重力研究③二项式定理、微分与积分计算牛顿：英国物理学家，数学家，天文学家，《自然哲学的数学原理》中提出万有引力定律和三条运动定律，奠定了经典力学的基础。（英国皇家学会：科学史上最有影响力的人）1661-1665，剑桥大学三一学院读书，获得文学学士学位。1.牛顿早期的学习和科学研究活动2.万有引力定律的发现（F=mg）（F=Gm1m2/r^2）①开普勒发现行星运动三定律，解决了天体运动学方面的问题②伽利略用实验和数学想结合的科学方法，（实验—科学方法），研究了地球上物体运动的规律，推翻了亚里士多德的旧力学见解，发现了自由落体定律，惯性原理和抛射体运动轨迹的理论，奠定了动力学的基础。（伽利略斜面实验）③惠更斯——a得出物体做圆周运动时的向心加速度公式（a=v^2/r）b发现物体保持圆周运动需要一种向心力，并得出了加速度公式。④胡克是最接近发现万有引力的科学家1674年提出了三个关于万有引力的假设，只是由于数学知识不够而丧失了发现的优先权⑤哈雷，雷恩等人都对引力、问题研究做出了贡献“柏拉图是我的朋友，亚里士多德是我的朋友，但真理是我最好的朋友。”3、牛顿物体运动三大定律：1、惯性定律（伽利略实验结果推演，笛卡尔明确提出，牛顿整理完善）；2、物体的加速度与外力成正比，加速度的方向与外力的方向相同。（从伽利略的实验结果推演而出）；3、作用于反作用力。（沃利斯、雷恩、惠更斯等发现，并用实验做过证明，牛顿做了进一步概括）如果我比别人看得远些，那就是因为我站在巨人们的肩膀上。（与胡克的关于光学的研究通信中）——含义：所有科学史上的研究都是建立在前人的基础上。建立经典体系的意义：经典力学体系把过去一向认为是截然无关的地球上的物体运动规律和天体运动规律概括在一个严密的统一理论中，这是物理科学，也可以说是人类认识自然的历史中第一次理论的大综合。1727年3月20日，牛顿逝世，葬于伦敦威斯敏斯特大教堂之内，与英国的英雄们（赫舍尔、法拉第、赖尔、达尔文、开尔文、麦克斯韦、汤姆孙、卢瑟福等）安葬在一起。当时法国大文豪伏尔泰正在英国访问，他羡慕地评论说，英国几年一位数学家就像其他国建几年国王一样隆重。（碑文：他是人类的铮铮骄傲，让我们….）第八讲近代科学革命之化学革命1、西方从古希腊到中世纪的炼金术从古希腊到中世纪，西方的炼金术主要是沿着制造黄金和祛病延年这两条路线向前发展的。炼金术师们相信：1、普通金属是不完善的，他们需要在炼金药（哲人石）的“治疗”下才能变得像黄金一样尽善尽美。2、既然炼金药能医治患病的金属，那么同样地也能够医治患病的身体。西方的炼金术：波义耳（近代化学的奠基者之一）：英国物理学家和化学家，皇家学会的发起人之一，其著作《怀疑的化学家》为化学学科的诞生奠定了理论基础贡献：1、提出了新的化学概念“鉴于从事化学的人普遍认为化学几乎只是为了制备药物或者改善金属，我倒很愿意把从事这门技艺的人不是看做医士或者炼金士，而是看做一个哲学家。2、破除了传统元素概念（元素说，亚里士多德：性质比物质更重要）亚里士多德的四元素说；帕拉塞尔苏斯（瑞士炼金术师）的三要素说（盐，汞，硫）十七世纪中期法国的五要素说；波义儿的元素概念：某些原初的和单纯的即丝毫没有混合过的物体，这些物体不是由任何其他的物体组成，也不是相互组成，而是作为配料，一切所谓的完全混合物体都是直接由它们化合而成，最终也分解成它们。3、引入了化学的实验方法确立了科学实验的一个原则——可重复原则。4、《怀疑派化学家》二、燃素说的兴起原因——1、对燃烧现象进行大量研究的历史背景（引起变化必须燃烧）A、认识上的误解；B、工业生产的发展；2、波义儿的“火微粒”说（认为火是一种微粒，有形的物质）3、燃素说的奠基人：贝歇尔：把固体话啊纷纷成三种类型的土，称其中一种为“油状土”，并把它看成可燃的要素学生斯塔耳：在西区和总结前人关于燃烧问题的认识的基础上，于1703年系统地提出了燃素说。燃素说后来发展