工程哲学第二章-1

第二章科学、技术与工程的历史发展科学、技术、工程的历史发展科学、技术、工程的现状及趋势科学的历史发展古希腊的自然哲学（科学）：历史地理：公元前八世纪之前，希腊世界还处于奴隶制小城邦的松散状态，经过特洛伊之战（荷马的《伊利亚特》所记载），开始形成希腊世界；约前6-5世纪，希腊殖民者在小亚细亚西海岸爱奥尼亚的米利都、以弗所、萨摩斯岛等建立城市，人口集中，商业繁荣（羊毛工业和贩卖奴隶等），是当时欧洲文明的中心，也是自然哲学家们的主要活动场所。公元前5-4世纪的希腊世界古希腊的科学两次波斯战争后（前490年的马拉松战役，前480-479的联合舰队之战）雅典战胜波斯王大流士及其继承人克谢尔克谢斯，雅典崛起成为希腊文明的中心（约公元前500-400年）；由苏克拉底、柏拉图、亚里士多德创立的学派影响深远，虽然在伯罗奔尼萨战争（前431-404)中雅典战败，政治上趋衰落，但其学派在亚历山大城等继续有后继者研究，影响了一千多年，直到中世纪末及文艺复兴初期。古希腊的科学古希腊自然哲学通常分为三个时期：前苏格拉底时期：主要爱奥尼亚的实体论；首次以自然的因素来解释自然；雅典时期：主要是柏拉图学园和亚里士多德的吕克昂学院(还有斯多葛学派和伊壁鸠鲁花园等)；进入系统化、逻辑化探讨阶段；希腊化时期：主要在亚历山大城，继续亚里士多德的研究传统，但创新能力已经开始减弱。爱奥尼亚学派（米利都）的实体论米利都的泰勒斯：水，世间万物由水组成，大地是浮在水上的；阿那克西曼德：某种简单的原质（无定形），万物由之而生，万物消灭后又复归于它。大地的形状像一个圆柱，太阳像大地一样大或是其28倍等；阿那克西美尼：气，灵魂是气，火是稀薄化的气，可凝结为水、土、石头等。大地的形状像一个圆桌或圆盘，周围全包围着气。万物有灵论和整体论：任何事物，无论是有机体还是无机体都有灵魂和生命，自成一个整体，由自身的灵魂主宰其运动变化。萨摩斯岛的毕达哥拉斯（约前500年）万物皆数，由对音乐和数的关系的研究，几何学的研究等认为数字或几何结构是最关键的，是数及形式结构决定了一切。“一个音阶一个数”：八度、五度、四度音程可以简单的比例－1:2,2:3,3:4来表示，因此自然尺度也应该符合数的比例才和谐；数与事物的意义：4=正义；5＝婚姻；7=机遇等；萨摩斯岛的毕达哥拉斯“不同的几何图像有着不同的质的差异，自然中性质的差异依赖于几何结构的差异”，“几何学讨论的圆是严格的圆，经验感觉的圆不可能达到严格的几何学的圆，因此，思想比感觉更高贵。”(理性主义者的主要思想来源之一）提出“地球围绕一团中央火运行”（但不是太阳，因为他认为太阳也绕这一中央火运行）。对几何学的贡献：毕达哥拉斯定理的证明（据认为之前的古巴比伦人已经发现）；无理数根号2的证明（可能是其学派的后来者）等。古希腊的原子论赫拉克利特(爱奥尼亚）：火本原；有朴素辩证思想，“一切产生于一，而一产生一切”、“相反相成，对立产生和谐。”“人不能两次踏进同一条河流。”留基伯（米利都）和德谟克利特（色雷斯）：原子论，原子在物理上是不可分的，原子之间有虚空；原子不灭、永恒运动；原子数目无限，种类也无限，形状大小不同。恩培多克勒（西西里人）：水、火、土、气四元素说。每一种元素都是永恒的，由不同的比例混合组成万物。问题与讨论中国古代有无原子论？中国古人认为世间万物是由什么组成的？中国古代有无学园、学院或学派？比如孔子孟子，他们跟帕拉图、亚里士多德等有何不同？对运动变化的探讨在古希腊，几乎所有的自然哲学家都主张运动是存在的，但有的哲学家认为世界有过开端，在此之前不存在运动变化（如阿拿克萨哥拉）；有些哲学家认为有一系列的单个世界，中间有过没有世界和运动的间隔（如恩培多克勒）；而另外一些哲学家则主张世界只有一个，在时间上无始无终（如赫拉克利特、柏拉图、亚里士多德等）。柏拉图的神创论和目的论：认为宇宙万物都是神为了某种目的而创造的，宇宙原来没有秩序，是神的理性使它有了秩序。对运动变化的探讨亚里士多德的四因说：质料因：世间万物轻重不同、特性不同源于其构成的质料因；形式因：各种物体为何处于某种特定的位置、形状和状态，有的运动，有的静止，有的直线运动，有的圆周运动等是由于其形式因；拉斐尔的《雅典学园》对运动变化的探讨目的因：轻重不同的物体各处于不同的自然位置，重者下轻者上，是由于物体各自寻找其天然的位置或自然归宿；动植物为何按一定的方式生长等是因为目的因；动力因：物体为何会偏离其自然位置，比如重物被上抛或轻物被下拉等是由于有它物的推动；物体为何会改变其原来的形状或状态等是动力因。例如“桌子”：质料因：即构成桌子的木材或石材等；对运动变化的探讨形式因：加工成一定结构和形状的木头或石头，而不是任意的一推木头或石头；目的因：木匠或石匠的设计，以提供一个写字、用餐等平台；动力因：木匠或石匠的劳动、加工实践。亚里士多德的物质变化观：月下区的物质：水、火、土、气；月上区：以太；土：冷与干；水：冷与湿；气：热与湿；火：热与干。不同质料的不同比例混合可以产生新物质，新特性、新形式－炼金术的理论来源。古希腊到中世纪的天文学地心说与地动说：日心说：毕达哥拉斯曾主张地动说，但不是绕太阳运行；亚历山大里亚时期阿利斯塔克已认识到大地是球形的，地球绕太阳作周年公转，太阳与地球的比例约7:1；埃克番达斯认为地球绕自己的轴周日自转。地心说：公元前5世纪的欧多克斯主张地心说，被亚里士多德继承和发展。后又经希帕恰斯和托勒密进一步发展。托勒密在《天文大全》中建立了完整的天文学体系，是希腊化时期直到16世纪最先进的天文学（当时地心说远比日心说先进，解释力更强）。古希腊到中世纪的天文学问题与讨论中国古代的天文学（天体结构）跟古希腊有何不同？盖天说、浑天说等有“地球”、“地动”等观念吗？如何理解中国的“中”？中国古人如何来观星预测？做何目的？跟西方有何区别？文艺复兴与第一次科学革命文艺复兴的历史背景:十字军东征：十一世纪始，教会和封建主为扩张势力，以宗教的名义发动十字军东征。拜占庭皇帝邀请教皇乌尔班二世于1095年11月在法国克莱蒙召开宗教会议，决定恢复教会的统一，恢复圣城耶路撒冷；组成基督教世界宗教同盟，开展反穆斯林的十字军东征，1095年－1291年先后组织了八次侵略性征战。后果：城市人口增加；经济活力恢复；资本主义萌芽；翻译运动的兴起：重新发现古希腊文化遗产，以复兴古希腊文化的名誉，开始了翻译和研究古代文化的文艺复兴运动。文艺复兴与第一次科学革命大学的兴办：古希腊时期有名的学园及学院（学园、吕克昂、斯多葛和伊壁鸠鲁花园等，前两者延续到公元前1世纪）。中世纪早期以传授文法、修辞、逻辑、算数、几何、天文、音乐理论、医学和建筑，前七门称古典人文“七艺”。在此基础上成立了早期的世俗大学－意大利的波伦亚大学（1150年获大学身份，1158年独立为世俗学校，由学生接管）、牛津大学（1168)、剑桥大学（1209)、巴黎大学（1200）等，除了传统的神学知识外，还开设了文学、法律、医学、几何学等。大学成了市民阶层的思想文化阵地，学术讨论的场所，市民和学生中常出现反叛教会、摆脱教会控制，追求自由的言论和举动，是文艺复兴的主要阵地。文艺复兴与第一次科学革命波兰的哥白尼革命（1473-1543）：理性高于经验，受到毕达哥拉斯的明显影响：相信自然界是优美简洁的，因此其太阳中心说比托勒密的地心说更符合这一信念。（从当时的观测条件地动说并不比地心说更精确。）希帕恰斯和托勒密的地球中心说用来解释观察事实是相当成功的，唯一的弱点是它的均轮本轮结构与计算太繁复，但有两大支柱：万物都落向大地中心，日常的观察经验；亚里士多德的权威。文艺复兴与第一次科学革命意大利的布鲁略和伽利略：哥白尼的《天体运行论》出版后并没有引起学界及教会的关注，后经布鲁略和伽利略的宣传，与教会产生冲突；布鲁略：于1600年被教会宣判死刑，烧死于罗马鲜花广场；布鲁诺广场文艺复兴与第一次科学革命伽利略：通过大量的观察和实验，并将实验与数学、与抽象思维的结合，开创了近代科学研究的典范。对力学的贡献：落体定律；对惯性、运动的相对性等问题的探讨；天文学的贡献：有力支持哥白尼学说；制造望远镜，观察到太阳黑子、月亮山等。文艺复兴与第一次科学革命科学发现的黄金时期：开普勒的三大定律；英国的弗兰西斯·培根：创立了经验归纳法：通过实验大量搜集事实，提出假说，进行归纳概况，就可以在事实的基础上建立科学理论的金字塔。批评经院哲学对于人类知识的增长及了解自然没有用处，亚里士多德的“最后因”也于科学无干。针对亚氏的《工具论》，他立志要写一部《新工具论》、阐述他的科学研究方法论。开普勒年轻时建构的宇宙模型文艺复兴与第一次科学革命法国的笛卡尔：创立了演绎法、惯性定律、解析学术等。致力于推翻旧说，从头开始探求真理：“我下定决心，除了那种可以在自己心里或者在世界这本大书里找到的学问以外，不再研究别的学问。”其《谈谈方法》提出探索真理的四条原则：1，凡是我没有明确认识到的东西，我决不把它当成真的接受。也就是说，要小心避免轻率的判断和先入之见，除了清楚分明地呈现于我心、使我根本。文艺复兴与第一次科学革命无法怀疑的东西以外，不要多放一点东西到我的判断里（公里化方法中，基础假设的简单性、明晰性、直接性。）2，把我所审查的每一个难题按照可能和必要的程度分成若干部分，以便一一妥为解决。（分析法的提出）3，按次序进行我的思考，从最简单、最容易认识的对象开始，一点一点逐步上升，直到最复杂的对象；就连那些本身本来没有先后关系的东西，也给它们一个次序。（先分析后归纳、综合）文艺复兴与第一次科学革命4，在任何情况下，都要尽量全面地考察，尽量普遍地复查，做到确信毫无遗漏。（完备性）在此思想指导下，笛卡尔认为，一切知识中，最简单、最容易认识的知识即数学和几何，因此他首先建立其联系－解析几何学，并以它为典范来探索其它知识。牛顿的分析与综合：在《自然哲学的数学原理》中完成了近代科学的第一次革命。