科学技术史第四讲

Toprotecttheconfidentialandproprietaryinformationincludedinthismaterial,itmaynotbedisclosedorprovidedtoanythirdpartieswithouttheapprovalofNickLuo.科学技术史第四讲：古代中国的科技文明电子科技大学22020/1/25目录1古代中国科学技术的思想背景2古代中国自然、时空观3古代中国的科学技术4近代中国科学技术落后的原因32020/1/25古代中国的文明特征1.漫长的封建社会-从公元前221年到公元1912年清帝退位，中国的封建社会延续了2000多年。-如果按照西方部分史学家的观点，夏商时期中国已经形成了封建社会的分封制度和等级制度。-很多书籍将这2000多年的历史称为漫长的黑夜。黑夜代表封建社会中人类理性的蒙昧，但却不能遮挡文明的灿烂。42020/1/25古代中国的文明特征2.灿烂的中华文明-器物精巧-制度领先-文化发达52020/1/25精巧的器物•《天工开物》是世界上第一部关于农业和手工业生产的综合性著作62020/1/25精巧的器物•唐代雕刻的反阳凸字印刷模板•新疆出土的唐俑，水平之高令人叹为观止72020/1/25精巧的器物•郭守敬发明的简仪，这是当时最先进的天文观测仪器。•景德镇窑青花萧何追韩信图梅瓶“中国古代的发明和发现往往是超过同时代的欧洲，特别是15世纪以前更是如此，这可以毫不费力地加以证明。”“在3—13世纪，中国保持一个让西方人望尘莫及的科学知识水平。”-李约瑟82020/1/25第一节鸦片战争前的中国领先的制度•西周的分封制度建立了封建社会的基本形态92020/1/25领先的制度•唐朝开创的科举制度。当年唐太宗见应试举子从考场中鱼贯而出,喜道:天下英雄,入我彀中矣!102020/1/25领先的制度•唐律疏义,东亚最早的成文法之一,是中国历史上保存至今的最具影响力的封建法典112020/1/25发达的文化•百家争鸣这个时期的文化思想，奠定了整个封建时代文化、法律的基础，对中国和东亚地区的古代文化、法律有着非常深刻的影响。122020/1/25发达的文化•汉乐府诗词•古典四大名著三国演义“在唐初诸帝时代，中国的温文有礼、文化腾达和威力远被，同西方世界的腐败、混乱和分裂成为鲜明对照”。-韦尔斯《世界史纲》132020/1/25历史年表夏朝（约前2100－前1700）商朝（约前1700－前1100）周朝（约前1100－前256），孔子（前551－前479）秦朝（前221－前206）汉朝（前206－后220）晋朝（265－420）隋朝（581－618）唐朝（618－907）宋朝（960－1279）元朝（1206－1368）明朝（1368－1644）清朝（1616－1911）142020/1/25中国文化的一般特征相对封闭的地理环境以血缘关系而非地缘关系组结而成的文化团体，亲情高于契约以农业经济为主体，稳定压倒一切大一统专制政治体制，单一，崇尚权威作为政府官员的知识分子，科举制度特殊的知识体系（经史子集）连续而非断裂的人神关系152020/1/25中国科学的一般特征1、实用、功利。——所有的知识或服务于大一统王朝的需要，或服务于人民日常生活的需要。2、宜物。——具体问题具体分析。灵活、机智。见机行事，与时俱进。3、有机自然观。——整体思维、辩证思维4、士大夫阶层与技工阶层相隔绝——精英知识与实用知识从未结合，文人墨客喜吟诗作赋，好琴棋书画，对工匠技艺不屑一顾162020/1/25勾股定理的证明一（原本）叔本华叹说：这哪里是证明，分明是捕鼠器。172020/1/25对称与和谐的证明勾股各自乘，并之为弦实。开方除之，既弦。按弦图又可以勾、股相乘为朱实二，倍之为朱实四，以勾股之差自相乘为中黄实。加差实一亦成弦实。——赵爽（公元3世纪初年人）《周髀算经》注•中国人的形象思维可谓无民族可出其右。形象思维是古代中国技术发达兴盛的一个重要原因182020/1/25从发达走向衰落在欧洲黑暗年代，中国正进入盛唐时期并在宋朝达到中国科技的高峰明清两朝，闭关锁国，传统固有的科技缓慢发展，近乎停滞。宋代的数学文献有的到了明代已无人能懂。明末以来的西学引进基本无效，以致从19世纪中叶开始全面落后192020/1/25什么是科学科学一：近代数理实验科学科学二：希腊理性科学科学三：博物学（NaturalHistory）科学四：技术文明李约瑟（JosephNeedham,1900-1995）的大著《中国的科学与文明》（ScienceandCivilisationinChina）“中国科学史”的“科学”即取上述“科学三”和“科学四”两种定义，即同时包含了博物学与技术工艺等202020/1/25李约瑟提出的世纪之谜李约瑟难题既然中国古代科学技术成就非常伟大,但是中国的古代文明为什么没有发展出现代科学技术？（李约瑟）212020/1/25目录1古代中国科学技术的思想背景2古代中国自然、时空观3古代中国的科学技术4近代中国科学技术落后的原因222020/1/25中国古代的自然观未曾断裂的文明传承：在人类社会发展过程中，先后出现了几个著名的古代文明，这些文明是现代文明的先驱。而这些曾经让人们无限憧憬的古代文明，时至今日，或者曾经发生断裂，或者已经湮没，踪迹难寻，唯独中华文明，绵延五千年，从未断裂。这是人类文明史上的奇迹。认识古代中国科学要从自然观开始：要了解中国古代科技文明，首先应对中国古人的自然观有所了解。这里所说的自然观，是指古人对人与自然关系的认识、对宇宙起源演变的认识以及对时空问题的认识。232020/1/25天人感应未曾断裂的文明传承：在人类社会发展过程中，先后出现了几个著名的古代文明，这些文明是现代文明的先驱。而这些曾经让人们无限憧憬的古代文明，时至今日，或者曾经发生断裂，或者已经湮没，踪迹难寻，唯独中华文明，绵延五千年，从未断裂。这是人类文明史上的奇迹。认识古代中国科学要从自然观开始：要了解中国古代科技文明，首先应对中国古人的自然观有所了解。这里所说的自然观，是指古人对人与自然关系的认识、对宇宙起源演变的认识以及对时空问题的认识。242020/1/25天人感应周朝贵族对周之所以能够取代商这一理论问题的思考，导致了中国传统天命观的变革。252020/1/25从天人感应到天人合一凡灾异之本，尽生于国家之失。国家之失乃始萌芽，而天出灾害以谴告之；谴告之，而不知变，乃见怪异以惊骇之；惊骇之，尚不知畏恐，其殃咎乃至。以此见天意之仁，而不欲陷人也——汉董仲舒《春秋繁露·必仁且智》受命之君，天意之所予也。故号为天子者，宜视天为父，事天以孝道也；号为诸侯者，宜谨视所候奉之天子也；号为大夫者，宜厚其忠信，敦其礼义，使善大于匹夫之义，足以化也；士者，事也，民者、瞑也；士不及化，可使守事从上而已。……是故事各顺于名，名各顺于天，天人之际，合而为一——汉董仲舒《春秋繁露·必仁且智》262020/1/25天人相分天行有常，不为尧存，不为桀亡。应之以治则吉，应之以乱则凶。强本而节用，则天不能贫；养备而动时，则天不能病；修道而不贰，则天不能祸。故水旱不能使之饥，寒暑不能使之疾，祆怪不能使之凶。本荒而用侈，则天不能使之富；养略而动罕，则天不能使之全；倍道而妄行，则天不能使之吉。故水旱未至而饥，寒暑未薄而疾，祆怪未至而凶——荀子《天论》272020/1/25思考：天人合一的观念为什么会成为中国封建时代的主流自然观？它对科学技术的发展会产生什么影响？282020/1/25天人合一与自然科学积极影响与消极影响‐积极：因为异常自然现象的出现是天心、天意的表达，这就要求人们认真地观察这些自然现象，比如观察天象的变化，以准确领悟天意，这无形中促进了一些自然科学如天文学的发展。‐消极：在天人合一观长期影响下，中国人把自己视为大自然的一部分，无法客观的观察大自然、把大自然作为独立的客体来研究，阻碍了自然科学的发展。292020/1/25时空问题时间流逝与空间三维‐管子《宙合》：“古往今来曰宙，四方上下曰合”抽象时间与具体时刻-墨子《墨经》：“久，古今旦暮”、“宇，东西家南北”。时空存在客观性‐庄子《庚桑楚》：“出无本，如无窍；有实而无乎处，有长而无乎本剽。有所出而无窍者，有实，有实而无乎处者，宇也；有长而无本剽者，宙也。”302020/1/25时空问题时间流逝连续性‐孔子《论语》：“逝者如斯夫，不舍昼夜”时间的“无限性”-庄子《齐物论》：“有始也者，有未始有有始也者，有未始有夫未始有有始也者。”时间的“有限性”‐黄贤《天文》：“不睹日月之光，不测躔度之流，不察四时之成，是无日月也，无躔度也，无四时也”312020/1/25时空问题空间“无限性”‐管子《宙合》：“宙合之意，上通于天之上，下泉于地之下，外出于四海之外，合络天地，以为一裹。散之至于无间，……是大之无外，小之无内，故曰有橐天地。”佛教的空间无限概念‐《隋书·经籍志》：“佛道天地之外，四维上下，更有天地，亦无终极。然皆有成有败，一成一败谓之一劫。自有此天地已前，则有无量劫矣。”322020/1/25时空问题空间取向性问题泰西谓地上下四旁，皆生齿所居。此言尤为不经。盖地之四面，皆有边际，处于边际者，则东极之人与西极相望，如另一天地，然皆立在地上。若使旁行侧立，已难驻足，何况倒转脚底，顶对地心，焉能立而不堕乎？这段话反映出了中国与西方在空间取向性上什么关键的区别？？？332020/1/25课后思考问题1.中国的古人对时空性质有过什么样的探讨？.应如何看待他们对时空关系的探索？342020/1/25目录1古代中国科学技术的思想背景2古代中国自然、时空观3古代中国的科学技术4近代中国科学技术落后的原因352020/1/25大一统技术：天文学皇家的需要，农业社会的需要。不以宇宙理论见长，而以积累观测为主。皇家垄断天学，禁止民间私习。阴阳合历：日、气、朔三要素。公元前4世纪，已测出太阳年为365.25天（四分历）对日食和月食详细的记载，从汉初到1785年，日食925次，月食574次异常天象的记录，如太阳黑子（前28年）、极光、彗星（前613年－1621年包括哈雷彗星）、新星、超新星（前352－1604共75次）杰出的天学家：张衡（38－139）、祖冲之（429－500）、一行（683－727）、郭守敬（1231－1316）362020/1/25天文学——恒星观测《甘石星表》和《全天星图》反映出了中国古代恒星观测的发达372020/1/25天文学——异常天象观测“成帝河平元年三月乙未，日出黄有黑气，大如钱，居日中央”——《汉书·五行志》“十月癸亥，一客星出于南门，其大如斗笠，鲜艳缤纷，后渐衰萎，于次年六月没。”——《后汉书·天文志》后汉书这段文字记录了发生于2000年前的超新星爆发事件，如今科学家为这个超新星编号为RCW86，距离地球大约8000光年。382020/1/25天文学——异常天象观测《后汉书》记录2000年前爆发的超新星合成图392020/1/25天文学——异常天象观测马王堆出土的29幅彗星图表明当时对彗星的观测已非常细致，不仅注意到彗头、彗核和彗尾，而且还知道彗头和彗尾有不同的类型。402020/1/25天文学——仪器制作早期的浑天仪412020/1/25北京古观象台,当中位于中间的是建于明正统七年的浑天仪。天文学——仪器制作422020/1/25天文学——仪器制作宋代著名科学家苏颂主持创制的水运仪象台是十一世纪末我国杰出的天文仪器，集观测、计时和表演功能于一身。国际上对水运仪象台的设计给予了高度的评价。它还被认为是钟表的祖先。432020/1/25天文学——仪器制作张衡的候风地动仪。据说，“地动仪以精铜制成，圆径八尺，合盖隆起，形似酒尊”，中有都柱，外有八道，八道连接八条口含小铜珠的龙，龙头下面有一只蟾蜍张口向上。一旦发生地震，都柱因受震动倒向八道之一，该道龙口张开，铜珠落入蟾蜍口中，观测者即可得知地震的时间和方向。442020/1/25小儿辩日孔子东游，