科学简史课件

1第一章：绪论科学与人文的整合:人类努力的方向科学与人文的分裂科学与人文的关系人类的起源2二、科学史的教育价值世界是可以被认知的科学理念是会变化的科学知识是要被不断更新的科学不能解决所有问题树立正确的科学世界观科学研究是追求真善美的统一展现科学家的人类关怀科学探索的淡泊名利以及谦虚的合作精神人文教育价值探索精神实证精神创新精神独立精神培养科学的精神理解科学的本质科学的真正本质是科学的精神及科学探索的过程。3第二章：科学的源头人类有文字记载的文明史大约起源于5000多年前.从那时起,人类对自然界的探索也就开始了.在现在世界上公认的文明古国那里,人们都能看到早期科学思想知识的萌芽.只是那时的科学不成体系,更没有理论指导，主要是以神话和猜想的形式出现。4古埃及人类历史就是一部饥饿的生物觅食的记录。哪里食物丰富，人们就到哪里安家。尼罗河流域的古埃及是人类文明的发祥地之一。公元前3000年-公元前332年，被马其顿帝国所灭，经历了31个王朝。古埃及的医学、农业、天文以及建筑达到非常高的水平。比如：天文历法已确定一年为365.25日，一年为12个月金字塔（法老的诅咒）狮身人面像木乃伊5古埃及文字6•千年不腐的木乃伊体现了古埃及的医药学成就78古埃及的建筑成就9101112古巴比伦•古巴比伦位于今伊拉克境内的底格里斯河和幼发拉底河流域，这一地区当时环境优美，据传是《圣经》中伊甸园的原型。•空中花园•古巴比伦城是当时世界上最大的城市之一13空中花园：世界七大奇迹之一14•古印度也是世界古老文明发祥地之一，在今天印度、巴基斯坦和孟加拉国境内，主要是印度河和恒河流域。15泰姬陵161718上古中国春秋战国时期学术气氛非常活跃，产生了诸子百家等一大批思想家。墨家：战国时期一个学派，是一个严密的政治性、学术性团体，代表作《墨辨》记载了丰富的力学、物理学和几何学研究成果。提出了类似原子论的思想以及物质不灭思想，是中国古代科学知识的集大成者。19易经中包含丰富的科学思想20•《皇帝内经》——数千年承传的医学源头21第三章：古希腊科学思想•公元前7世纪-2世纪的900年，是一个令后人激动和敬仰的伟大时代。正是在这一时期，东西方几乎同时诞生了一大批思想家，他们的思想至今还影响着我们……22•科学史上的古希腊既不同于地理意义上的现代希腊，也不光指政治历史意义上的古希腊时期，而是指科学史上的一个时代，公元前７世纪－公元后２世纪的将近９个世纪时间．跨越政治历史意义上的古希腊、马其顿帝国和古罗马时代．古希腊时期：公元前７世纪－前４世纪，从泰勒斯到亚里士多德，其学术中心在雅典。希腊化时期：公元前４世纪－公元２世纪，从欧几里德到盖伦，学术中心在亚历山大城。古希腊分为两个时期：23•古希腊成为科学思想的摇篮，近代科学的各个学科几乎都能在那里找到思想的源头。•科学史上称之为“希腊奇迹”•产生“希腊奇迹”的原因至少有两个：１、处于文化交汇点上的地理位置２、古希腊实行城帮民主制政治制度24•科学之父——泰勒斯（公元前624-前545）•开始几何命题的证明，是古希腊几何学的先驱。•哲学上提出万物源于水的思想。25•泰勒斯的关门弟子，曾游学埃及和巴比伦，创立了毕达哥拉斯学派•最大的贡献是数学，如：毕达哥拉斯定理，“百牛大祭”•毕达哥拉斯：数即万物26德谟克利特提出原子论，伊壁鸠鲁继承和发展，是古希腊自然哲学的最高峰，直到2000年后道尔顿创立近代原子论。27•苏格拉底—柏拉图的老师，善于辩术，用问答的方式引导人们认识善与恶，寻求普遍的道德原则。因政治上反对民主派而被判处死刑，在监狱中服毒自杀。28柏拉图—创立柏拉图学园，弟子众多，其中最著名的是亚里士多德。29•“我爱我师，我更爱真理”——百科全书式学者亚里斯多德•创立吕克昂学园，在哲学、物理学、天文学、生物学、心理学、逻辑学、伦理学、政治学以及美学上都有造诣，著书极多。•亚历山大大帝的老师•力学上的两个错误30•欧几里得几何原本将公元前7世纪以来希腊几何积累起来的丰富成果整理在一个严密的逻辑系统之中，使几何学成为一门独立的、演绎的科学。为后人提供了一个完整的演绎系统和公理化方法，后世的许多科学家都受之影响。31•阿基米德：给我一个支点，我可以撬动地球。•公元前287年出生于西西里岛。最早把观察实验和数学方法融为一体的科学家。•与牛顿、高斯并称为人类贡献最大的三位数学家。•力学成就：杠杆原理、浮力定理。32古罗马时期的科学—重实用技术，轻理论研究。所以古希腊灿烂的科学文化到罗马时期开始衰落。罗马人在社会管理、工程建筑、军事技术乃至组织法律方面的成就突出，而在科学上却没有什么值得称道的东西。医生盖伦，罗马皇帝的御医，在罗马居住30多年写了大量医学著作，现在流传下来的还有83本。盖伦还很重视实际经验，对许多动物进行解剖；动手制作复方叫盖伦制剂。儒略历法是罗马人对人类的一大贡献，是现行通用公历的前身。33第四章:中世纪的东西方科学（公元476年--公元1453年）•欧洲的”焚书坑儒”：烧毁亚历山大图书馆，529年查封存在900多年的柏拉图学园。•主宰精神的上帝：392年基督教成为罗马帝国国教，教会拥有天主教世界1/3的土地，教皇的收入比欧洲各国国王收入总和还多。政治上，教会拥有法庭、监狱和武装力量及宗教裁判所。•黑暗中的微弱光明：大学的创立，开设语法、修辞、逻辑、数学、几何、天文、音乐、法律、医学等课程。学习年限一般5-6年培根思想的影响：知识就是力量。•影响人类进程的中国四大发明34•为什么近代科学没有在中国崛起?零散、没有成理论体系的经验知识使实用取向的科技观过于稳固的传统文化35第五章:科学革命1、科学革命的社会条件十字军东征：11-13世纪(1096-1291)文艺复兴：14-16世纪反映西欧各国正在形成中的资产阶级要求的文化活动，是欧洲从中世纪封建社会向近代资本主义社会转变时期的反封建、反教会神权的一场伟大的思想解放运动。文艺复兴的标志是人文主义思潮的兴起。人文主义：提倡人道反对神道、提倡人权反对君权、提倡个性解放反对宗教桎梏，代表人物：达芬奇。达芬奇：文艺复兴时代最完美的代表，一位旷世奇才。1452年出生于佛罗伦萨。在绘画、方法论、天文学、物理学、生理学及发明方面都有极高的造诣。362、地理大发现13世纪意大利人马可.波罗写的《马可波罗游记》引发欧洲人的东方黄金梦。地中海东部的商路被土耳其人控制，经埃及、红海通往印度洋的商路被阿拉伯人控制，于是开始了15世纪初—16世纪初上百年的航海冒险。最终的伟业是由以下4位航海家完成：1486年葡萄牙人迪亚斯发现非洲南端的风暴角，后来取名好望角1497年葡萄牙人达伽马率领160名船员沿好望角、经莫桑比克、印度洋到达印度南端商业城卡利库特城，开辟了欧洲经非洲南端到印度的航线。达伽马被封为印度洋海军上将，后死于印度。1492—1502年哥伦布在西班牙国王的资助下先后进行了4次横渡大西洋的航海探险，哥伦布到1506年去世时都以为自己到的是亚洲的边缘。1519—1522年麦哲伦受西班牙王室支持完成了人类首次环球航行。地理大发现的意义：人类用实践证明地球是圆的，为建立新的天文学和地理学奠定了基础；加强了世界范围的联系，为欧洲资本主义的资本原始积累和世界市场的开辟准备了条件；引起了思想观念的革命，从而使人们的思维方式从对权威的盲目崇拜中解放出来。373、宗教改革中世纪的西欧，天主教会是最有势力的封建主集团，是封建制度的国际政治中心，垄断着政治、经济、文化教育和意识形态。随着封建制度的瓦解和资本主义的产生，新兴的资产阶级和封建主之间的矛盾日益尖锐。文艺复兴运动给了宗教改革巨大的推动，在这样的背景下，德国人路德首先于1517年起来反对教皇出售赎罪券，接着提出信仰得救、建立廉俭教会和改革文化教育的主张，号召驱逐天主教会势力。随后，英国、荷兰、瑞士及北欧几国纷纷成立不受罗马控制的新教组织。宗教改革打破了天主教会的垄断地位，摧毁了其精神独裁，是文艺复兴时期又一重大的思想解放运动，对后来的科学革命产生了巨大的影响。38二、哥白尼革命哥白尼（1473—1543）波兰人，推动地球的人。曾到意大利留学，结识达.芬奇，并拜天文学家诺法腊为师，受其影响对地心说产生怀疑。1512年哥白尼成为波兰弗隆堡教堂的僧正，在著名的“哥白尼塔”上观测研究天文30多年。1、1543年出版《天体运行论》描绘的宇宙图景：太阳位于宇宙中心，有五颗当时已知的行星围绕它转，地球是其中一颗，本身自转同时绕日公转，月球是地球的卫星。行星排列依次是：水、金、地、火、木、土。恒星在远离太阳的一个天球面上静止不动。2、哥白尼日心说的局限：行星的公转轨道是圆的；宇宙是有限的球3、日心说的难题：•为什么观测不到恒星视差；•为什么感觉不到地动4、日心说难以被接受的原因：与经典思想抵触；与日常经验不符；与观察数据不符39布鲁诺（1548-1600）出生于意大利一个没落贵族家庭，15岁进修道院学习，10年后获神学博士学位。在修道院学习期间，布鲁诺与文艺复兴时期的人文主义者交往密切，系统读了不少禁书，年轻的他成为哥白尼日心说的热心宣传者，并走上了捍卫日心说的道路。布鲁诺提出宇宙无论在时间上还是空间上都是无限的。地球不是宇宙的中心，太阳也不是宇宙的中心，太阳只是太阳系的中心。宇宙中有无数太阳，围绕它们运行的是无数行星。宇宙统一于不生不灭的物质。布鲁诺关于宇宙无限的思想超越时代太远了，成为300多年后现代宇宙论的思想先驱。1600年2月17日布鲁诺被烧死在罗马鲜花广场。40第谷（1546--1601）丹麦人，被誉为“星学之王”，创立了乌伦堡天文台。1599年到布拉格成为波西米亚皇帝的御用天文学家，在这里发现了一匹千里马—开普勒。开普勒（1571--1630）德国人，曾在奥地利担任数学教师，有扎实的数学功底。为天空立法---行星运行三大定律：行星沿椭圆轨道绕日运行，太阳处于焦点之一的位置；行星的向径在单位时间内扫过相等的面积；行星公转周期的平方与它距太阳的距离的立方成正比。开普勒定律的意义：把哥白尼理论推进了一步，为专业天文学家和数学家提供了支持日心说的有力论据；为牛顿后来发现万有引力定律铺平了道路。开普勒的其他科学贡献：他是近代实验光学的奠基人之一，出版《光学》一书，阐述光的折射原理和近代望远镜理论。天文观测上发现一颗超新星—开普勒星和哈雷彗星。数学上使用了无穷小的计算法。41伽利略（1564--1642）出生于意大利比萨，伟大的物理学家和天文学家。25岁任比萨大学数学教授，三年后在帕多瓦大学教授18年，1610年起直到去世任托斯康大公爵的首席哲学家和数学家。力学上的贡献主要在大学任教期间，天文学上的贡献在任公爵哲学家和数学家期间取得。伽利略在天文学上的贡献在于发明了望远镜并用它观测天空，写成两本轰动欧洲的书《星际使者》、《关于太阳黑子的书信》，被誉为“天空的哥伦布”。1632年写成《关于托勒密与哥白尼两大体系的对话》。1633年，宗教法庭判伽利略终身监禁，禁止出版他的一切著作。1979年，罗马教廷宣布重新审查对伽利略的裁判，1980年，成立了一个由杨振宁、丁肇中等著名科学家组成的伽利略案件调查委员会。1983年，罗马教廷给伽利略平反。42三、经典力学体系的建立1、托起牛顿的巨人们伽利略：力学之父。自由落体定律：“比萨斜塔实验”，用斜面代替落体实验，s/t2=a。开创了理想实验方法的先河。惯性原理：斜面实验还导出惯性原理，由惯性原理很自然导出相对性原理，解决了哥白尼日心说关于地动抛物的难题。伽利略研究了速度和加速度、惯性原理，还论述了作用力与反作用力，这些论述后来被牛顿发展和完善为著名的运动三大定律，所以，经典力学又称“伽利略—牛顿力学”。开普勒：提出重力猜想，指出重力不过是物体之间的吸引力，力的大小随距离的增大而减小。惠更斯：建立向心力公式，向心加速度公式与行星运行第三定律联系起来就可能敲开万有引力定律的大门。胡克：最接近发现万