第三章-古希腊的科学精神

科学技术史主讲人：刘伟[e-mail]第三章古希腊的科学精神一、古希腊早期自然哲学二、亚里士多德的物理学与博物学三、古希腊各门科学四、关于古希腊科学的几点结论一、古希腊早期自然哲学1.泰勒斯：万物的本原是水•泰勒斯断言所有的事物都起源于水，因此他被尊为希腊科学和哲学的鼻祖。–泰勒斯的命题中没有神话因素;–泰勒斯用这个假说解释了其它自然现象。如回答了大地靠什么支持这个古老问题。–现代科学正是从泰勒斯和其同时代人的思想持续不断地传下来的。泰勒斯（Thales，约前624—546）•2.毕达哥拉斯：数即万物•数学–创立集科学、哲学、宗教于一体的神秘教派。–对希腊数学的分类：算术（绝对的不连续量）、音乐（相对的不连续量）、几何（静止的连续量）、天文（运动的连续量）–传说毕达哥拉斯发现了2:1、3:2、4:3这几个数字比率跟最和谐的音程八度音、五度音和四度音一致。毕达哥拉斯（Pythagoras,公元前585-前500或公元前560-480）•3.德谟克利特：原子论•原子论学派认为：–原子是最小的、不可分割的物质粒子。–原子在虚空中运动。德谟克利特（Demokritus，约公元前460-前370）•天文学–在天文学上，设想数字之比存在于世界中心到各天体的距离之间，由于这些比率也指音乐的音程，所以认为音程也存在于天体中。–由此又引出了关于天体和谐的更广泛的思辩学说–其意义在于：•是关于地球运行的第一个猜测•启迪后世学者追求体现宇宙和谐的规律二、亚里士多德的物理学与博物学亚里士多德（前384－前322）•1.亚里士多德著作–哲学：《形而上学》–逻辑学：《范畴篇》《分析篇》–自然哲学：《物理学》《论天》《天象学》《论生灭》《论宇宙》–生物学：《动物志》《论动物的历史》《论灵魂》–伦理学：《尼各马可伦理学》《大伦理学》《欧德谟斯伦理学》–其它：《政治学》《诗学》《修辞学》•2.亚里士多德物理学•亚里士多德是古希腊哲学的集大成者，在他的哲学中，哲学和自然科学已开始分化。–在世界本源问题上，用“四因说”加以论证(质料、目的、形式、动力）；–在宇宙结构问题上，主张地心说，建立了同心球宇宙模型，把几何学和天文学结合起来；–在物体运动问题上，认为物体只有在外力推动下才能运动，重物坠落的速度较轻物快。•亚里斯多德对地球处于宇宙中心的论证：–因为我们时时刻刻正好看到半个天球，所以地球必然位于宇宙的中心3.动物博物学•生物分类思想：–对540种生物分类；有红血的和无红血的，直到拉马克改称“脊椎动物”与“无脊椎动物”。•胚胎发育的研究：–解剖50多种动物；观察了鸡胚的发育、昆虫的变态等现象。•遗传现象研究•亚氏的学生塞奥弗拉斯特对植物学有进一步贡献三、古希腊各门科学•1.古希腊天文学•2.古希腊数学•3.古希腊物理学•4.古希腊医学•1.古希腊天文学•行星天文学–行星－漫游者–毕达哥拉斯学派•菲洛劳斯（PhilolaosofCroton）的中心火理论•希西塔斯（HicetasofSyracuse）和艾克方图斯（EcphantosofSyracuse）的地心理论–柏拉图学派•拯救现象：假定行星作什么样的均匀而有序的运动，才能说明它们表面的运动？•欧多克斯（Eudoxus,409-356B.C）的同心球理论•阿里斯塔克：（AristochusofSamos,310-230B.C.）：日心说的先驱，古代世界的哥白尼。–存在问题：•为什么地球上的东西没有抛后•为什么见不到恒星视差•希腊宇宙论框架：天球－地球，两球宇宙论–宇宙是一个球形（是层层相套的天球的组合）–诸天体镶嵌在天球上随天球运动–天球的运动是匀速圆周运动–大地是一个球体，地球绝对静止–地球居于宇宙的几何中心•特点：宇宙论与天文学合一，相互构成批判的张力•影响：托勒密地心说•2.古希腊数学•欧几里德的《几何原本》–欧几里德（Euclid,约公元前330~前275）–《几何原本》，全面总结了前人的几何学知识，从公理出发运用演绎方法证明了包括467个命题的几何学全部定理。几何学从此成为一门科学和古代最成熟的学科。•共13卷，包括三角形、直线、平行线、毕达哥拉斯定理；正方形；圆；正多边形；比例论；相似形；数论（有理数）；不可通约的数的分类（无理数）；立体几何；穷竭法求面积；多面积作图等初等几何的所有内容。•再版次数仅次于《圣经》•《几何原本》的意义–第一，是影响广泛的几何学教科书，直到19世纪没有改变过。–第二，系统化、逻辑推理和数学计算方法；公理化方法的开端。3.古希腊物理学•阿基米德（前287－前212），南意大利西西里岛的叙拉古人，青年求学于亚历山大里亚，拜于欧几里德的弟子柯农门下，学成后回到叙拉古。被誉为“古代世界最伟大的近代型物理学家”。•《阿基米德全集》有中译本，全部文章如下：–论球和圆柱–圆的度量–论劈锥曲面体与旋转椭圆体–论螺线–论平面图形的平衡–沙粒的计算–求抛物线弓形的面积–论浮体–引理集–家畜问题–方法•数学成就–曲线平面图形的求面积和体积，是微积分的先驱–数学成就I：任一球的表面积是外切圆柱表面积的三分之二，任一球的体积也是外切圆柱体积的三分之二，这一定理被刻在他的墓碑上。–数学成就II：发现了抛物线的重心–数学成就III：运用穷竭法，得出π＝3.14–数学成就IV：创造大数记法，《恒河沙数》•物理学成就–物理学成就I：平衡问题研究，杠杆原理，见《论平板的平衡》–物理学成就II：浮力定律，见《论浮力》–给我支点，我可以撬起地球–王冠的故事，尤里卡–机械制造成就：螺旋提水器，天象仪–阿基米德之死：不要踩坏我的圆•4.希波克拉底医学–东方的务实精神与希腊的理性精神的结合–四体液理论•血液、黄胆汁、黑胆汁、沾液•体液平衡则健康，失衡则生病希波克拉底(BC460－370)•《希波克拉底神殿内关于阿波罗的评论》中关于治疗椎骨脱位的方法《希波克拉底神殿内关于阿波罗的评论》中关于治疗下颌脱位的方法•希波克拉底誓词–我愿以自身判断力所及，遵守这一誓约。–我愿在我的判断力所及的范围内，尽我的能力，遵守为病人谋利益的道德原则，并杜绝一切堕落及害人的行为–无论到了什么地方，也无论需诊治的病人是男是女、是自由民是奴婢，对他们我一视同仁。–我遵守以上誓言，目的在于让医神阿波罗、埃斯克雷彼斯及天地诸神赐给我生命与医术上的无上光荣；一旦我违背了自己的誓言，请求天地诸神给我最严厉的惩罚！四、关于古希腊科学的几点结论1.古希腊自然哲学的基本特征及其历史地位2.古希腊人的方法3.古希腊科学与社会的关系1.古希腊自然哲学的基本特征及其历史地位•古希腊的自然哲学是人类历史上第一次形成理性自然观，将自然界当成是独立与人的整体加以看待，认为自然是有规律的并且规律可以为人类所认识和把握，为科学的发展奠定了基础。•注重数学思想，使数学开始成为一门独立的精神活动。•由于希腊人注重理性思维而很少有实践活动，所以只是认识自然而没有做到征服和支配自然。2.古希腊人的方法•古希腊人自然哲学的方法特点是以大胆的思索、巧妙的猜测和聪明的直观来把握自然界；•由于毕达哥拉斯主义和柏拉图主义的影响，古希腊科学中含有特别重的数学尤其几何学的成分。公理化和演绎推理的方法被运用到各门学科中。•在科学研究方法上，在希腊化时代的阿基米德那里，也已经达到了相当高的水平。逻辑推理的方法、严格定量的数学方法都已趋成熟，实验的方法也初露端倪。•这些都为近代自然科学的形成做好了准备。近代自然科学就是从古希腊自然科学演进而生。3.古希腊科学与社会的关系•海岸文明基础上发展起来的工商业经济是天文学、历学和数学发达的根本动力；•工商奴隶主民主政治体制为学术繁荣提供了制度保障；•多元的文化开放系统促进了学术交流的频繁和科学研究的进步。雅典卫城思考题1.简述希腊科学精神的起源。2.请总结出古希腊科学成就的总体特征？3.试分析和论述古希腊科学对当今时代有何影响？