西方科学思想方法和精神(07年上)ppt---西方科学-思想方法和.

西方科学：思想、方法和精神中国科学院研究生院孟建伟一、西方科学的历史根源二、西方科学的社会文化背景三、西方科学革命及主要成就四、西方科学方法论的内涵、变革及作用和局限五、西方科学精神的内涵及历史沿革六、西方科学对社会的影响一、西方科学的历史根源（一）科学主要有两个历史根源。首先是技术传统，它将实际经验与技能一代代传下来，使之不断发展。其次是哲学传统，它把人类的理想和思想传下来并发扬光大。梅森：“我们今天所知道的科学，是人类文明普遍进程中一个比较晚的成果，在近代历史以前，很少有什么不同于哲学家的传统，又不同于工匠传统的科学传统可言”。“一直要到中古晚期和近代初期，这两种传统的各个成分才开始靠拢和汇合起来，从而产生一种新的传统，即科学的传统。从此科学的发展就比较独立了。”“科学的传统中由于包含有实践的和理论的两个部分，它取得的成果也就具有技术和哲学两方面的意义。这样一来，科学就反过来影响它的根源，而且实际上后来科学对于那些离开它的直接根源最远的领域也都产生了作用。”（二）现代科学导源于希腊，同时也导源于罗马。怀特海在探讨现代科学的起源问题时，更进一步揭示了科学之所以产生的人文根源。他认为，“现代科学导源于希腊，同时也导源于罗马。”“希腊代表着重理论的哲学传统，它是欧洲的母亲，在那里可以找到现代观念的源头。”希腊天才人物富于哲学思辨，思路明晰，擅长逻辑，并对数学很感兴趣。他们充满了对一般原则的热忱，“要求得到清晰而大胆的观念，并用严格的推理方法把这些观念加以推演。”罗马人代表着重实际的工艺传统。“意大利在6世纪时有两个为未来的时代奠定基础的杰出人物，一个是圣.本笃，另一个是大格黎哥里。”“希腊人过于偏重理论。对他们来说，科学仅仅是哲学的衍生物，格黎哥里和圣.本笃都是重实际的人，重视平凡事物的意义。他们把这种实际的精神和自己的宗教与文化活动联系起来。尤其是由于有了圣.本笃的努力，当时的隐修院才成了实际农艺家、艺术家、圣哲与学者的家园。”也正是由于有了重实际的精神，科学与技术、学术与事实才能结合起来。“现代科学和实际世界保持密切联系，因而在思想上增加了动力，这一点就是从罗马这一派源流得来的。”（三）需要是技术（发明）之母，而好奇心则是科学之母。萨顿：“科学从何时开始？它从哪儿开始？它开始于人们试图解决无数的生活问题的那个时候和那个地方。最初的解决办法纯粹是权宜之计，但是开始时必须这么做。这些权宜之计大概后来逐渐地通过比较、概括、合理化、简化、相互联系和一体化，于是，科学之网便慢慢地被编织而成了。”“好奇心（人类最深刻的品性之一，的确比人类本身还要古老）在过去如同在今天一样也许是科学知识的主要动力。需要称之为是技术（发明）之母，而好奇心则是科学之母。”与需要和好奇心相对应，构成两种科学的动机和目的：一种是追求实用和功利；另一种则是追求知识和理想。二、西方科学的社会文化背景从科学的外部环境看，推动科学进步的主要动因有两个：一是社会需要；二是人文背景。如果说，前者主要触及科学的技术层面，并与科学的技术传统密切相关的话，那么，后者则主要触及的是科学的文化层面，并与科学的精神传统密切相关。科学进步既有其经济的和技术的根源，同时又有其思想的和文化的根源。（一）西方科学的文化背景1．文艺复兴：近代自然科学是人文主义的女儿。人的发现和世界的发现人的发现导致世界的发现。加林：“围绕各种问题和研究工作的呼声是：艺术家、科学家、传教士和政治家们在工作中运用人的尺度。这样，人的尺度也就显得多种多样：时而表现为政治演说，时而表现为文艺创作，时而表现为科技论文。在任何研究中，人的尺度已必不可少。神学化的哲学框架已经破碎，一般概念的科学已在学院体系的空谈里消失，而仅在一切具体的研究中保持着活力：从这里升起了现代思想的曙光。”“如果说人文主义真的重新发现了对人、人的能力和人对各种事物的理解力的信念，那么科学试验的新方式、革新了的世界观、企图征服和利用自然的新努力也应当归功于人文主义的影响。”文德尔班：人文主义哲学运动内在的推动力也就是对崭新的世界知识的迫切需求，此种需求最后在自然科学的建立和自然科学按原则而扩展的过程中获得了实现。但是此事发生的方式和赖以完成的思想形式，在所有重要观点上，都表现出依赖于由于吸收了希腊哲学而产生的刺激因素，近代自然科学是人文主义的女儿。萨顿则侧重于强调文艺复兴中的工艺和实验精神对近代科学的影响。“文艺复兴如果只是简单地回到古代，就不是一场真正的革命；远不止此，文艺复兴是回到自然。……人文主义者已经为此铺平了道路，因为古代典籍的发现加强了人类的批判观念，但革命本身却只能由实验哲学家完成。”在他看来，“这场革命发生在此时，基本原因就是将这种工艺和实验的精神用于探求真理，这种精神突然由美术界扩展到科学界。这正是列奥纳多以及他的同行们所做的工作。此时此地，现代科学才得以诞生。”2．启蒙运动：卓越的哲学世纪文艺复兴运动是如此，启蒙运动也是如此。法国数学家达朗贝尔:“我们的世纪被称为……卓越的哲学世纪……。新的哲学化方法的发现与应用，与各种发现相伴随的那种热情，宇宙奇观在我们身上引起的理念的某种提升——所有这些原因造成了心智的强烈骚动，就像冲破了堤坝的江河一样从各个方向蔓延穿透大自然。”“这场革命终于被叫做科学革命，一个与伽利荣.伽利略、约翰内斯.开普勒、勒内.笛卡儿以及艾萨克.牛顿这样的伟大名字相联系的文化事件。”“启蒙运动的意识形态倾向于把自然哲学家变成英雄，而在法国最伟大的英雄是牛顿”。于是，“启蒙运动的科学就是‘牛顿的’，其哲学就是‘牛顿主义’的哲学。”（二）西方科学的社会背景资本主义的兴起及其生产的发展强有力地推动了西方科学的产生和发展。自然科学和技术，从来就是由于生产的需要，随着生产的发展而发展起来的。近代自然科学和近代技术的产生及其在生产过程中的应用，进一步密切了科学和生产的关系，也改变了科学和生产的性质。1.社会的经济需求是科学技术发展的最重要的推动力量。2.社会的经济支持是科学技术发展的最重要的基础。3.社会的经济竞争是科学技术发展的最重要的刺激因素。三、西方科学革命及主要成就（一）近代自然科学革命1．摆脱神学统治，为真理而斗争第一个用科学为武器向宗教神学提出挑战的是伟大的波兰天文学家哥白尼，他于1543年出版了《天体运行论》，提出了日心说。意大利天文学家布鲁诺在哥白尼日心说的基础上提出了无限宇宙论，彻底否定了基督教的地球中心论。1600年2月17日，他被罗马教廷在罗马百花广场活活烧死，为真理而英勇献身。近代实验科学之父伽利略以自己的天文观察实验支持与宣传哥白尼学说，遭终身监禁。比利时医学家维萨留斯1543年完成《人体结构》一书。他由于违背基督教会不许进行人体解剖的禁令，提出与盖仑学说（教会奉为经典）不同的人体结构理论而惨遭迫害，1564年困死于地中海的赞加岛。西班牙青年医生塞尔维特在从事血液循环的研究中，发现了盖仑学说的错误，并以自己有关血液循环的理论批判基督教三位一体的教义。结果，因反对三位一体教义和宣传灵魂即血液这两大异端罪状，被新教加尔文派判处火刑。1553年10月27日英勇献身。英国生理学家哈维发现血液循环的规律，彻底推翻了提出医学一千多年的盖仑的血液潮汐理论。哈维在其科学活动中，因为违背教会的观点，曾遭受种种打击与迫害。2．近代自然科学体系的建立经过16-17世纪摆脱神学统治的斗争，自然科学走上了独立发展的道路。经过16-19世纪近400年的努力，初步建成了近代自然科学的体系。①数学近代数学是从解析几何的产生而开始的。解析几何把几何与代数结合起来，并把数学的研究从常量推向变量，为数学在科学技术中的应用开辟了道路。解析几何的思想，最早出现在笛卡尔《方法论》（1673年）一书中。与笛卡尔大致同时，法国数学家费尔玛也独立地创立了解析几何。微积分是近代数学的基础与核心，它的出现是近代数学最重要的成就。牛顿和莱布尼兹的微积分实际上是不严格的，微积分理论的严格化是由法国数学家达兰贝尔及法国数学家柯西完成的。在微积分基础上，建立和发展了无穷级数、微分方程、微分几何及变分法，这就形成了近代数学最重要的一个分支——数学分析。②物理学物理学是近代自然科学的带头学科，它对于近代科学技术的发展及其在生产过程中的应用起了主导性的作用。在伽里略、开普勒、笛卡尔、惠更斯、胡克等人对机械运动研究成果的基础上，牛顿进行了伟大的综合。1678年，牛顿的《自然哲学的数学原理》一书出版，标志着经典力学体系的建立，成为物理学进一步发展的基础。在机械运动研究的基础上，物理学开始了对热运动的研究，于19世纪上半叶，相继建立了热运动的宏观理论——热力学及热运动的统计理论。进入19世纪，物理学研究的主攻方向转向电磁运动。1820年，奥斯特发现电流磁效应；1831年，法拉第发现电磁感应定律；1864年，麦克斯韦在前人工作基础上建立了电磁场理论并预言（1865年）电磁波的存在；1888年，赫兹用实验证明了电磁波之存在，成为科学理论指导科学发现最生动的事例。③化学1661年，英国科学家玻义耳出版了《怀疑的化学家》一书，根据大量实验事实，批判了亚里士多德的“四元素论”与医药化学家的“三元素说”，建立了自己的元素概念，从而为化学的发展奠定了基础，并把化学从炼金术的影响下解放出来。1777年法国化学家拉瓦锡关于燃烧的“氧化学说”驱散了长期在化学中占统治地位的燃素说，为化学的进一步发展扫清了道路。1808年，道尔顿在《化学哲学新体系》一书中，把古代原子论与化学实验定律结合起来，建立了新的原子学说。阿伏加德罗和康尼查罗等人，澄清了道尔顿原子学说的某些混乱，提出了分子概念，从而确立了科学的原子—分子学说。元素周期律的发现（门捷列夫，1869年）是近代化学发展的伟大成就，它为人类认识突破原子界限，进入微观领域做了准备。19世纪后期，在化学上另一重大成就则是“化学结构”概念的提出（布特列洛夫，1861年）。④生物学生物学的研究对象是生命的运动，这是较之物理运动、化学运动更为高级、更为复杂的运动。因此，从科学的严格规范（数学运用、公理化体系）来说，生物学成熟得较晚。近代生物学是从突破中世纪奉为权威的盖仑学说而开始的。其中，《人体的构造》一书的出版（维萨留斯，1543年）与血液循环理论的创立（哈维，1616年）作出了重大贡献。生物进化论的建立是近代生物学的最重大成就，这是几代人共同劳动、研究、创造的成果。其中，布丰关于生物进化论的思想、拉马克的早期进化学说、赖尔的地质渐变学说都起了重要作用。到了19世纪60年代，达尔文与华莱士同时创立生物进化论，其标志则是1859年《物种起源》一书的出版。1838——1839年，施赖登与施旺建立的细胞学说是近代生物学的又一重大成就。它揭示了动植物之间在结构上及生命活动的基础上的统一性，为生物学与化学、物理学的联结架起了一座桥梁。3．近代自然科学的哲学基础科学体系的内核——世界的机械图景16-19世纪建立起来的近代科学体系构画了一幅世界的机械图景，它是近代自然科学体系的内核，也可以说是近代自然科学的哲学基础。①原子是宇宙的基石②原子在牛顿时空中运动③整个自然是一架巨大的机器④拉普拉斯决定论（二）“世纪之交”的科学革命①突破原子不可分的观点，把人类的认识引入微观世界X射线、放射性、电子的发现，强烈地冲击着原子作为宇宙基石的传统观念，揭开了人类对于原子内部世界研究的序幕，开辟了现代科学发展的道路。②微观粒子运动理论之建立1900年普朗克引入了能量子概念。这是一种革命性的概念，因为在经典物理学中，能量是连续变化，而现在的能量可以非连续变化。1905年，爱因斯坦把能量子的概念推广到处理光与物质相互作用（光的吸收）的问题，提出了光的能量子（光子）概念。1924年，法国物理学家德布罗意在光的二象性概念的启发下，提出电子具有二象性，这又是一个革命性的观点。在1926—1930年之间，经过海森堡、波恩、薛定谔、狄拉克等物理学家的努力，导致量子力学的建立，从而找到了微观粒子运动的规律。这种微观粒子运动的规律，与描绘宏观物体运动的牛顿定律不同，它不是确定性的，而是一