世界科学技术史

李永丽第一篇古代的科学技术第一章生存的技术和文明的起点一、直立行走的猿距今约2300万年前至1000万年前的森林古猿分布在非、亚、欧三洲，它们很可能是人类和现代类人猿的共同祖先。随着气候变化古猿在寻找食物的过程中学会了直立行走。二、天然石块和木棒三、打制石器猿群约在380万年前学会了用打制方法加工石英石、黑曜石、燧石或者其他坚硬石块。对猿人来说是一次工具革命，对人类来说是历史的开始。人类由此进入了旧石器时代。四、用火和取火猿人在技术上取得的一项决定性进步是学会了用火，有的人类学家认为380万年前生活在东非肯尼亚的早期猿人已经开始用火。170万年前生活在中国境内的元谋人肯定已经开始用火。在旧石器时代中期生活的晚期猿人后辈——早期智人，可能发明了人工取火的方法。五、捕鱼和狩猎对早期猿人来说，最主要的生产活动是采集，捕鱼和狩猎是辅助性的。早期智人，骨器和角器大量流行，投矛出现了，显然，这是猎人的标志。在晚期智人那里，石器、骨器和角器都已制作得相当精美，狩猎活动更为频繁和规模巨大。六、弓箭的发明从旧石器向新石器时代过渡的中石器时代（约15000年前），人们已学会把石器镶嵌在木棒或骨棒上制成镶嵌工具，但最重要的一项技术发明是弓箭。弓箭标志着人类第一次把以往的简单工具改革成了复合工具，并利用了弹性物质的张力。在氏族和部落形成的情况下，人类约1万年前进入新石器时代后，便开始创造新的生产方式——原始的农业和畜牧业。这时的人在体质上也基本和当代人一样了。七、农业和畜牧业新石器时代是人类寻找新的生活地域和改变生活方式的时代。从北纬50度到南纬10度之间的许多地方是原始农业和畜牧业的地理范围。原始农业是直接从采集业演化来的。原始畜牧业是从狩猎活动中发展而来的。与采集和渔猎相比，原始农业和畜牧业的出现是一场产业革命。新石器时代也是磨制石器的时代。八、陶器和铜器只有长期用火的人类才可能发明制陶技术。在新石器时代晚期人类已经开始使用金、银、铜、和陨铁等天然金属，在大约公元前3000年，人类发明了青铜。九、产业的发展以农业为主的地区，有了新的社会产业——手工业。手工业直接起源于原始人制造工具的活动。农业和手工业分离之后，出现了以交换为目的的商品生产，产生了商业。十、社会组织的变革以父权制代替母权制的一夫一妻家庭取代了对偶婚。氏族联合成为部落。国家的产生是人类社会关系的一次革命。十一、语言、图画和文字人类语言的产生和发展同劳动的关系最为密切，生存于1400万年前至800万年前的腊玛古猿在学会两足行走和使用天然石块时，可能已具备了说话的能力。在旧石器中期的早期智人出现时，图画便出现了，通过对图画的简化和对记号的改造，人类逐渐创造出文字。文字的出现，一种可以跨越时空传递信息的工具出现了。十二、知识的起源生物学知识、力学知识、医药学知识、化学知识、天文和地理知识、数学知识十三、原始宗教和科学祖先崇拜、图腾崇拜（旧石器晚期）、自然崇拜（新石器时代）第二章尼罗河畔的永恒一、埃及的地理和历史埃及文明的起源至少可以上溯到公元前4000年以前，公元前4241年埃及人便开始实行人类历史上最早的历法之一——埃及历。上埃及的神庙，下埃及的金字塔二、古埃及的神、祭司和知识古埃及国家是由从原始公社转变而来的农村公社组成的，每个公社有自己的图腾，形成统一国家后产生了大神，处于人类文明初期的古埃及人把一切都交给神来掌握，神庙的祭司执行着神的意旨，古埃及的技术和知识是人自己创造出来的。三、解剖和医学制作木乃伊使埃及人积累了很多生理解剖知识，埃及医学可能是当时世界上最具有理性和最发达的医学。四、尼罗河的赠礼古埃及人约在公元前1600年就发明了制造玻璃的工艺，陶器的工艺、饰物的工艺、纸草工艺、亚麻布纺织、炼铜和铜器制造等都达到了很高的水平。五、技术的奇迹和停滞埃及农业的优越条件是举世无双的，因此使得农业技术停滞不前，埃及的石建筑艺术也是举世无双的，埃及手工业中石工所在分量过重，古埃及人最伟大的技术成就正是用不朽的石头建造的金字塔和神庙。六、衰亡与不朽埃及的衰亡除了国力不振，还因为他们用铜武器迎战铁武器。一个民族可以在军事上被战败，但她的文明却不一定被消灭。第三章两河流域的遗产一、西亚的新月形地带二、多变的历史风云三、苏美尔人的最初创造苏美尔人是两河流域文明最早的创造者拱门、拱顶和穹窿结构青铜技术、最早的轮车发明者在军事方面：六排方阵队形；天文观测，发明了日晷（gui），计时用水钟，他们在计数时用十二进制，也用十进制，圆周的360分度从这里开始；在数学方面，他们制定了乘法表、倒数表、平方表、立方根表，并能计算矩形的面积、立方体和圆柱体的体积，其中圆周率取3。四、古巴比伦和使用铁的赫梯汉莫拉比法典，人类第一部法典，是古巴比伦王国国王汉谟拉比当政时制定的成文法典，旨在维护财产私有制，全面调整自由民之间的关系，巩固现存秩序。法典制定的确切时间不清，大概在公元前1791年或前1790年始拟，完成于巴比伦尼亚统一之后。汉谟拉比法典对奴隶制予以严格保护，体现了法典的性质。结尾部分除继续对汉谟拉比歌功颂德外，还强调法典原则的不可改变性。法典的制定标志古西亚法律制度的进步，国家的成熟。从现代意义上说，汉谟拉比法典并未区分公法、私法（民法）和刑法，诸法合一，法律条例既从民法角度也从刑法角度来确定。汉谟拉比法典一方面是使阿摩利人的习惯法成为文化，另一方面吸收了两河流域固有的苏美尔、阿卡德立法与伊新·拉尔沙时代城邦立法的成果。不过，它主要还是当时社会经济制度的产物，反映出当时社会各方面的现实。汉谟拉比法典的历史价值在于它是世界上所发现的最早的成文的法律条文，是人们研究古代巴比伦经济制度与社会法治制度的极其重要的文物。当然它本身还是古代巴比伦艺术的代表，尤其因为古巴比伦王国流传下来的艺术品十分罕见，所以这个石碑就更加显得格外珍贵。赫梯人最早使用铁器，铁武器，骑兵使用铁器的赫梯人洗劫了巴比伦城，古巴比伦进入了衰亡期，赫梯人向整个西亚传播了铁器技术，吸收和传播了巴比伦文化五、金戈铁马的亚述把铁技术和军事技术很好的结合在一起，亚述人有出色的军事技术和帝国管理方式六、新巴比伦的建筑和天文学迦勒底人在古巴比伦的土地上建立了新巴比伦王国。迦勒底人统治巴比伦时期，天文学方面取得了新成就。在苏美尔人天文学的基础上规定七天为一星期，一天为12时辰，每时辰为120分，每分120秒，这一计时体系成了全人类计时方法的基础。七、波斯帝国的成就波斯人创建了军事学校和普通学校，在其统治时期，巴比伦天文学家布·里曼努（约公元前5世纪）算出了一年的时间，基迪努在编制时间表时已接近发现岁差。波斯采用了埃及历法，统一过币制。八、西方文字的渊源腓尼基人把苏美尔—巴比伦的楔形文字和西奈半岛的迦南人根据埃及象形文字创造的西奈字母兼收并蓄、简化改造成一套通用的腓尼基字母，这套字母在被希腊人改造成希腊字母后，成为拉丁字母乃至西方大多数字母文字的基础。第四章爱琴海岸的理性之光一、希腊和希腊人爱琴海地区自然环境好，多利安人之后就再也没被外族征服过的历史，海外活动又开阔了希腊人的眼界，因而他们能以一种比较轻松的态度来对待神，甚至能在一定程度上否定神，独立探讨自然界一系列根本问题，他们肯定也吸收了古埃及人和巴比伦人的智慧，并在超越地基础上升华出真正的哲学和科学。二、技术和海外活动除了榨油和酿酒，制陶业、制革、家具制作十分兴旺希腊的冶铜和冶铁技术是从西亚传入的。建筑遗产十分丰富：多里安式、爱奥尼亚式、科林斯式毕达哥拉斯（约公元前560-公元前480）和他组织的学术团体德谟克里特（约公元前460-公元前370）柏拉图（约公元前427-约公元前347）三、万物的本原和运动的原因哲学和科学的产生从哲学的角度：万物的本原是什么？事物运动变化的原因是什么？万物的本原：泰勒斯——水；阿纳克西曼德——气；赫拉克利特——火；毕达哥拉斯——数；恩培多克勒——水、土、火、气；阿那克撒哥拉——种子；留基伯和德谟克里特——原子。四、理性的科学（1）天文学泰勒斯——预言日食，腓尼基人——发现了北极星阿那克撒哥拉——月光是月光的反射，毕达哥拉斯学派——设想地球、天体和整个宇宙都是球形欧多克索建立了同心球宇宙几何模型，几何学同天文学结合卡利浦、亚里士多德继承了同心球宇宙几何模型2（2）几何学希腊人在的几何学方面的成就是惊人的。泰勒斯最先提出和证明直径等分圆、直径所对的圆周角是直角、等腰三角形等角相等、相似三角形对应边成比例等命题，还提出三角形全等的条件。对数学入迷的毕达哥拉斯及其学派最有名的发现是对勾股定理的证明和的发现，的发现标志人类认识的实数从有理数领域迈入了无理数领域。智派学者中对数学感兴趣的人提出了有名的三个几何作图难题，在试图解决这三个难题的过程中，西匹阿斯发明了割圆曲线；美尼克谟发现了圆锥曲线：抛物线、椭圆和双曲线。（3）物理学磁铁吸铁，风和虹的形成，声音是空气振动造成的，长度和音律的关系亚里士多德是第一个全面研究物理现象的人，他写了世界上最早的《物理学》专著，亚里士多德还没有能力把静力学和动力学分开。2（4）生物学阿纳克西曼德曾想象人是由鱼变来的。希腊人中对生物学贡献最大的是亚里士多德，他采用的解剖和观察方法在生物学史上是首创的，他的许多研究结论都有一定的科学价值。（5）医学阿尔克芒约：被称为希腊的医学之父，他发现了视觉神经联系耳朵和嘴得欧式管，还认识到大脑是感觉和思维的器官。希波克拉底（约公元前460-约公元前377）是古希腊最有名的医生，创立了“四体液说”，“希波克拉底誓言”（6）地理学绘制大小不等的地图；赫卡泰（约公元前550-约公元前475）写了《旅行记》一书；欧多克索把地理研究和天文研究相结合，计算出偏大的地球周长，著有《地球的描述》，与他同时代的亚里士多德在《天论》一书中有力地证明了地球的形状。五、对人的思考希腊人对人的关心和探索似乎是从对神的思考开始的，德尔菲神庙门匾“认识你自己”，人创造出来的崇拜偶像启发人认识和思考自身，其结果可能是对偶像的怀疑和否定。六、希腊历史的转折点伯罗奔尼萨战争之后希腊各城邦元气大伤社会内部积弊增加，腓力接管希腊城邦管理权之后制订了东征计划，腓力死后他的儿子亚历山大继位，亚历山大死后，他的部下把帝国分为马其顿、埃及、叙利亚三个王国，整个希腊和近东社会在分化重组中产生了新的需要，为科学和技术的进步开辟出了伸展的余地。亚历山大城成了希腊化时代科学和文化的中心。七、希腊化科学时代的群星迪奥菲拉斯特、欧几里德、阿里斯塔克、阿基米德、埃拉托色尼、阿波罗尼、喜帕克斯、赫罗菲拉斯。希腊化时代的哲学和科学已经彻底分离。哲学家：伊壁鸠鲁、芝诺第五章罗马帝国的技术和影响一、意大利半岛和罗马人二、技术特色罗马人兴起的过程中，技术特色在于解决实际的问题，在抽象的理论和学术方面投入较少。帝国初期的公共工程和管理使罗马人对技术很重视，并创造了值得骄傲的技术成就。罗马人是以农业为主要生计的民族。带轮的铁犁、改进了的锄、耙、锹、镰和打谷工具，二圃制和粪肥，标志着罗马帝国的农业技术水平。罗马的手工业以铜铁制造业、毛纺织、制陶、榨油、酿酒、玻璃和装饰品为主，且规模可观。赫伦（20-？）的发明反映了罗马帝国初期人们对技术的热情，他可被看成阿基米德的继承者。他创造了复杂的滑轮系统、鼓风机、计里程器、虹吸管、测准仪等多种机械器具。其中最惊人的发明是蒸汽反冲球。赫伦作为一个数学家与阿基米德完全不同，他的许多计算都取近似值，具有明显的工程和应用特色，这也是罗马时代的风格。最能体现罗马人技术成就的是建筑。奥古斯都·屋大维（公元前63—公元14）时期著名工程师维特鲁维奥（公元前70-约公元前25）写出了世界上第一部建筑学专著《论建筑》，这部书共有10个题目，涉及建筑的一般理论、设计原理、工程师教育、材料、设备和施工以及建筑卫生学和声学方面的一些问题。弗朗提努（40-103）也写过几部工程学著作，其中有两部讨论供水工程建筑。方便的交通条件，罗马帝国时期公路网总长达8万公里，“条条道路通罗马”的写照。这些公路的东方尽头，通过波斯高原间接地和中国的丝绸之路连在一起。三、希腊科学的余辉《科