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科学技术发展的特点和规律（文本根据教师授课录音整理）鲍健强 教授第一章 科学与技术的关系第一节 什么是科学 什么是科学？既简单，又复杂。简单的是它在人们生活中出现频率最高，复杂的是真正让你说明科学是什么，好像谁也说不清楚，包括专家学者。就像哲人讲的最简单的往往是最复杂的，最复杂的常常是最简单的。 中国古代的科学叫什么？中国古代没有这“科学”两个字，术语它是用来翻译西方的词的，早期不叫科学，早期我们中国人把它翻译成格致学（叫格物致知），中国早期的词语中没有“科学”(SCIENCE)，叫什么呢？科学叫“格物致知”这一点也许很多人不知道。格物接触事物的意思；致知获得真知的意思。我国春秋战国时代的古籍礼记大学曰:“致知在格物，格物而后知玉”。明代有一本格致丛书，清代有一本格致原镜，这些书相当于我们现在的百科全书。 科学术语翻译来自日本，后来是日本人把它翻译成科学的，日本有一位著名的科学启蒙大师，教育家福泽瑜吉把(SCIENCE)译成了“科学”，取代了“格致学”。十九世纪末，中国近代改良派领袖康有为先生从日本把“科学”一词介绍到中国，(当时包括孙中山在内的众多革命家都留学日本，向日本学习)。从此，“科学”一词才开始流行。著名的“五四”运动提出了“德先生”(民主)和“赛先生”(科学)，使科学一词在民众中流传和普及。有一个日本学者认为西方的学问跟中国的学问很不一样，中国古代的学问是文史哲不分的，是通才之学，国同之学，西方的学问是一科一科的，所以他就把西方的学问翻译叫科学，取分科之学的意思，这样的翻译从日本带回来了，早期的留学生带回来了，大家觉得科学更能表明西方学问的特别，所以中国人用科学这个词也就是一百年左右，甚至广泛传播开来不到一百年，但是在一百年之内，科学已成为现代生活中的最显眼的词语，五四运动引进的德先生和赛先生，德先生就是民主，赛先生就是科学。科学一旦成为一个生活中日常术语之后，人们再想说什么是科学就搞不清楚了，你问我什么是科学我反而搞不清楚，一问我反而不知道了。 西方的科学(SCIENCE)是从拉丁文中衍生出来，是指“学问”、“知识”、“智慧”的意思。虽然科学由来已久，但是，科学家(SCIENIST)一词直到上个世纪才出现。1833年，在剑桥召开了英国科学促进会的一次会议上，著名的科学史和科学哲学家威廉。休厄尔建议仿照“艺术家”(ARTIST)一词创造了一个新词“科学家”，用来称呼像法拉第那样一些在实验室中探索自然奥秘，增进人类自然知识的人们。 科学家是对从事科学研究工作的统称，在人类历史上，有四位杰出的科学家代表四个不同时代的科学发展水平。 1、亚里斯多德-古希腊自然哲学集大成者，工具论-三段论。 2、牛顿-近代经典物理学创立者，F=MA 主要研究宏观低速的物质运动，（三维空间）惯性定律：动者恒动，静者恒静-第一推动力。 3、爱因斯坦-现代物理学革命的代表人物，E=MC2提出著名的广义相对论和狭义相对论，（四维空间）增加了时间维，时间是不可逆的。 4、霍金-当代科学的杰出代表，提出了“宇宙大爆炸理论”，（一种科学，一种被科学界所接受的科学假说）。2002年来到杭州，浙大演讲“膜的新世界”，我前面有一位浙大的女同学在记笔记“11维空间”，我想这个“11维空间”的概念对这个女同学有什么用？这时我才明白什么叫科学，科学不是功利的和实用的，它是问的是“为什么？”而不是“怎么办”，怎么做是技术问题，这个自然现象背后是什么规律？如何来说明和解释这个规律是科学的任务。1、从逻辑上看 第一，科学理论必须是自恰的，即本身能做到逻辑上的一致性，至少要能自圆其说，不能前后自相矛盾。 第二，科学理论必须是简明的，不能包含不必要的假设和条件，为以后的失败留好了退路，也就是说，要符合下面要谈到的“奥卡姆剃刀”的原则。 第三，科学理论必须是能够被证伪的，不能在任何条件下都永远正确、不能有任何的修正。 第四，科学理论必须是有清楚界定的应用范畴的，只在一定的条件下、在一定的领域中能够适用，而不是无所不能，无所不包。2、从经验上看 第一，科学理论必须有可以用实验或观察加以检验的预测，而不是只是空想。 第二，在实际上已有了被证实的预测，也就是说，一个科学理论不能只被证伪，却从未被证实过，否则这样的理论是无效的。 第三，检验的结果必须是可以被别人独立重复出来的，而不是一锤子买卖，或者是只此一家别无分店，只有你一个人做得出那个结果，别的研究者重复不出来，还要怪别人功夫不如你。 第四，对于辨别数据的真实与否要有一定的标准，什么是正常现象，什么是异常现象，什么是系统误差，什么是偶然误差，都要划分得清清楚楚，而不是根据自己的需要对结果随意解释。科学是一多维度、多层面的概念： 1、科学是一种知识体系 2、科学是一个历史过程 3、科学有自己的范式、方法、价值和标准 4、科学是一种社会建制和组织体系 5、科学是一种文化现象第二节 什么叫技术 技术是什么？很直观，很具体。很实用。举个例子，90年前（1919年）的“五四运动”的起因是巴黎和会在帝国主义列强操纵下，不但拒绝中国的要求，而且在对德和约上，明文规定把德国在山东的特权，全部转让给日本。北京政府竟准备在“和约”上签字，从而激起了中国人民的强烈反对。这个消息从欧洲到中国整整走了一个多月，而今天从中国到欧洲只要十几个小时，消息是即时的，同步的，因为网络技术改变了世界，变成了一个地球村，现在消息比一个自然村要快得多。这就是技术。看得见，模得着的。 另外大家都知道欧洲“空客308”是目前世界上最先进的飞机，已经实用化到中国试飞。光一个起落架就有很多很复杂的技术，着落的一瞬间有很大的冲击力，都要做过计算，材料强度，控制系统的实验和测试，是一种系统的技术。NuVinci无级变速自行车之所以叫做NuVinci，据说是因为这部自行车是根据达芬奇于十五世纪九十年代绘制的自行车手稿（如下图所示）改良制作而成。它通过特殊的球形齿轮来改变旋转圆周从而实现所谓的“无级变速”（达芬奇曾经设计过）。iPhoneiPone毫无疑问是2007年最热的数码产品。虽然还未进入国内，不过其功能特性早已为国人所熟知。它的入选绝对是意料之中。现在大多数科技人员是从事技术和工程工作，有美国科学社会学家统计，2000年来，从事科技工作的人群中，从事科学研究的人比例从90-95%下降到5-10%，而从事技术和工程的比例从5-10%，而从事既有科学成份，又有技术成份工作的比例在20%左右。从科学原理和规律的揭示到制造成技术产品的周期越来越短，说明科学和技术的一体化趋势。列表：日光灯： 1859-1938年 用了79年成为用技术产品采棉机： 1889- 1942= 53年拉链： 1891-1918 =27年电视： 1919-1941 =22年喷气发动机 1929-1943 =14年雷达： 1922-1935 =13年复印机： 1937-1950 =13年蒸汽机： 1764-1775 =11年尼龙： 1928- 1939 =11年无线电报： 1889-1897 =8 年三极真空管 1907-1914 =7 年圆珠笔： 1938-1944 =6 年激光： 1962-1962=1 年 技术常常不会是这也不可能，那也不可能，而是一切皆有可能。只要符合科学规律，甚至无所不能。（美国宇航局的飞行器可以像鸟一样，无人侦查机可以像蜻蜓一样。）第三节 科学与技术的关系 现在我们已经习惯把科学与技术统称为科学技术或科技，说明科学与技术呈现一体化趋势，科学的技术化和技术的科学化成为时代的特征。但是严格地说科学与技术是还有差别，但界线比较模糊了。 现在大多数科技人员是从事技术和工程工作，但有美国科学社会学家统计，2000年来，从事科技工作的人群中，从事科学研究的人比例从90-95%下降到5-10%，而从事技术和工程的比例从5-10%，而从事既有科学成份，又有技术成份工作的比例在20%左右。一般我们把科学技术分为三个层面：基础研究、应用研究和开发研究。从事基础研究的人员叫科学研究人员，第四节 科学精神和科学方法 科学不仅是一种知识体系，一个历史过程，科学的核心是一种精神和方法。而中国的文化传统中始终缺少科学精神，缺少科学方法。尤其是科学的精神。 什么叫科学精神？ （1）怀疑一切的批判态度； （2）追求真理的献身精神； （3）尊重人格的宽容思想。 科学是追求真理的一个过程，任何科学的理论都是特定时代的产物，随着科技的发展，认识水平和生产力水平的提高，科学理论都进一步发展，如从欧几里德几何学到非欧几何学（在曲面上讨论几何学问题）；从牛顿力学到量子力学（从认识宏观低速的物质运动到认识微观高速的物质运动）科学是在怀疑中进步，在批判中成熟。 所以，科学精神是对原有的科学理论总是持怀疑和批判，西方对历史总是摇头的-这不是终极真理，真理是发展的，科学理论也会发展，科学界没有权威，只有真理。 例如，亚里斯多德关于“运动理论”-认为“重的物体比轻的物体下得快”，1000多年没有人怀疑，因为他是学术权威，人们非常崇拜，当两个人在讨论一个问题时，当时只要有人站出来说，亚里斯多德说，双方都会停止辩论，听听亚里斯多德怎么说的。 但是，近代科学家伽利略不相信学术权威，他相信真理，他就进行了逻辑推理，发现了“悖论”，并在意大利比萨斜塔上做“自由落体实验”和斜面小球滚动实验，从而进行了证明。 我认为，最关键的是在中国的文化传统中始终缺少科学与理性，缺少科学的思维和科学的方法，尤其是科学的精神即怀疑一切的批判态度，追求真理的献身精神和尊重人格的宽容思想。 其实，也许有人要问：在出现“科学家”一词之前，像牛顿那样的大科学家叫什么？叫“自然哲学家”。牛顿创立牛顿力学体系的原著是自然哲学的数学原理(1687年)，近代原子论的创立者道尔顿的著作化学哲学新系统(1808年)，这以前的科学教科书都叫自然哲学讲义，今天，凡在美国获得的博士都叫“PHD” (哲学博士)，因为在历史上，那些只知道一点知识的，从事体力劳动人是工匠，所谓博士是知识渊博，是通古今之变，明天地之理的人。当然，今天的博士也许只是某一个学科领域，某一个研究方向上的一个专家，因为当代科学的领域的确是太大，范围太广。 科学从本质上讲是产生于西方，确切的讲是产生于欧洲。那么，东方什么时候接受科学的呢？在日本，19世纪中叶以前的一个较长的历史时期，日本文化深受中国文化的影响，尤其是儒家学说的影响，当时，日本的科学叫“格致学”。当明治维新运动以后，日本人才从荷兰引进近代自然科学，还包括社会科学，被称为“兰学”。 当时，有人说，中国古代有过辉煌的科学成就，青铜、陶瓷、丝绸等等，这些都是技术型、经验型、实用型的科学技术，(一个有趣的科学史实，中国的科学技术史是一个外国人写的，是英国科学史专家李约瑟，写了十几卷)，有人说中国的科学技术犹如一条流入沙漠里的大河，只有源，没有流。关键是科学没有形成理论体系和思想体系，缺乏科学的思维方法有一个例子是非常典型的：十六世纪近代科学革命最主要是方法上的进步，这个方法就是实验的方法，如伽利略在研究力学时，就专门设计了小球的一个光滑的斜坡滑道，通过一次次的实验，发现了自由落体规律:落体的下落时间与物体的重量无关，惯性定律：发现速度并不是与距离成正比，而是与时间成正比等等，所以著名的画家兼科学家的达芬奇说:“实验是确定性之母”。 与达芬奇同时代的中国著名的学者王明阳也力图探究自然的奥秘。中国的亭园里总是要种毛竹，王明阳想要观察研究一下毛竹的生长过程，他独自观察毛竹，用了三天三夜，结果受凉病倒，并成为历史的笑话“王明阳格竹子”。 王明阳格竹子本身，从表面看，是一种愚蠢的举动和方法，没有理论的指导，如为什么要研究毛竹的生长，怎么研究？但从历史上看，这是一种进步，因为中国的传统是学问是在人的内心做的。中国的贤哲们总认为:“学者也，使人求于内也。不求于内而求于外，非圣人之学也”，因此，“格物之功，只能在身心上做。” 中国文化传统中有一个重要思想是“天人合一”，在今天人们强调人与自然和诣发展的时候，西方人就十分欣赏这个思想。 不寻求自然规律而是用简单的类比方法：如天有四时人有四肢；天有五行人有五脏；天有阴阳人分男女；甚至天园人的头也园；天会乱风人会呼吸一般荒谬的毫无意义的类比，许多科学的萌芽都被扼杀。无怪乎，中国发明的指南针，只能用来看风水，发明的火药只能用来放鞭炮，而西方则用指南针来征服海洋，用火药做成大炮打开中国封闭的国门，人们不仅要问这是为什么？ “方法”一词起源于希腊文，意思是“沿着正确的道路运动”，从词意上讲“方法论”就是关于方法的理论和学问。思考问题有思想方法，思维方法，实施领导就有领导方法，从事管理就有管理方法；进行教学就有教学方法；从事科学研究，就有科学研究方法。“工欲善其事，必先利其器”，我们说“必先明其道”，道就是一种思维方法。方法本质上是一种智慧。中国的文化传统中是很讲智慧的，也就是说很讲方法。 举一个例子：乾隆皇帝手下有个大臣，能说会道。有一次，乾隆皇帝问大臣：什么叫忠？什么叫孝？朕让臣死，臣不得不死忠；父让子亡，子不得不亡孝，乾隆让大臣去死，之后大臣以遇到屈原巧妙化解。方法是没有永恒的，或固定的模式。对处理同一个问题，一百个人有一百种方法，也许有一百种结果，方法的优劣是由实践来检验的。但是，方法是有规律可循的。因为人的认识是有规律的。年轻人经验少，梦想就多，创造力就越强，因为阅历肤浅，失败就多，年纪大的经验多，梦想就少，创造力就下降，因为，怕失败，输不起。实际上，让一个人去经历挫折也是一种方法。失败是一种资本和经历，更成熟。创造性思维方法的最大障碍是什么？是人长期经验积累和沉淀后形成的思维定势。在教育方法上，中国古代有一句名言，叫“棒里出教子”，有的人觉得小孩子不打不成才，现在都是独生子女，你去打打看，越打小孩子越不行。西方人很少打小孩子，总是以鼓励为主，与小孩子朋友。这是比较先进的教育方法。思维定势我们可以形象地举个例子：我们说砖头除了造房子，还有什么用途？砖头是用来造房子的，这是人们的思维定势。打破思维定势就是一种创造，砖可以打狗，做登子，当锒头，玩游戏，（多米诺骨牌），锻炼身体（举重）等等。科学方法论的角度看，这是一种发散性思维方法，发散性思维的特点，超越逻辑，摆脱思维定势，通俗说，最好异想天开。与发散性思维对应的是收敛性思维方法这是逻辑方法和理性的方法。比如你只要一分析，砖除了造房子以外的用途，再怎么发散地去思考，都离不开砖的自身的特性：、强度（打钉子）；、形状（登子）；、重量（举重）等。第五节 东西方科学传统和思维方法的比较广义科学方法论 (Scientific Methodology) 科学意义上的方法，如科学的思维方法，这个方法是科学的，那个方法不科学。狭义科学方法论（Methodology in Science）科学研究中的方法，如实验方法，观察方法，数学方法，分析方法，系统方法等。A、东西方科学研究方法和传统的不同特点 （1）西方-注重对自然研究-逻辑和理性 （2）东方-注重对人的研究-伦理和道德 （1）西方-炼金术-追求财富-导致化学(科学) （2）东方-炼丹术-长生不老-导致迷信两种不同的研究对象，两种不同的追求目标，导致两种不同的结果。这是两种不同的文化传统和思维方法所带来的不同的现实。古希腊科学开创了科学的两大支柱：一是逻辑，二是理性。在人类历史上出现过许多文化和文明，相继都 落了，唯有古希腊的科学文明和科学方法，伴随着近代工业革命，现代的科学革命和技术革命正显示出勃勃的生机。中国在古代科学技术有过辉煌，但到了近代，中国的科学技术落后了，为什么会落后，主要是中国传统文化中缺少科学文化这个要素，尤其是科学的思维方法。缺乏理性精神和逻辑方法等等。B、中国传统文化和传统的思维方法中有许多有价值的东西当然，中国传统文化和思维方法中有许多有价值的思想和方法。中国早在2000多年前，就出现了三子（孔子、老子、孙子），三书（论语、道德经、孙子兵法），三学说（儒家学说、道家学说、兵家权谋），但中国人中的大多数并不熟悉和了解这些，这些东西是非常优秀的。 另一个东西，许多人更不了解，即中国的易经，国外的科学家非常崇敬。易经对自然有一些独特的思想方法，今天也非常有价值。易经有三易：（1）变易-世界是变化的，变化是绝对的，不变是相对的；(2) 简易-错综复杂的变化背后是有规律的，揭示和把握这种规律，就可以化繁为简，化难为易；(3) 不易-世界上有一个东西是不变的，就是“变”是不变的。 东西思维方法和传统都有自己的特点，有长处，也有不足，应该相互学习，取长补短。第二章 科学技术的知识体系和结构的规律第一节 科学技术的知识体系第二节 科学技术的社会功能传统的经济学理论亚当斯密斯国富论认为，经济的增长是通过市场这只无形的手，由市场供需关系的平衡与不平衡机制来调节的，是完全的自由的市场经济理论。科学技术对生产力发展的影响几乎被忽略了，一方面是19世纪的科学的发展水平不高，生产力发展水平也不高。 20世纪初美籍奥地利经济学家熊彼特，出版了经济发展理论提出了以创新为核心的经济发展理论，第一次把技术进步视为经济发展中最主要的因素，提出了技术创新所引发的生产方式的创新，组织方式的创新和管理模式的创新，熊彼特的理论一开始并没有受到经济学家的重视。20世纪的主流经济学理论是凯恩斯主义认为，完全自由的市场经济存在许多问题，以利益最大化来自发调节市场供需关系，会引发生产过程和资源浪费，20世纪30年代的世界经济危机已经得到证明。提出国家通过货币政策，税收政策，金融手段干预经济，这一思想也是受社会主义国家计划经济的影响。一、 科学技术的文化功能和文化影响二、 科学技术的评价：科学的乐观主义和悲观主义三、 科学技术与社会各要素的互动和影响四、 科学技术发展和演变的历史脉络第三章 科学技术发展和演变的历史脉络第一节 东西方科学技术演化的历史脉络古人云：以铜为镜，可以正衣冠；以史为镜，可以知兴替；以人为镜，可以明得失。“李约瑟难题”为什么近代科学没有在中国产生？有人说，这是中国的生产方式所决定的，因为中国是亚细亚生产方式，即是一种自给自足的生产方式。也有人认为这是长达几千年的封建社会制度和超稳定结构所造成的，也有人认为地理环境所造成的，中国人始终被束缚在土地上等等，总之，原因是多方面的。(近代科学的落后已是事实，探讨这个问题不是要寻求一个公认的答案，而是进行一种自我反思，一个不能反思自己的民族是没有希望的)。第二节 古代科学技术的发展远古火的利用（第一次征服自然力）、劳动工具。古希腊自然哲学把科学与哲学集为一体，从神话中摆脱出来，用理性的眼光看自然。中世纪 科学研究方法是人类科学实践的产物，它们将随着自然科学的发展而不断地得到充实、丰富和提高，因此，一部自然科学史同时就是一部自然科学研究方法的历史。那么，我们历史地考察科学研究方法的发展过程，我们就可以发现科学研究方法是和当时的科学研究的特点相关的。希腊科学产生的背景和发展的特点：古希腊科学文明产生比较晚，在地中海沿岸。1、中国的黄河流域长江流域，公元前2000多年。2、埃及的尼罗河流域公元前4000多年。标志是金字塔：国王（法老）在生前为自己建陵墓，最大的是胡夫金字塔，高146米，50层楼，边长为240米，据统计有230万块大石头，用了10 万人，化了30年时间，（胡夫金字塔）如何建？（1）印度的恒河流域；（2）巴比伦的幼发拉底河和底格拉里斯河（中东地区）；古希腊文明与河流文明是不一样的，希腊是地中海，城堡。1）继承别国的先进文化和文明，起点比较高。2）生产力水平提高了，手工业的商业比较发达，内陆对商人是反感，不创造价值，士、工、农、商。3）地理环境有因素。孔子论语：“知者乐水，仁者乐山；知者动，仁者静；知者乐，仁者寿。”海与山不同，变化，风险，束缚在土地上，眼光短浅。4） 脑力劳动者出现。5） 文字出现，语言会有断点，失传，周而复始。6） 自由的学术环境。亚里斯多德认为，科学与哲学产生有三个条件：1、惊异；2、闲暇；3、自由。自然哲学家许多既是科学家又是哲学家。有学派和学园，一天到晚讨论问题。思维不断进步，出现一大批杰出的人物。泰勒斯米利都学派苏格拉底柏拉图毕达哥拉斯 毕达哥拉斯坚信：“上至宇宙天体，下至人间万物，任何事物除了质的规定性以外，都存在着量的规定性。唯有“数”才能揭示出事物的隐藏在其感觉表观之下的真正的本质。”认为“自然是一本用数写就的书。”无怪乎在古希腊的柏拉图学园门口有一个警句：“不懂数学者免进。”正是对“数”的崇拜，西方学者不断锻造数学思维的工具。亚里斯多德德谟克利特欧几里德 欧几里德几何学就是人类历史上第一个在思维的条理性、语言的严格性、体系的严密性、推理的逻辑性上都无可挑剔的数学公理的演绎系统。从不证自明的公理出发通过严密的逻辑推理而形成一个公理化的逻辑体系。 什么叫“不证自明”？二点间直线距离最近-为什么？不知道！不证自明的公理。 。 所有的三角形内角和都等于180度为什么？ 可以通过不证自明的公理来证明。直线是180度，圆是360度，如果以前人类定义圆是180度，那么，今天人们就会说直线是90度，三角形内角和都等于90度。 古希腊科学的最高成就是欧几里德几何学。几何原本有13卷，后来补了2卷。几何学是明朝末年，徐光启翻译过来的，是多少的意义（数学）欧几里德几何学是在一些不证自明的公理和定理的基础上，运用演绎推理的方法，建立的完整的公理化的逻辑体系。这是一个真正意义上的科学知识的理论体系，对后来科学的发展产生很大的影响。近代科学中牛顿的力学体系也是一个公理化的逻辑体系。当然，后来出现了非欧几何学，是讨论曲面上的几何学问题。阿基米德诗人荷马寓言家伊索芝诺运动悖论：善跑者(阿基留斯)与龟比赛。 人 龟古希腊科学达到顶峰的几个标志：1、自然哲学A）元素论B）原子论不可再分，（一尺之棰，日取其半，万世不竭）原子论另一个重要理念是还原论的思想。物质运动方式是由下一层的分子结构和运动所决定；分子运动方式和特性是由原子结构和运动方式所决定的。材料物理性能（强度、硬度、性、弹性）是由分子的结构（晶体结构、金属晶体、离子晶体、分子晶体、原子晶体）原子晶体的缺陷，电子云分布，共价键，离子键等方式决定的。2、经验科学亚里斯多德为地心说求证，通过经验和逻辑证明地球是宇宙的中心。3、描述科学记录观察现象，没有整理分析上升为理论。如动物学、植物学，临床医学，描述动物的习性、繁殖、胚胎、分类等。4、理论科学最高成就是欧几里德几何学。几何原本有13卷，后来补了2卷。几何学是明朝末年，徐光启翻译过来的。是多少的意义（数学）欧几里德几何学是在一些不证自明的公理和定理的基础上，运用演绎推理的方法，建立的完整的公理化的逻辑体系。这是一个真正意义上的科学知识的理论体系，对后来科学的发展产生很大的影响。近代科学中牛顿的力学体系也是一个公理化的逻辑体系。古希腊自然观的特点：1、具有初级综合的特征。由于生产力水平和认识水平的限制，不可能对自然界的一些细节上作出科学的回答，只能在一个广阔的范围上，对自然现象进行进行直接观察，从整体上来认识宇宙，认识自然界存在的方式，从总体上来构画自然的总的画面。万物是由什么所组成？自然的本原和基始？2、处在直觉和猜测性思辨的阶段。原子论的思想很精彩，但有许多东西很有意思，当时，德诺克利特力图用原子的运动的不同形式来解释自然的各种变化和运动，原子论不仅解释宇宙万物，而解释人们的“喜、怒、衰、乐等情感的变化。人从鱼变来的，日心说已经提出过，马克思称之为天才的直觉，近现代科学发展总能从古希腊那找到胚胎和萌芽。古希腊的科学方法的特点：1、以观察方法为主仰以观天文，府以察地理。2、演绎为主的逻辑方法亚里斯多德的三段论。大前提：人总是要死的；小前提：苏格拉底是人；结论：苏格拉底也要死的。三段论是后来形式逻辑、辩证逻辑和数理逻辑的基础。看上去非常简单，但中国传统的科学思维方法缺少这种形式。中世纪后期把亚里斯多德学说作为经院哲学的基础，来证明上帝的存在，圣经是真理，那么，圣经中的每句话都是真理。 古希腊的科学观的特点：1、科学与社会、经济、生产的不密切。科学家出于对自然的好奇，有学生问苏格拉底逻辑有什么用途，苏格拉底说，给点钱，让他走。2、科学与技术各自独立发展，分道扬镳。古希腊科学发达，古罗马技术先进，没有交流，也没有相互的需要。基督教的产生：基督教是犹太人创立的。犹太人原来生活在地中海沿岸的巴勒斯坦地区，他们的祖先在公元1200年迁移到埃及尼罗河流域，由于不堪忍受埃及人的奴役，据说在犹太人人摩西的领导下回到巴勒斯坦，定都在耶路撒冷，后来，犹太人人又被罗马帝国所征服。历史上犹太人总是受到迫害，二次大战希特勒也不放过犹太人。这个民族有野草的味道。后来联合国承认了以色列国，它与中东国家矛盾很深，有五次中东战争。在罗马帝国的统治下，犹太人中出现了一个对世界历史产生重大影响的人物：耶稣基督。他诞生于公元元年，耶稣宣扬上帝派救世主来解救苦难深重的人类的思想，反对罗马统治。耶稣言传身教，影响越来越大。教会抓住了耶稣，钉在十字架上。后来，出现了另一位基督教创始人保罗，继承基督教的事业，宣扬耶稣复活了，强化信仰的作用。公元最初的两个世纪，罗马教会不承认基督教的合法地位，但是到了公元325年，信教的人越来越多，罗马教会不得不承认，并于这一年由罗马教皇主持了全世界第一次基督教教主会议，从此，基督教作为一种重要的社会力量登上了历史的舞台，参与了历史的创造。基督教从科学史上看是消积的，它用信仰和天启取代了对自然的探索，人们研究自然的热情被窒息了。中世纪有一位教皇叫格里哥里一世，就宣扬“不学无术是最大的虔诚”，对古希腊的科学文化进行清绞，把古希腊，一位女自然哲学家杀害，把学术书籍烧了，有点像中国的焚书坑儒”。信仰的另一个代名词是盲从。一个教皇提出的是：“不是先理解了再信仰，而是信仰了以后再理解”。中世纪科学进入低谷的原因：1、宗教神学的摧残（科学是神学的“婢女”）； 2、科学自身不成熟，缺乏力量； 3、闭关自守，缺乏交流（进入封建社会）。中国在公元5世纪到15世纪科学技术到达一个高峰。隋朝、唐朝（618907年）南北宋（9001279年）。科学技术进步的标志：1、青铜器技术俦造技术，艺术水准2、数学十进制，二进制（阴阳二爻，八卦）3、丝绸4、陶瓷5、四大发明第三节 近代欧洲文艺复兴运动与科学革命近代科学前中西方科技比较近代科学三步曲：1）前奏文艺复兴运动 2）序曲科学革命 3）正剧科学进步欧洲文艺复兴运动思想解放运动 复兴古希腊的科学文化和传统。科学真；宗教善；艺术美。两个著名人物：但丁马克思的资本论首页“走自己的路，让别人去说吧！”个性的解放，从神权到人权；达芬奇多才多艺，既是科学家，又是艺术家。其名画“蒙娜丽莎”，艺术歌颂谁？圣母玛利亚？农村少妇？具有划时代的意义。近代科学革命的特征 理性主义、经验主义；近代科学革命的大旗实验科学；近代科学革命的标志A、哥白尼天体运动论；B、维萨留斯人体结构论。第四章 现代科学技术发展的特点和趋势第一节 现代科学的四大前沿现代科学的四大前沿：1、物质结构2、宇宙天体3、生命科学4、人工智能150亿光年 有限无边的宇宙模型宇宙大爆炸理论黑洞：物质和能量高度聚集，爆炸后由于高温高压，是基本粒子聚合的过程。宇宙大爆炸理论与基本粒子研究正好吻合，物质由此产生，时间由此产生，空间也由此产生。爆炸以前是什么：时间和空间的概念二个观察证据证明宇宙大爆炸理论：A）射电望远镜的光谱分析：太空中有3K的残留温度；B）星球观察：有“红移”现象，所有的星球都是离你而去（象气球吹大的过程）。当然宇宙大爆炸理论目前仍然是一个假设，只是一个被科学家普遍认可的假设，英国有一个著名的天体物理学家霍金，居然思维活跃在科学最前沿。1、 物质结构古希腊自然哲学家提出原子论，当时认为，物质世界是由最小的不可再分割的微粒所组成，原子的本意是不可再分的意思。道尔顿提出的近代科学的原子论，还是把原子作为不可再分的微粒。20世纪的现代物理学革命，人们发现了电子，认为原子不是不可再分的，有什么东西不知道。物理学家用粒子去轰击原子，发现了原子核，原子核与电子是什么关系，卢瑟福原子的葡萄干面包模型，后来发现高速旋转。原子核也不是不可再分，它有质子、中子以及更小的基本粒子。胀观 宇观 宏观 微观 渺观总星团 星团 类星体 银河系 太阳系 物质 分子 原子 原子核 基本粒子 夸克实际上，现代科学的发现，人们对自然的认识，从时空尺度上：A）广度上：31027 ；B）深度上：31025。1900年创立的科学界最高奖诺贝尔奖大部分都是奖给在这两个领域的科学家。前面的任何一项科学发现人们都兴奋不已，但是现代科学的后两个前沿的进展，人们总是忧心仲仲。1997年科学界有两件轰动社会的事件：一是英国科学家宣布克隆成功“多莉”羊；二是深蓝机器人战胜国际象棋大师卡斯帕罗夫。2、生命科学克隆技术今年上半年有两件科学事件引起全社会的关注：(1)美国通用电器公司(IBM)设计的命名为“深蓝”(Deep Blue)的RS/6000计算机以3.5比2.5战胜了国际象棋大师卡斯帕罗夫。(2)克隆羊。1997年2月28日世界权威的科学刊物英国自然杂志正式公布，英国爱丁堡的罗斯林研究所“克隆”出了一只名叫“多莉”的小绵羊。这则科学消息不仅在科学界引起了强烈的震撼，而且惊动了世界政界要人，惊动了社会普通百姓。 何为“克隆”？为何会震惊世界？其实，“克隆”是英文CLONE的音译，这个英文词最初起源于植物学，意思是无性繁殖。自然界有许多植物是不通过繁殖体（孢子和种子）而生长出植株，如吊兰、草莓、柳树等，它们的茎枝可以落地生根。在动物领域，有许多低级动物是不分性别的，它们通过分裂和出芽两种方式进行繁殖，因此也称之为“克隆”。 以“克隆”方式繁殖的生物，它的遗传基因是“拷贝”（COPY 即复制）下来，由于“克隆”的过程没有外来的基因和基因重组，生物个体的进化比较缓慢，较为高等的生物以有性繁殖取代了“克隆”（无性繁殖）。有性繁殖过程中的基因重组增加了后代在变化环境中生存机会，也有利于基因突变的传播，因而对生物的进化是有利的，因此，“克隆”并不是什么新名词。但是，新的问题是人类有史以来第一次“克隆”成功哺乳动物“多莉”小绵羊，使生命所遵循有性繁殖规律发生了逆转和突破，科学家创造了高等生物也可以被“复制”的奇迹。被称为现代生物高科技的“克隆”技术从理论上讲并不复杂，以CLONE“多莉”为例，英国科学家威尔莫特博士（克隆“多莉”研究小组的领导者）是从提供卵细胞的母羊体中提取一个卵细胞，去掉细胞核，制成具有生物活性但无遗传物质的卵“空壳”，再从一只母羊的乳腺中取出一个普通组织细胞与上述那没有遗传物质的卵细胞融合，生成一个含有新的遗传物质的卵细胞，当这个细胞分裂繁殖成为胚胎到一定程度母羊便怀孕产下小羊“多莉”。科学家威尔莫特声称，“克隆”技术从理论到实践的过程中，目前仍有许多障碍，科学家们仍有很长的路要走，研究人员将其植入一头母羊子宫，但是，CLONE“多莉”的成功已表明克隆高等动物的道路上已没有不可逾越的生物技术障碍了。现代科学出现了空间科学、海洋科学、信息科学、材料科学、能源科学、环境科学、生命科学等等，不以学科或专业分类，而是以研究领域分类，这就需要多学科，多角度和全方位地进行研究。第二节 现代科学技术的五大特点和趋势1、科学技术发展呈指数增长规律科学技术加速度发展主要表现在以下3个方面： （1）科学知识呈指数规律增长。以重大科研成果数、科技图书数量、科学杂志数量和学术论文数量作为评价指标，其增长呈指数比例关系。 （2）从科学发现、发明到应用的周期越来越短。尤其进入20世纪30年代以后，科学技术转化为生产力的速度更为加快。 （3）科学技术新陈代谢、更新周期缩短。19世纪技术更新周期约为80-90年，20世纪50年代为15年，90年代为1-2年，而现在几乎就在同时。 科学技术加速度发展的原因： 人类积累的总体科技能力不断提高； 科学研究领域日益扩大和深化； 科学研究工具更为先进； 各国普遍重视科技发展。 2、科学技术的高度分化、综合及整体化趋势（1）学科的分化趋势学科的分化表现为把某学科的个别分支从该学科中分离出来，使之发展成为新的学科。由于学科的分化，形成了各门学科的塔式结构和庞大的学科体系，世界上学科总数约有2600个。（2）学科的综合趋势学科的综合表现为单一学科的研究和应用由于受到限制，不得不同其他学科进行联系，甚至必须借助其他学科的知识和力量，从而导致不同学科之间的借鉴、渗透和融合。 交叉学科（也叫跨学科）交叉学科的类型。 边缘学科由2个或3个学科相互交叉而在边缘地带形成的学科。 横断学科不以某种物质结构及其运动形式为研究对象，而是从横的方向把各种物质结构及物质运动形式中的某些共同属性或普遍联系作为研究对象。 软科学学科又称软科学，这是一种具有高度综合性、智能性的高层次学科。 综合学科这是利用多种学科的理论、知识和方法，从不同侧面或层次去研究特定的自然界客体所形成的新学科。技术也表现出综合的趋势，技术的综合方式：多种技术综合为一个使用目标服务；一项基础技术的出现导致许多工业领域多种应用技术的发明。 （3）科学技术的整体化趋势科学技术分化与综合矛盾运动的必然结果是科学技术的整体化。表现在： 整个自然科学越来越成为一个前沿不断扩大的多层次的统一整体； 科学技术理论越来越走向基础统一； 自然科学和社会科学的逐步统一，形成新的联盟。3、科学、技术与生产的一体化趋势 （1）技术的科学化和科学的技术化趋势 新兴技术的产生是科学向纵深发展的结果。 技术的重大改进和突破需要科学理论指明方向。 传统生产技术的发展也日益建立在科学发展的基础之上。科学的技术化：直接观察和使用简单仪器的科研方法让位于运用先进实验技术和复杂、精密实验设备的科研方法，科学研究越来越具有工程技术的特点。科学与技术的相互作用形式，已由过去的技术对科学的单向联系，发展为科学同技术的双向联系。 （2）科学由生产的女儿变成生产的母亲 20世纪以前，科学和生产的关系主要体现为生产决定科学。到了20世纪，科学走在了生产的前面，给予生产以直接的推动和指导。现代科学实验，不仅促进了科学理论的发展，而且直接推动生产的发展。 （3）形成“科学技术生产”联合体现代自然科学体系由基础科学、技术科学和应用科学三部分组成，现代技术可分为实验技术、专业技术和生产技术。在“科学技术生产”联合体的形成过程中，每一个阶段都存在着科学与技术的矛盾运动。在这个过程中，科学、技术、生产形成了一个辩证发展的统一体。顺应这种趋势，一些国家出现了旨在加强科学、技术、生产相互联合、相互促进的综合体制，掀起了兴建高科技工业园的热潮。4、科学的社会化和社会的技术化趋势 科学的社会化趋势科学的社会化科学的公共事业化。19世纪中叶以后，科学活动演化为一项和人类的文明与发展密切相关的事业，登上了社会舞台。科学的社会化表现在：建立各级各类科研机构和管理机构；建立各种学术组织；科研经费纳入国家财政计划；国家对科技队伍实行有效管理；制定相应的科技法规、科技政策。20世纪60年代，出现了“大科学”概念，大科学组织大量科技工作者参加，投入巨额科研经费，规模浩大的科学技术活动。大科学研究活动发展到国家规模甚至国际规模。世界各国普遍将科技发展放在国家战略位置上，强化政府干预的广度和力度。 社会的技术化趋势在现代化社会中，科学技术的影响已渗透到社会生产、生活的各个领域，其结果是极大地提高了劳动生产率和人们的生活水平。5、科学技术的数学化趋势今天，无论是自然科学、技术科学、工程技术，还是社会科学，都普遍处于数学化的过程中。 数学化各门科学日益把数学和数学方法作为本门学科研究事物和现象的量，作为深刻认识和把握事物和现象质的重要工具和表达方式。导致这一趋势的原因： 当代科学日益抽象化，为数学的应用准备了条件； 数学本身的发展提供了强大工具； 计算机的发展和普及加速了进程。 6、二十一世纪将是信息的时代信息技术是始于20世纪80年代的科技浪潮的主角和排头兵。以信息技术为基础的产业已占发达国家国内生产总值的一半以上，世界各国均将信息技术列为国家优先发展的项目，信息科技的发展，将给21世纪的生产过程、流通过程、消费和生活方式，以及经济、社会和国家安全带来难以估量的革命性变化。人类将全面进入信息时代，信息将成为知识经济社会中最重要的资源和竞争要素，信息产业将成为未来全球经济中最宏大、最具活力的产业。 7、二十一世纪将是生命科技的世纪 有人称21世纪是生物技术世纪，以解决人类面临的人口、粮食、健康、环境等重大难题为目标的生物工程技术及产业应运而生，发展迅速。当前，克隆技术、基因复制技术、转基因技术等，都取得重大进展。水稻等农作物基因组计划的成功及基因工程技术的深入研究，将引发农业新的绿色革命。生物新技术将使许多危害人类的疾病将得到有效的预防、治疗和控制。对人脑和神经系统的深入研究和突破，将揭开认知过程的奥秘。 8、新材料和先进制造技术迅速发展和广泛应用的时代新材料是现代文明三大支柱之一。目前，半导体材料、光纤材料、超导体、精密陶瓷都得到了迅速发展，形成了巨大的市场。材料高科技决定着工业的工艺方向、成本和质量，具有重大的战略意义。21世纪在材料科技发展中最活跃的将是信息功能材料、纳米材料、高等陶瓷、生物材料、复合材料等。未来的制造业将全面进入柔性、智能、敏捷、精益、艺术化、全球化的新时代，虚拟工厂将形成全球制造系统。9、高效、洁净和安全利用新能源的时代世界对能源的需求将不断增加，未来各国都把能源的开发、利用作为关键科技领域给予关注。在21世纪，燃煤高效联合循环技术、核电能源、水力发电、燃料电池、太阳能、风能、生物质能等能源都将得到进一步开发、利用。人类取之不尽的清洁能源利用海水中氢同位素进行的受控热核聚变装置，在21世纪中叶可能实现工业化，以最理想的方式解决人类对能量的需求。10、人类继续向空间、海洋、地球深部不断拓展21世纪人类将进一步开拓天疆和海域，了解并征服深部地球。利用现代高技术成果，人们将更加