《科学思想史》课件.ppt

科学思想史 韩连庆北京航空航天大学人文社会科学学院Email Hanlq 第三讲 古希腊科学 提起希腊会想起什么 荷马史诗 人民文学版插图本 荷马史诗 维纳斯 希腊奇迹 自由学术的起源 古希腊的文化奇迹 在哲学和科学领域 文学 历史 艺术等方面对人类文学的贡献卓著今天大学中的主要学科 例如文学 历史 政治 物理 建筑 艺术等学科 都可以追溯到古希腊 对希腊奇迹的解释 观点1 希腊继承和光大了东方两河流域 尼罗河流域的科学遗产 将之发挥到一个更新的高度 亚里士多德 东方人发展的科学知识和技术成就主要为的是实用的目的和宗教的需要 只有希腊人首先试图给出理性的理解 试图超越具体个别的现象进入一般的知识 考古学的发现 希腊并非科学活动的唯一起源希腊人也并非在一切方面都是奠基者 有时他们也是传播者 观点2 昂利 贝尔 借口说希腊曾从东方接受了很大一部分知识材料 如宗教的神话 实践的知识 技术的方法等 而放弃了 希腊奇迹 这个说法 恐怕是不公平的 这一阶段希腊思想家的一个相当明显的卓越之处就在于他们始终怀抱着一种高尚的理想 对事物永恒秩序的不计利害的爱 和 逻辑地作解释地需要 希腊的地理位置 生态退化和生产力下降航海民族交通发达 易于继承东方遗产 政治条件 城邦制的建立 从迈锡尼王宫文明走向城邦的社会天地和精神世界 建立了以公众集会广场为中心的 新的社会空间新的社会关系 以公民间的对称性 可逆性和相互性为基础思想的世俗化 理性化 几何化以及创新精神和批判精神的发展法律面前人人平等和权力置于中间 以防止任何人统治任何人 理性地争论政治体制与探究自然界的结构 两者之间只差一小步 自由学术的三个条件 奴隶制易于提供闲暇 亚里士多德的自由学术的条件之一 城邦民主制提供自由的空间 亚里士多德的自由学术的条件之二 希腊人的性格有如孩童 好奇 惊异 亚里士多德的自由学术的条件之三 奥林匹克赛会强调哲学和科学之来源的非功利性 古希腊科学的特点 提出了自然哲学或关于自然界的哲学 有意识地对自然界进行理性探索非功利的追求独立运行思辨精神 静观 辨证 演绎 理智非宗教精神 也有宗教神秘主义 希腊的科学精神 理性自然观1 自然独立于人 从整体上看待2 自然界有规律和秩序 可以把握 3 用数学把握规律 希腊科学的 缺陷 1 轻视体力劳动 不重视实验科学 2 不重视对自然现象实际的 细致的考察 3 注重说明和理解自然 而不是支配和征服自然 本身并未构成物质性的力量 泰勒斯 万物源于水 年代 公元前600年为其鼎盛年西方哲学 科学的开创者 生平 生于米利都 游学埃及与巴比伦 学习了先进的几何学和天文学知识 预言过日食 墓碑上写着 这里长眠的泰勒斯是最聪明的天文学家 米利都和爱奥尼亚的骄傲 柏拉图 泰阿泰德篇 专注观察星空 掉到井里 超凡脱俗的理性态度 超越的 非功利的 对现实的功利不计 专注天空而忽视大地 这是希腊以致整个西方的思想品格 没有对身边俗务的超脱 没有对看似无意义的东西的爱好和关注 就没有哲学和理论自然科学的诞生 亚里士多德 政治学 运用天文学知识预言橄榄大丰收 哲学家并非不能致富 非不能也 实不为也 几何学 金字塔的高度据说提出以下几何学命题 1 圆周被直径等分 2 等腰三角形的两底角相等 3 两直线相交 对顶角相等 4 两三角形中两角以及所夹之边相等 则两三角形全等 5 内接半圆的三角形是直角三角形 提出地中海季风引起尼罗河泛滥大地浮在水上普适的解释解释中不涉及神或超自然的东西 神无处不在 哲学 万物源于水普遍性命题从自然界本身说明自然科学的特征 万物源于水 命题的意义 对世界的解释不再靠神话和宗教 而是以经验中的实在东西作为世界的基础和始基 神话创世思想是一种叙述和宣示 而泰勒斯则想给出理由 泰勒斯 给出理由 的方式 1 经验归纳 看到万物来自于水 又复归于水 2 演绎或推证 把观察结果推广到全部事物从 水是万物的始基 推证出一系列的结论 例如 地在水上 大地固定不动 等 这就是西方科学中最重要的归纳和演绎体系的起源 希腊创造了人的理性 问题 水怎么产生火 米利都学派 理性争辩 阿那克西曼德 鼎盛年约前570年 据说绘制了第一张地图 制造了第一个天球仪和计时器 万物本源是 无定 世界的源初状态是各种事物共生共处的状态 提出 补偿原则 生成与消亡相伴随 第一次明确地表达出运动必然性和原因的观念 阿那克西美尼 鼎盛年约在前546 545年 气本源 气综合了水和 无定 的特征 稀释和凝聚转化生成观 毕达哥拉斯 数即万物 生平 爱奥尼亚的萨莫斯人 据说就教过泰勒斯 去埃及留学过 后移居南意大利的克罗敦 集科学 哲学 宗教于一体的神秘教派 对圆崇拜 不能踩黄豆 教堂门楣上的毕达哥拉斯 把数学提升到抽象化和理论化的高度希腊数学四大学科 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 数即万物 事物遵循的规律是数学的 勾股定理 由特殊的数学关系到一般的证明 毕达哥拉斯定理的证明 三角形内角和180度无理数的发现 2不能表示成整数之比 希帕索斯在海上发现这一定理 结果被扔入海中 天文学 地球 天球两球宇宙模型 对10的崇拜 对地 元素说 元素 原意为 字母 恩培多克勒 鼎盛年约在450年 火 气 土 水爱和恨 原子论 原子 不可分割德谟克利特 约前460 前370 把质的区别还原为量的差异哲学思辨的产物 近代科学重新复兴了原子论 赫拉克里特 鼎盛年约在前504 501将王位传给兄弟 隐居山间 火本原 世界秩序 一切皆相同的东西 不是任何神或人所创造的 它过去 现在 未来永远是永恒的活火 在一定分寸上燃烧 在一定分寸上熄灭 外在的本原是火的形态 内在的本源是符合火的本性的原则 生成辩证法 1 转化关系 万物皆变 无物常驻 如同人不可能两次踏进同一条河流 2 和谐关系 对立的状态或相反的性质共存 产生和谐 例如 不同的音调造成动听的乐曲 3 同一关系 对立面是同一事物的不同方面 例如 圆周上的终点和起点 上行和下行的道路 都是同一的 4 相对关系 取舍 评判标准不同 例如 驴子喜欢草料 人却珍重黄金 最美的猴子相对于人来说也是丑的 巴门尼德 鼎盛年约在前480年反对赫拉克立特的变化感觉的作用 如何认识事物 芝诺 运动不合理 鼎盛年约在468年 巴门尼德的学生 南意大利的爱利亚维护巴门尼德 针对赫拉克里特的变化本原观 提出了否认运动可能性的四个论证 论证1 二分法 要到达终点 先要到中点 而中点是无限的 论证2 阿基里斯追龟 要追上乌龟 先要到乌龟先前的位置 但乌龟总是在先前的位置之前 论证3 飞矢不动 运动是地方的变动 而任何一个时刻飞矢的位置并不变化 论证4 运动场 假设有A B C三列物体 物体B C相对于A的运动方向相反 并且每一时间单元物体B C相对于A都运动一个空间单元 于是 在一个时间单元过后物体B C之间相对移动了两个空间单元 从而物体B相对于C移动一个空间单元需要半个时间单元 而物体B相对于A移动一个空间单元却需要一个时间单元 于是一个时间单元将等于半个时间单元 庄子天下篇 一尺之棰 日取其半 万世不竭 无穷收敛数列表示建立在极限概念基础上极限以承认间断性和连续性 无限性和有限性的统一为特征但数学却没有回答这些对立面何以能够统一 智者与希腊数学三大难题 希波战争使希腊文化重心西移 雅典进入黄金时代政治上的优势 经济上的繁荣 使雅典的民主体制空前发展 辩论术盛行 智者 sophist 活跃 从自然哲学向人文哲学的转移人是万物的尺度认识你自己 德行就是知识 智者推进了逻辑思维和演绎数学的发展 希腊数学三大难题 化圆为方二倍立方三等分任意角 希腊数学三大难题 化圆为方相当于求 它不是任何整系数方程的根 因而不可能用尺规作出 1882年由德国数学家林德曼证明 二倍立方相当于求3 2 法国数学家范齐尔于1837年证明用尺规作不出三等分任意角难在任意 有些角如90度角三分是可以的 三大难题难在限于尺规作图 为什么希腊人要这样严格限制呢 苏格拉底 苏格拉底 前468 前399 自知其无知 柏拉图 柏拉图 前427 347 苏格拉底的学生 苏死后游学埃及和南意大利 研究毕达哥拉斯学派的理论 最后回到雅典建立学院阿卡德米 Academy 门口上书不懂数学者不得入内 理念世界是最真实的世界 现实世界只是对理念世界的模仿理念 idea form 型 相完善和建立数学演绎方法 发现正多面体只有五种 正四面体 立方体 正八面体 正十二面体 正二十面体发现圆锥曲线 抛物线 椭圆 双曲线 土 气 火 水 以太 天体是活的 具有神性使世界具有了神性神不干涉自然过程神的功能是巩固和解释宇宙的秩序和合理性 圆周运动如何解释行星逆行 拯救现象 柏拉图的天球 欧多克斯 欧多克斯 前409 前356 建立了比例论 引入了变量概念 将数 不连续 与量 连续 相区分拯救现象 27个同心天球 行星运动的圆周叠加模式 希腊数理天文学的基本模式 欧多克斯的同心球模型 同心球模型所模拟的行星逆行 科学研究取决于舆论科学活动本质上是群体活动基于普遍的哲学 形而上学和理论信条 亚里士多德 亚里士多德 前384 前322 希腊北部的斯塔吉拉人 自幼父母双亡 17来到雅典成为柏拉图的学生 吾爱吾师 吾尤爱真理 前343年 成为马其顿王太子亚历山大的私人教师前335年 在雅典建立吕克昂 Lyceum 学院 又称逍遥学派 peripatetic 亚里士多德的科学工作 形而上学 逻辑学 范畴篇 分析篇 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 尼各马可伦理学 大伦理学 欧德谟斯伦理学 政治学 诗学 修辞学 亚里士多德的物理学与生物学 四元素理论 土 水 气 火冷 热 湿 干黄液 冷漠液 黑液 血液 四因说 质料因 形式因 动力因 目的因 物理学 复合经验常识天然运动学说 强烈的目的论色彩受迫运动力 速度和阻力之间的定量关系排斥真空 只有在介质中运动 地球静止不动天球运动 圆周 与地面运动 上下 的二分 博物学 对动物的分类 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 遗传现象研究 希波克拉底 医学之父 希波克拉底 约公元前460 377年 将医学从原始巫术中拯救出来 以理性的态度对待生病 治病 体液理论 血液 黄胆汁 黑胆汁 粘液 仰赖医神阿波罗 埃斯克雷波斯及天地诺神为证 鄙人敬谨直誓愿以自身能力及判断力所及 遵守此约 凡授我艺者敬之如父母 作为终身同业伴侣 彼有急需我接济之 视彼儿女 犹我兄第 如欲受业 当免费并无条件传授之 凡我所知无论口授书传俱传之吾予 吾师之予及发誓遵守此约之生徒 此外不传与他人 我愿尽余之能力与判断力所及 遵守为病家谋利益之信条 并检柬一切堕落和害人行为