自然科学与人类生活-绪论.pptx

,自然科学与生活-绪论,1,2,3,4,什么是自然科学？,自然科学的分类,自然科学的发展历史,为什么要学习这门课？,目录,什么是自然科学？,科学是反映自然、社会、思维等客观规律的知识体系。它包括自然科学、社会科学、思维科学等。自然科学包括数学、物理学、化学、天文学、气象学、海洋学、地质学、生物学等基础科学，以及材料科学、能源科学、空间科学、农业科学、医学科学等应用技术科学。是人类改造自然的实践经验，即生产斗争经验的总结。,自然科学极大的影响人类的生活,科学技术是第一生产力！,马克思曾指出：“生产力中也包括科学”，并且说：“固定资本的发展表明，一般社会知识，已经在多么大的程度上变成了直接的生产力。”,本课程的内容,1995年，“杭州英语最棒”的31岁的马云受浙江省交通厅委托到美国催讨一笔债务。结果是钱没要到一分，却发现了一个“宝库”在西雅图，对计算机一窍不通的马云第一次上了互联网。刚刚学会上网，他竟然就想到了为他的翻译社做网上广告，上午10点他把广告发送上网，中午12点前他就收到了6个email，分别来自美国，德国和曰本，说这是他们看到的有关中国的第一个网页。马云当时就意识到互联网是一座金矿。开始设想回国建立一个公司，专门做互联网。马云萌生了这样一个想法，把国内的企业资料收集起来放到网上向全世界发布，他立即决定和西雅图的朋友合作，一个全球首创的B2B电子商务模式，就这样开始有了创意。并起名中国黄页（chiinapage）。,美国微软展望未来2020年的人类生活,为什么要学这门课？,知识触手可及的互联网时代，为什么要学习自然科学与生活这门课程？基本知识储量对一个现代人是必须的。自媒体时代网上的知识真真假假，大学生需要一定的辨识能力。互联网时代大学生表现得越来越知识碎片化。没有完全独立于其它学科的学科，学科多呈现交叉互联的趋势。,自然科学的分类,一、基础科学基础科学目的在于探索和揭示自然界物质运动的基本规律。它的任务是探索新领域，发现新原理。基础科学是整个自然科学的基石。,数学物理化学天文地学生物,1.法拉第发现电磁感应原理2.麦克斯韦提出电磁波理论,基础科学,2、技术科学技术科学是将基础科学知识向实践应用的中间环节，是基础科学转化为直接生产力的桥梁，它一方面是基础科学的应用，另一方面又是直接指导工程技术研究的理论基础。,技术科学,1.西门子制成励磁电机,可以发电,但尚不能应用。2.赫兹发现电磁波,制成电磁波发生装置,使无线电通信成为可能，但还没实现。,应用科学（生产科学、工程科学）应用科学主要是研究基础科学和技术科学的理论在生产过程中的具体运用,从而提供改造自然的手段和方法，研究的是具体的技术原理、结构和工艺。,1887年，赫兹通过实验证实了电磁波的存在。这在当时可是个大新闻，轰动性堪比我们今天的引力波。但在发现电磁波后，赫兹却洋洋洒洒地说：“我认为无线电磁波没有任何实际用途”。消息传到了俄国,让当时的波波夫兴奋不已，偶像可以崇拜但，偶像的决断却不一定要全信，他倒是认为电磁波大有用处，曾经梦想着推广电灯的波波夫说：“用我一生的精力去装设电灯，对广阔的俄罗斯来说，只不过照亮了很小的一角；要是我能指挥电磁波，就可以飞越整个世界！”,自然科学的发展历史,自然科学的发展历史大致可分为三个阶段1、十六世纪以前：古代自然科学.2、十六世纪到十九世纪：近代自然科学.3、二十世纪到现在：现代自然科学.,一、古代自然科学,古代，一般指从人类社会诞生直到公元15世纪。大致可分为上古、中古、下古三个历史阶段，它们分别对应于原始社会、奴隶社会和封建社会。,（一）原始社会的自然科学,1、原始时代的技术与经验态的自然知识（1）最初的技术是在一百乃至二百万年以前产生的用“以石击石”的方法制造石器的技术。（2）人类学会的第二个技术是用火和人工取火。,所以恩格斯指出：“摩擦生火第一次使人支配了一种自然力，从而最终把人同动物界分开。”,（3）人类学会的第三种技术是植物栽培技术和动物驯养技术。（4）人类学会的第四方面的技术是制陶技术、纺织技术、建筑技术和运输技术。（5）人类学会的第五种技术是文字的发明。,随着这些技术的产生和发展，人类也就积累着越来越多的经验形态的自然知识。这些在生产实践中产生并以经验形态存在于技术之中的自然知识，就构成了自然科学萌芽的最初形式。,科学起源的两种线索,2、冶金技术的出现与原始社会的解体在陶器发明之后，随之是在制陶技术的基础上发展起来的、出现最早的冶金技术从铜矿石中炼出铜来。冶金技术诞生于公元前4000年。大发展出现在中国古代商周时期。,原始的科技发明尽管是经验性知识，但它的意义不仅是人类能动地改造自然，同时，在改造自然的过程中也改造了人类本身发展了人类的聪明才智。随着认识自然改造自然的进展，社会生产力不断提高。到了原始社会末期农业、畜牧业、手工业都达到了新的水平，劳动有了剩余剥削便随之出现，奴隶制社会就到来了。奴隶制社会的出现是人类社会进步的表现。,奴隶制社会出现的时间在世界各地有很大差异，最早出现奴隶制的地区和国家是一些农业较发达的大江河流域。主要有西亚的幼发拉底河和底格里斯河流域(今天的伊拉克)，东北非的尼罗河流域(今天的埃及)，印度的印度恒河流域和我国的黄河、长江流域，这些国家在人类文明史上都留下了灿烂的古代文明。,（二）、奴隶社会的自然科学,两河流域、古埃及和古印度的科学技术大约在公元前3000年，两河流域(幼发拉底河和底格里斯河流域)古埃及(尼罗河中下游)和印度(恒河)都相继进入了奴隶制社会，它们创造的灿烂文化，在古代科技史上是令入瞩目的，为后来的科技发展奠定了基础造成了不容忽视的影响和作用，这些成就主要表现在农业、天文、数学、医学、建筑等方面。,1、农业与农业技术水利工程建设畜耕文化的出现2、天文学随着农业生产的发展，人们逐渐意识到必须掌握季节周期性变化的规律。发现这与天空中星象的变化有关，因而开始了对日月和星辰的观察，以此为依据来制订最早的历法。,历法,太阳历简称阳历，是以地球绕太阳公转的周期为计算的基础的，要求历法年同回归年（地球绕太阳公转一周）基本符合。它的要点是定一阳历年为365日，机械地分为12个月，每月30日或31日（近代的公历还有29或28日为一个月者，例如每年二月），这种“月”同月亮运转周期毫不相干。月亮历简称阴历，是以月亮绕地球公转的周期为计算的基础的，要求历法月同朔望月（月亮绕地球公转一周）基本符合。朔望月的长度是29日12小时44分2.8秒，即29.530587日，两个朔望月大约相当于地球自转59周，所以阴历规定每个月中一个大月30日，一个小月29日，12个月为一年，共354日。阴阳合历，即阴阳历，是调和太阳、地球、月亮的运转周期的历法。它既要求历法月同朔望月基本相符，又要求历法年同回归年基本相符，是一种综合阴、阳历优点，调合阴、阳历矛盾的历法，所以叫阴阳合历。我国古代的各种历法和今天使用的农历，都是这种阴阳合历。,古代埃及人民观察到太阳和天狼星同时从地平线升起的那天之后两个月，尼罗河就开始泛滥。因此，他们把这一天当做一年的开始。早在公元前424l年，埃及人的历法规定每年十二个月，每月三十天，年终加五天节日，总共365天。今天所用的公历，就是埃及的太阳历经过演变而来的。巴比伦人根据月亮盈亏来制定太阴历，测定了一个太阴月的精确数值，同现代测定的数据只有三分之一秒的误差。,3、数学在两河流域，人们采用十进制和六十进制并用的计数方法，并且编制了乖法、倒数、平方、平方根、立方、立方根等数学表，几何学和代数学这时也有了开端。,在印度，成书于公元前54世纪的准绳经记载了一些几何知识。他们已经知道了勾股弦定理。使用的圆周率为3.09。他们在天文计算中已开始使用三角学，成书于公元499年的圣使集有66条是有关数学的，包括算术运算、乘方、开方以及一些代数、几何学和三角学的规则。,4、医学古埃及的医学较为发达，他们留下的较完整的医学草纸书有六七部。其中埃伯斯草纸书(成书于第18王朝，约公元前15841320年)是一部宽0.3米，长20.23米的医学巨著。该书记载了许多病症的医疗方法，包括内科、妇科、眼科、解剖、生理、病理等多方面的知识，所载药方有877个。,医学在古印度是颇受重视的学科之一。成书于公元前1世纪左右的阿柔吠陀(长寿知识)是古代印度最早的一部医学著作，载有内科、外科、儿科等许多疾病的治疗方法。妙闻集则记载了一些解剖学、生理、病理、内外科、妇科、儿科等知识，各类病症达l120种，在对拨白内障、除疝气、剖腹产等外科手术上有相当高的水平，记载外科手术器材120种。,5、建筑技术建筑技术是一种综合性技术，它是一定社会总体技术水平的反映。这时，古代两河流域埃及、印度。有许多至今令人赞叹的建筑。例如：现存的4000多年前在两河流域建成的一座神庙共7层，最高处达26米，底层面积达800多平方米。是用烘烤过的泥砖建成的，现仅存一些残垣断壁。在印度河流域的考古发掘中发现哈拉巴文化时期(公元前3000年)的建筑已采用砖木结构。,古希腊、罗马时代的科学技术,希腊半岛与两河流域和埃及相距不远，深受这两个地区早期文化的影响。古希腊人在吸收埃及、巴比伦的科学技术基础上，又发明创造了自己的灿烂文明，使原始的科学技术逐渐成熟，并形成了特定的形态，使古希腊成为当时欧洲的文化中心也是近代科学技术的主要发源地。,自然哲学在那里得到了空前发展，它即是古代的哲学，又是自然科学的一种形态。当时古希腊的自然哲学家们通过直觉和哲学的思辨，对自然现象作出种种解释。出现了以定理、定律、形式表述的自然知识，被称为理论自然知识。古希腊生产技术也有了很大的提高，手工业、商业、运输业都有了长足的发展，经济基础的发展又进一步促进了科学技术的发展，数学、天文学、物理学、地理学、生物学、医学等也发展很快，使整个社会处在鼎盛时期。,为什么是雅典？,公元前594年以梭伦为代表的工商业奴隶主，推行了一系列改革，限制贵族奴隶主对同族同胞的奴役与压迫。但是他们并没有取消奴隶制，而是允许雅典公民对外来异族奴隶进行奴役。这样，改革使一部分雅典公民享有了民主权利，有权参加政治生活，从事科学文化活动，这种称之为奴隶主民主政治体制被认为是奴隶制国家中高度发展的一种标志。政治上的民主与思想上的解放历来是科学技术发展的重要条件。虽然获得这种权利的仅仅是一部分雅典公民，但是却保证了这一部分人有充分的自由从事科学文化活动。希腊半岛的地理位置又使它与地中海沿岸及东方各国建立了频繁的贸易交往，商业较为发达。,按照历史的进程和科学发展，可以把古希腊罗马时代划分为四个时期：爱奥尼亚时期，雅典时期，亚历山大时期和罗马时期。前两个时期科学是在希腊本土发展，特别是自然科学与哲学融为一体即自然哲学阶段。亚历山大时期科学发展的中心转向亚历山大城，自然科学开始从自然哲学中分化出来，形成独立的学科。罗马时期自然科学发展无多大进展，但技术发展很快。,自然哲学,自然哲学是自然科学与哲学融为一体的一门学科是从哲学的高度总结和概括关于自然界的知识。爱奥尼亚时期自然科学与哲学融为一体的自然哲学时期。一般指公元前63世纪。在这段时间里，位于小亚细亚西岸中部的爱奥尼亚，成为古希腊自然哲学的发源地。主要学派有米利都学派、毕达哥拉斯学派和德漠克利特学派(即原子说学派)。,爱奥尼亚在哪里？,米利都学派提出世界万物的本原问题，万物之源为水，水生万物，万物又复归于水。,德谟克利特学派：万物的本原是原子和虚空。原子是不可再分的物质微粒，虚空是原子运动的场所。,毕达哥拉斯学派认为数是万物的本原，万物按照一定的数量比例而构成和谐的秩序；由此他们提出了“美是和谐”的观点。,爱奥尼亚时期哲学派别,泰勒斯,自然科学,雅典人被马其顿人战败后马其顿国王亚历山大建都于埃及的亚历山大城，从此，希腊文化中心由雅典移到亚历山大。亚历山大时期的自然科学的繁荣，公元前3世纪到公无2世纪中叶，前后大约500多年，是古希腊科学发展的重要阶段，在整个人类科学发展史上也占有极其重要的地位。,这一时期自然科学的特点是：摆脱了爱奥尼亚阶段的天才直觉和雅典时期的思辨道路，自然科学开始从自然哲学中分化出来，沿着一条以实践为基础的专门化方向发展，形成了古代的理论学科。著名的有欧几里德几何学，阿波罗尼的圆锥曲线论、阿基米德力学、喜帕卡斯和托勒密的天文学以及盖伦医学等。,1、欧几里德几何学和阿波罗尼的圆锥曲线数学,公元前300年左右，古希腊杰出数学家欧几里德，集以往泰勒斯、毕达哥拉斯等人创立的几何学之大成加以系统化，运用逻辑推理和数学计算方法，演绎出许多定理，写成了13卷巨著几何原本。阿波罗尼的圆锥曲线论，是第一个根据同一圆锥的不同截面，分别研究了抛物线、椭圆和双曲线。它的圆锥曲线论一书是古希腊最杰出的数学著作之一。,2.阿基米德力学-物理学,数学家、天文学家和物理学家。给我一个支点，我将推动整个地球。,4盖仑医学,古代医学到亚历山大阶段，已相当繁荣，特别是人体解剖促进了生理学和解剖学的发展。古罗马人盖仑可谓这一时期医学界的最高权威。他集古代医学知识之大成，把医学知识系统化，建立了古代医学体系。他的医学著作据说有131部，现存的有83部，这些著作被视为医学的金科玉律，他的医学思想统治了1500年之久。那时其他国家留学人员主要是到意大利的罗马学习盖仑医学。,盖仑在医学和生理学方面的主要成就有：第一，主张注意直接观察，反对只从书本学习知识。第二，神经生理学的研究。第三，药物学的研究。在他的药物学书中载有植物性药物540种，动物性药物180种，矿物性药物100种。,亚里士多德,亚里士多德是古希腊哲学的集大成者，是一位承上启下的人物，他一生勤奋，著书数百卷，总结了泰勒斯以来古希腊哲学发展的结果，首次将哲学和其他科学区别开来，开创了逻辑、伦理学、政治学、物理学、植物学和动物学等学科的独立研究。,罗马时期的自然科学停滞不前,随着罗马人吞并古希腊而结束了古希腊的历史。罗马人征服了古希腊的地域，但并没有继承希腊人的科学文化。古希腊灿烂的文化到罗马时期开始衰落。,（三）、封建社会的自然科学,中世纪黑暗时期从公元五世纪到十五世纪的一千多年中，是西欧封建建社会时期。公元476年西罗马帝国复灭，北方日尔曼人入侵，“它把古代文明，古代哲学，政治和法律一扫而光。”(德国农民战争)唯一保存下来的就只有基督教。,基督教神学成为当时占统治地位的意识形态，一切科学研究不能超越宗教的范围。古希腊时期所获得的自然科学知识或者被抛弃，或者被歪曲，把它变成僵死的教条。基督教会为了镇压“异端”，宗教裁判所遍布各地。据记载西班牙宗教裁判所于1483年至1498年的十五年间，就将八千二百余人处以火刑，另有八万九千余人被处以其它刑罚。据估计二百年内欧洲死于此难的人数在七十五万以上。,中国古代的自然科学,代表古代奴隶社会科学技术发展高峰的古希腊科学技术进入罗马时期基本中断。而在长达l000多年的欧洲封建时代，科学技术又基本处于停滞状态。与欧洲相比中国是世界上最早由奴隶制发展到封建制度的国家，并且也是封建社会科学技术成就最多的国家。,古代中国的科学技术,1.科学:农学、数学、医学、天文学、地学、物理学.2.技术:冶金;采矿;瓷、漆器制造;造船;纺织;火药与火器;造纸术;建筑技术;水利工程.农学三千年前我国就已经有了关于某些农作物的记载.如:麦、稻、粟、稷等.古人在总结农业生产经验基础上,形成了376种农业专著,其中影响较大的有10多种.,数学我国早在春秋时期就有了分数概念和九九表。(1)战国时期的周髀算经:该著作完成于公元前1世纪。数学方面的成就主要有:勾股定理、分数运算和开平方的方法。,（2）东汉时期的九章算术是按246个题目分成9章编写而成,故此而得名。该书是我国古代最重要的一部数学著作,它标志我国古代数学体系的形成,对我国数学发展有着重要的影响。(3)南宋秦九韶的数书九章:秦九韶是南宋四川人.他的数书九章共18卷,按81个数学问题,分为9大类,每类各9个问题编排.其中最重要的成果就是高次方程的解法。包括二次、三次、以至十次。,医学的主要成就,(1)战国时期的黄帝内经：这是一部驰名中外的中医学经典著作，它以黄帝与岐伯、雷公等医师谈话、问答的方式讨论医学问题全书共18卷,分素问(9卷)、灵枢（9卷）。内容涉及生理、病理、药理、针灸、按摩、人体解剖等各个方面。其中针灸是我国独创。望、闻、问、切四项原则延用至今。黄帝内经是中医理论形成的标志。(2)东汉张仲景的伤寒杂病论:张仲景(公元150219)今河南省南阳县人，被尊为医圣。他的医术很全面,伤寒杂病论具有很高的学术价值,是从古至今最有影响的著作之一。,明代李时珍的本草纲目:李时珍(1518-1593)生于今湖北蕲春县。本草纲目共载药材1892种,附方11096个。还绘制药物形态图形1100多幅,以及另外一些有价值的其它内容。该书于1590年出版,出版后立即被译成英、法、德、俄等多种文字,流传于世界,成为医药史上的世界名著。达尔文把该书誉为“中国古代的百科全书”。,二、近代自然科学,近代前期科学技术发展的主要特点是自然科学开始从宗教神学中解放出来，并且形成了建立在实验基础上的独立学科。由于科技的进步，完成了第一次技术革命，在方法论上形成了较为完整、系统的归纳法与演绎法；在自然观上，形而上学唯物主义占有重要地位，并产生了深远影响；在科学体系上，形成了以牛顿力学为中心的科学体系。,文艺复兴运动,发源地：意大利，再扩展到西欧各国。文艺复兴运动资产阶级借助复兴古希腊文化,在意识形态领域发动的一场反封建,反宗教,倡导以人为主,提倡人性自由和个性解放的思想解放运动。,文艺复兴时期的著名人物和重要成就,1543年出版哥白尼的天体运行论和维萨的人体的构造，标志着近代自然科学的开始。,为了揭开人体构造的奥秘，维萨常到郊外无主坟地盗取并解剖绞刑架上的尸体以获得对人体的了解。,维萨认为“注重实际的解剖结果胜于思辨”。根