自然科学概论课件

1、自然科学概论学习了科学以后，我们眼中的世界就变得很不一样。费曼（天才物理学家）科学真是迷人，根据零星的事实，添加一点猜想，就能赢得那么多收获！马克吐温（著名作家）学习了科学以后，我们眼中的世界就变得很不一样。费曼（天才物理学家）科学真是迷人，根据零星的事实，添加一点猜想，就能赢得那么多收获！马克吐温（著名作家）第一讲 世界四大文明古国古埃及古巴比伦的汉谟拉比法典 汉谟拉比法典石柱上端： 从太阳神手中接过权杖 古印度的佛教洛阳龙门石窟的卢舍那佛造像，卢舍那的意思是智慧广大、光明普照。据说卢舍那大佛是按照武则天的形象塑造的，娴静庄严，是中国佛教造像艺术的巅峰。按梁思成先生的说法：“ 俱足证明此时期

2、间美术之发达及其作品之善美。”第二讲 古希腊东、西方几乎同时出现的贤哲希波克拉底誓言（全文） 我谨在阿波罗、阿伊斯古拉普斯、西吉雅、潘拉西亚及其他众神前发誓，基于我的能力及判断，我将终身信守以下誓约： 凡教我医术者，我奉之如双亲，我将与之分享我的物品，需要时得以纾解其贫困；将其后代视同为自己的手足。假如他们愿意学习医术，即使不收费、不立约定，我也将不吝教导，施以口头和每一种可能形式之教导。我将把医术传给自己的孩子们及老师的子嗣，以及签下此誓约愿遵守医学律法的学生，没有一人能例外。 基于我的能力及判断，病人的利益将被优先考虑，对病人有害的都被禁绝。我将谨守此际分。希波克拉底誓言 （续） 我将不会

3、给予病人所要求的致命药物，对于这类咨询，我也不会给予建议；相同地，我也不会开立女人堕胎用的药方，我将毕生以纯洁与神圣来执行我的医术。 我将不会为结石阵痛的人开刀，但我会将这工作留给做这种工作的执行者。 无论我进入任何屋子，我将是以病人的利益为出发点而走进人群，杜绝每一可能造成灾祸的自发行为或贿赂，更甚者，杜绝来自男女的诱惑，自由人或奴隶的诱惑。 无论与我的专业有关或无关，我所目睹或耳闻有关病人的一切，不应该被宣传的，我将保守所有的秘密。 当我继续遵守这个誓约，我享受生活及执行医术就被视为当然，在所有时刻，受人尊敬。但当我违反这誓约，我将承担相反的命运。勾股定理: a2+b2c2 古希腊地图世界

4、地图（古希腊在哪里？）赫拉克利特辩证法之父人不能两次踏入同一条河流，因为无论是这条河还是这个人都已经不同了。太阳每天都是新的，永远不断地更新。相反的东西结合在一起，不同的音调造成最美的和谐。疾病使健康成为愉快，坏事使好事成为愉快，饿使饱成为愉快，疲劳使安息成为愉快。思想是最大的优点，智慧就在于说出真理，并且按照自然行事，听自然的话。德谟克里特认为“只有原子和虚空” 著名物理学家费曼说：“假设人类遇到一场空前的浩劫，只允许留下一个科学名词给后代，留下什么词好呢？”他认为应该是原子一词。而原子的概念最早就是德谟克里特提出来的。 拉斐尔的名画雅典学派 亚里士多德是柏拉图的学生，但两个人的哲学观念差别

5、很大。这幅油画就表现了二人的分歧。柏拉图（左）夹着自己的一部形而上学论著蒂迈欧篇，手指天空。亚里士多德则手持他的伦理学，他的手势似乎表明我们要脚踩大地。苏格拉底之死（油画） 苏格拉底之死当我们在柏拉图的斐多篇那比诗还美的散文读到第一个为信仰殉难的苏格拉底拒绝向当权者乞求赦免而英勇饮鸩赴死的记载，我们就明白了希腊精神的精髓，那就是坚定地维护思想自由的正当和必要。（P.22）在油画中，苏格拉底手指天空，认为天国是他的最终归宿。古希腊数学的典范-欧几里德公元前3世纪古希腊数学家欧几里得的几何原本,它在逻辑上的严密和体系的完整，令人叹为观之，成为后世建立公理化理论体系的范本。牛顿的自然哲学的数学原理就

6、是一个典范。 。 阿基米德-第一位近代意义上的科学家 给我一个支点，我就可以撬动地球！ “不要踩坏了我的圆！” 我不能给后人留下一条没有证完的定理。 张衡和“浑天说”浑天说：认为天地犹如鸡蛋，天包地外，就像壳裹着蛋黄一样；盖天说：认为天圆地方，“天圆如张盖，地方如棋局” ；宣夜说：认为日月星辰在无限的充满气体的宇宙中漂浮运动。古罗马的建筑技术斗兽场内可容纳观 众5万人第三讲 中世纪从476年西罗马帝国灭亡到文艺复兴，是长达1000年之久的“中世纪”。天主教会占据统治地位。哲学和科学都是基督教的奴仆，严重阻碍着科学技术的发展。所以常称为“欧洲的黑暗年代”。这时的主流哲学是为宗教神学服务的“经院哲

7、学”，代表人物是圣.奥古斯丁和圣.托马斯.阿奎那。修道院就是学校，圣经是神圣不可侵犯的，“宗教裁判所”残酷地压制着自由思想和独立精神。巴黎圣母院是哥特式教堂建筑的代表 为了体现上帝的庄严和神圣，哥特式教堂建筑的尖顶直插云霄，表现了人们看见宇宙奥秘时的畏惧感。另一方面，为了证明上帝存在的逻辑推理方法，也为后来欧洲科学的复兴准备了条件。圣经出埃及记中所记载的“十诫”： 第一诫： 除了我以外，你不可有别的神。 第二诫： 不可为自己雕刻偶像；也不可作什么形像仿佛上天、下地，和地底下、水中的百物。不可跪拜那些像；也不可侍奉他，因为我耶和华你的神是忌邪的神。恨我的，我必追讨他的罪，自父及子，直到三四代；爱

8、我、守我诫命的，我必向他们发慈爱，直到千代。 第三诫： 不可妄称耶和华你神的名；因为妄称耶和华名的，耶和华必不以他为无罪。 第四诫： 当记念安息日，守为圣日。六日要劳碌作你一切的工，但第七日是向耶和华你神当守的安息日。这一日你和你的儿女、仆婢、牲畜，并你城里寄居的客旅，无论何工都不可作；因为六日之内，耶和华造天、地、海，和其中的万物，第七日便安息，所以耶和华赐福与安息日，定为圣日。 基督教十诫（续）第五诫： 当孝敬父母，使你的日子在耶和华你神所赐你的地上得以长久。 第六诫： 不可杀人。 第七诫： 不可奸淫。 第八诫： 不可偷盗。 第九诫： 不可作假见证陷害人。 第十诫： 不可贪恋人的房屋；也不

9、可贪恋人的妻子、仆婢、牛驴，并他一切所有的。阿拉伯学者伊本.西那和他的医典中国古代的活字印刷术 早在隋唐，雕版印刷就大行于市。传至宋代，毕昇发明了活字印刷术（約1040年）。历代出现过各种活字，包括木活字，陶土活字，陶瓷活字，铜活字等。铅活字（铅、锡、锑合金）则是从西方传入中国的。 蔡伦和他改进、发明的造纸术 可以与几何原本媲美的中国古代最重要的数学著作九章算术，还有天文观测中的北斗七星与北极星。青花瓷 中国瓷器经久不衰的艺术魅力使英文的“瓷器”一词China成了“中国”的代称，而现在已成了“中国”的正式英文译名。 仿古针灸铜人 中医用阴阳、五行学说来说明人体各个器官的相互关系，形成了一整套脏

10、腑和经络学说，以及针灸和“望、闻、问、切”的中医四诊法。它把人的养生规律同自然界的发展规律紧密地联系了起来，这就是“天人合一”。 华佗和他创制的“五禽戏” 华佗善养生之术，故百岁而犹有壮容，经他创制并流传下来的“五禽戏”， 是模仿虎、鹿、熊、猿、鸟五种动物的动作创编的一套防病、治病、延年益寿的医疗气功。 齐民要术书影 北魏时期的农学家贾思勰的齐民要术是流传下来的我国最早的、也是现存最完整的一部农书，也是世界农学史上最早的农业科学专著之一。 张择端的清明上河图李约瑟（J.Needham）和他的中国科学技术史大学的创立被称为“大学之母”的巴黎大学，创立于1200年左右。其后有英国的牛津大学和剑桥大

11、学。现在著名的有美国的哈佛大学、耶鲁大学、普林斯顿大学、麻省理工学院、加州大学伯克利分校等。罗吉尔.培根 罗吉尔培根是在科学精神上承前启后的杰出人物，他是当时在精神上最接近他以前的先进思想和他以后文艺复兴思想的人物之一。在经院哲学流行的时代，他难能可贵地主张观察和实验，认为只有定量的实验方法才能给科学以确实性。 人为什么活？怎么活？哲学的根本问题是什么？这应该从“人的哲学”这一根本点出发，回答人“为什么活？”和“怎么活？”的问题。前者是个信仰问题，它是人生的终极目标和最后归宿，也是人生的动力和精神支柱。它不可能在现实的此岸世界中，而一定是在那只能无限接近而不可能达到的彼岸世界中。因此，人类创造

12、了宗教。后者则是个理性问题，是为了使人生尽可能地获得更多的自由，为此，就要尽量摆脱自然和社会两方面的束缚。因此，从前者人类创造了科学，从后者人类创造了民主。科学和宗教在西方的文化中，科学与宗教一般是分开的，因而它们得以平行发展，此起彼伏，共同支配着人们的物质生活和精神生活。古希腊罗马时期，生产力发展尚处于一个较低的水平，人们主要是解决“怎么活？”的问题，所以萌芽状态的民主与科学占据支配地位。罗马后期，“怎么活”已经显得不那么重要了，人们关注的焦点开始转向思考“为什么活？”的问题，于是宗教占据着中世纪的统治地位。然后，宗教对人的束缚越来越多，人们又开始关心今生今世“怎么活”的问题。于是，文艺复兴

13、应运而生，民主与科学战胜宗教而居于统治地位。西方文明的三个组成部分一般认为，西方文明有三大组成部分：希腊经典与罗马政治；基督文化；科学与民主。而基督文明是西方文明的基础和精髓，它奠定了西方世界最为完善的价值体系，包括：人性、人生、认知、道义、信仰、道德、精神、心理、伦理、美学等一切人文社会的基础。重建人类的精神家园当今世界，随着科学和技术的高度发展，人们的物质生活开始极大地富裕起来，可是人们的精神生活却并未同步跟进而相对贫乏。技术使人变成了机器和工具；现代法制社会中的人，成了一个符号，成了一份证明书、一张身份证；现代商品社会中人与人之间的关系，成了冷冰冰的等价交换关系。人们在惊呼，这样的现代文

14、明，到底要把人类带向何方？一些陷于迷茫之中的西方人试图投入宗教来求得解脱，可是尼采说：“上帝死了！”那个上帝已经无法再次救赎人类。没有了信仰的现代人，急需要寻找方向，走出困境，重建自己的理想家园。但丁和他的神曲 我看到墓上有一块碑文， 写道：“我看管的是教皇阿纳斯塔修斯， 浮提努斯曾引诱他离开正路。” “我们可以停顿一下，再下去彼特拉克和他的十四行诗灵魂之春 灵魂，大地上的异乡着强大的死亡和心中歌唱着的火焰幽幽流水环绕着鱼的欢快游戏，悲哀的时刻，太阳沉默的面容；灵魂，大地上的异乡着，充满精灵，蓝光朦胧，笼罩大地夜像死一样的静，阴暗的钟声久久的鸣响，在死者的白色眼睑上，美人花静静的开放。西沉的太

15、阳，水声潺潺，玫瑰般的风儿是多么的快乐哦 仿佛在述说着昨日！莎士比亚的十四行诗（第91） 有人夸耀门第，有人夸耀技巧， 有人夸耀财富，有人夸耀体力； 有人夸耀新妆，丑怪尽管时髦； 有人夸耀鹰犬，有人夸耀骏骥； 每种嗜好都各饶特殊的趣味， 每一种都各自以为其乐无穷： 可是这些癖好都不合我口胃 我把它们融入更大的乐趣中。 你的爱对我比门第还要豪华， 比财富还要丰裕，比艳妆光彩， 它的乐趣远胜过鹰犬和骏马； 有了你，我便可以笑傲全世界： 只有这点可怜：你随时可罢免 我这一切，使我成无比的可怜。 拉斐尔的西斯廷圣母像 这幅西斯廷圣母塑造了一位人类的救世主形象:她决心以牺牲自己的孩子,来拯救苦难深重的世

16、界 。但丁说:“她走着,一边在倾听颂扬,身上放射着福祉的温和之光，仿佛天上的精灵,化身出现于尘壤。”拉斐尔的雅典学院拉斐尔的雅典学院 雅典学院是以古希腊哲学家柏拉图所建的雅典学 院为题，企图以回忆历史上黄金时代的形式， 寄托他对美好未来的向往。身着长袍面向右转，打着手势阐述自己哲学观点的是苏格拉底，坐在台阶上专心写作的秃顶老者是毕达哥拉斯。 中间是柏拉图和亚里士多德。 米开朗琪罗的末日审判 这是一幅典型的宗教画。画中天国的神圣与空灵,地府的幽暗与恐怖,飞升天堂者的自由与喜悦,堕入地狱者的痛苦与挣扎.人子基督的灵光与愤怒,飞翔的天使,吹响末日号角的七位天使与翻开生命册的天使,围绕于耶酥基督周围的

17、圣徒,指向世界末日的时针,把人们带入一个庄严神圣而敬畏的时刻。米开朗琪罗的创世纪（局部） 梵蒂冈西斯庭教堂的天顶画创世记。以圣经创世记为主线 ，由九个叙事情节组成 。这幅是“创造亚当 ”。最近，据说医学科学家研究发现，米氏在此作品中隐藏了密码，在全部38幅画中有36幅隐藏了解剖学密码。上帝背后是一 个巨大的肺，而亚当背后的的树则像支气管，上帝吹气，亚当就活了。达.芬奇的蒙娜丽莎 关于蒙娜丽莎那神秘的微笑，这是一个生活在现实中很富裕的妇人，和一位除了发财之外什么都不想的丈夫在富足、优裕的环境中生活着。她似乎从来都没有想过什么。但是她生活得并不幸福，也不快乐。当有一天她听到了画家所讲的一个故事，她

18、那沉睡的心灵开始受到触动。她明白了她不快乐的根源没有灵魂的生活不值得过。画家唤醒了一个冷漠的塑像，但她的伤痛的心使她的笑并不持久，微笑从她脸上消失，隐隐约约留在两个嘴角，给她脸儿增添了令人惊异的、神妙莫测的、调皮的神情。很神奇的是，无论你从哪个角度看这幅画像，蒙娜丽莎都会注视着你。达.芬奇的最后的晚餐 犹大向官府告密，基督在即将被捕前，与十二门徒共进晚餐，席间基督镇定地说出了有人出卖他的消息，达芬奇此作就是基督说出这一句话时的情景。在耶稣右边的一组中，我们看到一个黑暗的面容（即画面正方左边第五位） ，他朝后倚着，仿佛从耶稣前往后退缩似的。他的肘部搁在餐桌上，手里抓着一只钱袋。我们知道他就是那个

19、叛徒，犹大.伊斯卡里奥特。 达.芬奇的岩间圣母 此画以圣母居图中央，她右手扶婴孩圣约翰，左手下坐婴孩耶稣，一天使在耶稣身后,构成主体金字塔式构图，并以手势彼此响应：约翰在祈祷，耶稣在为约翰祝福，天使在指示约翰，圣母伸出手作出抚爱姿态 。背景则是一片幽深的岩窟，花草点缀其间，洞窟通透露光，洋溢着空间的深度感 。 弗兰西斯培根“读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人精密，哲理使人深刻，伦理学使人有修养，逻辑修辞之学使人善辩。总之，知识能塑造人的性格。”笛卡儿“给我运动和广延，我就能构造出世界。” “我思故我在。”不能盲目地相信我们的感官，感觉往往是不确定的，认识外界事物必须靠精神去理解。他主张对每一

20、件事情进行批判的怀疑，这就是著名的“笛卡儿式怀疑”。当人在怀疑时，他必定是在思考，而思考这件事情是不容怀疑的。由“思”而知“在” 。哥白尼和他的天体运行论第二版扉页弗龙堡大教堂为哥白尼举行重新下葬仪式黑色花岗岩墓碑上装饰着太阳系天体运行图，即颗行星环绕金色太阳。 仪式举行，神职人员亚采克耶杰尔斯基说：“今天的葬礼具有象征意义，显现科学与信仰的和解。” 哥白尼革命 “革命”这个概念一直是对某种见解或看法的根本改变的一个确定的表达。从2世纪中世纪前就已经确立了托勒密“地心说”的正统地位，1543年哥白尼的“日心说”根本上改变了这个长达1400多年的传统观念。所以在科学史中，被称为“哥白尼革命”，并

21、把1543年看作是中世纪与近代之间分界的实际日期”，是近代科学开始的日子。开普勒定律1.行星都沿椭圆轨道运动，太阳在一个焦点上。2.等面积定律；3.行星公转周期的平方与它轨道的平均半径的立方成正比 伽利略关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 比萨斜塔和自由落体实验 伽利略用逻辑推理的方法，揭示了亚里士多德“落体佯谬”的破绽,用严格的逻辑方法证明了自由落体定律，纠正了人们以往认为“重物比轻物下落得快”的错误观点 。牛顿和传说中的苹果树牛顿和他的经典力学牛顿的自然哲学的数学原理，提出他的三大运动定律和万有引力定律。英国诗人蒲柏（Apope, 16881744）有一 首诗是这样说的：“自然和自然规律

22、隐匿在黑暗之中/上帝说：让牛顿去吧/一切遂臻光明！”后面他接着说道：“但是，光明并不长久，魔鬼又出现了/上帝咆哮说：嗬！让爱因斯坦降生吧/就恢复到这个样子。” 牛顿力学的机械论特征 在这个以牛顿的原子论物质观、绝对时空观和机械决定论因果观为基础的世界面前，人只是一个并不重要的旁观者，他无所作为，只能听任随波逐流。原来那个富有声、色、香、味，充满了喜乐、爱、美，到处表现出有目的的和谐与创造性的理想的世界，现在变成了一个冷、硬、无色、无声的死寂世界，一个量的世界，一个服从严格的机械规律性，可以用数学精密计算的像机器般运转的世界。当然，牛顿所赋予世界画面的惊人的和谐与秩序给我们美感上的满足，也并不亚于诗人们的神秘想象和作家笔下万花筒式混乱的自然界。颜色、爱情和美丽的世界仍然在那里，只是我们现在所了解的万物的美要比人的感官所体验到的更多，更真切，更好。总之，只有科学和人文的互补，只有把天上的星空和心