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古希腊科学靳志佳第1页/共50页古希腊科学靳志佳第1页/共50页1第2页/共50页第2页/共50页2一、希腊起源前2500年—前1500年克里特文明前1500年—前1200年迈锡尼文明阿卡亚前1200年—前800年黑暗时代多利亚前800年—前323年希腊城邦文明前323年—前30年希腊化时代前30年—395年罗马帝国第3页/共50页一、希腊起源前2500年—前1500年克里特文明第3页3第4页/共50页第4页/共50页4第5页/共50页第5页/共50页5第6页/共50页第6页/共50页6二、古希腊科学的背景宗教自然环境社会环境希腊人特点第7页/共50页二、古希腊科学的背景宗教第7页/共50页7(一)宗教特点:未提出共同的宗教教义、经典、严密的宗教组织—未对科学形成有组织的摧残编织完备的诸神体系—原始逻辑体系神人同形同性色彩—好感、探索、勇气第8页/共50页(一)宗教特点:第8页/共50页8(二)自然环境山峦重叠,把陆地分成小块—小国寡民土地贫瘠,生产力不发达—人们积极、勇敢、富于进取精神临海,海外贸易兴盛,以平等交换为原则—促使平等观念的形成、民主政治的建立第9页/共50页(二)自然环境山峦重叠,把陆地分成小块—小国寡民第9页/共59(三)社会环境城邦制:独立自治、广泛交流—统一但又具有普遍多样性的希腊文化奴隶制:奴隶劳动供养奴隶主—有更多闲暇时间去关注政治、艺术、哲学、科学民主制:自由的思考、发表意见,公开演讲与辩论时逻辑学得到发展第10页/共50页(三)社会环境城邦制:独立自治、广泛交流—统一但又具有普遍多10(四)希腊人特点善于吸收外来文化的民族对外部世界有强烈的好奇心探究、怀疑、批判、理性思索第11页/共50页(四)希腊人特点善于吸收外来文化的民族第11页/共50页11希腊科学缺陷把体力劳动与奴隶相联系,认为体力劳动有损于他们的尊严善于滔滔雄辩、理性思辨,很少动手制作仪器工具、观察自然现象,不愿问及各类手工业使希腊科学缺少实验精神,缺少与实际相联系的传统第12页/共50页希腊科学缺陷把体力劳动与奴隶相联系,认为体力劳动有损于他们的12三、古希腊科学(一)万物本原探究(二)亚里士多德(三)数理科学(四)天文学(五)医学第13页/共50页三、古希腊科学(一)万物本原探究第13页/共50页13(一)万物本原探究元素说毕达哥拉斯原子论埃利亚哲学第14页/共50页(一)万物本原探究元素说第14页/共50页141.元素论泰勒斯万物源于水预测日食测量金字塔创立演绎几何学月亮反射太阳而发光大地是漂浮在海洋上的圆盘约公元前624年—公元前546年第15页/共50页1.元素论泰勒斯约公元前624年—公元前546年第15页/共15意义把世界本原归结于一种具体物质,引起哲学上的怀疑论,使人们理性的对客观事物进行思考解答排除了超自然因素的干扰,把众神从这一领域请了出去第16页/共50页意义把世界本原归结于一种具体物质,引起哲学上的怀疑论,使人们16阿那克西米尼空气是万物本原空气的稀薄会变成火,而其凝聚则会变成水,进一步压缩又会变成土。第17页/共50页阿那克西米尼空气是万物本原17奇诺弗尼斯土是万物本原地球外貌会随时间而发生变化第18页/共50页奇诺弗尼斯土是万物本原第118赫拉克利特火是万物本原既不是神也不是人创造了这一世界秩序,它的过去、现在和未来永远是一团永恒的火。无尽流动说有一些看不见的粒子在运动,表现为水的蒸发和香气的弥散第19页/共50页赫拉克利特火是万物本原第19页/共50页19阿纳克西曼德万物之源是“无限者”、种子说
“宇宙生成之初,一个冷热一体的种子从永恒的无限中分离出来,接着又从它产生出一个火球,包裹着围绕大地的空气,就像树皮包裹着树一样”把已知世界绘成地图的第一个希腊人认识到天空围绕北极星转,提出天空可见的苍穹是一个完整的球体的一半,地球处在球体的中心动物从海泥中产生,人从鱼腹中产生第20页/共50页阿纳克西曼德万物之源是“无限者”、种子说第20页/共50页20阿那克萨哥拉物质是一群不同的实体的集合物,每一实体都具有不同的质或偶有性运动最初是由智慧发动的。这是一种精微的流体,可以引起旋转,旋转扩散开来,就造成世界,并使它具有秩序。发现鱼是用腮呼吸的。第21页/共50页阿那克萨哥拉物质是一群不同的实体的集合物,每一实体都具有不同21恩培多克勒物质的本原是土、水、气、火四种元素受到两个对立的神力(相引力、相斥力)的影响,以各种不同的比例结合起来,形成所有形形色色类型的物质。用水钟做实验,证明空气是有质体的。第22页/共50页恩培多克勒物质的本原是土、水、气、火第22页/共50页22柏拉图把元素还原成三角形,几个三角形适当的组合起来,形成三维粒子,三维粒子的每个不同形状对应一种元素,这些元素组成万物四面体—火六面体—土八面体—气十二面体—宇宙二十面体—水第23页/共50页柏拉图把元素还原成三角形,几个三角形适当的组合起来,形成三维23亚里士多德把它们还原成人们对客观世界可以感觉到的性质,其中两对其决定作用—热和冷,干和湿,它们有四种结合方式,每一种产生出一种元素四元素适用于地球,天体由第五元素“以太”组成第24页/共50页亚里士多德把它们还原成人们对客观世界可以感觉到的性质,其中两242.毕达哥拉斯万物皆数定义了各种数:实数、虚数、有理数、无理数、亲合数、奇数等等证明毕达哥拉斯定理,推进几何学发展琴弦在相同张力下长度不同,音度不同完美的和谐10、圆、球有秩序的宇宙:地、月、日、金、木、水、火、土、恒星天、对地围绕中心火第25页/共50页2.毕达哥拉斯万物皆数第25页/共50页253.原子论留基伯提出万物是由原子组成的。因果原则,认为任何事都不会无缘无故的发生,一切事情的发生都有其自然原因。原子:人们感觉不到,组成万物的终极粒子第26页/共50页3.原子论留基伯第26页/共50页26德谟克利特
宇宙的产生也与原子有关,无数原子在无限的空间中做无规则运动,相互冲击,引起里直线运动和旋转运动,旋转运动导致原子结成团块,萧瑟组成万物,大的形成大地。第27页/共50页德谟克利特宇宙的产生也与原子有关,无数原子在27古希腊原子论是一种不彻底的理论,在高度追求理论严谨性的古希腊,为什么会产生这种理论?这与希腊人缜密的逻辑思维是分不开的,尤其是名噪一时的芝诺悖论。第28页/共50页古希腊原子论是一种不彻底的理论,在高度追求理论严谨性的古希腊28埃利亚哲学
巴门尼德凡不能设想的就都是不可能的,及时感官告诉我们它的确发生了。创造是不可能的,因为不可能设想可以从无中产生有,可以由非存在中产生存在,事实上,就不可能有存在这种东西。毁灭也是不可能的,因为有不可能化为无。连变化也是不可能的,因为一物不可能从本质上和它不同的另一物中产生。第29页/共50页埃利亚哲学巴门尼德第29页/共50页29芝诺运动不可能阿基里斯赶不上乌龟第30页/共50页芝诺运动不可能第30页/共50页30经验告诉人们,运动时客观存在的,直觉也告诉人们,阿基里斯赶上乌龟不菲吹灰之力,但芝诺的论证又无懈可击,那么,问题出现在什么地方呢?人们发现,芝诺所有的悖论都是建立在空间和时间可以无限分割这一假说基础上的,如果抛弃了这一可分性,芝诺悖论将不再成立。因此,从思想发展的逻辑来看,原子论者就是通过赋予构成物质的原子以不可分性来否定芝诺的悖论的,大概在他们看来,承认原子不可分,虽然在逻辑上有漏洞,但也比承认芝诺悖论好。第31页/共50页经验告诉人们,运动时客观存在的,直觉也告诉人们,阿基里斯赶上31(二)亚里士多德1.苏格拉底主张心灵至高无上,因为心灵能领悟真正的“形式”或理想灵魂是唯一值得研究的对象,真正的自我是灵魂道德、平等第32页/共50页(二)亚里士多德1.苏格拉底第32页/共50页322.柏拉图原名阿里斯托勒斯唯心主义,唯实论怀疑论和神秘主义相结合大小宇宙:宇宙和人阐明负数概念—流数法的萌芽第33页/共50页2.柏拉图原333.亚里士多德生平前384—前322年,自幼失去双亲,由他家的友人抚养长大,后去雅典求学,柏拉图去世后离开学园,前343年任亚历山大的老师,后在吕克昂建立学园,“逍遥学派”,亚历山大去世后离开雅典,第二年去世。+第34页/共50页3.亚里士多德生平+第34页/共50页34科学工作自然哲学著作:《物理学》《论天》《气象学》《论生灭》《论灵魂》探讨了事物存在与变化的原因,他认为一切事物的存在与变化,其最初的原因共有四种:质料因、形式因、动力因、目的因。宇宙结构上,大地是球形的,位于宇宙中心,地球和天体由不同的物质组成。所有物质都具有某种天赋的目的或“自然本性”第35页/共50页科学工作自然哲学第35页/共50页35逻辑学著作:《范畴》《解释》《前分析》《后分析》《论辩》《智者的辩驳》(《工具论》)形式逻辑创始人形式逻辑定律:同一律、矛盾律、排中律三段论法第36页/共50页逻辑学著作:《范畴》《解释》《前分析》《后分析》《论辩》《智36系统的经验考察著作:《动物志》贡献:动物分类、解剖、胚胎发育动物分类:根据动物外部形态、内部器官、栖息地、生活习性、生活方式等许多特点与差异将其划分成群,描绘了一幅以人和哺乳动物为顶端,而低等植物在底层的生物阶梯略图。海豚是哺乳动物,鲨鱼是鱼。否认植物也分雌雄,认为心脏是生命的中枢,脑子是血液的冷却器官。生物学的创始人第37页/共50页系统的经验考察著作:《动物志》第37页/共50页37(三)数理科学欧几里得《几何原本》公理化体系公理化体系:用定义和公认的不证自明的知识要点作为演绎的前提,这些知识要点被称为公设或公理,在此基础上用逻辑证明的方法推导出新的知识,这就是公理化体系。第38页/共50页(三)数理科学欧几里得《几何原本》公理化体系第38页/38几何原本给出了几何证明所需的一系列定义和概念:点、线、面、角、各种平面图形等提出来五个共设(适用于几何学的不证自明的知识)提出来五个公理(适用于一切科学的真理)在给出的定义、概念、公设、公理基础上,证明了《几何原本》中467个命题。第39页/共50页几何原本给出了几何证明所需的一系列定义和概念:点、线、面、角39阿基米德浮力定律杠杆原理第40页/共50页阿基米德浮力定律第40页/共50页40(四)天文学特点:古希腊天文学与哲学有密切关系,尤其是柏拉图哲学。希腊人是从数学角度考虑天文学的,不涉及是真实天体运动起来的机理、怎样形成、动力何来,这些球体是数学上的球。虽思想上有柏拉图主义倾向,但是仍具有科学精神,认识到实测结果是评价数学表述的标准,数学推论最终要和观察所揭示的现象相一致。第41页/共50页(四)天文学特点:第41页/共50页41宇宙模型欧多克斯同心球理论共设置里27个同心球,恒星一个,五颗行星每颗四个,太阳和月亮各占三个。阿波罗尼乌斯用匀速运动描述天体的运行行星绕地球作匀速圆周运动,然而地球并不处在圆周的中心,而是偏向一边。在偏心圆上,行星依旧作匀速圆周运动,但是因为地球不在圆心位置,所以从地球上看起来,行星的速度就会有变化。行星在一个较小的圆周,或称为“本轮”上作匀速运动,本轮的中心则在另一个大轮—“均轮”上匀速运转,地球位于均轮的中心。第42页/共50页宇宙模型欧多克斯同心球理论第42页/共50页42喜帕恰斯偏心运动亚里士多德水晶球宇宙模型每个同心球像水晶球那样透明可见,是真实的天体每个同心球由其外一层推动最外层由神来推动第43页/共50页喜帕恰斯偏心运动第43页/共50页43天文测量1.对大地形状的认识(1)毕达哥拉斯学派认为,球形是一切几何立体中最完善的,所以大地、天体和整个宇宙只能是球形的。(2)亚里士多德从他的运动学理论出发,论证大地只能是球形的。根据他的四元素说,土在宇宙中心聚结成大地。既然土元素的本然运动时移向宇宙中心,那么土必然要围绕宇宙中心对称排列,这种对称排列的结果只能是球形。第44页/共50页天文测量1.对大地形状的认识第44页/共50页44(3)帆船出海航行时,随着船的渐行渐远,岸上的人们所看到的现象是船体渐渐消失在水中,而桅杆还显露在水面上。船返航时情况则相反。(4)人们在地表沿南北方向远距离移动时,会发现北极星的高度在变化,天上的星星分布在发生变化。(5)月食时,投影在月表面上的阴影的边缘总是圆弧状的。第45页/共50页(3)帆船出海航行时,随着船的渐行渐远,岸上的人们所看到的现452.测量地球大小埃拉托色尼(前276—前196)首测地球周长在夏至时,在埃及南部的塞依尼,太阳光可以直射当地水晶的井底,这意味着太阳位于当地天顶,太阳光是垂直于当地地球表面的。在同一天的中午,他测量亚历山大城太阳光透射到一个垂直于地面的杆子时造成的影子的长度,由此推算出太阳光偏离当地垂线的角度为7度。有根据当时商人往返两地的速度和时间推算两城的距离。第46页/共50页2.测量地球大小埃拉托色尼(前276—前1
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