科学技术史教学3课件

1、国子监,第三节中国的传统科学与技术,中国古代的科学源于春秋战国时期，确立于汉，形成了,以“太初历”为雏形的天文历法体系； 以九章算术为范本的数学体系； 以黄帝内经、伤寒杂病论和神农本草经为标志的医学体系。,落下宏（四川阆中人，约公元前156-前87年） 太初历的制定者。有世界影响的我国西汉民间天文学家。 太初历是我国古代最精密的历法，使用时间达2300多年。 经他改进的赤道式浑天仪，在我国使用了2000多年。,九章算术是中国传统数学最重要的著作编定于公元前3-1世纪。 九章算术在分数四则运算法则、比例和比例分配法则、盈不足术、开方术、线性方程组解法、正负数加减法则、解勾股形和勾股数组等方面，或

2、填补了世界数学研究的空白，或走到了其他文化传统的前面。 刘徽九章算术注以演绎逻辑为主要方法全面证明了九章算术的公式解法，奠定了中国传统数学的理论基础。,伤寒杂病论奠定了张仲景在中医史上的重要地位,李时珍所著 本草纲目,中国古代科学技术要点,一、我国古代科学技术发展的过程 奴隶制时期（四千多年前） 春秋战国时期到明代中期 明代中期以后 二、我国古代科学技术主要成就及意义 技术学科 自然科学及数学 自然观 在世界科技发展中的意义 三、我国科技在明代落后的原因 与同时期文明古国的比较 近代自然科学为什么没有在中国产生,北京古观象台,一、我国古代科学技术发展的过程,国子监,二、我国古代科学技术主要 成

3、就及意义,（一）技术学科,农业：精耕细作的优良传统 水利工程技术：都江堰工程 冶金采矿：生铁熔炼法、炒钢技术、炼锌技术 能源的开发和利用 造纸发明和雕版印刷术 机械、造船和纺织 独具风格的建筑技术 制陶技术：商代青瓷、汉代成熟、明清高峰,都江堰全景,都江堰全景,都江堰地理位置示意图,都江堰水利工程,建于战国时期的都江堰水利工程，是全世界建造年代最久，惟一留存至今，以无坝引水为特征的宏大水利工程。 该水利工程历时2250余年仍然发挥着巨大作用，是中国和世界历史上的奇观。 都江堰水利工程被誉为活的“水利博物馆”和“水文化的摇篮”。,古代造纸过程图与发明泥活字印刷术的毕升,指南针的发明,紫禁城是中国

4、古代建筑艺术群体构图的最高典范,长安犹如一幅组织有序的巨大画面：城墙由低而高，布置由疏而密，建筑由简小而高大，色彩由淡素而浓重。,中国古建筑西京长安,（二）自然科学及数学,天文学：成果多、时间长、资料保存完整 数学：代数学成就很大 物理学：实践积累了不少知识，没有形成理论 化学及化工技术：制陶、炼丹术及火药的发明 地学：管子中地员是世界上最早的植物地理学著作；有9000多种古地方志；沈括制成世界上最早的立体地图。 医药学：丰富的医药学文献；独特的医疗方法；有世界上最早的药典本草纲目,中医药学的六大特点,有丰富的医药学文献； 有自己的独特体系； 注重整体分析； 独特的疗法和效能； 世界上最早的药

5、典本草纲目； 从未被西方医学所替代，从未停止过前进的步伐。,中医药学的独特体系,生理病理学脏腑、气血、经络、津液 治疗学四诊（望、闻、问、切）八纲 归纳治疗的辩证施治 药物学四气五味概括药性 配伍方剂学君臣佐使、七情和合 针灸学经络、腧穴 临床医学推拿术、气功、导引等治疗方法,国子监大门,皇家科学与职业科学家,Mathematicians: 历算家 编制历法,Astronomers: 天文家 仪器制造与天象观测,Astrologers: 星占家（太乙家） 用天文现象预测影响未来的重大事件,张衡 (78139),灵宪 浑天仪,大明历、綴术 = 113/355,祖冲之(429500),沈括 (10

6、311095),梦溪笔谈 十二气历 隙积术,郭守敬 (12311316),授時历,刘徽,数学家I: 普通人,劉 徽(三國, 三世紀): 九章算術注,秦九韶 (1202?1261): 數書九章(1247),楊 輝: 詳解九章算法(1261)、楊輝算法(1275),朱世傑:算學啓蒙 (1299)、四元玉鑑(1303),賈 憲(宋, 11世紀): 開方法,程大位 (15331606):算法統綜(1592)、珠算,沈括,数学家II: 职业科学家,李淳风(602670): 算经十书、麟德历 旧唐书卷79: 太史令,李 冶 (11921279): 測圆海鏡、天元术 元史卷160: 翰林学士,王恂 (123

7、31281): 授時历、三次内插法 元史卷164: 太史令,一行(673727),大衍历 内插法 正切函数表,数学家: 普通 v.s. 职业,普通: 生涯不详、小官僚、数学家 劉徽、秦九韶、朱世傑,职业: 有传记、大臣、历算家 祖沖之、一行、郭守敬,九章算术 (约100 BC) 刘徽注（263AD),周髀算经 九章算术 海岛算经 孙子算经 张邱建算经 缀术 五曹算经 五经算术 夏侯阳算经 缉古算经,记数法与实数系统,算筹十进位位置制,实数系统,零: 空位,负数: 正负术 同名相除，异名相益，正无入负之，负无入正之。(减法法则）,无理数: 开方术 开之不尽者为不可开，当以面命之。,算术方法,分数

8、四则运算与比例算法 盈不足术（双假设法） 物不知数与百鸡问题,代数问题,线性方程组（高斯解法） 开方术（开平方、开立方）,几何理论,出如相补原理 面积、圆周率、勾股定理、重差术,祖暅公理与刘徽原理（阳马术） 多面体体积、球积,中国古代火药的发明火药制造的枪炮火药制造的礼花,51 41 31 21 52 42 32 22 13 53 43 33 23 14 54 44 34 24 25 15 55 45 35 26 16 56 46 36 37 27 17 57 47 38 28 18 58 48 49 39 29 19 59 50 40 30 20 60,天干&地支: 60周期,上元 (历元)

9、 : 特別時刻,甲子年、甲子日、夜半,日月五星会聚冬至点,太阳经过远地点,太阳经过黄白道降交点,上元积年Nn,甲子年 甲子日 11月初一夜半,木星、火星、土星 金星、水星 会聚冬至点,太阳经过冬至点 远地点 黃白道交点,授时历(1280)的弧矢割圆,矢: BD = x,授时历: 三次内插法,四元玉鑑: 立方招兵,北京古观象台,北京古观象台,理论自然科学,在原子物理学中，N.Bohr说他的互补原理来源于中国的阴阳说。 惠勒对于宇宙学的研究，源于老子“有生于无”的思想。 相对性原理见于二千多年前汉代的尚书纬考灵曜一书中。 弱电统一理论的提出者温伯格声称他受了中国古典哲学的影响。,技术科学,莱布尼兹

10、发明的二进制来源于阴阳八卦的启发。 计算机程序设计的思想源于中国古代的提花织机。,四大发明的作用,指南针在远洋航海、地理大发现中发挥了重要作用。 造纸和印刷术是传播科技知识、人类文化的最有效的手段。 火药的使用，不仅用于造枪炮，还大大促进了采矿、冶金等工业的发展。,马克思说：,火药、指南针、印刷术这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉粹，指南针打开了世界市场，并建立了殖民地，而印刷术则变成了新教的工具，总的说来变成科学复兴的手段，变成对精神发展创造必要前提的最强大杠杆。 机器、自然力和科学的应用,国子监,近代自然科学并没有在中国产生，原因何在？,三、我国科技在明代落后的原因,

11、（一）我国科技发展与其他文明古国的比较,相同处 古代社会的产物；经验性；没有形成理论体系 相异处 几千年的延续发展，没有中断 取得的成果丰硕 在明代中期的衰落,（二）近代自然科学为什么没有在中国产生？,中国古代科学技术的特点,创造了举世瞩目的科学技术成就 首创性 历史连续性 全面多样性 “中国的这些发明和发现往往远远超过同时代的欧洲，特别是在15世纪之前更是如此（关于这一点可以毫不费力地加以证明）。” 李约瑟 形成了独特的实用科学体系 形成了大一统的技术结构 以满足封建自然经济和统治阶级生活需要为目的实用科学技术体系得到发展 适合封建政治观念需要的科学文化在封建社会框架内得以延续发展,中国古代

12、科学技术的弱点,我国古代科技注重实用，理论性不强，抽象化程度较低。 如天文学是为皇权服务，统治者用“天理”来控制人，而不是人去揭示自然界的“天理”。 我国古代科技与哲学脱节。 中国古代哲学的主题是社会伦理，缺乏自然哲学的传统。 我国古代科技有一定的独立性、保守性和排它性，不善于吸收和消化外来的先进文化。,近代自然科学没有在中国产生的原因,宏观层面 经济基础 社会政治制度 中国古代科学的社会建制 微观层面 克拉伦斯的“第四生产要素论” 麦克莱德的“成就需欲论” 社会、个人的价值取向，根深蒂固的文化传统，学而优则仕。,登封观星台，建于元朝初年 中国现存最早的天文台,皇权下的数理天文学,浑仪,143

13、7年仿制 紫金山天文台,皇帝权力的象征 改朝换代的标志,纪限仪，北京古观象台,高精度要求,天体仪,上镶1449颗星,1905年仿造 紫金山天文台,严禁百姓私习历法编制技术,简仪, 公元1437年仿制 紫金山天文台,发展数值算法而忽视宇宙论,1 度 = 360/365.25；F 表示稍密Fine 、P 表示全密Perfect Source: 宋史律暦志卷81,乾道四年(1168AD)三月的天文观测,科学的目的与实用的传统,科学、教育 & 李约瑟难题Needham Problem,皇帝 院长、校长 部长、校长,宇宙模型 知识创新 素质教育,历算家 科学家 教师、学生,历法精度 科研成果 升学率,定

14、律,如果管理者提出两条要求，并对结果给与严厉的奖惩，当一种要求难以给出严格的判别，而另一种要求可以给出明确的界定，则前者将必定受到完全的忽视。,讨论式作业,你对封建主义时代中国科学技术有何了解？ 简述其主要成就、特点、在世界科技史及社会历史发展中的地位、作用？ 我国古代科技在明代中叶落后的原因何在？ 对今天的你，今天的中国有何启示？,阅读文献,1、杨健，观察中国科技的九个角度，人民日报2006年12月28日； 2、吴汉东，利弊之间：知识产权制度的政策科学分析，法商研究，2006年第5期； 3、冷兆松，直面品牌弱势，打造世界知名的“中国制造”，红旗文稿，2006年第23期； 4、孔善广，为什么不是中国创造？，中国社会导刊，2006年第12期； 5、曹红蓓，晚明在烟花烂漫中坠落，中国新闻周刊，2007年2月12日； 6、（日）土谷英夫，中国回归