古希臘羅馬的科學技術.ppt

第三節(jié)：古希臘羅馬的科學技術,一、古希臘的自然哲學 二、古希臘的科學知識 三、古羅馬科學技術 四、關于古希臘科學技術的幾點結論,通知,教材科新進了一批”研究與開發(fā)的社會運行”課本.請沒購買的研究生繼續(xù)去購買該教材.,教學目的和要求,1.了解古希臘科學發(fā)端的社會背景及其與四大文明古國科學社會背景的差異； 2.重點掌握雅典時期的自然哲學成就及其自然觀意義； 3.著重理解希臘化時期數理自然知識成就及其方法論意義。,希臘文明的發(fā)祥地,古希臘的自然哲學,1.米利都學派 2.畢達哥拉斯學派 3.原子論思想 4.亞里士多德主義,1.米利都學派,泰勒斯關于世界萬物本原是“水”的主張,泰勒斯,泰勒斯（Thales，約前624546）斷言所有的事物都起源于水，因此他被尊為希臘科學和哲學的鼻祖。 1）泰勒斯的命題中沒有神話因素; 2）泰勒斯用這個假說解釋了其它自然現象。如回答了大地靠什么支持這個古老問題。 3）現代科學正是從泰勒斯和其同時代人的思想持續(xù)不斷地傳下來的。,米利都學派,阿拉克西米尼認為萬物的本原是空氣； 阿拉克西曼德則認為萬物來源于“未規(guī)定的物質”。 赫拉克利特認為組成世界的基本元素是“火” 恩培多克勒提出了關于水、火、土、氣的“四根說”,赫拉克利特,恩培多克勒,畢達哥拉斯學派,以薩摩斯島的畢達哥拉斯（Pythagoras，約前570497/6）命名的這個學派最典型的特征就是對數最感興趣，把數作為一個形而上學原則。,畢達哥拉斯,萬物皆數，宇宙萬物的結構及其運行服從數的和諧，意義深遠,2.畢達哥拉斯學派,傳說畢達哥拉斯發(fā)現了2:1 、3:2 、4:3 這幾個數字比率跟最和諧的音程八度音、五度音和四度音一致。 在天文學上，設想數字之比存在于世界中心到各天體的距離之間，由于這些比率也指音樂的音程，所以認為音程也存在于天體中。 由此又引出了關于天體和諧的更廣泛的思辯學說 其意義在于： 1)是關于地球運行的第一個猜測 2)啟迪后世學者追求體現宇宙和諧的規(guī)律,原子論思想,原子論是古希臘自然哲學的最大的成就之一。這個派別的創(chuàng)始人是留基伯，主要闡述者是德謨克利特和伊壁鳩魯，該派別認為世界萬物都是由原子組成的，原子是肉眼所不能看見的物質微粒，永恒運動是原子的本性，自然界變化的實質是原子的聚散及其運動，整個世界由原子和虛空所構成。古代原子論是歐洲最早最完備最接近于近代自然科學的物質結構的哲學猜測。,伊壁鳩魯與他的哲學,亞里士多德主義,亞里士多德是古希臘哲學的集大成者，是一位承上啟下的人物，在他的哲學中，哲學和自然科學已開始分化。 1)在世界本源問題上，用“四因說”加以論證(質料、目的、形式、動力）； 2)在宇宙結構問題上，主張地心說，建立了同心球宇宙模型，第一次把幾何學和天文學結合起來； 3)在物體運動問題上，認為物體只有在外力推動下才能運動，重物墜落的速度較輕物快。,亞里士多德主義： 地球在宇宙中心的論證,亞里斯多德對地球處于宇宙中心的論證之一： 因為我們時時刻刻正好看到半個天球，所以地球必然位于宇宙的中心。,亞里斯多德的動力學,任何運動物體都是由與它相聯的外界物體所推動。這是地球上無生命物體運動的基礎。由此得出： （1）一個脫離了所有外部影響的物體處于靜止狀態(tài)； （2）對每種強迫運動，必須尋找與物體有關的動因。 動力學基本規(guī)律：由外力推動的物體運動的速度與推力成正比，與反對運動的阻力成反比。 亞里斯多德和其他希臘思想家的最大功績就是把自然作為科學研究的對象。,古希臘的科學知識,1. 數學知識 2. 天文知識 3. 物理知識 4. 生物和醫(yī)學知識,數學知識,古希臘的數學成就與畢達哥拉斯學派的幾何學成就及其數理思想直接相關。歐幾里德的幾何原本全面總結了前人的幾何學知識，從公理出發(fā)運用演繹方法證明了包括467個命題的幾何學全部定理。幾何學從此成為一門科學和古代最成熟的學科。,歐幾里德,約公元前300年，歐幾里德提出了對數學作系統(tǒng)闡述的權威性形式，此后許多世紀，這種形式被公認為是數學方法的典范。 他的集大成之作幾何原本至今還是幾何學的權威著作。,2.天文學,日心說：阿利斯塔克最早提出日心說,Aristarchus（前310-230年左右） On the Sizes and Distances of the Sun and Moon 太陽到地球的距離大于地球到月球距離的18倍，但小于20倍； 太陽與月球的直徑比大于18，小于20 太陽與地球的直徑之比大于19:3，小于43:6,物理知識,阿基米德把觀察和數學推理、理論研究和實際應用相結合，發(fā)現了杠桿原理和浮力定律，給出了求解復盡雜物體重心的方法。他的研究方法已接近現代的研究方法，被譽為“力學之父”。,阿基米德,阿基米德的名言,給我一個支點，我將推動地球 從阿基米德的著作中還能找到理論力學的萌芽：他從預設的一些公理出發(fā)，從數學上證明了杠桿原理力與力臂成反比。,阿基米德的著作,傳記作家普魯塔克這樣評論阿基米德的著作：在整個幾何學上不可能找到更困難更錯綜復雜的問題，也不可能找到更簡單更清晰的解說。 1)論平面圖形的平衡I 2)求拋物線的面積 3)論平面圖形的平衡II 4)論球和圓柱 I， II,阿基米德的著作,5)論螺線 6)論錐體和球體 7)論浮體 I，II 8)圓的度量 9)數沙者 10)方法 11)引理集,球和圓柱,在論球和圓柱中，他證明了： 1.（命題13）任一正圓柱（不記上下底）的表面積等于一圓的面積，該圓半徑是圓柱高與底直徑的比例中項。 2.（命題33）任一球面積等于其大圓面積的四倍。 3.（命題34推論）以球的大圓為底以球直徑為高的圓柱，其體積是球體積的3/2。其包括上下底在內的表面積是球面積的3/2。他對這條定理非常喜愛，以致遺言把它刻在墓碑上。,4.生物和醫(yī)學知識,希臘醫(yī)學中許多知識是直接來自埃及和兩河流域的。符咒和驅邪曾是流行的治療方法。 大約在公元前五世紀，出現了以行醫(yī)為業(yè)的醫(yī)生，并逐漸形成一些醫(yī)學派別。 希波克拉底被認為是古希臘的醫(yī)學之父，有全集59篇，集古希臘醫(yī)學之大成。該派的理論和醫(yī)術走在了現代以前任何時代的見解前面。,生物和醫(yī)學知識,希波克拉底認為疾病是人體的自然過程，主張用觀察和實驗方法研究疾病并創(chuàng)立了“四體液說”。,赫羅菲拉斯是第一個公開進行人體解剖的醫(yī)生，揭示了人腦是智慧之府，而不是亞里士多德所認為的是心。,希波克拉底神殿內關于阿波羅的評論中關于治療下頜脫位的方法,希波克拉底神殿內關于阿波羅的評論中關于治療椎骨脫位的方法,關于古希臘科學技術的幾點結論,1. 古希臘自然哲學的基本特征及其歷史地位 2. 古希臘人的方法 3. 古希臘科學與社會的關系,古希臘自然哲學的基本特征及其歷史地位,古希臘科學是哲學的一個方面，所以它一開始就有重視理論思維、重視理性探索的特征，具有樸素辯證法的思想和物活論的色彩 由于畢達哥拉斯主義和柏拉圖主義的影響，古希臘科學中含有特別重的數學尤其幾何學的成分。 公理化和演繹推理的方法被運用到各門學科中去。 在科學研究方法上，在希臘化時代的阿基米德那里，也已經達到了相當高的水平。邏輯推理的方法、嚴格定量的數學方法都已趨成熟，實驗的方法也初露端倪。 這些都為近代自然科學的形成做好了準備。近代自然科學就是從古希臘自然科學演進而生。,古希臘人的方法,1)古希臘人自然哲學的方法特點是以大膽的思索、巧妙的猜測和聰明的直觀來把握自然界； 2)古希臘人科學研究的方法的特點是重視數學的和邏輯的論證；以天才的直觀為主，以初步的觀察實驗為輔。,古希臘科學與社會的關系,1) 海岸文明基礎上發(fā)展起來的工商業(yè)經濟是天文學、歷學和數學發(fā)達的根本動力。 2)工商奴隸主民主政治體制為學術繁榮提供了制度保障； 3)多元的文化開放系統(tǒng)促進了學術交流的頻繁和科學研究的進步。,三、古羅馬科學技術,古羅馬科學 古羅馬技術,古羅馬科學,古希臘科學在古羅馬時期走向衰落，但在天文學和醫(yī)學仍有重要進展。托勒密的至大論集古代天文學之大成，運用數學模型方法建立了地心說體系。蓋倫醫(yī)生提出了“靈氣論”學說。托勒密地心說和蓋倫醫(yī)學統(tǒng)治西方科學長達1500年之久。,托勒密地心體系簡圖,托勒密Ptolemy 約100-170AD,托勒密進一步精煉和發(fā)揮了喜帕恰斯的行星理論，并寫入了它的集大成之作至大論(約145AD)中。,至大論Almagest,如果要數那些本書對世界歷史產生了巨大影響，至大論毫無疑問就是其中一本。直到十六世紀，天文學家的思想實際上還一直受這本書的支配。,至大論的地靜觀點,至大論開篇就強調：不能把地球看作是運動著的星體。 從數學上可以把星空的周日運動看作是地球繞自轉軸的周日運動的反映，但這在物理上來說是荒謬的。 如果地球從西向東旋轉，應該可以看到地球上所有的東西向西移動，而不應與地球緊緊相隨。這個反駁在以后的許多世紀里不斷地被提出來反對地動說。 站在亞里斯多德錯誤的“慣性定律”基礎上。 直到伽利略提出他的慣性定律之后，這條反對地動說的論據才被反駁回去。,羅馬醫(yī)學,公元一世紀塞爾蘇斯的百科全書中的醫(yī)學部分被保存下來，他深信希波克拉底的病理學觀點，并有所進步。詳細敘述了對外傷、骨折的治療，總結了炎癥的四個主要癥狀：紅、腫、熱、痛。 自然學家普林尼（23-79）也是醫(yī)藥百科學家，他記錄了包括從蔬菜到動物、礦物制成的藥品，提供了那個年代的公共衛(wèi)生方面的資料。,以弗所的索拉紐斯（98-138）是第一位產科學家，被稱為產科學之父，所著婦科疾病成為以后1500年的教科書。 右圖為奧斯地亞一墓地的一個雕塑。,蓋倫(Galen，129-199),蓋倫生于小亞細亞愛琴海邊一個建筑師家庭，早年跟隨當地柏拉圖學派的學者學習，十七歲時跟隨一位精通解剖學的醫(yī)生學習醫(yī)學知識，是古羅馬時期最著名最有影響的醫(yī)學大師，被認為是僅次于希波克拉底的第二個醫(yī)學權威。 蓋倫是最著名的醫(yī)生和解剖學家。一生專心致力于醫(yī)療實踐解剖研究（羅馬人統(tǒng)治時期嚴禁人體解剖，蓋倫通過解剖動物來了解人體）、寫作和各類學術活動。一生寫了131部著作，其中論解剖過程、論身體各部器官功能兩書闡述了他自己在人體解剖生理上的許多發(fā)現。,右圖為1856年威尼斯出版的蓋倫選集首頁。,2.古羅馬技術,羅馬人不是好的科學家，但確實是稱職的行政官員。 在建筑方面體現羅馬人管理水平的是大量公共設施建筑的修建。 他們的標志性建筑：大角斗場(內、外)（建于公元7082年）；潘提翁神廟（120124年）等，經歷近兩千年的風雨，如今仍讓人們遙想羅馬帝國的鼎盛時期。,2. 古羅馬技術,古羅馬在社會公共建筑方面的成就把世界古代奴隸制建筑推到最高峰；古羅馬大興道路工程，故諺語云：條條道路通羅馬。,建筑學理論,建筑學理論也達到了一個很高的水平。 維特魯維奧是羅馬著名建筑師，著有建筑學10卷，涉及建筑的一般理論、設計原理、建筑師的教育以及建筑施工和施工設備等多方面的問題，是現存最早的建筑學著作。,羅馬學術的衰落,羅馬人建立起了一個政治上、軍事上空前強盛的帝國，經濟繁榮、技術先進。 但是羅馬人太講究實際，他們重技術而輕科學、重政治而輕藝術、重國家而輕個性。這種羅馬性格不合適培育在希臘本土萌發(fā)的科學幼芽。,羅馬學術的衰落,古希臘的自由民可以有思索的閑暇。羅馬的奴隸主雖然也有閑暇，但是他們把閑暇用在消耗從新征服土地上掠奪來的巨額財富，觀看角斗表演。 他們驅使著一群比他們自己的知識程度還要高的奴隸。自然科學家被當作奴隸驅使。,當然，羅馬人中間也并不是沒有可與希臘天才比肩的科學家和技術家。 我們可以看到有自然哲學家盧克萊修、博物學家普林尼、建筑學家維特魯維奧、農