閆坤如：歐洲科技成就及思維模式

歐洲科技成就與思維模式閆坤如教授

華南理工大學(xué)Email：yankunru@163.com焦耳vs邁爾焦耳1845年，焦耳為測(cè)定機(jī)械功和熱之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，設(shè)計(jì)了“熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)儀”，并反復(fù)改進(jìn)，反復(fù)實(shí)驗(yàn)。1849年發(fā)表《論熱功當(dāng)量》。1878年發(fā)表《熱功當(dāng)量的新測(cè)定》，最后得到的數(shù)值為423.85公斤·米/千卡。焦耳測(cè)熱功當(dāng)量用了三十多年，實(shí)驗(yàn)了400多次，付出大量的辛勤勞動(dòng)。邁爾邁爾曾是一位隨船醫(yī)生，在一次從荷蘭駛往印度的航行中，給生病的船員做手術(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)血的顏色比溫帶地區(qū)的新鮮紅亮，這引起了邁爾的沉思。他認(rèn)為，食物中含有的化學(xué)能，可轉(zhuǎn)化為熱能，在熱帶情況下，機(jī)體中燃燒過(guò)程減慢，因而留下了較多的氧。伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)思維模式的差異焦耳：英美經(jīng)驗(yàn)傳統(tǒng)邁爾：大陸理性傳統(tǒng)兩種思維模式的差異是什么？差異的表現(xiàn)：法學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等方面思考中國(guó)的思維模式是英美模式or歐洲大陸模式？1.中國(guó)為何缺少自然科學(xué)類(lèi)的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者？

2.李約瑟難題：盡管中國(guó)古代對(duì)人類(lèi)科技發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，但為什么科學(xué)和工業(yè)革命沒(méi)有在近代中國(guó)發(fā)生？”歐洲vs中國(guó)學(xué)者傳統(tǒng)vs工匠傳統(tǒng)兩者在古代科學(xué)、近代科學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)研究中的優(yōu)勢(shì)古希臘的四大科學(xué)成就：托勒密天文學(xué)體系亞里士多德的邏輯學(xué)體系歐幾里德的幾何學(xué)體系蓋倫的醫(yī)學(xué)體系

古希臘傳統(tǒng)：學(xué)者傳統(tǒng)在古希臘社會(huì)中，學(xué)者或自然哲學(xué)家們位居社會(huì)的上層，他們是奴隸主或自由民，是一批有閑階級(jí)。他們關(guān)心的是普遍原理，探究世界之本源，從事“高尚的學(xué)問(wèn)”，而不關(guān)心“硬事實(shí)”，不去從事“下賤的”實(shí)踐活動(dòng)。西方：古希臘傳統(tǒng)如果哪位學(xué)者企圖把哲學(xué)用到技術(shù)問(wèn)題上，或者用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)理論，那就會(huì)受到社會(huì)的白眼或譴責(zé)。因?yàn)橐哑毡樵響?yīng)用于技術(shù)或用實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)普遍原理，都必須有體力勞動(dòng)，而體力勞動(dòng)在古希臘人看來(lái)只宜于由奴隸來(lái)干。古希臘傳統(tǒng)柏拉圖就曾非常憤怒地痛罵那些企圖用個(gè)別經(jīng)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)純力學(xué)定理或者純數(shù)學(xué)定理的人們。因?yàn)樗麄兪箮缀螌W(xué)從形而上的、理性的東西，降為形而下的、感性的東西，從而敗壞和玷污了幾何學(xué)的高貴。阿基米德古希臘的大學(xué)者阿基米德雖然受命發(fā)明和建造了許多軍事機(jī)械以抵御羅馬侵略者不得已而為之他引以為榮的只是關(guān)于純數(shù)學(xué)的研究。

軍事機(jī)械1.阿基米德利用杠桿原理制造了一種叫作石弩的拋石機(jī)，能把大石塊投向羅馬軍隊(duì)的戰(zhàn)艦，或者使用發(fā)射機(jī)把矛和石塊射向羅馬士兵，凡是靠近城墻的敵人，都難逃他的飛石或標(biāo)槍2.造了巨大的起重機(jī)，可以將敵人的戰(zhàn)艦吊到半空中，然后重重地摔下使戰(zhàn)艦在水面上粉碎。3.鏡子聚光天文研究

1.發(fā)展了天文學(xué)測(cè)量用的十字測(cè)角器，并制成了一架測(cè)算太陽(yáng)對(duì)向地球角度的儀器。2.運(yùn)用水力制作一座天象儀，球面上有日、月、星辰、五大行星。根據(jù)記載，這個(gè)天象儀不但運(yùn)行精確，連何時(shí)會(huì)發(fā)生月蝕、日蝕都能加以預(yù)測(cè)。3.認(rèn)為地球可能是圓的。晚年阿基米德開(kāi)始懷疑地球中心學(xué)說(shuō)，并猜想地球有可能繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)猜想一直到哥白尼時(shí)代才被人們提出來(lái)討論畢達(dá)哥拉斯1．禁食豆子。

2．東西落下了，不要揀起來(lái)。

3．不要去碰白公雞。

4．不要擘開(kāi)面包。

5．不要邁過(guò)門(mén)閂。

6．不要用鐵撥火。

7．不要吃整個(gè)的面包。

8．不要戴花環(huán)。

9．不要坐在斗上。

10．不要吃心。

11．不要在大路上行走。

12．房里不許有燕子。

13．鍋從火上拿下來(lái)的時(shí)候，不要把鍋的印跡留在灰上，而要把它抹掉。

14．不要在光亮的旁邊照鏡子。

15．當(dāng)你脫下睡衣的時(shí)候，要把它卷起，把身上的印跡摩平畢達(dá)哥拉斯：數(shù)的和諧勾股定理、無(wú)理數(shù)天體有秩序凡物皆數(shù)，用數(shù)學(xué)說(shuō)明一切，數(shù)是萬(wàn)物本原，從數(shù)學(xué)研究音樂(lè)節(jié)奏的和諧諸天音樂(lè)、宇宙和諧，人體的和諧代表人物：達(dá)·芬奇（1452-1519）畫(huà)家、雕塑家、工程師、建筑師、物理學(xué)家、生物學(xué)家、哲學(xué)家，而且在每一學(xué)科里都登峰造極。第一個(gè)畫(huà)出子宮中胎兒第一個(gè)畫(huà)出腹腔中闌尾的人設(shè)計(jì)出史上第一個(gè)機(jī)器人根據(jù)鳥(niǎo)類(lèi)飛行，設(shè)計(jì)直升機(jī)圖以及輕型滑翔翼1502年，達(dá)·芬奇曾為伊斯坦布爾鄂圖曼蘇丹巴耶塞特二世的土木工程專(zhuān)案制作單一跨距達(dá)240米(720英尺)的橋梁草圖，2001年，此橋以小橋的形式在挪威付諸實(shí)行。而在2006年5月17日，土耳其政府決定在實(shí)地建設(shè)達(dá)芬奇橋跨越金角灣讓該橋終究成形。由于達(dá)·芬奇曾任軍事工程師，筆記中也包含了數(shù)種軍事機(jī)械的設(shè)計(jì)：機(jī)關(guān)槍、人力或以馬拉動(dòng)的武裝坦克車(chē)、子母彈、軍用降落傘、含呼吸軟管以豬皮制成的潛水裝等等。不過(guò)，后來(lái)他卻認(rèn)為戰(zhàn)爭(zhēng)是人類(lèi)最糟的活動(dòng)。達(dá)·芬奇在梵諦岡那些年里，曾計(jì)劃應(yīng)用太陽(yáng)能而使用凹面鏡來(lái)煮水。盡管達(dá)·芬奇大多數(shù)的發(fā)明在他的生平并未實(shí)現(xiàn)，但在IBM贊助下，實(shí)作了許多模型在昂布瓦斯的克洛斯宅達(dá)·芬奇博物館展示。他發(fā)現(xiàn)了血液的功能，認(rèn)為血液對(duì)人體起著新陳代謝的作用，并認(rèn)為血液是不斷循環(huán)的。達(dá)·芬奇研究過(guò)心臟，他發(fā)現(xiàn)心臟有四個(gè)腔，并畫(huà)出了心臟瓣膜。他認(rèn)為老年人死因之一是動(dòng)脈硬化，產(chǎn)生動(dòng)脈硬化的原因是缺乏運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)并親自主持修建了米蘭至帕維亞的運(yùn)河灌溉工程。由他經(jīng)手建造的一些水庫(kù)、水閘、攔水壩便利了農(nóng)田灌溉，推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。有些水利設(shè)施至今仍在發(fā)揮作用。設(shè)計(jì)機(jī)器人達(dá)芬奇密碼1）達(dá)芬奇是從實(shí)用方面接近科學(xué)的；2）認(rèn)為觀察與實(shí)驗(yàn)是科學(xué)的獨(dú)一無(wú)二的方法；3）認(rèn)為天體是一架服從確定的自然法則的機(jī)器，自然是有規(guī)律的；4）他鄙視煉金術(shù)、占星術(shù)。哥白尼革命1背景拖勒密的地球中心說(shuō)體系，與亞里士多德天文學(xué)相一致，此體系的弱點(diǎn)是均輪與本輪的繁復(fù)性，受到常識(shí)和亞里士多德權(quán)威的支持；15-16世紀(jì)含有畢達(dá)哥拉斯成分的新柏拉圖主義在意大利復(fù)活，他們傾向于把自然事物的行為解釋成它們的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的效果，文藝復(fù)興的哲學(xué)家聚在柏拉圖的旗幟下反對(duì)亞里士多德。哥白尼（1473-1543）及其日心說(shuō)的提出文藝復(fù)興以后，科學(xué)觀點(diǎn)的第一次重大改變，是尼古拉·哥白尼完成的；他是數(shù)學(xué)家與天文學(xué)家。哥白尼日心說(shuō)的理論基礎(chǔ)與遇到的困難：理論基礎(chǔ)：依據(jù)畢達(dá)哥拉斯理論，行星怎樣運(yùn)動(dòng)才能產(chǎn)生最簡(jiǎn)單而和諧的天體幾何學(xué)；圓軌道的完美運(yùn)動(dòng)觀念的限制與宗教教義的矛盾；哥白尼革命的哲學(xué)意義：1）暗含對(duì)世界有一個(gè)中心的否定，地球只是眾行星之一.2）取消了天與地的差別，適用于天的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也適用于人類(lèi).3）新的宇宙論認(rèn)為不存在質(zhì)的自然差異，差異僅表現(xiàn)為量和幾何結(jié)構(gòu)的差異.4)從根本上否定了基督教關(guān)于上帝創(chuàng)造一切的謬論，從而實(shí)現(xiàn)了天文學(xué)中的根本變革.

開(kāi)普勒畢達(dá)哥拉斯主義者；追求的是造物主心中的數(shù)學(xué)的和諧；開(kāi)普勒在自然觀上功績(jī)：1）慣性思想：無(wú)論在什么地方，只要一旦靜止，所有的物體憑本性都要趨于保持這種靜止，拋棄了天然運(yùn)動(dòng)的觀念；2）吸引力思想：每當(dāng)一個(gè)物體靠近另一物體，它的靜止就被一個(gè)相互作用力破壞了，這種力趨向于把每一物體拉向它的附近3）機(jī)械論代替活力論：認(rèn)為物理學(xué)中靈魂這個(gè)詞應(yīng)當(dāng)用力來(lái)代替，或者說(shuō)自身是數(shù)量性的機(jī)械能產(chǎn)生量變的概念，應(yīng)該取代活力能引起質(zhì)變的概念。伽利略（1564-1641）近代科學(xué)之父1伽利略的貢獻(xiàn)：1）建立物理科學(xué)的真正方法：把實(shí)驗(yàn)方法和歸納方法與數(shù)學(xué)演繹方法結(jié)合起來(lái)；2）伽利略的主要的和最具獨(dú)創(chuàng)性的工作是為動(dòng)力學(xué)奠定了基礎(chǔ)；他證明地球各部分在“局部運(yùn)動(dòng)”中也是按數(shù)學(xué)方式運(yùn)動(dòng)的；3）他問(wèn)的不是亞里士多德的問(wèn)題“為什么降落”，而是“怎樣降落？”，即從宇宙論問(wèn)題轉(zhuǎn)到了近代科學(xué)問(wèn)題上。2伽利略的自然觀：1）自然的真理存在于數(shù)學(xué)的事實(shí)之中；“自然之書(shū)是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言書(shū)寫(xiě)的”2）真實(shí)的和可理解的是那些可測(cè)量并且是定量的東西；3）顏色、氣味、聲音等是第二性的、衍生的，并依附于純量的世界。

牛頓：超一流的科學(xué)家研究范圍：力學(xué)、光學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)和神學(xué)。牛頓的工作是科學(xué)史上的第一次大綜合。

牛頓的墓志銘：Natureandnature’slawlayhidinnight;Godsaid,letNewtonbe!Andallwaslight.牛頓的貢獻(xiàn)：1）