第1篇之第1章：自然科學(xué)的萌芽于興起

第一章自然科學(xué)的萌芽與興起

第一節(jié)古希臘的科學(xué)有史以來，人們總想知道四周的世界是怎么回事，它是由什么組成的，其間又有什么奇異。本章的基本目標(biāo)：1、知道希臘人思索問題的方式2、知道亞里士多德的邏輯方法3、辨別古希臘的原子與今日之原子本課的主要內(nèi)容一、古代的人們二、古代希臘三、亞里士多德四、古希臘之后一、古代的人們科學(xué)事實上與巫術(shù)同根?？茖W(xué)與巫術(shù)、民間游醫(yī)、占星術(shù)者、超感官知覺之間究竟有何區(qū)分？1、科學(xué)與巫術(shù)相同之處：目標(biāo)與關(guān)注想要的結(jié)果和要達到的目標(biāo)相同，都源于想要知道和理解我們四周的世界，源于削減損害、變更生活、治療疾病等。都留意到人類與自然的相互聯(lián)系，都在于尋求利用自然力來為人類服務(wù)。根本區(qū)分：工作程序科學(xué)供應(yīng)的程序與方法能得到可測量的結(jié)果。這種結(jié)果具有可重復(fù)性。每當(dāng)程序出錯，能夠自我訂正。科學(xué)公正而直率。2、巴比倫與埃及用神靈說明大多數(shù)的事務(wù)河神發(fā)怒導(dǎo)致洪水泛濫雨神興奮了就來場剛好雨嘗試種種方法以影響四周世界用巫術(shù)呼喊神靈和上天利用工具改造自然界運用動物來耕地依據(jù)須要了解和記錄自然的規(guī)律農(nóng)業(yè)生產(chǎn)須要日歷、觀測天象農(nóng)田的測量須要建立數(shù)學(xué)二、古代希臘科學(xué)最早主要是包括在哲學(xué)的文化形態(tài)之中，自然哲學(xué)就是它的前身。公元前6世紀以來，西方的思想家始終在尋求一套統(tǒng)一的觀念，用以說明各種自然現(xiàn)象，評價個人生活方式以及社會習(xí)俗制度，為人們供應(yīng)一個道德思索和社會政治思索的理論框架。哲學(xué)就是古希臘人找到的這樣一種觀念的總稱。1、關(guān)于哲學(xué)在西方，哲學(xué)一詞通常用來說明一個人對生活的某種看法（例如某人的“人生哲學(xué)”）和基本原則（例如價值觀、思想、行為）。而在學(xué)術(shù)上的哲學(xué)，則是對這些基本原則的理性依據(jù)的質(zhì)疑、反思，并試圖對這些基本原則進行理性的重建。一般認同哲學(xué)是一種方法，而不是一套主見、命題或理論。哲學(xué)的探討是基于理性的思索，尋求能做出經(jīng)過諦視的假設(shè)且不跳脫信念或者只是純粹的類推。哲學(xué)的探討領(lǐng)域：自然哲學(xué)、語言哲學(xué)、形而上學(xué)、藝術(shù)哲學(xué)、科學(xué)哲學(xué)、技術(shù)哲學(xué)。哲學(xué)的探討內(nèi)容：本體論、相識論和方法論2、米利都學(xué)派：世界由什么組成？泰勒斯（公元前624-547）萬物源于水。地球是漂移在水上的一個圓盤。阿那克西曼德（公元前610-547）萬物源于無限者。無限者：沒有形態(tài)，也不能視察到的物質(zhì)。地球的表面是彎曲的，地球是一個圓柱體。阿那克西米尼（公元前585-525）氣是宇宙的基本元素。赫拉克利特認為組成世界的基本元素是“火”。恩培多克勒世界萬物都有四根，即火、水、土、氣生化而來。這是原始科學(xué)與唯物主義。雷·斯潘根貝格《科學(xué)的旅程》從一元到多元從轉(zhuǎn)化到組合3、原子論者阿那克薩克拉（公元前500-428）：萬物無限可分。被分割成的無限小的東西就叫做種子。留基伯（公元前500-440）：宇宙是無限的，其中一部分是充溢的，另一部分是空虛的。充溢和空虛就是元素。多數(shù)的世界就是由這些元素構(gòu)成的。充溢就是原子，是不行再分割的物質(zhì)微粒，原子運動在虛空之中。德謨克利特（公元前460-370）：原子和是萬物的本原，多數(shù)的原子在無限的空虛中運動著，形成漩渦，產(chǎn)生多數(shù)的世界。伊壁鳩魯（公元前341-270）：原子不但有形態(tài)、大小的區(qū)分，還有重量的不同；原子的數(shù)量是無限的，但他們的形態(tài)、大小和重量的區(qū)分又是有限的，最大和最小的原子都處在確定的界限之中，不會無限大，也不會無限小。------羅馬時期盧克萊修（公元前98-55）才重新關(guān)注。-------多年后的道爾頓（1766－1844）1803年又提原子論。4、畢達哥拉斯學(xué)派：從數(shù)學(xué)的視角畢達哥拉斯（公元前580-500）萬物皆數(shù)；主見數(shù)學(xué)地思索；消極方面：貶低閱歷探討的價值，僅僅關(guān)注明顯展示宇宙秩序和合理性的自然現(xiàn)象。主動方面：樹立了科學(xué)探討的目標(biāo)，發(fā)覺閱歷數(shù)據(jù)背后的數(shù)學(xué)法則。蘇格拉底（公元前470-399）：對哲學(xué)方法的改進－建立歸納法初步基礎(chǔ)；是有系統(tǒng)探討學(xué)問條件的第一人－建立相識論的體系；構(gòu)成倫理學(xué)的體系－建立道德科學(xué)。柏拉圖（公元前427-347）：最核心的哲學(xué)理論是與原子是完全對立的“理念”說；他反對對自然的干脆視察，主見抽象思索；他接受了恩培多克勒的四元素說：土、水、氣、火。但受畢達哥拉斯學(xué)派的影響，他將它們還原為更基本的圖形----三角形。Question

柏拉圖這一體系的意義？教育科學(xué)學(xué)院徐劍虹第12頁首先，它用與恩培多克勒的理論相同的方式說明白變更和多樣性：元素以不同的比例混合，產(chǎn)生出物質(zhì)世界的種類。其次，它允許一種元素向另一種元素轉(zhuǎn)化，這樣就進一步說明白變更。比如，一個單個水粒子(二十面體)可被他解為組成它的二十個等邊三角形，這些三角形又可重新組合成兩個氣粒子(八面體)和一個火粒子(四面體)。只有土，由于是由正方形構(gòu)成的(并且由于正方形沿對角線不能產(chǎn)生三角形)，被解除在這種轉(zhuǎn)變過程之外。第三，更加關(guān)注事物的“形式”。第四、柏拉圖的幾何粒子代表了向自然的數(shù)學(xué)化邁出重要一步。對我們來說，看看這一步具有極其重要意義。Question

三、亞里士多德他一反老師柏拉圖的理念論，把自然作為科學(xué)探討的對象，并首先進行科學(xué)分類，促使自然學(xué)科和社會學(xué)科漸漸演化成若干個獨立的學(xué)科門類。亞里士多德的哲學(xué)思想，主要體現(xiàn)《形而上學(xué)》的著作里。他提出了哲學(xué)自身的獨立對象和范疇。他提出了“四因說”，認為全部事物都有四方面的因素構(gòu)成，即“質(zhì)料因”、“形式因”、“動力因”和“目的因”。1、物質(zhì)的起源于構(gòu)成物質(zhì)起源，他接受了最初由恩培多克勒提出隨后被柏拉圖所接受的四元素：土，水，火，氣。天體不是由地球上的四種元素組成，而是由第五種元素構(gòu)成，這第五種元素就是“以太”，這是一種真正神圣的物質(zhì)，其中不含有任何對立面，也不會有任何變更。勻速圓周運動是第五元素的性質(zhì)所固有的。這一假設(shè)，始終持續(xù)到20世紀A．邁克爾遜試驗（被稱作20世紀物理學(xué)的一朵烏云）才宣告結(jié)束。2、事物構(gòu)成的“四因說”理論亞里士多德接受前人的“質(zhì)料因”、“形式因”的觀點，進一步發(fā)展了“四因說”。“四因說”，認為全部事物都有四方面的因素構(gòu)成，即“質(zhì)料因”、“形式因”、“動力因”和“目的因”?！百|(zhì)料因”---萬物由什么構(gòu)成？“形式因”---萬物構(gòu)成的形式？“動力因”---是什么促成萬物的構(gòu)成？“目的因”---萬物構(gòu)成的意義如何？3、對運動的理解地球上的物體的運動分為自然運動和強迫運動。第一類是由組成這些物體的物質(zhì)本性引起的；其次類只能短暫地由外部強加的。導(dǎo)致兩個推論：世界結(jié)構(gòu)本質(zhì)上是以地球為中心，沉重的地球由于它特殊的性質(zhì)，正好靜止于世界的中心。把適用于地球上的科學(xué)概念和推理運用到天體上去，這在邏輯上是不行能的。任何運動物體都是由與它相聯(lián)的外界物體所推動。這是地球上無生命物體運動的基礎(chǔ)。由此得出：一個脫離了全部外部影響的物體處于靜止?fàn)顟B(tài)；對每種強迫運動，必需找尋與物體有關(guān)的運動緣由。4、科學(xué)方法完全出于理論的目的，區(qū)分了理論和技藝。理論是更為高級的才智，是對原理和緣由的相識，這種學(xué)問必需是永恒的、必定的，是經(jīng)過邏輯證明的全稱命題，但不確定是數(shù)學(xué)的。這是與柏拉圖數(shù)學(xué)實在論不同的地方。發(fā)展了邏輯的方法：探究自然現(xiàn)象的規(guī)律是由一個完整的認知程序的，并使從事首先從對某些現(xiàn)象的視察起先的。第一步：通過視察人獲得大量有關(guān)自然現(xiàn)象的閱歷事實；其次步：對已經(jīng)獲得的閱歷事實進行歸納推理從而概括出一般性的科學(xué)原理及定律或者理論；第三步：依據(jù)這些科學(xué)原理或理論去說明自然現(xiàn)象中的某些問題。四、古希臘之后：羅馬時代1、數(shù)學(xué)學(xué)問《幾何原本》古希臘的數(shù)學(xué)成就與畢達哥拉斯學(xué)派的幾何學(xué)成就及其數(shù)理思想干脆相關(guān)。歐幾里德的《幾何原本》全面總結(jié)了前人的幾何學(xué)學(xué)問，從公理動身運用演繹方法證明白包括467個命題的幾何學(xué)全部定理。幾何學(xué)從今成為一門科學(xué)和古代最成熟的學(xué)科。意義在于：建立理性思維的一般模式-----演繹系統(tǒng)。2、物理學(xué)問阿基米德把視察和數(shù)學(xué)推理、理論探討和實際應(yīng)用相結(jié)合，發(fā)覺了杠桿原理和浮力定律，給出了求解復(fù)盡雜物體重心的方法。他的探討方法已接近現(xiàn)代的探討方法，被譽為“力學(xué)之父”。3、生物和醫(yī)學(xué)學(xué)問希波克拉底認為疾病是人體的自然過程，主見用視察和試驗方法探討疾病并創(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，揭示了人腦是才智之府，而不是亞里士多德所認為的是心。4、天體理論《至大論》古希臘科學(xué)在古羅馬時期走向衰落，但在天文學(xué)和醫(yī)學(xué)仍有重要進展。托勒密的《至大論》集古代天文學(xué)之大成，運用數(shù)學(xué)模型方法建立了地心說體系。蓋倫醫(yī)生提出了“靈氣論”學(xué)說。托勒密地心說和蓋倫醫(yī)學(xué)統(tǒng)治西方科學(xué)長達1500年之久。Question

羅馬時代及其結(jié)果教育科學(xué)學(xué)院徐劍虹第23頁羅馬人崇尚軍事與武力，留意眼前效益，對純理論科學(xué)探討不多，因此其成就遠遜于希臘。在屋大維統(tǒng)一了地中海地區(qū)后，自由思想漸漸讓位于宗教專制，哲學(xué)漸漸成為宗教的婢女。古希臘—羅馬科學(xué)體系也最終隨著羅馬帝國的滅亡而最終衰落。歐洲起先了由宗教統(tǒng)治科學(xué)，科學(xué)為宗教服務(wù)的黑暗時代。Question

課后思索題：閱讀其次節(jié)，思索：中國古代有沒有科學(xué)？為什么？放學(xué)后，我確定會看書的！因為我是好學(xué)生。Question

《幾何原本》教育科學(xué)學(xué)院徐劍虹第26頁《幾何原本》是古希臘數(shù)學(xué)家歐幾里得的一部不朽之作，集整個古希臘數(shù)學(xué)的成果和精神于一書。既是數(shù)學(xué)巨著，又是哲學(xué)巨著，并且第一次完成了人類對空間的相識。除《圣經(jīng)》之外，沒有任何其他著作，其探討、運用和傳播之廣泛，能夠與《幾何原本》相比。從作為基礎(chǔ)的五條公理和公設(shè)動身，演繹了：第一卷：幾何基礎(chǔ)。重點內(nèi)容有三角形全等的條件，三角形邊和角的大小關(guān)系，平行線理論，三角形和多角形等積（面積相等）的條件，第一卷最終兩個命題是畢達哥拉斯定理的正逆定理；其次卷：幾何與代數(shù)。講如何把三角形變成等積的正方形；其中12