第3講科學發(fā)展的歷史

2023/3/291科學發(fā)展的歷史任元彪北京大學科學與社會研究中心

2023/3/292科學發(fā)展的歷史1.科學的基本結(jié)構(gòu)特征2.科學孕育和發(fā)展的不同階段及其主要特征3.科學發(fā)展中的定量規(guī)律2023/3/2931.科學的基本結(jié)構(gòu)特征1.1.為什么談論科學1.2.科學為什么導致改變和增長1.3.科學的凝聚性結(jié)構(gòu)是如何出現(xiàn)的1.4.不同人類文明形態(tài)與科學的本質(zhì)特征2023/3/2941.1.為什么談論科學？

（科學導致改變與增長）改變的是什么?能源利用方式-生產(chǎn)方式:能源利用方式:古代-直接利用大自然直接提供的能源現(xiàn)代-間接利用大自然間接提供的能源后現(xiàn)代-間接利用大自然直接提供的能源生產(chǎn)方式:

古代:人力和手工\現(xiàn)代:機械和電力\后現(xiàn)代:信息導致的結(jié)果:指數(shù)增長2023/3/295文明類型能源類型大自然提供方式人類利用方式科技依賴所蘊涵的對人與自然關(guān)系的認知古代文明人力\畜力陽光\風\直接燃燒物直接(不需勘探開采)直接(不需轉(zhuǎn)化不依賴自然是神現(xiàn)代文明煤炭\石油天然氣等化石燃料間接(需勘探開采)間接(需轉(zhuǎn)化)依賴自然是人可以駕馭的機器后現(xiàn)代文明光能\風能水能\潮汐能等直接(無需勘探開采)間接(需轉(zhuǎn)化)高度依賴自然是無限的,不是為人類(或恐龍)設(shè)計的2023/3/2961.2.為什么科學導致增長和改變（凝聚性結(jié)構(gòu)）1.2.1.尋找科學力量源泉的各種失敗努力1.2.2.古代文明中科學不能作為一種獨立的文明要素穩(wěn)定存在1.2.3.科學的凝聚性結(jié)構(gòu)3.3.1科學的四個層面3.3.2.科學的不同層面在人類文化系統(tǒng)中位置3.3.3.不同層面構(gòu)成的整體之科學是一種文明形態(tài)2023/3/2971.2.1.尋找科學力量源泉的各種失敗努力科學哲學未能提供科學可以獨立存在的證據(jù).不存在不能被解構(gòu)的科學方法:證偽主義對歸納主義的瓦解和范式不可通約科學史未能提供科學可以獨立存在的證據(jù).越是真實的科學歷史就越是一種文明的歷史而不是某種抽象要素的歷史科學社會學未能提供科學可以獨立存在的證據(jù).即使是最具實證主義色彩的建制社會學也正是從強調(diào)科學建制必須在合適的外部社會條件下能確立而開始的2023/3/2981.2.2.古代文明中科學不能作為一種獨立的文明要素穩(wěn)定存在把科學與其他文化形式相同的東西都去掉僅留下科學所獨有的東西那會是什么?科學之所以為科學不是因為它缺少了其他各種文化形式的東西而是因為它具備了其他各種文化形式的東西.現(xiàn)代科學是在人類各種知識探索的基礎(chǔ)上很幸運地在16、17世紀開始建立起來的.科學不能作為一種獨立的文明要素穩(wěn)定存在是古代科學和古代社會不能像現(xiàn)代科學和現(xiàn)代社會這樣快速發(fā)展的根源2023/3/2991.2.3.1.科學文明的四個層面

或四種要素器物層面:科學通過技術(shù)所物化的產(chǎn)物.如當初由外國傳教士帶來的地圖、日歷等由建立在科學理論基礎(chǔ)之上的技術(shù)所帶來的物質(zhì)產(chǎn)品,原被理解為科學實踐活動的附屬產(chǎn)品,實際上是現(xiàn)代社會中科學實踐活動的最終目的物解釋層面:科學事實、定理、理論等科學實踐活動的直接產(chǎn)品精神層面:科學方法、精神、原則、思想等影響科學實踐活動的思想意識形態(tài)體制層面:科學實踐活動的組織制度和社會安排形式2023/3/29101.2.3.2.科學的不同層面在人類文化中的位置1.2.3.2.A什么是人類文化1.2.3.2.B人類文化的結(jié)構(gòu)1.2.3.2.C科學在人類文化中的位置2023/3/29111.2.3.2.A什么是人類文化文明的起源：冰凍期來臨時人類祖先與動物的不同反應。定義：人這一特殊的動物種系，在為生存而進行的斗爭中所使用的超有機體的方式和手段組織形成的一種復雜機制。文化的結(jié)構(gòu)：技術(shù)系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、思想意識系統(tǒng)。2023/3/2912大蕁麻:蟻酸2023/3/2913鞭尾蝎:醋酸2023/3/29141.2.3.2.B人類文化的結(jié)構(gòu)技術(shù)系統(tǒng)：解決人的生存所必須（獲取食物、在自然界中保存自己、防御敵人侵害），起主導作用。社會系統(tǒng)：社會，經(jīng)濟，倫理，政治，軍事，教會，娛樂，依附于技術(shù)系統(tǒng)。思想意識系統(tǒng)：神話，傳說，文學，哲學，科學的理論、方法、原則、觀念、思想，常識格言，表達技術(shù)力量、反映社會制度的頂端高級系統(tǒng)。2023/3/29151.2.3.2.C科學在人類文化中的位置器物層面——物質(zhì)文化：技術(shù)系統(tǒng)體制層面——制度文化：社會系統(tǒng)解釋層面——觀念文化：思想意識系統(tǒng)精神層面——觀念文化：思想意識系統(tǒng)2023/3/29161.2.3.3.科學不同層面構(gòu)成一個整體

成為一種嶄新的文明形態(tài)1.2.3.3.A科學要素分散游離存在與科學的不同1.2.3.3.B整體之科學是一種新的文明形態(tài):1.2.3.3.Ba不同層面構(gòu)成相互依賴的整體1.2.3.3.Bb整體的科學是一種嶄新的文明形態(tài)2023/3/29171.2.3.3.A科學要素分散游離存在

與科學的不同A、前提不同.沒有科學這種知識類型（經(jīng)為主、史為輔、子為外、集為飾；含金之沙是金還是沙？）。B、表現(xiàn)出來的特性不同.沒有科學知識特質(zhì)（數(shù)理邏輯化、系統(tǒng)化；邏輯、語法、修辭在四部分類法中無法歸類）。C、導致的結(jié)果不同.沒有現(xiàn)代科學的指數(shù)增長（知識倒增長）。D、背后的原因不同.不具備現(xiàn)代科學的凝聚性結(jié)構(gòu)（因而不能使不同層面構(gòu)成一個整體，這是古代科學與現(xiàn)代科學各種不同的根本原因）。2023/3/29181.2.3.3.Ba不同層面構(gòu)成相互依賴的整體體制層面依賴器物層面:技術(shù)系統(tǒng)決定社會系統(tǒng)精神層面依賴體制層面:社會系統(tǒng)決定思想意識系統(tǒng)解釋層面依賴精神層面:觀念意識形態(tài)支配科學實踐器物層面依賴解釋層面:科學理論指導技術(shù)和生產(chǎn)實踐器物層面依賴體制層面:社會系統(tǒng)作用于技術(shù)系統(tǒng),科技成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力和技術(shù)創(chuàng)新的主要問題是制度安排體制層面依賴精神層面:思想意識系統(tǒng)作用于社會系統(tǒng),研究一個社會的問題時不得不研究它的文化精神層面依賴解釋層面:科學精神、方法、原則、思想等是在建立科學解釋系統(tǒng)的實踐活動中培育發(fā)展起來并始終以建立科學解釋系統(tǒng)的實踐為檢驗標準解釋層面依賴器物層面:科學解釋系統(tǒng)的發(fā)展依賴實驗儀器、科學家工作和生活條件及其他物質(zhì)基礎(chǔ)2023/3/29191.2.3.3.Bb科學是一種新的文明形態(tài)科學與它所處的社會和文化是完全一體的、無法分離,把科學所處的社會和文化的其他方面都分離出去的時候不僅再不會留下科學而且也不會留下其他任何東西.”科學對社會的影響”\”社會對科學的影響”已成為病句科學不能作為一種單獨的文化要素穩(wěn)定地存在是古代科學和社會不能快速發(fā)展的原因,現(xiàn)代科學以一種完整的文明形態(tài)出現(xiàn),是人類歷史進程中的最大變革科學文明（自然和社會兩個部分、出現(xiàn)的時間）的謙遜特征和探索特征：知道其不知道，所以才要探索文化之爭就是科學文明和非科學文明之爭/（梁漱溟的三種文明說）/古代-對科學無意識的文明、現(xiàn)代-張揚科學的文明、后現(xiàn)代-反思科學的文明2023/3/2920民主也是知道其不知道在軍事戰(zhàn)爭贏不了集權(quán)國家；校園槍擊事件、“民主弊病”（娛樂產(chǎn)業(yè)的空前發(fā)達讓人們越來越愛通過荒唐的玩笑表示抗議。2010年，冰島的“最棒黨”(theBestParty)承諾將“正大光明地腐敗”，卻贏得了足夠的選票，得以在雷克雅未克市議會聯(lián)合執(zhí)政。2013年，四分之一的意大利人投票給了一個由喜劇演員貝佩·格里洛創(chuàng)建的政黨。如果民眾對他們的政府要求不多，那么以上這些對政治的冷嘲熱諷或許沒有關(guān)系，但民眾的要求在持續(xù)增長。這便好似一種危險且不穩(wěn)定的混合物：一邊依賴政府，但同時又蔑視它。這種依賴需要政府擴張過度、負擔過重；而對它的蔑視又剝奪了它進一步擴張的合法性，從而因此產(chǎn)生了越來越多的）2023/3/29211.2.3.4科學文明內(nèi)涵結(jié)構(gòu)及其發(fā)生與成長方式2.3.4A、布萊克的現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)2.3.4B、科學文明的基本內(nèi)涵2.3.4C、科學文明發(fā)生的基本形式2023/3/29221.2.3.4A、布萊克的現(xiàn)代化結(jié)構(gòu)人類社會的現(xiàn)代化進程可以區(qū)分為明顯不同的維度，但它們是相互依存的關(guān)系不同國家的現(xiàn)代化進程中不同維度的發(fā)育演進關(guān)系千差萬別現(xiàn)代化理論的傳統(tǒng)解釋是：關(guān)鍵在于價值維度-價值的萌發(fā)和擴展布萊克模型：經(jīng)濟和政治是核心，知識是它們的必須基礎(chǔ)，工業(yè)化導致的巨大變化促進社會和心態(tài)的現(xiàn)代化，政治現(xiàn)代化通過公眾參預政治幫助經(jīng)濟，缺乏社會和心態(tài)現(xiàn)代化會阻礙政治進程2023/3/29231.2.3.4B、科學文明的基本內(nèi)涵科學這種文明形式是:知識（科學理論）、觀念（文化心理）、社會（政治制度）、經(jīng)濟（生產(chǎn)方式）等聚合形成一個整體2023/3/29241.2.3.4C、科學文明發(fā)生的基本形式原發(fā)型（西歐）：四個層面的偶然聚合繼發(fā)型（日本）：觀念→社會→經(jīng)濟→知識繼發(fā)型（俄羅斯）：觀念→社會→知識/經(jīng)濟

（羅巴切夫斯基、門捷列夫）繼發(fā)型（中國）：觀念(未到位)→生產(chǎn)(未到位)→觀念(未到位)→社會(未到位)→知識(未到位)→2023/3/29251.3.科學的凝聚性結(jié)構(gòu)是如何出現(xiàn)的1.3.1科學是人類文化發(fā)展的一次突變1.3.2.科學革命與現(xiàn)代意識1.3.2A科學革命是啟蒙運動的前提1.3.2B科學為啟蒙運動提供基本原理1.3.2C啟蒙運動是經(jīng)科學革命實踐后對現(xiàn)代的確認1.3.1科學是人類文化發(fā)展的一次突變

1.3.1.1人類文明史上最大事件1.3.1.2科學的出現(xiàn)是人類發(fā)展歷史上的一次突變1.3.1.3科學文明突變的偶然之路2023/3/29262023/3/29271.3.1.1人類文明史上最大事件A歷史學家赫伯特·巴特菲爾德:“使基督教興起以來的一切事物相形見絀，并使文藝復興及宗教改革降低到僅僅是一支插曲、僅僅是中世紀基督教世界體系內(nèi)部變化的地位”B未來學家托夫勒:第三次文明浪潮2023/3/29281.3.1.2科學的出現(xiàn)是人類發(fā)展歷史上的一次突變A人類認識到的關(guān)于事物運動的第一條科學定律B沒有突變猴子不會自然變成人C李約瑟疑難2023/3/29291.3.1.3科學文明突變的偶然之路古希臘的衰落----中世紀的黑暗----十字東征道路系統(tǒng)的交叉路口----文藝復興----科學革命----啟蒙運動2023/3/29301.3.2A科學革命是啟蒙運動的前提啟蒙的基本含義是啟迪蒙昧,消除愚昧.啟蒙思想家們認為,人民之所以愚昧主要是由于宗教勢力對人民精神的統(tǒng)治與束縛.因此只有理性是衡量一切的尺度不合乎人的理性的東西就沒有存在的權(quán)利啟蒙運動發(fā)生的一個前提條件是在它之前的16、17世紀發(fā)生了科學革命笛卡爾認為,用數(shù)學推理的方法可以認識世界培根指出,可以使用從特殊到一般、從具體到抽象的歸納法去認識各種事物現(xiàn)象牛頓三大定律和萬有引力定律說明了自然界本身運動的自然法則控制著物質(zhì)世界這些科學成果,使啟蒙思想家認為人類社會也有一定的自然法則,這種法則是擺脫“神”的控制而自行發(fā)展的2023/3/29311.3.2B科學為啟蒙運動提供基本原理因而啟蒙思想家力求發(fā)現(xiàn)支配人類和社會的永恒的法則,也就是力求探索推動人類社會自身不斷前進的法則而科學革命則引導這個時代最優(yōu)秀的人進入科學探索,把對理性的認可授予了科學可見,伽利略\波義耳\牛頓的成果不是一系列偶然發(fā)現(xiàn),而是在一個積累過程中的步驟,它為啟蒙運動提供了基本的原理他們主張傳播科學知識以啟迪人們的頭腦,破除宗教迷信,從而增強人類的福利啟蒙思想家因此而不僅為科學革命歡呼,而且模仿其方法,大大引申了科學革命的哲學內(nèi)涵,甚至超出了科學家們所能認同的程度啟蒙思想家因此而推崇科學,神話牛頓2023/3/29321.3.2C啟蒙運動是經(jīng)科學革命實踐后對現(xiàn)代的確認現(xiàn)代在實踐上與科學革命同步文藝復興可看著是現(xiàn)代的萌芽,啟蒙運動則是科學革命實踐之后的正式確認因此,后現(xiàn)代指責啟蒙運動“應該對現(xiàn)代的罪惡負責”并嘲笑它“淺薄的理性主義”\“愚蠢的樂觀主義”和“不負責任的烏托邦”利奧塔爾:我們便用“現(xiàn)代”一詞指稱這種元話語使自身合法化的科學┄┄我們可以把對元敘事的懷疑看做是“后現(xiàn)代”2023/3/29331.4.科學的本質(zhì)特征與人類文明形態(tài)梁漱冥3種文化路徑能源利用方式:古代文明-直接利用大自然直接提供的能源現(xiàn)代文明-間接利用大自然間接提供的能源后現(xiàn)代文明-間接利用大自然直接提供的能源生產(chǎn)方式:

古代:人力和手工\現(xiàn)代:機械和電力\后現(xiàn)代:信息導致的結(jié)果:指數(shù)增長宇宙不是為人類(或恐龍等)設(shè)計的科學文化的本質(zhì)特征2023/3/29342.科學孕育與發(fā)展的不同階段及其主要特征2.1.古典時期科學及其主要結(jié)構(gòu)特征2.2.中世紀科學及其主要結(jié)構(gòu)特征2.3.現(xiàn)代代科學及其主要結(jié)構(gòu)特征2.4.后現(xiàn)代科學及其主要結(jié)構(gòu)特征2.1.古典時期科學及其主要特征2.1.1.古巴比倫、古埃及和古印度的古代科學2.1.2.中國古代科學和技術(shù)成就2.1.3古希臘科學的奠基性2.1.4為科學大廈挖地基:古希臘自然哲學對世界本原的探索2.1.5.科學大廈的第一根柱基:歐氏幾何學2.1.6.最早具備科學特征的古代科學成就:阿基米德力學2.1.7.用數(shù)學來解釋自然的第一項重大科學成就:托勒密天文學2.1.8.希臘科學衰落時期的最好成果:蓋侖醫(yī)學2.1.1.古巴比倫、古埃及和古印度的的古代科學古巴比倫星占學從天象中看人世間的吉兇禍福.偶然的巧合使人們相信,天上的星宿決定并且預示著人事.這就推進了對天體的觀察和解釋,促進了天文學,并且數(shù)學也得到發(fā)展古埃及人每年尼羅河泛濫后都需要重新丈量土地.在這一過程中計算各種形狀地塊的方法等知識積累起來,促進了幾何學的誕生古印度人也在數(shù)學、醫(yī)學上有不錯的表現(xiàn),尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要促進他們很早就創(chuàng)立了自己的陰陽歷2.1.2.中國古代科學和技術(shù)成就天文學:歷法\相應的數(shù)學\天象觀測\宇宙理論物理學:《墨經(jīng)》/《考工記》/《論衡》/趙友欽光學實驗煉丹術(shù)和冶金術(shù):青銅/生鐵冶煉都比歐洲早千多年生物學和醫(yī)藥學:陰陽學說/經(jīng)絡(luò)學說/中草藥地球科學:從公元前1177開始的世界最長久完整的地震紀錄,張衡地動儀,《夢溪筆談》四大發(fā)明:對現(xiàn)代世界的出現(xiàn)意義重大有機論自然觀:注重天人合一,強調(diào)人與自然的和諧共處2.1.3.古希臘科學的奠基性A.古希臘對現(xiàn)代世界的影響無所不在B.科學精神在古希臘誕生C.古希臘科學的奠基性成就A.古希臘對現(xiàn)代世界的影響無所不在JohnBurnet：“科學是希臘人的發(fā)明；在那些受希臘人影響的人之外，科學就從未存在過”TheodorGomperz《希臘思想家》:“你不必了解古代大師們的學說和論文，也不必了解柏拉圖和亞里士多德，你可以從未聽到他們的名字，但你仍然處在他們權(quán)威的魔力之下。他們的影響，不只是被古代和現(xiàn)代的接受他們觀點的人所傳遞。我們的全部思想，其中運行的邏輯種類，所使用的語言形式（被他們所操縱）——基本上是偉大的古代思想家的產(chǎn)品”

B.科學精神在古希臘誕生亞里士多德在《形而上學》一書開篇就說,學問的誕生有三個條件:第一是“驚異”,是人們對自然現(xiàn)象和社會現(xiàn)象所表現(xiàn)出來的困惑和驚奇.驚奇就是發(fā)現(xiàn)自己原來那么無知,便可引起對知識的渴求.如果好奇心和求知欲強,求知便沒有實用目的而成為對智慧的純粹熱愛和對真理的追求第二個條件是“閑暇”.知識階層不用為生活而奔波勞碌,因為整天從事繁重的體力勞動而沒有閑暇的人,是無法從事求知這種復雜的腦力勞動的第三個條件是“自由”

亞里士多德記述泰勒斯的故事:泰勒斯的朋友們因為他的貧困而指責他說,學問一點用處也沒有.這位學問家通過對天體的觀察預見到第二年將會出現(xiàn)橄欖作物大豐收.于是他在冬天非常便宜地租下了米利都和開俄斯兩地所有的榨油機.到了橄欖豐收的季節(jié),這種榨油機的需要量很大.泰勒斯便靠租榨油機租給用戶很賺了一大筆錢.從而證明學問家賺錢是很容易,只是興趣不在此C.古希臘科學的奠基性成就從自然哲學家們對世界本原的探索，到歐幾里德幾何學，從阿基米德力學到托勒密天文學，無一不是人類科學的奠基性成就盡管不是有了這些科學元素便能有科學的成形，但人類科學的成形是以這些科學元素與其他元素的聚集為前提的2.1.4.為科學大廈挖地基:

古希臘自然哲學對世界本原的探索A.古希臘自然哲學與科學B.基本學派概覽C.幾種主要觀點:世界是由具體的物質(zhì)形態(tài)構(gòu)成的D.古代原子論E.亞里士多德A.古希臘自然哲學與科學自然哲學是思辯性質(zhì)的.同后來依靠對實物的觀察和歸納的科學不同,它主要依靠哲學家的頭腦但自然哲學是對自然的探索,成為了科學的母胎第一位自然哲學家泰勒斯同時被稱為希臘科學的始祖他對天象的觀測與日食的預報,一般性數(shù)學命題的提出與應用,如測量金字塔的高度,特別是首次提出“萬物起源于水”的物質(zhì)本原說命題,在宇宙本原問題上排除了神的作用亞里士多德更是古代科學之集大成者B.基本學派概覽一元論：米利都學派赫拉克利特留基伯和德謨克利特四元素說：畢達哥拉斯學派恩培多克勒柏拉圖亞里士多德C.幾種不同主要觀點的共同之處:世界是由具體的物質(zhì)形態(tài)構(gòu)成的被譽為“科學之父”的泰勒斯認為,水是萬物的本原,水沉淀變?yōu)槟?泥干后成土,水稀薄變?yōu)闅?氣加熱成火,萬物都是水變的,最后復歸為水被列寧譽為辯證法的奠基人之一的赫拉克利特說,這個世界對于一切存在物都是一樣的,它不是任何神所創(chuàng)造的,它過去、現(xiàn)在、未來永遠是一團永恒的火,在一定的分寸上燃燒,在一定的分寸上熄滅畢達哥拉斯去掉具體的質(zhì),抽象出“數(shù)”作為世界的本原,從一生二,從數(shù)產(chǎn)生點線面體,產(chǎn)生水火土氣四種元素D.古代原子論留基伯被認為是把原子確定為基本元素的第一個哲學家.他認為原子含有數(shù)不清的元素,形狀千姿百態(tài),它們在空間永無休止的運動著德謨克利特更精細地推敲了原子理論,并且闡明了原子理論的真實含義.所謂原子,在希臘文中的意思就是不可再分割的東西.一個物體一分為二,它變成更小的物體,它還可以被分割,但這種分割不能無限地進行下去,其極限就是原子.世界是統(tǒng)一的,自然現(xiàn)象可以得到統(tǒng)一的解釋,但統(tǒng)一不是在宏觀層次上進行的,不是將一些自然物歸結(jié)為另一些自然物,而是將宏觀的東西歸結(jié)為微觀的東西,這些微觀的東西就是原子原子論者認為事物之間的區(qū)別是由組成它們的原子在形狀、大小、數(shù)量上不一樣而造成,統(tǒng)一的自然界可以用數(shù)來描述E.亞里士多德有兩對性質(zhì)是決定性的：熱----冷和干----濕.它們有四種結(jié)合方式,每種產(chǎn)生出一種元素除了熱或冷、濕或干以外,元素之間還有輕重之分.土和水重,土又是兩者中最重的.氣和火輕,火比氣更輕.因為土和水重,所以向宇宙中心下落就是它們的本性;氣和火輕,地界的外圍─月球所在的天球上升就是它們的本性.如果未受阻礙,土和水將落向宇宙的中心;土由于其更重,將聚集在宇宙的中心,水則位于它外面的同心球殼.氣和火要上升,但火由于更輕,將占據(jù)最外層的區(qū)域,氣則剛好作為它里面的同心球殼.理想情況下這些元素將形成一系列同心球:火在外,接著是氣和水,土則位于中心

2.1.5.科學大廈的第一根柱基:

歐幾里得幾何學歐幾里得（公元前330—275年）的幾何學,古代希臘科學的最高成就,13卷巨著《幾何原本》,于明代傳入我國數(shù)學知識系統(tǒng)化的標志,權(quán)威初等幾何學,沿用了2000多年公理化演繹體系的典范,科學大廈的第一根柱基2.1.6.最早具備科學特征的古代科學成就:阿基米德力學“浮力原理”和“杠桿原理”,由實驗方法提出,是最早把觀察、實驗同數(shù)學方法融為一體的科學家,被稱為“古代世界第一位也是最偉大的近代型物理學家”,“理論天才與實驗天才合于一人的理想化身”,“與牛頓和高斯并列的歷史上三個最偉大的數(shù)學家”,“除牛頓和愛因斯坦外對人類進步貢獻最大的科學家”2.1.7.用數(shù)學來解釋自然的第一項重大科學成就:托勒密天文學A.科學這種文化形式的的“特異性”B.古希臘宇宙模型的演變C.《天文學大成》用數(shù)學來解釋天上、地下和整個宇宙D.托勒密天文學在科學史上的地位A.科學這種文化形式的的“特異性”1917年,30歲的印度怪才數(shù)學家拉曼魯詹躺在倫敦的一所醫(yī)院里病入膏肓,劍橋大學哈代教授前去探視他,為了轉(zhuǎn)移病人對病痛的注意力,正鉆研數(shù)論的哈代對病人說他剛才座的出租車號碼為1729,很沒意思.“No!No！”拉曼魯詹回答說“這個號碼非常有趣,它是具有兩種不同分解的兩數(shù)立方和的最小數(shù)?！?1729=93+103＝13+123)

這個故事是一個象征,說明了科學文明相當普遍和基本的問題,即科學這種文化形式的的“特異性”（peculiarity）,與眾不同,內(nèi)含新奇甚至怪異的因素

B.古希臘宇宙模型的演變畢達哥拉斯認為宇宙是圓的,地球也是圓的,宇宙以地球為中心,做勻速圓周運動,整個天體運動是和諧的.這對后來的哥白尼和開卜勒有很大影響亞里士多德認為地球是球形的靜止不動,是宇宙的中心托勒密地心說是古希臘天文學發(fā)展的高峰,他的《天文學大成》被是古代天文學的百科全書.托勒密的地心說的宇宙模型是:地球在中心,往外依次為月球、水星、金星、太陽、火星、木星、土星、恒星天、最高天（上帝住所）.這符合教會的思想,統(tǒng)治歐洲1000多年C.《天文學大成》用數(shù)學來解釋

天上、地下和整個宇宙正是在《天文學大成》中,我們看到了一個古希臘時期就已取得的用數(shù)學來解釋自然的成就,在肉眼能觀察的范圍內(nèi),它完美無缺地工作著.很明顯,這是復雜科學取得的第一項顯著重大成就.數(shù)學化的行星理論在我們歷史上很早成為關(guān)于物理世界的這樣一個知識領(lǐng)域,在那里無可爭辯的數(shù)學邏輯表現(xiàn)了它對于知識的充分合理性。

D.托勒密天文學在科學史上的地位古希臘數(shù)學的邏輯、幾何和圖形特點,古巴比倫數(shù)學的數(shù)量和數(shù)字特點,這兩種科學思想模式在行星天文學中的奇異碰撞和偶然結(jié)合在最終形成托勒密的《天文學大成》這樣的杰作時成就了科學的真正基礎(chǔ)哥白尼在宇宙論上的哲學革新雖有其顯而易見的重要性,但他不得不原封不動地保留《天文學大成》的數(shù)學系統(tǒng),一點也未觸動其技術(shù)基礎(chǔ).甚至,他所作的每一處小小的修改都輕微地損害了理論和觀察之間的一致性多少世紀以來,《天文學大成》一書的地位僅次于歐幾里得（Euclid）的《幾何原本》.對那些重新檢驗這些著作技術(shù)內(nèi)容的當代數(shù)學家和科學家們來說,兩部書都展示了最近以來才又重新顯現(xiàn)的深刻和復雜2.1.8.希臘科學衰落時期的最好成果:

蓋侖醫(yī)學蓋侖（公元前460—377）被譽為“醫(yī)學之父”具有豐富的臨床經(jīng)驗,把當時的醫(yī)學知識系統(tǒng)化,提出“體液說”醫(yī)學理論,即多血質(zhì)、黏液質(zhì)、膽汁質(zhì)、憂郁質(zhì)四種氣質(zhì)類型,不同氣質(zhì)的人有不同的性格特征,建立了古代醫(yī)學體系,歐洲1500年之久三種靈氣（自然靈氣、活力靈氣、靈魂靈氣）被宗教神學利用,壓制醫(yī)學見解,阻礙醫(yī)學發(fā)展科學史上的位置:亞里士多德體系里的小宇宙2.2.中世紀科學及其主要特征2.2.1.中世紀古代科學的衰落2.2.2.十字軍東征和西歐封建城堡制的瓦解2.2.3.古代世界的知識向近代傳遞過程中阿拉伯人的貢獻2.2.4.亞里士多德主義在中世紀興起和被改造2.2.2.十字軍東征和西歐封建城堡制的瓦解西歐封建城堡制十字軍東征西歐封建城堡制的瓦解與現(xiàn)代因素的萌芽2.2.3.古代世界的知識向近代傳遞過程中阿拉伯人的貢獻知識水準和文化水平的提高與進步及富有阿拉伯特點的科學和技術(shù)活動保存并翻譯了大量古希臘的科學典籍828年建立“智慧之館”翻譯蓋侖和托勒密等人的科學著作傳播四大發(fā)明等東方科學、技術(shù)和文化到西方

2.2.4.亞里士多德主義在中世紀興起和被改造A重新發(fā)現(xiàn)古希臘大學創(chuàng)立在歪曲利用亞里士多德的經(jīng)院哲學發(fā)展中出現(xiàn)了托馬斯·阿奎那工作,它用嚴密的邏輯論證上帝的存在,顯示了一種理性特征,而理性精神是科學發(fā)展的前提之一2.2.4.亞里士多德主義在中世紀興起和被改造B新教的出現(xiàn)改革教義,返回原始的質(zhì)樸狀態(tài);放松教義控制,允許個人在一定程度上可以自由地根據(jù)《圣經(jīng)》作出自己的解釋.促進了自然神學的誕生,研究自然以證明上帝的神性培根大膽提倡用實驗方法研究自然界

2.3.現(xiàn)代科學及其主要特征2.3.1.科學革命是人類文明發(fā)展史上的最大事件2.3.2.科學革命發(fā)生的歷史條件2.3.3.科學革命的主要成就2.3.4.科學革命主要特征的獲得2.3.1.科學革命是人類文明發(fā)展史上的最大事件A.評論家們的評論B.科學革命與現(xiàn)代人類A.評論家們的評論歷史學家赫伯特·巴特菲爾德:“使基督教興起以來的一切事物相形見絀，并使文藝復興及宗教改革降低到僅僅是一支插曲、僅僅是中世紀基督教世界體系內(nèi)部變化的地位”未來學家托夫勒:第三次文明浪潮B.科學革命與現(xiàn)代人類現(xiàn)代化的定義:工業(yè)革命以來人類在政治、經(jīng)濟、文化、社會等各方面從傳統(tǒng)到現(xiàn)代的深刻轉(zhuǎn)變現(xiàn)代化的動力:科學和技術(shù)對人類政治、經(jīng)濟、文化、制度的巨大影響,產(chǎn)生工業(yè)化、城市化,導致整個社會結(jié)構(gòu)與生活方式的巨大革命(民主化)現(xiàn)代化的趨勢:科學和技術(shù)對人類社會的影響越來越大,即社會的科學技術(shù)化,同時伴隨的是科學技術(shù)化和科學技術(shù)社會化2.3.2.科學革命發(fā)生的歷史條件0西歐封建城堡制的瓦解A.手工工場與技術(shù)進步B.遠航探險和地理發(fā)現(xiàn)C.文藝復興促進科學解放A.手工工場與技術(shù)進步約14世紀開始,在意大利等地的一些地中海沿岸城市出現(xiàn)手工場工場手工業(yè)的出現(xiàn)和技術(shù)上的改進給自然科學的發(fā)展開辟了廣闊的前途.各種復雜的機具的大量使用極大地推動了力學的發(fā)展.為了有效地利用水力和風力,必須測量動力的強度,設(shè)法控制水流和調(diào)節(jié)水位,這就帶動了流體力學.我國三大發(fā)明也對歐洲帶來重大影響B(tài).遠航探險和地理發(fā)現(xiàn)航海推動了與之有關(guān)的天文學、大地測量學、數(shù)學和力學的發(fā)展.遠航和探險離不開精確的星表、星圖和航海地圖,而遠航的結(jié)果又給繪制這些圖表提供了更加豐富的材料.航海離不開炮和艦,造炮和造船中都有大量的力學問題.天文學和力學的發(fā)展必然帶動了數(shù)學.歐洲人也把三角學從天文學中分化出來作為獨立的學科遠航和探險開闊了歐洲人的眼界.收集到的地理的、地質(zhì)的、氣象的資料對于近代地理學、地質(zhì)學和氣象學的發(fā)展都有不可忽略的意義航海和地理發(fā)現(xiàn)給歐洲各國帶來了巨大的社會財富,使得一部分人有可能得到更多的充裕時間從事科學事業(yè)C.文藝復興促進科學解放教會的精神獨裁被打破,自由探討學術(shù)的空氣高漲古典學術(shù)的復興使那時的知識分子從中了解到希臘古代十分活躍的學術(shù)思想和對自然現(xiàn)象的豐富多彩的見解.這不僅鼓舞他們擺脫傳統(tǒng)觀念獨立思考,而且給他們研究自然現(xiàn)象以豐富的思想營養(yǎng)科學革命的開道者,哥白尼、伽利略、維薩里和哈維等都是通曉古典學術(shù)的大師,他們從古代人那里找到了自己學說的萌芽和種子總之,重新發(fā)現(xiàn)古希臘促成了文藝復興,并解放了科學2.3.3.科學革命的主要成就A.牛頓體系對亞里士多德體系的取代(從單純依靠數(shù)理邏輯一條腿走路到數(shù)理邏輯與觀察和歸納兩條腿走路,即理論與實驗相互作用)B.工業(yè)革命(科學與技術(shù)相互作用)C.科學凝聚性結(jié)構(gòu)和人類現(xiàn)代文明的形成2.3.4.科學革命主要特征的獲得精神層面與科學方法的獲得:針尖與天使\外科與內(nèi)科醫(yī)生\《關(guān)于兩大世界體系的對話》\維薩里\吉爾伯特\培根//笛卡爾解釋層面:從哥白尼到牛頓//從維薩里到哈維體制層面:皇家學會-法蘭西科學院-大學科學教授席位和工業(yè)實驗室的建立器物層面:商業(yè)興起-工場手工業(yè)-航海探險-資本主義-工業(yè)革命凝聚性結(jié)構(gòu)的形成:從工場手工業(yè)到工業(yè)革命2.4.后現(xiàn)代科學及其主要特征2.4.1.后現(xiàn)代科學導致人類歷史發(fā)展的又一次重大轉(zhuǎn)折2.4.2.微觀與宏觀結(jié)合進入人類認知新領(lǐng)域2.4.3.新技術(shù)革命時代2.4.4.科學、技術(shù)與社會一體化2.4.1.后現(xiàn)代科學

導致人類歷史發(fā)展的又一次重大轉(zhuǎn)折在16、17世紀科學革命和隨后的技術(shù)革命引發(fā)人類社會所有方面深刻變化所成就的人類社會第一次現(xiàn)代化基礎(chǔ)上,20世紀科學和技術(shù)革命所引發(fā)的人類社會各方面的巨大變化區(qū)別于第一次現(xiàn)代化,貝爾稱它為“后工業(yè)社會”,托夫勒稱它為人類文明史上繼農(nóng)業(yè)文明、工業(yè)文明之后的“第三次浪潮”主要特征:信息社會,知識社會,網(wǎng)絡(luò)社會,學習型社會,全球化社會,多元化社會,可持續(xù)發(fā)展社會,全民參與型社會2.4.2.微觀與宏觀結(jié)合進入人類認知新領(lǐng)域相對論和量子力學使科學真正進入到以微觀機制說明宏觀過程的水平,物理科學深入到跨克以內(nèi),生命科學深入到分子原子內(nèi)部,思維科學深入到神經(jīng)元.微觀機制越來越成為理解宏觀經(jīng)驗不可或缺的基礎(chǔ)向著宇觀世界擴展的探索正在逼近宇宙的邊緣和時間的原點,物理的、化學的和天文的研究已經(jīng)融通在為理解宇宙物質(zhì)進化鏈條的統(tǒng)一方向之中,最大的和最小的在這里連接起來了系統(tǒng)論、控制論和信息論等所謂“老三論”耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論、突變論等所謂“新三論”表現(xiàn)出后現(xiàn)代科學的強烈超常規(guī)性,交叉性、邊緣性、橫向性和綜合性，突變論、哥德爾定理、分形理論等則更直接摧毀了統(tǒng)一完美的自然界圖景和科學圖景2.4.3.新技術(shù)革命時代基于科學的高技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,微電子芯片、電腦、網(wǎng)絡(luò)和生物技術(shù)等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)已開始成為促進經(jīng)濟變革和社會進步的先導力量以電子計算機為標志的信息技術(shù),不僅推動了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和管理體制的變革,而且導致了經(jīng)濟全球化的發(fā)展趨勢導致社會生活巨大改變:信息社會,知識社會,網(wǎng)絡(luò)社會,學習型社會,全球化社會,多元化社會,可持續(xù)發(fā)展社會,全民參與型社會2.4.4.科學、技術(shù)與社會一體化2.4.4.1.社會科技化2.4.4.2.科技社會化2.4.4.3.科學的社會角色巨大變化2.4.4.2.科技社會化科學越來越受生產(chǎn)技術(shù)需要的支配,成為單純的經(jīng)濟發(fā)展工具.這種以生產(chǎn)技術(shù)主導科學發(fā)展的表現(xiàn)如此明顯,以至于科學和技術(shù)已被不加區(qū)分地合稱為科學技術(shù)或科技,英語中的“techno-science”更能表達這種技術(shù)主導的情形.科學中的功利主義成為難以回避的問題2.4.4.2.科技社會化知識經(jīng)濟的到來,使知識成為經(jīng)濟發(fā)展中最核心的關(guān)鍵決定因素.數(shù)字化信息技術(shù)的革命性發(fā)展,使知識可以方便地儲存、轉(zhuǎn)移、買賣,從而成為公司的資產(chǎn),成為生產(chǎn)材料、勞動工具、勞動對象,成為生產(chǎn)產(chǎn)品,成為比資金、物質(zhì)性生產(chǎn)資料和勞動力中的非智力部分更為重要的資本.這也使科學知識可能成為私有產(chǎn)品,原本為大眾服務的公共產(chǎn)品便成為少數(shù)人剝削他人的有力工具2.4.4.2.科技社會化現(xiàn)代科學技術(shù)革命的“大科學”模式使得對科學的政治利用空前加強.“曼哈頓工程”是二戰(zhàn)的產(chǎn)物,“阿波羅登月工程”則是冷戰(zhàn)中美蘇爭霸的結(jié)果.重大科學技術(shù)項目背后處處是政治的身影,使人們擔憂科學與政治結(jié)盟所帶來的危險2.4.4.2.科技社會化與現(xiàn)代科學技術(shù)革命相伴隨,環(huán)境惡化到了物種難存、危害人類健康、出現(xiàn)生態(tài)體系崩潰危機的地步,資源過度消耗到了擔心枯竭的地步,人口爆炸性過快增長到了地球難以負載的地步.人們陷入了關(guān)于科學到底是人類幸福來源還是人類災難禍根的爭論之中2.4.4.2.科技社會化“克隆人”、虛擬空間等一系列問題全新道德與倫理難題,同它們所引發(fā)的社會問題、法律問題糾纏在一起的,超越了人類原有的觀念空間,無法在人類原有的觀念中去做出選擇2.4.4.3.科學的社會角色巨大變化A科學結(jié)構(gòu)發(fā)生根本變化。描述科學結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)概念不再適用。區(qū)分基礎(chǔ)研究與應用研究、科學與技術(shù)、普通人與專家的舊有分界已經(jīng)過時或界線已模糊不清。默頓科學建制社會學中所描述的科學權(quán)威等級結(jié)構(gòu)已然少見，更多是混合和臨時性的領(lǐng)頭專家篩選結(jié)構(gòu)。2.4.4.3.科學的社會角色巨大變化B科學知識性質(zhì)和合理性基礎(chǔ)發(fā)生根本變化。經(jīng)濟和社會利益下的科學保密和科學知識私有化，改變了原本無償共享的公益性質(zhì)，甚至不再是人類理性事業(yè)，失去了合理性基礎(chǔ)。2.4.4.3.科學的社會角色巨大變化C科學知識生產(chǎn)的動力機制發(fā)生根本變化。由于科學合理性基礎(chǔ)的動搖、潛在危險、倫理難題，公眾要求干涉科學事務，使科學研究資源的增長和分配管理面臨新的問題。2.4.4.3.科學的社會角色巨大變化D科學知識面貌和生產(chǎn)形式發(fā)生根本變化。它的結(jié)論已很難讓常人乃至其他領(lǐng)域的科學家明白，它的工作方式已很難讓人們理解。常識概念如客觀與觀主、事實與價值、自然與社會已很難適用?？鐚W科研究、合作研究、組織多樣化，也促使統(tǒng)一完美的科學知識面貌被多樣復雜的面貌所取代3.科學發(fā)展中的定量規(guī)律3.1.科學知識增長的指數(shù)規(guī)律3.2.世界科學活動中心的轉(zhuǎn)移規(guī)律3.3.科學家人數(shù)、年齡與科學成果數(shù)量規(guī)律3.1科學知識增長的指數(shù)規(guī)律3.1.1科學計量學簡史3.1.1.1.萌發(fā)時期3.1.1.2.奠基時期3.1.1.3.發(fā)展時期3.1.2科學發(fā)展的指數(shù)增長規(guī)律3.1.2.1.指數(shù)增長的階梯現(xiàn)象3.1.2.2.指數(shù)增長的波動現(xiàn)象3.1.1科學計量學簡史馬克思認為“一種科學只有在成功地運用數(shù)學時，才算達到了真正完善的地步?！迸c計量經(jīng)濟學(Econometrics)、計量社會學(Sociometrics)的譯法不同。Scientometrics不翻譯為計量科學學，而是譯為科學計量學。3.1.1.1.萌發(fā)時期

對科學進行計量研究,至少可以追溯到一百多年前。那時，已有少數(shù)自然科學家對科學的發(fā)展進行統(tǒng)計分析。早期運用統(tǒng)計分析的方法對科學進行研究的代表人物有：阿爾豐沙·德堪多(AlphonsedeCandolle,1806-1893)弗朗西斯·高爾頓(FrancisGalton,1822-1911)3.1.1.1-1.德堪多(AlphosedeCandolle）德堪多是瑞士植物學家,他深受達爾文進化論的影響,把自然選擇理論應用到了研究人類和人類社會的精神和智力特征,并于1873年發(fā)表《二百年來科學和科學家的歷史》。德堪多采用統(tǒng)計方法對英國皇家學會、法國科學院、柏林科學院等科學機構(gòu)的成員進行研究,考察這些科學家的學科門類、家庭出身、民族背景、宗教信仰的分布情況，分析了遺傳、教育、語言、宗教、地理環(huán)境等因素對科學發(fā)展和科學家成長的影響。德堪多還運用數(shù)學方法建立了多個指標來比較各國的科學發(fā)展狀況。如他對各國的科學家人數(shù)及其占國家總?cè)丝诘陌俜直?、各國百萬人口中的院士人數(shù)、科學院中的外籍院士人數(shù)等進行了統(tǒng)計，并據(jù)此對各國進行了排序，由此德堪多被譽為對科學進行計量研究的先驅(qū)。3.1.1.1-2.高爾頓（FrancisGalton）高爾頓，厄思馬斯·達爾文的外孫，19世紀最多才多藝、最富有探索精神的人物之一。他被譽為是遺傳學的探索者和優(yōu)生學的奠基人、卓越的地理學家以及英國生物統(tǒng)計學派的先驅(qū)。高爾頓嗜好計數(shù)，請畫師為己作畫時，發(fā)現(xiàn)畫師完成一副肖像畫大約需要運筆2萬次，恰好同織一雙襪子所需的手臂運動次數(shù)相同。高爾頓在科學計量學方面的貢獻也是對科學家的統(tǒng)計分析。他的代表作是《遺傳天賦》(1869)和《英國科學家》(1874)。高爾頓對英國偉人進行統(tǒng)計分析后指出：偉人們，包括有所創(chuàng)造的科學家在內(nèi)，似乎都有血緣關(guān)系，且大都出生名門。他的觀點后來被人批評為低估了人與社會的復雜性,過份夸大了生物學原理的適用范圍。高爾頓研究發(fā)現(xiàn)，載入《當代2500人》人物傳記，或出現(xiàn)于泰晤士報的訃告中的杰出人士占英國人口的兩萬分之一。其中從事科學和醫(yī)學的占十分之一。他統(tǒng)計指出，英國優(yōu)秀科學家占總?cè)丝诘陌偃f分之一。高爾頓開創(chuàng)了關(guān)于杰出科學家質(zhì)量分布的研究,這一研究是后來科學計量學的各種質(zhì)量分布研究的先導。3.1.1.1-3.科爾(F.J.Cole)

20世紀初，一些學者開始對科技文獻的數(shù)量進行統(tǒng)計研究。如1917年動物學教授科爾(F.J.Cole)和博物館館長伊爾斯(N.B.Eales)發(fā)表了題為《比較解剖學的歷史——.對文獻的統(tǒng)計分析》的論文。該文統(tǒng)計了1543-1860年歐洲各國發(fā)表的有關(guān)動物解剖學方面的出版物6436件,并繪制了出版物數(shù)量的時間分布曲線,從此曲線可以較為清楚地看出比較解剖學的發(fā)展進程。該曲線與后來的所謂科學發(fā)展指數(shù)增長規(guī)律曲線十分吻合。他們還在統(tǒng)計數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，比較了不同國家比較解剖學的發(fā)展狀況，確定了不同時期比較解剖學的研究重點等。科技文獻的迅速增長是科學發(fā)展的表現(xiàn)形式之一，科爾等人以文獻為切入點對科學進行定量研究開創(chuàng)了科學計量學一個新領(lǐng)域。3.1.1.2.

奠基時期

具有現(xiàn)代科學計量學意義的研究起始于美國學者洛特卡(A.J.Lotka,1880-1949)。但是真正使科學計量研究變成一門科學的，應歸功于普賴斯(DerekJ.deSollaPrice,1922-1983)和加菲爾德(EugeneGarfield,1926-)。著名的科學社會學家默頓指出：普賴斯《巴比倫以來的科學》、《小科學,大科學》兩部著作的出版和加菲爾德的《科學引文索引》的刊行乃科學計量學發(fā)展史上的兩件奠基性大事。3.1.1.2-1.洛特卡(A.J.Lotka)洛特卡生平1880年3月生于奧地利的倫伯格，父母都是美國人。早期教育是在法國和德國接受的。畢業(yè)后，先后在美國化學總公司、國家專利局、國家標準局等機構(gòu)工作。1938-9年任美國人口協(xié)會主席、1942年任美國統(tǒng)計協(xié)會主席。洛特卡定律1926年洛特卡發(fā)表論文《科學生產(chǎn)率的頻率分布》.該文統(tǒng)計了《化學文摘》1907~16年索引中以A和B開頭的6,891名作者及其論著數(shù),并統(tǒng)計了奧爾巴赫（Auerbach）的《物理學史一覽表》（1919）中的1325位科學家及其論著數(shù)以上述統(tǒng)計分析為基礎(chǔ),他發(fā)現(xiàn):“寫了2篇論文的科學家人數(shù)大約是寫了1篇論文科學家人數(shù)的1/4;寫了3篇論文的科學家人數(shù)大約是寫了1篇論文科學家人數(shù)的1/9;??寫了n篇論文的科學家人數(shù)大約是寫了1篇論文科學家人數(shù)的1/n2”.這就是著名的洛特卡定律洛特卡定律洛特卡定律的數(shù)學表現(xiàn)形式: fn=c/n2其中,n為一位作者發(fā)表的論文數(shù),fn為發(fā)表n篇文章的科學家占總?cè)藬?shù)的百分比,c為常數(shù)（c＝0.6079）洛特卡定律的命運:由于多種原因,洛特卡定律沉睡了30多年,后來由于普賴斯等人的發(fā)掘,自60年代起引起人們的重視今天,洛特卡定律仍然經(jīng)常被科學學家、情報學家等引證和研究布拉福德文獻分散定律1934年,英國化學家布拉福德發(fā)表論文《專門學科的情報來源》.分析了《應用地球物理學》（1928－1931）和《潤滑》（1931－1933年6月）中的文獻發(fā)現(xiàn):如果科技期刊按其刊載某學科的論文數(shù)量多寡,以遞減的順序排列,則可以把期刊劃分成專門面向這個學科的核心區(qū)域和包含與核心區(qū)域同等數(shù)量論文的幾個區(qū)域.這時,核心區(qū)域的期刊數(shù)量與相繼各個區(qū)域的期刊數(shù)量成1:n:n2

的關(guān)系（n為比例系數(shù)）這一規(guī)律是目前確定各學科核心期刊的主要依據(jù)齊夫定律1949年齊夫出版專著《人類行為與最小努力原則》,表述了頻詞分布規(guī)律:在一篇文章中,若用自然數(shù)依次給詞匯出現(xiàn)的頻率f的順序（高頻詞在前，低頻詞在后）以一個等級值r,則f與r的乘積是一個常數(shù),即

f.r=c3.1.1.2-2.普賴斯

人們普遍認為堪稱科學計量學之父的只有普賴斯普賴斯1922年生于英國倫敦,1946年獲倫敦大學物理學博士學位1946-7年,受英聯(lián)邦基金資助到普林斯頓做數(shù)學物理學研究1947-50年在新加坡的UniversityofMalaya做應用數(shù)學講師期間學術(shù)興趣轉(zhuǎn)移到科學史1950-54年在劍橋大學學習科學史獲得科學史博士學位.1955-56年,受NuffieldFoundation資助在英國博物館從事星盤儀器的分類研究.1957年來到美國做籌建史密森學會技術(shù)與技術(shù)博物館的物理學和天文學顧問普賴斯簡歷在他第二次來到普林斯頓作研究工作期間,于1959年秋天作為科學史訪問教授來到耶魯大學歷史學系.1960年成為新成立的耶魯大學科學與醫(yī)學史系教授,并兼任耶魯大學皮博迪博物館科學儀器史的負責人.1962年,他成為美國的第一位阿瓦隆基金科學史教授,以后直到1983年9月去世前一直在耶魯大學科學與醫(yī)學史系擔任這一職務,并長期擔任系主任同時兼任Scientometrics、SocialStudiesofScience等學術(shù)刊物主編等職1980年加入美國籍,1983年9月3日在倫敦逝世普賴斯學術(shù)成就他是一位博學多產(chǎn)的杰出學者,一生發(fā)表論文240篇,專著14種1976年獲技術(shù)史學會最高獎達芬奇獎章1981年獲科學的社會研究最高獎貝爾納獎金（SocietyforSocialStudiesofScience設(shè)立）1983年成為瑞典皇家科學院外籍院士1983年獲科學史研究者的特別榮譽——薩頓紀念講座Scientometrics設(shè)立“普賴斯紀念獎章”,以獎勵在科學計量學上作出杰出貢獻的學者科學史學會將它1979年設(shè)立用來獎勵優(yōu)秀科學史論文的吉特利-弗·布魯格獎改名為普賴斯獎科學知識指數(shù)增長律的發(fā)現(xiàn)1949年普賴斯在新加坡任教時負責保管一整套《倫敦皇家學會哲學論壇》,他發(fā)現(xiàn)在他床邊靠墻堆放的這份雜志的厚度以每十年為單位呈指數(shù)曲線1950年,普賴斯回歐洲后向荷蘭阿姆斯特丹的國際科學史大會提交了他的第一篇有關(guān)科技期刊按指數(shù)增長的科學計量學論文.該論文不僅標志他從數(shù)學和物理學轉(zhuǎn)向了科學史研究,而且也成了他成長為科學計量學之父的起點ScienceSinceBabylon1959年10-11月,普賴斯舉辦科學史系列公開演講,最直接的目的就是為籌建獨立的耶魯大學科學和醫(yī)學史學系服務,是籌建活動的一部分.也是把普賴斯從訪問教授變?yōu)閷⒊闪⒌囊敶髮W科學和醫(yī)學史學系正式聘任教授的一個前奏性工作這次系列演講很成功,1961年結(jié)集出版時在書后增加了專門討論在大學建立獨立的科學史系和推進科學史學科發(fā)展問題的一章,書名為《巴比倫以來的科學》《巴比倫以來的科學》是普賴斯這位在不同學術(shù)領(lǐng)域同時具有廣泛影響的著名學者的成名之作它不僅是科學史上的經(jīng)典名著,而且由它引發(fā)的《小科學，大科學》也成為20世紀最具影響的學術(shù)經(jīng)典之一《小科學，大科學》普賴斯1959年系列講座的最后一講“科學的病態(tài)”,討論的是“科學指數(shù)增長”普賴斯很早就開始科學指數(shù)增長規(guī)律的研究,1950、1951、1956年幾次發(fā)表論文.然而1959年耶魯大學成功的系列演講中這一內(nèi)容才引起廣泛的影響在科學史、科學社會學等許多領(lǐng)域甚至整個科學界引起震撼,以《巴比倫以來的科學》成書出版后在書店也出人意料地暢銷幾個月后,“科學指數(shù)增長規(guī)律”這部分內(nèi)容獨成體系,普賴斯到布魯克海文作佩格勒姆講演:第1講“科學學序幕”,第2講“再訪哥爾頓”,第3講“無形學院和無數(shù)科學往返者”,第4講“大科學家們的政略”,在自然科學家尤其是物理學家中間引起熱烈的討論.隨后以《小科學，大科學》為名出版,立即被翻譯成10種以上的文字出版不同年代的科學文獻量在坐標圖上逐步描繪出來,以光滑曲線連接各點,得出

科學文獻隨時間增長的指數(shù)曲線期刊數(shù)量是按指數(shù)而不是線性增長…實際上這個常數(shù)是,大約每15年左右翻一番,相當于每50年為10倍,每150年為1000倍,從17世紀中葉到現(xiàn)在的300年中增長了100萬倍從科學期刊中所得到的指數(shù)增長規(guī)律也適用于這些期刊中的論文實際數(shù)量為驗證指數(shù)曲線的普遍適用性,普賴斯以《化學文摘》《生物文摘》等4種文摘和其他30種雜志為例進行了統(tǒng)計分析結(jié)論:似乎沒有理由懷疑任何正常的、日益增加的科學領(lǐng)域內(nèi)的文獻是按指數(shù)增加的,每隔大約“10-15年便增加1倍.”“每年增長約5%-10%”指數(shù)增長的后果以15年為倍增周期,3個世紀后,則相當于2的20次冪的倍增,即達100萬這一因數(shù)若科學家的倍增周期為15年,則8個科學家中將有7個是在世的,即直接性系數(shù)為87.5%同樣,若科研成果數(shù)的倍增周期為15年,則大部分科研成果都是今天的科學家做出的在1959年的系列演講中以“科學的病態(tài)”為題,討論了諸如以指數(shù)增長持續(xù)將會導致“沒有一位科學家能夠閱讀所有的期刊,或?qū)ν难芯颗d趣可能有關(guān)的所有出版著作保持充分的了解”,“每一個老人、兒童和狗都配備幾名科學家”這樣荒唐的后果及隨之而來的科學增長的極限和科學的衰亡問題3.1.1.2-3.加菲爾德(EugeneGarfied)1925年生于紐約,二戰(zhàn)期間參軍服役.戰(zhàn)后進哥倫比亞大學學習,1949年獲化學學士學位,1954年獲圖書館學碩士學位.1961年在賓夕法尼亞大學獲結(jié)構(gòu)語言學博士學位早年為《化學文摘》義務文摘員,在工作中認識到傳統(tǒng)的主題詞索引存在著諸多不便,萌發(fā)了用引文作為檢索工具的想法1955年發(fā)表《引文索引用于科學》,系統(tǒng)地提出了用引文檢索科技文獻的方法.1960年他創(chuàng)辦了科學情報研究所(ISI),并于1963年編制成《科學引文索引》(SCI).1973年推出《社會科學引文索引》(SSCI),1978年又推出《藝術(shù)與人文科學引文索引》(A＆HCI)《科學引文索引》刊行1963年試刊,為年刊分5卷,覆蓋613份科學雜志在1961年發(fā)表論文的引文的索引,共有近1.4億條引證1964年正式刊行,改為季刊覆蓋2200份雜志上發(fā)表的論文所作的引證,雜志由各個領(lǐng)域的專家委員會選定1979年改為雙月刊,并有年度和5年度累積本1985年,SCI摘錄來源出版物3367種,報道引用文獻620448篇,引文9719986條《科學引文索引》編輯全世界每年出版10多萬種科技期刊.SCI的編者主要根據(jù)“加菲爾德文獻集中定律”及“費用——效果”原則,在ISI巨大的自然科學資料庫(SCIdatabase)中選擇入選期刊主要根據(jù)基本期刊出版標準、期刊內(nèi)容、國際性和引文分析四個方面選擇5877種期刊組成了外圈———SCI擴展版,即SCIExpanded再在SCIExpanded中選取3500余種組成內(nèi)圈,即SCICED我國科技界所說的SCI刊物一般是指進入SCICED的刊物《科學引文索引》編輯SCI涵蓋了3500余種國際性權(quán)威科技學術(shù)期刊上發(fā)表的論文和引文的數(shù)據(jù)信息,是一種國際性、多學科的綜合性文獻檢索工具,也是進行引文分析的重要工具之一它除了收錄文獻的作者、題目、源期刊、摘要、關(guān)鍵詞外,還收錄論文的參考文獻,是一種以文獻之間的引證關(guān)系為基礎(chǔ)編制的索引范圍涉及數(shù)理化、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、生物學、工程技術(shù)、應用科學和行為科學等SCI的主要文獻源是期刊,也收錄少量的會議錄、專利、圖書和科技報告,收錄的引用文獻主要是本年度的.其特點是時差短、信息廣等《科學引文索引》使用組成分兩部分:1引文索引〉按被引證作者姓名順序編排2資料索引〉按序列出引證了上述作者論文的論文特點可以根據(jù)作者名從引文索引部分開始查,然后再從資料索引部分查出所有引用這篇論文的論文《科學引文索引》價值價值它改變了傳統(tǒng)的主題索引的分類方法，是情報檢索方法的一次重大變革。可以查明論文間的相互引證關(guān)系，追蹤給定論文的來龍去脈。具有主題索引所沒有的評價、分析和預見的功能。3.1.1.3.發(fā)展時期普賴斯和加菲爾德的研究深深吸引了莫斯科大學納利莫夫(V.V.Nalimov,1910-1997)和烏克蘭科學院的多勃羅夫在這兩人的努力和推動下,科學計量學不僅在蘇聯(lián),而且在世界許多國家（如匈牙利）變成了一個迅速成長的新領(lǐng)域

1969年納利莫夫和穆利欽科(Z.M.Mulchenko)合著的《科學計量學:把科學作為情報過程來研究科學的發(fā)展》出版,這是世界上第1本科學計量學專著俄語術(shù)語“科學計量學”正式被創(chuàng)造出來.同年也有了英語“Scientometrics”.這標志著奠基期基本完成,從此跨入發(fā)展時期3.1.1.3-1.科學計量學的建制化1978年國際《科學計量學》雜志的創(chuàng)刊號在匈牙利出版1982年,《科學計量學》雜志合并了《學術(shù)交流研究雜志》1984年,“普賴斯紀念獎章”設(shè)立1987年首屆國際文獻計量學、科學計量學會成立3.1.1.3-2.開拓科學計量學定律新領(lǐng)域引文分析:施引與被引、互引與自引、批評引證與權(quán)威引證、引文網(wǎng)絡(luò)與專業(yè)結(jié)構(gòu)和無形學院通過引用頻率和影響因子對學術(shù)期刊進行學術(shù)評價通過高影響因子刊物論文數(shù)、SCI論文數(shù)、被引用次數(shù)對學者個人進行學術(shù)評價通過發(fā)表論文和引用情況對學術(shù)機構(gòu)進行學術(shù)評價:中國科學引文數(shù)據(jù)庫1996年統(tǒng)計結(jié)果,北京大學被引論文411篇,被引頻次534次,當時的北醫(yī)大、南京大學分居第2、3位,被引頻次440、4193.1.1.3-3.科學計量學在中國趙紅州1974年獨立發(fā)現(xiàn)湯淺現(xiàn)象SCI在科研管理中的運用3.1.2科學發(fā)展的指數(shù)增長規(guī)律3.1.2.1.指數(shù)增長的階梯現(xiàn)象3.1.2.2.指數(shù)增長的波動現(xiàn)象3.1.2.1.指數(shù)增長的階梯現(xiàn)象早在1944年,美國美以美大學圖書館館員F．Rider,TheScholarandtheFutureoftheResearchLibrary

發(fā)現(xiàn),美國主要大學圖書館的藏書量,平均每十六年翻一番普賴斯在《巴比倫以來的科學》一書中,以科學雜志和學術(shù)論文作為知識量的重要指標,描述了科學發(fā)展的加速規(guī)律:W＝αeβT

其中w為科學指標,皆為任意常量,T為年代.用微分的形式則是:dw/dt=kw3.1.2.2.指數(shù)增長的波動現(xiàn)象波動曲線的高峰都對應科學史上杰出的科學精英活動的年代歷史上的波谷時期,大多與社會的動亂年代相對應.社會動亂以不同的方式影響了科學的發(fā)展,扼殺了社會的科學能力3.2.1.關(guān)于科學活動中心的研究3.2.2.科學活動中心的轉(zhuǎn)移進程3.2.3.對科學活動中心轉(zhuǎn)移現(xiàn)象的分析3.2.4.關(guān)于未來科學中心的預測問題3.2.世界科學活動中心的轉(zhuǎn)移規(guī)律3.2.1.關(guān)于科學活動中心的研究1-1.貝爾納《歷史上的科學》（1954）1-2.湯淺光朝《解說科學文化史年表》(1962)1-3.趙紅州《科學能力學引論》（1984）3.2.1-1.貝爾納《歷史上的科學》英國科學學家貝爾納在他的名著《歷史上的科學》一書中，首先提出了科學活動中心的概念，并描繪了科學活動中心在世界范圍內(nèi)隨時間流動的概貌。貝爾納認為，科學的進步是不平衡的。在幾個迅速進展的時期之后，隔有更長的停頓時期甚至衰退時期。3.2.1-1-1.文藝復興運動前巴比倫、埃及和印度都是古代科學活動的活躍點。希臘繼承了文明古國的傳統(tǒng)，開創(chuàng)了古代科學發(fā)展的黃金時代。今天西方科技發(fā)展的重要理論基礎(chǔ)是率先在希臘建成的。但是，人類歷史上這個令人驚嘆的前進運動還沒等到古典時代城邦國家的衰亡就已告終。經(jīng)歷漫長的所謂中世紀黑暗時代之后，也即到了文藝復興運動之時，科學活躍期才再次興起。3.2.1-1-2.文藝復興運動后貝爾納認為，文藝復興運動后科學的發(fā)展可以依稀分辨出四個主要進展期：第一期集中于意大利第二期擴展到荷蘭、法蘭西和不列顛第三期以爆發(fā)工業(yè)革命的不列顛和政治革命的巴黎為中心第四期就是“我們的現(xiàn)代科學革命期”3.2.1-1-2-1.第一期第一期主要集中于意大利，以達·芬奇、維薩留斯和哥白尼為代表這一時期力學、解剖學和天文學發(fā)生了巨大變革，并由此摧毀了古代有關(guān)人體和宇宙中心學說的權(quán)威。3.2.1-1-2-2.第二期第二期由意大利擴展到荷蘭、法蘭西和不列顛，它是從弗蘭西斯·培根、伽里略和笛卡爾開始，至牛頓結(jié)束的這一時期形成了一種新的、數(shù)學—力學的世界模型，確立了一整套嚴密的科學方法3.2.1-1-2-3.第三期第三期和第二期之間有一個中斷期，這一中斷期結(jié)束后，以爆發(fā)工業(yè)革命的不列顛和政治革命的巴黎為中心，科學再次獲得快速發(fā)展這一時期把希臘人未曾接觸過的電學等園地開放給了科學；通過驅(qū)使新型動力、機器和化學品，科學決定性地改變了生產(chǎn)和運輸?shù)姆绞健?.2.1-1-2-4.第四期第四期，如果僅就規(guī)模和功效而論，乃在所有各期中最為重大的那一期，也就是“我們的現(xiàn)代科學革命期”。我們正目擊著一種世界性科學的興起，科學不僅創(chuàng)造了新工業(yè)，而且滲透到了生活的每一方面。也正是在目前這個過渡時期，科學直接卷入了由戰(zhàn)爭和社會革命組成的猛烈而可怕的話劇中來了。3.2.1-1-3.貝爾納分期評論對“大科學”現(xiàn)象出現(xiàn)之前的科學歷史的研究貝爾納敏銳地揭示了科學活動中心轉(zhuǎn)移這一現(xiàn)象.這項工作后來給日本學者湯淺光朝以啟發(fā),促使湯淺在1962年系統(tǒng)地提出了科學活動中心轉(zhuǎn)移學說3.2.1-2.湯淺光朝《解說科學文化史年表》3.2.1-2-1.湯淺研究的特點3.2.1-2-2.湯淺研究的方法3.2.1-2-3.湯淺研究的結(jié)論3.2.1-2-1.湯淺研究的特點湯淺研究的特點在于對科學增長情況按國別進行了細致地計量分析，并用圖表來說明16世紀到20世紀科學活動的現(xiàn)象。這個統(tǒng)計調(diào)查給出了有關(guān)意大利、英國、法國、德國、美國等國家相繼成為科學活動中心的明確結(jié)論。用湯淺的話說就是：“科學活躍時期比起每一個國家的歷史要短得多，就如同玫瑰花和少女很容易喪失自己的青春一樣。”3.2.1-2-2.湯淺研究的方法湯淺利用的資料主要是1956年日本平凡社出版的《科學技術(shù)編年表》和1951年出版的兩本《威伯斯特人物傳記辭典》?！犊茖W技術(shù)編年表》收集了1501~1950年間2064項條目，每項條目記載一個重要科學成果。這些科學成果的分布情況如下表所示。表1-2.1世界科學中心不同時期重大科學成果數(shù)年代意大利英國法國德國美國其他國家合計1501~15504113-4131551~160023728-19591601~16501581015-12601651~170012351513-18931701~1750117156228691751~180073754324371711801~1850119214415416414581851~190081067520233955191901~1950107132128218163622合計9137434836127341720643.2.1-2-2.《科學技術(shù)編年表》中的成果分布湯淺把《科學技術(shù)編年表》收錄的2064項科學成果，每十年一計，分為45個階段，再按照國家分階段編制編年材料。每階段每個國家的成果數(shù)除以全世界當時的成果總數(shù)，得到一系列的百分比數(shù)。然后分別畫出意大利、英國、法國、德國和美國在1501~1950年間相對成果數(shù)的變化曲線（見下頁《成果國別分布曲線》）。依據(jù)《科學技術(shù)編年史》得出的

成果國別分布曲線3.2.1-2-3.湯淺研究的結(jié)論湯淺的科學活動中心定義:一個國家的重大科學成果數(shù)如果超過了同期全世界重大科學成果總數(shù)的25％,則成為世界科學活動中心,其持續(xù)的時間稱作為科學興盛期根據(jù)上述科學活動中心的定義，湯淺從各國科學成果數(shù)和科學家數(shù)的分布圖中得出的結(jié)論是每一國家的科學興盛期為80年左右。具體順序是意大利、英國、法國、德國、美國。見下頁《世界科學活動中心的轉(zhuǎn)移情況》

世界科學活動中心的轉(zhuǎn)移情況國別時間意大利1540~1610英國1660~1730法國1770~1830德國1810~1920美國1920~3.2.1-3.趙紅州《科學能力學引論》3.2.1-3-1.趙紅州1974年的獨立發(fā)現(xiàn)3.2.1-3-2.趙1974年得出科學成果編年曲線3.2.1-3-3.趙從科學成果編年曲線中得出的結(jié)論3.2.1-3-1.趙紅州74年的獨立發(fā)現(xiàn)趙紅州1941年生于河南省溫縣，1964年畢業(yè)于南開大學物理系，同年到北京大學西語系出國班短期學習.之后在中央馬列主義研究院及中共中央研究室工作,文革時在河南羅山干校勞動.1974年8月起,先后在中科院物理所、高能物理所、中國科協(xié)科技培訓研究中心、中國管理科學研究院工作1974年在河南羅山干校勞動期間,趙紅州根據(jù)《復旦大學學報》所載的《自然科學大事記》,獨立發(fā)現(xiàn)了湯淺所描述的現(xiàn)象,1984年出版《科學能力學引論》系統(tǒng)總結(jié)了他的發(fā)現(xiàn)3.2.1-3-2.趙1974年根據(jù)《自然科學大事記》得出科學成果編年曲線3.2.1-3-3.趙從科學成果編年曲線中得出的結(jié)論各國科學中心（高潮）轉(zhuǎn)移順序為:意大利（1540-1620）英國（1660-1750）法國（1760-1840）德國（1840-1910）美國（1920-現(xiàn)在）中心的轉(zhuǎn)移周期為:80年左右中心的峰值為:1620年→1710年→1790年→1870年→1950年3.2.2.科學活動中心的轉(zhuǎn)移進程16~17世紀的意大利17~18世紀的英國18~19世紀的法國19~20世紀的德國20~21世紀的美國3.2.2-1.意大利第一個科學活動中心在意大利(1540-1610年)。意大利是文藝復興運動的第一個大舞臺，是需要巨人也產(chǎn)生了巨人的地方。以達·芬奇和伽里略為代表的意大利科學家，繼承和發(fā)展了古希臘的科學文化，開創(chuàng)了實驗科學的傳統(tǒng)，使自然科學開始從神學中解放出來。但是，隨著教會把布魯諾送上火刑柱(1600年)，意大利的光榮就成了昔日黃花。3.2.2-2.英國第二個科學活動中心在英國(1660~1730年)。其標志是1662年英國皇家學會的成立，在皇家學會周圍云集了牛頓、虎克、波義耳，哈雷、布拉德雷，瓦利斯、哈克等一大批科學家。在1660~1730年間，英國共有60余名杰出的科學家，約占當時全世界科學家總數(shù)的36％以上，他們的科學成果占總數(shù)的40％。英國成為世界科學中心與牛頓有很大的關(guān)系，他的名著《自然哲學的數(shù)學原理》出版于1687年，被認為是近代科學臻于成熟的里程碑。1727年牛頓死后，英國科學便開始急劇衰落。3.2.2-3.法國法國科學的全盛時期在百科全書時代和拿破侖一世時期1666年就建立了法皇家科學院,人類社會出現(xiàn)了從國家拿薪水的職業(yè)科學家,最早的一批技術(shù)?？茖W校也是在法國創(chuàng)辦的18-19世紀的高峰時期,法國為世界貢獻了以拉格朗日和拉普拉斯為代表的一