古希臘及希臘化時期的科學(xué)課件

古希臘及希臘化時期的科學(xué)

參考書目《科學(xué)的歷程》吳國盛湖南科學(xué)技術(shù)出版社1997年版《科學(xué)史》及其與哲學(xué)和宗教的關(guān)系丹皮爾商務(wù)印書館1997年版

古希臘的地理位置古希臘并不是今天我們從地圖上看到的巴爾干半島南端的希臘半島這塊地方。早在公元前一千多年，希臘就在向海外移民，在東方和西方建立了許多殖民地城邦：向東越過愛琴海在今天屬于土耳其的西部沿海建立了愛奧尼亞的希臘殖民城邦，向西越過愛奧尼亞海，在現(xiàn)在的意大利南部即亞平寧半島及西西里島建立了“大希臘”的殖民地。

總的說來，古希臘人生活在包括希臘半島本土，愛琴海東岸的愛奧尼亞地區(qū)，南部的克里特島以及南意大利地區(qū)在內(nèi)的地方希臘古典時代的科學(xué)

古典時代：自泰勒斯始到馬其頓王亞歷山大征服全希臘止的二百多年古典時代按時期和區(qū)域可分為三個階段愛奧尼亞階段(泰勒斯——阿那克薩哥拉)南意大利階段(畢達(dá)哥拉斯——恩培多克勒)雅典時期(結(jié)束于馬其頓王的統(tǒng)治約為公元前337年)阿那克西曼德（公元前610——公元前545）天空的可見穹廬是一個完整球體的一半，地球是這個球體的中心，被水，空氣和火包圍著浮游于天體中太陽和星星是從原來熾熱的外衣中分出來得碎片，鑲嵌在圓形的天上，隨著圓形的天繞地球轉(zhuǎn)動世界是由于物質(zhì)中的對立面分裂而產(chǎn)生的最早的動物產(chǎn)生于海泥，人生于魚腹物質(zhì)是不滅的，但萬物包括實(shí)體都會毀滅以歸于混沌阿那克西米尼（卒于公元前526年左右）世界的本原是空氣，空氣稀薄以成火；空氣凝縮以成水，土大地和行星都浮游于空氣中，月亮由于反射太陽光而發(fā)亮阿那克薩哥拉（約公元前500年出生）物質(zhì)是一群不同的集合物，每一個不同的實(shí)體都具有不同的質(zhì)或偶有性，不管怎樣分割，部分所包含的實(shí)體都是和全體相似的運(yùn)動最初由智慧發(fā)動，智慧引起世界的變動，并使它有秩序天體是與地球一樣的球體，太陽是燃燒的石頭，月亮中有山有谷通過對動物的解剖，對大腦的解剖，發(fā)現(xiàn)魚用鰓呼吸芝諾（活躍于公元前480年左右）屬于愛麗亞學(xué)派，引起科學(xué)史家主義的是他的四個悖論二分法阿基里斯追不上烏龜飛矢不動運(yùn)動場

原子論思想留基伯（公元前5世紀(jì)）德謨克利特（生于公元前460年）世界是統(tǒng)一的，自然現(xiàn)象可以得到統(tǒng)一的解釋，但是統(tǒng)一不是在宏觀層次上進(jìn)行的，而是可以歸結(jié)為微觀的東西——原子組成事物的原子在大小形狀數(shù)量上的不同引起來事物的多樣性。但在當(dāng)時，原子論思想主要是一種哲學(xué)思辨，而不是科學(xué)理論醫(yī)學(xué)方面阿爾克莽（公元前500年左右）蘇格拉底以前的主要胚胎學(xué)家，首先進(jìn)行了解剖，發(fā)現(xiàn)了視神經(jīng)，認(rèn)識到大腦是感覺和理智活動的中央器官阿那克薩哥拉用動物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用解剖方法研究他們的構(gòu)造恩培多克勒（公元前450年）認(rèn)為血液流向心臟，并由心臟流出，健康有賴于人體中四元素的平衡以他名義流傳下來的著作集《希伯克拉底文集》共有70篇文章智者學(xué)派從自然哲學(xué)向人文哲學(xué)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)數(shù)學(xué)上的三大難題（用圓規(guī)和直尺作圖）化圓為方二倍立方求一立方體之邊，使其體積等于已知邊長的立方體的二倍三等分任意角默冬（公元前432年左右）公元前432年，他在奧林匹克競技會上宣布了自己的發(fā)現(xiàn)：19個太陽年與235個朔望月的日數(shù)相等，這個周期在我國稱為章，所以默冬周期在我國譯為默冬章。這個周期可以幫助確定陰陽歷中的置潤規(guī)則。235個朔望月總?cè)諗?shù)是6940日，19年中必有12個平年，7個閏年。柏拉圖（公元前427——前347）柏拉圖本人的哲學(xué)受畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的影響很大，在他身上懷疑論與神秘主義結(jié)合在一起柏拉圖相信我們?nèi)粘Ｋ娝劦姆N種常識和感覺都不是真實(shí)的實(shí)在，它們千變?nèi)f化，轉(zhuǎn)瞬即逝。只有理念才是真正實(shí)在的，這種理念具有超越的存在，它先于一切感性經(jīng)驗(yàn)。日常世界只是理念世界不完善的摹本。哲學(xué)的目的就是把握理念諸多自然事物中，數(shù)學(xué)的對象更具有理念的色彩雖然它也不是理念本身，但通過對數(shù)的對象的研究更易進(jìn)入理念的世界（直線，圓）數(shù)學(xué)是通向理念世界的準(zhǔn)備工具《理想國》中談到要重視對立體幾何的研究，他已知正多邊體最多有五種，發(fā)現(xiàn)了圓錐曲線歐多克斯（公元前409——公元前356）數(shù)學(xué)上建立了比例論，引入了變量的概念，區(qū)分了數(shù)與量，方便了幾何學(xué)研究天文學(xué)柏拉圖與畢達(dá)哥拉斯一樣認(rèn)為天天運(yùn)動應(yīng)是勻速圓周運(yùn)動，而實(shí)際觀測結(jié)果卻不同，因此出現(xiàn)了“拯救現(xiàn)象”方法歐多克斯提供的方案是同心球疊加這種方法是基于畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的宇宙圖景做出的，存在很多不足之處，但正是歐多克斯開創(chuàng)了數(shù)理天文學(xué)的基本模式亞里士多德——百科全書式人物

（公元前384——前321年）論著：《形而上學(xué)》《物理學(xué)》《論生滅》《天象學(xué)》《論宇宙》《動物志》《論動物的歷史》《論靈魂》等不同意柏拉圖的理念說，認(rèn)為事物的本質(zhì)寓于事物本身之中，是內(nèi)在的，不是超越的，為了把握真理必須重視感性經(jīng)驗(yàn)天文學(xué)上繼承了歐多克斯的路子，即通過天球的組合來解釋天體的表觀運(yùn)動，但不同的是他要給出天體運(yùn)動以物理解釋。他認(rèn)為天體和地上的物體是本質(zhì)上不同的兩種物質(zhì)，天體由純潔的以太構(gòu)成，是不朽的，它的運(yùn)動是完美的勻速圓周運(yùn)動物理學(xué)他認(rèn)為地上的物體涉及的是物理學(xué)的內(nèi)容，地上的物體由水火土氣四種元素組成，其運(yùn)動是直線運(yùn)動。地上物體都有其天然處所，所有物體都有回歸到天然處所的趨勢，這一趨勢即所謂天然運(yùn)動。重性越多，下落速度越快。除了天然運(yùn)動，還有受迫運(yùn)動，受迫運(yùn)動是推動者加給被推動者的，推動者一旦停止推動，運(yùn)動就會立即停止。自然界中有等級之分，重的東西不如輕的東西高貴，天尊地卑，推動者比被推動者高貴，靈魂比身體高貴四因說事物變化的原因有四種：質(zhì)料因，形式因，動力因，目的因。（一個銅像銅是質(zhì)料因，原型是形式因，雕刻家是動力因，美學(xué)價(jià)值是其目的因）目的因又稱終極因，是最重要的，自然界地事物都可以用目的論來解釋（重物下落是因?yàn)樗氐教烊晃恢蒙希参锵蛏鲜菫榱烁咏枺┕畔ＥD的建筑帕提農(nóng)神廟伊瑞克提翁神廟希臘化時期的科學(xué)伯羅奔尼撒戰(zhàn)爭時期，希臘北部的馬其頓王國發(fā)展壯大，國王腓力二世（公元前356年繼位）注意學(xué)習(xí)希臘文化，同時富國強(qiáng)兵，確立了馬其頓對希臘各城邦的統(tǒng)治地位（公元前337年）。他在宮廷政變中遇刺身亡，亞歷山大繼位（公元前336年）。亞歷山大經(jīng)過10余年征戰(zhàn)，建立了的跨歐亞非三洲的帝國，他以希臘文化為統(tǒng)治文化，注重學(xué)術(shù)事業(yè)發(fā)展，希臘文化由于亞歷山大東征而傳播了希臘文化，從此這些地區(qū)的文化也稱為希臘化文化繆賽昂學(xué)院亞歷山大大帝公元前323年病逝，帝國一分為三，一部分是安提柯統(tǒng)治下的馬其頓，一部分是塞硫古統(tǒng)治下的敘利亞，還有一部分是托勒密統(tǒng)治下的埃及托勒密王朝最大的貢獻(xiàn)是建立了當(dāng)是世界上最大的學(xué)院——繆賽昂學(xué)院，它是綜合性的教育研究機(jī)構(gòu)，以傳播發(fā)展學(xué)術(shù)為目的。繆賽昂原意是祭祀智慧女神繆斯的神廟，柏拉圖和亞里士多德的學(xué)園中都有繆賽昂，因此亞歷山大把他的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)命名為繆賽昂（這個詞后來演變?yōu)橛⒄Z中的博物館）繆賽昂中有收藏文物的博物館，而且有動物園，植物園，天文臺和實(shí)驗(yàn)室，象現(xiàn)代意義上的科學(xué)院。他的圖書館藏書70萬卷之多，是當(dāng)時世界上最大的圖書館繆賽昂學(xué)院持續(xù)了600年之久阿基米德（公元前287年——前212年）數(shù)學(xué)從以阿基米德為代表的亞歷山大里亞的數(shù)學(xué)家開始，算術(shù)和代數(shù)開始成為一門獨(dú)立的數(shù)學(xué)學(xué)科；他發(fā)現(xiàn)定理：任一球的面積是外切圓柱表面積的三分之二；任一球的體積也是外切圓柱的三分之二進(jìn)一步發(fā)展了歐多克斯發(fā)明的解決曲面面積的窮揭法，所謂窮揭就是用內(nèi)接和外切的直邊形不斷逼近曲邊形創(chuàng)造了一套記大數(shù)的方法，記載在《恒河沙數(shù)》中物理學(xué)發(fā)現(xiàn)杠桿原理：用數(shù)學(xué)公理的方式提出了杠桿原理；浮力定律：工程機(jī)械：發(fā)明螺旋提水器據(jù)說制造了以水利為動力的天象儀埃拉托色尼（公元前276——前196）科學(xué)的確定了地球的概念，并定量的確定了地球的大小；測定了黃赤交角；編寫了一本希臘科學(xué)編年史；繪制了當(dāng)時最完整的地圖希帕克斯（公元前190——前125）創(chuàng)立了球面幾何，為定量描述天體的運(yùn)動提供了數(shù)學(xué)工具；第一次全面運(yùn)用三角函數(shù)，并推出了有關(guān)定理，制定了一張比較完整的三角函數(shù)表，以有利于人們在實(shí)際中的應(yīng)用希臘化時期的技術(shù)在希臘古典時代，技術(shù)不可登大雅之堂，哲學(xué)家大多不屑于與物理的事務(wù)打交道，因?yàn)槟鞘桥`下人們的工作，因此希臘科學(xué)局限于理論構(gòu)想，在希臘化時期，亞歷山大里亞才出現(xiàn)了不少高超的技術(shù)成就克特西布斯

（活躍于公元前285到前222年間）早期工程師發(fā)明壓力泵可以壓縮空氣，利用壓縮空氣作為動力，他制造了一種彈弓和風(fēng)琴，改進(jìn)了埃及的水鐘希羅（約為公元1世紀(jì)的人）亞歷山大的工程傳統(tǒng)在他那里達(dá)到高峰《測星術(shù)》《幾何學(xué)》《機(jī)械術(shù)》中記載了許多機(jī)械發(fā)明包括杠桿，滑輪；《氣體論》中表明空氣也是一種物質(zhì)，水不能進(jìn)入充滿空氣的容器，認(rèn)識到空氣是可以壓縮的，他還制造了一臺蒸氣機(jī)托勒密（約生于公元100年）

——希臘天文學(xué)集大成者《天文學(xué)大成》十三卷又稱《至大論》系統(tǒng)總結(jié)了希臘天文學(xué)的成果，他的體系較好容納了望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)之前的天文觀測所以一直被作為最好的天文學(xué)體系統(tǒng)治西方1000多年，他的理論有很高的歷史地位。他寫了《地理學(xué)入門》，書中記載了羅馬軍團(tuán)征服世界各地的情況，他以此為基礎(chǔ)畫出了更新的世界地圖蓋倫（公元130——200）

——希臘醫(yī)學(xué)的集大成者系統(tǒng)總結(jié)了希臘醫(yī)學(xué)自希伯克拉底以來的的成就，創(chuàng)立了自成體系的醫(yī)學(xué)理論，他的理論基于自己大量的解剖實(shí)踐和臨床經(jīng)驗(yàn)他的醫(yī)學(xué)以肝臟，心臟，大腦為主要器官，他認(rèn)識到肝臟的主要功能是造血，并注以天然的靈氣，這些血液大部分通過靜脈在人體全身做潮汐運(yùn)動，但有一小部分到了心臟，在心臟中血液被注以生命的靈氣，生命靈氣通過動脈運(yùn)往全身，給全身以活力，大腦則將心臟生成的生命靈氣轉(zhuǎn)變?yōu)閯游镬`氣支配肌肉的活動，也是人有表象，記憶和思維的能力；他認(rèn)識到動脈的功能是輸送血液而非靈氣病理學(xué)主要繼承了傳統(tǒng)的四體液說丟番都（生活在大約3世紀(jì)中葉）《數(shù)論》六卷本書中收集了189個代數(shù)問題第一卷中給出了代數(shù)的有關(guān)定義和符號說明，特別有意義的是首先給出了三次以上高次冪的表示方法，這在希臘數(shù)學(xué)史上是劃時代的，因?yàn)槿我陨系母叽蝺鐩]有幾何意義除第一卷外，《數(shù)論》中大多是不定方程的問題對此他并未給出普遍的解法，但他是第一次大量研究此類方程的人，因而后人為紀(jì)念他，把整系數(shù)的不定方程稱為“丟番都方程”他的研究風(fēng)格不同于希臘幾何學(xué)的研究，他更注重個別的問題，而后者注重演繹結(jié)構(gòu)和推理法則雅典學(xué)院小結(jié)科學(xué)作為一種體系產(chǎn)生于近代歐洲，但在此之前，科學(xué)是依附于兩個傳統(tǒng)之上的：工匠傳統(tǒng)和哲學(xué)家傳統(tǒng)?？茖W(xué)一開始就有兩個來源：好奇心以及獲得一個整體世界觀的要求，這種內(nèi)在要求構(gòu)成了科學(xué)史上的哲學(xué)家傳統(tǒng)；為滿足人類物質(zhì)文化需要，人類必須提高自己創(chuàng)造、使用改進(jìn)工具的技能，這一方面構(gòu)成了科學(xué)史上的工匠傳統(tǒng)。古希臘留給世人的可以說主要是一種精神文明例如民主制，每四年一度的奧林匹克競技會，熱愛真理、對知識的渴求，一大批詩人、科學(xué)家。古希臘之所以能創(chuàng)造令人矚目的奇跡，其中一個很重要的原因就是繼承了兩河流域、尼羅河流域的文明，同時它