科學理性精神的萌芽課件

第二章科學理性精神的萌芽古希臘科技劃分公元前7世紀—前4世紀：雅典時期：早期自然哲學、黃金時代公元前4世紀—前31年：希臘化時期（亞歷山大利亞學派時期）公元前31年—公元476年：羅馬時期獨具特色的理性自然觀最早形成于希臘民族，而這正是科學精神的基本因素以及科學產(chǎn)生的最重要前提。希臘文化、特別是希臘哲學中的理性精神與傳統(tǒng)的形成，有一個歷史過程。以3個偉大人物為主要代表：畢達哥拉斯、亞里士多德、阿基米德。雅典時期產(chǎn)生的數(shù)學理性、邏輯理性和實驗理性的萌芽分別為科學知識的精確性、條理性和可靠性提供了保證。第一節(jié)“自然”的發(fā)明與理性批判活動一、“自然”的發(fā)明泰勒斯認為世界萬物的本原是“水”。阿那克西曼德認為萬物的本原是“未規(guī)定的物質(zhì)”。阿那克西米尼認為萬物的本原是“氣”。赫拉克利特認為組成世界的基本元素是“火”。恩培多克勒提出關于水、火、土、氣的“四根說”。評價：早期的自然哲學家都致力于探索世界的本原問題。多數(shù)哲學家都是以直觀觀察為依據(jù)。古代自然哲學的天才猜測從總體上講是正確的，一旦具體到細節(jié)，往往成為錯誤的、荒謬的。1、德謨克利特提出了原子論，認為宇宙的本原是原子與虛空。2、伊壁鳩魯對德謨克利特的原子論進行了修正和補充。他指出，原子除了垂直運動以外，也可以偏斜運動。3、盧克萊修的《物性論》達到古代原子論哲學的頂峰。他以大量的日常論據(jù)和經(jīng)驗事實為基礎，通過論證原子論的基本觀點詳細描述了生物進化和文明起源的過程。三、理性批判與辯論活動希臘哲學家蘇格拉底將理性批判方法自覺地運用到平時的辯論活動中，由此發(fā)展出助產(chǎn)術與諷刺術。蘇格拉底在教學生獲得某種概念時，不是把這種概念直接告訴學生，而是引導學生思考，自己得出正確的結論。這種共同研討的方法對現(xiàn)代教育也不無啟發(fā)。第二節(jié)理性精神的萌芽一、數(shù)學理性的萌芽（一）畢達哥拉斯其人畢達哥拉斯是希臘數(shù)學、自然哲學家、天文學家。1、畢達哥拉斯定理與“百牛大祭”2、進化論思想的萌芽。3、關于“中央火”的思想。（二）主要觀點數(shù)是一切事物的本質(zhì)，宇宙中萬事萬物的結構、組織，都是由數(shù)和數(shù)的和諧關系所決定的。評價：他把世界的本質(zhì)歸結為數(shù)，表明用理性來說明世界，不能簡單地認為是唯心主義觀點。（三）萬物皆數(shù)觀點的現(xiàn)實依據(jù)1、他從經(jīng)驗中考察到，諧音與數(shù)有關系。2、他的“數(shù)為萬物本質(zhì)”思想的又一依據(jù)，被認為從幾何圖形中得來的。3、他認為天體的運行與數(shù)有關系。所有天體與“中央火”的距離均為正整數(shù)比。2、數(shù)學理性所謂數(shù)學理性，就是利用數(shù)學模型的方法尋求對于自然界事物的本質(zhì)和運動規(guī)律的理性把握。作為數(shù)學理性萌芽的“數(shù)學和諧性假說”存在本論方面的錯誤；如果把認識順序顛倒過來，“數(shù)學和諧性假說”則具有重要的方法論的價值。3、“數(shù)學和諧性假說”的科學史價值（1）科學史上關于宇宙萬物的和諧性和秩序性的第一個假設。（2）在他看來，自然的和諧就是數(shù)的和諧，自然秩序就是數(shù)的秩序。作為一種方法論的信念，促使后世科學家為自覺發(fā)現(xiàn)自然現(xiàn)象的數(shù)量關系，用對自然規(guī)律的定量描述代替定性描述而不懈努力。4、“數(shù)學和諧性假說”的應用柏拉圖集成了科學方法論的畢達哥拉斯主義傾向，認為萬物本原是“理念”，提出了著名的“柏拉圖原理”：天體是神圣不變的永恒存在，其運動必定遵循均勻（勻速度）而有序(正圓形軌道)的原則。這就是天文學史上著名的“柏拉圖原理”。二、邏輯理性的萌芽（一）亞里士多德其人古代天文學家、物理學家、氣象學家、動物學家、心理學家，自然哲學家和邏輯學家。梅森說：“他是最后提出一個整個世界體系的人，而且是第一個從事廣泛經(jīng)驗考察的人?！眮喞锸慷嗟率且粋€從自然哲學體系到重視經(jīng)驗觀察的轉折性的人物。他建立的學術組織，叫做呂克昂（學園）學派。他主張學術到大自然中去學習，顯然，區(qū)別于柏拉圖的阿克底米（學院）式的傳統(tǒng)。他的學派被戲稱為“逍遙學派”（二）亞里士多德的科學貢獻1、五元素說：在恩培多克勒四元素說基礎上提出：自然界由火、水、土、氣（構成月下世界）和第五元素——以太（構成月上世界）組成。2、生物學：編寫了不朽的著作《動物志》，曾解剖過50多種動物，把540種動物進行了分類。提出了“三級靈魂”學說。3、物理學：首次對運動和速度做出了表述；提出“落體運動法則”。他的物理思想一直影響到中世紀乃至近代。（2）科學理論結構的思想——關于“科學史演繹系統(tǒng)”的思想。他認為，科學的目的就在于說明自然現(xiàn)象和低層次定律的原因；就是試圖用普遍性程度較高的定律來解釋普遍性程度較低的定律、直至經(jīng)驗觀察結果。亞里士多德“科學史演繹系統(tǒng)”的理想包括三個方面（1）公理與定理有演繹關系；（2）公理本身是不證自明的真理；（3）定理與觀察結果相一致。2、邏輯理性所謂“邏輯理性”，就是運用形式邏輯方法（特別是演繹推理方法）以提供自然現(xiàn)象何以如此以及理論結構內(nèi)部邏輯關系的理性解釋。3、邏輯理性的應用關于科學是演繹體系的理想，在后來歐氏幾何學與阿基米德靜力學中部分得到了體現(xiàn)，并在近代科學中得到補充和發(fā)展。歐幾里得是古希臘第一次把幾何學系統(tǒng)化的里程碑式的人物。他的《幾何原本》人人皆知，是西方文化重要基石。三、實驗理性的萌芽（一）阿基米德其人科學史上一位光輝的人物，他集科學家和工程師雙重身份于一身，把觀察、實驗方法和數(shù)學方法結合在一起。（二）阿基米德重要成就1、把觀察、實驗、推理和數(shù)學方法結合起來，奠定了靜力學的基礎。2、發(fā)明了一系列機械裝置和儀器。螺旋提水器、行星儀、滑車裝置、投石器、聚光鏡。3、阿基米德還是數(shù)學分析的先驅(qū)，其窮竭法是近代微積分思想的先驅(qū)。（三）實驗理性針對一個問題，首先提出假說，接著用演繹方法推出結論，然后用實驗和觀察方法加以檢驗，這就是實驗理性的實質(zhì)。阿基米德是西方實驗理性萌芽的代表人物。后來，伽利略的“實驗-數(shù)學方法”則是對阿基米德實驗理性精神的發(fā)展。（四）評價阿基米德是“古代第一位，也是最偉大的一位近代型物理學家”（丹皮爾《科學史》）文藝復興時代的達芬奇為了搜集阿基米德的著作抄本，簡直比什么都熱切，足見阿基米德的方法是多么接近于近代的風格。整個雅典和希臘化時期，杰出的自然哲學家已開始擺脫原始宗教和巫術的束縛，用理性的自然觀來研究自然。在長期的積淀后，先后產(chǎn)生了數(shù)學理性、邏輯理性和實驗理性的萌芽。數(shù)學理性、邏輯理性和實驗理性共同構成了科學中的工具理性，它們分別為科學知識的精確性、條理性和可靠性（實證性）提供保證。這種作為希臘文化精髓的理性精神，在人類思想史特別是科技文化史的發(fā)展中，經(jīng)過了漫長的孕育、發(fā)展與成熟，綻放出了絢爛的近代科學之花。第三節(jié)醫(yī)學和天文學理論體系的建立一、希波克拉底醫(yī)派希波克拉底是希臘醫(yī)學鼻祖，其醫(yī)學思想和成就：（1）注重臨床觀察和解剖實驗，“希波克拉底臉”。（2）樸素唯物主義和樸素辯證法思想“四體液”致病說，認為人體內(nèi)有四種體液（血液、粘液、黃膽汁、黑膽汁），疾病就是這四種體液比例不協(xié)調(diào)所致，這是一種辯證的整體觀。（3）十分講求醫(yī)德，是醫(yī)學倫理學奠基人?！断２死资难浴范?、蓋倫蓋倫是繼希波克拉底之后的古代醫(yī)學理論家1、在實驗生理學研究方面：進行人體解剖，發(fā)現(xiàn)了許多新事實，考察了心臟的作用，對脊髓進行了研究。對泌尿系統(tǒng)做了很多實驗。體現(xiàn)了分解分析方法的萌芽。2、他集成了希臘醫(yī)學的傳統(tǒng)，并形成了統(tǒng)一的醫(yī)學學派。3、他依據(jù)亞里士多德的三級活力論（生殖靈魂、感覺靈魂和理性靈魂）和希波克拉底的四體液說，提出了靈氣論學說。三、托勒密的地心說體系托勒密是著名的天文學家、地理學家和數(shù)學家。（一）天文學他總結了古希臘天文學的成就，提出了完整的地心體系，反映在他的名著《天文大全》（或《大匯編》、《至大論》）。1、歐多克斯的同心圓體系他認為，地球是萬物的中心，太陽、月球和行星都在同心透明球體中繞地球而運轉。這就是所謂的“同心圓體系”。2、阿波洛尼烏斯的本輪、均輪本輪、均輪方案是指行星在一個較小的圓周（本輪）上作勻速運動，它的圓心在一個較大的圓周（均輪）上繞地球運轉。如果行星的速率在本輪上比在均輪上快，從地球上就會觀察到表觀的逆行運動。由于逆行運動只當行星在本輪的內(nèi)側時才發(fā)生，這時它離地球最近，所以顯得最亮。3、希帕克的偏心圓與本輪-均輪體系地球E不在均輪的圓心C上，而離圓心C點有一定的距離，故稱偏心圓。4、托勒密的地心體系托勒密把宇宙描繪成以地球為中心的八重天球，用了近80個圓周來解釋天體的表觀運動，數(shù)學嚴密，論證完整。同時，他還觀察了不少新現(xiàn)象，如月球運行中的二均差。（二）地理學托勒密還是古代地理學成就的匯總者。希臘地理學起源的代表——荷馬的第二部史詩《奧賽德》；托勒密的《地理學指南》宣告希臘地理學的完成。（三）數(shù)學托勒密在對天文學和地理學的研究中，運用并發(fā)展了數(shù)學、特別是球面三角學的知識。第四節(jié)技藝的發(fā)展與特點一、古希臘手工業(yè)的發(fā)展古希臘在一定程度上是與鐵器時代同時發(fā)展的。希臘社會生產(chǎn)力增長的一個主要因素就是鐵礦的普遍開采與廣泛使用。希臘哲學家輕視實踐，手工技藝是在工匠之間傳播并發(fā)展起來的。梭倫改革之后，出現(xiàn)了一些工藝發(fā)明，如水準器、風箱、提水輪等，但哲學家輕視工藝的情況并未改變。二、希臘化時期的工程學派這一時期科學已從思辨向?qū)嵱门c經(jīng)驗方面傾斜，在亞歷山大城樹立的三層共100多米高的法羅斯島燈塔就是一個標志，工程技術的地位已今非昔比了。形成了一個以克達希布斯為首的工程學派。亞歷山大大帝促進了戰(zhàn)爭的機械化，出現(xiàn)了一批軍事機械。三、羅馬時代的技術（一）羅馬時代的建筑羅馬建筑在繼承希臘建筑的基礎上，把世界古代奴隸制建筑推到了最高峰。（二）羅馬時代的供水系統(tǒng)羅馬人使溝渠系統(tǒng)更加完善，具有龐大供水系統(tǒng)。（三）“條條道路通羅馬”——羅馬公路系統(tǒng)AllRoadsLeadToRoma.（四）農(nóng)業(yè)及其他技術1、加圖的《農(nóng)業(yè)志》記載了公元前2世紀羅馬人從事農(nóng)業(yè)與畜牧業(yè)的技術與情況。2、瓦羅的《論農(nóng)業(yè)》分三篇分別講述了農(nóng)作物栽培法，牲畜飼養(yǎng)法和各種小動物的飼養(yǎng)法。3、維吉爾的《農(nóng)事詩》記載了休耕、輪載、施肥、整地、耕作和種子的處理技術。4、紡織業(yè)成為了家庭手工業(yè)。5、發(fā)明了玻璃吹制法，并建立了玻璃廠。第五節(jié)中國古代獨特的科技文化一、天人合一與陰陽五行（一）天人合一學說中國科學與西方科學的根本不同在于自然觀的差異，或者說在于人與自然的關系。西方文化將天與人置于對立狀態(tài)，強調(diào)人要征服自然、控制自然。而中國形成了“天人合一”的人與自然關系，即把自然人格化，人格自然化，把人的精神消融于自然界中，人與自然和諧地共存與演進。。（二）陰陽說陰陽說認為宇宙間的一切事物和現(xiàn)象都存在著陰陽相互對立的兩個方面。它們相對存在：陰有陽，陽中有陰；在此為陰，在彼為陽。該學說充滿辯證法思想。（三）五行說五行論認為世間一切事物由木、火、土、金、水五種元素構成，五種元素間有生、克、乘、侮的關系。古人利用這套理論解釋各種自然現(xiàn)象取得可觀成效。思考：從先秦時代到南北朝，我國科學思想萌芽的主要成就。（試從天文學、醫(yī)學、地理、農(nóng)學、工藝技術等方面論述。）二、科學思想的萌芽（一）天文學1、我國有最詳細而系統(tǒng)的天文學觀測記錄，包括彗星、日月食、新星、超新星、恒星、行星等內(nèi)容，還有世界上最早的星表。2、歷法是中國古代天文學的主要部分。漢武帝元封七年（公元前104）制定《太初歷》是今知的我國第一部有確切年代成文立法。祖沖之的大明歷是我國第一部計入歲差的歷法。3、中國古代的宇宙理論：主要有蓋天、渾天、宣夜三家，后又有昕天、穹天、安天三家，即所謂的“論天六家”，后又加上王充的平天說，就有七家，但主要有渾、蓋兩家。（二）醫(yī)學1、春秋戰(zhàn)國到南北朝時中國醫(yī)學體系形成并發(fā)展的重要時期，《黃帝內(nèi)經(jīng)》、《傷寒論》、《神農(nóng)本草經(jīng)》均被認為是中醫(yī)的經(jīng)典著作，如同儒家之與“五經(jīng)”一樣不可替代，扁鵲、華佗等名醫(yī)則被尊為醫(yī)祖、醫(yī)宗。2、扁鵲對醫(yī)學的貢獻是發(fā)明了切脈術，華佗則是外科學的祖師。（三）地理1、中國最早的地理著作要數(shù)《尚書·禹貢》和《山海經(jīng)》，還有《管子》等書中的部分篇章。2、我國是世界上最大的地震區(qū)之一?！秴问洗呵铩匪涊d的發(fā)生于公元前1177年的地震，是我國目前所知的最早的地震