历史上的科学技术与近代自然观.ppt

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1、历史上的科学技术与自然观,阅读材料，思考问题,“自然如不能被目证，就不能被征服”,最初，人们尝试用魔咒来使大地丰产，来使家禽牲畜不受摧残，来使幼小者降生时平平安安。接着，他们又祈求反复无常的天神，不要降下大火与洪水的灾难；他们的烟火缭绕的祭品，在鲜血染红的祭坛上焚燃。,后来又有大胆的哲人和圣贤，制定了一套固定不变的方案，想用思维或神圣的书卷，来证明大自然应该如此这般。但是大自然在微笑史芬克斯（Sphinx）式的笑脸。注视着好景不长的哲人和圣贤，她耐心地等了一会 他们的方案就烟消云散。,接着就来了一批热心人，地位比较卑贱，他们并没有什么完整的方案，满足于扮演跑龙套的角色，只是观察、幻想和检验。从

2、此，在混沌一团中，字谜画的碎片就渐次展现；人们摸透了大自然的脾气，服从大自然，又能控制大自然。,变化不已的图案在远方闪光；但它的景象不断变幻，却没有揭示出碎片的底细，更没有揭示出字谜画的意义。大自然在微笑 仍然没有供出她内心的秘密；她不可思议地保护着 猜不透的史芬克斯式之谜。丹皮尔1929年9月于希尔费尔德,问题,材料中主题是什么？其中隐含了几种自然的观念？,第三节:近代科学技术的发展与自然观的演进,一、中世纪的科学与自然观,约从公元5世纪起，到公元15世纪，约1000年间，欧洲进入中世纪，这期间阿拉伯人和中华民族对世界科学文化发展做出了不朽的贡献：阿拉伯当时是东西方交流的桥梁，保留了许多古希

3、腊科学；中国这时成为东方科学文化的最杰出代表。,“僧侣主义扼杀了亚力士多德学说中活生生的东西，使其僵死的东西万古不朽”“全部圣经中都有神的灵感，因此每一处都不可能有不正确的地方”“在基督之后，我们不需要任何求知欲，不需要做任何研究了”,中世纪的科学,1、神学意识形态/论证上帝的存在和全能/怀疑和批评精神的丧失2、对上帝崇拜/宗教教义崇拜/古代经典作家的文本崇拜/研究态度丧失3、基督教关注来生/对自然的关心和认识缺乏4、“似科学”理论被权威化4、论证方法/面向自然界的实验方法/高度精致的哲学思辩/逻辑方法,问题,1、中世纪的科学无疑受到了阻碍，但它在哪些方面得到了延续？2、如何看待科学与宗教的关

4、系？,科学与宗教的当代论争,正方：科学进步以后，宗教迟早总要被淘汰的/如果一个人研究科学，他就绝对不可能信仰宗教反方：二十世纪，高深的科学理论与概念，反而更接近宗教的边缘了/丁格尔教授(H.Dingle：“在宇宙学上，我们又象中世纪的哲学家一般面临一个几乎完全无所知的世界”/凡大科学家都相信有神，只有小科学家才以为没有神 到底怎样看待科学与宗教的关系?,英国一家法庭作出判决，医生为一对暹罗式连体婴儿实施手分离手术、以保证其中一名婴儿存活下来的行为是合法的。然而，女婴的父母是来自马耳他的虔诚的天主教徒，他们坚决拒绝人为地分开这对婴儿，“她们是否能够活下去、能够活多久，是由上帝而不是医生决定的。”

5、在得知判决结果后，这对父母有可能会向英国上院及欧洲人权法庭再次提起诉讼。,二、近代科学革命与形而上学自然观的形成（一）、近代科学产生的社会历史环境：1、十字军东征：10961291年，东征8次，法、意、德、英等国国王参与了东征；促成十字军东征的三股力量：城市经济和商人,贵族和骑士,教会旗号是宗教，实质是侵略东征后果：东西方贸易增加10倍以上；引入先进科学知识；消耗封建和教会势力，刺激资本主义发展,2、文艺复兴：1）“十字军东征”欧洲人发现古希腊2）提倡“以人为中心”，反对“以神为中心”3）学术空气活跃，破除“信条”，恢复人类理性的权威，培植自由研究精神恩格斯说：这是人类从来没有经历过的最伟大的

6、、进步的变革，是一个产生巨人的时代.,在此时期，自然科学中的新发现，新进展，证明了宗教神话、上帝创世等学说的不合理性，宗教神学的唯心论和烦琐哲学，不能给我们提供科学的知识，只有依靠经验，依靠科学实验，才能认识真理。,达芬奇（Leonardo Da Vinci,1452-1519）意大利著名人文主义者，画家、雕刻家、音乐家、工程师、建筑师、物理学家、生物学家、哲学家在每一个领域里，都取得了很高的成就。,3、地理大发现：哥伦布(C.Columbus,1451-1506)发现新大陆麦哲伦(Ferdinand Magellan，1480-1521)环球航行,马克思和恩格斯的高度评价：“给新兴资产阶级开

7、辟了新的活动场所。使正在崩溃的封建社会内部的革命因素迅速发展”劳厄（18791960）在物理学史中说：“我们必须把十五世纪末的伟大的航海发现，首先是哥伦布的发现，作为新的研究精神的起点。”,4、宗教改革运动：1）16世纪，马丁路德（德）领导的宗教改革运动 核心：“信仰可以获救”、“廉价教会”2）加尔文教：人实现上帝使命，提倡私有财产，发家致富光荣3）宗教改革与科学革命的关系：同路关系：资本主义反对封建主义,反传统神学势不两立：和旧教一样迫害科学家，塞尔维特韦伯：清教伦理与资本主义的兴起,（二）、哥白尼革命-日心说1.托勒密(Ptolemy，活跃于2世纪)的地心说,托勒密（90-168）：希腊天

8、文学家，以本轮和均轮的复杂系统，详细阐释了“地心说”,2.哥白尼(Nicolas Copernicus，1473-1543),托勒密：(1)宇宙是球形而且像球那样转动；(2)大地是球形；(3)地球位于宇宙中心；(4)地球静止。哥白尼保留了1，2，放弃了3，4。(1)提出了地球自转和公转的概念。星空的周日旋转是地球自转造成的；地球由西向东绕轴自转引起昼夜变化；太阳的周年视运动，是地球公转造成的。(2)太阳位于宇宙的中心。,哥白尼与托勒蜜的宇宙体系,意义：(1)反对宗教神学，反对神云亦云，为自然科学发展开辟了道路；(2)对宇宙观、自然观的进步有重要意义天体运行论是自然科学宣布其独立的革命行为，是近

9、代科学革命的先声。,3.布鲁诺(Giordano Bruno，1548-1600),哲学著作：论原因、本原和太一、论无限的宇宙的多世界宇宙是统一的、物质的、无限的，太阳系之外还有无限多个世界。太阳并不静止，也在运动之中；太阳不是宇宙的中心，无限的宇宙根本没有中心。1600年2月17日，在罗马鲜花广场接受火刑。,（三）、开普勒的行星运动定律1第谷布拉赫(Tycho Brahe，1546-1601),丹麦天文学家，对1572年出现在天空中的新星的观测使他一举成名，被丹麦国王聘为皇家天文学家。他的长达20年的观测记录，成为后继者们的宝贵财富。,1572年11月11日，发现新星，发明Nova一词。15

10、77年观测到了巨大的慧星，比月球更远。1580年丹麦建成近代第一个真正的天文台。在此工作了20年，作了大量观测。按照古人的说法和圣经的启示，我认为只能把地球安置在世界中心。但我不赞成托勒密那种主张。我想，只有太阳、月亮以及包含全部恒星的第八重天才以地球为中心而运行，五颗行星则绕太阳运行。太阳处在它们的轨道中心，它们象陪伴君王那样绕太阳作周年运动。,2.开普勒(Johann Kepler，1571-1630),开普勒（Johannes Kepler,1571-1630），德国天文学家。在第谷布拉赫的资料基础上发现了行星运动三定律，破除了天体必须以完美正圆运行的观念，行星天的水晶天球观念顿时化为乌

11、有；发现了运行速度不均匀的特性。,第一定律行星绕太阳的运行轨道是一以太阳为一个焦点的椭圆；,第二定律行星到太阳的矢径在相等时间内划出相等的面积；第三定律行星公转的周期的平方与它同太阳的距离的立方成正比。,（五）、伽利略的新科学(Galileo Galilei，1564-1642),伽利略对天体的观测,对月球的观测对木星的观测对太阳的观测,动力学研究单摆运动自由落体运动惯性定律抛物运动理论 1634-1637写两门新科学 天文学研究1609年制造放大20倍的望远镜，观察到了月亮上的山脉、木星有卫星、太阳黑子。支持日心说。1630 关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话,科学方法:数学+实验哲学被写

12、在宇宙这部永远在我们眼前打开着的大书上，我指的是宇宙。我们只有学会并熟悉它的书写语言和符号以后，才能读懂这本书。它是用数学语言写成的，字母是三角形、圆以及其它几何图形，没有这些，人类连一个字也读不懂。近代科学之父,（六）、新方法：培根与笛卡尔培根(Francis Bacon,1561-1626),新工具知识就是力量。反对演绎法和枚举归纳法。不应像蜘蛛，从自己肚里抽丝；也不应像蚂蚁，只是收集；而应像蜜蜂，既采集又整理。四幻象：种族幻象(人性固有的);洞穴幻象(个别研究者的私人成见);市场幻象(语言对思想的影响);剧场幻象(公认的思想体系),笛卡尔(Ren Descartes，1596-1650)

13、,1637年出版关于科学中正确运用理性和追求真理的方法论的谈话。进而，关于这一方法的论文，屈光学、气象学、几何学(简称方法谈)，1641年出版第一哲学沉思录，1644年出版哲学原理。主要贡献：(1)解析几何(2)我思故我在(3)心身二元论(4)涡流学说,（七）、牛顿的综合(Issac Newton，1643-1727),Nature and natures law lay hid in night；God said，let Newton be！And all was light。自然与自然规律隐蔽在黑暗之中；上帝说，让牛顿去吧！一切遂真光明。,恩格斯：“牛顿由于发现了万有引力定律而建立了科学的

14、天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学。”完成了天文学、光学、数学、力学的综合。,1686年完成自然哲学的数学原理导论部分，定义：物质的量、运动的量、固有的力、外加的力、向心力；注释：绝对时间、绝对空间、绝对运动、绝对静止。“运动的基本定理或定律”：三大运动定律，以及力的合成分解法则，运动叠加性原理，动量守恒定理，伽利略相对性原理。第1篇用力学基本定律研究引力问题，共14章第2篇讨论物体在介质中的运动第3篇“论宇宙的体系”，共5章，是牛顿力学在天文学中的具体应用。,自然哲学的数学原理第三篇“哲学中的推

15、理法则”(1)除那些真实而已足够说明其现象者外，不必去寻求自然界事物的其他原因；(2)对于自然界中同一类结果，必须尽可能归之于同一种原因;(3)物体的属性，凡既不能增强也不能减弱者，又为我们实验所能及的范围内的一切物体所具有者，就应视为所有物体的普遍属性；(4)在实验哲学中，我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看做是完全正确的，或者是非常接近正确的；虽然可能想象出任何与之相反的假说，但是没有出现其他现象足以使之更为正确或者出现例外之前，仍然应当给予如此的对待。,如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩膀上。我不知道世人怎样看我，但我自认为我不过是像一个在海边玩耍的孩童，不时

16、为找到比常见的更光滑的石子或更美丽的贝壳而欣喜，而展现在我面前的是全然未被发现的浩瀚的真理海洋。,牛顿的力学思想和机械论：外加力外因论只改变速度和位置，不改变质量只有量变，没有质变力学定律对物体无论质量与速度大小都适用机械论：机械力学解释一切力学的精确预言单一决定论，牛顿的神学观：存在全能的上帝论据：太阳系的巧妙安排；行星的横向推动力；动物的巧妙构造；上帝精通力学和几何学，具有光学知识，声学技巧。绝对时空。,（八）、形而上学自然观 1，所有的物质都是由同一质料的微粒组成，区别只表现在微粒的形状和运动上；2，古典力学的质量是物质固有的属性，在任何情况下都是一个固定的、不变的物理量；3，宇宙的空间

17、像是一个空架子，它是绝对静止的绝对空间；时间永远以等速流逝，与物体运动无关绝对时间；4，机械运动规律是宇宙间一切事物所固有的、唯一的运动规律，这些规律由上帝创造。宇宙像是一部庞大的机器；5，分析、分解的研究方法是研究自然的主要方法。,恩格斯：形而上学的思维方式，虽然在相当广泛的、各依对象的性质而大小不同的领域中是正当的，甚至必要的，可是它每一次都迟早要达到一个界限，一超过这个界限，它就要成为片面的、狭隘的、抽象的，并且陷入不可解决的矛盾，因为它看到一个一个的事物，忘了它们的相互联系；看到它们的存在，忘了它们的产生和消失；看到它们的静止，忘了它们的运动；因为它只见树木，不见森林。,机械自然观的基本观点,自然界是按照数学规律设计的，人可以理解它；物理世界可以运用还原论加以说明；一切可以还原为物质的机械运动加以说明；自然界可以运用机器类比加以解释。,机械自然观与古代自然观的对比,参考文献,林德宏，科学思想史，江苏科学技术出版社Herbert Butterfield：近代科学的起源，张丽萍等译，北京：华夏出版社，1988J.D.Bernal：历史上的科学，伍况甫等译，北京：科学出版社，1959E.A.Burtt：近代物理学的形而上学基础Alexander Koyre：伽利略研究,思考题,怎样看待科学与宗教的关系？怎样看待形而上学自然观形成的历史合理性与局限性？,