1、科学技术史第三讲：古希腊的科学与哲学,电子科技大学,目录,内容简介：1.了解古希腊科学发端的社会背景及其与四大文明古国科学社会背景的差异；2.重点掌握雅典时期的自然哲学成就及其自然观意义；3.着重理解希腊化时期数理自然知识成就及其方法论意义。,一、古希腊的自然哲学二、古希腊的科学知识三、关于古希腊科学技术的几点结论,古希腊的版图,古希腊的概念和目前并不一致。创造科学奇迹的古希腊人生活在包括希腊半岛、爱情海东岸的爱奥尼亚地区、南部的克里特岛以及南意大利这些地方,古希腊的不同历史时期,城邦奴隶制时期,时间：公元前8世纪到4世纪在不到几万平方公里的土地上分布着大大小小200多个城邦。在古代的经济和交
2、通条件下，这些城邦国家独立性极强。,古希腊的不同历史时期,雅典时期,时间：公元前5世纪开始雅典逐渐在这一阶段取得了城邦盟主的地位，建立了奴隶制民主政治。这一阶段是古希腊经济文化大繁荣时期。,古希腊的不同历史时期,希腊化时期,时间：公元前4世纪到公元前2世纪来自北方的马其顿王国征服了希腊，建立了地跨亚、非、欧的亚历山大帝国。在所属的埃及境内，建立了一个希腊化的亚历山大城。这一时期的科学技术发展到了高峰。,科学的故乡,古代世界的各条知识之流都在希腊汇合起来，并且在那里由欧洲的首先摆脱蒙昧状态的种族所产生的惊人的天才加以过滤和澄清，然后导入更加有成果的新的途径。丹皮尔,给我一个支点，我就能够用杠杆搬
3、动地球。阿基米德,古希腊科技史,在古希腊，我们可以看到：毕达哥拉斯学派的数学，欧几里德几何学，阿基米德力学，亚里士多德所创立的逻辑学、物理学、植物学和动物学以及哲学。,古希腊科技史,我们还可以看到：德谟克利特的原子论，托勒密的地心说，阿里斯塔克的日心说；另外，古希腊人在对宇宙总的看法上真可以说是百花齐放，百家争鸣。近代自然科学和哲学，几乎都可以在古希腊人那里找到自己的胚胎和萌芽。自然科学知识与哲学思想交织在一起，形成古希腊自然哲学。,为什么是古希腊？,众所周知，科学作为一种独立的精神活动，最早起源于希腊，而不是早于它2000多年的古埃及，其原因是什么？,亚里士多德在形而上学一书开篇就说，哲学和
4、科学的诞生有三个条件。第一是“惊异”。是人们对自然现象和社会现象所表现出来的困惑或惊奇，有了惊异也就感受到了自己的无知，自知其无知者为了摆脱无知就求知识。求知并非为了实用的目的，而纯粹是一种对智慧的热爱。通俗地说，第一个条件是要求人们有好奇心和求知欲。第二个条件是“闲暇”。知识阶层不用为了生活而奔波劳碌，因为整天从事繁重体力劳动没有闲暇的人，是无法从事求知这种复杂的脑力劳动的。第三个条件是“自由”。哲学知识是自足的，它不以别的什么目的而存在，而纯粹是为了自身而存在的，它是一门自由的学问，要求自由地思考、自由地发表意见，不受他种目的和利益的支配,古希腊科学形成的社会原因,海岸文明基础上发展起来的
5、工商业经济是天文学、力学和数学发达的根本动力2)工商奴隶主民主政治体制为学术繁荣提供了制度保障3)多元的文化开放系统促进了学术交流的频繁和科学研究的进步,这些神话人物的区别是什么？,这些神话人物的区别是什么？,古希腊神话的独特性,1、奥林匹斯山上的诸神与人类相似但不是人,即人神相异同构。他们像人一样有个性,有情欲,爱争斗,但同人有严格的界限。人神之别,反映了对象性思维的原始形式,而人神同构,则导致了古希腊的有机自然观念。2、希腊神话的第二个突出特征是它完备的诸神谱系,任何一个神都有其来龙去脉,在神谱中的地位非常清楚明白。这种完备的诸神谱系,实际上是逻辑系统的原始形式。如果把诸神进一步作为自然事
6、物的象征,那么,神谱的系统性可以看作对自然之逻辑构造的原始象征。,古希腊人的思维游戏,怎么解释这个悖论？,古希腊人的思维游戏,古希腊人的思维游戏,设想一支飞行的箭。在每一时刻，它位于空间中的一个特定位置。由于时刻无持续时间，箭在每个时刻都没有时间而只能是静止的。鉴于整个运动期间只包含时刻，而每个时刻又只有静止的箭，所以，飞行的箭总是静止的，它不可能在运动,这个悖论怎么去解释？,目录,古希腊的自然哲学,1.米利都学派2.毕达哥拉斯学派3.原子论思想4.亚里士多德主义,1.米利都学派,泰勒斯关于世界万物本原是“水”的主张,泰勒斯,泰勒斯（Thales，约前624546）断言所有的事物都起源于水，因
7、此他被尊为希腊科学和哲学的鼻祖。1）泰勒斯的命题中没有神话因素;2）泰勒斯用这个假说解释了其它自然现象。如回答了大地靠什么支持这个古老问题。3）现代科学正是从泰勒斯和其同时代人的思想持续不断地传下来的。,米利都学派,阿拉克西米尼认为万物的本原是空气。阿拉克西曼德则认为万物来源于“未规定的物质”。赫拉克利特认为组成世界的基本元素是“火”。恩培多克勒提出了关于水、火、土、气的“四根说”。,赫拉克利特,恩培多克勒,古希腊科技史,在数学方面划时代的贡献是引入了命题证明的思想。它标志着人们对客观事物的认识从经验上升到理论，这在数学史上是一次不寻常的飞跃。在数学中引入逻辑证明，它的重要意义在于：保证了命题
8、的正确性；揭示各定理之间的内在联系，使数学构成一个严密的体系，为进一步发展打下基础；使数学命题具有充分的说服力，令人深信不疑。,1.米利都学派的贡献,古希腊科技史,毕达哥拉斯（Pythagoras，前584前501）古希腊著名的哲学家、数学家、天文学家。生于米利都附近的萨摩斯，卒于他林敦（今意大利南部）。早年曾游历埃及、巴比伦等地。毕达哥拉斯是泰勒斯(624BC547BC)学生,是古希腊最早的唯心主义哲学家和数学家。主张“万物皆数”，数学的本原就是万物的本原。把自然界的秩序和数联系起来，这对于启发人们从定量的方面揭示自然界的规律意义重大，在科学史上影响至为深远。,毕达哥拉斯学派,值得注意的是，
9、毕达哥拉斯学派的数学信仰是：一切数均可表成整数或整数之比,古希腊辩证法的萌芽,1、毕达哥拉斯学派认为数是万物的本原，事物的性质是由某种数量关系决定的，万物按照一定的数量比例而构成和谐的秩序；由此他们提出了“美是和谐”的观点，认为音乐的和谐是由高低长短轻重不同的音调按照一定的数量上的比例组成，“音乐是对立因素的和谐的统一，把杂多导致统一，把不协调导致协调。”2、这是古希腊艺术辩证法思想的萌芽，也包含着艺术中“寓整齐于变化”的普遍原则。据说毕达哥拉斯学派最早发现了所谓“黄金分割”规律，而获得关于比例的形式美的规律。可以说，毕达哥拉斯学派是西方美学史上第一个讨论美的本质的学派！,古希腊科技史,毕达哥
10、拉斯学派很重视数学，企图用数来解释一切。他们研究数学的目的不在于实用，而是为了探索自然的奥秘。毕达哥拉斯本人以发现勾股定理著称，勾股定理早为巴比伦人和中国人所知，不过最早的证明应归功毕达哥拉斯。他是用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和，即毕达哥拉斯定理(勾股定理)。,应归功毕达哥拉斯。他是用演绎法证明了直角三角形斜边平方等于两直角边平方之和，即毕达哥拉斯定理(勾股定理)。,无理数的发现与第一次数学危机,什么是有理数？有理数有一种简单的几何解释。在一条水平直线上，标出一段线段作为单位长，如果令它的定端点和右端点分别表示数0和1，则可用这条直线上的间隔为单位长的点的集合来表示整数，
11、正整数在0的右边，负整数在0的左边。以q为分母的分数，可以用每一单位间隔分为q等分的点表示。于是，每一个有理数都对应着直线上的一个点。什么是无理数？无理数是指实数范围内不能表示成两个整数之比的数。简单的说，无理数就是10进制下的无限不循环小数。如圆周率、2（根号2）等。有理数是由所有分数，整数组成，它们都可以化成有限小数，或无限循环小数。,第一次数学危机的结果,1、第一次数学危机表明，几何学的某些真理与算术无关，几何量不能完全由整数及其比来表示。反之，数却可以由几何量表示出来。整数的尊祟地位受到挑战，古希腊的数学观点受到极大的冲击。于是，几何学开始在希腊数学中占有特殊地位。2、古希腊人开始认识
12、到，直觉和经验不一定靠得住，而推理证明才是可靠的。从此希腊人开始从“自明的”公理出发，经过演绎推理，并由此建立几何学体系。这是数学思想上的一次革命，是第一次数学危机的自然产物。,古希腊科技史,德谟克利特（Demokritos）原子论思想 自泰勒斯提出“万物源于水”后，自然哲学家都相继发展了对自然现象进行说明的理论。留基波(前500前440)和德谟柯利特（前460前370）为师生关系，他们提出了科学史上极为重要的原子论思想。认为构成世间万物的是原子。原子形状无限多。后来的伊壁鸠鲁(前341-前270)继续发展了原子论思想，认为原子是不可分的坚固实体。,原子论：留基波 德谟柯利特 伊壁鸠鲁 道尔顿
13、,古希腊科技史,德谟克利特只说到原子有形状、大小 的区别，伊壁鸠鲁则进一步认为原子 还有重量的不同，有各种各样的大小。马克思的博士论文的题目就是：德 谟克利特的自然哲学与伊壁鸠鲁的自 然哲学的区别（1841）。,伊壁鸠鲁（前341前270）,马克思(18181883),亚里士多德主义,亚里士多德是古希腊哲学的集大成者，是一位承上启下的人物，在他的哲学中，哲学和自然科学已开始分化。1)在世界本源问题上，提出了两种“实体”说，并用“四因说”加以论证；2)在宇宙结构问题上，主张地心说，建立了同心球宇宙模型，第一次把几何学和天文学结合起来；3)在物体运动问题上，认为物体只有在外力推动下才能运动，重物坠
14、落的速度较轻物快。,古希腊科技史,亚里士多德的天文学思想 天是惟一的，那么向上、向下的自然运动就是离心、向心运动，由此推出：大地呈球形、宇宙呈球形、地球位于宇宙的中心、地球静止不动、宇宙有限、宇宙之外无物、天体的自然运动是圆周运动、天体由以太构成、天永恒不变、天地是两重世界。自然界最经济、不做无益浪费的事情。,亚里士多德主义：天地有别,与地球上物体的上升和下落的自然运动不同，还有一种天体所特有的永恒的均匀的圆周运动。天体不是由地球上的四种元素组成，而是由第五种元素构成。匀速圆周运动是第五元素的性质所固有的。由此导致两个推论：（1）世界结构本质上是以地球为中心，沉重的地球由于它特别的性质，正好静
15、止于世界的中心。（2）把适用于地球上的科学概念和推理运用到天体上去，这在逻辑上是不可能的。特别是把地球也看作是个天体，这是荒谬的思想。,亚里士多德主义：地球在宇宙中心的论证,亚里斯多德对地球处于宇宙中心的论证之一：因为我们时时刻刻正好看到半个天球，所以地球必然位于宇宙的中心。,古希腊科技史,亚里士多德的方法论思想 亚里士多德是演绎逻辑的创始人，他提出了通过演绎获得科学知识的认识方法。,科学知识不可能通过感觉经验获得，因所谓感官所认识到的都是特殊的东西，不能揭示事物的原因。我们只有通过理性才能获得科学知识，获得知识的方法是逻辑论证，依靠三段论式证明和推论。科学知识是由概念和命题组成。你是人所有人
16、都是会死-所以你是会死的,古希腊科技史,科学知识是由概念和命题组成，科学概念分为基本概念和派生概念，基本概念是原始的、无需定义的概念；派生概念是用基本概念定义的概念。科学命题分为基本命题和派生命题或公理和定理两类。公理是原始的，无需证明的命题，定理是从公理推导出来的命题。获得科学知识的基本方法是：从少数无需定义的基本概念和少数无需证明的公理（前提）出发，应用演绎推理的法则，推导出一系列定理。,古希腊科技史,从公理演绎出定理，这就是公理化的方法。亚里士多德是公理化方法理论的创始人。“本原构成了真正的知识”。本原的科学高于一切。从直观现象出发直接建立最一般的原理，然后通过演绎得出一些列中间层次的原理。,在生物学研究中亚里士多德采了另一种方法，不用公理推演，而是表现出一派从事实证科学研究的经验主义者作风。真是判若两人。,亚里斯多德的动力学,任何运动物体都是由与它相联的外界物体所推动。这是地球上无生命物体运动的基础。由此得出：（1）一个脱离了所有外部影响的物体处于静止状态；（2）对每种强迫运动，必须寻找与物体有关的动因。动力学基本规律：由外力推动的物体运动的速度与推力成正比，与反对运动的阻力成
