古希腊科学与中世纪.ppt

古希腊古罗马与欧洲中世纪的科学与技术成就 古希腊与古罗马的科学主要是自然哲学的形态 此外在天文学 数学 物理学等方面也有惊人的造诣 古典希腊时期的科学 古典时代 自泰勒斯始 至马其顿王亚历山大征服全希腊止的两百余年 古典时期按区域和时间可分为三个阶段 这三个阶段分别是 1 艾奥尼亚阶段 泰勒斯 阿纳特萨格拉 2 南意大利阶段 毕达哥拉斯 恩培多克勒 3 雅典时期 结束于马其顿王的统治 大约为公元前337年 古希腊的科学体现在天文学 数学 力学 医学 生物学 地理学和物理学之中 如阿基米德 公元前287年 公元前212年 是古希腊哲学家 数学家 物理学家 古希腊有很多领域属于思辨猜测 但在某些领域已进入理论科学的范围 天文亚里士多德认为运行的天体是物质的实体 地球是球形的 是宇宙的中心 地球和天体由不同的物质组成 地球上的物质是由水气火土四种元素组成 天体由第五种元素 以太 构成 物理亚里士多德关于物理学的思想深刻地塑造了中世纪的学术思想 其影响力延伸到了文艺复兴时期 虽然最终被牛顿物理学取代 毕达哥拉斯的黄金分割 a b a 数论毕达哥拉斯对数论作了许多研究 将自然数区分为奇数 偶数 素数 完全数 平方数 三角数和五角数等 整数毕达哥拉斯和他的学派在数学上有很多创造 尤其对整数的变化规律感兴趣 例如 把 除其本身以外 全部因数之和等于本身的数称为完全数 如6 28 496等 而将本身小于其因数之和的数称为盈数 将大于其因数之和的数称为亏数 其他贡献在几何学方面 毕达哥拉斯学派证明了 三角形内角之和等于两个直角 的论断 研究了黄金分割 发现了正五角形和相似多边形的作法 还证明了正多面体只有五种 正四面体 正六面体 正八面体 正十二面体和正二十面体 希波克拉底 希波克拉底 约前460 前377 被西方尊为 医学之父 的古希腊著名医生 欧洲卒于公元前377年医学奠基人 古希腊医师 西方医学奠基人 提出 体液学说 他的医学观点对以后西方医学的发展有巨大影响 卒于公元前377年 享年八十三岁 希波克拉底提出 体液学说 认为人体由血液 粘液 黄胆和黑胆四种体液组成 这四种体液的不同配合使人们有不同的体质 他把疾病看作是发展着的现象 认为医师所应医治的不仅是病而是病人 从而改变了当时医学中以巫术和宗教为根据的观念 主张在治疗上注意病人的个性特征 环境因素和生活方式对患病的影响 重视卫生饮食疗法 但也不忽视药物治疗 尤其注意对症治疗和预防 他对骨骼 关节 肌肉等都很有研究 欧洲古代科学的高峰 希腊化时代的科学 从雅典到亚历山大里亚 欧几里得 几何原本 阿里斯塔克 日心说阿基米德埃拉托色尼 大地测量希波克斯 本轮 均轮体系希罗 技术成就托勒密 地心体系盖伦 希腊医学丢番图 代数 伟大的科学家 天文研究他曾运用水力制作一座天象仪 球面上有日 月 星辰 五大行星 根据记载 这个天象仪不但运行精确 连何时会发生月蚀 日蚀都能加以预测 晚年的阿基米德开始怀疑地球中心学说 并猜想地球有可能绕太阳转动 这个观念一直到哥白尼时代才被人们提出来讨论 阿基米德 浮力原理浮力原理简述 物体在液体中所获得的浮力 等于它所排出液体的重量 即 式中为物体所受浮力 为物体排开液体所受重力 该式变形可得 式中为被排开液体密度 为当地重力加速度 为排开液体体积 杠杆原理杠杆原理简述 满足下列三个点的系统 基本上就是杠杆 支点 施力点 受力点 杠杆原理亦称 杠杆平衡条件 要使杠杆平衡 作用在杠杆上的两个力矩 力与力臂的乘积 大小必须相等 即 动力 动力臂 阻力 阻力臂 用代数式表示为F1 l1 F2 l2 式中 F1表示动力 l1表示动力臂 F2表示阻力 l2表示阻力臂 从上式可看出 欲使杠杆达到平衡 动力臂是阻力臂的几倍 动力就是阻力的几分之一 数学大师对于阿基米德来说 机械和物理还只是次要的 他比较有兴趣而且投注更多时间的是纯理论上关于阿基米多的作品 17张 的研究 尤其是在数学和天文方面 在数学方面 他利用 逼近法 算出球面积 球体积 抛物线 椭圆面积 后世的数学家依据这样的 逼近法 加以发展成近代的 微积分 他更研究出螺旋形曲线的性质 现今的 阿基米德螺线 曲线 就是因为纪念他而命名 另外他在 恒河沙数 一书中 他创造了一套记大数的方法 简化了记数的方式 欧几里得 欧几里得 希腊文 公元前325年 公元前265年 古希腊数学家 被称为 几何之父 他活跃于托勒密一世 公元前323年 公元前283年 时期的亚历山大里亚 他最著名的著作 几何原本 是欧洲数学的基础 提出五大公式 欧几里得几何 被广泛的认为是历史上最成功的教科书 欧几里得也写了一些关于透视 圆锥曲线 球面几何学及数论的作品 经过欧几里得忘我的劳动 终于在公元前300年结出丰硕的果实 这就是几经易稿而最终定形的 几何原本 一书 这是一部传世之作 几何学正是有了它 不仅第一次实现了系统化 条理化 而且又孕育出一个全新的研究领域 欧几里得几何学 简称欧氏几何 代数学之父 丢番图 丢番图是古希腊亚历山大学后期的重要学者和数学家 公元246 330年 丢番图是代数学的创始人之一 对算术理论有深入研究 他完全脱离了几何形式 在希腊数学中独树一帜 亚历山大时期的丢番图对代数学的发展起了极其重要的作用 对后来的数论学者有很深的影响 丢番图的 算术 是讲数论的 它讨论了一次 二次以及个别的三次方程 还有大量的不定方程 现在对于具有整数系数的不定方程 如果只考虑其整数解 这类方程就叫做丢番图方程 它是数论的一个分支 不过丢番图并不要求解答是整数 而只要求是正有理数 从另一个角度看 算术 一书也可以归入代数学的范围 代数学区别于其它学科的最大特点是引入了未知数 并对未知数加以运算 就引入未知数 创设未知数的符号 以及建立方程的思想 虽然未有现代方程的形式 这几方面来看 丢番图的 算术 完全可以算得上是代数 克罗狄斯 托勒密 克罗狄斯 托勒密 古希腊语 拉丁语 ClaudiusPtolemaeus 约90年 168年 又译托勒玫或多禄某 相传他生于埃及的一个希腊化城市赫勒热斯蒂克 古希腊天文学家 地理学家和光学家 历史功绩 天文学托勒密的天文学著作经阿拉伯学者之手而重为欧洲所知之后 又在欧洲保持了长时间的影响力 至少延续到16世纪 在此之前 没有任何西方的星历表不是按托勒密理论推算出来的 地理学最后必须谈到托勒密地理学对后世的巨大影响 盖伦 盖伦 Galen 129 199 是古罗马时期最著名最有影响的医学大师 他被认为是仅次于希波克拉底的第二个医学权威 盖伦是最著名的医生和解剖学家 他一生专心致力于医疗实践解剖研究 写作和各类学术活动 他成功的研究是解剖学 在罗马人统治的时期 人体解剖是严格禁止的 因此 盖仑只能进行动物解剖实验 他通过对猪 山羊 猴子和猿类等活体动物实验 在解剖学 生理学 病理学及医疗学方面有许多新发现 他考察了心脏的作用 并且对脑和脊髓进行了研究 认识到神经起源于脊髓 认识到人体有消化 呼吸和神经等系统 他看到猴子和猿类的身体结构与人很相似 因而把在动物实验中获得的知识应用到人体中 对骨骼肌肉作了细致的观察 他还对植物 动物和矿物的药用价值作了比较深入的研究 在他的药物学著作中记载了植物药540种 动物药物180种 矿物药物100种 在药物的研究上也卓有成效 中世纪的欧洲 中世纪的教堂 中世纪前期欧洲科学技术的停滞1 科学的衰落 教皇格里哥利一世公然宣称 不学无术是信仰虔诚之母 教会推行的信条和准则是 启示高于理性 知识服从信仰 哲学 包括科学 服从神学 2 技术的倒退 中世纪前期欧洲手工业衰败 一些昔日繁华的工商业中心城市几乎成了废墟 除了农业技术略有进步外 从整体上看 中世纪前期欧洲的技术和罗马帝国兴盛时期相比是大大倒退了 中世纪的圣经 中世纪后期欧洲科学技术的复苏1 科学活动的重新开展翻译阿拉伯文献学习古希腊科学文化开办大学2 技术的进步耕作效率提高 作物种类增多 农业有了较大发展 水利机械 风力机械 各种铁制机具普遍应用于冶金 采矿 纺织各行业 推动了手工业的发展 但丁达 芬奇哥白尼布鲁诺伽利略 阿拉伯 东西方文化交流的桥梁 阿拉伯的科学家们在君主的支持下 在数学 天文学 化学 光学和医学方面作出了卓越的成就 当经院哲学禁锢下的欧洲学术界一片凋敝的时候 阿拉伯文化迎来了自己的繁荣 在地理上 阿拉伯联系了东方和西方 在文化上 阿拉伯在东西方之间承当了科学文化交流的桥梁 中国 印度的科学文化有很大一部分是通过阿拉伯传入欧洲的 在历史上 阿拉伯文化对欧洲科学的发展也起了承上启下的作用 在欧洲文化凋敝的时期 阿拉伯人从被他们征服的亚里山大里亚 大马士革等地搜集了古希腊典籍 还从拜占廷收买过古希腊手稿 并把它们翻译成阿拉伯文 阿拉伯的文化是在同时吸收了古希腊和古东方文化的基础上产生的 阿拉伯科学形成的过程本身就是东西方文化的一次大融合 大学的创办和经院哲学 大学的创办发展过程修道院学校 大主教区学校和教区学校 城市大学修道院学校 在西元五世纪成立 最先是以教育僧侣和修女为目的 后来才扩展成也教育一般民众 修道院学校教授七艺 或称三门普通学科 数学 辩证法 修辞学 和四门高级学科 算术 几何学 天文学 音乐 他们为之后的教育机构培养了教师人材 也因此是中古世纪大学的前身 欧洲中世纪大学指11 17世纪欧洲各国兴起的高等学府 为近代高等教育之滥觞 大学 University 一词源于拉丁文Uni versitas 意为 总和 联合 即学生组织之间或学生组织与教师组织之间的联合团体 欧洲中世纪在科学文明史上的地位和作用 早期的教育机构为后来的欧洲科学技术的起飞准备了条件 这些大学成了市民阶层的思想文化阵地 是他们进行学术讨论的场所 总之 欧洲中世纪虽然被宗教神学所统治 但欧洲人还是学会和掌握了当时世界上许多先进技术 从而逐步改变了长期的落后封闭状态 发展了生产 大学中传授的任何真正的知识都成了射向封建教会的利箭 世俗的大学就是这样在与教会的斗争中发展起来的 各大学培养出来的许多知识分子也在实际上成了摇撼封建统治的重要力量 欧洲科学文化的复兴 大学在其中起到了不可低估的