文1两种文化的历史演变课件

11/23/20223:42PM1物理与文化胡静11/23/20223:42PM2在这里，你将听到物理学史上很多趣味横生的故事了解发现背后的秘密在这里，你将学到你身边的物理即使你不想当爱因斯坦，物理也和你的生活息息相关！欢迎走进

物理与文化

课堂

物理学是人类文明的重要源泉.

人类从茹毛饮血的始祖阶段进入高度文明的现代社会是伴随着物理学的巨大进展一步一步地走过来的.

无论是客观的物质世界,还是人类的思想意识都深深地印着物理学的烙印.11/23/20223:42PM5我们这门课的主要目的，不是叫你们如何应付考试，甚至不是让你们掌握这些知识……我希望的是，你们能够像真正的物理学家们一样，欣赏到这个世界的美妙。物理学家们看待这个世界的方式，我相信，是这个现代化时代真正文化内涵的主要部分。也许，你们学会的不仅仅是如何欣赏这种文化，甚至也愿意参加到这个人类思想诞生以来最伟大的探索中来。——理查德.费曼11/23/20223:42PM6

绪论一、为什么要学？（why）二、学什么？（what）三、怎么学？（how）11/23/20223:42PM71、人类社会正孕育着巨大的危险A、工业生产的不断进步使地球圈内发生了巨大变化臭氧层被破坏，大气、水污染，沙漠扩大，热带雨林消失世界人口剧增，地下资源的开采利用，强辐射剧毒物生产B、物质文明与精神文明发展不平衡进步：农业进步，新能源，医药保健、运输、通信的进展问题：恐怖主义、贫穷、伪科学、迷信、先进国家向发展中国家输出转移公害一、为什么要学？11/23/20223:42PM82、要改善我们的社会，就必须改善提高人的全面素质A、高度专业化的教育导致人才全局观念的缺乏B、将科学文化与人文文化在校园里重新弥合科学素养：理解科学的工作机制，知道迷信伪科学的害处，知道科学的主要事实和原理，能够阅读报刊上的科学文章，知道各种环境问题将如何影响生活，终生保持对科学的兴趣。“为了避免社会可持续发展中的危机，消除现代文化中两种文化——科学文化和人文文化之间的隔阂是当前一个刻不容缓的问题……”

——吴健雄11/23/20223:42PM10核军备竞赛

核武器扩散

核恐怖主义

我们都希望科学用于人类的福祉而不是用来造成祸害!原子能——一把双刃剑11/23/20223:42PM12二、学什么？2、通过学习物理基础、了解物理学史上一些重大发现过程以及对相关著名科学家的科学思想、科学方法和科学精神的介绍，从而领会物理学发展过程中所包含的丰富的人文内涵，拓展科学哲学观。1、物质的基本结构、相互作用、基本运动形式及其相互转化规律.11/23/20223:42PM14文科物理

第一章两种文化的历史演变§1-1源远流长的中华文明11/23/20223:42PM15

一、五千年光辉历史的回眸——夏商周断代工程地球上有史可考的古代文明发源地大体分布在两个区域，一是地中海附近的希腊、埃及和两河流域，一是在东方的中国和印度。炎帝图片黄帝内经图片尧舜禹“禅让”，禹禅让给皋陶，禹的儿子启建立了第一个朝代——夏11/23/20223:42PM16“夏商周断代工程”汉马王堆出土的彗星帛图隋唐敦煌石窟壁画中的星像图南宋天文图上标明了1434颗恒星的位置例如《竹书纪年》所记“懿王元年天再旦于郑”。表示周懿王元年的一次日食，通过现代天文学家的推算，时间应为公元前的899年.11/23/20223:42PM17

运用碳14考古技术、天文学推算选出武王克商时间是公元前1046年,为确认商建于前1600年，夏建立于前2070年提供了部分根据。夏商周断代-司母戊大鼎11/23/20223:42PM18造纸为我国古代四大发明之一。早在1800多年前，造纸术的发明家蔡伦即使用树肤（即树皮）、麻头（麻屑）、敞布（破布）、破鱼网等为原料制成“蔡侯纸’，于公元105年献给东汉和帝，受到高度赞扬。造纸术的发明对中国和世界文明进步做出了巨大贡献。

二、中国四大发明对世界文明做出伟大贡献竹简宣纸11/23/20223:42PM20火药

火药：顾名思义就是“着火的药”，它的起源与炼丹术有着密切的关系，是古代炼丹士在炼丹时无意中配制出来的，也有人推测，起源于一起炼丹中的意外事故。宋朝时已有火药配制的方法的记载，不久流入欧洲。诺贝尔是造炸药起家的，据说，他参考了中国古代火药的配方。11/23/20223:42PM21

指南针：战国时期出现司南、勺形磁石，后发展为指南针、罗盘，并于12世纪末传入欧洲。罗盘是航海的重要工具。永乐三年（1405年）郑和七次下西洋，1492年哥伦布发现美洲大陆。司南郑和像

11/23/20223:42PM23物理学概论

第一章两种文化的历史演变§1-2探讨中国科学在历史上逐渐落后的

原因——“李约瑟难题”11/23/20223:42PM24一、李约瑟难题著有《中国科学技术史》的英国科学家李约瑟提出:为什么中国传统科学一直处于原始的经验主义阶段，而没能自发地出现近代科学及随之而来的工业革命？

11/23/20223:42PM26二、西方科学发展的两大基础

二十世纪科学泰斗爱因斯坦在1953年给斯威泽的信中说：“西方科学的发展是以两个伟大的成就为基础的，即希腊哲学家发明的形式逻辑体系（欧几里得几何），以及通过系统的实验去发现有可能找出的因果关系（在文艺复兴时期）。在我看来，中国的贤哲没有走上这两步，那是用不着惊奇的。如是这些发现（在中国）全都做出来了，那反倒是令人惊奇的事情。”

爱因斯坦指出了近代科学发展在方法论上的两大发现：即从一般到特殊的演绎法和以实验为基础的从特殊到一般的分析归纳法。11/23/20223:42PM27

演绎法建立在数学形式的逻辑体系之上，难怪内阁大学士徐光启（1562-1633）在翻译几何原本时那样感到震惊：

欲前后更置之不可得。

似至晦，实至明，似至繁，实至简，似至难，实至易。

归纳法需要严格控制条件下的精密测量，在中国历朝历代都不重视实验技术，对现象的记录重视形式甚于准确性，“云腾致雨，露结为霜”，对偶工整，平仄押韵，简洁优美，令人击节赞赏却缺乏科学性。11/23/20223:42PM28中国古代科技概览浑天说认为地在天之中，天似蛋壳、地似蛋黄，日月星辰附着在天壳之上，随天周日旋转。东汉中期，张衡于公元117年设计并制造了漏水转浑天仪,这是世界上第一架用水力发动的天文仪器。

漏水转浑天仪的主体是一个球体模型代表天球。球里面有一根铁轴贯穿球心，轴的方向就是地球自转轴的方向。轴和球有两个交点，一个是北极（北天极），一个是南极（南天极）。在球的外表面上刻有二十八星宿和其它恒星。11/23/20223:42PM30

大约两千四五百年以前，墨翟和他的学生，作了世界上第一个小孔成倒像的实验，指出了光的直线进行的性质。

汉代制铜镜工艺高超，镜装饰纹样丰富多变.11/23/20223:42PM31

东汉王充关于摩擦起电的记载：“顿牟掇芥，磁石引针”。《武经总要》，其中说：行军的时候，可用指南鱼辨别方向。

先秦的慎到（前395～前315）关于雷电的解释：“阴阳相薄为雷，激扬为电”，11/23/20223:42PM32

春秋战国时期的编钟已能够发出准确的音律,显现了较为先进的声学技术。战国时代曾侯乙墓编钟，1978年湖北随县出土11/23/20223:42PM33

从整个中国古代科学技术的发展来看，应用技术走在前面（如指南针、造纸、印刷术、火药、丝绸、瓷器、农业、中医药等）而基础科学理论相对来说发展迟缓；其中天文、数学、化学又比物理强。

1.基于生产技术中的经验和日常生活中的观察而作的定性描述较多。2.有目的的进行实验或结合数学上的推证和计算来思考则比较少。

中国传统注重实际不注重抽象理论构架!11/23/20223:42PM34

满足表面现象，虽有演绎法的萌芽，但没有严格意义下的实验和归纳法。例如，只有“勾三股四弦五”，

《墨经》中“力，刑之所以奋也。”都缺乏公理化概念。工具或形式的进步也是至关重要的。11/23/20223:42PM35

中华几千年形成的审美观——以简约、整体、写意、朦胧、空灵、含蓄为美，这种审美观在艺术上表现出独特的魅力，却制约了需要精确记录描述的科学观察、科学实验的发展。11/23/20223:42PM36

课堂讨论你对“李约瑟难题”是怎么看的？11/23/20223:42PM37文艺复兴时期倡导的人文思想为西方近代科学的发展创建了宽松的学术氛围

文艺复兴时期倡导的人文主义，提倡人权反对神权，提倡科学反对神学。思想的解放、对实践经验的重视，成为当时科学技术进步的思想基础，为学术的百花齐放创建了宽松的学术氛围。Leonardodavinci

，1452-1519

以人文本、与权贵、神灵平等相待的思想直至今日依然影响着广大知识阶层。11/23/20223:42PM38李约瑟认为：中国与西方在科技方面的差距，主要是由于社会和经济方面的原因造成的。西方所经历过的封建主义和中国的封建主义，两者是截然不同的。西方经历过的是军事和贵族统治的封建主义，中国所经历过的却是官僚封建主义。西方的军事封建主义貌似强大，事实上中国的官僚封建主义却更强大，更能防止资产阶级夺取政权。西方现代科学的崛起是和两件事联系在一起的：第一件是改革运动，第二件是资本主义的兴起,近代科学随之崛起。11/23/20223:42PM39物理学概论

第一章两种文化的历史演变§1.3试论中国哲学与西方哲学的异同

一部物理学史实际上就是一部自然哲学史.科学和哲学本是一家子.

文艺复兴以后,自然科学开始与哲学分离而成为独立的学科,但作为认识客观世界一门学问——自然哲学,实际上总是要以物理学的成就作为它的最终依据.

物理学既是一门科学,也是一种文化,它是人类思想文明的源泉.11/23/20223:42PM41

一、哲学是什么？东西方不同的“开局”

PhilosophiaPhiloLoveforSophiaKnowledge具体分为认识论、方法论、美学、伦理学、政治学。思想者11/23/20223:42PM42中华古代哲学以泛神论和无神论为特征

盘古开天辟地、女娲补天、后羿射日、燧人氏钻木取火、有巢氏构木为巢、神农氏遍尝百草。中华大地各部族各自通过美丽的神话，将各部落的先哲或英雄升华为神。希腊诸神越来越“人格化”，东方的人则越来越“神格化”。

佛教、道教、伊斯兰教、基督教……，无论是外域来的神还是民间的英雄关公、妈祖、土地公公、灶王爷……都可以相安无事居住在一座庙宇中。11/23/20223:42PM43多神论——泛神论——无神论敬鬼神而远之，可谓智矣。——《论语》天行有常，不为尧存，不为桀亡。——荀子（约298B.C.~239B.C.）《江南村》——唐杜牧千里莺啼绿映红，山村水郭酒旗风。南朝四百八十寺，多少楼台烟雨中。11/23/20223:42PM44我国知识分子历来是以无神论为自然观的基础，从文化视角研究宗教。汉字和无神论的自然观是我国几千年来维持统一的两大功臣。（中华民族的图腾——龙）我国历史上是“政教分离”。西方的宗教势力曾一度掌握国家政权。东方哲学不把神看作凌驾于世界之上的统治者，而看作是从内部控制事物的一种原则。11/23/20223:42PM451.西方人造了一个无所不知、无所不能、无所不在的人格化的上帝，作为万有的创造者和价值的源头，用这个上帝来反照人世间的种种缺陷，并鞭策人努力向上，与西方相对照，中国人对神的存在从不去穷究到底。2.孔子希望培养一个完美的上层阶级来拯救世人,提出积极入世的儒家学说，以天下为己任，以“修身、齐家、治国、平天下”为人生的最高理想，主张参与现实政治，积极进取，担当社会责任，认同“天下兴亡，匹夫有责”的教言，激发人们的内在追求！中西方文化精神比较11/23/20223:42PM463.“西方文化的最高精神是外倾的宗教精神，中国文化的最高精神是内倾的道德精神。”4.西汉董仲舒将儒家思想改造成维护国家统治的思想体系,将孔子神化,提出“三纲五常”,要求每一个人内在自觉地做圣贤工夫，使得儒家思想既充当着调整人伦关系的角色，又担负着救护人的精神和提升人生境界的功能，它已起到一种宗教的作用。

11/23/20223:42PM47李约瑟：现代方式的自然科学的产生似乎需要有一种启发性的自然淳朴的因素，而这种因素恰恰是中国天赋的智能中所缺少的。一方面是神圣化的宗族祖先体系；另一方面是人格化的上帝造物主，上帝的理性训示人们认为可以用自己的数学语言勉强地演绎出宇宙规律来。11/23/20223:42PM48《易经》对世界万象的变化规律进行探讨,将世界万物变化的原因归之与阴阳的相互作用，《易经》蕴含着朴素的辩证法。

二、从《易经》到老庄和元气论11/23/20223:42PM49《易经》里的思想已经渗透到中国人生活的方方面面。孔子说过人们“日用而不知”。今天，我们谁不曾说过某人阴阳怪气，某人又变卦了，或者扭转乾坤，否极泰来之类的口语和成语，这些词汇都是直接从《易经》里来的。

11/23/20223:42PM50儒道两家都从《易经》发展而来，犹如长江黄河之水皆发源于青藏高原。

儒家重乾卦，重阳刚。讲“天行健，君子自强不息。”强调修身以有用于社会。道家则重坤卦，重阴柔。讲“大道若水，弱能胜强。”强调精神自由，以无为顺应自然，追求天人合一境界。

《易经》是中国文化的源头：11/23/20223:42PM51老子以“道”解释宇宙万物的演变，以为“道生一，一生二，二生三，三生万物”，因而

“人法地，地法天，天法道，道法自然”

“道可道，非常道。”

庄子有先天地生者，物邪？物物者非物。顺其自然知足常乐“祸兮福之所倚，福兮祸之所伏”庄子蔽于天而不知人

——荀子11/23/20223:42PM52

老庄哲学中的神秘主义或不可知论的倾向使得对于世界本源的认识归结为神秘莫测的“气”，一种充斥于天、地、人、万物内外的、有生命力的（即自运动性的）、连续不绝的、变化无穷的物质本源,元气这一概念和现代物理学中的真空相呼应。元气论11/23/20223:42PM53李约瑟：一方面是一切事物内在的“元气”使中国人自然地达到和谐；而另一方面则是原子和机械作用推动的理论。

美国物理学家Capra在《物理学之道》一书中指出：东方哲学的核心（最重要的共同特征）是：世界在本质上是统一的，一切事物皆是相互联系而不可分割的，且在内力的作用下处于不停的运动变化中。11/23/20223:42PM54

三、西方哲学对近代科学所起的促进作用在奴隶制、航海和比较自由的生活的基础上，产生了古希腊文化。希腊的地理位置与航海、贸易等，使“自由民”有条件在自由争辩中认识世界，产生了不少著名的“智者”、“圣贤”或自然哲学家。

1．古希腊哲学家的贡献11/23/20223:42PM55（1）泰勒斯（Thales，约公元前624--547年）学派，也称米利都学派。。

他是第一个把哲学从宗教、神话中分离出来的人。创立了初等几何学

（2）

毕达格拉斯学派（公元前584--497）

万物皆数他们相信宇宙一定是以和谐的数学原理为基础的。

古希腊的哲学成就热衷于为宇宙寻找完美的几何方案。11/23/20223:42PM56

（4)以苏格拉底、柏拉图和亚里士多德三代人为代表的学派，尤以后者著述最丰。他们关于运动、天文学方法论等思想对哲学发展很有影响。（3)以赫拉克利特为代表的学派。在欧洲哲学史上第一次提出“统一物是由两个对立面组成的”原理。“对立统一”的哲学直接影响黑格尔辩证法的建立，成为马克思主义哲学的重要来源。11/23/20223:42PM57亚里士多德和阿基米德是古希腊物理学集大成者，

主要表现在天文学、力学和光学方面，亚里士多德从归纳日常生活的直觉观察经验出发加上哲学的思辨（逍遥学派），后来发展为经院哲学，有些错误的观点成为自然科学革命的障碍。

阿基米德以实验和观察、生产实践为基础，发展了静力学与流体力学，成为伽利略的重要启示。11/23/20223:42PM58

（5)原子论

德莫克里特（公元前460—370年）认为:

宇宙万物都是由原子组成，原子是不可分割的最小物质单元。宇宙中有无数的原子，并在一个无限的虚空中运动着。

原子是自古以来就已存在的，它们是既不能创造出来，也不能毁灭的。

提出惯性运动的思想,认为原子在虚空中会做直线运动。“在恰当的时候，恰当的场合，提出了恰当的问题”。11/23/20223:42PM592．近代西方哲学史上也出现不少杰出人物：笛卡儿（演绎法）、培根（实验归纳法）、康德（认识论）、黑格尔（辩证法）等

我们能知道什么？康德的回答是：我们只能知道自然科学让我们认识到的东西，自从柏拉图以来的形而上学问题（本体论）其实是无解的。必须对客体在两个层次上加以定义：一样东西首先是“自在之物”，或表达为，它自己存在着，我们对它毫无知识。仅当我们感觉到它时，它才转化为现象。更明确地说，现象是“为我之物”，那才是我们已知的东西，它才有了表示，并据此形成了人们的知识。康德的“自在之物”不包含信息这一思想十分深刻，与老子的哲学不谋而合。物理学的方法论

物理学家像自然哲学家一样，努力去观察、认识世界.

“五行说”“元气论”“原子论”.等等“实践出真知”,对客观世界的认识,归根结蒂要从人类自身的实践中得来.物理学本质上是一门实验的科学,它的一切结论最终必须经得起实验的检验.

物理学的基本研究方法是从感性认识到理性认识,从实验事实总结归纳出客观规律的归纳法.物理学的一类研究方法是从逻辑推理出发的理论研究,这是从一般到特殊的演绎法.另一类十分有效的研究方法是模型理论,这种模型理论往往会取得事半功倍的惊人成功.物理学告诉人们对客观事物的认识需要有层次观