第3讲科学发展的历史

2023/3/291科学发展的历史任元彪北京大学科学与社会研究中心

2023/3/292科学发展的历史1.科学的基本结构特征2.科学孕育和发展的不同阶段及其主要特征3.科学发展中的定量规律2023/3/2931.科学的基本结构特征1.1.为什么谈论科学1.2.科学为什么导致改变和增长1.3.科学的凝聚性结构是如何出现的1.4.不同人类文明形态与科学的本质特征2023/3/2941.1.为什么谈论科学？

（科学导致改变与增长）改变的是什么?能源利用方式-生产方式:能源利用方式:古代-直接利用大自然直接提供的能源现代-间接利用大自然间接提供的能源后现代-间接利用大自然直接提供的能源生产方式:

古代:人力和手工\现代:机械和电力\后现代:信息导致的结果:指数增长2023/3/295文明类型能源类型大自然提供方式人类利用方式科技依赖所蕴涵的对人与自然关系的认知古代文明人力\畜力阳光\风\直接燃烧物直接(不需勘探开采)直接(不需转化不依赖自然是神现代文明煤炭\石油天然气等化石燃料间接(需勘探开采)间接(需转化)依赖自然是人可以驾驭的机器后现代文明光能\风能水能\潮汐能等直接(无需勘探开采)间接(需转化)高度依赖自然是无限的,不是为人类(或恐龙)设计的2023/3/2961.2.为什么科学导致增长和改变（凝聚性结构）1.2.1.寻找科学力量源泉的各种失败努力1.2.2.古代文明中科学不能作为一种独立的文明要素稳定存在1.2.3.科学的凝聚性结构3.3.1科学的四个层面3.3.2.科学的不同层面在人类文化系统中位置3.3.3.不同层面构成的整体之科学是一种文明形态2023/3/2971.2.1.寻找科学力量源泉的各种失败努力科学哲学未能提供科学可以独立存在的证据.不存在不能被解构的科学方法:证伪主义对归纳主义的瓦解和范式不可通约科学史未能提供科学可以独立存在的证据.越是真实的科学历史就越是一种文明的历史而不是某种抽象要素的历史科学社会学未能提供科学可以独立存在的证据.即使是最具实证主义色彩的建制社会学也正是从强调科学建制必须在合适的外部社会条件下能确立而开始的2023/3/2981.2.2.古代文明中科学不能作为一种独立的文明要素稳定存在把科学与其他文化形式相同的东西都去掉仅留下科学所独有的东西那会是什么?科学之所以为科学不是因为它缺少了其他各种文化形式的东西而是因为它具备了其他各种文化形式的东西.现代科学是在人类各种知识探索的基础上很幸运地在16、17世纪开始建立起来的.科学不能作为一种独立的文明要素稳定存在是古代科学和古代社会不能像现代科学和现代社会这样快速发展的根源2023/3/2991.2.3.1.科学文明的四个层面

或四种要素器物层面:科学通过技术所物化的产物.如当初由外国传教士带来的地图、日历等由建立在科学理论基础之上的技术所带来的物质产品,原被理解为科学实践活动的附属产品,实际上是现代社会中科学实践活动的最终目的物解释层面:科学事实、定理、理论等科学实践活动的直接产品精神层面:科学方法、精神、原则、思想等影响科学实践活动的思想意识形态体制层面:科学实践活动的组织制度和社会安排形式2023/3/29101.2.3.2.科学的不同层面在人类文化中的位置1.2.3.2.A什么是人类文化1.2.3.2.B人类文化的结构1.2.3.2.C科学在人类文化中的位置2023/3/29111.2.3.2.A什么是人类文化文明的起源：冰冻期来临时人类祖先与动物的不同反应。定义：人这一特殊的动物种系，在为生存而进行的斗争中所使用的超有机体的方式和手段组织形成的一种复杂机制。文化的结构：技术系统、社会系统、思想意识系统。2023/3/2912大荨麻:蚁酸2023/3/2913鞭尾蝎:醋酸2023/3/29141.2.3.2.B人类文化的结构技术系统：解决人的生存所必须（获取食物、在自然界中保存自己、防御敌人侵害），起主导作用。社会系统：社会，经济，伦理，政治，军事，教会，娱乐，依附于技术系统。思想意识系统：神话，传说，文学，哲学，科学的理论、方法、原则、观念、思想，常识格言，表达技术力量、反映社会制度的顶端高级系统。2023/3/29151.2.3.2.C科学在人类文化中的位置器物层面——物质文化：技术系统体制层面——制度文化：社会系统解释层面——观念文化：思想意识系统精神层面——观念文化：思想意识系统2023/3/29161.2.3.3.科学不同层面构成一个整体

成为一种崭新的文明形态1.2.3.3.A科学要素分散游离存在与科学的不同1.2.3.3.B整体之科学是一种新的文明形态:1.2.3.3.Ba不同层面构成相互依赖的整体1.2.3.3.Bb整体的科学是一种崭新的文明形态2023/3/29171.2.3.3.A科学要素分散游离存在

与科学的不同A、前提不同.没有科学这种知识类型（经为主、史为辅、子为外、集为饰；含金之沙是金还是沙？）。B、表现出来的特性不同.没有科学知识特质（数理逻辑化、系统化；逻辑、语法、修辞在四部分类法中无法归类）。C、导致的结果不同.没有现代科学的指数增长（知识倒增长）。D、背后的原因不同.不具备现代科学的凝聚性结构（因而不能使不同层面构成一个整体，这是古代科学与现代科学各种不同的根本原因）。2023/3/29181.2.3.3.Ba不同层面构成相互依赖的整体体制层面依赖器物层面:技术系统决定社会系统精神层面依赖体制层面:社会系统决定思想意识系统解释层面依赖精神层面:观念意识形态支配科学实践器物层面依赖解释层面:科学理论指导技术和生产实践器物层面依赖体制层面:社会系统作用于技术系统,科技成果转化为生产力和技术创新的主要问题是制度安排体制层面依赖精神层面:思想意识系统作用于社会系统,研究一个社会的问题时不得不研究它的文化精神层面依赖解释层面:科学精神、方法、原则、思想等是在建立科学解释系统的实践活动中培育发展起来并始终以建立科学解释系统的实践为检验标准解释层面依赖器物层面:科学解释系统的发展依赖实验仪器、科学家工作和生活条件及其他物质基础2023/3/29191.2.3.3.Bb科学是一种新的文明形态科学与它所处的社会和文化是完全一体的、无法分离,把科学所处的社会和文化的其他方面都分离出去的时候不仅再不会留下科学而且也不会留下其他任何东西.”科学对社会的影响”\”社会对科学的影响”已成为病句科学不能作为一种单独的文化要素稳定地存在是古代科学和社会不能快速发展的原因,现代科学以一种完整的文明形态出现,是人类历史进程中的最大变革科学文明（自然和社会两个部分、出现的时间）的谦逊特征和探索特征：知道其不知道，所以才要探索文化之争就是科学文明和非科学文明之争/（梁漱溟的三种文明说）/古代-对科学无意识的文明、现代-张扬科学的文明、后现代-反思科学的文明2023/3/2920民主也是知道其不知道在军事战争赢不了集权国家；校园枪击事件、“民主弊病”（娱乐产业的空前发达让人们越来越爱通过荒唐的玩笑表示抗议。2010年，冰岛的“最棒党”(theBestParty)承诺将“正大光明地腐败”，却赢得了足够的选票，得以在雷克雅未克市议会联合执政。2013年，四分之一的意大利人投票给了一个由喜剧演员贝佩·格里洛创建的政党。如果民众对他们的政府要求不多，那么以上这些对政治的冷嘲热讽或许没有关系，但民众的要求在持续增长。这便好似一种危险且不稳定的混合物：一边依赖政府，但同时又蔑视它。这种依赖需要政府扩张过度、负担过重；而对它的蔑视又剥夺了它进一步扩张的合法性，从而因此产生了越来越多的）2023/3/29211.2.3.4科学文明内涵结构及其发生与成长方式2.3.4A、布莱克的现代化结构2.3.4B、科学文明的基本内涵2.3.4C、科学文明发生的基本形式2023/3/29221.2.3.4A、布莱克的现代化结构人类社会的现代化进程可以区分为明显不同的维度，但它们是相互依存的关系不同国家的现代化进程中不同维度的发育演进关系千差万别现代化理论的传统解释是：关键在于价值维度-价值的萌发和扩展布莱克模型：经济和政治是核心，知识是它们的必须基础，工业化导致的巨大变化促进社会和心态的现代化，政治现代化通过公众参预政治帮助经济，缺乏社会和心态现代化会阻碍政治进程2023/3/29231.2.3.4B、科学文明的基本内涵科学这种文明形式是:知识（科学理论）、观念（文化心理）、社会（政治制度）、经济（生产方式）等聚合形成一个整体2023/3/29241.2.3.4C、科学文明发生的基本形式原发型（西欧）：四个层面的偶然聚合继发型（日本）：观念→社会→经济→知识继发型（俄罗斯）：观念→社会→知识/经济

（罗巴切夫斯基、门捷列夫）继发型（中国）：观念(未到位)→生产(未到位)→观念(未到位)→社会(未到位)→知识(未到位)→2023/3/29251.3.科学的凝聚性结构是如何出现的1.3.1科学是人类文化发展的一次突变1.3.2.科学革命与现代意识1.3.2A科学革命是启蒙运动的前提1.3.2B科学为启蒙运动提供基本原理1.3.2C启蒙运动是经科学革命实践后对现代的确认1.3.1科学是人类文化发展的一次突变

1.3.1.1人类文明史上最大事件1.3.1.2科学的出现是人类发展历史上的一次突变1.3.1.3科学文明突变的偶然之路2023/3/29262023/3/29271.3.1.1人类文明史上最大事件A历史学家赫伯特·巴特菲尔德:“使基督教兴起以来的一切事物相形见绌，并使文艺复兴及宗教改革降低到仅仅是一支插曲、仅仅是中世纪基督教世界体系内部变化的地位”B未来学家托夫勒:第三次文明浪潮2023/3/29281.3.1.2科学的出现是人类发展历史上的一次突变A人类认识到的关于事物运动的第一条科学定律B没有突变猴子不会自然变成人C李约瑟疑难2023/3/29291.3.1.3科学文明突变的偶然之路古希腊的衰落----中世纪的黑暗----十字东征道路系统的交叉路口----文艺复兴----科学革命----启蒙运动2023/3/29301.3.2A科学革命是启蒙运动的前提启蒙的基本含义是启迪蒙昧,消除愚昧.启蒙思想家们认为,人民之所以愚昧主要是由于宗教势力对人民精神的统治与束缚.因此只有理性是衡量一切的尺度不合乎人的理性的东西就没有存在的权利启蒙运动发生的一个前提条件是在它之前的16、17世纪发生了科学革命笛卡尔认为,用数学推理的方法可以认识世界培根指出,可以使用从特殊到一般、从具体到抽象的归纳法去认识各种事物现象牛顿三大定律和万有引力定律说明了自然界本身运动的自然法则控制着物质世界这些科学成果,使启蒙思想家认为人类社会也有一定的自然法则,这种法则是摆脱“神”的控制而自行发展的2023/3/29311.3.2B科学为启蒙运动提供基本原理因而启蒙思想家力求发现支配人类和社会的永恒的法则,也就是力求探索推动人类社会自身不断前进的法则而科学革命则引导这个时代最优秀的人进入科学探索,把对理性的认可授予了科学可见,伽利略\波义耳\牛顿的成果不是一系列偶然发现,而是在一个积累过程中的步骤,它为启蒙运动提供了基本的原理他们主张传播科学知识以启迪人们的头脑,破除宗教迷信,从而增强人类的福利启蒙思想家因此而不仅为科学革命欢呼,而且模仿其方法,大大引申了科学革命的哲学内涵,甚至超出了科学家们所能认同的程度启蒙思想家因此而推崇科学,神话牛顿2023/3/29321.3.2C启蒙运动是经科学革命实践后对现代的确认现代在实践上与科学革命同步文艺复兴可看着是现代的萌芽,启蒙运动则是科学革命实践之后的正式确认因此,后现代指责启蒙运动“应该对现代的罪恶负责”并嘲笑它“浅薄的理性主义”\“愚蠢的乐观主义”和“不负责任的乌托邦”利奥塔尔:我们便用“现代”一词指称这种元话语使自身合法化的科学┄┄我们可以把对元叙事的怀疑看做是“后现代”2023/3/29331.4.科学的本质特征与人类文明形态梁漱冥3种文化路径能源利用方式:古代文明-直接利用大自然直接提供的能源现代文明-间接利用大自然间接提供的能源后现代文明-间接利用大自然直接提供的能源生产方式:

古代:人力和手工\现代:机械和电力\后现代:信息导致的结果:指数增长宇宙不是为人类(或恐龙等)设计的科学文化的本质特征2023/3/29342.科学孕育与发展的不同阶段及其主要特征2.1.古典时期科学及其主要结构特征2.2.中世纪科学及其主要结构特征2.3.现代代科学及其主要结构特征2.4.后现代科学及其主要结构特征2.1.古典时期科学及其主要特征2.1.1.古巴比伦、古埃及和古印度的古代科学2.1.2.中国古代科学和技术成就2.1.3古希腊科学的奠基性2.1.4为科学大厦挖地基:古希腊自然哲学对世界本原的探索2.1.5.科学大厦的第一根柱基:欧氏几何学2.1.6.最早具备科学特征的古代科学成就:阿基米德力学2.1.7.用数学来解释自然的第一项重大科学成就:托勒密天文学2.1.8.希腊科学衰落时期的最好成果:盖仑医学2.1.1.古巴比伦、古埃及和古印度的的古代科学古巴比伦星占学从天象中看人世间的吉凶祸福.偶然的巧合使人们相信,天上的星宿决定并且预示着人事.这就推进了对天体的观察和解释,促进了天文学,并且数学也得到发展古埃及人每年尼罗河泛滥后都需要重新丈量土地.在这一过程中计算各种形状地块的方法等知识积累起来,促进了几何学的诞生古印度人也在数学、医学上有不错的表现,尤其是农业生产的需要促进他们很早就创立了自己的阴阳历2.1.2.中国古代科学和技术成就天文学:历法\相应的数学\天象观测\宇宙理论物理学:《墨经》/《考工记》/《论衡》/赵友钦光学实验炼丹术和冶金术:青铜/生铁冶炼都比欧洲早千多年生物学和医药学:阴阳学说/经络学说/中草药地球科学:从公元前1177开始的世界最长久完整的地震纪录,张衡地动仪,《梦溪笔谈》四大发明:对现代世界的出现意义重大有机论自然观:注重天人合一,强调人与自然的和谐共处2.1.3.古希腊科学的奠基性A.古希腊对现代世界的影响无所不在B.科学精神在古希腊诞生C.古希腊科学的奠基性成就A.古希腊对现代世界的影响无所不在JohnBurnet：“科学是希腊人的发明；在那些受希腊人影响的人之外，科学就从未存在过”TheodorGomperz《希腊思想家》:“你不必了解古代大师们的学说和论文，也不必了解柏拉图和亚里士多德，你可以从未听到他们的名字，但你仍然处在他们权威的魔力之下。他们的影响，不只是被古代和现代的接受他们观点的人所传递。我们的全部思想，其中运行的逻辑种类，所使用的语言形式（被他们所操纵）——基本上是伟大的古代思想家的产品”

B.科学精神在古希腊诞生亚里士多德在《形而上学》一书开篇就说,学问的诞生有三个条件: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和惊奇.惊奇就是发现自己原来那么无知,便可引起对知识的渴求.如果好奇心和求知欲强,求知便没有实用目的而成为对智慧的纯粹热爱和对真理的追求第二个条件是“闲暇”.知识阶层不用为生活而奔波劳碌,因为整天从事繁重的体力劳动而没有闲暇的人,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”

亚里士多德记述泰勒斯的故事:泰勒斯的朋友们因为他的贫困而指责他说,学问一点用处也没有.这位学问家通过对天体的观察预见到第二年将会出现橄榄作物大丰收.于是他在冬天非常便宜地租下了米利都和开俄斯两地所有的榨油机.到了橄榄丰收的季节,这种榨油机的需要量很大.泰勒斯便靠租榨油机租给用户很赚了一大笔钱.从而证明学问家赚钱是很容易,只是兴趣不在此C.古希腊科学的奠基性成就从自然哲学家们对世界本原的探索，到欧几里德几何学，从阿基米德力学到托勒密天文学，无一不是人类科学的奠基性成就尽管不是有了这些科学元素便能有科学的成形，但人类科学的成形是以这些科学元素与其他元素的聚集为前提的2.1.4.为科学大厦挖地基:

古希腊自然哲学对世界本原的探索A.古希腊自然哲学与科学B.基本学派概览C.几种主要观点:世界是由具体的物质形态构成的D.古代原子论E.亚里士多德A.古希腊自然哲学与科学自然哲学是思辩性质的.同后来依靠对实物的观察和归纳的科学不同,它主要依靠哲学家的头脑但自然哲学是对自然的探索,成为了科学的母胎第一位自然哲学家泰勒斯同时被称为希腊科学的始祖他对天象的观测与日食的预报,一般性数学命题的提出与应用,如测量金字塔的高度,特别是首次提出“万物起源于水”的物质本原说命题,在宇宙本原问题上排除了神的作用亚里士多德更是古代科学之集大成者B.基本学派概览一元论：米利都学派赫拉克利特留基伯和德谟克利特四元素说：毕达哥拉斯学派恩培多克勒柏拉图亚里士多德C.几种不同主要观点的共同之处:世界是由具体的物质形态构成的被誉为“科学之父”的泰勒斯认为,水是万物的本原,水沉淀变为泥,泥干后成土,水稀薄变为气,气加热成火,万物都是水变的,最后复归为水被列宁誉为辩证法的奠基人之一的赫拉克利特说,这个世界对于一切存在物都是一样的,它不是任何神所创造的,它过去、现在、未来永远是一团永恒的火,在一定的分寸上燃烧,在一定的分寸上熄灭毕达哥拉斯去掉具体的质,抽象出“数”作为世界的本原,从一生二,从数产生点线面体,产生水火土气四种元素D.古代原子论留基伯被认为是把原子确定为基本元素的第一个哲学家.他认为原子含有数不清的元素,形状千姿百态,它们在空间永无休止的运动着德谟克利特更精细地推敲了原子理论,并且阐明了原子理论的真实含义.所谓原子,在希腊文中的意思就是不可再分割的东西.一个物体一分为二,它变成更小的物体,它还可以被分割,但这种分割不能无限地进行下去,其极限就是原子.世界是统一的,自然现象可以得到统一的解释,但统一不是在宏观层次上进行的,不是将一些自然物归结为另一些自然物,而是将宏观的东西归结为微观的东西,这些微观的东西就是原子原子论者认为事物之间的区别是由组成它们的原子在形状、大小、数量上不一样而造成,统一的自然界可以用数来描述E.亚里士多德有两对性质是决定性的：热----冷和干----湿.它们有四种结合方式,每种产生出一种元素除了热或冷、湿或干以外,元素之间还有轻重之分.土和水重,土又是两者中最重的.气和火轻,火比气更轻.因为土和水重,所以向宇宙中心下落就是它们的本性;气和火轻,地界的外围─月球所在的天球上升就是它们的本性.如果未受阻碍,土和水将落向宇宙的中心;土由于其更重,将聚集在宇宙的中心,水则位于它外面的同心球壳.气和火要上升,但火由于更轻,将占据最外层的区域,气则刚好作为它里面的同心球壳.理想情况下这些元素将形成一系列同心球:火在外,接着是气和水,土则位于中心

2.1.5.科学大厦的第一根柱基:

欧几里得几何学欧几里得（公元前330—275年）的几何学,古代希腊科学的最高成就,13卷巨著《几何原本》,于明代传入我国数学知识系统化的标志,权威初等几何学,沿用了2000多年公理化演绎体系的典范,科学大厦的第一根柱基2.1.6.最早具备科学特征的古代科学成就:阿基米德力学“浮力原理”和“杠杆原理”,由实验方法提出,是最早把观察、实验同数学方法融为一体的科学家,被称为“古代世界第一位也是最伟大的近代型物理学家”,“理论天才与实验天才合于一人的理想化身”,“与牛顿和高斯并列的历史上三个最伟大的数学家”,“除牛顿和爱因斯坦外对人类进步贡献最大的科学家”2.1.7.用数学来解释自然的第一项重大科学成就:托勒密天文学A.科学这种文化形式的的“特异性”B.古希腊宇宙模型的演变C.《天文学大成》用数学来解释天上、地下和整个宇宙D.托勒密天文学在科学史上的地位A.科学这种文化形式的的“特异性”1917年,30岁的印度怪才数学家拉曼鲁詹躺在伦敦的一所医院里病入膏肓,剑桥大学哈代教授前去探视他,为了转移病人对病痛的注意力,正钻研数论的哈代对病人说他刚才座的出租车号码为1729,很没意思.“No!No！”拉曼鲁詹回答说“这个号码非常有趣,它是具有两种不同分解的两数立方和的最小数。”(1729=93+103＝13+123)

这个故事是一个象征,说明了科学文明相当普遍和基本的问题,即科学这种文化形式的的“特异性”（peculiarity）,与众不同,内含新奇甚至怪异的因素

B.古希腊宇宙模型的演变毕达哥拉斯认为宇宙是圆的,地球也是圆的,宇宙以地球为中心,做匀速圆周运动,整个天体运动是和谐的.这对后来的哥白尼和开卜勒有很大影响亚里士多德认为地球是球形的静止不动,是宇宙的中心托勒密地心说是古希腊天文学发展的高峰,他的《天文学大成》被是古代天文学的百科全书.托勒密的地心说的宇宙模型是:地球在中心,往外依次为月球、水星、金星、太阳、火星、木星、土星、恒星天、最高天（上帝住所）.这符合教会的思想,统治欧洲1000多年C.《天文学大成》用数学来解释

天上、地下和整个宇宙正是在《天文学大成》中,我们看到了一个古希腊时期就已取得的用数学来解释自然的成就,在肉眼能观察的范围内,它完美无缺地工作着.很明显,这是复杂科学取得的第一项显著重大成就.数学化的行星理论在我们历史上很早成为关于物理世界的这样一个知识领域,在那里无可争辩的数学逻辑表现了它对于知识的充分合理性。

D.托勒密天文学在科学史上的地位古希腊数学的逻辑、几何和图形特点,古巴比伦数学的数量和数字特点,这两种科学思想模式在行星天文学中的奇异碰撞和偶然结合在最终形成托勒密的《天文学大成》这样的杰作时成就了科学的真正基础哥白尼在宇宙论上的哲学革新虽有其显而易见的重要性,但他不得不原封不动地保留《天文学大成》的数学系统,一点也未触动其技术基础.甚至,他所作的每一处小小的修改都轻微地损害了理论和观察之间的一致性多少世纪以来,《天文学大成》一书的地位仅次于欧几里得（Euclid）的《几何原本》.对那些重新检验这些著作技术内容的当代数学家和科学家们来说,两部书都展示了最近以来才又重新显现的深刻和复杂2.1.8.希腊科学衰落时期的最好成果:

盖仑医学盖仑（公元前460—377）被誉为“医学之父”具有丰富的临床经验,把当时的医学知识系统化,提出“体液说”医学理论,即多血质、黏液质、胆汁质、忧郁质四种气质类型,不同气质的人有不同的性格特征,建立了古代医学体系,欧洲1500年之久三种灵气（自然灵气、活力灵气、灵魂灵气）被宗教神学利用,压制医学见解,阻碍医学发展科学史上的位置:亚里士多德体系里的小宇宙2.2.中世纪科学及其主要特征2.2.1.中世纪古代科学的衰落2.2.2.十字军东征和西欧封建城堡制的瓦解2.2.3.古代世界的知识向近代传递过程中阿拉伯人的贡献2.2.4.亚里士多德主义在中世纪兴起和被改造2.2.2.十字军东征和西欧封建城堡制的瓦解西欧封建城堡制十字军东征西欧封建城堡制的瓦解与现代因素的萌芽2.2.3.古代世界的知识向近代传递过程中阿拉伯人的贡献知识水准和文化水平的提高与进步及富有阿拉伯特点的科学和技术活动保存并翻译了大量古希腊的科学典籍828年建立“智慧之馆”翻译盖仑和托勒密等人的科学著作传播四大发明等东方科学、技术和文化到西方

2.2.4.亚里士多德主义在中世纪兴起和被改造A重新发现古希腊大学创立在歪曲利用亚里士多德的经院哲学发展中出现了托马斯·阿奎那工作,它用严密的逻辑论证上帝的存在,显示了一种理性特征,而理性精神是科学发展的前提之一2.2.4.亚里士多德主义在中世纪兴起和被改造B新教的出现改革教义,返回原始的质朴状态;放松教义控制,允许个人在一定程度上可以自由地根据《圣经》作出自己的解释.促进了自然神学的诞生,研究自然以证明上帝的神性培根大胆提倡用实验方法研究自然界

2.3.现代科学及其主要特征2.3.1.科学革命是人类文明发展史上的最大事件2.3.2.科学革命发生的历史条件2.3.3.科学革命的主要成就2.3.4.科学革命主要特征的获得2.3.1.科学革命是人类文明发展史上的最大事件A.评论家们的评论B.科学革命与现代人类A.评论家们的评论历史学家赫伯特·巴特菲尔德:“使基督教兴起以来的一切事物相形见绌，并使文艺复兴及宗教改革降低到仅仅是一支插曲、仅仅是中世纪基督教世界体系内部变化的地位”未来学家托夫勒:第三次文明浪潮B.科学革命与现代人类现代化的定义:工业革命以来人类在政治、经济、文化、社会等各方面从传统到现代的深刻转变现代化的动力:科学和技术对人类政治、经济、文化、制度的巨大影响,产生工业化、城市化,导致整个社会结构与生活方式的巨大革命(民主化)现代化的趋势:科学和技术对人类社会的影响越来越大,即社会的科学技术化,同时伴随的是科学技术化和科学技术社会化2.3.2.科学革命发生的历史条件0西欧封建城堡制的瓦解A.手工工场与技术进步B.远航探险和地理发现C.文艺复兴促进科学解放A.手工工场与技术进步约14世纪开始,在意大利等地的一些地中海沿岸城市出现手工场工场手工业的出现和技术上的改进给自然科学的发展开辟了广阔的前途.各种复杂的机具的大量使用极大地推动了力学的发展.为了有效地利用水力和风力,必须测量动力的强度,设法控制水流和调节水位,这就带动了流体力学.我国三大发明也对欧洲带来重大影响B.远航探险和地理发现航海推动了与之有关的天文学、大地测量学、数学和力学的发展.远航和探险离不开精确的星表、星图和航海地图,而远航的结果又给绘制这些图表提供了更加丰富的材料.航海离不开炮和舰,造炮和造船中都有大量的力学问题.天文学和力学的发展必然带动了数学.欧洲人也把三角学从天文学中分化出来作为独立的学科远航和探险开阔了欧洲人的眼界.收集到的地理的、地质的、气象的资料对于近代地理学、地质学和气象学的发展都有不可忽略的意义航海和地理发现给欧洲各国带来了巨大的社会财富,使得一部分人有可能得到更多的充裕时间从事科学事业C.文艺复兴促进科学解放教会的精神独裁被打破,自由探讨学术的空气高涨古典学术的复兴使那时的知识分子从中了解到希腊古代十分活跃的学术思想和对自然现象的丰富多彩的见解.这不仅鼓舞他们摆脱传统观念独立思考,而且给他们研究自然现象以丰富的思想营养科学革命的开道者,哥白尼、伽利略、维萨里和哈维等都是通晓古典学术的大师,他们从古代人那里找到了自己学说的萌芽和种子总之,重新发现古希腊促成了文艺复兴,并解放了科学2.3.3.科学革命的主要成就A.牛顿体系对亚里士多德体系的取代(从单纯依靠数理逻辑一条腿走路到数理逻辑与观察和归纳两条腿走路,即理论与实验相互作用)B.工业革命(科学与技术相互作用)C.科学凝聚性结构和人类现代文明的形成2.3.4.科学革命主要特征的获得精神层面与科学方法的获得:针尖与天使\外科与内科医生\《关于两大世界体系的对话》\维萨里\吉尔伯特\培根//笛卡尔解释层面:从哥白尼到牛顿//从维萨里到哈维体制层面:皇家学会-法兰西科学院-大学科学教授席位和工业实验室的建立器物层面:商业兴起-工场手工业-航海探险-资本主义-工业革命凝聚性结构的形成:从工场手工业到工业革命2.4.后现代科学及其主要特征2.4.1.后现代科学导致人类历史发展的又一次重大转折2.4.2.微观与宏观结合进入人类认知新领域2.4.3.新技术革命时代2.4.4.科学、技术与社会一体化2.4.1.后现代科学

导致人类历史发展的又一次重大转折在16、17世纪科学革命和随后的技术革命引发人类社会所有方面深刻变化所成就的人类社会第一次现代化基础上,20世纪科学和技术革命所引发的人类社会各方面的巨大变化区别于第一次现代化,贝尔称它为“后工业社会”,托夫勒称它为人类文明史上继农业文明、工业文明之后的“第三次浪潮”主要特征:信息社会,知识社会,网络社会,学习型社会,全球化社会,多元化社会,可持续发展社会,全民参与型社会2.4.2.微观与宏观结合进入人类认知新领域相对论和量子力学使科学真正进入到以微观机制说明宏观过程的水平,物理科学深入到跨克以内,生命科学深入到分子原子内部,思维科学深入到神经元.微观机制越来越成为理解宏观经验不可或缺的基础向着宇观世界扩展的探索正在逼近宇宙的边缘和时间的原点,物理的、化学的和天文的研究已经融通在为理解宇宙物质进化链条的统一方向之中,最大的和最小的在这里连接起来了系统论、控制论和信息论等所谓“老三论”耗散结构论、协同论、突变论等所谓“新三论”表现出后现代科学的强烈超常规性,交叉性、边缘性、横向性和综合性，突变论、哥德尔定理、分形理论等则更直接摧毁了统一完美的自然界图景和科学图景2.4.3.新技术革命时代基于科学的高技术和高技术产业蓬勃发展,微电子芯片、电脑、网络和生物技术等高技术产业已开始成为促进经济变革和社会进步的先导力量以电子计算机为标志的信息技术,不仅推动了产业结构的调整和管理体制的变革,而且导致了经济全球化的发展趋势导致社会生活巨大改变:信息社会,知识社会,网络社会,学习型社会,全球化社会,多元化社会,可持续发展社会,全民参与型社会2.4.4.科学、技术与社会一体化2.4.4.1.社会科技化2.4.4.2.科技社会化2.4.4.3.科学的社会角色巨大变化2.4.4.2.科技社会化科学越来越受生产技术需要的支配,成为单纯的经济发展工具.这种以生产技术主导科学发展的表现如此明显,以至于科学和技术已被不加区分地合称为科学技术或科技,英语中的“techno-science”更能表达这种技术主导的情形.科学中的功利主义成为难以回避的问题2.4.4.2.科技社会化知识经济的到来,使知识成为经济发展中最核心的关键决定因素.数字化信息技术的革命性发展,使知识可以方便地储存、转移、买卖,从而成为公司的资产,成为生产材料、劳动工具、劳动对象,成为生产产品,成为比资金、物质性生产资料和劳动力中的非智力部分更为重要的资本.这也使科学知识可能成为私有产品,原本为大众服务的公共产品便成为少数人剥削他人的有力工具2.4.4.2.科技社会化现代科学技术革命的“大科学”模式使得对科学的政治利用空前加强.“曼哈顿工程”是二战的产物,“阿波罗登月工程”则是冷战中美苏争霸的结果.重大科学技术项目背后处处是政治的身影,使人们担忧科学与政治结盟所带来的危险2.4.4.2.科技社会化与现代科学技术革命相伴随,环境恶化到了物种难存、危害人类健康、出现生态体系崩溃危机的地步,资源过度消耗到了担心枯竭的地步,人口爆炸性过快增长到了地球难以负载的地步.人们陷入了关于科学到底是人类幸福来源还是人类灾难祸根的争论之中2.4.4.2.科技社会化“克隆人”、虚拟空间等一系列问题全新道德与伦理难题,同它们所引发的社会问题、法律问题纠缠在一起的,超越了人类原有的观念空间,无法在人类原有的观念中去做出选择2.4.4.3.科学的社会角色巨大变化A科学结构发生根本变化。描述科学结构的传统概念不再适用。区分基础研究与应用研究、科学与技术、普通人与专家的旧有分界已经过时或界线已模糊不清。默顿科学建制社会学中所描述的科学权威等级结构已然少见，更多是混合和临时性的领头专家筛选结构。2.4.4.3.科学的社会角色巨大变化B科学知识性质和合理性基础发生根本变化。经济和社会利益下的科学保密和科学知识私有化，改变了原本无偿共享的公益性质，甚至不再是人类理性事业，失去了合理性基础。2.4.4.3.科学的社会角色巨大变化C科学知识生产的动力机制发生根本变化。由于科学合理性基础的动摇、潜在危险、伦理难题，公众要求干涉科学事务，使科学研究资源的增长和分配管理面临新的问题。2.4.4.3.科学的社会角色巨大变化D科学知识面貌和生产形式发生根本变化。它的结论已很难让常人乃至其他领域的科学家明白，它的工作方式已很难让人们理解。常识概念如客观与观主、事实与价值、自然与社会已很难适用。跨学科研究、合作研究、组织多样化，也促使统一完美的科学知识面貌被多样复杂的面貌所取代3.科学发展中的定量规律3.1.科学知识增长的指数规律3.2.世界科学活动中心的转移规律3.3.科学家人数、年龄与科学成果数量规律3.1科学知识增长的指数规律3.1.1科学计量学简史3.1.1.1.萌发时期3.1.1.2.奠基时期3.1.1.3.发展时期3.1.2科学发展的指数增长规律3.1.2.1.指数增长的阶梯现象3.1.2.2.指数增长的波动现象3.1.1科学计量学简史马克思认为“一种科学只有在成功地运用数学时，才算达到了真正完善的地步。”与计量经济学(Econometrics)、计量社会学(Sociometrics)的译法不同。Scientometrics不翻译为计量科学学，而是译为科学计量学。3.1.1.1.萌发时期

对科学进行计量研究,至少可以追溯到一百多年前。那时，已有少数自然科学家对科学的发展进行统计分析。早期运用统计分析的方法对科学进行研究的代表人物有：阿尔丰沙·德堪多(AlphonsedeCandolle,1806-1893)弗朗西斯·高尔顿(FrancisGalton,1822-1911)3.1.1.1-1.德堪多(AlphosedeCandolle）德堪多是瑞士植物学家,他深受达尔文进化论的影响,把自然选择理论应用到了研究人类和人类社会的精神和智力特征,并于1873年发表《二百年来科学和科学家的历史》。德堪多采用统计方法对英国皇家学会、法国科学院、柏林科学院等科学机构的成员进行研究,考察这些科学家的学科门类、家庭出身、民族背景、宗教信仰的分布情况，分析了遗传、教育、语言、宗教、地理环境等因素对科学发展和科学家成长的影响。德堪多还运用数学方法建立了多个指标来比较各国的科学发展状况。如他对各国的科学家人数及其占国家总人口的百分比、各国百万人口中的院士人数、科学院中的外籍院士人数等进行了统计，并据此对各国进行了排序，由此德堪多被誉为对科学进行计量研究的先驱。3.1.1.1-2.高尔顿（FrancisGalton）高尔顿，厄思马斯·达尔文的外孙，19世纪最多才多艺、最富有探索精神的人物之一。他被誉为是遗传学的探索者和优生学的奠基人、卓越的地理学家以及英国生物统计学派的先驱。高尔顿嗜好计数，请画师为己作画时，发现画师完成一副肖像画大约需要运笔2万次，恰好同织一双袜子所需的手臂运动次数相同。高尔顿在科学计量学方面的贡献也是对科学家的统计分析。他的代表作是《遗传天赋》(1869)和《英国科学家》(1874)。高尔顿对英国伟人进行统计分析后指出：伟人们，包括有所创造的科学家在内，似乎都有血缘关系，且大都出生名门。他的观点后来被人批评为低估了人与社会的复杂性,过份夸大了生物学原理的适用范围。高尔顿研究发现，载入《当代2500人》人物传记，或出现于泰晤士报的讣告中的杰出人士占英国人口的两万分之一。其中从事科学和医学的占十分之一。他统计指出，英国优秀科学家占总人口的百万分之一。高尔顿开创了关于杰出科学家质量分布的研究,这一研究是后来科学计量学的各种质量分布研究的先导。3.1.1.1-3.科尔(F.J.Cole)

20世纪初，一些学者开始对科技文献的数量进行统计研究。如1917年动物学教授科尔(F.J.Cole)和博物馆馆长伊尔斯(N.B.Eales)发表了题为《比较解剖学的历史——.对文献的统计分析》的论文。该文统计了1543-1860年欧洲各国发表的有关动物解剖学方面的出版物6436件,并绘制了出版物数量的时间分布曲线,从此曲线可以较为清楚地看出比较解剖学的发展进程。该曲线与后来的所谓科学发展指数增长规律曲线十分吻合。他们还在统计数据的基础上，比较了不同国家比较解剖学的发展状况，确定了不同时期比较解剖学的研究重点等。科技文献的迅速增长是科学发展的表现形式之一，科尔等人以文献为切入点对科学进行定量研究开创了科学计量学一个新领域。3.1.1.2.

奠基时期

具有现代科学计量学意义的研究起始于美国学者洛特卡(A.J.Lotka,1880-1949)。但是真正使科学计量研究变成一门科学的，应归功于普赖斯(DerekJ.deSollaPrice,1922-1983)和加菲尔德(EugeneGarfield,1926-)。著名的科学社会学家默顿指出：普赖斯《巴比伦以来的科学》、《小科学,大科学》两部著作的出版和加菲尔德的《科学引文索引》的刊行乃科学计量学发展史上的两件奠基性大事。3.1.1.2-1.洛特卡(A.J.Lotka)洛特卡生平1880年3月生于奥地利的伦伯格，父母都是美国人。早期教育是在法国和德国接受的。毕业后，先后在美国化学总公司、国家专利局、国家标准局等机构工作。1938-9年任美国人口协会主席、1942年任美国统计协会主席。洛特卡定律1926年洛特卡发表论文《科学生产率的频率分布》.该文统计了《化学文摘》1907~16年索引中以A和B开头的6,891名作者及其论著数,并统计了奥尔巴赫（Auerbach）的《物理学史一览表》（1919）中的1325位科学家及其论著数以上述统计分析为基础,他发现:“写了2篇论文的科学家人数大约是写了1篇论文科学家人数的1/4;写了3篇论文的科学家人数大约是写了1篇论文科学家人数的1/9;⋯⋯写了n篇论文的科学家人数大约是写了1篇论文科学家人数的1/n2”.这就是著名的洛特卡定律洛特卡定律洛特卡定律的数学表现形式: fn=c/n2其中,n为一位作者发表的论文数,fn为发表n篇文章的科学家占总人数的百分比,c为常数（c＝0.6079）洛特卡定律的命运:由于多种原因,洛特卡定律沉睡了30多年,后来由于普赖斯等人的发掘,自60年代起引起人们的重视今天,洛特卡定律仍然经常被科学学家、情报学家等引证和研究布拉福德文献分散定律1934年,英国化学家布拉福德发表论文《专门学科的情报来源》.分析了《应用地球物理学》（1928－1931）和《润滑》（1931－1933年6月）中的文献发现:如果科技期刊按其刊载某学科的论文数量多寡,以递减的顺序排列,则可以把期刊划分成专门面向这个学科的核心区域和包含与核心区域同等数量论文的几个区域.这时,核心区域的期刊数量与相继各个区域的期刊数量成1:n:n2

的关系（n为比例系数）这一规律是目前确定各学科核心期刊的主要依据齐夫定律1949年齐夫出版专著《人类行为与最小努力原则》,表述了频词分布规律:在一篇文章中,若用自然数依次给词汇出现的频率f的顺序（高频词在前，低频词在后）以一个等级值r,则f与r的乘积是一个常数,即

f.r=c3.1.1.2-2.普赖斯

人们普遍认为堪称科学计量学之父的只有普赖斯普赖斯1922年生于英国伦敦,1946年获伦敦大学物理学博士学位1946-7年,受英联邦基金资助到普林斯顿做数学物理学研究1947-50年在新加坡的UniversityofMalaya做应用数学讲师期间学术兴趣转移到科学史1950-54年在剑桥大学学习科学史获得科学史博士学位.1955-56年,受NuffieldFoundation资助在英国博物馆从事星盘仪器的分类研究.1957年来到美国做筹建史密森学会技术与技术博物馆的物理学和天文学顾问普赖斯简历在他第二次来到普林斯顿作研究工作期间,于1959年秋天作为科学史访问教授来到耶鲁大学历史学系.1960年成为新成立的耶鲁大学科学与医学史系教授,并兼任耶鲁大学皮博迪博物馆科学仪器史的负责人.1962年,他成为美国的第一位阿瓦隆基金科学史教授,以后直到1983年9月去世前一直在耶鲁大学科学与医学史系担任这一职务,并长期担任系主任同时兼任Scientometrics、SocialStudiesofScience等学术刊物主编等职1980年加入美国籍,1983年9月3日在伦敦逝世普赖斯学术成就他是一位博学多产的杰出学者,一生发表论文240篇,专著14种1976年获技术史学会最高奖达芬奇奖章1981年获科学的社会研究最高奖贝尔纳奖金（SocietyforSocialStudiesofScience设立）1983年成为瑞典皇家科学院外籍院士1983年获科学史研究者的特别荣誉——萨顿纪念讲座Scientometrics设立“普赖斯纪念奖章”,以奖励在科学计量学上作出杰出贡献的学者科学史学会将它1979年设立用来奖励优秀科学史论文的吉特利-弗·布鲁格奖改名为普赖斯奖科学知识指数增长律的发现1949年普赖斯在新加坡任教时负责保管一整套《伦敦皇家学会哲学论坛》,他发现在他床边靠墙堆放的这份杂志的厚度以每十年为单位呈指数曲线1950年,普赖斯回欧洲后向荷兰阿姆斯特丹的国际科学史大会提交了他的第一篇有关科技期刊按指数增长的科学计量学论文.该论文不仅标志他从数学和物理学转向了科学史研究,而且也成了他成长为科学计量学之父的起点ScienceSinceBabylon1959年10-11月,普赖斯举办科学史系列公开演讲,最直接的目的就是为筹建独立的耶鲁大学科学和医学史学系服务,是筹建活动的一部分.也是把普赖斯从访问教授变为将成立的耶鲁大学科学和医学史学系正式聘任教授的一个前奏性工作这次系列演讲很成功,1961年结集出版时在书后增加了专门讨论在大学建立独立的科学史系和推进科学史学科发展问题的一章,书名为《巴比伦以来的科学》《巴比伦以来的科学》是普赖斯这位在不同学术领域同时具有广泛影响的著名学者的成名之作它不仅是科学史上的经典名著,而且由它引发的《小科学，大科学》也成为20世纪最具影响的学术经典之一《小科学，大科学》普赖斯1959年系列讲座的最后一讲“科学的病态”,讨论的是“科学指数增长”普赖斯很早就开始科学指数增长规律的研究,1950、1951、1956年几次发表论文.然而1959年耶鲁大学成功的系列演讲中这一内容才引起广泛的影响在科学史、科学社会学等许多领域甚至整个科学界引起震撼,以《巴比伦以来的科学》成书出版后在书店也出人意料地畅销几个月后,“科学指数增长规律”这部分内容独成体系,普赖斯到布鲁克海文作佩格勒姆讲演:第1讲“科学学序幕”,第2讲“再访哥尔顿”,第3讲“无形学院和无数科学往返者”,第4讲“大科学家们的政略”,在自然科学家尤其是物理学家中间引起热烈的讨论.随后以《小科学，大科学》为名出版,立即被翻译成10种以上的文字出版不同年代的科学文献量在坐标图上逐步描绘出来,以光滑曲线连接各点,得出

科学文献随时间增长的指数曲线期刊数量是按指数而不是线性增长…实际上这个常数是,大约每15年左右翻一番,相当于每50年为10倍,每150年为1000倍,从17世纪中叶到现在的300年中增长了100万倍从科学期刊中所得到的指数增长规律也适用于这些期刊中的论文实际数量为验证指数曲线的普遍适用性,普赖斯以《化学文摘》《生物文摘》等4种文摘和其他30种杂志为例进行了统计分析结论:似乎没有理由怀疑任何正常的、日益增加的科学领域内的文献是按指数增加的,每隔大约“10-15年便增加1倍.”“每年增长约5%-10%”指数增长的后果以15年为倍增周期,3个世纪后,则相当于2的20次幂的倍增,即达100万这一因数若科学家的倍增周期为15年,则8个科学家中将有7个是在世的,即直接性系数为87.5%同样,若科研成果数的倍增周期为15年,则大部分科研成果都是今天的科学家做出的在1959年的系列演讲中以“科学的病态”为题,讨论了诸如以指数增长持续将会导致“没有一位科学家能够阅读所有的期刊,或对同他的研究兴趣可能有关的所有出版著作保持充分的了解”,“每一个老人、儿童和狗都配备几名科学家”这样荒唐的后果及随之而来的科学增长的极限和科学的衰亡问题3.1.1.2-3.加菲尔德(EugeneGarfied)1925年生于纽约,二战期间参军服役.战后进哥伦比亚大学学习,1949年获化学学士学位,1954年获图书馆学硕士学位.1961年在宾夕法尼亚大学获结构语言学博士学位早年为《化学文摘》义务文摘员,在工作中认识到传统的主题词索引存在着诸多不便,萌发了用引文作为检索工具的想法1955年发表《引文索引用于科学》,系统地提出了用引文检索科技文献的方法.1960年他创办了科学情报研究所(ISI),并于1963年编制成《科学引文索引》(SCI).1973年推出《社会科学引文索引》(SSCI),1978年又推出《艺术与人文科学引文索引》(A＆HCI)《科学引文索引》刊行1963年试刊,为年刊分5卷,覆盖613份科学杂志在1961年发表论文的引文的索引,共有近1.4亿条引证1964年正式刊行,改为季刊覆盖2200份杂志上发表的论文所作的引证,杂志由各个领域的专家委员会选定1979年改为双月刊,并有年度和5年度累积本1985年,SCI摘录来源出版物3367种,报道引用文献620448篇,引文9719986条《科学引文索引》编辑全世界每年出版10多万种科技期刊.SCI的编者主要根据“加菲尔德文献集中定律”及“费用——效果”原则,在ISI巨大的自然科学资料库(SCIdatabase)中选择入选期刊主要根据基本期刊出版标准、期刊内容、国际性和引文分析四个方面选择5877种期刊组成了外圈———SCI扩展版,即SCIExpanded再在SCIExpanded中选取3500余种组成内圈,即SCICED我国科技界所说的SCI刊物一般是指进入SCICED的刊物《科学引文索引》编辑SCI涵盖了3500余种国际性权威科技学术期刊上发表的论文和引文的数据信息,是一种国际性、多学科的综合性文献检索工具,也是进行引文分析的重要工具之一它除了收录文献的作者、题目、源期刊、摘要、关键词外,还收录论文的参考文献,是一种以文献之间的引证关系为基础编制的索引范围涉及数理化、医药、农业、生物学、工程技术、应用科学和行为科学等SCI的主要文献源是期刊,也收录少量的会议录、专利、图书和科技报告,收录的引用文献主要是本年度的.其特点是时差短、信息广等《科学引文索引》使用组成分两部分:1引文索引〉按被引证作者姓名顺序编排2资料索引〉按序列出引证了上述作者论文的论文特点可以根据作者名从引文索引部分开始查,然后再从资料索引部分查出所有引用这篇论文的论文《科学引文索引》价值价值它改变了传统的主题索引的分类方法，是情报检索方法的一次重大变革。可以查明论文间的相互引证关系，追踪给定论文的来龙去脉。具有主题索引所没有的评价、分析和预见的功能。3.1.1.3.发展时期普赖斯和加菲尔德的研究深深吸引了莫斯科大学纳利莫夫(V.V.Nalimov,1910-1997)和乌克兰科学院的多勃罗夫在这两人的努力和推动下,科学计量学不仅在苏联,而且在世界许多国家（如匈牙利）变成了一个迅速成长的新领域

1969年纳利莫夫和穆利钦科(Z.M.Mulchenko)合著的《科学计量学:把科学作为情报过程来研究科学的发展》出版,这是世界上第1本科学计量学专著俄语术语“科学计量学”正式被创造出来.同年也有了英语“Scientometrics”.这标志着奠基期基本完成,从此跨入发展时期3.1.1.3-1.科学计量学的建制化1978年国际《科学计量学》杂志的创刊号在匈牙利出版1982年,《科学计量学》杂志合并了《学术交流研究杂志》1984年,“普赖斯纪念奖章”设立1987年首届国际文献计量学、科学计量学会成立3.1.1.3-2.开拓科学计量学定律新领域引文分析:施引与被引、互引与自引、批评引证与权威引证、引文网络与专业结构和无形学院通过引用频率和影响因子对学术期刊进行学术评价通过高影响因子刊物论文数、SCI论文数、被引用次数对学者个人进行学术评价通过发表论文和引用情况对学术机构进行学术评价:中国科学引文数据库1996年统计结果,北京大学被引论文411篇,被引频次534次,当时的北医大、南京大学分居第2、3位,被引频次440、4193.1.1.3-3.科学计量学在中国赵红州1974年独立发现汤浅现象SCI在科研管理中的运用3.1.2科学发展的指数增长规律3.1.2.1.指数增长的阶梯现象3.1.2.2.指数增长的波动现象3.1.2.1.指数增长的阶梯现象早在1944年,美国美以美大学图书馆馆员F．Rider,TheScholarandtheFutureoftheResearchLibrary

发现,美国主要大学图书馆的藏书量,平均每十六年翻一番普赖斯在《巴比伦以来的科学》一书中,以科学杂志和学术论文作为知识量的重要指标,描述了科学发展的加速规律:W＝αeβT

其中w为科学指标,皆为任意常量,T为年代.用微分的形式则是:dw/dt=kw3.1.2.2.指数增长的波动现象波动曲线的高峰都对应科学史上杰出的科学精英活动的年代历史上的波谷时期,大多与社会的动乱年代相对应.社会动乱以不同的方式影响了科学的发展,扼杀了社会的科学能力3.2.1.关于科学活动中心的研究3.2.2.科学活动中心的转移进程3.2.3.对科学活动中心转移现象的分析3.2.4.关于未来科学中心的预测问题3.2.世界科学活动中心的转移规律3.2.1.关于科学活动中心的研究1-1.贝尔纳《历史上的科学》（1954）1-2.汤浅光朝《解说科学文化史年表》(1962)1-3.赵红州《科学能力学引论》（1984）3.2.1-1.贝尔纳《历史上的科学》英国科学学家贝尔纳在他的名著《历史上的科学》一书中，首先提出了科学活动中心的概念，并描绘了科学活动中心在世界范围内随时间流动的概貌。贝尔纳认为，科学的进步是不平衡的。在几个迅速进展的时期之后，隔有更长的停顿时期甚至衰退时期。3.2.1-1-1.文艺复兴运动前巴比伦、埃及和印度都是古代科学活动的活跃点。希腊继承了文明古国的传统，开创了古代科学发展的黄金时代。今天西方科技发展的重要理论基础是率先在希腊建成的。但是，人类历史上这个令人惊叹的前进运动还没等到古典时代城邦国家的衰亡就已告终。经历漫长的所谓中世纪黑暗时代之后，也即到了文艺复兴运动之时，科学活跃期才再次兴起。3.2.1-1-2.文艺复兴运动后贝尔纳认为，文艺复兴运动后科学的发展可以依稀分辨出四个主要进展期：第一期集中于意大利第二期扩展到荷兰、法兰西和不列颠第三期以爆发工业革命的不列颠和政治革命的巴黎为中心第四期就是“我们的现代科学革命期”3.2.1-1-2-1.第一期第一期主要集中于意大利，以达·芬奇、维萨留斯和哥白尼为代表这一时期力学、解剖学和天文学发生了巨大变革，并由此摧毁了古代有关人体和宇宙中心学说的权威。3.2.1-1-2-2.第二期第二期由意大利扩展到荷兰、法兰西和不列颠，它是从弗兰西斯·培根、伽里略和笛卡尔开始，至牛顿结束的这一时期形成了一种新的、数学—力学的世界模型，确立了一整套严密的科学方法3.2.1-1-2-3.第三期第三期和第二期之间有一个中断期，这一中断期结束后，以爆发工业革命的不列颠和政治革命的巴黎为中心，科学再次获得快速发展这一时期把希腊人未曾接触过的电学等园地开放给了科学；通过驱使新型动力、机器和化学品，科学决定性地改变了生产和运输的方式。3.2.1-1-2-4.第四期第四期，如果仅就规模和功效而论，乃在所有各期中最为重大的那一期，也就是“我们的现代科学革命期”。我们正目击着一种世界性科学的兴起，科学不仅创造了新工业，而且渗透到了生活的每一方面。也正是在目前这个过渡时期，科学直接卷入了由战争和社会革命组成的猛烈而可怕的话剧中来了。3.2.1-1-3.贝尔纳分期评论对“大科学”现象出现之前的科学历史的研究贝尔纳敏锐地揭示了科学活动中心转移这一现象.这项工作后来给日本学者汤浅光朝以启发,促使汤浅在1962年系统地提出了科学活动中心转移学说3.2.1-2.汤浅光朝《解说科学文化史年表》3.2.1-2-1.汤浅研究的特点3.2.1-2-2.汤浅研究的方法3.2.1-2-3.汤浅研究的结论3.2.1-2-1.汤浅研究的特点汤浅研究的特点在于对科学增长情况按国别进行了细致地计量分析，并用图表来说明16世纪到20世纪科学活动的现象。这个统计调查给出了有关意大利、英国、法国、德国、美国等国家相继成为科学活动中心的明确结论。用汤浅的话说就是：“科学活跃时期比起每一个国家的历史要短得多，就如同玫瑰花和少女很容易丧失自己的青春一样。”3.2.1-2-2.汤浅研究的方法汤浅利用的资料主要是1956年日本平凡社出版的《科学技术编年表》和1951年出版的两本《威伯斯特人物传记辞典》。《科学技术编年表》收集了1501~1950年间2064项条目，每项条目记载一个重要科学成果。这些科学成果的分布情况如下表所示。表1-2.1世界科学中心不同时期重大科学成果数年代意大利英国法国德国美国其他国家合计1501~15504113-4131551~160023728-19591601~16501581015-12601651~170012351513-18931701~1750117156228691751~180073754324371711801~1850119214415416414581851~190081067520233955191901~1950107132128218163622合计9137434836127341720643.2.1-2-2.《科学技术编年表》中的成果分布汤浅把《科学技术编年表》收录的2064项科学成果，每十年一计，分为45个阶段，再按照国家分阶段编制编年材料。每阶段每个国家的成果数除以全世界当时的成果总数，得到一系列的百分比数。然后分别画出意大利、英国、法国、德国和美国在1501~1950年间相对成果数的变化曲线（见下页《成果国别分布曲线》）。依据《科学技术编年史》得出的

成果国别分布曲线3.2.1-2-3.汤浅研究的结论汤浅的科学活动中心定义:一个国家的重大科学成果数如果超过了同期全世界重大科学成果总数的25％,则成为世界科学活动中心,其持续的时间称作为科学兴盛期根据上述科学活动中心的定义，汤浅从各国科学成果数和科学家数的分布图中得出的结论是每一国家的科学兴盛期为80年左右。具体顺序是意大利、英国、法国、德国、美国。见下页《世界科学活动中心的转移情况》

世界科学活动中心的转移情况国别时间意大利1540~1610英国1660~1730法国1770~1830德国1810~1920美国1920~3.2.1-3.赵红州《科学能力学引论》3.2.1-3-1.赵红州1974年的独立发现3.2.1-3-2.赵1974年得出科学成果编年曲线3.2.1-3-3.赵从科学成果编年曲线中得出的结论3.2.1-3-1.赵红州74年的独立发现赵红州1941年生于河南省温县，1964年毕业于南开大学物理系，同年到北京大学西语系出国班短期学习.之后在中央马列主义研究院及中共中央研究室工作,文革时在河南罗山干校劳动.1974年8月起,先后在中科院物理所、高能物理所、中国科协科技培训研究中心、中国管理科学研究院工作1974年在河南罗山干校劳动期间,赵红州根据《复旦大学学报》所载的《自然科学大事记》,独立发现了汤浅所描述的现象,1984年出版《科学能力学引论》系统总结了他的发现3.2.1-3-2.赵1974年根据《自然科学大事记》得出科学成果编年曲线3.2.1-3-3.赵从科学成果编年曲线中得出的结论各国科学中心（高潮）转移顺序为:意大利（1540-1620）英国（1660-1750）法国（1760-1840）德国（1840-1910）美国（1920-现在）中心的转移周期为:80年左右中心的峰值为:1620年→1710年→1790年→1870年→1950年3.2.2.科学活动中心的转移进程16~17世纪的意大利17~18世纪的英国18~19世纪的法国19~20世纪的德国20~21世纪的美国3.2.2-1.意大利第一个科学活动中心在意大利(1540-1610年)。意大利是文艺复兴运动的第一个大舞台，是需要巨人也产生了巨人的地方。以达·芬奇和伽里略为代表的意大利科学家，继承和发展了古希腊的科学文化，开创了实验科学的传统，使自然科学开始从神学中解放出来。但是，随着教会把布鲁诺送上火刑柱(1600年)，意大利的光荣就成了昔日黄花。3.2.2-2.英国第二个科学活动中心在英国(1660~1730年)。其标志是1662年英国皇家学会的成立，在皇家学会周围云集了牛顿、虎克、波义耳，哈雷、布拉德雷，瓦利斯、哈克等一大批科学家。在1660~1730年间，英国共有60余名杰出的科学家，约占当时全世界科学家总数的36％以上，他们的科学成果占总数的40％。英国成为世界科学中心与牛顿有很大的关系，他的名著《自然哲学的数学原理》出版于1687年，被认为是近代科学臻于成熟的里程碑。1727年牛顿死后，英国科学便开始急剧衰落。3.2.2-3.法国法国科学的全盛时期在百科全书时代和拿破仑一世时期1666年就建立了法皇家科学院,人类社会出现了从国家拿薪水的职业科学家,最早的一批技术专科学校也是在法国创办的18-19世纪的高峰时期,法国为世界贡献了以拉格朗日和拉普拉斯为代表的一