科学技术史(导论、第一章)

科学技术史(导论、第一章)第一页，共62页。绪论一、对科学的理解1.科学的目的在于认识客观世界,所以科学必然具有真理性，因为它发现并揭示了客观规律。2.科学活动是社会化、规模化、全球化、竞争和合作并存。3.科学一定是系统性的，科学是系统化的知识。4.科学显现出交叉性，各学科知识与方法具有相关性。6.不同门类的科学都是统一的,因为自然界本身就是统一整体。5.科学是不断发展的，因为它有无止境的前沿。7.科学它同时具有可用性，因为知识就是力量。2第二页，共62页。二、对技术的理解1.技术具有功利性，它必然满足特定的功利需要。2.技术具有科学性，符合科学的原理,它不断要创新，要有创造性，是科学知识创造性的应用。3.技术具有系统性，或大或小是一个系统，或者是若干子系统的集成。4.技术具有社会性和经济性，符合社会的需求、法规、道德和文明，同时它具有经济性，经济上可行才有竞争力，否则这个技术是没用的。3第三页，共62页。5.技术要具有生态性，就是要符合生态环境的要求。6.技术要具有艺术性，符合文化和美学的要求。

三、科学和技术的区别与联系1.基本任务不同：科学的任务是要有所发现，从而增加人类的知识、文化财富；技术的任务是要有所发明、实现发明,从而增加人类的物质财富并使人类生活得更好。2.要解决的问题不同：科学致力于回答对象“是什么”、“为什么”的问题，技术注重于处置“做什么”、“怎样做”的问题。4第四页，共62页。3.研究过程和方法不同：科学主要关系到从个别到一般，从特殊到普遍,从经验到理论,主要采用抽象、概括、分析等方法来再现客体。技术主要采用综合的方法来构建客体。4.相关知识和领域不同：科学相对技术来说是比较单纯的,是最基础的理论.但技术课题涉及的范围比较广泛它要综合运用多门学科的知识。5.目标与结果不同：科学活动主要是从多样性到一元性,从模糊性到精确性。科学活动要从纷繁的现象去解释本质,从诸多的假说去确认真理。6.衡量标准不同：衡量科学的根本标准是真理性标准,即:看看科学认识是否真正反映了客观世界的客观规律。而对技术要评价优劣要看它是否对社会有益、是否带来经济效益。5第五页，共62页。7.研究过程和劳动特点不同：科学研究的目标相对具有不确定性，而技术工作往往具有较强计划性。

四、如何理解科学技术的功能1.对科学技术认识的三次飞跃⑴弗兰西斯·培根(1561~1626)提出“知识就是力量”的著名论断,是人们对科学技术认识的一次飞跃。⑵马克斯提出“科学技术是生产力”的科学论断,是人们对科学技术认识的又一次飞跃。⑶邓小平提出“科学技术是第一生产力”的科学论断,是人们对科学技术认识的又一次新的飞跃。6第六页，共62页。2.深刻理解“科学技术是第一生产力”的含义（1）在现代生产力系统中,科学技术起着第一位的变革作用。

（2）现代科学日益成为生产的先导。

（3）科技进步是推动国民经济增长的决定性因素。

五、科学技术的起源与早期发展1.技术的起源与早期发展

（1）技术的起源：狭义和广义的技术定义

（2）技术的早期发展（石器、火、手工业）7第七页，共62页。2.科学知识的萌芽(1)科学知识的萌芽(2)原始的科学与宗教六、科学技术史的学科性质1.研究对象与内容2.学科性质与方法8第八页，共62页。

七、科技发展面临的问题9第九页，共62页。10第十页，共62页。水污染11第十一页，共62页。空气污染12第十二页，共62页。13第十三页，共62页。14第十四页，共62页。第一章文明古国的古代科学技术一、巴比伦王国的主要科技成果１．数学：公元前３千年，开始使用十进位与六十进位计算制度；公元前2500年就能计算矩形面积和长方体体积；计算圆和圆柱体体积时取π为３；制定了平方、立方、平方根、立方根的数字表；求解某些一次、二次、甚至三次方程；用等比级数和等差级数表示月亮的辉度。２．天文学：最早发现日食、月食的周期；发现了五大行星——水、火、金、木、土；记录了太阳、月亮运行的有关数据和肉眼可见的星星位15第十五页，共62页。置，并且绘出详细的星座图，甚至有些星象家似乎还可以认识到地球是一个球体。３．历法：星期——星的日期。以日、月、火、水、木、金、土来命名一周中的七天。太阳日是星期日、月亮日是星期一、火星日是星期二、水星日是星期三、木星日是星期四、金星日是星期五、土星日是星期六。这就是七天一星期的最早起源。此外，巴比伦人还认为一昼夜24小时，每小时60分钟，这种时间的划分法一直保存到今天。16第十六页，共62页。空中花园的由来—巴比伦位于现今伊拉克首都巴格达以南88千米处的幼发拉底河畔。巴比伦帝国崛起于公元前19世纪，之后由于赫梯人、喀西特人和亚述人的入侵和征服，其首都巴比伦城数度被毁。公元前７世纪末，新巴比伦王国再度兴起，巴比伦又进入了一个黄金时代。相传公元前604年，国王尼布甲尼撒二世与米提亚公主赛米拉斯结婚。世界古代七大建筑奇观—金字塔、“空中花园”、宙斯神像、阿蒂密斯女神庙、太阳神像、摩索拉斯陵墓、亚历山大港灯塔。４．建筑业：世界古代七大建筑奇观之一：“空中花园”。17第十七页，共62页。米提亚处于伊朗高原，山峦起伏、森林茂密，而巴比伦一片平原，满地黄土，于是生起思乡病来。整日郁郁寡欢，愁眉不展。后来尼布甲尼撒因此在王宫附近模仿她的故乡风光和当时流行的宗教建筑神坛，建起一座有山有水有树有瀑布的“空中花园”。“空中花园”——长120多米；高25米；为一阶梯式的四层建筑，底座面积约1260平方米，种植许多奇花异木，里面还建有富丽堂皇的宫殿。现在，伊拉克政府在巴格达市的台拉公园里建造了一座模拟空中花园。吉萨金字塔—金字塔是古代埃及法老的陵墓。世界上最大的金字塔位于埃及首都开罗西南10千18第十八页，共62页。米的吉萨郊外尼罗河西岸的沙漠上，它是古埃及第四朝法老胡夫之墓，被列为“世界古代七大奇迹之首，也是”七大奇迹“中惟一仅存的实体。胡夫金字塔塔基占地5.69平方千米。初建时塔高146.5米，现因地面下沉，实测为137.18米，相当于40层的摩天大楼高。基座为正方形，底边长230.38米，体积达352.1万立方米，由230万块、每块平均约为2.5吨的巨石堆砌而成，总重量约600万吨。有人估算了一下，如果将这些石块铺成一条33厘米宽的小路，可以绕地球一圈。令人惊奇的是，这些巨石之间，不用任何黏合剂和填充料，其接缝处紧密得连一片薄纸都插不进去，仅这一点19第十九页，共62页。也足以使人叹为观止了。具估算，建此金字塔，至少需要10万名劳工连续工作30年。2002年9月17日,考古人员将一个小机器人放入巷道,最后也因一道道石门而终止了。宙斯神像—在欧洲的巴尔干半岛南部，有一个对人类文明产生过巨大影响的古国希腊。在希腊首都雅典西南360千米的阿尔菲斯河谷内，坐落着一个风景秀丽的小村奥林匹亚。公元前470－前456年，人们在这里建起了宙斯神殿。宙斯神殿是以石灰岩和大理石建成，长107.75米,宽41.1米,内有34根高约17米的石柱作为支撑.神殿里有一座14米高(相当于4层楼高)的宙斯神像.20第二十页，共62页。公元426年，罗马帝国皇帝狄奥多西二世下令烧毁奥林匹亚的建筑物，宙斯神殿也未能幸免于难。公元523－551年，该地区又发生了两次强烈地震，使神像彻底被毁，只留下一些残片湮没在瓦砾中。阿蒂密斯女神庙—阿蒂密斯是古希腊神话中的狩猎女神。相传她是众神之王宙斯与丽托所生，与太阳神阿波罗是孪生姐弟，掌管山林狩猎，还是少女的守护神。罗马人称之为黛安娜女神，也叫月亮女神。21第二十一页，共62页。

公元前560年前后,当时的吕底亚国王克罗伊斯在以弗斯(今土耳其境内)建造了阿蒂密斯神庙。神庙规模庞大，巍峨壮观，长约110米，宽约73米，有10级台阶，以127根19米高的石柱支撑顶部。石柱的基座上有用金属制成的浮雕装饰，它们以神话故事为题材，做工考究，形象逼真。

公元前356年，神庙被大火焚毁（纵火焚毁阿蒂密斯神庙的是一个名叫埃罗斯特拉特的偏执狂）。神庙前前后后共经历了七次重建。公元262年，哥特人入侵以弗斯，将神庙中的财富劫掠一空，然后付之一炬，把它彻底摧毁了。22第二十二页，共62页。太阳神像—阿波罗是古代希腊神话中的太阳神。在爱琴海东南端的罗得岛，西距希腊大陆450千米，北距土耳其19千米，是古希腊文明的发源地。公元前305年,马其顿名将德米特里率领一支由300多艘战船和4万余名士兵组成的庞大舰队入侵罗得岛,全岛人民不畏强暴,撤守罗得城,与敌人展开了殊死搏斗,马其顿军队围城一年也未能攻陷,最后只得仓皇撤军,将大量攻城的军械设备遗弃于城下，罗得人为了庆祝胜利，决定将这些武器装备统统熔化，然后铸造一尊太阳神巨像。从公元前303年开始,用了12年时间,一座34米高的23第二十三页，共62页。巨大铜像终于落成。太阳神巨像的“生命”非常短暂，大约在公元前225年，一场大地震使太阳神巨像坍塌倒地。摩索拉斯陵墓—摩索拉斯陵墓位于土耳其的哈利卡纳苏斯，是小亚细亚西南部的加利亚国王摩索拉斯之陵（死于公元前353年），大约建造于公元前4世纪中叶，主要用料是大理石，上面还刻有华丽的雕饰。摩索拉斯陵墓为长方形，长约39米，宽约33米，整座建筑高近50米。公元12世纪，一场地震使摩索拉斯陵墓遭到严重破坏。之后竟成了“采石场”。24第二十四页，共62页。亚历山大灯塔—亚历山大灯塔于公元前285年破土动工兴建。公元前246年竣工。亚历山大灯塔位于亚历山大城附近的法罗斯岛防波堤的南端，塔高约135米（当今世界最高的日本横滨灯塔也只有106米），共分四层。第一层是底座，方形，高约69米,内有许多房间,可供人居住。第二层是八角形的塔身，高38米。第三层是灯塔的“灯体”—一个圆形环廊，由八根圆柱撑着一个圆形灯盘，盘中放入灯油，一到夜间便由工作人员点燃，照亮远方，指引航船入港。最上一层是一座７米高的海神波塞冬塑像。塔内共有房间近300间，可供上千人居住。25第二十五页，共62页。

公元７世纪时，因战乱亚历山大灯塔遭到破坏，到公元880年才得以修复.到了公元11世纪末,八角形塔身和圆形灯火楼在地震中倒塌,仅存正方形塔。又过了200多年，1302年的一次强烈地震使亚历山大城毁于一旦，亚历山大灯塔自然也就荡然无存。26第二十六页，共62页。楔形文字27第二十七页，共62页。二、古埃及的主要科技成果古埃及经历的历史阶段—古埃及经历了前王朝时期、早期王国时期（第一、二）、古王国时期（第三至第八）、中王国时期（第九至第十七）、新王国时期即帝国时期（第十八至第二十）、衰败时期（第二十一至第三十一），共记31个王朝。

前王朝时期，埃及分上埃及（南部）、下埃及（北部），大约在公元前3500~3000年之间，上埃及国王美尼斯统一埃及建立第一王朝，直到公元前332年亚历山大大帝征服埃及为止，共经历了31个王朝28第二十八页，共62页。1.数学:每年的6至9月尼罗河定期泛滥,土地需要重新丈量,于是产生了高水平的几何。比如:计算圆的面积,当时所用的圆周率π=3.1605:能够计算三角形、长方形、梯形面积及立方体、柱体的体积。为了控制尼罗河水，埃及人在苏联的援助下于1960年动工兴建阿斯旺水坝。它位于埃及首都开主要科技成果—29第二十九页，共62页。罗以南900千米的阿斯旺市附近，它是非洲第一大河尼罗河的拦河大坝，耗资15亿美元巨款,花费时间为10年,参加施工建设的人员超过4万。阿斯旺水坝坝高110米，长3830米，坝底宽980米，顶部宽40米，动用土石4300万立方米，相当于胡夫金字塔的12倍。整个大坝呈弧形，气势壮观。在其南面形成一个群山环抱的水库，这个水库以当时埃及总统纳赛尔的名字命名，兼有防洪、灌溉、发电、船运等多种功能。水库长300多千米，平均宽22.4千米，面积6500平方千米，是世界第二大水库，但它的深度(210米)和蓄水量(1820亿立方米)则居世界第一。30第三十页，共62页。2.历法：埃及人发现尼罗河泛滥之间总是相隔365天,另外还发现每当天狼星与太阳同时从地平线升起时,尼罗河就开始泛滥,于是他们把一年定为365天,而把天狼星与太阳同时从地平线升起的那一天作为一年的起点.一年分为12个月,每月30天,余下的5天作为年终节日,这就是古埃及的太阳历。公元前46年罗马在太阳历的基础上进行了修改，称为儒略历。后来到了1582年，罗马教皇(格列高利十三世)组织一批天文学家，根据存在的问题，对儒略历进行了修改，这就是人们所称的公历（或阳历）。另外古埃及人还绘制了星图。31第三十一页，共62页。3．建筑：金字塔和狮身人面像，埃及的第四王朝胡夫金字塔最大（略）。狮身人面像是胡夫的儿子建造的，雕像高20米,长57米，一只耳朵就有两米高。埃及金字塔十奇—(1)穿越胡夫金字塔的子午线，恰好把地球上陆地与海洋分成相等的两部分；(2)其塔高乘上10亿,差不多等于地球与太阳的距离;32第三十二页，共62页。(3)以二倍的塔高去除塔底的周长,恰好等于圆周率3.14159;(4)把生锈的首饰置于塔内,过了一段时间后,首饰锈斑全无;(5)把肉、蛋、奶等食品长时间储存于塔内,不会腐烂变质,其保鲜功能胜过现代冰箱;(6)经过脱水处理的鲜花置于塔内,经过一段时间后,花朵既不枯萎也不褪色,鲜艳如初;(7)用塔内放过的水冲洗伤口,伤口愈合得很快,胜过当今最好的药物愈合;33第三十三页，共62页。(8)用塔内的水洗脸,皮肤变得细嫩;(9)用塔内的水浇树苗,树生长得非常茂盛;(10)一些科学家曾在塔内长时间居住,都产生了一种奇异的感觉,觉得体内增加了某种新的力量.4.医学:古埃及的医学较为发达,他们留下的较完整的医学草纸书有六、七部。其中埃伯斯草纸书（成书于第18王朝，约公元前1584~1320）是一部宽0.3米,厚20.23米的医学巨著。该书记载了许多病症的医疗方法，包括内科、妇科、眼科、解剖、生理、病理等多方面的知识，所载药方有877个。34第三十四页，共62页。木乃伊——埃及人认为人的尸体是灵魂的安息处，古埃及人有制作木乃伊的传统。其方法是掏去尸体内部的五脏，再用盐、香料、树脂等多种药物进行泡制以防腐败，风干后，用麻布包扎，使尸体得以保存，用这种方法保存的尸体就叫木乃伊。5.古埃及文字:在早期王国以前,埃及人就发明了图形文字,经过长时期的演变形成了象形文字。象形文字多刻于金字塔、碑、庙宇墙壁等一些神圣的地方。纸草是古埃及盛产的一种植物，人们将其茎干切成薄片、压平、晒干，用来书写。但纸草时间长了会干燥并裂成碎片，所以能够保存至今的纸草文书很少。35第三十五页，共62页。三、古印度的科技成果1.数学:古印度人发明了人们熟知的数码和零号。后来演变成阿拉伯数字。(1)公元前5世纪,印度数学家创造了“零”的概念及其数字符号“0”。零号成为位值制计数法的精髓；同时创造了十进制的数值体系。(2)在几何学方面,人们已经知到了勾股定理,算出了圆周率等于3.1416。(3)创造了级数的求和方法,引入了负数和无理数运算等等。36第三十六页，共62页。2.医学:医学在古印度是颇受重视的一门学科之一.成书于1世纪左右的《阿柔吠陀》(长寿知识)是古印度最早的一部医学著作,载有内科、外科、儿科、等许多疾病的治疗方法.《妙闻集》则记载了一些解剖学、生理、病理、内外科、妇科、儿科等知识,各类病症达1120种,对一些外科手术有相当高的水平,记载外科手术器材120种.3.建筑:古印度人是最早使用烧制过的砖建造房屋的人,烧砖的发明是建筑技术史上的一件大事.

古印度人识别了黄疸、麻风、天花、关节炎等病，并懂得如何使用驱虫药、免疫疫苗.37第三十七页，共62页。四、古希腊的科技成果:按照历史的走向和科学发展特征,可以把这一时代划分为四个时期:爱奥尼亚时期、雅典时期、亚历山大时期和罗马时期。爱奥尼亚时期、雅典时期—科学发展主要在希腊本土上展开，其主要形式或特点是自然哲学，即自然科学与哲学融为一体，这时的自然科学家同时又是哲学家。(公元前6~公元前3世纪)亚历山大时期—这一时期科学发展的中心转向了亚历山大城，自然科学开始从自然哲学中分化出来，形成了独立的学科。(公元前3世纪~公元2世纪中叶)罗马时期—这一时期自然科学的发展出现了停滞，无多大进展。(公元前2世纪中叶~公元5世纪)38第三十八页，共62页。1.爱奥尼亚时期:代表人物泰勒斯（B·C624~B·C546），发展了几何学。毕达哥拉斯（

B·C580~B·C500）首先证明了勾股定理。德谟克利特（

B·C460~B·C370）主张万物的本原是原子,它是组成万物最小的、不可分割、不可改变的物质粒子。2.雅典时期:代表人物亚里士多德(公元前384~322),是古希腊伟大的思想家、百科全书式的学者,是古代科学思想的主要代表.主要著作有：《物理学》、《论产生和消灭》、《天论》、《气象学》、《动物的历史》、《动物的结构》等.通过这些可以看出,亚里士多德在天文学、物理学、39第三十九页，共62页。力学、化学、气象学、心理学、逻辑学、历史等方面都有所研究。在天文学上的主要观点是地球是球形,(原由:他认为,在航海中,远方的来船总是先看到桅杆后看到船身,甚至于可以看到水面是弯曲的。)3.亚历山大时期:(公元前3世纪~公元2世纪,约500年)代表人物欧几里德(公元前330~275,数学家）,名著有《几何原本》,给出了点、线、面等概念。代表人物阿波罗尼(公元前247~205,数学家),名著为《圆锥曲线论》，研究抛物线、椭圆、双曲线等,而且他第一个发现了双曲线有两支。40第四十页，共62页。阿基米德(公元前287~212物理学家、数学家)，他是历史阶段上最早观察、实验同数学方法融为一体的科学家。他用实验方法发现了浮力原理和杠杆原理(著名的阿基米德定律)。代表人物托勒密(约A·D100),他把古代的地心说发展成系统的地心说,他的地心说能够对行星运动作出十分精确的说明了而且他在研究天文学的时候,采用了抽象模型的方法,在当时是一大进步。4.罗马时期:

罗马时期大约从公元前2世纪中叶到公元5世纪。古希腊灿烂文化到罗马时期开始衰落。英国哲学家罗素(1872~1970)曾把罗马士兵杀害阿基米德看作是罗马扼杀创造性思维的象征。41第四十一页，共62页。古罗马时期值得提及的科学成就—儒略历法、普林尼的《博物志》。(1)儒略历法:公元前46年,当时罗马的独裁统治者儒略·凯撒(公元前100~公元前44)根据太阳的周期制定了“儒略历”,结束了古罗马历法的混乱局面。儒略历是阳历,它比较精确地符合地球上节气的变化,对农业生产很有利,所以很受人们的欢迎。但儒略历还不十分精确,到了公元1582年罗马教皇格列高利十三世宣布改革历法,颁布了新的历法,称为格列高利历,我们今日用的公历就是格列高利历。我国从1912年开始采用格列高利历,但同时保留我们自己的农历。42第四十二页，共62页。(2)普林尼的《博物志》:普林尼(公元23~79)生于意大利北部的新科莫(即今科莫).他是一位博物学家.普林尼广征博引编辑出版的37卷的大部头巨著《博物志》即《自然史》，汇集了古希腊、罗马时代的各种知识：从宇宙－地球－人；飞禽走兽－森林园艺；从科学研究－巫神活动，兼收并蓄，无所不包。这部巨著基本上是已有的经验知识的记述,理论上没有什么新鲜独到之处。罗马时期的自然科学停滞不前的原因第一，罗马帝国依靠农业和军事维持其统治,没有繁荣的商品市场刺激科学发展;43第四十三页，共62页。第二，罗马人从古希腊人那里吸取了许多现成而直接可用的科学成果;第三，基督教的产生,极大地阻碍了科学的发展。五、古代中国的科学技术1.科学:农学、数学、医学、天文学、地学、物理学.2.技术:冶金;采矿;瓷、漆器制造;造船;纺织;火药与火器;造纸术;建筑技术;水利工程。农学—三千年前我国就已经有了关于某些农作物的记载。如:麦、稻、粟、稷等.古人在总结农业生产经验基础上,形成了376种农业专著,其中影响较大的有10多种。44第四十四页，共62页。数学—我国早在春秋时期就有了分数概念和九九表.我国古代十大数学名著－《海岛算经》、《五曹算经》、《孙子算经》、《夏侯阳算经》、《张丘建算经》、《五经算术》、《缉古算经》、《缀术》《周髀算经》、《九章算术》。(1)战国时期的《周髀算经》:该著作完成于公元前1世纪.数学方面的成就主要有:勾股定理、分数运算和开平方的方法。(2)东汉时期的《九章算术》:该书是我国古代最重要的一部数学著作,它标志我国古代数学体系的形成,对我国数学发展有着重要的影响。45第四十五页，共62页。《九章算术》是按246个题目分成9章编写而成,故此而得名。(3)南宋秦九韶的《数书九章》:秦九韶是南宋四川人.他的《数书九章》共18卷,按81个数学问题,分为9大类,每类各9个问题编排.其中最重要的成果就是高次方程的解法.包括二次、三次、以至十次。医学—中华民族自古以来在长期的医疗实践中形成了独具