科学技术发展的历史趋势

科学技术发展的历史趋势大自然在微笑－－

仍然没有供出她

内心的秘密；

她不可思议地保护着猜不透的史芬克斯之谜。

－－W.C.丹皮尔《科学史》

“一个民族想要站在科学的最高峰，就一刻也不能没有理论思维。”

－－恩格斯：《自然辩证法》

“科学技术是第一生产力。”

－－邓小平：《邓小平文选》（第三卷）

一、科学技术概论科学的本质科学与技术的起源东方与西方思维特征比较科学概念的历史演变学者论科学起源哲学是科学之母。

－－爱因斯坦

学者论科学起源“科学始于观察。”

－－F.培根学者论科学起源“科学始于神话。”“科学始于问题。”

－－K.波普尔科学概念的历史演变1.“特殊的知识”（印度梵文）→→2.理解“逻各斯”的“理智”（古希腊）→3.→“学问”（中世纪，拉丁文）→→4.“知识体系”（18世纪，康德）→→5.“创造知识的社会活动”（19世纪）→→6.“一种社会建制”（19～20世纪）→7.→“人与自然间的对话”（20世纪）→→→……学者论工程技术的起源生存需要（改变事物的渴望）－－求善

求知需要（智力上的好奇心）－－求真

娱乐需要（作为游戏）－－求美学者论社会、技术与科学的关系“社会一但有技术上的需要，则这种需要就会比十所大学更能把科学推向前进。”－－恩格斯（《马、恩全集》第39卷，第199页）

科学问题分类与科学认识的本质问题分类：科学问题与非科学问题真实问题与虚假问题正确问题与错误问题基本问题与派生问题科学问题分类：（见右图）★常规问题、反常问题

WhatWhen

Why

Know-WhereHow

Who

特征类别实证性（求实）深刻性（求真）创造性（求新）探索性（求变）科学★★★★常识★浅表性朴素性从众性哲学思辨性★反思性稳定性宗教直觉性求善性经典性威权性艺术想像性美感性★★二、从河滨文化到半河半海文化：1.河滨文化：四大文明古国兴起与衰落2.爱琴海文化：古希腊神话与科学3.地中海文化：古罗马征战与技术4.中世纪神学：基督教与伊斯兰教四大文明古国与古希腊古埃及古巴比伦古印度古中国：神话－－盘古开天、女娲补天中国道家自然观：

“道法自然”、“天人合一”论“道生—，一生二，二生三，三生万物。万物负阴而抱阳，冲气以为和。”老子，即李耳，谥曰聃，楚国苦县（今鹿邑县）人。约生活于前571～471年，做过周朝守藏史。《道德经》开创了中国古代哲学思想先河。庄子：－－与老子并称“道家之祖”。

“天地与我并存，而万物与我为一”庄子（约公元前369～286年），名周。战国蒙（今亳州市蒙城县）时思想家。曾为蒙之漆园（在今涡河北岸）吏。辞官隐居，潜心研究道学。庄子著书十余万言，文风如天马行空，对后世影响很大。《汉书》记《庄子》52篇，存世有33篇。

古代中国自然观：－－“天人相应”观

阴阳五行说、元气说系统观的发展：古代萌芽思想古中国：宗教自然哲学始祖：古希腊的泰勒斯Natureastheprinciplesintheformofmatter．Waterasafirstprinciple．

－－Thales古希腊自然观：逻各斯与“万物皆流”1.关于物质结构思想：始基论：水、气、火、土原子论：原子＋虚空＝宇宙Empedocles；Democritus2.关于宇宙和谐思想：Pythagoras（）：“万物皆数”

3.关于物理学和逻辑学Aristotle

Pythagoras→→古希腊罗马自然观物活论（泛灵论）整体论（只见森林，不见树木）目的论（创生目的论；运动目的论）柏拉图（Plato）Democritus（前460～前370年）Aristotle（前384～前322年）

古希腊科学顶峰－－亚历山大学派：

1.欧几里得（Euclide，约330B.C－275B.C.）几何学－－Elements公理化体系2.阿基米德（Archimedes）力学－－静力学、流体力学3.托勒密（Ptolemy）天文学－－“地心说”模型中世纪神创论自然观背景：中世纪：西罗马帝国解体（5世纪末）～意大利文艺复兴时期（15世纪），一千多年“黑暗时代”。分为：正统神创论，非正统“泛神论”。“在基督以后，我们不需要任何求知欲，不需要作任何研究。”－－德尔图良（Q.S.F.Tertullianus,约160～约230）“把精神和物质、人类和自然、灵魂和肉体对立起来的”观点，“从古典时代衰落以后发生于欧洲并在基督教中得到它的最高的发展。”－－恩格斯（《自然辩证法》中译本第305页圣经（Bible）与经院哲学基督教正统神创论自然观五大论题“上帝创世说”、“地球中心说”，“人类原罪说”、“天主恩赐说”、“灵魂不死说”经院哲学家话题“一个针尖能站几个天使？”“天堂里的玫瑰花有没有刺？”“鼹鼠有没有眼晴？”“猪、手、绳子”“万能的上帝能否创造一块连他自已也抬不起来的石头？”……“科学始于神话”

－圣经故事与萌芽科学思想中世纪阿拉伯世界：

伊斯兰教东西方桥粱古希腊文明冷冻库中世纪：罗马技术

与欧洲三大技术发明古中国五大发明三、海洋文化与近代科学的兴起时代背景：是在社会大变动和经典自然科学大勃发的背景下进行的。基本理念：描述了宇宙统一机械图景。代表人物：笛卡尔学派、牛顿学派历史评价：1.地位。

2.缺陷。历史根源：1.社会根源；

2.认识根源时代背景：－－文艺复兴

达.芬奇（Leonardodavinci,1452-1519）

米开朗琪罗（MichelangeloBuonarroti,1475-1564）

拉斐尔（RaffaelloSanzo，1483～1520）圣经故事雕塑：

－－米开朗琪罗的“夜”、“昼”、“暮”、“晨”

时代背景：－－宗教改革、地理大发现

哥伦布（CristoforoColombo，约1451～1506）

麦哲伦（F．Magellan，约1480～1521）

马丁·路德(MartinLuther，1483-1546)时代背景：－－近代自然科学崛起

NicolausCopernicus(1473-1543)科技与大国崛起：

科学革命中心转移：地中海到大西洋1.地中海文化（意大利）→→→→2.大西洋文化－英国→→→→3.大西洋文化－法国→→→→4.大西洋文化－德国→→→→5.大西洋文化－美国→→

时代背景：－－近代自然科学崛起

：伽利略与开普勒

－－伽利略

（GalileoGalilei1564-1642）时代背景：－－牛顿革命

牛顿（IsaacNewton，1642-1727）自然和自然法则隐藏在沉沉暗夜之中，上帝说，让牛顿出世吧！于是一片光明。－－A.Pope（1688～1744）第三个金苹果落地了！

－－牛顿：《自然哲学的数学原理》“我不知道世人会怎样看待我，但我自己认为，我不过像一个在海边玩耍的孩子，不时为能够找到一块比平时更光滑晶莹的鹅卵石，或一枚更美丽可爱的贝壳而欣喜。而真理的海洋，我还没有发现。”

－－艾瑟克．牛顿

（李啸虎译）

四、后牛顿时代：系统自然观的发展

I.Kant（1724～1804）；P.S.Laplace（1749～1827）莱尔（CharlesLyell,1797-1875）

《地质学原理》3卷能量守恒与转化原理：19世纪30～40年代

德国的迈尔（J.R.vonMayer）英国的焦耳（J.P.Joule）电磁转化理论：H.C.Oersted、M.Faraday、J.C.Maxwell化学三大发现：生物学：

细胞学说－－施莱登、施旺；生物进化论－－达尔文19世纪末物理学三大发现引发科学危机

－－X射线（1895）、天然放射性（96、98）、电子（97）居里夫妇：发现放射性元素Po、Ra20世纪新物理学两大基石：

－－普朗克量子论、爱因斯坦相对论五

近代以来四次技术大革命与经济发展机械技术革命与英国产业革命珍妮纺纱机英国工业革命一瞥电力革命的电磁学理论奠基者

MichaelFaraday

1791-1867

JamesMaxwell

1831-1879WernervonSiemens

（1816-1892）发明大王爱迪生1882年在美国纽约珍珠街建立拥有6台发动机的发电厂莱特兄弟研制

世界第一架动力飞机20世纪：新物理学

与两次技术大革命20世纪新物理学两大基石第三次科技革命－微电子革命

人工智能大师－－图灵世界上第一台电子计算机ENIAC

1946年美国埃克特等研制成功第一台电子计算机“电子数值积分和计算机”(ENIAC)并正式交付使用。共用1.88万个电子管，7万只电阻，1万只电容；整机重达30吨，占地170平方米。冷却器…第三次科技革命－－微电子革命第三次科技革命1957年10月4日，苏联成功发射世界第一颗人造地球卫星“斯普特尼克1号”1961年4月12日，苏联宇航员尤里·加加林乘坐东方1号飞船，在离地球181千米的轨道上，绕地球飞行一圈，开创了载人航天的新纪元。第三次科技革命1969年7月20日，阿姆斯特朗和艾尔德林乘坐“阿波罗11号”登上月球，实现了人类历史上伟大的一步。1981年4月12日，美国第一架航天飞机哥伦比亚号升空。火箭-飞机-飞船史蒂夫•乔布斯：第五个苹果“ThreeAppleschangedtheworld.ThefirstoneseducedEve.ThesecondoneawakenedNewton.ThethirdonewasinthehandsofSteveJobs.”(三个苹果改变了世界。第一个诱惑了夏娃，第二个砸醒了牛顿，第三个曾在史蒂夫-乔布斯的掌握。)第四次科技革命－－信息革命第四次科技革命第四次科技革命：中国和平崛起1999年11月20日6时30分，中国首艘载人航天试验飞船神舟5号从酒泉卫星发射中心升空，完成预定空间科学试验后，11月21日3时41分在内蒙古中部成功着陆，标志着中国已突破载人航天技术。知识经济：科技创新历史的必然趋势近代世界经济发展与技术革命：1820~1870

蒸汽机革命

世界人均产值增40％1870~1913电气革命经济增长加快100％1914~1949

两次大战一次大萧条

经济增长40％1950~1973电子革命世界人均收入增长100％总财富增300％1973~1992调整时期

世界经济亦明显上升1993~…

信息革命

经济社会大发展

六、当代科学发展：

对四大起源的探索自然界的演化图景四大起源与演化：（A）宇宙、天体；（B）地球；（C）生命、生物；（D）人类。给我物质和运动，我也能造出一个宇宙来。－－康德宇宙、天体起源与演化一、演化周期普遍性

二、演化周期无限性

“无限时间内宇宙的永远重复的连续更替，不过是无限空间内无数宇宙同时并存的逻辑的补充。”

－－恩格斯地球的起源与演化人类起源和进化超弦理论－－“万物至理”

（TheoryofEverything）？超弦理论（superstring）

－－探索与争议——超弦理论认为弦是物质组成的最基本单元，所有的基本粒子如电子、光子、中微子和夸克都是弦的不同振动激发态；——超弦理论是现在最有希望将自然界的基本粒子和四种相互作用力统一起来的理论；

——超弦理论第一次将20世纪两大基础理论——广义相对论和量子力学结合到一个数学上自洽的框架里；

——超弦理论有可能解决长期困扰物理学家的难题如黑洞的本质和宇宙的起源；如果该理论为实验所证实，将从根本上改变人们对物质结构、空间和时间的认识。但是，至今仍未观测到基本的弦。走到尽头了吗？…霍金在中国（2006）2011年诺贝尔物理学奖得主：美国伯克利加州大学教授索尔.佩尔马特；美国约翰斯霍普金斯大学教授亚当.里斯；拥有美、澳双重国籍的澳大利亚国立大学教授布莱恩.施密特

“通过观测遥远超新星，发现了宇宙处于加速膨胀的有力证据。”最终我们的宇宙成为冰块。七、二战以来：系统科学与大科学时代系统科学的发展：从老三论到混沌学大科学时代：特征与趋势20世纪现代系统论的发展△N.怀德海：机体哲学★贝塔朗菲：普通系统论★普里高津：耗散结构论△哈肯：协同学△艾根：超循环论△托姆：突变论△混沌学、孤波学、分形几何学系统科学：系统论

LudwigvonBertalanffy(1901-1972)

系统科学：控制论CyberneticsNorbertWiener(1894～1964)系统科学：信息论

ClaudeShannon(1916---2001)

普里高津：耗散结构论一、自然界物质系统基本层次：1.宇宙层次结构观发展神学：九重天、三大界庄子：“大无限”、“小无限”；《庄子》：“一尺之捶，日取其半，万世不竭。”“毛粒子”（Maons，1978，格拉肖）M.Gell-Mann：quark（夸克）从无序到有序、从低序到高序、从混沌到自组织2.物质系统退化的可能性条件：自然界混沌现象混沌学：1970年马里兰大学JimYorke等人。数学表述：叠代方程xn＋1＝γxn（1－xn）当3.57＜γ＜4时产生混沌混沌中有拟序结构，有自相似性特点：费根鲍姆（M.J.Feigenbaum）常数－相同收敛速率4.669等。

“上帝会玩骰子