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1、第三章 古希腊古罗马的科学技术,3-1 古希腊的科技成就 3-2 古罗马的科学技术,3-1 古希腊的科技成就,古希腊地理条件与其他三大古文明地区有很大差异。 希腊半岛境内多山，土地贫瘠，可耕地不多。东面的爱琴海上岛屿星罗棋布，具有发展海上交通、贸易的优良条件。,约550BC,21,令人景仰的时代,从公元前7世纪公元前3世纪的500年，东西方几乎同时诞生了一大批伟大的思想家、哲学家、科学家。他们的思想和杰出贡献至今还影响着我们的生活。 在东方，释迦牟尼在印度讲佛，孔子在中国周游春秋列国讲道；道家始祖老子著成道德经。 在西方，与中国的诸子百家相辉映古希腊出现了泰勒斯、苏格拉底等一大批伟大的思想家、
2、哲学家、科学家。现代东西方文明的古老源头几乎同时达到了高峰。 在这种文化背景下，从文明古国传承过来的自然科学也开始取得了空前的成就和繁荣，这就是古希腊的科学。 与中国古代以实用经验知识为主的科学不同，古希腊人更注重思想理论体系的建立。近代科学的各个学科几乎都能在古希腊科学那里找到思想的源头。,一、古希腊的科学,部分古希腊哲学家科学家的大致生卒年表,1、古希腊的自然哲学,一、古希腊的科学,古希腊的自然哲学，其内容之丰富是古代世界所少有。它的派别林立，众说纷纭。为后世学者开拓了广阔的研究课题。,1）物质观 关于世界的本原和物质结构的探讨，曾经是古希腊哲学家们热烈争论的问题，各派说法不一。,A米利都
3、派的观点,泰勒斯提出：水是万物的本原 阿那克西曼德：万物的本原是无限 阿那克西米尼：是物质的、无定型的“气”,B毕达哥拉斯派的观点,认为：数是万物的本原,毕达哥拉斯把自然界及其秩序和数联系起来，这对于启发人们从定量的方面去揭示自然界的规律具有深远的意义。,C赫拉克里特的观点：,物质的本原是火,D恩培多克勒的四根说：万物都是由四根即水火土气 生化而来的,E阿那克 萨格拉的“种子说”,F留基伯和德谟克里特的原子说,G亚里斯多德的“四因说” 等等,2）运动观和朴素的辩证法思想,A米利都派： “对立”是万物运动变化的原因。,B毕达哥拉斯派：对立和统一是万物运动变化的动力,C赫拉克里特：万物永不停息的运
4、动变化是理所当然的。,E亚里斯多德：运动是永恒的,D留基伯和伊壁鸠鲁：永恒的运动是构成万物的原子本身所固有的特性。,3）苏格拉底与“希腊三贤”,“希腊三贤”苏格拉底、柏拉图、亚里士多德,苏格拉底反对研究自然界，认为那是对神灵的亵渎。他提倡人们认识做人的道理，过有道德的生活。他主张专家治国论。苏格拉底对后世影响巨大，哲学家往往把他作为古希腊哲学发展史的分水岭，将它之前的哲学 称为前苏格拉底哲学。苏格拉底是柏拉图哲学路线的创始人，他对后世的西方哲学产生了极大的影响。,2、古希腊的天文学和宇宙理论,A 米利都派的泰勒斯第一个解释了日食的原因，并成功预测了公元前585年5月28日发生的日食。他对太阳的
5、直径进行过计算，得出的结论与今天所公布的太阳直径139万公里非常吻合。还发现并记录了北极星的情况。,B 毕达哥拉斯派主要是从数的角度去思考天上的现象。认为圆球形是最完美的立体几何形状，因此宇宙必定是球形的，宇宙以地球为中心。而天体运动也都是均匀的圆周运动。这种圆球形的宇宙模型对后人进一步研究宇宙产生了深远影响，包括影响了后来主张日心说的哥白尼。,C柏拉图和欧多克斯设计描绘了宇宙的许多特征，认为大地是球形的，被球形的天包围着。他们认识到：行星运动的不规则性可以用圆周运动的组合来解释。,D赫拉克雷迪斯、 阿里斯塔克和阿基米德提出的太阳中心说。 赫拉克雷迪斯第一个提出地球自转的问题。大约在公元前26
6、0年前后，阿里斯塔克提出一切行星包括地球在内都在绕太阳运行，同时地球也绕自己的轴每天自转一周。这其实是日心说的起源。直到后来哥白尼时代才获得确定。阿基米德认为地球是圆球状的，而且是围绕太阳转动的。,综上所述，古希腊天文学取得了巨大成就。在古希腊，几乎同时出现了两种关于太阳系的学说： A、B、C等等的地心说； D赫拉克雷迪斯、阿里斯塔克和阿基米德提出的太阳中心说。 在当时的古希腊，地心说占据着统治地位，他们的学说相对而言，理论性最强、体系最完整，科学方法达到了古代的高峰。而太阳中心说更多是停留在猜想、假设层面。,综上所述,2、古希腊的天文学和宇宙理论,3、成就辉煌的古希腊数学,A米利都派的泰勒斯
7、 把古埃及的地面几何 演变成了平面几何，发现证明了许多几何命题，如“直径平分圆”、“三角形的两边相等，则其所对应的角也相等”、“两直线相交，其对顶角相等”、“相似三角形对应边成比例”等等，并把几何知识运用到实践中。,例如，他曾经测量了埃及胡夫金字塔的高度，方法是： 让一个人站在太阳底下，测量这个人投在地上的影子长度；当影子长度和这个人的身高相等时，同时测量金字塔顶投在地上的影子距离塔底中心的距离146米。,身高,身影长,(塔高),(塔影长),太阳光,B毕达哥拉斯派 主张：自然彻头彻尾地是数学的，即万物皆数。 整个宇宙 = 数与和谐 毕达哥拉斯发现2:1 、3:2 、4:3 这几个数字比率与最和
8、谐的音程8度音、5度音和4度音相一致。即弦长之比，分别为上述值时，分别相差8度音、5度音、4度音。,毕达哥拉斯定理：直角三角形三边a、b、c(斜边)，有：,后来，毕达哥拉斯学派由于无法理解 这个无理数，曾动摇了这个学派对数的完美性的信念。 毕达哥拉斯派的发展，一方面导向对数的任意推测；另一方面则致力于，发现可能用数学公式表达的自然规律。,B 毕达哥拉斯派,(勾股定理及其证明),的哲学认为：全部现实知识是符合于形式或理念的超感世界的；可感世界的事物不过是理念的模糊反映或粗糙仿造。在柏拉图的两个世界之间，数学占据了一个重要的中间地位，数学训练 是步入哲学的 真正准备。,柏拉图眼中的天文学不涉及天体
9、的可感知运动，而只与想象中的天空中数学点的完美运动有关。这些点能描绘出均匀的圆。 他认为，天文学家的工作就是用各种数学中的匀速圆周运动的组合来解释天体运动的不规则性。在对数学的态度上，柏拉图主义表现了和毕达哥拉斯学派密切的联系。,C 柏拉图,柏拉图的哲学是客观唯心主义的哲学，但他在科学上的贡献却是很值得肯定的。,的几何原本集希腊古典数学之大成，构造了世界数学史上第一个宏伟的演绎系统，对后世数学的发展产生了不可估量的推动作用；同时，它又是一本出色的教科书，以至被使用了两千多年。在西方历史上，也许只有圣经在抄本数量和印刷数上可与其相比较。据统计，自印刷术传入欧洲后，几何原本被重版上千次，翻译成各国
10、文字。后来几何原本也传入中国，被译成中文。,D欧几里德,这本著作中，用公理法对当时的数学知识作了系统化、理论化的总结，全书共15卷，包括5条公理、5条公设、119条定义和465条命题，确立了数学上的演绎范式。所有这样的推理链的共同出发点，是一些基本定义和不证自明的基本原理公设或公理。从而形成后来的所谓公理化思想。,对作图的重视是希腊几何学的一大特色。利用逻辑的方法证明几何学的所有命题，这正是欧几里得几何学遵循的原则。,几何原本至今仍然是几何学的权威著作。,阿基米德的著作包括：论平面图形的平衡求抛物线的面积论球和圆柱论螺线论锥体和球体论浮体圆的度量数沙者方法引理集 在这些著作中，阿基米德提出了各
11、种几何图形的面积和物体的表面积、体积的计算方法并给出了严谨的证明，创立了“穷竭法”。,在求抛物面的面积中，他证明了一抛物线弓形的面积是它的 最大内接三角形的4/3他对这一定律给出了三种证明。,E 阿基米德,例如：在论球和圆柱中，他证明了： （命题13）任一正圆柱的表面积（不计上下底）等于一圆的面积，该圆半径是圆柱高与底直径的比例中项。 （命题33）任一球面积( )等于其大圆面积( )的四倍。,对许多物理定律的数学证明。如：在论平面图形的平衡的两卷本书中，阿基米德根据简单的公理证明了杠杆原理。,E 阿基米德,既是一位伟大的数学家，也是杰出的物理学家。,阿基米德系统总结并严格证明了杠杆原理：动力*
12、动力臂=阻力*阻力臂。为静力学奠定了基础。运用这一原理，阿基米德设计过杠杆滑轮系统，创造了用小力把大船拉到水里等奇迹。 在著名的论浮体一书中，他总结出了著名的浮力定律：置于液体中的物体受到向上的浮力，其大小等于物体所排开的液体的重量。使人们对物体的沉浮有了科学的认识。从而奠定了流体静力学的基础。,用凹面聚光镜形成“死光”催毁罗马舰船。 设计制造大型抛石机 设计制造阿基米德螺旋提水机。 ,F 亚里士多德,系统地分析了一些物理现象和数学规律。同时对哲学、天文学、物理学、生物学、逻辑学、伦理学等都有深入的研究。,亚里士多德的部分著作： 哲学、伦理学著作：政治学形而上学尼各马可伦理学大伦理学欧德谟斯伦
13、理学，以及诗学修辞学等。 逻辑学著作：范畴篇解释篇分析篇论辩篇 物理学、天文学著作：物理学论生灭论天天象学论宇宙。 生物学著作：动物志论动物的历史论灵魂等。,亚里士多德对科学的贡献首先在其关于科学研究的方法上。他把自然科学作为科学研究的客观对象，首先提出了自然科学中一系列基本理论问题，如物质、时间、空间、运动等。并首先提出科学分类，促使自然科学与社会科学逐渐演变为若干门独立的学科。 他几乎在每个知识领域都发表了他卓越的见解，是一位不折不扣的百科全书式的学者。为人类创造了极为宝贵的精神财富。,4 生物学、医学,希波克拉底提出了“体液学说”，认为人体由血液、黏液、黄胆、黑胆四种体液组成。4种体液不
14、同的配合使人具有不同体质。这四种液体的流动维系着人的生命。它们之间相互调和，人健康。如果平衡被破坏，人就会生病。 他主张治疗要注意病人的个体特征、环境因素以及生活方式对疾病的影响，不但要重视药物治疗；而且要注意卫生习惯和提倡饮食疗法。注重从临床实践出发，提出并强调实验方法的采用，他的医学著作有60多篇，总称希波克拉底文集。他的医学观点对后来西方医学发展产生了巨大影响。,希波克拉底誓言大致内容是：要求医生要处处为患者着想，具备高尚医德，保持这一职业的神圣性。,古希腊科学的特征,古希腊科学是哲学的一个方面，所以它一开始就有重视理论思维、理性探索，注重思想理论体系的建立。 由于毕达哥拉斯主义和柏拉图
15、主义的影响，古希腊科学中含有特别重的数学尤其几何学的成分。 公理化和演绎推理的方法被运用到各门学科中去。 在科学研究方法上，在希腊化时代的阿基米德那里，已经达到了相当高的水平。逻辑推理的方法、严格定量的数学方法都趋于成熟，实验的方法也初露端倪。 这些都为近代科学技术的形成做好了准备。近代科学技术就是从古希腊自然科学演进而生。,二、古希腊的技术,1、农业生产和农业技术 大量种植油橄榄和葡萄，加工的橄榄油和葡萄酒为主要出口商品。换取谷物粮食进口。 2、冶金技术 冶铜技术是从西亚传入。由于铜矿贫乏，靠进口铜矿石，由此促进了与邻近地区的贸易往来。而公元前8世纪前6世纪铁矿的广泛开采，是古希腊城邦繁荣兴
16、盛的一个重要标志。 古希腊人在制作金银饰物方面有精湛的技艺。希腊本土有不少银矿，在城邦繁荣时期大量开采。到由于银矿开采殆尽，也是雅典衰微的原因之一。 3、其他手工业的发展 古希腊的城市大多都是手工业的中心，其中以雅典最为著名。这里除冶金以外，还有制陶、制革、榨油、酿酒、造船等古希腊主要的手工业行业。大约在公元前2000年，克里特岛已经能大量制作各色精美的彩绘陶器。由于对外贸易的发展，公元前5世纪古希腊已有一支很大的商船队。,4、建筑技术,英国考古学家1900年在克里特岛上发掘出富丽的米诺斯王宫。,米诺斯王宫壮观雄伟，真实地反映出4000年前爱琴海文明的鼎盛情景。其曲折的廊道、千门万户令人目不暇接；而大殿、神坛、作坊、武器库、地窑等建筑，更是样样俱全。,4、建筑技术,主要以石料为建筑材料，善于运用门廊。最著名的是建于公元前五世纪的雅典卫城。其主要的建筑物是帕特农神庙。 如果说雅典是古希腊文化中心的话，那么卫城便是雅典的艺术宝库。帕特侬神庙是为雅典城邦守护神雅典娜而建的祭殿。这座精美的建筑物被认为是古希腊全盛时期建筑的代表作。,4、建筑技术,宙斯神像世界古代七
