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1、世界科技文化史世界科技文化史一、解释概念一、解释概念 1. .毕达哥拉斯主义毕达哥拉斯主义 古希腊毕达哥拉斯学派信奉的思想。在毕达哥拉斯的带动下，他组织了一个政治、宗教、数学合一的秘密团体，并取得了哲学、数学和天文学的成就。在数学方面，他们发现了毕达哥拉斯定理，并且给出了最早的证明。在哲学方面，毕达哥拉斯学派相信，数是世界的本原，并试图用数来解释一切。在天文学方面，毕达哥拉斯学派认为，地球是球形。在他们看来，球形是最完美的宇宙立体图形，圆形是最完美的平面图形。由毕达哥拉斯和柏拉图奠定基础的这种数学唯物主义思想经过中世纪基督教思想家的改造而被赋予了神学内容。 2. .数学和谐性假说数学和谐性假说
2、 在古希腊哲学的各大学派中最先把数学不仅看作知识、而且当成研究自然的方法的，首推毕达哥拉斯学派。毕达哥拉斯从“数是万物本原”的自然观出发，不仅认为和谐的几何图形与数有密切关系，而且认为音乐的和谐也与数密切相关；他甚至猜想“全宇宙也是一个数，并应是一个乐调”。他提出数的德性应该是完全的、均匀的、和谐的，宇宙间存在数学上的和谐的假说。当然这种“数学和谐性假说”把适合现象的数学关系看作事物何以如此的解释，把主观上自由创造的数学模型强加给自然界，在本体论上是错误的。但是，数学和谐性假说作为希腊文化的理性精神的核心内容的提出，标志着数学理性的萌芽。 3.3.数学理性主义数学理性主义 数学理性主义发端于毕
3、达哥拉斯。他从“数是万物本原”的自然观出发，提出宇宙间存在数 学上的和谐的假说。 柏 拉图继承了毕达哥拉斯主义，认为“理念”可以用数学模型来表征。在这一基础之上，他提出了著名的柏拉图原理。毕达哥拉斯认为数的德性应该是完全的、均匀的、和谐的，宇宙间存在数学上的和谐的假说。这种“数学和谐性假说”作为希腊文化的理性精神的核心内容的提出，标志着数学理性萌芽。柏拉图继承了方法论上的毕达哥拉斯主义倾向。他认为万物的本原是“理念”；人们认识自然的顺序应当是从“理念”开始，到“数 理对象”（即算术数和几何图形），再到“可感觉事物”。他承认理念可以用数学模型来表征，错综复杂的自然现象可用数学上和谐的关系来解释。
4、在这里，“数理对象”不单单是居于普遍理念和个别事物之间的特殊层次上，而且重要的问题在于，它还是联结理念和可感觉事物的中介。换句话说，数学在主体认识客体的活动过程中，始终起着工具的、方法的作用。 4.4.柏拉图原理柏拉图原理柏拉图把毕达哥拉斯关于日、月、行星的均匀圆周运动的假说，扩展为所有天体的运动模式。尽管当时的天文观测已发现部分星体表观运动的不规则性，但柏拉图仍坚信天体作为神圣不变的永恒存在，其运动必定遵循均匀（匀速度）而有序（正圆形轨道）的原则。这就是天文学史上著名的“柏拉图原理”。这条原则作为数理天文学萌芽的标志直至近代还指导着天文学的发展。5.“5.“拯救现象拯救现象”理论理论 在古希
5、腊时期，天体代表着永恒的神圣的不变的存在它们必然是沿着最完美的圆形轨道绕地球作匀速运动。但人们在实际的观测中却发现了行星表观上的不规则运动。如何解释这种现象，使得行星运动也成为匀速圆周运动的组合，这就是拯救现象运动。在柏拉图的数学方法和理论的影响下，欧多克斯和亚里士多德先后提出了 27 个天球和55 个天球的同心球体系；而后，阿波罗尼乌斯和希帕克斯又分别提出本轮均轮概念和偏心圆概念；最后到罗马时期，托勒密集前人之大成，在至大论中完成了天文学史上第一个完整的地心体系。他用了近80 个圆周、设计了偏心圆、本轮、均轮等一系列轨道来再现行星的表观运动，并预告行星的位置。准确率相.当高，偏差在很长时间内
6、未超过2 度。可以说，该体系基本上用圆形匀速运动说明了行星表观上的不规则运动，实现了拯救现象的目的。 6.6.本轮本轮均轮体系均轮体系 为了使地心说也能解释行星亮度的变化用匀速圆周运动说明行星表观上的不规则运动，公元前3 世纪，丕嘉的阿波洛尼乌斯 (Appollonius of Perga，公元前247?前205?)提出了均轮、本轮的概念，认为所有的天体都沿着本轮作匀速圆周运动本轮的中心又沿着均轮作匀速圆周运动地球则处在均轮的中心。也就是说，一行星P 在中心为S 的圆周上作匀速运动，而S 本身则在以地球E 为中心的圆周上作匀速运动。P 所沿的小圆叫本轮(或周转圆)，S 所沿的大圆叫均轮(或从圆
7、)。本轮均轮系统到公元2 世纪的托勒密时发展到完备的程度。他在其巨著天文学大成中用本轮均轮偏心轮等大轮等一系列圆周运动对每个天体找出一种组合用以预告它的位置。这个预告与实际相差在很长时间内未超过2 度这是本轮均轮系统之所以能沿用1400 年多的认识论原因。另外还可以举出两条社会原因一是与一般人的常识相吻合二是不违背亚里士多德物理学和宗教教义。 7 7 、PtolemyPtolemy 的地心说的地心说 托勒密把宇宙描绘成以地球为中心的八重天球，它们由里层向外层逐次排列的顺序为：月球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星天、恒星天。他用了近80 个圆周来解释天体的表面运动，数学严密、论证
8、完整。托勒密为了描述星体运行，设计了很多实际上不存在的运行轨道，包括偏心圆、本轮、均轮；目的就是解决数学与观测的矛盾，对每个天体找出一种组合用以预告它的位置。这个预告与实际相差在很长时间内未超过2 度这是本轮均轮系统之所以能沿用1400 年多的认识论原因。另外还可以举出两条社会原因一是与一般人的常识相吻合二是不违背亚里士多德物理学和宗教教义。同时，他还观察了不少新现象，如月球运行中的二均差等。而且他编制了包括1 023 个恒星的星表。因此我们说，这个体系的提出是个伟大的科学成就。 8.亚里士多德五元素说 亚里士多德在恩培多克勒四元素说的基础上提出了五元素说，即火、水、土、气加上第五元素以太组成
9、万物。前四种元素组成地球上的物质（即月下世界），它们各有自己的天然位置，重的在下面，轻的在上面，各种运动都是由于它们力图恢复自己的天然位置而引起的。至于第五元素，则组成天上的物质（即月上世界）。月下世界的物质有生有灭，而月上世界的物质则是永恒的，沿着最完美的圆周轨道作匀速运动。他把天上、地下的元素区分开，认为在上的高贵，在下的卑贱。这种元素等级制度的出现，是世俗等级制度强化的反映。 9.希波克拉底体液病理学说 希波克拉底把当时自然哲学中的恩培多克勒四元素说应用到医学中来，提出了“四体液”致病说，认为人体内有四种体液(血液、粘液、黄胆汁、黑胆汁)，疾病就是由于这四种体液比例不协调所致。这是一种辩
10、证的整体观。根据这种整体观，他认为，疾病存在于全身，身体的任何一部分患病都可以引起其他部分的疾病。可见，他是用整体联系的观点，来认识人体的生理、病理过程的。同时，他相信人有自身趋向平衡的能力，所以他属于自然疗法学派。 10.10.飞矢不动飞矢不动这是古希腊学者芝诺提出的运动悖论之一，他认为任何一个东西老呆在一个地方那不叫运动，可是飞动着的箭在任何一个时刻不也是呆在一个地方吗？既然飞矢在任何一个时刻都呆在一个地方，那我们就可以说飞矢不动，因为运动是地方的变动，而在任何一个时刻飞矢的位置并不变化，所以任一时刻的飞矢是不动的，既然任一时刻的飞矢不动，那飞矢当然就是不动的。 11.11.中世纪数学唯理
11、主义中世纪数学唯理主义 由毕达哥拉斯和柏拉图奠定基础的数学理性主义思想，经过中世纪基督教思想家的改造而被赋予了神学内容。尽管基督教把对上帝的信仰看得高于一切，不承认理性的自主性权利，但是，.为了让人们更加信服和崇拜上帝，教父们不得不吸取希腊哲学中关于自然界存在一个普遍的确定的秩序即“理性秩序”的概念，并将它同罗马文化中的“罗马法”概念相结合，从而产生基督教的“自然法”概念，即至高无上的上帝是自然的创造者和立法者，宇宙万物均须服从上帝的自然之法。于是原先纯属信仰和迷信观念的上帝创世说被注入了某种理性的成分。随着基督教内部新柏拉图主义的兴起，自然法概念被具体化为一种具有神学内容的数学理性主义自然观
12、。 这种自然观大意是：自然界是上帝按照理性的秩序(其中包括数学模型)而构造起来的。由于上帝不仅创造了人而且将理性给予人，因此人的理性可以从数学的角度认识自然。既然世界的合理性被具体化为世界的合乎数学原理性，那么数学就成了人类认识造物主的伟大杰作、认识自然秩序的必要途径。正因为如此，数学以及逻辑在中世纪神学教育中始终被摆在重要的位置。 1212 、文艺复兴、文艺复兴 所谓文艺复兴，并不是要复活后中世纪被宗教化的古希腊学说，而是借“复兴”古代希腊文学艺术之名“复活”即再现在古代希腊自由天地中生存过的人。这次以复兴古代文化为旗号的反对经院哲学和宗教神学的资产阶级思想文化运动，其中心的思想主张是人文主
13、义，即资产阶级人道主义与人性论。它用以人为中心的资产阶级思想来反对和取代以神为中心的封建阶级意识形态。人文主义主张保护个人权利和人格，提倡解放人的精神力量，并提倡创立符合现代生活要求的哲学、文化和科学，它把人们的兴趣从天国拉回到“尘世”，从对来世的企盼转向对今生现实幸福的追求；与此相关，使学者们从“一个针尖上可以站多少个天使”之类的繁琐哲学式的争论而转向对现实世界（首先是自然界）的认识和改造。人道主义提倡关怀人、尊重人、以人为中心的世界观，它的核心是提倡人的个性解放。这种世界观认为人世间的幸福高于一切，它反对宗教的禁欲主义。 13.13.奥卡姆剃刀奥卡姆剃刀 在反对实在论的论战中威廉提出了著名
14、的“思维经济原则”即“奥卡姆剃刀”。正统经院哲学家依据实在论的观点提出了无数的“实体形式”“本质”“隐秘的质”之类的东西把它们加于事物的一切现象之上以为这就是对事物的“科学的”解释。而威廉则认为所有这类东西都是无用的赘物妨碍人们正确地认识事物因而必须统统抛弃用“经济原则”这把“剃刀”把它们剃掉。他所谓的经济原则就是“如无必要勿增实体”。 14.14.排除排除- -归纳法归纳法 培根在他的经验主义认识论的基础上，首创了科学中的排除归纳法。他提出的排除归纳法的基本思路是：通过实验观察获得有关某类现象的一切事实知识，其中包括对该类现象的肯定事例、否定事例和该类现象所具物理性质的程度不同的表现；然后将
15、全部势力编制成肯定事例表、否定事例表和程度表（即比较表）；借助逐步归纳和排除法，从事例中抽象出最低层次的公理（假说）；应用同样方法从低层次的公理（假说）中构造出较高层次的公理（假说），直至最终达到普遍性程度最高的公理（即“形式”）。其中最重要的方法是逐步归纳和排除法。15.15.血液循环理论血液循环理论 哈维在塞尔维特提出的“肺循环”理论的基础上，通过严格的科学实验，提出了“体循环”理论，从而建立了完整而正确的血液循环途径的理论。其主要内容为：血液从心脏的左心室出发，沿主动脉、动脉、小动脉到全身的毛细血管进行物质交换，再循着静脉、大静脉、腔静脉回到右心房而入右心室；接着再从右心室沿肺动脉进入肺
16、，然后经过肺静脉，流入左心房，并且进一步又流入左心室。当然，他没有能够说明在肺部血液是怎样从肺动脉流向肺静脉的。这个过程可表示为：左心室主动脉动脉小动脉全身的毛细血管静脉大静脉腔静脉右心房右心室肺动脉肺肺静脉左心房左心室。此外，他还提出血液运动的动力在于心肌的收缩，心脏起到推动血液流动的机械作用，从而指出了血液循环的真正动力。并且通过精确的数学计算，指出心脏一个小时挤出的血量相当于3 个成年人的总血量，因此血液必须是循环的。 1616实验数学方法实验数学方法 在近代科学中第一个把数学方法和实验方法有机的结合起来的是伽利略。他所提出的实验数学方法的基本思想是：针对一个科学问题，必须要以定量实验的观测结果作为出发点和判定理论真伪的标准，同时要运用数学抽象来描述关于客体的各种基本概念和基本关系，即用数学模型来表征物理实在及其运动规律。这种方法突出的表现在他的力学研究中。正如英国著名科学史家亚沃尔夫指出：“伽利略对于落体定律、摆和抛射体运动的研究，揭示了
