第二章科学理性精神的萌芽

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1、第二章 科学理性精神的萌芽古希腊科技划分公元前7世纪前4世纪：雅典时期：早期自然哲学、黄金时代公元前4世纪前31年：希腊化时期（亚历山大利亚学派时期）公元前31年公元476年：罗马时期独具特色的理性自然观最早形成于希腊民族， 而这正是科学精神的基本因素以及科学产生 的最重要前提。希腊文化、特别是希腊哲学中的理性精 神与传统的形成，有一个历史过程。以 3个伟大人物为主要代表：毕达哥拉斯 、亚里士多德、阿基米德。雅典时期产 生的数学理性、逻辑理性和实验理性的 萌芽分别为科学知识的精确性、条理性 和可靠性提供了保证。第一节 “自然”的发明与理性批判活动一、“自然”的发明 泰勒斯认为世界万物的本原是“

2、水”。 阿那克西曼德认为万物的本原是“未规定的物质”。 阿那克西米尼认为万物的本原是 “气”。 赫拉克利特认为组成世界的基本元素是“火”。 恩培多克勒提出关于水、火、土、气的“四根说”。评价： 早期的自然哲学家都致力于探索世界的本 原问题。 多数哲学家都是以直观观察为依据。 古代自然哲学的天才猜测从总体上讲是正 确的，一旦具体到细节，往往成为错误的、 荒谬的。二、古代原子论古代原子论是欧洲最早、最完备、也最接近于近 代自然科学的物质结构哲学猜测。它在希腊罗马 时期经历了三个发展阶段，学说的代表人物分别 是：德谟克利特、伊壁鸠鲁、卢克莱修。1、德谟克利特提出了原子论，认为宇宙的本原 是原子与虚空

3、。 2、伊壁鸠鲁对德谟克利特的原子论进行了修正 和补充。他指出，原子除了垂直运动以外，也可 以偏斜运动。 3、卢克莱修的物性论达到古代原子论哲学的 顶峰。他以大量的日常论据和经验事实为基础， 通过论证原子论的基本观点详细描述了生物进化 和文明起源的过程。三、理性批判与辩论活动希腊哲学家苏格拉底将理性批判方法自觉地运用 到平时的辩论活动中，由此发展出助产术与讽刺 术。苏格拉底在教学生获得某种概念时，不是把 这种概念直接告诉学生，而是引导学生思考，自 己得出正确的结论。这种 共同研讨的方法对现代 教育也不无启发。由讽刺术与助产术演变而来的辩证法日 渐成熟，并得到广泛应用，表征着希腊 思想的繁荣和学

4、术交流的高峰，由此形 成的自由辩论氛围成为科学和哲学思想 发展的重要条件。第二节 理性精神的萌芽 一、数学理性的萌芽（一）毕达哥拉斯其人 毕达哥拉斯是希腊数学、自然哲学家、 天文学家。 1、毕达哥拉斯定理与“百牛大祭” 2、进化论思想的萌芽。 3、关于“中央火”的思想。（二）主要观点 数是一切事物的本质，宇宙中万事万物的 结构、组织，都是由数和数的和谐关系所 决定的。评价：他把世界的本质归结为数，表明用 理性来说明世界，不能简单地认为是唯心 主义观点。（三）万物皆数观点的现实依据 1、他从经验中考察到，谐音与数有关系。 2、他的“数为万物本质”思想的又一依据，被认为 从几何图形中得来的。 3、

5、他认为天体的运行与数有关系。所有天体与 “中央火”的距离均为正整数比。（四）数学和谐性假说 1、数学和谐性假说的提出 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以及音乐与数密切相关；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。这就是“数学和 谐性假说”。该假说的提出， 标志着数学理性的萌 芽。2、数学理性 所谓数学理性，就是利用数学模型的方法 寻求对于自然界事物的本质和运动规律的 理性把握。 作为数学理性萌芽的“数学和谐性假说”存 在本论方面的错误；如果把认识顺序颠倒 过来，“数学和谐

6、性假说”则具有重要的方 法论的价值。3、“数学和谐性假说”的科学史价值 （1）科学史上关于宇宙万物的和谐性和秩序性 的第一个假设。 （2）在他看来，自然的和谐就是数的和谐，自然 秩序就是数的秩序。作为一种方法论的信念，促 使后世科学家为自觉发现自然现象的数量关系， 用对自然规律的定量描述代替定性描述而不懈 努力。4、“数学和谐性假说”的应用 柏拉图集成了科学方法论的毕达哥拉斯主义倾向， 认为万物本原是“理念”，提出了著名的“柏拉图原 理”：天体是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”。柏拉图还奠定了希腊数理天文学中

7、的数 学传统，这就是柏拉图的“拯救现象”传 统，即构造巧妙的数学模型，使天体看 似混乱的表观运动（即现象）得到拯救 。后来，罗马时期的托勒密直接继承了这 个传统，构建了科学史上第一个完整的 数学化的地心体系。二、逻辑理性的萌芽 （一）亚里士多德其人 古代天文学家、物理学家、气象学家、动物学家、 心理学家，自然哲学家和逻辑学家。梅森说：“他是最后提出一个整个世界体系的人， 而且是第一个从事广泛经验考察的人。” 亚里士多德是一个从自然哲学体系到重视经验观 察的转折性的人物。他建立的学术组织，叫做吕克昂（学 园）学派。他主张学术到大自然中去 学习，显然，区别于柏拉图的阿克底 米（学院）式的传统。他的

8、学派被戏称为“逍遥学派”（二）亚里士多德的科学贡献 1、五元素说：在恩培多克勒四元素说基础上 提出：自然界由火、水、土、气（构成月下世 界）和第五元素以太（构成月上世界）组成。 2、生物学：编写了不朽的著作动物志，曾 解剖过50多种动物，把540种动物进行了分类。 提出了“三级灵魂”学说。 3、物理学：首次对运动和速度做出了表述； 提出“落体运动法则”。他的物理思想一直影响 到中世纪乃至近代。三、逻辑理性的提出 1、亚里士多德的逻辑思想 亚里士多德是形式逻辑创始人，逻辑理性萌 芽的奠基人。 （1）关于科学研究程序的思想，即他著名 的归纳-演绎法：观察 原理：归纳；原理 观察：演绎。（2）科学理

9、论结构的思想关于“科学史演绎 系统”的思想。他认为，科学的目的就在于说明自 然现象和低层次定律的原因；就是试图用普遍性 程度较高的定律来解释普遍性程度较低的定律、 直至经验观察结果。亚里士多德“科学史演绎系统”的理想包括三个方 面（1）公理与定理有演绎关系；（2）公理本身 是不证自明的真理；（3）定理与观察结果相一致。2、逻辑理性 所谓“逻辑理性” ，就是运用形式逻辑方法（特别 是演绎推理方法）以提供自然现象何以如此以及 理论结构内部逻辑关系的理性解释。3、逻辑理性的应用 关于科学是演绎体系的理想，在后来欧氏几何学 与阿基米德静力学中部分得到了体现，并在近代 科学中得到补充和发展。 欧几里得是

10、古希腊第一次把几何学系统化的里程 碑式的人物。他的几何原本人人皆知，是西 方文化重要基石。几何原本在科学史上的地位 正如丹皮尔所说，同希腊思想的其他成果相比， “这本著作标志着知识的进步方面一个永久性的 第一步。”丹皮尔甚至把它看成与近代实验科学 具有同等重要的地位。几何原本影响深远 （1） 几何原本创造了高深严格的 论证和叙述的方法。牛顿的自然哲学 的数学原理受几何原本方法影响 很深。 （2）19世纪欧洲有些国家原封不动地 直接用几何原本作为数学教本。三、实验理性的萌芽 （一）阿基米德其人 科学史上一位光辉的人物，他集科学家和工程师 双重身份于一身，把观察、实验方法和数学方法 结合在一起。（

11、二）阿基米德重要成就 1、把观察、实验、推理和数学方法结合 起来，奠定了静力学的基础。 2、发明了一系列机械装置和仪器。螺旋 提水器、行星仪、滑车装置、投石器、 聚光镜。 3、阿基米德还是数学 分析的先驱，其穷竭法 是近代微积分思想的先 驱。（三）实验理性 针对一个问题，首先提出假说，接着用演绎方法推出 结论，然后用实验和观察方法加以检验，这就是实验 理性的实质。 阿基米德是西方实验理性萌芽的代表人物。后来，伽 利略的“实验-数学方法”则是对阿基米德实验理性精神 的发展。（四）评价 阿基米德是“古代第一位，也是最伟大的一位近代型物 理学家” （丹皮尔科学史 ） 文艺复兴时代的达芬奇为了搜集阿基

12、米德的著作抄本， 简直比什么都热切，足见阿基米德的方法是多么接近 于近代的风格。整个雅典和希腊化时期，杰出的自然哲学家已开 始摆脱原始宗教和巫术的束缚，用理性的自然观 来研究自然。在长期的积淀后，先后产生了数学 理性、逻辑理性和实验理性的萌芽。 数学理性、逻辑理性和实验理性共同构成了科学 中的工具理性，它们分别为科学知识的精确性、 条理性和可靠性（实证性）提供保证。这种作为 希腊文化精髓的理性精神，在人类思想史特别是 科技文化史的发展中，经过了漫长的孕育、发展 与成熟，绽放出了绚烂的近代科学之花。第三节 医学和天文学理论体系的建立 一、希波克拉底医派 希波克拉底是希腊医学鼻祖，其医学思想和成就

13、： （1）注重临床观察和解剖实验，“希波克拉底脸”。 （2）朴素唯物主义和朴素辩证法思想 “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 就是这四种体液比例不协 调所致，这是一种辩证的整体观。 （3）十分讲求医德，是医学伦理 学奠基人。希波克拉底誓言二、盖伦 盖伦是继希波克拉底之后的古代医学理论家 1、在实验生理学研究方面：进行人体解剖，发现 了许多新事实，考察了心脏的作用，对脊髓进行 了研究。对泌尿系统做了很多实验。体现了分解 分析方法的萌芽。 2、他集成了希腊医学的传统，并形成了统一的 医学学派。 3、他依据亚里士多德的三级 活力论（生殖灵魂、感觉灵 魂和理

14、性灵魂）和希波克拉 底的四体液说，提出了灵气 论学说。三、托勒密的地心说体系 托勒密是著名的天文学家、地理学家和数学家。 （一）天文学 他总结了古希腊天文学的成就，提出了完整的地 心体系，反映在他的名著天文大全 （或大汇编、至大论）。 1、欧多克斯的同心圆体系 他认为，地球是万物的中心， 太阳、月球和行星都在同心 透明球体中绕地球而运转。 这就是所谓的“同心圆体系”。2、阿波洛尼乌斯的本轮、均轮 本轮、均轮方案是指行星在一个较小的圆周（本 轮）上作匀速运动，它的圆心在一个较大的圆周 （均轮）上绕地球运转。如果行星的速率在本轮 上比在均轮上快，从地球上就会观察到表观的逆 行运动。由于逆行运动只当

15、行星在本轮的内侧时 才发生，这时它离地球最近，所以显得最亮。3、希帕克的偏心圆与本轮-均轮体系 地球E不在均轮的圆心C上，而离圆心C点有一定 的距离，故称偏心圆。4、托勒密的地心体系 托勒密把宇宙描绘成以地球为中心的八重天球， 用了近80个圆周来解释天体的表观运动，数学 严密，论证完整。同时，他还观察了不少新现 象，如月球运行中的二均差。（二）地理学 托勒密还是古代地理学成就的汇总者。希腊地理 学起源的代表荷马的第二部史诗奥赛德； 托勒密的地理学指南宣告希腊地理学的完成。（三）数学 托勒密在对天文学和地理学的研究中，运用并 发展了数学、特别是球面三角学的知识。第四节 技艺的发展与特点一、古希腊

16、手工业的发展 古希腊在一定程度上是与铁器时代同时发展的。 希腊社会生产力增长的一个主要因素就是铁矿 的普遍开采与广泛使用。 希腊哲学家轻视实践，手工技艺是在工匠之间 传播并发展起来的。 梭伦改革之后，出现了一些工艺发明，如水准器、 风箱、提水轮等，但哲学家轻视工艺的情况并未 改变。二、希腊化时期的工程学派这一时期科学已从思辨向实用与经验方面倾斜， 在亚历山大城树立的三层共100多米高的法罗斯 岛灯塔就是一个标志，工程技术的地位已今非 昔比了。 形成了一个以克达 希布斯为首的工程 学派。 亚历山大大帝促进了战 争的机械化，出现了一 批军事机械。三、罗马时代的技术 （一）罗马时代的建筑 罗马建筑在继承希腊建筑的基础上，把世界古代 奴隶制建筑推到了最高峰。（二）罗马时代的供水系统 罗马人使沟渠系统更加完善，具有庞大 供水系统。（三）“条条道路通罗马”罗马公路 系统 All Roads Lead To Roma.（四）农业及其他技术 1、加图的农业志记载了公元前2世纪