自然科学简史(1)

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1、自然科学简史,主讲：李建国 机械工程学院,教师联系方式：,李建国 21201：60272382手机：13612074166Email: ,课程安排 讲 课：117周； 考 核：18周，论文教 材：自然科学史十二讲，卢晓江主编，中国轻工业出版社,科学知道：scio拉丁文:scientia 知识： science, n. (=knowledge,n. 14世纪) science (复), n. 17世纪（科学革命）分科之学，19世纪，scientist,休厄尔 William Whewell (1794-1866),由于我们不能对物理学的研究者（a cultivator of physics）使用

2、physician一词，因此，我便称其为physicist。同样，我们非常需要一个一般性的名词来表述科学的研究者（a cultivator of science），于是，我便想将其称为scientist。,科学史是自然科学与人文学科之间的桥梁，它能够帮助学生获得自然科学的整体形象、人性的形象，从而全面的理解科学、理解科学与人文的关系乔治萨顿,乔治萨顿和他的女儿梅,爱西斯,俄赛里斯,科学史的意义,1、为科学服务,2、为现实服务,3、为素质教育服务,4、为学术而学术,科学史学科发展的一些重要标志：,1892年法国任命了第一位科学史教授1900年第一届国际科学史大会在巴黎举行1912年萨顿（Sart

3、on, 1884-1956）创办科学史杂志1923年 伦敦大学创设了科学史和科学方法系1924年美国成立了科学史学会1929年国际 科学史学会成立40年代哈佛大学授予第一个科学史博士学位,1940年柯瓦雷出版了“伽利略研究” 提出“概念分析法”50年代萨顿科学史终身成奖设立目前著名的大学几乎都有科学史机构和研究生50年代中国成立了“自然科学史研究室”有重要的科学史杂志数十种每年发表的科学史书籍或论文数千部（篇）,科学史学科发展的一些重要标志：,招收科学史专业研究生的学校,重大事件：基本线索 主要人物：重点对象 时间年表：把握坐标 思想方法：核心所在,科学史： 分科史、分代史、分国史、通史,读史

4、使人明智 培根,了解科学发展 认识科学本质树立科学理念培养科学精神掌握科学方法,让我们从历史中探询今天科学发展的脚步。让我们站在现实的角度体味着历史的进程。,石器的打制和磨制：旧石器时期：尖状器、削制器和砍砸器三种类型的打制石器。新石器时期：石器穿孔、石犁、石镰、石臼等磨制石器。 弓箭的发明：旧石器晚期（一万四千年前） 原始农业技术：大约一万年前出现在西亚。使人类定居成为可能。也为畜牧业的出现创造了条件。 人工取火：自然取火，摩擦取火 陶器的发明：（8-9千年前）,原始技术的出现,一. 东方四大古老文明,美索不达米亚（巴比伦）(幼发拉底河，底格里斯河) 埃及 （尼罗河） 印度 （印度河，恒河）

5、 中国 （黄河，长江）,农业,粮食作物和蔬菜的种植 （大麦、小麦、稻、棉花）水利工程动物的驯化与饲养畜耕的发明与运用金属犁具的使用施肥，精耕细作 时令的掌握与运用（二十四节气、物候）,天文（历法）,自然界的周期现象的认识（农业生产的需要）天 日出日落 月 月缺月圆 年 春夏秋冬 太阳历（埃及）： 尼罗河泛滥的开始为一年的第一天 阴历历法（巴比伦)： 一年354天 （12个月，大月30天，小月29天） 古印度历法,数 学,10进位(埃及)，十进位计数法（但不懂位值制）分数算法（埃及）几何：圆、矩形、三角形、梯形面积算（埃及）60进位（巴比伦）一元二次方程解法（巴比伦、印度）零的概念及符号（印度）

6、负数、无理数（印度）圆周率（3.1416）（印度）记数符号长度计量,医学,尸体保存（埃及）人体解剖（埃及）催吐、利尿、发汗、下泄的方法的使用（埃及）疾病的诊断与治疗（埃及、印度）植物、矿物药物的使用（印度）外科手术及整容（印度）医学学校和专职医生（印度，公元前400-500年）建立了最早的医学法律（巴比伦）,文字,中国的甲骨文苏美尔人的楔形文字腓基尼人的拼音字母书写体系发明于公元前13世纪。 这是他们的最大贡献。埃及人的图形文字,复合象形文字圣书体（碑文）僧侣体（经文）大众体（记账、书信）埃及的纸草（papyrus）苏美尔人的泥板,冶金、建筑,苏美尔人的冶铁技术铜锡合金（青铜） 巴比伦的塔楼和

7、城墙六千年前，美索不达米亚人做出了世界上第一个轮子。 埃及的金字塔 城市规划（印度）,中国的古代文明,中国的特殊地理环境 北面是寒冷的西伯利亚荒原 东面南面是大海 西部是高山和沙漠、戈壁 西南是喜马拉雅山,沧海和高山大漠形成了一个相对封闭的地理环境。中国人的祖先在这个环境中独自创造了辉煌的文明。,中国古代科学技术形成期 （公元前21世纪至公元581年，夏、商、周、秦、汉、三国、魏晋、南北朝）夏、商、周 （公元前21世纪至公元前221年）秦、汉 （公元前221年至公元220年）三国、魏晋、南北朝 （公元220年至公元581）,中国古老科技成就,农、医、天、算 四大核心学科水利工程（芍陂、都江堰、

8、郑国渠） 中医（中药）体系望、闻、问、切，针、按、汤、烫（黄帝内经）丝织技术（丝绸）天文学造纸术的发明、火药与炼丹术 、指南针 墨家的著作墨子 扁鹊、蔡伦、张衡、刘徽、祖冲之、 张仲景,中国古老科技发展的特点,中国古代科技成就在一个相当长的历史时期内一直居于世界领先地位，中国对世界文明作出了杰出的贡献 。但在近代中国的科技却落后了，这是值得深思的一个问题，也是我们必须面对的一个问题。,自成体系，相对独立宗教意识淡薄，实用性、经验性官办科技居多天朝大国思想和闭关自守政策,四大文明古国科学技术的特点,研究广泛，但内容零散。 具有较强的应用性，但缺乏理性总结提高。 带有浓厚的迷信、宗教色彩。 缺乏完

9、整、系统的记录。,END,太阳历：古代埃及人创造了世界上最早的太阳历，把一年分为12个月，每月30天，年终再加5天，为年终祭祀日。全年共计365天，和回归年相差约0.25天。这种历法几经修改，成为今天世界上绝大多数国家采用的历法。,太阴历西亚两河流域的人们，通过观察月亮圆缺变化的规律，编制了太阴历。我们仍在使用的七天一星期的制度，也源于古代西亚。,古代印度历法：古代印度人把一年分为12个月，每月30天，每隔5年加一个闰月。,苏美尔人按照月亮的盈亏把一 年分为12个月，共354天，同时设闰月调整阴历阳历之间的差别。到公元前7世纪，又形成了7天一星期的制度，每天各有一位星神“值勤” ，并以他命名这

10、一天，其顺序是： 星期日（太阳神） 星期一（月神） 星期二（火星神）星期三（水星神） 星期四（木星神） 星期五（金星神）星期六（土星神）,黄道十二宫,为了占星的需要，巴比伦人特别注意几颗明亮的行星动态，他们把星空上的显著亮星，用想象的虚线连结起来，描绘出各种动物和人的形象，形成最早的白羊，金牛，双子，巨蟹，狮子，室女，天秤，天蝎，人马，摩羯，宝瓶和双鱼这12个星座。后来就成了著名的黄道十二宫了。这就是现代星座的来历。,巴比伦的楔形计数码,美索不达米亚人还掌握了另外一些简便的数字计算方法。在靠近幼发拉底河岸的古代庙宇图书馆遗址里，曾发掘出大量的粘土板。有不少粘土板上刻着乘法表和加法表，还有一些刻

11、着平方表。他们用简单的平方表，就能很快算出任何两数相乘的积。现在，我们来看他们是怎样算96102的： 第一步，(102+96)299； 第二步，(102-96)23； 第三步，查平方表，知99的平方是9801； 第四步，查平方表，知3的平方是9； 第五步，9801-9979296102。,利用平方表做乘法没有算盘方便，所以它不像算盘那样流传广，时间长。,楔形文字九九表,公元前2100年左右，美索不达米亚人已有了乘法表。,巴比伦楔形文字,楔形文字是苏美尔人在公元前3500年发明的一种文字，至公元前2800年基本成形。这种文字一般写在泥板、砖上，笔划呈楔形，故此得名。,用楔形文字在泥板上记录的二次

12、方程求根解法,埃及富人因为迷信将死者遗体永久保存，约自公元前3000年左右开始实行尸体干化法，用香料药品涂抹尸体制成“木乃伊”。这对于人体构造的认识有很大的帮助，而且成为现代研究古代病理学的宝贵材料。,根据史料记载，印度古代的外科很发达，大约至迟在公元四世纪时就能做断肢术、眼科手术、鼻的形成术、胎足倒转术、剖腹产术等；印度人除应用植物药外，还采用动物药和矿物药。由于毒蛇多，印度还有专门治蛇咬的医生。印度医学认为健康是机体的三种原质气、粘液、胆汁正常配合的结果。以后希腊医学的“四体液说“影响了印度，使原有的三体液说增加了血液，成为“四大“学说。,汉谟拉比（前1948前1905）法典第215条：

13、如果医生做一项较大的手术或治疗眼病时，他应能收到10枚银币。 如果病人是一个自由人，他应付5枚银币，如果是个奴隶，他的主人应代付2枚银币。 如果病人因为手术死亡或失明，那么医生的双手就会被砍掉。,“ 汉谟拉比法典 ” 是世界上所 发现的最早的成文的法律条文，同时，它还是古代巴比伦艺术的代表，尤其因为古巴比伦王国流传下来的艺术品十分罕见，所以这个石碑就更加显得格外珍贵。,石碑的雕刻精细，表面高度磨光。石碑上刻满了楔形文字，全文280 条，对刑事、民事、贸易、婚姻、继承、审判制度等都作了详细的规定。法典的上部是巴比伦人的太阳神沙玛什向汉谟拉比国王授予法典的浮雕。太阳神形体高大，胡须编成整齐的须辫，

14、头戴螺旋型宝冠，右肩袒露，身披长袍，正襟危坐，正在授予汉谟拉比象征权利的魔标和魔环；汉谟拉比头戴传统的王冠，神情肃穆，举手宣誓。太阳神的宝座很象古巴比伦的塔寺，表示上面所坐的是最高的神。整个浮雕画面庄严而稳重，表现了“君权神授”的观点。这种把国家典律和艺术结合起来的形式，后来成为古代纪功碑的一种范例。,汉谟拉比法典浮雕 约创作于公元前1792年1750年，高约71厘米，石碑全长 213 厘米，现收藏于巴黎卢浮宫。汉谟拉比是古巴比伦一位君主，他制订了一种 “ 公平的法律 ”， 并推广到全国各地， “ 汉谟拉比法典” 就是当时刻写这个“法律”的石碑。,哈夫拉（胡夫之子）的金字塔（斯芬克斯）,胡夫金

15、字塔,狮身人面像石雕，高约20米，长57米，约创作于公元前2500年，现位于埃及吉萨。,胡夫金字塔原高米，经过几千年来的风吹雨打，顶端已经剥蚀了将近 米。但在年巴黎建筑起埃菲尔铁塔以前，它一直是世界上最高的建筑物。这座金 字塔的底面呈正方形，每边长多米，绕金字塔一周，差不多要走一公里的路程。,埃及僧侣体,埃及的纸草,苏美尔人的泥板,在埃及，主要的长度单位是腕尺，它是自肘到中指尖的长度。小一些的单位有：掌尺，它等于七分之一腕尺；指尺，它等于四分之一掌尺。,在古巴比伦，长度单位是“指”，等于 1.65 厘米或2/3英寸左右；一尺等于20指；一腕等于30指；一竿等于12腕，测量用的单位绳等于 120 腕；一里等于180绳。,算筹是中国古代的主要计算工具，它具有简单、形象、具体等优点，但也存在布筹占用面积大，运筹速度加快时容易摆弄不正而造成错误等缺点。,在计算中，用不同颜色（或不同形状）的算筹表示正负数。,纵式：,横式：,表示一个数时，从左到右排列，纵横相间。个、百、万位用纵式，十、千、十万位用横式。例如，1985表示为：,如遇零时则用空位表示。如8021表示为：,都江堰：位于四川灌县，建于公元前256年。时任秦蜀郡守的李冰率百姓所建。将岷江分为内江和外江两股，外江为正流，内江为人工渠道。,