科学技术史(科技文化的起源与发展)

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1、第一章：古代科学技术的产生和发展教学目的和要求概略了解原始时代的技术创造和科学知识的起源， 大体把握四大文明古国早期的主要科学技术成就 和欧洲中世纪的科学技术， 重点掌握古希腊的自然哲学和中国封建时代的实用科学技术。 比较中西 方科学技术及其社会环境的异同，认识中国明代中期以后科学技术落后的原因。1. 原始时代的技术创造2. 四大文明古国的科学技术3. 古希腊罗马的科学技术4. 中国封建时代的科学技术5. 欧洲中世纪的科学技术本章要点 第一节：原始时代的科学技术创造一、原始时代的技术创造二、原始技术创造的意义三、原始科学思想的萌芽1.1 制造工具人猿揖别始于工具的制造和使用。 原始社会人类改造

2、自然和认识自然的发展首先表现在工具的演进 方面，原始社会最主要的工具是石的器。 原始人制造工具经历了从打制石器的旧石器时代到磨制石 器的新石器时代的发展。新石器时代1.2 火的使用完成从猿到人转换的另一个标志性的关键步骤是火的使用， 这是人类诞生过程当中所征服和利用的 第一种自然力。 原始人使用火经历了三个时期： 偶然的利用天然火的时期、 有意识地保存天然火种 的时期和能动地人工取火的时期。旧石器时代中期， 早期智人发明了人工取火的方法： 燧石相击生火、 钻木取火。 摩擦生火第一次使 人支配了一种自然力，最终把人从动物界分开。1.3 农业技术与社会分工原始农业经历了从刀耕火种的农业发展到锄耕农

3、业， 原始畜牧业的出现导致人类社会的第一次大分 工。1.4 制陶技术 制陶技术的发展促成了人类社会的第二次大分工。二、原始技术创造的意义 原始技术创造是人类社会得以产生和发展的根本前提， 体现了改造自然和认识自然是同一过程的两 个方面，为人类文明的发展奠定了坚实的基础。三、原始科学思想的萌芽科学起源问题 科学始于何时 ? 何地 ?缺少实物证据，对已有的实物证据也难以正确解释。我们只能推断在很早的 时候，人类就已经观测和记录某些自然现象了。 但是他们是否想解释它们以及怎样解释它们， 我们 不得而知。三、原始科学思想的萌芽通过对自然现象的观测而得出的结论， 形成了原始人世界图景里的重要组成部分。

4、这些结论被包含 在原始部落占统治地位的宗教和哲学教条中，而不是如现代的科学一样是一个独立的思维领域。 人类学研究法： 人类学家在对现代地球上某些偏僻角落找到的原始部落进行研究， 从中得到一些关 于原始人思维活动的暗示， 但我们还须警惕不要轻易相信这些证据， 因为后来证明这些部落中有些 不是原始的，而是退化了的部落思考题1. 原始人有哪些重要的技术创造？2. 怎样看待原始时代科学与技术的起源？3. 原始时代的技术创造在人类发展史上有何重要意义？ 本节主要参考书1. 丹皮尔著科学史科学史第一章（商务印书馆）2. 宋兆麟中国原始社会史 （文物出版社）3. 吴国盛著科学的历程第一章（北京大学出版社）4

5、. 李建珊主编科技文化的起源与发展第一章（南开大学出版社）第二节：四大文明古国的科学技术一、古代两河流域和古埃及的科学技术二、古印度的科学知识三、中国远古时代的科技萌芽（本节着重介绍古代两河流域和古埃及的科学技术， 简略介绍古印度的科学知识和中国远古时代的 科技萌芽）教学目的和要求大体把握四大文明古国早期的主要科学技术成就， 重点了解两河流域的数学、 天文学成就和古埃及 的医学、建筑技术成就，正确认识早期科学与宗教之间的关系。文明古国流域文明尼罗河流域、两河流域印度河流域、黄河流域巴比伦与埃及古代两河流域和古埃及的科学技术一. 古代两河流域和古埃及的科学技术 两河流域和古埃及地区出现了建立在农

6、业基础之上的早期奴隶制社会。1. 信息技术的萌芽文字的发明：公元前3500年左右两河流域的苏美尔人（SumerianS使用一种楔形文字（cuneiform）,写在潮 湿的泥版上，然后晒干，这就是泥版文书。古代两河流域和古埃及的科学技术2. 水利灌溉技术3. 青铜冶炼技术的发明和青铜器的广泛应用 ;铁的发现和早期炼铁技术4. 公元前 2000 年西亚地区率先迎来铁器时代，成为农业文明发展的关键，标志着人类真正进入了 有史的文明时期。5. 建筑技术古埃及人公元前（ 2716）世纪期间建立的金字塔堪称世界建筑奇迹。金字塔的朝向斯芬克斯像面朝正东6. 早期的数学、天文和医学知识6.1 数学古巴比伦人的

7、数学古巴比伦人是首先对数学作出贡献的。发明了数的记法，采用60进制和 10进制。1/2、1/3等分数有专门的记法。在巴比伦人的碑石中发现过乘法表、 平方表和立方表。 在巴比伦人有关土地测量的 基本公式和数量关系中可以找到几何学的开端。 现存的巴比伦楔形泥版文书： 大都是关于经济问题 的，涉及钱币兑换、商品交换、利税计算、粮食分配、遗产划分，等等。挖运河、修堤坝，以及其 他水利工程都需要用到计算。 谷仓和房屋的容积以及田地面积的计算， 使他们接触了初步的几何学 知识。6. 早期的数学、天文和医学知识古埃及的数学与两河流域统治民族频繁更替、 外来文化不断进入的情形相反， 尼罗河流域的古埃及文明是在

8、相对 孤立的状态下形成的。古埃及人在数学上也取得了相当高的成就。 他们用数学来管理国家和教会的事务， 确定付给劳役者 的报酬， 求谷仓的容积和田地的面积， 征收按土地面积算出的地税， 计算建筑物所需的砖数， 计算 酿造一定量啤酒所需的谷物数量出酒率，等等。埃及数学问题 建筑物和金字塔坡度容积的计算；啤酒、面包等的数量分配等，是埃及数学问题的中心问题。 数学纸草书从这些纸草书中可以知道古埃及人的算术、 几何及代数知识。两批纸草书中都含有数学问题和解答。 阿默士纸草书中有 85题。莫斯科纸草书中有 25 题。这些问题很可能是被作为一些典型问题和典型 解法的示范例子而记来的。两批纸草文书的撰写年代在

9、公元前 1700 左右，但其中所含的数学是埃 及人早在公元前 3500 年就已经知道。从那时起直到希腊人征服他们以前，他们几乎没有增加什么 新的知识。6.2 天文学6.2.1 两河流域（巴比伦）的天文学：1. 亚述人（ Assyrians） :公元前 700 年左右，对天象的数学描述、系统的记录。2. 公元前的最末三个世纪里，即所谓的塞琉古时期（Seleucid period）:两类天文泥主版文书：1）星历表文书，给出天体在不同时刻所在的位置；2）程式文书，说明怎样计算星历表。6.2.1 巴比伦天文学3. 记录日、月食发生的时间和位置4. 回归年的长度: 12+22/60+8/602个月5.

10、月的定义:从新月出现到下次新月出现之间的间隔6. 黄道十二宫的全部名称在公元前 419 的一份文件中首次出现。 黄道十二宫6.2.2 古埃及天文学1. 带有他们鲜明的地方特色。2. 尼罗河是埃及人的生命源泉。3. 一年的开始:每年当天狼星和太阳一起从东方升起时，尼罗河就开始泛滥4. 两次天狼星偕日升的时间间隔大约为 365.25天，以 365 天为一年。一年十二个月，每月 30天， 年末外加 5 天。5. 因为埃及人没有每隔四年闰一天。历法的岁首慢慢落后于季节，经过1460 年后，岁首和季节的对应关系又恢复如初。这个周期叫做索特周期（Sothic cycle），因为埃及人称天狼星为索特。De

11、ndera木申庙中的天文屋顶1. 内圈有黄道星座，间杂着行星。2. 外圈（靠近支撑天球的众女神之手）是 36旬星（decanS）,它们可能既是参与神圣仪典的神祗， 同时又是夜间时刻的指示者古巴比伦人知道了很多疾病， 如不同种类的发热、 中风和瘟疫； 一些泥板书上还描述了眼、 耳、皮 肤和心脏的疾病， 以及风湿和性病。 古巴比伦医学是宗教巫师的特权， 他们向天神负责； 普通医生 对他们所做的手术成功与否负责。6.3医学巴比伦外科手术工具，约制于公元前 2300 年。汉谟拉比（前 1948前 1905）法典第 古埃及医学主要通过三种纸草书获得了解:The Edwin Smith Papyrus、T

12、he Ebers Papyrus、KahunGynecological Papyrus6. 早期的数学、天文和医学知识古埃及人的十进制计数法、 两河流域的占星术成为天文知识的一个来源、 医巫分化， 这些大都与祭 司的巫术活动有关，表明人类早期的自然知识往往与宗教迷信活动扰在一起。二、古印度的科学知识1. 数学:十进制位值法技术、零的符号、三角学的应用和最早的三角函数表2. 古印度的炼丹术三、中国远古时代的科技萌芽1. 自然知识:远古时代的先祖在动植物学、天文学和医药学等领域积累了丰富知识。2. 技术创造:中国原始社会晚期的制陶工艺已掌握了氧化焰、还原焰和渗透法等不同的化学方 法思考题1. 两河

13、流域的天文学和数学取得了哪些重要成就？2. 古埃及在医学和建筑技术方面作出了哪些具有深远影响的成就？3. 如何看待文明初期科学与宗教的关系？本节主要参考书1. 丹皮尔著科学史科学史第二、三章（商务印书馆）2. 茅左本我们祖先的创造发明 （上海人民出版社）3. 吴国盛著科学的历程第二、三章（北京大学出版社）4. 王玉仓科学技术史第二、十二章（中国人民大学出版社）第三节：古希腊罗马的科学技术一、古希腊的自然哲学二、古希腊的科学知识三、古罗马科学技术四、关于古希腊科学技术的几点结论 教学目的和要求1. 了解古希腊科学发端的社会背景及其与四大文明古国科学社会背景的差异；2. 重点掌握雅典时期的自然哲学

14、成就及其自然观意义；3. 着重理解希腊化时期数理自然知识成就及其方法论意义。希腊文明的发祥地 古希腊的自然哲学1. 米利都学派2. 毕达哥拉斯学派3. 原子论思想4. 亚里士多德主义1. 米利都学派 泰勒斯关于世界万物本原是“水”的主张 泰勒斯（Thales,约前624 546）断言所有的事物都起源于水，因此他被尊为希腊科学和哲学的鼻 祖。1）泰勒斯的命题中没有神话因素 ;2）泰勒斯用这个假说解释了其它自然现象。如回答了大地靠什么支持这个古老问题。3）现代科学正是从泰勒斯和其同时代人的思想持续不断地传下来的。米利都学派 阿拉克西米尼认为万物的本原是空气；阿拉克西曼德则认为万物来源于“未规定的物

15、质” 。赫拉克 利特认为组成世界的基本元素是“火” ，恩培多克勒提出了关于水、火、土、气的“四根说” 毕达哥拉斯学派以萨摩斯岛的毕达哥拉斯（Pythagoras约前570- 497/6）命名的这个学派最典型的特征就是对数 最感兴趣， 把数作为一个形而上学原则。 万物皆数， 宇宙万物的结构及其运行服从数的和谐， 意义 深远。传说毕达哥拉斯发现了 2:1 、3:2 、4:3 这几个数字比率跟最和谐的音程八度音、五度音和 四度音一致。 在天文学上， 设想数字之比存在于世界中心到各天体的距离之间， 由于这些比率也指 音乐的音程，所以认为音程也存在于天体中。由此又引出了关于天体和谐的更广泛的思辩学说 其意义在于： 1）是关于地球运行的第一个猜测， 2）启迪后世学者追求体现宇宙和谐的规律 原子论思想 原子论是古希腊自然哲学的最大的成就之一。 这个派别的创始人是留基伯， 主要阐述者是德谟克利 特和伊壁鸠鲁， 该派别认为世界万物都是由原子组成的， 原子是肉眼所不能看见的物质微粒， 永恒 运动是原子的本性， 自然界变化的实质是原子的聚散及其运动， 整个世界由原子和虚空所构成。 古 代原子论是欧洲最早最完备最接近于近代自