科学与文化2009_1

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1、传统文化与现代科学传统文化与现代科学武汉科技学院武汉科技学院 非线性科学中心非线性科学中心鄂州职业大学鄂州职业大学 非线性科学研究所非线性科学研究所 田田 巨巨 平平一、一、中华文明与现代科学的关系中华文明与现代科学的关系二、科学历程与科学精神、科学历程与科学精神三、现代科学框架内对传统文化的反思三、现代科学框架内对传统文化的反思四大文明古国四大文明古国: 古代埃及古代埃及 古代巴比伦古代巴比伦 古代印度古代印度 古代中国古代中国一、中华文明与现代科学的关系一、中华文明与现代科学的关系轴心时代轴心时代雅斯贝尔斯亚斯贝尔斯（德国瑞士籍，雅斯贝尔斯亚斯贝尔斯（德国瑞士籍，1883-19691883

2、-1969）二十年代哲学家二十年代哲学家:历史的起源与目标历史的起源与目标: :从公元前从公元前600600年年左右一直到公元之交的左右一直到公元之交的600600年时间以内，在旧大陆的三个年时间以内，在旧大陆的三个文明地区，不约而同地出现了一批伟大的人物。三大文文明地区，不约而同地出现了一批伟大的人物。三大文明就是指西方、印度和中国。而这些伟大的人物对自己明就是指西方、印度和中国。而这些伟大的人物对自己的文明所产生的影响，是其后没有任何人可以望其项背的文明所产生的影响，是其后没有任何人可以望其项背的，他们基本的，他们基本奠定了这三种文化的精神脊梁奠定了这三种文化的精神脊梁。比如说西。比如说西

3、方的苏格拉底、柏拉图、亚里斯多德一直到后来的耶酥方的苏格拉底、柏拉图、亚里斯多德一直到后来的耶酥都出现在这段时间，印度的佛教创始人释迦摹尼，中国都出现在这段时间，印度的佛教创始人释迦摹尼，中国的孔子孟子老子庄子等诸子百家全部都是出现在这个时的孔子孟子老子庄子等诸子百家全部都是出现在这个时代。所以这个时代被称为代。所以这个时代被称为“轴心时代轴心时代”。 老子（前老子（前570年左右年左右前前470年左右），思想家。姓李名耳，字伯阳，有人说又称老聃。相传生活在春秋时年左右），思想家。姓李名耳，字伯阳，有人说又称老聃。相传生活在春秋时期。老子著有期。老子著有道德经道德经，是道家学派的始祖，他的学说

4、后被庄周发展。道家后人将老子视为宗师，与儒，是道家学派的始祖，他的学说后被庄周发展。道家后人将老子视为宗师，与儒家的孔子相比拟，并认为孔子曾学于老子。在道教中，老子是一个很主要的神仙，被称为太上老君。家的孔子相比拟，并认为孔子曾学于老子。在道教中，老子是一个很主要的神仙，被称为太上老君。 释迦牟尼释迦牟尼佛教创始人。生于公元前佛教创始人。生于公元前565565年，卒于公元前年，卒于公元前486486年，大约与我国孔子同时代。他是年，大约与我国孔子同时代。他是古印度北部迦毗罗卫国（今尼泊尔境内）的王子，属刹帝利种姓。本姓乔达摩，名古印度北部迦毗罗卫国（今尼泊尔境内）的王子，属刹帝利种姓。本姓乔达

5、摩，名悉达多。释迦是其种族名，意思是能；牟尼意思是悉达多。释迦是其种族名，意思是能；牟尼意思是“仁仁”、“儒儒”、“忍忍”、“寂寂”。释迦牟尼合起来就是。释迦牟尼合起来就是“能仁能仁”、“能儒能儒”、“能忍能忍”、“能寂能寂”等，也即是等，也即是“释迦族的圣人释迦族的圣人”的意思。的意思。孔子（前孔子（前551 - 551 - 前前 479479） 中国伟大的哲学家孔子是中华文化思想的集大成者，儒家学说的创始人。他的哲学思想提倡仁义中国伟大的哲学家孔子是中华文化思想的集大成者，儒家学说的创始人。他的哲学思想提倡仁义，礼乐，德治教化，以及均以民为体。儒学思想渗入中国人的生活，文化领域中，同时与影

6、，礼乐，德治教化，以及均以民为体。儒学思想渗入中国人的生活，文化领域中，同时与影响了世界上其它地区的一大部分人近两千年。响了世界上其它地区的一大部分人近两千年。 孔子名丘，字仲尼。春秋末期鲁国陬邑（山东曲阜）人，出身于没落的宋国贵族家庭，刻苦好学。曾从事孔子名丘，字仲尼。春秋末期鲁国陬邑（山东曲阜）人，出身于没落的宋国贵族家庭，刻苦好学。曾从事儒（贵族丧事赞礼者）的职业，中年时开办私学。一度出任鲁国的中都宰，司空，司寇等职，四年后因遭儒（贵族丧事赞礼者）的职业，中年时开办私学。一度出任鲁国的中都宰，司空，司寇等职，四年后因遭小人暗算，弃职，后率弟子周游列国，经十三年，晚年归鲁，继续讲学，整理古

7、籍。小人暗算，弃职，后率弟子周游列国，经十三年，晚年归鲁，继续讲学，整理古籍。论语论语2020篇，是孔子篇，是孔子弟子及其再传弟子关于孔子言行的纪录。弟子及其再传弟子关于孔子言行的纪录。至圣先师天不生仲尼天不生仲尼万古如长夜万古如长夜苏格拉苏格拉底论断底论断不懂几何者不懂几何者不得内进不得内进几何无王者之道几何无王者之道给他三个钱币，因为他想给他三个钱币，因为他想在学习中获取实例在学习中获取实例芝诺悖论芝诺悖论第一次给出测量金第一次给出测量金字塔高度的方法字塔高度的方法我爱我师我爱我师我更爱真理我更爱真理苏格拉底苏格拉底 (470 BC - 399 BC) 柏拉图柏拉图(427 BC - 34

8、8 BC) 亚里士多德亚里士多德(384 BC - 322BC) 泰勒斯泰勒斯(624 BC-546 BC) 芝诺芝诺（490BC-430BC） 欧几里德欧几里德(325 BC265 BC) 几何原本几何原本是由古希腊数学家欧几里得是由古希腊数学家欧几里得编著，大约成书于公元前编著，大约成书于公元前300年左右。年左右。 欧几里得欧几里得几何原本几何原本最早的印刷本首页最早的印刷本首页在科学史上，欧氏的几何原本集古典数学之大全，构造了世界数学史上第一个宏伟的演绎系统，对后世数学的发展起着不可估量的推动作用。同时，它又是一本出色的教科书，以至毫无变动地使用了二千多年。几何原本共13篇，几乎包括了

9、当今初等几何课程中的所有内容。欧几里德的主要贡献是将他们汇集成一个完美的系统，并且对一些定理给出更简洁的证明。希腊人思维方式 在人类历史上，是希腊人第一次形成了独具特色的理性自然观，这正是科学精神最基本的因素。而希腊人，首先把自然看作独立于人的东西整体地看待；其次把自然界看作有内在规律，可以成为人们把握的对象；再次，发展了复杂精致的数学工具来把握自然规律。这三个方面、希腊人都开创了科学精神之先河。 玻尔玻尔吴文俊（吴文俊（20002000年度国家最高科学技术奖获者）年度国家最高科学技术奖获者） 吴文俊， 1919 年出生，早年毕业于上海交通大学数学系， 1949 年获法国 Strassbour

10、g 大学博士学位， 1957 年当选为中科院学部委员(后改为院士) 。现任中国科学院系统科学研究所名誉所长。 1991 年当选第三世界科学院院士。吴文俊在拓扑学、自动推理、机器证明、代数几何、中国数学史、对策论等研究领域均有杰出的贡献，在国内外享有盛誉。他在拓扑学的示性类、示嵌类的研究方面取得一系列重要成果，是拓扑学中的奠基性工作，并有许多重要应用。他创立的 “ 吴文俊方法 ” 在国际机器证明领域产生巨大的影响，有广 泛的重要的应用价值。1991 年，吴文俊任国家科委攀登项目“机器证明及其应用”首席科学家。从1956年到1997年，他曾先后获得国家自然科学一等奖、第三世界科学院数学奖、陈嘉庚数

11、理科学奖、香港求是科技基金会杰出科学家奖、国际Herbrand自动推理杰出成就奖等。 二、科学历程与科学精神、科学历程与科学精神伽利略伽利略 (1564-1642) 牛顿牛顿 (1642-1727) 麦克斯韦麦克斯韦(1831-1879) 爱因斯坦爱因斯坦（1879-1955） I 科学历程科学历程霍金出生于霍金出生于1942年年1月月8日日,刚好是刚好是伽利略逝世三百周年的同一天伽利略逝世三百周年的同一天 1543 y哥白尼哥白尼（NicolausCopernicus，1473-1543），伟大的波兰天文学家，），伟大的波兰天文学家，日心说的创立者，近代天文学的奠日心说的创立者，近代天文学的

12、奠基人。基人。 布鲁诺（15481600），原为宗教徒，因宣传哥白尼的日心说，撼动了教会主张的地心说，1600年被烧死在罗马的鲜花广场。1992年，梵蒂冈罗马教廷做出决议，为390多年前被宗教裁判所用火刑处死的意大利哲学家布鲁诺平反昭雪。第谷第谷( (TychoTychoBraheBrahe，154615461601)1601)丹麦天文学家。丹麦天文学家。16001600年，年，他邀请开普勒当助手，第二年他邀请开普勒当助手，第二年去世前，把毕生的观测材料去世前，把毕生的观测材料（包括对（包括对700700多颗恒星的观测）多颗恒星的观测）赠给开普勒，第谷的观测为开赠给开普勒，第谷的观测为开普勒发

13、现行星运动定律作了准普勒发现行星运动定律作了准备。备。开普勒开普勒（Johannes Kepler，15711630）德国天文学家。）德国天文学家。安德列维萨留斯（15141564）生于比利时布鲁塞尔的一个医生世家，他的曾祖父、祖父和父亲都曾是宫廷御医。年轻的维萨留斯对学校里传授的人体知识很是怀疑，从此便专攻解剖，为此他在自己院子的地窖里设了间密室，从一座专门处死犯人的绞刑架偷得死人，解剖研究。塞尔维斯（15291553）也是一个敢于叛逆的人(小循环)，于1553年10月23日被加尔文用大火烧死了。英国的哈维（15781657）。1628年，哈维的出版了心血运动论，发现了血液循环。但哈维的血液

14、循环不能解释静脉、动脉相通的解剖根据。意大利医生马尔比基16281694在哈维死后四年，解决了这一难题，终于完成了血液循环理论。严谨的科学作风严谨的科学作风 伽利略科学方法论伽利略科学方法论精确实验，总结实验规律；精确实验，总结实验规律；提出假说，定量解释实验规律；提出假说，定量解释实验规律；根据假说，利用数学和逻辑推理，获得推论；根据假说，利用数学和逻辑推理，获得推论；对推论进行客观、可重复、精确定量的实验检验；对推论进行客观、可重复、精确定量的实验检验；修改理论及假说；修改理论及假说；实验检验假说和理论；实验检验假说和理论； . . .伽利略（伽利略（ Galileo Galilei 15

15、641642），伟大的意大），伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被誉为被誉为“近代科学之父近代科学之父”。他第一个把望远镜对准。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了天空进行观测，出版了星空使者星空使者一书。一书。1632年，年，他出版了他出版了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话话，把哥白尼学说推到最终胜利的阶段。人们争，把哥白尼学说推到最终胜利的阶段。人们争相传颂：相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略

16、发现了新哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙宇宙”。 于于1633年被罗马教廷圣职部判处终身监禁，后改年被罗马教廷圣职部判处终身监禁，后改为软禁，直至为软禁，直至1642年去世，终年年去世，终年78岁。岁。 1992年年10月月31日，伽利略蒙冤日，伽利略蒙冤360年后，终于获年后，终于获得梵蒂冈教皇的平反。得梵蒂冈教皇的平反。1687 y牛顿牛顿（Isaac Newton，16421727）伟大的英国物理学家、天）伟大的英国物理学家、天文学家、数学家。在文学家、数学家。在1687年，英国的科学家的牛顿，出版了年，英国的科学家的牛顿，出版了他的科学巨作，叫做他的科学巨作，叫做自然哲学的数学原

17、理自然哲学的数学原理，这本书提出，这本书提出了运动学的三大定律和万有引力定律，近代科学就扎扎实实了运动学的三大定律和万有引力定律，近代科学就扎扎实实地建立在观察实验和数学的逻辑推理相结合的基础上。地建立在观察实验和数学的逻辑推理相结合的基础上。从宇宙史到科技史宇宙史：150200亿年地球史：47亿年人类史：240多万年人类文明史：至多6000年人类科技巨大变革时间：300多年人类认识科技作用时间：最近50多年科技时代1石器时代： 公元前240万年公元前 4000年2金属时代： 公元前4000年公元1000年3水与风时代：公元1000年公元1732年4蒸汽时代： 公元1733年公元1878年5电

18、气时代： 公元1879年公元1946年6电子时代： 公元1947年公元1972年 7. 信息时代： 公元1973年下世纪十九世纪的科技成就(1)一、三大科学理论1能量守恒与转化 英国的焦尔(JPJoule)于1843年测定了热功当量 为460千克厘米。2细胞学说 德国施莱登(MJSchleiden)与施旺(TSchwann) 分别于1838、1839年提出植物和动物均由细胞组成。3生物进化论 英国达尔文(C RDarwin)1859年11月24日出版 物种起源,提出了“自然选择，优胜劣汰”的进化论。十九世纪的科技成就(2) 二、重要技术发明1.蒸汽机车：1814年7月25日由英国司蒂芬森 (G

19、Stepherson)发明2.电磁感应定律：1831年由法拉第(M. Faraday)发现 3.发电机：1866年由西门子(EWSiemens)发明 4.电话：1876年由贝尔发明 5.电灯：1879年由爱迪生发明6.无线电通信:1895年分别由意大利马可尼和俄罗斯 波波夫发明7.汽车：1885年由德国本茨发明8.飞机：1903年由美国莱特兄弟发明二十世纪伟大的科技成就一、三大基本技术1）物质变化技术；2）能量转化技术；3）信息控制技术。二、四大基础理论 1）量子力学； 2）相对论； 3）基因理论； 4）系统理论。三、五大基本模型1）宇宙演化的大爆炸模型2）物质结构的标准模型；3）DNA双螺旋

20、结构模型；4）图灵计算机模型；5）地壳结构的板块模型。客观世界世界层次典型尺度尺度范围实际范围适用理论胀观1040米=1024光年31014光年以上河外星系尚无宇观1021米=105光年从3亿公里到31014光年从太阳系到银河系广义相对论宏观102米从3 10-6厘米到3亿公里从大分子到太阳系牛顿力学微观10-17米=10-15厘米从3 10-25厘米到3 10-6厘米从基本粒子到大分子量子力学渺观10-36米=10-34厘米3 10-25厘米以下基本粒子内部超弦（尚未建成）II 坚忍不拔的探索精神坚忍不拔的探索精神5人次人次3度获诺贝尔奖度获诺贝尔奖 这张照片是在爱因斯坦过世之后一、二天时照的。费尔马大定理又称费尔马最后定理(Fermats Last Theorem),是著名法国数学家费尔马在约1637年写下的一个猜想：对于任意大于2的整数n , 不可能有非零的整数 x.y.z满足上式 .但经350多年无数人的努力,直到1993年终不能完全证明。普林斯顿大学的怀尔斯证明费尔马大定理普林斯顿大学的怀尔斯证明费尔马大定理, 7年年不发表一篇文章不发表一篇文章350多年的著名数学难题多年的著名数学难题, 已被怀尔斯解决已被怀尔斯解决!