1、To protect the confidential and proprietary information included in this material, it may not be disclosed or provided to any third parties without the approval of Nick Luo.科學技術史第三講：古希臘的科學與哲學科學技術史第三講：古希臘的科學與哲學電子科技大學22022-1-14目錄目錄1科學的起源地2古希臘的自然哲學3古希臘的科學技術4小結32022-1-1442022-1-14古希臘的版圖古希臘的版圖古希臘的概念和目前并不

2、一致。創造科古希臘的概念和目前并不一致。創造科學奇跡的古希臘人生活在包括希臘半學奇跡的古希臘人生活在包括希臘半島、愛情海東岸的愛奧尼亞地區、南島、愛情海東岸的愛奧尼亞地區、南部的克里特島以及南意大利這些地方部的克里特島以及南意大利這些地方52022-1-14古希臘的不同歷史時期古希臘的不同歷史時期城邦奴隸制時期時間：公元前時間：公元前8 8世紀到世紀到4 4世紀世紀62022-1-14古希臘的不同歷史時期古希臘的不同歷史時期雅典時期時間：公元前時間：公元前5 5世紀開始世紀開始72022-1-14古希臘的不同歷史時期古希臘的不同歷史時期希臘化時期時間：公元前時間：公元前4 4世紀到公元前世紀到

3、公元前2 2世紀世紀82022-1-14科學的故鄉科學的故鄉古代世界的各條知識之流都在希臘匯合起來，并且在那里由歐洲的首先擺脫蒙昧狀態的種族所古代世界的各條知識之流都在希臘匯合起來，并且在那里由歐洲的首先擺脫蒙昧狀態的種族所產生的驚人的天才加以過濾和澄清，然后導入更加有成果的新的途徑。產生的驚人的天才加以過濾和澄清，然后導入更加有成果的新的途徑。 丹皮爾丹皮爾給我一個支點，我就能夠用杠桿搬動地球。給我一個支點，我就能夠用杠桿搬動地球。 阿基米德阿基米德92022-1-14古希臘科技史在古希臘，我們可以看到：在古希臘，我們可以看到： 畢達哥拉斯學派的數學，歐幾里德幾何學，阿基米德力學，亞里士多德

4、所創立的邏輯學、物理學、植物學和動物學以及哲學。102022-1-14古希臘科技史 我們還可以看到：我們還可以看到： 德謨克利特的原子論，托勒密的地心說，阿里斯塔克的日心說； 另外，古希臘人在對宇宙總的看法上真可以說是百花齊放，百家爭鳴。近代自然科學和哲學，幾乎都可以在古希臘人那里找到自己的胚胎和萌芽。自然科學知識與哲學思想交織在一起，形成古希臘自然哲學。112022-1-14為什么是古希臘？為什么是古希臘？眾所周知，科學作為一種獨立的精神活動，最早起源于希臘，而不是早于它眾所周知，科學作為一種獨立的精神活動，最早起源于希臘，而不是早于它2000多年多年的古埃及，其原因是什么？的古埃及，其原因

5、是什么？亞里士多德在形而上學一書開篇就說，哲學和科學的誕生有三個條件。第一是第一是“驚異驚異”。是人們對自然現象和社會現象所表現出來的困惑或驚奇，有了驚異也就感受到了自己的無知，自知其無知者為了擺脫無知就求知識。求知并非為了實用的目的，而純粹是一種對智慧的熱愛。通俗地說，第一個條件是要求人們有好奇心和求知欲。第二個條件是第二個條件是“閑暇閑暇”。知識階層不用為了生活而奔波勞碌，因為整天從事繁重體力勞動沒有閑暇的人，是無法從事求知這種復雜的腦力勞動的。第三個條件是第三個條件是“自由自由”。哲學知識是自足的，它不以別的什么目的而存在，而純粹是為了自身而存在的，它是一門自由的學問，要求自由地思考、自

6、由地發表意見，不受他種目的和利益的支配122022-1-14古希臘科學形成的社會原因古希臘科學形成的社會原因132022-1-14這些神話人物的區別是什么？這些神話人物的區別是什么？142022-1-14這些神話人物的區別是什么？這些神話人物的區別是什么？152022-1-14古希臘神話的獨特性古希臘神話的獨特性# 1、奧林匹斯山上的諸神與人類相似但不是人, 即人神相異同構。他們像人一樣有個性, 有情欲, 愛爭斗, 但同人有嚴格的界限。人神之別, 反映了對象性思維的原始形式, 而人神同構, 則導致了古希臘的有機自然觀念。# 2、希臘神話的第二個突出特征是它完備的諸神譜系, 任何一個神都有其來龍

7、去脈, 在神譜中的地位非常清楚明白。這種完備的諸神譜系, 實際上是邏輯系統的原始形式。如果把諸神進一步作為自然事物的象征, 那么, 神譜的系統性可以看作對自然之邏輯構造的原始象征。162022-1-14古希臘人的思維游戲古希臘人的思維游戲怎么解釋這個悖論？172022-1-14古希臘人的思維游戲古希臘人的思維游戲182022-1-14古希臘人的思維游戲古希臘人的思維游戲設想一支飛行的箭。在每一時刻，它位于空間中的一個特定位置。由于時刻無持續時間，箭在每個時刻都沒有時間而只能是靜止的。鑒于整個運動期間只包含時刻，而每個時刻又只有靜止的箭，所以，飛行的箭總是靜止的，它不可能在運動 這個悖論怎么去解

8、釋？192022-1-14目錄目錄1科學的起源地2古希臘的自然哲學3古希臘的科學技術4小結202022-1-14212022-1-14222022-1-14232022-1-14古希臘科技史 在數學方面劃時代的貢獻是引入了命題證明的思想。它標志著人們對客觀事物的認識從經驗上升到理論，這在數學史上是一次不尋常的飛躍。 在數學中引入邏輯證明，它的重要意義在于：保證了命題的正確性；揭示各定理之間的內在聯系，使數學構成一個嚴密的體系，為進一步發展打下基礎；使數學命題具有充分的說服力，令人深信不疑。 242022-1-14古希臘科技史畢達哥拉斯（Pythagoras，前584前501） 古希臘著名的哲學

9、家、數學家、天文學家。生于米利都附近的薩摩斯，卒于他林敦（今意大利南部）。早年曾游歷埃及、巴比倫等地。 畢達哥拉斯是泰勒斯(624BC547BC)學生,是古希臘最早的唯心主義哲學家和數學家。主張“萬物皆萬物皆數數”，數學的本原就是萬物的本原。把自然界的秩序和數聯系起來，這對于啟發人們從定量的方面揭示自然界的規律意義重大，在科學史上影響至為深遠。 值得注意的是，畢達哥拉斯學派的數學信仰是：一切一切數均可表成整數或整數之數均可表成整數或整數之比比252022-1-14古希臘辯證法的萌芽古希臘辯證法的萌芽1 1、畢達哥拉斯學派認為數是萬物的本原，事物的性質是由某種數量關系決定的，萬、畢達哥拉斯學派認

10、為數是萬物的本原，事物的性質是由某種數量關系決定的，萬物按照一定的數量比例而構成和諧的秩序；物按照一定的數量比例而構成和諧的秩序；由此他們提出了“美是和諧”的觀點，認為音樂的和諧是由高低長短輕重不同的音調按照一定的數量上的比例組成，“音樂是對立因素的和諧的統一，把雜多導致統一，把不協調導致協調。”2 2、這是古希臘藝術辯證法思想的萌芽，也包含著藝術中“寓整齊于變化”的普遍原則。據說畢達哥拉斯學派最早發現了所謂“黃金分割”規律，而獲得關于比例的形式美的規律。可以說，畢達哥拉斯學派是西方美學史上第一個討論美的本質的學派！可以說，畢達哥拉斯學派是西方美學史上第一個討論美的本質的學派！262022-1

11、-14古希臘科技史 畢達哥拉斯學派很重視數學，企圖用數來解釋一切。他們研究數學的目的不在于實用，而是為了探索自然的奧秘。畢達哥拉斯本人以發現勾股定理著稱， 勾股定理早為巴比倫人和中國人所知，不過最早的證明應歸功畢達哥拉斯。他是用演繹法證明了直角三角形斜邊平方等于兩直角邊平方之和，即畢達哥拉斯定理(勾股定理)。應歸功畢達哥拉斯。應歸功畢達哥拉斯。他是用演繹法證明了直角三角形斜他是用演繹法證明了直角三角形斜邊平方等于兩直角邊平方之和，即畢達哥拉斯定理邊平方等于兩直角邊平方之和，即畢達哥拉斯定理( (勾勾股定理股定理) )。272022-1-14無理數的發現與第一次數學危機無理數的發現與第一次數學危

12、機什么是有理數？什么是有理數？有理數有一種簡單的幾何解釋。在一條水平直線上，標出一段線段作為單位長，如果令它的定端點和右端點分別表示數0和1，則可用這條直線上的間隔為單位長的點的集合來表示整數，正整數在0的右邊，負整數在0的左邊。以q為分母的分數，可以用每一單位間隔分為q等分的點表示。于是，每一個有理數都對應著直線上的一個點。什么是無理數？什么是無理數？無理數是指實數范圍內不能表示成兩個整數之比的數。簡單的說，無理數就是10進制下的無限不循環小數。如圓周率、2（根號2）等。有理數是由所有分數，整數組成，它們都可以化成有限小數，或無限循環小數。282022-1-14第一次數學危機的結果第一次數學

13、危機的結果1、第一次數學危機表明，幾何學的某些真理與算術無關，幾何量不能完全由整數及其比來表示。反之，數卻可以由幾何量表示出來。整數的尊祟地位受到挑戰，古希臘的數學觀點受到極大的沖擊。于是，幾何學開始在希臘數學中占有特殊地位幾何學開始在希臘數學中占有特殊地位。2、古希臘人開始認識到，直覺和經驗不一定靠得住，而推理證明才是可靠的。從此希臘人開始從“自明的”公理出發，經過演繹推理，并由此建立幾何學體系并由此建立幾何學體系。這是數學思想上的一次革命，是第一次數學危機的自然產物。 292022-1-14古希臘科技史德謨克利特（Demokritos）原子論思想 自泰勒斯提出“萬物源于水”后，自然哲學家都

14、相繼發展了對自然現象進行說明的理論。 留基波(前500前440)和德謨柯利特（前460前370）為師生關系，他們提出了科學史上極為重要的原子論思想。認為構成世間萬物的是原子。原子形狀無限多。后來的伊壁鳩魯(前341-前270)繼續發展了原子論思想，認為原子是不可分的堅固實體。原子論：留基波原子論：留基波 德謨柯利特德謨柯利特 伊壁鳩魯伊壁鳩魯 道爾頓道爾頓302022-1-14古希臘科技史 德謨克利特只說到原子有形狀、大小 的區別，伊壁鳩魯則進一步認為原子 還有重量的不同，有各種各樣的大小。 馬克思的博士論文的題目就是：德 謨克利特的自然哲學與伊壁鳩魯的自 然哲學的區別（1841） 。 伊壁鳩

15、魯伊壁鳩魯（前（前341341前前270270） 馬克思馬克思(18181883(18181883)312022-1-14322022-1-14古希臘科技史亞里士多德的天文學思想亞里士多德的天文學思想 天是惟一的，那么向上、向下的自然運動就是離心、向心運動，由此推出：大地呈球形、宇宙呈球形、地球位于宇宙的中心、地球靜止不動、宇宙有限、宇宙之外無物、天體的自然運動是圓周運動、天體由以太構成、天永恒不變、天地是兩重世界。 自然界最經濟、不做無益浪費的事情。332022-1-14342022-1-14352022-1-14古希臘科技史亞里士多德的方法論思想亞里士多德的方法論思想 亞里士多德是演繹邏輯

16、的創始人，他提出了通過演繹獲得科學知識的認識方法。科學知識不可能通過感覺經驗獲得，因所謂感官所認識到的都是特殊的東西，不能揭示事物的原因。我們只有通過理性才能獲得科學知識，獲得知識的方法是邏輯論證，依靠三段論式證明和推論。科學知識是由概念和命題組成。科學知識是由概念和命題組成。 你是人你是人所有人都是會死所有人都是會死- -所以你是會死的所以你是會死的 362022-1-14古希臘科技史 科學知識是由概念和命題組成，科學知識是由概念和命題組成，科學概念分為基本概念和派生概念，基本概念是原始的、無需定義的概念；派生概念是用基本概念定義的概念。 科學命題分為基本命題和派生命題或公理和定理兩類。科學

17、命題分為基本命題和派生命題或公理和定理兩類。公理是原始的，無需證明的命題，定理是從公理推導出來的命題。獲得科學知識的基本方法是：從少數無需定義的基本概念和少數無需證明的公理（前提）出發，應用演繹推理的法則，推導出一系列定理。372022-1-14古希臘科技史 從公理演繹出定理，從公理演繹出定理，這就是公理化的方法。亞里士多德是公理化方法理論的創始人。“本原構成了真正的知識”。本原的科學高于一切。從直觀現象出發直接建立最一般的原理，然后通過演繹得出一些列中間層次的原理。 在生物學研究中亞里士多德采了另一種方法，不用在生物學研究中亞里士多德采了另一種方法，不用公理推演，而是表現出一派從事實證科學研

18、究的經驗主公理推演，而是表現出一派從事實證科學研究的經驗主義者作風。真是判若兩人。義者作風。真是判若兩人。382022-1-14392022-1-14古希臘科技史1、亞里士多德在希臘科學史上標志著一個轉折點，因為他是最后提出一個整個世界體系的人，而且是第一個從事廣泛經驗考察的人。一方面制定了系統的、理性的演繹邏輯方法，另一方面自身又包含著向經驗方法的轉化，亞里士多德就是這樣一位科學認識思想家。 2、亞里士多德的某些錯誤觀點到了中世紀，幾乎被神化，被當成不容懷疑的教條，阻礙了科學的發展，當然，這些都不是亞里士多德的錯。402022-1-14目錄目錄1科學的起源地2古希臘的自然哲學3古希臘的科學技

19、術4小結412022-1-14古希臘的幾何學古希臘的幾何學古希臘三大數學難題古希臘三大數學難題1.立方倍積立方倍積 即求作一立方體的邊，使該立方體的體積為給定立方體的兩倍。2.化圓為方化圓為方 即作一正方形，使其與一給定的圓面積相等。3.三等分角三等分角 即分一個給定的任意角為三個相等的部分422022-1-14古希臘的幾何學古希臘的幾何學古希臘數學三大難題其難點：古希臘數學三大難題其難點：古希臘數學家要求只運用直尺和圓規兩個工具來解決僅僅依靠這兩大工具，是否有可能解決這三大問題？僅僅依靠這兩大工具，是否有可能解決這三大問題？432022-1-14古希臘科技史亞歷山大時期：亞歷山大時期：330

20、BC330BC250BC250BC 歐幾里德(Euclid of Alexandria， 330BC-260BC） 代表作為幾何原本 （Elements)，共有13卷。 這一著作對于幾何學、數 學和科學的未來發展，對 于西方人的整個思維方法 都有極大的影響。 442022-1-14古希臘科技史幾何原本的主要對象是幾何學，但它還處理了數論、無理數理論等其他課題。歐幾里德使用了公理化的方法。公理化的方法。這一方法后來成了建立任何知識體系的典范，在差不多2000年間，被奉為必須遵守的嚴密思維的范例。幾何原本是古希臘數學發展的頂峰。452022-1-14古希臘科技史 在西方歷史上，也許只有圣經在抄本數

21、和印刷數上可與之相比。據估計，幾何原本被重版了上千次，被譯成各國文字。我國明代杰出的科學家徐光啟于1607年與傳教士利馬竇合作翻譯了第六卷，是有史以來第一個中文譯本。“幾何”一詞與“幾何原本”這一書名，都是徐光啟第一次創造出來的。NoImage 幾何原本全面總結了前人的幾何學知識，從公理出發運用演繹方法從公理出發運用演繹方法證明了包括467個命題的幾何學全部定理。幾何學從此成為一門科學和古代最成熟的學科。462022-1-14古希臘科技史 歐幾里得的幾何原本(Euclids Elements)把前人的數學成果加以系統地整理和總結，以縝密以縝密的演繹邏輯把建立在一些公理之上的初等幾何學知的演繹邏

22、輯把建立在一些公理之上的初等幾何學知識構成為一個嚴密的體系。識構成為一個嚴密的體系。 幾何原本到2000多年后，即使是愛因斯坦也對他的嚴密的體系驚嘆不已。愛因斯坦說：如果一個人童年看過幾何原本而沒有對科學產生濃厚的興趣，那么他就是天生不適合搞科學的人。 幾何原本 只是古希臘在數學上輝煌成就的某一方面的總和，遠遠不是全部。472022-1-14歐幾里得的所有武器歐幾里得的所有武器五大公設五大公設1. 過不同的兩點可連一條直線；2. 直線可向兩端無限延伸；3. 以任意一點為中心和任一線段之長為半徑可作一圓；4. 所有的直角均相等；5. 若一直線與兩直線相交，且若同側所交兩內角之和小于兩直角，則兩直

23、線無限延長后必相交于該側的一點。482022-1-14歐幾里得的所有武器歐幾里得的所有武器五大公理五大公理1. 跟一件東西相等的一些東西，它們彼此也是相等的；2. 等量加等量，總量仍相等；3. 等量減等量，余量仍相等；4. 彼此重合的東西是相等的；在給出了這些定義、概念、公在給出了這些定義、概念、公設、公理的基礎上，歐幾里得設、公理的基礎上，歐幾里得一條一條地證明了一條一條地證明了幾何原本幾何原本中列出的中列出的467 個命題。他的證個命題。他的證明條理清晰，邏輯嚴謹，體系明條理清晰，邏輯嚴謹，體系安排合理。安排合理。492022-1-14古希臘科技史 阿基米德(Archimedes，287B

24、C212BC) 生于西西里島上的敘拉古， 公元前212年，古羅馬軍隊攻陷敘拉古，正在聚精會神研究科學問題的阿基米德，不幸被蠻橫的羅馬士兵殺死，終年75歲。阿基米德的遺體葬在西西里島，墓碑上刻著一個圓柱內切球的圖形，以紀念他在幾何學上的卓越貢獻。 502022-1-14古希臘科技史 阿基米德浮力定律512022-1-14古希臘科技史幾何學方面貢獻幾何學方面貢獻確定了拋物線弓形、螺線、圓形的面積以及橢球體、拋物面體等各種復雜幾何體的表面積和體積的計算方法。 天文學方面貢獻天文學方面貢獻認為地球是圓球狀的，并圍繞著太陽旋轉 。著述著述 傳于世的數學著作有10余種，多為希臘文手稿。他的著作集中探討了求

25、積問題 。522022-1-14古希臘科技史 關于阿基米德的故事關于阿基米德的故事 “給我一個支點，我就能移動地球。” 洗澡的故事。 愛國者阿基米德。 美國的E.T.貝爾在數學人物上是這樣評價阿基米德的：任何一張開列有史以來三個最偉大的數學家的名單之中，必定會包括阿基米德，而另外兩們通常是牛頓和高斯。不過以他們的宏偉業績和所處的時代背景來比較，或拿他們影響當代和后世的深邃久遠來比較，還應首推阿基米德。 牛頓（牛頓（1717世紀）高斯（世紀）高斯（1919世紀世紀) ) 532022-1-14古希臘科技史羅馬時期 ：250BC500AC 托勒密（Clandius Ptolemaeus， 約約90

26、168） 生活在羅馬統治下的亞歷山大城的著名生活在羅馬統治下的亞歷山大城的著名天文學家、地理學家、數學家和物理學家天文學家、地理學家、數學家和物理學家克洛蒂烏斯克洛蒂烏斯托勒密是地心宇宙體系的創托勒密是地心宇宙體系的創立者。相傳他生于埃及一個希臘化城市赫立者。相傳他生于埃及一個希臘化城市赫勒熱斯蒂克。勒熱斯蒂克。542022-1-14古希臘科技史 無論是研究天文學還是研究地理學，他都認為應當從準確的資料出發，即要從事實出發。托勒密也是一位尊重事實的人，就這點而言，它同別的著名科學家沒有本質的區別。所以，盡管他提出了錯誤的地心體系，但他仍然是一位科學家。 托勒密的地心說 （1）我們每天都可以看到

27、太陽從東方升起，在西方落下。物體在做自由落體運動時，總是垂直下落的，這說明地球沒有運動，否則在地球上的人看來，物體就會斜著下落了。552022-1-14古希臘科技史托勒密的地心說 （2）如果地球自西向東運動，那么天上的浮云、飛鳥就會沿著一個統一的方向從東向西運動，就不可能自由飄浮、飛翔了。 （3）如果地球從西向東運動，我們就會感到東風不斷吹來，可是我們并沒有看到這些現象。如果地球在不停地轉動，地球上的所有物體就會向外飛散，最后整個地球就有崩潰的危險。562022-1-14古希臘科技史托勒密的地心說 托勒密的宇宙體系示意圖托勒密的宇宙體系示意圖 托勒密體系的基本觀點托勒密體系的基本觀點是錯誤的，

28、但他的體系卻能是錯誤的，但他的體系卻能在天文學界流行將近在天文學界流行將近1515個世個世紀，而基本觀點比他要正確紀，而基本觀點比他要正確的阿里斯塔克的的阿里斯塔克的“日心說日心說”卻幾乎失傳了呢？卻幾乎失傳了呢？ 一是政治上的原因一是政治上的原因 一是人類的認識水平一是人類的認識水平。572022-1-14古希臘科技史埃拉托色尼（Eratosthenes，275BC一一193BC）埃拉托色尼被西方地理學家推崇為“地理學之父”，除了他在測地學和地理學方面的杰出貢獻外，另一個重要原因是因為他第一個創用了西文“地理學”這個詞匯，并用它作為地理學概論的書名。這是該詞匯的第一次出現和使用，后來廣泛應用

29、開來，成為西方各國通用學術詞匯。 埃拉托色尼在地理學方面的杰出貢獻，集中地反映在他的兩部代表著作中，即即地球大小的修正地球大小的修正和和地理學概論地理學概論二書。二書。 582022-1-14古希臘科技史埃拉托色尼測地球示意埃拉托色尼測地球示意圖在西恩納附近，尼羅圖在西恩納附近，尼羅河的一個河心島洲上，河的一個河心島洲上，有一口深井，夏至日那有一口深井，夏至日那天太陽光可直射井底。天太陽光可直射井底。這一現象聞名已久，吸這一現象聞名已久，吸引著許多旅行家前來觀引著許多旅行家前來觀賞奇景。賞奇景。它表明太陽在夏至日正好位于天頂。與此同時，他在亞歷山大它表明太陽在夏至日正好位于天頂。與此同時，他在

30、亞歷山大里亞選擇一個很高的方尖塔，并測量了夏至日那天塔的陰影長里亞選擇一個很高的方尖塔，并測量了夏至日那天塔的陰影長度，這樣他就可以量出直立的方尖塔和太陽光射線之間的角度。度，這樣他就可以量出直立的方尖塔和太陽光射線之間的角度。592022-1-14古希臘科技史 埃拉托色尼通過觀測得到了這一角度為7012，即相當于圓周角3600的l50。由此表明，這一角度對應的弧長，即從西恩納到亞歷山大里亞的距離，應相當于地球周長的1/50。再測量得到這兩個城市的距離是5000希臘里。一旦得到這個結果，地球周長只要乘以50即可，結果為25萬希臘里。換算為現代的公制，地球圓周長約為39375公里，經埃拉托色尼修訂后為39360公里，與地球實際周長引人注目地相近。埃拉托色尼巧妙地將天文學與測地學結合起來，精埃拉托色尼巧妙地將天文學與測地學結合起來，精確地測量出地球周長的精確數值。這一測量結果出現在確地測量出地球周長的精確數值。這一測量結果出現在200