第三講

科學發展的歷程與“李約瑟難題”教師科學素養課程組2本講目錄“李約瑟難題”3古代科學的發展31近現代科學的誕生與發展23人類的起源人類文明的起源，應當從“人猿相揖別”說起。人類是從猿類進化而來的，這一過程大概開始于距今1400到八百萬年前左右。現在發現的最古老的猿人化石，是在非洲發現的，大概距今700萬年前。而現在發現的最古老的工具，是250萬年。4

在中國境內發現的猿人化石，最先發現的是北京猿人頭蓋骨，距今50萬年。以后又發現了陜西藍田猿人和云南元謀猿人化石，大概距今170萬年左右。56人種的起源論爭

近年國際上關于人種起源問題觀點頗多。其中，大多數人傾向“人類祖先起源于非洲”說。因為，進入90年代后，非洲出土大量早期人化石，并且這些化石構成了一個相當完整的演化體系，亞洲地區出土的化石很難與它相提并論。相較而言，非洲似更有條件作為人類的發祥地。7

但我國和世界上其他一些科學家則持“世界各人種獨立起源”說，認為世界各人種可能是在非洲和亞洲分別獨立起源的。三峽考古與人類起源多中心說錄像8古代人類最重要的11項技術發明古代人類在與自然作斗爭時，逐步做出了以下11種最重要的技術發明：1、石器2、火3、語言4、畜牧和農業5、陶器6、輪子7、文字8、青銅和鋼鐵9、船10、紡織11、玻璃9近代人類最重要的11項技術發明1、透鏡2、原子彈3、電的利用4、電話機5、城市上下水系統、6、時鐘7、基因工程8、古典音樂9、印度阿拉伯數字10、計算機11、避孕藥一、古代科學的發展1112在古代科學史上有影響的9個國家1、古埃及：公元前3500年到公元前6世紀2、古巴比倫：公元前3500年到公元前六世紀3、古代印度：公元前2500年到公元5世紀4、中國：夏代始年約為公元前2070年5、腓尼基：公元前3000年到公元前6世紀6、古希臘：公元前12世紀到公元前1世紀7、古羅馬：公元前1世紀——公元476年8、阿拉伯帝國：公元7到13世紀9、奧斯曼土耳其：公元14—17世紀13（一）四大文明古國的科學成就14國家比較重要的科學技術主要代表性成就古埃及幾何學、醫學、化學工程學等金字塔、木乃伊、紙草太陽歷古巴比倫天文學、建筑學、算術等巴比倫城、楔形文字、太陽歷、<漢謨拉比法典>古印度哲學、醫學等阿拉伯數學、醫學哲學成就等古中國手工業、醫學等青銅、古陶瓷、絲綢、針灸術共同點都是發源于大河流域農業文明、都取得了一定的科技成就。而且都受到宗教的影響，最后逐漸衰落。四大文明古國科學技術成就的對比

15古埃及金字塔古埃及的有文字可考的歷史，開始于公元前31世紀，這時他們已經建立了早期王國的第一王朝。從公元前27世紀第三王朝時期開始，法老死后開始葬入金字塔，于是開始了一個歷時數百年的修建金字塔的古王國時期金字塔是古代埃及國王“法老”的陵墓，因其外形象漢字的“金”字，所以稱作“金字塔”。古代埃及人相信“靈魂不滅”，認為只有妥善保存死者的遺體，其靈魂才能有所歸宿，因而埃及國王極為重視自己墓葬的建筑，希求死后也能享有至尊至圣的威嚴。16

17“世界七大奇觀”之一第四王朝法老胡夫的金字塔和哈佛拉的金字塔是最大、最負盛名的，大約建于公元前26世紀。胡夫的金字塔又稱大金字塔，原高146.5米，塔基邊長230米，坡度為51°，用了約230萬塊巨石疊砌而成，每塊巨石平均重2.5噸，歷時30年才筑成。錄像18古埃及的歷法和農業

現在世界上通用的歷法——公歷，有人曾似是而非地稱之為“西歷”。其實，究其根源，這種歷法并非產生于西方，而是產生于6000多年前的古埃及。這是一幅古代埃及人記錄星象變化的圖片。19人類歷史上第一部太陽歷

古代埃及人發現，當清晨東方的地平線上同時出現太陽和天狼星時，恰好是尼羅河水上漲到孟斐斯之時。天狼星出現的周期約長365天，所以他們把天狼星出現的日子定為一年之始。古代埃及人又按尼羅河水漲落和作物生長的規律，把一年分為3季（泛濫季節、播種季節、收獲季節），每季4個月，一年共12個月，每月30天，歲末增加5天節日，共計365天。這是人類歷史上產生的第一部太陽歷。20“儒略歷”的由來

埃及的太陽歷將一年定為３６５天，與地球圍繞太陽公轉一圈的時間（回歸年）相比較，只相差四分之一天，這在當時已經是相當準確了。公元前４６年，羅馬統帥儒略·凱撒（又譯朱利烏斯·凱撒）決定以埃及的太陽歷為藍本，重新編制歷法。凱撒主持編制的歷法，被后人稱為“儒略歷”。21書有三種埃及船的墳墓壁畫

這是一幅古埃及的墳墓壁畫圖。圖畫左上是用紙草制的輕船，右邊是備有槳的搬運東西的快船，下面的則是備有長方形帆的帆船。這幅圖畫現藏于開羅埃及博物館225000年前的古巴比倫的楔形文字

5000年前，蘇美爾人發明并開始使用楔形文字，他們通常用小木棒在潮濕的泥版上壓出字跡，筆道的形狀很象楔子，因此叫楔形文字。23

楔形文字后來流傳到西亞許多地方，阿卡德、巴比倫、波斯等地的人民對它略加修改，成為西亞通用的文字。公元前6世紀，腓尼基人把楔形文字改造為字母文字。由于蘇美爾人還不懂得造紙。他們就用粘土做成長方形的泥版，用蘆葦或木棒削成三角形尖頭在上面刻上字，然后把泥版晾干或者用火烤干。這就是后來人們所說的泥版文書。到現在為止，人們在兩河流域已經挖掘出了幾十萬塊這樣的泥版文書。24漢謨拉比法典石柱

1901年12月發現，高2.25米，底部圓周1.9米，頂部圓周1.65米。這個石碑就是著名的“漢穆拉比法典”，也是世界上最早的一部比較系統的法典。現存巴黎羅浮宮美術館。石柱上半部浮雕為太陽神沙馬什將象征權力的王笏(音hu)授給站在面前的漢謨拉比這部法典一共有282條，刻在圓柱上共52欄4000行，約8000字。它是世界上現存的一部最古老最完整的法典。25古代印度在人類文明史上的地位

古代印度在人類文明史上占有非常重要的地位世界三大宗教之一佛教，就產生于古代印度。人們通常所說的阿拉伯數字，其實是印度人的發明，后經阿拉伯人傳入西方。古代印度的航海事業也非常發達，他們的商人和馬可波羅一起，引起了歐洲人對東方的“黃金渴望”。26印度人發明了“阿拉伯數字”大約771年，一位印度學者把一篇數學論文帶到巴格達，其中包括從0到9十個數字，后來這篇論文被翻譯成阿拉伯文。阿拉伯人發現了印度數字的優點，于是就在帝國內推廣應用。以后，阿拉伯人通過西班牙人把這種印度數字傳入歐洲，并傳播到世界各地，這就是我們所使用的阿拉伯數字。2728中國科學技術曾一度領先5世紀-15世紀：中國在科學技術上居于世界領先地位，其標志是形成了：四大科學體系：農、醫、天、算四大發明：指南針、印刷術、火藥、造紙術與古希臘比較：由定律、定理表現的理論自然科學不如古希臘，而實用科學長期處于領先地位中國古代實用科學：與技術沒有分化的一種知識形態。29303132

長城--紀念碑

東達遼東，西止甘肅嘉峪關，橫貫中國北部長達

11300余華里的人類最偉大的工程。

33秦代三大水利工程343536373839最先發現太陽黑子

例如，當西方人爭論誰在1615年左右最先發現太陽黑子時，中國早在公元前18年以來便系統記錄了太陽黑子，比歐洲早了1500年。中國早在公元前1361年就有日食記錄，公元前1600年至公元1600年間有581項彗星記載，公元前467年記到哈雷慧星。4041

1380年前，歐洲人還無法制造出一小塊鑄鐵，而中國早在公元前四世紀已在工業規模上生產鑄鐵了，到公元一世紀中國人已是鑄鐵大師，歐洲人相比之下落后了1500年。42鋼鐵冶煉技術遙遙領先

英國著名中國科技史家李約瑟博士曾根據考古資料，將中國古代的冶煉爐與后來西方的冶煉爐作了對比，得出結論，中國古代和中世紀在鋼鐵冶煉技術方面長期處于遙遙領先的地位。而煉鐵術最早并不是中國人發明的，是兩河流域的古赫梯人在世界上首先發明了煉鐵術，古巴比倫漢莫拉比法典上已經有鐵匠這個行當，而中國人此時主要使用的仍然是青銅器。43越王勾踐劍越王勾踐使用的一把青銅劍。于1965年12月在湖北省江陵縣的楚墓出土，現藏于湖北省博物館。劍長55.6厘米，寬5厘米。劍身有黑色花紋，材料為銅和錫，正面有“越王鳩淺自乍用劍”（“鳩淺”即“勾踐”，“乍”即“作”）銘文。該劍出土時置于黑色漆木劍鞘內，劍身光亮，無銹蝕，刃薄鋒利。鑄造工藝達到相當高水平。44吳王夫差矛中國春秋末期吳王夫差使用的一把青銅矛。于1983年11月在湖北省江陵縣的楚墓出土，僅存矛頭，現藏于湖北省博物館。矛頭為青銅鑄造，長29.5厘米，寬5.5厘米。劍身有黑色花紋，材料為銅和錫，正面有“吳王夫差自乍（作）用”）銘文。矛刃鋒利。其鑄造工藝之精細為同類兵器所少見。45464748漢代發明、唐代完善的曲轅犁495051《齊民要術》是現今完整保存下來的最古的農書，作者是北魏的賈思勰，大約寫于公元533至544年間。全書110卷92篇，涉及到作物栽培、耕作技術和農具使用、畜牧獸醫和食物加工等各個方面，幾乎是一部農學百科全書。

52西漢時期的紙地圖

（公元前206－公元8年）最大殘長8厘米。1986年甘肅天水放馬灘5號漢墓出土。甘肅省博物館藏。此地圖用紙是目前世界上最早的紙。紙面平整、光滑、結構緊密，表面有細纖維渣，可見造紙技術比較原始。其原料為大麻，是西漢早期麻紙。紙上用墨線繪有山、川、崖，路，是一幅世界最早的紙繪地圖。

53雕版印刷術

與紙的使用一樣，中國印刷術的出現也非常早；隋朝時期，我國人民已經發明了雕版印刷術。據我國歷史記載，印刷術開始于隋文帝開皇十三年(公元593年)。唐代印刷業極為發達，四川成都幾乎成了刻書的中心。1900年在敦煌發現了一部唐代刻印的《金剛經》，標明日期為“咸通九年四月十五日”，也就是公元868年。這是目前世界上最早印有出版日期的印刷品。歐洲最早印有確切日期的印刷品是德國南部的“圣克利斯多大畫像”，日期是1423年。5455漢代發明的565713世紀最大的光學實驗58（二）古希臘人的科學成就591、托勒密的天文學體系

托勒密ClaudiusPtolemaeus（約90-168）古希臘天文學家、數學家、地理學家和地圖學家在天文學上，托勒密集古希臘天文學之大成，建立地心宇宙觀，即托勒密地心學說。他主張地球居宇宙中心靜止不動，日、月、行星和恒星均環繞地球運行，托勒密的地球中心說支配西方達1500年之久。

606162

歐幾里得是一位治學嚴謹的學者，他反對在做學問時投機取巧和追求名利。傳說一個學生才開始學第一個命題，就問歐幾里得學了幾何學之后將得到些什么。歐幾里得說：“你想在學習中獲取實利嗎？那么拿去這3個錢幣吧。”2、歐幾里得的《幾何原本》63歐幾里得的《幾何原本》

歐幾里得的《幾何原本》共含13篇。在第1篇中，歐幾里得首先給出關于點、線、面、直線、平面、圓等23個基本概念的定義，然后在這個基礎上給出幾何學理論的5條公設和5條公理。643、亞里士多德的邏輯學體系

他一生勤奮，著書數百卷，總結了泰勒斯以來古希臘哲學發展的結果，首次將哲學和其他科學區別開來，開創了邏輯、倫理學、政治學、物理學、植物學和動物學等學科的獨立研究。他的學術思想對西方文化、科學的發展產生了巨大的影響。

亞里士多德是公元前三八四年出生的古希臘著名的哲學家、淵博的學者。他是柏拉圖的學生，又是亞歷山大大帝的老師。65形式邏輯學的奠基人

亞里士多德認為分析學或邏輯學是一切科學的工具。他是形式邏輯學的奠基人，他力圖把思維形式和存在聯系起來，并按照客觀實際來闡明邏輯的范疇。66最博學的人亞里士多德運用觀察試驗的方法和辯證思維的方法，大大推動了當時科學的進展。亞里士多德的一個突出特點就是追求真理，他認為這是哲學家的神圣職責。他的一句名言“我愛我師，我更愛真理”，一直為后人津津樂道。亞里士多德集上古知識于一身，在他死后幾百年中，沒有一個人象他那樣對知識有過系統考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全書。恩格斯稱他是“最博學的人”。6768但是在中世紀，經院哲學和神學利用他的著作中一些形而上學和唯心主義的東西，比如神推動世界和地球是宇宙的中心等觀點，把它們奉做不能改變的經典和不能超越的權威，肆意歪曲他的著作，這又束縛住人們的思想，阻礙了中世紀科學的發展。694、蓋倫的醫學體系

蓋倫是古羅馬時期最著名最有影響的醫學大師，他被認為是僅次于希波克拉底的第二個醫學權威。

70

蓋倫(Calen)(129-199)是古羅馬時期最著名最有影響的醫學大師，是最著名的醫生和解剖學家。他一生專心致力于醫療實踐解剖研究，寫作和參加各類學術活動。

二、近現代科學的發展7211—13世紀：大翻譯運動時期（我國宋朝）

14世紀：文藝復興時期（我國元明朝）

15-16世紀：地理大發現時期（我國明朝）

16-17世紀：科學革命時期（我國明清朝）

18世紀：工業革命時期（我國清朝）

19世紀：古典科學全面發展時期（清朝）

20世紀：現代科學技術時期

73近代科學之所以誕生在歐洲而不是亞洲、美洲，是有其深刻的的歷史必然性的。這就是歐洲的文藝復興和宗教改革徹底解放了人們的思想，而地理大發現則提出了對科學技術發展的要求，它們共同召喚著呼之欲出的科學革命。74十字軍東征大翻譯運動大學的創立航海運動文藝復興宗教改革近代科學誕生1113141516馬可波羅游記來自西方的推動力來自東方的推動力1543近代科學產生的原因（一）11—13世紀：十字軍東征和大翻譯運動76

11世紀開始，歐洲發生了一個巨大的歷史事件，這就是十字軍東征。基督徒帶著一種狂熱的宗教情緒，開始是自發的繼而有組織地向東方進軍，想奪回被異教徒占領的圣城耶路撒冷。77十字軍東征

始于1095年，教皇烏爾班二世在法國南部克萊蒙召開宗教大會，以從異教徒手中奪回“圣地”耶路撒冷為口號，煽動宗教狂熱情緒，號召發動第一次十字軍東征。

1099年7月，十字軍攻占耶路撒冷，建立耶路撒冷王國，以及愛德沙伯國、的黎波里伯國和安條克公國。

1147年，法王路易七世和神圣羅馬皇帝康拉德三世發動第二次東征，在小亞細亞和大馬士革附近遭到慘敗。78

1189年，德皇腓特烈一世、法王腓力二世與英王理查一世發動第三次東征，與撒拉丁連番激戰，無功而返

1202年，教皇英諾森三世策劃了第四次東征，原計劃攻取埃及，但在威尼斯商人的干預下，反而進攻信奉同一宗教的拜占庭帝國，占領了君士坦丁堡和拜占庭在巴爾干的大部地區，建立“拉丁帝國”。第五次（1217年～1221年）、第六次（1228年～1229年）和第七次（1248年～1254年）東征的目標均為埃及，第八次（1270年）東征的目標是突尼斯，均告失敗。1291年，十字軍喪失其在東方的最后據點阿卡，宣布東征以徹底失敗而告終。79十字軍東征運動在諸多因素的支配下，延續了二百多年，對歐洲歷史產生了極大的影響。它促成了拜占庭所保存的希臘文明、阿拉伯文明以及通過它所了解的中國文明，與歐洲人所繼承的羅馬文明之間的交流和融合。正是這場瘋狂的宗教戰爭，推動了一種新的文明的鑄造。80十字軍從東方帶回了阿拉伯人先進的科學、中國人的四大發明、希臘人的自然哲學文獻。12世紀，歐洲掀起了翻譯阿拉伯文獻的熱潮。希臘原始文獻經過敘利亞文，到阿拉伯文，再被譯成拉丁文。亞里士多德和柏拉圖的哲學著作、歐幾里德和托勒密的科學著作，開始為歐洲人所熟悉。

大翻譯運動81

大翻譯的中心是西班牙和意大利，因為這兩個地區離阿拉伯文化區和希臘文化區最接近。西班牙曾經被阿拉伯人所統治，基督教學者在這里得到了大批阿拉伯語的希臘文獻。至于意大利，由于地緣關系與拜占庭(君士坦丁堡)一直商務交往密切，而且當時許多人既精通阿拉伯語，又精通希臘語。大翻譯運動導致了歐洲學術的第一次復興。

82通過大翻譯運動，當時已知的希臘科學與哲學文獻都被譯成當時歐洲學術界通用的拉丁文，為歐洲的學術復興奠定了基礎。到1270年，亞里士多德的著作全部被譯成拉丁文，亞里士多德學說被確立在經院哲學中的統治地位指日可待。（二）十四世紀：文藝復興時期

84近代自然科學產生于文藝復興后期，是伴隨資本主義的生長而產生的。文藝復興是反對封建主義思想禁錮的一次偉大的思想解放運動，發源于當時工商業最發達的意大利。文藝復興最初是以恢復希臘古典文化的面目而出現的。早期主要表現在文學和美術領域。

85早期文藝復興的著名人物

文藝復興的第一位旗手是佛羅倫薩的著名詩人但丁(1265一1321)。他的著名的作品《神曲》，將希臘古典時代的人物放在一個重要的位置，而教會的顯赫人士卻都被打入地獄，顯示了一種新的精神態度。86

文藝復興以復興古典文化為口號，發掘、光大古希臘文化，樹立起理性主義和人文主義大旗，反對神權和封建特權，提倡個性自由。它不只是一場復興古典文化的運動，更是一場新時代的啟蒙運動。87

文藝復興增進了人對自然觀察的興趣，通過對自然的研究，科學研究開始走向重視實驗的道路。

881450147515001525155015751600達芬奇米開朗基羅拉斐爾89達·芬奇（1452—1519年）

偉大的畫家、雕刻家、音樂家和詩人。為了提煉繪畫和雕塑的藝術法則，他深入研究了解剖學、光學和力學，通曉生理學、物理學、數學、地質學、天文學等等，并把研究工作建立在實驗的基礎上。他不顧教會禁例，解剖了人的尸體。他還是建筑師和工程師，設計了飛行機械、潛水機械和機槍等許多器械。他終生勤奮，前后積累的手稿大約有七千頁。90《蒙娜麗莎》被稱為“永恒的微笑”，在藝術史上占有重要的地位。整幅畫形象逼真，色彩調和，在光線明暗的變化上，表情的刻畫上，都表現了精湛的藝術造詣。更重要的是，在這幅畫上，第一次展示了人類永恒的微笑，表明人活在世上是可以而且應當找到幸福的。這充分體現了反對神權、提倡人權的人文主義思想本質91達·芬奇《最后的晚餐》92米開朗基羅（1475—1564年）

他的成就標志著文藝復興藝術的高峰。他一掃意大利寧靜和精巧的藝術風格，所做雕像以豪放、剛健、雄偉的人體美為特征。他的大理石雕像《大衛》，塑造了一個舒展自如，昂然挺立，肌肉健實，巨人般的裸體青年形象，表現了古代英雄大衛即將投入戰斗時的神情，以夸張的手法表現了大衛雄偉的體魄。后來，佛羅倫薩政府把大衛的雕像放在市政廳前，作為市民政治理想的象征。9394拉斐爾（1483～1520年）

他的藝術風格的特點是優美、典雅，表現了文藝復興時代藝術的另一方面。他以繪出無數的圣母像而見著，但與圣經神話傳說和已經確立的傳統相反，他把幽靈般的圣母畫成異常溫柔美麗，完全是一個人間善良的母親的形象。他的代表作如《草地上的圣母》，實際是描繪一個健康美麗的農家婦女和她可愛的孩子，《西斯廷圣母》是一位披著農民圍巾，穿著普通衣服的少婦。95

《雅典學派》是拉斐爾的一幅壁畫。他以豐富的想象力，把他所崇敬的古代學者集中重現于畫面上。

96

恩格斯對意大利文藝復興給過一個中肯的評語：“這是一個需要巨人而且產生了巨人的時代。”97文藝復興對西方價值觀的影響由于文藝復興運動的影響，導致后來西方的文化價值觀發生了根本性的變化，由重視神到重視個人。西方人寫信封，地址的順序是按從小到大的次序寫的，而中國人寫信封，卻是相反。西方人重視個人的價值，主張個人的自由，提倡“盡管我不贊成你的觀點，但我誓死保衛你說話的權利”。98中國的傳統的政治理念追求的是社會的和諧，這和西方不一樣。西方這樣一種自由主義的傳統追求的是個人的解放。中國的儒家更多追求的是社會的和諧，儒家認為一個社會要實現和諧的話，各個階層或者各個群體能夠都在自己的位置上，各盡其職，各得其所。荀子有一句話叫：定分止爭。儒家的“禮”就是規范這些本分的。中國儒家的人文理念（三）十五世紀：地理大發現時期

--資本主義工商業大發展100

15世紀是人類向地球上未知的海洋和陸地進軍的時代。

1403年，鄭和率領龐大的艦隊向西周游南海各地并遠航至阿拉伯地區和非洲東海岸。覬覦東方財富的歐洲冒險家們則向南和向東探險。

1488年，巴托羅繆.狄亞士繞過好望角，達.伽馬于1497－1499年間完成的航行最終確定了從歐洲經印度洋到東方的航線。101馬可波羅（1254—1324年）

意大利威尼斯人，出身于商人貴族家庭。大約從1275年至1292年17年間，馬可波羅和他的父親、叔父一直在中國居住。馬可波羅除了在京城大都供職外，還奉皇帝之命巡視過陜西、四川、云南、河南、江浙等省或出使外國，他自稱曾治理過揚州3年。

1295年（元成宗元貞元年），波羅父子三人由海路乘船回到意大利。第二年，馬可波羅參加威尼斯艦隊作戰，兵敗被俘，被拘留在獄中。他把自己在中國和亞洲其他國家的見聞，口授給同獄的一位名叫魯思蒂謙的文章能手，由后者用法文記錄下來，整理成著名的《馬可波羅行紀》（或稱《東方聞見錄》）。1298年，馬可波羅獲釋回家，后來成為巨商。102103“世界第一奇書”

馬可波羅是第一個廣泛游歷東方各國而又留下一部名著的歐洲人。他的《馬可波羅行紀》被稱為世界第一奇書，曾被譯成多種文字，對后來歐洲了解中國和東方影響極大。馬可·波羅的書在歐洲廣泛流傳，激起了歐洲人對中國文明與財富的傾慕，對以后新航路的開辟產生了巨大的影響。同時，西方地理學家還根據書中的描述，繪制了早期的“世界地圖”。

104105“黃金渴望”

東西方之間的海路原來分別取道黑海、波斯灣和紅海。紅海以東的貿易大都由阿拉伯商人經營，而對西歐的轉手貿易則由意大利商人把持。其他西歐國家十分嫉羨，它們渴望另辟新的航路到東方來搜求黃金，發財致富。奧斯曼土耳其興起以后，控制了北部的交通咽喉，給東西方貿易帶來了不利影響，開辟新航路的問題更加迫切。106地理大發現與大國崛起公元1500年前后的地理大發現，拉開了不同國家相互對話和相互競爭的歷史大幕，由此，大國崛起的道路有了全球坐標。五百年來，在人類現代化進程的大舞臺上，相繼出現了九個世界性大國，它們是葡萄牙、西班牙、荷蘭、英國、法國、德國、日本、俄羅斯和美國。大國興衰更替的故事，留下了各具特色的發展道路和經驗教訓，啟迪著今天，也影響著未來……

107航海王子亨利（恩里克）出生在1394年，是葡萄牙國王若昂一世的第三個兒子。他大力支持航海事業，創辦航海學校，自任校長，培養和選拔航海人才，被稱為“航海家”。他不斷組織探險隊，沿非洲西海岸南下，先后占領馬德拉群島、亞速爾群島和佛得角一帶，掠奪黃金、象牙和奴隸。1460年，“航海家”亨利逝世，但他開拓的航海和殖民活動得以繼續下去1081487年迪亞士到達好望角

1487年（或1486年），巴托洛繆·迪亞士（約1450—1500年）率3只船沿非洲西海岸繼續南下，途中遇到風暴，經過十幾天的搏斗，竟于1487年2月漂到非洲東海岸的阿爾戈阿灣附近（南緯33度，東經22度）。這是歐洲人第一次繞過非洲南端到達非洲東海岸。1488年，迪亞士返航時到達好望角，由于風浪極大難于航行，稱之為“暴風角”。葡萄牙王認為，到了此地前往印度大有希望，遂改名“好望角。”迪亞士的航海圖和資料，在達·伽馬后來遠航印度時發揮了重要作用。

1091498年達·伽馬到達印度1497年葡萄牙貴族達·伽馬率領約170名船員分乘4艘船，從里斯本出發，在阿拉伯水手的領航下，于1498年5月20日到達印度西海岸。次年9月，達·伽馬率領滿載香料、寶石的船隊回到里斯本。110哥倫布的航行熱那亞人哥倫布自幼喜歡航海。他相信地球是圓的，但是他固執地相信它并沒有人們說的那樣大，因此他才堅持認為向西航行也可以到達遍地是黃金和香料的東方。這一錯誤的估計使他作出那膽大包天的探險計劃，他認為從歐洲的大西洋沿岸向西航行不久就能到達亞洲。他的遠航計劃得到西班牙王室的資助。111哥倫布的船，長度僅26米

鄭和寶船船長約138米，寬約56米，排水量上萬噸。

1121131522年麥哲倫環球航行

1519年，葡萄牙人麥哲倫奉西班牙王室之命，率領船隊作環球航行。他橫渡大西洋，沿南美洲海岸南下，穿過今天的麥哲倫海峽，進入另一片海洋。當時那里水面比較平靜，麥哲倫稱它為太平洋。船隊到達菲律賓群島后，麥哲倫介入島上的部落沖突，在交戰中被殺。他的同伴逃了出來，繼續航行，繞道好望角，1522年回到西班牙。麥哲倫的船隊有五艘船和260多人，回到西班牙時，只剩下一只船和18個瘦弱的人了。但是他們帶回的一船香料，據說以近萬倍的價格賣出，人人都發了大財。114西班牙、葡萄牙的暴發與掠奪在堅船利炮的猛烈攻擊下，一個個海上交通戰略要點相繼成為葡萄牙的囊中之物，正是利用從大西洋到印度洋的50多個據點，葡萄牙壟斷了半個地球的商船航線。在16世紀初的前五年中，葡萄牙的香料交易量從22萬英鎊迅速上升到230萬英鎊，成為當時的海上貿易第一強國。115與歐洲人的擴張相伴隨的，卻是美洲兩大文明中心的悲歌。到1570年，戰爭屠殺和歐洲傳來的流行病，使墨西哥地區的人口從2500萬下降到265萬，秘魯的人口由900萬下降到了130萬。美洲大陸的原住民印第安人從那以后急劇減少了90%。（四）16-17世紀：科學革命時期117人文精神催生了科學精神由于文藝復興解放了人的思想，人們的觀念由“以神為本”轉到“以人為本”，催生了科學精神。

16—17世紀是近代自然科學從神學中獨立出來并迅速發展的世紀。118

地理大發現首先推動了天文學和力學的發展：在茫茫的大海中，精確地測量海船的經緯度是非常重要的。緯度的測量可以很容易地通過觀測北極星與海平面的夾角實現，經度的測定在鐘表沒有發明之前也只能通過天文觀測。為此需要制定精確的星表，以及對行星的運動規律進行精確的數學運算。這樣，天文學和力學就首先從神學中獨立出來了。

1、哥白尼革命120哥白尼革命

1543年在科學史上是極為重要的一年，哥白尼的《天體運行論》和維薩留斯的《人體的構造》同于此年出版。

在哥白尼的宇宙圖景中，地球不再是宇宙的中心，從而使《圣經》賦予它的特殊身份完全喪失了──宇宙不因地球而存在，也就不再有什么天堂與地獄之分。121哥白尼（1473-1543）

他是一個波蘭教士，年青時曾去意大利波倫亞學習，受到文藝復興新精神的影響，并吸收了新柏拉圖主義的一些思想。回國后，他利用業余時間從事天文研究。當時在天文學中占統治地位的是古代托勒密的學說。但托勒密學說有一個引人注目的缺點，即它用以解釋天體運行的均輪與本輪在數學上太繁復。哥白尼的突破正是從這一點開始的。他相信自然規律具有簡單和諧的性質，決心尋求新的解釋。122123在古代著作的啟示下，他通過自己的一些觀察，但主要是通過推論，提出了一種大膽的新理論：在宇宙的廟堂中，太陽“坐在皇帝的寶座上，統治著周圍的星星家庭。”。而地球與別的行星一樣，圍繞太陽作同心圓運動，同時繞自身的軸旋轉。哥白尼把自己的這種新的日心說寫于《天體運行》一書中。但他一再躊躇，直到1543年臨終前才加以發表。124125

哥白尼的學說不僅改變了那個時代人類對宇宙的認識，而且根本動搖了歐洲中世紀宗教神學的理論基礎。“從此自然科學便開始從神學中解放出來”，“科學的發展從此便大踏步前進”

（恩格斯《自然辯證法》）

126布魯諾(1548—1600年)是意大利著名思想家、學者，出生于那不勒斯附近的小鎮。他沖破反動教會的重重阻力，熱情地宣傳哥白尼的太陽中心說，通過《論原因、本原和同一》、《論無限宇宙和世界》等著作，從多方面補充了哥白尼的學說，并且比哥白尼還前進了一大步。他認為宇宙是無限的，太陽不過是無數恒星之一，宇宙中可以居住的星球也是無限多的。127“天空立法者”開普勒

（1571—1630年）

開普勒德國天文學家、光學家。1571年12月27日生于德國魏爾，父親早年棄家出走，母親脾氣極壞。他是七個月的早產兒，從小體弱多病，四歲時的天花在臉上留下疤痕，猩紅熱使眼睛睛受損，高度近視，一只手半殘，又瘦又矮。但他勤奮努力，智力過人，一直靠獎學金求學。1587年進人蒂賓根大學學習神學與數學。他是熱心宣傳哥白尼學說的天文學教授麥斯特林的得意門生，1591年取得碩士學位。1609-1619年開普勒根據第谷的觀測資料提出了行星運動三大定律。128

1666年，英國科學家牛頓從開普勒行星運動的三大定律推出“萬有引力”的定律，為哥白尼的學說奠定了理論基礎

開普勒同樣受到基督教會的迫害，他的著作被列入禁書目錄。他在長期饑寒交迫中病逝。129伽利略

（1564—1642年）意大利的杰出天文學家和物理學家。1609—1610年，他第一次用望遠鏡觀察浩瀚無際的天空，發現了可以證明哥白尼學說的許多事實。

130

伽利略認為較小天體圍繞較大的天體公轉是一種自然規律。1632年，伽利略在他的《關于托勒密和哥白尼兩大宇宙體系的對話》中，根據觀察到的事實，結合力學原理，批判了托勒密學說的荒謬，論證了哥白尼學說的科學性。這一著作是繼哥白尼之后，對經院哲學的又一沉重打擊，進一步動搖了基督教統治的思想基礎，在科學史上占有重要地位。

131伽利略繪制的月面圖和星空圖132近代實驗科學的開端伽利略還是一位卓越的物理學家，他發現擺的擺動，雖然擺幅大小一次比一次減小，但每次擺動的時間卻總是相等的，由此發現了著名的擺的等時性定律，并用單擺周期作為時間量度的單位（1583年）。伽利略還做了自由落體的理想實驗，發現物體的加速度與重量無關，這樣就否定了亞里斯多德關于落體加速度與重量成正比的臆斷。

133

1638年，伽利略發表了《關于兩種新科學對話集》，研究了物體的距離、速度和加速度之間的關系，提出了無窮集合的概念。這是伽利略最后一部科學著作，在物理學方面取得重要成就。他重視實驗和數學工具的做法標志著近代科學的出現。134

伽利略的天文學著作發表之后，受到基督教會的攻訐，并被列為禁書。1633年，他被傳到羅馬受審，受到嚴刑逼訊。135牛頓（1642──1727年）在伽利略、開普勒、笛卡兒等人研究工作的基礎上，英國物理學家牛頓把物體的運動規律歸結為三條基本運動定律和萬有引力定律，由此建立起一個完整的力學理論體系。這樣，他就把過去一向認為是截然無關的地球上所謂“世俗”的運動和日月星辰那些屬于神圣的“天堂”的運動統一在同一理論框架之中。這可以說是人類認識自然的歷史中第一次理論的大綜合。

136牛頓力學三大定律

第一定律（慣性定律或伽利略定律）：物體在無外力作用時，或者保持它的靜止狀態，或沿著筆直的線作勻速運動的狀態。（靜者恒靜，動者恒動）

第二定律（加速度定律）：運動的變化與外加推動力成正比；并發生在該力的作用線方向上。F=ma

第三定律（作用力與反作用力定律）：對每一個作用力，總存在一個相等的反作用力和它對抗；或者說，兩個物體彼此施加的相互作用力總是相等的，并各自指向其對方。

137

“我不知道世人怎么看，但在我自己看來，我只不過是一個在海濱玩耍的小孩，不時地為比別人找到一塊更光滑、更美麗的卵石和貝殼而感到高興，而在我面前的真理的海洋，卻完全是個謎”

──牛頓2、在科學儀器制造方面取得的進步139顯微鏡、望遠鏡的普遍使用

16世紀末顯微鏡發明后，17世紀中葉人們已經將它應用到觀察細菌和微生物方面，從而促進了生物學和醫學的發展。140141顯微鏡、望遠鏡的普遍使用142惠更斯造出了第一臺擺鐘多少世紀以來，時間測量始終是擺在人類面前的一個難題。直到伽利略發現擺的等時性，人類的計時裝置諸如日晷、沙漏、漏壺(即水鐘)均不能原則上保持精確。伽利略雖然認識到可以利用擺的等時性制造時鐘，而且還設計了圖紙，但并未付諸實施。143

惠更斯繼承了伽利略關于擺的研究。他發現，單擺只是近似等時，真正等時的擺動軌跡不應是一段圓弧而應是一段擺弧。他創造性地讓懸線在兩片擺線狀夾板之間運動，這樣的擺動就是一段擺弧。將這個發現運用于設計之中，惠更斯于1656年造出了人類歷史上第一架擺鐘，并將它獻給了荷蘭政府。這臺鐘的問世標志著人類進入了一個新的計時時代。1657年，惠更斯取得了擺鐘的專利。1658年，出版《鐘表論》一書，對擺鐘的結構作了說明。144

17世紀之后，機械鐘表工藝上的進步被航海事業的大發展極大地推動。在大海上航行最需要知道船所在的地理位置即經度和緯度。通過太陽的視位置可以很容易地測定緯度，但經度就不太容易。天文學家認識到，經度與當地時間有關，如果能夠比較不同地方的當地時間，就能知道它們之間的經度差。地球自轉一圈是24小時，相當于經度變化360度，每小時相當于15度。然而，若想在航行中知道比如祖國的當地時間，就得攜帶在當地校準過而又能在顛簸的航行中保持準確的鐘。經度問題馬上歸結為可攜帶的準確的時鐘問題。145三、“李約瑟難題”147

李約瑟（1900~1995），著名英國生物化學家、科學史家，劍橋大學博士，中國科學院外籍院士，他是大家熟悉的中國科學技術史研究專家，以撰著多卷本的《中國的科學與文明》（中文通常譯作《中國科學技術史》，以下簡稱SCC）著稱于世。長期以來，“李約瑟”在中國幾乎成了“中國科技史”的代名詞。148

李約瑟博士站在世界科學史、比較科學史和中外科學交流史的高度研究中國科技史，把中國科學文明置于世界史中應有的地位，從而糾正了西方過去對中國科學文化的各種錯誤看法、誤解和嚴重低估。149

李約瑟認為，近代以前，中國一直是世界上最文明最發達的國家。有資料顯示，明朝以前世界上主要的發明創造和重大科技成就大約有300項，其中中國170項。他列舉了公元后15世紀內中國完成的一百多項重大發明和發現，大部分在文藝復興前后接二連三地傳入歐洲，為歐洲文藝復興準備了重要物質技術基礎。150

甚至到清朝的乾隆末年，中國的經濟總量仍然占世界第一位，人口占世界的三分之一。他說：“在公元三世紀到十三世紀之間（中國）保持一個西方所望塵莫及的科學知識水平。……中國的這些發明和發現遠遠超過同時代的歐洲，特別是在十五世紀之前更是如此。（關于這一點可以毫不費力地加以證明）”。151

由此，李約瑟博士提出了一個著名的“李約瑟問題”，即為什么人類的近現代科學首先產生于西方，而不是首先產生于具有偉大古代科學技術成就的東方，其中尤其是偉大的中國？152“李約瑟問題”

“李約瑟難題”或稱“李約瑟問題”（NeedhamProblem,或NeedhamQuestion）、“李約瑟之謎”（NeedhamPuzzle）、“李約瑟命題”（NeedhamThesis）等等，所有這些名目都譯自于英文。其一般表述是：153為什么現代科學，對大自然的數學化假設，全部涵義是為了先進技術，它僅僅迅速崛起于伽利略時代的西方？為什么在公元前1世紀至公元15世紀之間，在將人類的自然知識應用于實用目的方面，中國較之西方更為有效？154

李約瑟這樣寫道：

“我們討論一個問題，即，在科學技術史上中國文化的地位。只有研究了中國的社會、文化和經濟制度，才能理解為什么在上古和中古時代，中國的理論科學和應用科學有驚人的發展，而在17世紀初期伽利略時代之后，現代科學在中國卻沒有發展，或者，可以說，完全沒有發展呢。155

“從廣義說，我們可以說，在紀