古希臘科學(xué)與中世紀(jì).ppt

古希臘古羅馬與歐洲中世紀(jì)的科學(xué)與技術(shù)成就 古希臘與古羅馬的科學(xué)主要是自然哲學(xué)的形態(tài) 此外在天文學(xué) 數(shù)學(xué) 物理學(xué)等方面也有驚人的造詣 古典希臘時(shí)期的科學(xué) 古典時(shí)代 自泰勒斯始 至馬其頓王亞歷山大征服全希臘止的兩百余年 古典時(shí)期按區(qū)域和時(shí)間可分為三個(gè)階段 這三個(gè)階段分別是 1 艾奧尼亞階段 泰勒斯 阿納特薩格拉 2 南意大利階段 畢達(dá)哥拉斯 恩培多克勒 3 雅典時(shí)期 結(jié)束于馬其頓王的統(tǒng)治 大約為公元前337年 古希臘的科學(xué)體現(xiàn)在天文學(xué) 數(shù)學(xué) 力學(xué) 醫(yī)學(xué) 生物學(xué) 地理學(xué)和物理學(xué)之中 如阿基米德 公元前287年 公元前212年 是古希臘哲學(xué)家 數(shù)學(xué)家 物理學(xué)家 古希臘有很多領(lǐng)域?qū)儆谒急娌聹y(cè) 但在某些領(lǐng)域已進(jìn)入理論科學(xué)的范圍 天文亞里士多德認(rèn)為運(yùn)行的天體是物質(zhì)的實(shí)體 地球是球形的 是宇宙的中心 地球和天體由不同的物質(zhì)組成 地球上的物質(zhì)是由水氣火土四種元素組成 天體由第五種元素 以太 構(gòu)成 物理亞里士多德關(guān)于物理學(xué)的思想深刻地塑造了中世紀(jì)的學(xué)術(shù)思想 其影響力延伸到了文藝復(fù)興時(shí)期 雖然最終被牛頓物理學(xué)取代 畢達(dá)哥拉斯的黃金分割 a b a 數(shù)論畢達(dá)哥拉斯對(duì)數(shù)論作了許多研究 將自然數(shù)區(qū)分為奇數(shù) 偶數(shù) 素?cái)?shù) 完全數(shù) 平方數(shù) 三角數(shù)和五角數(shù)等 整數(shù)畢達(dá)哥拉斯和他的學(xué)派在數(shù)學(xué)上有很多創(chuàng)造 尤其對(duì)整數(shù)的變化規(guī)律感興趣 例如 把 除其本身以外 全部因數(shù)之和等于本身的數(shù)稱為完全數(shù) 如6 28 496等 而將本身小于其因數(shù)之和的數(shù)稱為盈數(shù) 將大于其因數(shù)之和的數(shù)稱為虧數(shù) 其他貢獻(xiàn)在幾何學(xué)方面 畢達(dá)哥拉斯學(xué)派證明了 三角形內(nèi)角之和等于兩個(gè)直角 的論斷 研究了黃金分割 發(fā)現(xiàn)了正五角形和相似多邊形的作法 還證明了正多面體只有五種 正四面體 正六面體 正八面體 正十二面體和正二十面體 希波克拉底 希波克拉底 約前460 前377 被西方尊為 醫(yī)學(xué)之父 的古希臘著名醫(yī)生 歐洲卒于公元前377年醫(yī)學(xué)奠基人 古希臘醫(yī)師 西方醫(yī)學(xué)奠基人 提出 體液學(xué)說(shuō) 他的醫(yī)學(xué)觀點(diǎn)對(duì)以后西方醫(yī)學(xué)的發(fā)展有巨大影響 卒于公元前377年 享年八十三歲 希波克拉底提出 體液學(xué)說(shuō) 認(rèn)為人體由血液 粘液 黃膽和黑膽四種體液組成 這四種體液的不同配合使人們有不同的體質(zhì) 他把疾病看作是發(fā)展著的現(xiàn)象 認(rèn)為醫(yī)師所應(yīng)醫(yī)治的不僅是病而是病人 從而改變了當(dāng)時(shí)醫(yī)學(xué)中以巫術(shù)和宗教為根據(jù)的觀念 主張?jiān)谥委熒献⒁獠∪说膫€(gè)性特征 環(huán)境因素和生活方式對(duì)患病的影響 重視衛(wèi)生飲食療法 但也不忽視藥物治療 尤其注意對(duì)癥治療和預(yù)防 他對(duì)骨骼 關(guān)節(jié) 肌肉等都很有研究 歐洲古代科學(xué)的高峰 希臘化時(shí)代的科學(xué) 從雅典到亞歷山大里亞 歐幾里得 幾何原本 阿里斯塔克 日心說(shuō)阿基米德埃拉托色尼 大地測(cè)量希波克斯 本輪 均輪體系希羅 技術(shù)成就托勒密 地心體系蓋倫 希臘醫(yī)學(xué)丟番圖 代數(shù) 偉大的科學(xué)家 天文研究他曾運(yùn)用水力制作一座天象儀 球面上有日 月 星辰 五大行星 根據(jù)記載 這個(gè)天象儀不但運(yùn)行精確 連何時(shí)會(huì)發(fā)生月蝕 日蝕都能加以預(yù)測(cè) 晚年的阿基米德開始懷疑地球中心學(xué)說(shuō) 并猜想地球有可能繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng) 這個(gè)觀念一直到哥白尼時(shí)代才被人們提出來(lái)討論 阿基米德 浮力原理浮力原理簡(jiǎn)述 物體在液體中所獲得的浮力 等于它所排出液體的重量 即 式中為物體所受浮力 為物體排開液體所受重力 該式變形可得 式中為被排開液體密度 為當(dāng)?shù)刂亓铀俣?為排開液體體積 杠桿原理杠桿原理簡(jiǎn)述 滿足下列三個(gè)點(diǎn)的系統(tǒng) 基本上就是杠桿 支點(diǎn) 施力點(diǎn) 受力點(diǎn) 杠桿原理亦稱 杠桿平衡條件 要使杠桿平衡 作用在杠桿上的兩個(gè)力矩 力與力臂的乘積 大小必須相等 即 動(dòng)力 動(dòng)力臂 阻力 阻力臂 用代數(shù)式表示為F1 l1 F2 l2 式中 F1表示動(dòng)力 l1表示動(dòng)力臂 F2表示阻力 l2表示阻力臂 從上式可看出 欲使杠桿達(dá)到平衡 動(dòng)力臂是阻力臂的幾倍 動(dòng)力就是阻力的幾分之一 數(shù)學(xué)大師對(duì)于阿基米德來(lái)說(shuō) 機(jī)械和物理還只是次要的 他比較有興趣而且投注更多時(shí)間的是純理論上關(guān)于阿基米多的作品 17張 的研究 尤其是在數(shù)學(xué)和天文方面 在數(shù)學(xué)方面 他利用 逼近法 算出球面積 球體積 拋物線 橢圓面積 后世的數(shù)學(xué)家依據(jù)這樣的 逼近法 加以發(fā)展成近代的 微積分 他更研究出螺旋形曲線的性質(zhì) 現(xiàn)今的 阿基米德螺線 曲線 就是因?yàn)榧o(jì)念他而命名 另外他在 恒河沙數(shù) 一書中 他創(chuàng)造了一套記大數(shù)的方法 簡(jiǎn)化了記數(shù)的方式 歐幾里得 歐幾里得 希臘文 公元前325年 公元前265年 古希臘數(shù)學(xué)家 被稱為 幾何之父 他活躍于托勒密一世 公元前323年 公元前283年 時(shí)期的亞歷山大里亞 他最著名的著作 幾何原本 是歐洲數(shù)學(xué)的基礎(chǔ) 提出五大公式 歐幾里得幾何 被廣泛的認(rèn)為是歷史上最成功的教科書 歐幾里得也寫了一些關(guān)于透視 圓錐曲線 球面幾何學(xué)及數(shù)論的作品 經(jīng)過(guò)歐幾里得忘我的勞動(dòng) 終于在公元前300年結(jié)出豐碩的果實(shí) 這就是幾經(jīng)易稿而最終定形的 幾何原本 一書 這是一部傳世之作 幾何學(xué)正是有了它 不僅第一次實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)化 條理化 而且又孕育出一個(gè)全新的研究領(lǐng)域 歐幾里得幾何學(xué) 簡(jiǎn)稱歐氏幾何 代數(shù)學(xué)之父 丟番圖 丟番圖是古希臘亞歷山大學(xué)后期的重要學(xué)者和數(shù)學(xué)家 公元246 330年 丟番圖是代數(shù)學(xué)的創(chuàng)始人之一 對(duì)算術(shù)理論有深入研究 他完全脫離了幾何形式 在希臘數(shù)學(xué)中獨(dú)樹一幟 亞歷山大時(shí)期的丟番圖對(duì)代數(shù)學(xué)的發(fā)展起了極其重要的作用 對(duì)后來(lái)的數(shù)論學(xué)者有很深的影響 丟番圖的 算術(shù) 是講數(shù)論的 它討論了一次 二次以及個(gè)別的三次方程 還有大量的不定方程 現(xiàn)在對(duì)于具有整數(shù)系數(shù)的不定方程 如果只考慮其整數(shù)解 這類方程就叫做丟番圖方程 它是數(shù)論的一個(gè)分支 不過(guò)丟番圖并不要求解答是整數(shù) 而只要求是正有理數(shù) 從另一個(gè)角度看 算術(shù) 一書也可以歸入代數(shù)學(xué)的范圍 代數(shù)學(xué)區(qū)別于其它學(xué)科的最大特點(diǎn)是引入了未知數(shù) 并對(duì)未知數(shù)加以運(yùn)算 就引入未知數(shù) 創(chuàng)設(shè)未知數(shù)的符號(hào) 以及建立方程的思想 雖然未有現(xiàn)代方程的形式 這幾方面來(lái)看 丟番圖的 算術(shù) 完全可以算得上是代數(shù) 克羅狄斯 托勒密 克羅狄斯 托勒密 古希臘語(yǔ) 拉丁語(yǔ) ClaudiusPtolemaeus 約90年 168年 又譯托勒玫或多祿某 相傳他生于埃及的一個(gè)希臘化城市赫勒熱斯蒂克 古希臘天文學(xué)家 地理學(xué)家和光學(xué)家 歷史功績(jī) 天文學(xué)托勒密的天文學(xué)著作經(jīng)阿拉伯學(xué)者之手而重為歐洲所知之后 又在歐洲保持了長(zhǎng)時(shí)間的影響力 至少延續(xù)到16世紀(jì) 在此之前 沒(méi)有任何西方的星歷表不是按托勒密理論推算出來(lái)的 地理學(xué)最后必須談到托勒密地理學(xué)對(duì)后世的巨大影響 蓋倫 蓋倫 Galen 129 199 是古羅馬時(shí)期最著名最有影響的醫(yī)學(xué)大師 他被認(rèn)為是僅次于希波克拉底的第二個(gè)醫(yī)學(xué)權(quán)威 蓋倫是最著名的醫(yī)生和解剖學(xué)家 他一生專心致力于醫(yī)療實(shí)踐解剖研究 寫作和各類學(xué)術(shù)活動(dòng) 他成功的研究是解剖學(xué) 在羅馬人統(tǒng)治的時(shí)期 人體解剖是嚴(yán)格禁止的 因此 蓋侖只能進(jìn)行動(dòng)物解剖實(shí)驗(yàn) 他通過(guò)對(duì)豬 山羊 猴子和猿類等活體動(dòng)物實(shí)驗(yàn) 在解剖學(xué) 生理學(xué) 病理學(xué)及醫(yī)療學(xué)方面有許多新發(fā)現(xiàn) 他考察了心臟的作用 并且對(duì)腦和脊髓進(jìn)行了研究 認(rèn)識(shí)到神經(jīng)起源于脊髓 認(rèn)識(shí)到人體有消化 呼吸和神經(jīng)等系統(tǒng) 他看到猴子和猿類的身體結(jié)構(gòu)與人很相似 因而把在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中獲得的知識(shí)應(yīng)用到人體中 對(duì)骨骼肌肉作了細(xì)致的觀察 他還對(duì)植物 動(dòng)物和礦物的藥用價(jià)值作了比較深入的研究 在他的藥物學(xué)著作中記載了植物藥540種 動(dòng)物藥物180種 礦物藥物100種 在藥物的研究上也卓有成效 中世紀(jì)的歐洲 中世紀(jì)的教堂 中世紀(jì)前期歐洲科學(xué)技術(shù)的停滯1 科學(xué)的衰落 教皇格里哥利一世公然宣稱 不學(xué)無(wú)術(shù)是信仰虔誠(chéng)之母 教會(huì)推行的信條和準(zhǔn)則是 啟示高于理性 知識(shí)服從信仰 哲學(xué) 包括科學(xué) 服從神學(xué) 2 技術(shù)的倒退 中世紀(jì)前期歐洲手工業(yè)衰敗 一些昔日繁華的工商業(yè)中心城市幾乎成了廢墟 除了農(nóng)業(yè)技術(shù)略有進(jìn)步外 從整體上看 中世紀(jì)前期歐洲的技術(shù)和羅馬帝國(guó)興盛時(shí)期相比是大大倒退了 中世紀(jì)的圣經(jīng) 中世紀(jì)后期歐洲科學(xué)技術(shù)的復(fù)蘇1 科學(xué)活動(dòng)的重新開展翻譯阿拉伯文獻(xiàn)學(xué)習(xí)古希臘科學(xué)文化開辦大學(xué)2 技術(shù)的進(jìn)步耕作效率提高 作物種類增多 農(nóng)業(yè)有了較大發(fā)展 水利機(jī)械 風(fēng)力機(jī)械 各種鐵制機(jī)具普遍應(yīng)用于冶金 采礦 紡織各行業(yè) 推動(dòng)了手工業(yè)的發(fā)展 但丁達(dá) 芬奇哥白尼布魯諾伽利略 阿拉伯 東西方文化交流的橋梁 阿拉伯的科學(xué)家們?cè)诰鞯闹С窒?在數(shù)學(xué) 天文學(xué) 化學(xué) 光學(xué)和醫(yī)學(xué)方面作出了卓越的成就 當(dāng)經(jīng)院哲學(xué)禁錮下的歐洲學(xué)術(shù)界一片凋敝的時(shí)候 阿拉伯文化迎來(lái)了自己的繁榮 在地理上 阿拉伯聯(lián)系了東方和西方 在文化上 阿拉伯在東西方之間承當(dāng)了科學(xué)文化交流的橋梁 中國(guó) 印度的科學(xué)文化有很大一部分是通過(guò)阿拉伯傳入歐洲的 在歷史上 阿拉伯文化對(duì)歐洲科學(xué)的發(fā)展也起了承上啟下的作用 在歐洲文化凋敝的時(shí)期 阿拉伯人從被他們征服的亞里山大里亞 大馬士革等地搜集了古希臘典籍 還從拜占廷收買過(guò)古希臘手稿 并把它們翻譯成阿拉伯文 阿拉伯的文化是在同時(shí)吸收了古希臘和古東方文化的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的 阿拉伯科學(xué)形成的過(guò)程本身就是東西方文化的一次大融合 大學(xué)的創(chuàng)辦和經(jīng)院哲學(xué) 大學(xué)的創(chuàng)辦發(fā)展過(guò)程修道院學(xué)校 大主教區(qū)學(xué)校和教區(qū)學(xué)校 城市大學(xué)修道院學(xué)校 在西元五世紀(jì)成立 最先是以教育僧侶和修女為目的 后來(lái)才擴(kuò)展成也教育一般民眾 修道院學(xué)校教授七藝 或稱三門普通學(xué)科 數(shù)學(xué) 辯證法 修辭學(xué) 和四門高級(jí)學(xué)科 算術(shù) 幾何學(xué) 天文學(xué) 音樂(lè) 他們?yōu)橹蟮慕逃龣C(jī)構(gòu)培養(yǎng)了教師人材 也因此是中古世紀(jì)大學(xué)的前身 歐洲中世紀(jì)大學(xué)指11 17世紀(jì)歐洲各國(guó)興起的高等學(xué)府 為近代高等教育之濫觴 大學(xué) University 一詞源于拉丁文Uni versitas 意為 總和 聯(lián)合 即學(xué)生組織之間或?qū)W生組織與教師組織之間的聯(lián)合團(tuán)體 歐洲中世紀(jì)在科學(xué)文明史上的地位和作用 早期的教育機(jī)構(gòu)為后來(lái)的歐洲科學(xué)技術(shù)的起飛準(zhǔn)備了條件 這些大學(xué)成了市民階層的思想文化陣地 是他們進(jìn)行學(xué)術(shù)討論的場(chǎng)所 總之 歐洲中世紀(jì)雖然被宗教神學(xué)所統(tǒng)治 但歐洲人還是學(xué)會(huì)和掌握了當(dāng)時(shí)世界上許多先進(jìn)技術(shù) 從而逐步改變了長(zhǎng)期的落后封閉狀態(tài) 發(fā)展了生產(chǎn) 大學(xué)中傳授的任何真正的知識(shí)都成了射向封建教會(huì)的利箭 世俗的大學(xué)就是這樣在與教會(huì)的斗爭(zhēng)中發(fā)展起來(lái)的 各大學(xué)培養(yǎng)出來(lái)的許多知識(shí)分子也在實(shí)際上成了搖撼封建統(tǒng)治的重要力量 歐洲科學(xué)文化的復(fù)興 大學(xué)在其中起到了不可低估的