復旦大學科技簡史知識要點講義

科技簡史

（知識要點講義）

一、緒論

什么是思想

思想是大腦思考問題的工具或加工信息的機器，把進人大腦的各種素材加工成清楚的結論。我們之所以能思考問題，之所以表現出喜、怒、哀、樂，之所以有是是非非的爭論，之所以有這樣那樣的選擇，都是因為進入頭腦的信息被加工成觀點、想法、看法等。加工的場所當然是神經細胞，但進行加工的卻是頭腦中的思想、觀念、理論、信仰等。進人頭腦的信息按照這些思想、觀念等產生結論。

因此，思想是加工處理信息，產生觀點的“機器”，又曰思想機器。頭腦之所以能思考問題是因為有思想和觀念。人的大腦如同電腦，神經元如同電腦的硬件——芯片；思想就是軟件，有了軟件，大腦就有了功能，就能對輸入信息產生反應，得出結果。我們經常碰到關于同一問題的不同看法就是由于頭腦中加工抽象信息的思想不同。這種差別就是思想觀念的差別，不同人的思想觀念對同樣的信息加工后會產生完全不同的結論。

外界信息通過人的感覺器官進入大腦，在神經系統(tǒng)中產生感覺，這種感覺是任何動物都有的。然后，在思想或觀念的作用下，這種感覺變?yōu)橛^點、想法、看法等。注意，是在思想或觀念的作用下才產生觀點、想法、看法等。早在幾十年前，計算機理論界就流傳著一條著名的“GIGO”法則：輸入的是垃圾，輸出的也必定是垃圾!這說明，電腦并不會使雜亂的材料自動變成思想。同樣的道理，如果頭腦不懂得如何思想，那雜亂的信息是不會自動轉化為有用的信息的。信息說到底只是一些無序的事實和材料，有什么樣的加工思想，它就形成什么樣的信息產品。所以重要的是思想，而不是信息。思想性反映了思維的境界和高度，大腦的思維如果沒有思想性，那它的功能不會超越物質世界的局限。只要看看現實我們就不難發(fā)現，一個人不論他多會掙錢，不論他多有能力，只要他的思維缺乏思想性，那他的所思所想、所做所為就局限于一個很扁平的層次里，他會很智能地完成各種復雜工作，但卻從不會將思維的觸角伸向虛無的精神領域，不會去思考諸如生命的尊嚴、人生的意義、社會的良知之類他認為無用的問題。這種人的頭腦就像一臺超級電腦，功能強大威力無比，但思維絕不會超越程序一步，有智能卻沒有意識。

巴爾扎克說：“一個能思想的人，才真是一個力量無邊的人?！?/p>

思想的魅力

孔子說，三十而立，四十而不惑。如果六十方立，雖然立起來了，只怕年老的身軀再也支撐不住了；如果七十才不惑，那么，這種不惑還有什么用呢?一個人成熟的標志在于其思想的成熟，如果我們年富力強的身體加上成熟的思想，必定大有作為。因此，我們要在最好的年華里做出最大的事業(yè)，首先應當掌握正確的指導思想。用人類歷史上最寶貴的思想精華來武裝我們的頭腦，指導我們的行為。使我們的學習效率、思考方式和研究工作都前進一大步。

思想——打開智慧之門

哲學家來到集市上。

屠夫問：“你會殺豬嗎?”哲學家答：“不會?！?/p>

鐵匠問：“你會打鐵嗎?”哲學家答：“不會?！?/p>

商人問：“你會經商嗎?”哲學家答：“不會?！?/p>

他們又問：“那你會什么?”“我會思想?！?/p>

眾人大笑：“思想值多少錢一斤?”哲學家說：“我不能做你們所能做的事，但能思考你們所不能思考的問題?！闭f完他便開始思考，眾人無語。

“人是一棵能夠思想的葦草”，這是帕斯卡的理解。布萊斯·帕斯卡是法國17世紀最著名的科學家和思想家之一，他雖然只活了短短的39年，但是他的貢獻卻是巨大的。在科學領域，他曾設計制作了能夠進行百位加法運算的計算機和水銀氣壓計，他還進行過真空的物理實驗，提出了幾何學方面的“帕斯卡定理”和有關氣壓和液壓的“帕斯卡定律”?！芭了箍ā比缃癖淮_定為國際單位制中的壓強單位。

帕斯卡以一個科學家的素質投入到對社會和哲學的探索中，充分發(fā)揚理性主義的傳統(tǒng)，討論了人性、人生的許多問題?！叭耸且豢媚軌蛩枷氲娜敳荨笔桥了箍▽θ说难芯康某晒?，這句話成為流傳十分久遠的名言。帕斯卡說：“人只不過是一棵葦草，是自然界中最脆弱的，但是，人是能夠思想的葦草，要摧毀他，不必全宇宙都武裝起來，一口氣、一滴水就足以致他于死地。然而，即使宇宙毀滅人，人仍然比毀滅他的力量更尊貴，因為他知道自己面臨毀滅，以及宇宙優(yōu)越于自己的事實，而宇宙對此一無所知?！?/p>

“因此，我們全部的尊嚴就在于思想之中。正是由于這一點，我們必須站立起來，而并不是由于空間和時間，因為我們無法使其充實，所以，要努力正確地思想。這其中有道德的原則?！?/p>

人們之所以喜愛帕斯卡的這句名言，是因為他說出了人類與自然界最根本的區(qū)別，即人是有思維和智慧的生物。正是由于人類思維本性的存在，自人類誕生以來，地球已經發(fā)生了翻天覆地的巨大變化，使自然界向人工自然轉化。

人類的知識結構像個倒金字塔，浮于表面的是成果性知識，這類知識的數量最多，占了一般人知識擁有量的90％；中間層是原理性知識，這類知識告訴我們知識的來龍去脈，讓我們不僅知其然，而且知其所以然；最深層次的是方法性知識，這類知識的數量最少也最難理解掌握，它告訴人類怎樣才能揭開大自然層層疊疊的面紗去觸摸客觀世界的內在奧秘，它是人類用來創(chuàng)造知識的工具，是那個神奇的能點石成金的仙人指，也是我們常說的智慧。而智慧就在于一件事，就是認識那善于駕馭一切的思想。所以恩格斯說：“思維是大自然中最瑰麗的花朵?！边@個比喻極為準確地告訴人們，沒有什么比人和人腦中的思維更重要、更卓越。

長期形成的思想具有很大的穩(wěn)定性，會頑固地堅持和防守，如同固化一般堅硬，如同捆綁一樣結實。我們就需要修改某些思想、放棄某些思想、革新某些思想；需要解開長期不變的固執(zhí)、捆綁著的思想，使其有自由活動的空間，有利于形成新思想，最終改變同一的看法或做法。

中國古代文化中留下了太多的千古之謎，為什么前人的東西后人卻看不懂?難道古人的東西就真的那么難懂嗎?非也!這都是思想觀念使然，是我們頭腦中的思想和觀念在妨礙我們看到事物的真相，在阻止我們發(fā)展和進步——用我們個人現在的觀念去套取歷史偉人的思想。我們的大腦在發(fā)育初期，思維智能無需借助知識的刺激就可以快速增長，但增長到某一階段后這種發(fā)展速度就會降低，這時候只有通過系統(tǒng)的知識學習才能有效地提高思維智能的發(fā)展速度，除此之外目前尚無其他有效手段能大幅度提升頭腦的智能水平。但是這種知識刺激的作用也不是無限的，在一段時期后它不僅不會繼續(xù)推動思維智能的發(fā)展，反而會限制其發(fā)展，使之退化。在這種情況下，要想使思維向更高的階段發(fā)展，就必須擺脫知識的束縛，只有這樣，頭腦才能自由發(fā)展，這就是思維的螺旋上升發(fā)展模式。

蒙泰涅說：“我不愿有一個塞滿東西的頭腦，而情愿有一個思想開闊的頭腦?！币虼?，我們必須進行一次思想觀念的革命性變化才能取得長足的進展。解放了思想就等于解放了心靈，解放的心靈會進發(fā)出正確思想的靈感，其觀念猶如閃電劃破長空，照亮黑夜，隱藏著的一切都一目了然；錯誤的思想觀念如同將自己五花大綁，再蒙上雙眼，“盲人騎瞎馬，夜半臨深池”，險象環(huán)生而不自知!最容易改變的是思想，因為這不需要任何物質條件；而最不容易改變的也是思想，因為固執(zhí)和偏見常常終身相伴。所以解放思想美妙無比。

什么是科學思想

科學思想就是如何從事科學探索活動、取得創(chuàng)新和突破的思想，如何正確認識自己和別人獲得的科學研究結果的思想，也就是如何去粗取精、去偽存真的思想?？茖W思想并不是提供一個標準的一條路線，而是培養(yǎng)一種在三叉路口選擇正確道路的能力，在黑暗中判定正確方向的能力，在混亂中找到正確線索的能力，在主觀的執(zhí)著中遵從客觀的能力，讓自己的心靈服從自然的規(guī)律。

科學思想的作用

科學思想是使我們的頭腦更加有效地思考問題的工具。我們知道，同樣的原材料用不同的機器，可以加工出不同的產品，即使同一種產品，不同機器加工的質量也大不一樣。思想對信息的加工也是同樣的道理，科學思想則是人類建立起來的最好的信息加工機器。誰不希望我們的頭腦產生出既多又好的想法，既然如此，我們何不在自己的頭腦中多安裝一些這樣的思想機器呢?

科學思想將是新世紀成功的金鑰匙。我們需要進步，需要創(chuàng)造；需要革新，需要成功?？墒?，有沒有打開新世紀成功之門的金鑰匙呢?有!那就是科學思想。成功的行為來源于成功的觀念，成功的觀念產生于正確的思想。一個人如果得到正確的思想指導，少走彎路，不迷失方向，其勤奮的勞動必然得到豐厚的回報。即使我們慢得像烏龜一樣，雖然緩慢，卻一直在前進，不管是一大步，還是一小步，都是進步!不少西方學者很懂得用自己有限的能力做成一件清楚的事情，把自己的潛力最大限度地發(fā)揮出來，貢獻給社會，同時也從社會得到可觀的回報。這是值得普通人學習的思想。伽利略的偉大成功同樣得益于這種研究局部小問題的思想。

很難想象不真正懂得現代西方科學思想，可以在現代科學研究中創(chuàng)新突破，可以趕超西方先進水平；同樣難以想象不懂中國傳統(tǒng)科學思想，可以在21世紀創(chuàng)造中國科學的新時代。

二、科技的起源和古代科學

（一）科學技術的起源

科學和技術并不是從來就有的，它們有自己萌芽和發(fā)展的歷程。早在遠古時期，人類便開始了認識自然和改造自然的活動，并逐步積累和形成了原始技術、關于自然界的知識和原始自然觀。雖然原始社會人類改造自然界的能力還很低，人類關于自然界的知識還十分有限，并且是很零散的和粗淺的，其中還不可避免地夾雜著許多謬誤，即使如此，今天人類的全部科學、技術的發(fā)展和取得的成果，無不是開始于這一遙遠時代關于生產技術、自然知識的長期積累。

1、人類、勞動與技術同步誕生

人類是生活在地球上的最高級的生物，人類的歷史只是地球歷史的兩千分之一（即約230萬年），這是一般公認的人類起源年齡。人類是從古猿進化來的，勞動使猿變成了人。

古猿下地不是一開始就能從事真正意義上的勞動的，而是在長期適應環(huán)境的萌芽形式的勞動中發(fā)展而來的。人類誕生至今僅不過二三百萬年，但從古猿下地到人類誕生，卻經歷了一千多萬年漫長的適應環(huán)境的進化過程。

大約在一千多萬年前，地球第三紀中期以后，地球表面發(fā)生了滄桑巨變，喜馬拉雅山、阿爾卑士山平地隆起，擋住了太平洋、印度洋吹來的暖濕氣流，原來雨量充沛的地區(qū)出現了干旱，氣候溫暖的地區(qū)成了嚴冬。氣候變化引起森林面積銳減并直接威脅到依靠森林為生的類人猿，迫使古猿下地。不是所有古猿下地都能朝人的方向進化，只有其中一支拉瑪古猿，在適宜的森林草原帶堅持下地，從以樹上生活為主逐漸過渡到以地下生活為主。古猿下地迫使其抬頭遠望，身體起立進而起立行走，由此帶來的是四肢分工。下肢支撐身體，上肢獲得解放，開始從事使用自然物的萌芽形式的勞動。

古猿在長期從事利用自然物的萌芽形式的勞動中，生理結構發(fā)生了深刻變化。首先，大腿骨與骨盆聯結的髖關節(jié)窩變得越來越深，使得古猿站得穩(wěn)；其次，以臀肌、大腿肌、小腿肌為主的下肢肌肉由弱變強，使得下肢強勁有力，走得動。同時，下肢漸漸變長，重心下移，足弓形成，脊柱直立，使得古猿行走穩(wěn)健，跑得快。經過一千多萬年的溫長適應歷程，終于使古猿具備了人的生理結構，為古猿從事真正的勞動并制造工具準備了成熟的條件。

但是，在古猿進化成人以前，類人猿只會使用天然的樹枝、石塊等。大約在二、三百萬年以前，類人猿漸漸感到自然界天然的石塊已不能滿足自己的需要。占猿日益增長的需要與自然界有限的恩賜之間形成了尖銳矛盾。這一矛盾就成了推動類人猿學會制造：工具的動力。保存和使用天然自然物是制造工具的準備，保存和使用工具又發(fā)展到制造工具。最早的工具就是仿照天然存在物制造出來的。于是人類就在制造和使用第一批工具的創(chuàng)造性勞動中誕生了。

人類的歷史表明，勞動使猿變成人，勞動是猿轉變成人的根本動力，因而勞動也就成為人與猿的本質區(qū)別之一。勞動又是從制造工具開始的，而工具的產生又進一步增強了人類認識自然和改造自然的能力。因此，人類的誕生和勞動以及技術的誕生是同步的。

2.石器的制造與弓箭的發(fā)明

人類改造自然界的勞動過程，是從制造工具開始的，人類祖先最初制造出來的勞動工具，就是石器。石器的制造也就成了古代技術發(fā)端的第一標志，由此便揭開了人類征服自然的第一個時代——石器時代的序幕。石器時代又分為舊石器時代、中石器時代和新石器時代。

現已發(fā)現的最早的石器出土于東非肯尼亞的庫彼弗拉，距今已有260萬年，在我國云南元謀出土的石器也有170萬年的歷史了。在舊石器時代初期，即早期猿人時期，人們制造的典型石器是經打擊形成的，加工比較粗糙，沒有什么標準的形狀，也沒有固定的用途，到了晚期猿人時期，已經懂得對不同的石料采用不同的加工方法，主要有錘擊、碰砧、砸擊等直接打制法，標準化的工具此時已開始出現，主要有砸器、刮削器和尖狀器等幾大類。早期智人階段，石器的打制技術更為發(fā)展，有了第二步的加工，類型固定，種類增多，分工明顯；到了晚期智人階段，石器打制技術達到了相當完善的地步，形狀更加多樣，并使用了間接打制法，在制造裝飾品時，還使川廠鉆孔、磨尖等新技術。

從舊石器時代到新石器時代，中間一段時期稱為中石器時代，它約存在于距今15000年至10000年間，這一時期的石器發(fā)展成了鑲嵌工具，即在石刀、石斧、石矛、石鏃上裝上木制或骨制把柄的工具，這一方面標志著人類已經學會利用杠桿等最簡單的力學原理，另一方面也說明石器本身已開始走向復合化了。

舊石器時代末期，大約在14000年前，原始人又發(fā)明了較為復雜的工具——弓箭。這是原始社會很了不起的一種發(fā)明，它是原始人長期積累的生產經驗和智力相結合的產物。弓箭的制造涉及力學原埋。彈力可以說是原始人最初認識到的一種“隱藏的力”。恩格斯對弓箭的發(fā)明給予了高度的評價，他指出：“弓、弦、箭已經是很復雜的工具，發(fā)明這些工具需要有長期積累的經驗和較發(fā)達的智力，因而也要同時熟悉其他許多發(fā)明。”弓箭的發(fā)明和使用是人類在認識和改造自然中邁出的具有重大意義的一步。

大約在10000年前，人類進入了新石器時代，其主要標志之一是大量磨光石器的出現。舊石器時代人們打制石器的技術雖然不斷有所發(fā)展，但畢竟有很大的局限性，要得到效率更高的工具，必須在技術上來一次革命，這就是采用琢磨和打光的技術，這種技術在舊石器時代晚期已被用來加工裝飾品，但是到新石器時代才被應用于制造石器工具。磨光石器的優(yōu)點在于具有明確的用途和鋒利的石刃。為人類由長期的采集、狩獵生活過渡到原始農業(yè)生產創(chuàng)造了條件，從而促進了原始社會生產力不斷地向前發(fā)展。

3.火的利用和人工取火方法的發(fā)明

火是物體燃燒時所發(fā)的光和熱。雷擊、火山爆發(fā)、自燃等都可能出現火。1988年南非德蘭士瓦博物館的布雷恩和開普敦大學的西倫在南非的斯瓦特克蘭斯山洞發(fā)現270塊燒焦了的動物骨頭化石。這些燒焦的骨頭來自生活在150萬年前到100萬年前的羚羊、野獵、斑馬和狒狒。這些考古發(fā)現是人類用火的最早證據之一。

在北京猿人居住的洞穴里發(fā)現了灰燼層，最厚的地方達6米，表明篝火在這里連續(xù)燃燒的時間很長?；覡a中有許多被燒過的獸骨、石塊和樸樹子，這是他們已開始吃熟食的證據。最上一層的灰燼還分成兩大堆，灰燼成堆，說明北京人不但懂得用火，而且已有保存火種和管理火的能力。

最初人類和其他動物一樣怕火，因而在遇到火時往往遠遠地避開。后來人類發(fā)現，猛獸也怕火，還發(fā)現被火燒烤過的獸肉好吃、易消化，一些植物燒熟了也可以食用。人們常常到被火燒過的荒野中去尋找食物，也學會了一些避免被火傷害的辦法。以后人們又發(fā)現了火還能給人以光明和溫暖，火能烤干潮濕的土地。以后，人們又試著把火帶到自己居住的洞穴中去，開始了對火的利用。人類由怕火到學會用火，大約經歷了300萬年的時間。

人們早期用的火都是自然火，人工取火技術可能是在舊石器時代末期隨著鉆孔技術的出現而發(fā)明的，是在新石器時代隨著磨，制工具的使用而逐漸普及的。在《莊子·外物篇》中有“燧人氏鉆木取火，造火者燧人也，因以為名”的說法；韓非子在《五蠹》中也提到：“鉆燧取火以化腥臊，而民悅之，使王天下，號之曰燧人氏?！比藗冦@木取火的故事，在其他古籍中也都有記載。居住在中國南方的某些少數民，族人民，直到解放前還使用鉆木取火這種非常古老的方法。

摩擦生火是又一種人工取火的方法，在《莊子·外物篇》中記有“木與木相摩則燃”。另外在加工燧石時，有時會有火花濺出，火花落在易燃的纖維上即可取火?；鸬貚u的印第安人和格陵蘭島的愛斯基摩人都曾用這種方法生過火。

自從發(fā)明了人工取火的方法，人類就得到了用火的完全自由，并不斷擴大用火的范圍，使火在更大的范圍內和更多的方面為人類服務?；饠U大了人類的食物來源，人們由吃生食變?yōu)槌允焓?，從而縮短了食物的消化過程，人們得到了更多的營養(yǎng)，增強了體質，更促進了人的大腦的發(fā)展?；饦O大地改善了人類的居住條件，潮濕、陰暗的山洞由于有了火，變得干燥、明亮，人們夜間用火照亮，冬天用火取暖，而且把篝火放在人類居住的山洞口還可以避免野獸的襲擾?；疬€擴大了人類活動的范圍：用火驅逐嚴寒，使人類不僅可以在熱帶、亞熱帶生活，而且也可以在溫帶、寒帶存身了?；鹪谏a上給人類以巨大的幫助，火可以燒烤木矛的尖端使之硬化，也可以烘烤枝條使之軟化彎曲成形及制造某些器具。火還是人們用以狩獵的重要武器。后來人們還用火把黏土燒成陶器，把礦石煉成金屬。

正因為火的使用在人類進化史上有如此重大的意義，在許多民族的神話傳說中，火被賦予某種特殊的意義?！办萑耸稀睙o疑是我國祖先心目中的英雄，在希臘神話中則有普羅米修斯背著天神宙斯，把火從天上偷偷地帶給人間的故事。沒有火就不可能有文明世界的出現，所以恩格斯說：“盡管蒸汽機在社會領域中實現了巨大的解放性的變革……但是，毫無疑問，就世界性的解放作用而言，摩擦生火還是超過了蒸汽機，因為摩擦生火第一次使人支配了一種自然力，從而最終把人同動物分開。”

4．制陶技術和手工業(yè)的出現

制陶技術與火的使用聯系在一起。有了火人們便開始熟食。起初，人們把食物放在木制容器內進行燒烤時，怕把木器燒壞，便在器具外面附上一層黏土，但在加熱過程中粘土硬化脫落而成器皿，受其啟發(fā)，人們聯想到用火直接燒制陶器。制陶技術大約出現在8000—9000年前?，F在看到的最早陶器是我國河南、河北、江西和西亞等地出土的8000年前的陶器，這些陶器燒制水平不高。

到了新石器時代的后期，制陶業(yè)逐漸形成了一套比較完整的合理的工藝流程。陶土先經過淘洗，再加入不同的煅料，陶坯的加工已開始使用陶輪。陶輪是一個裝有直立轉軸的圓盤，把和好的陶土或粗坯放在陶輪的中央使陶輪轉動，同時以手捏陶土或以工具使陶土成形，并使坯面光潔。用陶輪制成的陶坯圓度好，造型和外表美觀，陶輪也使生產效率大大提高。原始社會末期陶輪的發(fā)明是人類科學技術史上的一件大事。它是人類早期使用的一種加工機械，也是迄今一切旋轉切削機具的始祖，一直沿用至今。在燒成技術方面，陶窯的結構和燒窯的技術在新石器時代的晚期已達到相當高的水平，窯溫已接近1000℃。陶器的彩繪工藝也發(fā)展起來，給人們留下了許多有趣的圖案。制造比較好的陶器需要有較好的技術，不是任何一個人都可以掌握。于是，就漸漸出現了掌握制陶技術的專門從事陶器生產的人群，并逐漸形成了一門制陶業(yè)，促進了手工業(yè)的出現。

5．冶金技術的出現與原始社會的解體

人類最早認識的金屬是黃金和銅。由于這兩種可以以純度頗高的自然金和自然銅的形態(tài)出現，又都具有光澤和延展性，可以敲打成形，因而備受人們的青睞。

在古代，盡管黃金比銅更受人注目，但是由于它的硬度比銅低，又很稀少，所以人們還是更傾向于銅。一般認為，冶銅技術開始于公元前4000年的原始社會晚期。銅一般以孔雀石等含銅礦物形式伴生。其冶煉方法是將孔雀石[Cu2(003)(OH)2]和木炭同放于陶器內燃燒，然后便可得到銅。晚期的冶銅加進了鋅和錫，制成青銅。銅比石塊軟、易成形，一般用于裝飾、祭器和武器。我國掌握冶銅技術晚于西亞和歐洲。法國雙塞夫勒省發(fā)現的一只直徑為52厘米的青銅車輪，是公元前8世紀末制造的，是一只殯葬馬車輪子。

冶金技術的出現表明石器時代結束，金屬時代興起，意味著原始社會解體，奴隸社會誕生。原始社會解體和奴隸制社會的誕生是生產力發(fā)展的必然結果。原始社會末期，農業(yè)、畜牧業(yè)、手工業(yè)都達到了新的水平，勞動有了剩余，從而使剝削成為可能。奴隸制取代原始公社的時間在世界各地不盡相同。最早出現奴隸制的地區(qū)和國家是一些農業(yè)較發(fā)達的地區(qū)，它們是西亞的幼發(fā)拉底河和底格里斯河流域(今天的伊拉克)，東北非的尼羅河流域(今天的埃及)，印度次大陸的印度河流域及東亞的黃河、長江流域(中國)，這些國家在人類文明史上首開先河，留下了燦爛的古代文明。

6.天文學、數學、醫(yī)學知識的產生

在原始社會里，由于認識的局限性，科學只能是以萌芽狀態(tài)存在于生產技術之中：石器的加工、人工取火、弓箭的發(fā)明、捕魚、打獵、馴養(yǎng)家畜、栽培植物、建造房屋橋梁、制陶、紡織印染、冶煉金屬等，無一不是科學知識萌發(fā)的土壤。最先產生的是天文學知識。人們?yōu)榱双@得生存所需要的物質資料，農業(yè)民族和游牧民族都需要與白然界的循環(huán)節(jié)律相諧調，日出而作，日落而息，漸漸地發(fā)現了月亮有圓有缺，氣候從寒冷到溫暖到炎熱循環(huán)變化，這一切都是從天象變化和地上的物候觀測中得到的，經不斷地積累便產生了天文學知識的萌芽。

我國是天文學研究開展最早的國家之一。我們的祖先在以采集和漁獵為主的舊石器時代，已經對寒來暑往的變化、動物活動的規(guī)律、植物生長和成熟的時間逐漸有了一定的認識。在新石器時代，社會經濟逐漸進入以農、牧生產為主的階段，人們更加需要掌握季節(jié)，以便不誤農時，我國古代的天文歷法知識就是在生產實踐的迫切需要中產生出來的。在新石器時代的中期，我們的祖先已開始注意觀測天象，并用以定方位、定時間、定季節(jié)了。方位的確定，對于人們的生產、生活有著重要的意義，所以人們很早就使用廠一定的方法來定位。半坡及其他許多文化遺址中，房屋都有一定方向。在氏族的墓地上，墓穴和人骨架的頭部也都朝著一定的方向，或朝南或向西北。確定方位大多以日出處為東，日沒處為西，日正午時所在為南。在農牧業(yè)產生的初期，人們是根據天象和物候現象來掌握農牧的時節(jié)的，我們的祖先最早大約很重視對紅色亮星“大火”(心宿二)的觀測。傳說早在顓頊時代就有了“火正”的官，專門負責觀測“大火”，根據其出沒來指導農業(yè)生產，后來曾有一段時間，由于氏族混戰(zhàn)，觀測中止，結果造成了很大的混亂。

到帝堯時沒立羲和之官，恢復了火正的職責，因而風調雨順，國泰民安。據推算約在公元前2400年左右，黃昏在東方地平線見到“大火”時，正是春分前后，即正是春播的時節(jié)，所以關于“火正”的傳說當是可信的，像這樣以觀測天象來確定四時季節(jié)的方法叫“觀象授日才”。

數學知識的萌芽是與人們認識“數”和“形”分不開的。人們認識“數”是從“有”開始的，起初略知一二，以后在社會生產和社會實踐中不斷積累，知道的數目才逐漸增多。在沒有數目字之前，計數是與具體事物相聯系的，如屈指計算，或用一堆小石子計算。英文“計算”一詞來自拉丁文Cdcldus，而后者的意思就是小石子，在我國古代也有“結繩記事”和“契木為文”的傳說。人們對“形”的認識也很早，當原始人制造出了背厚刃薄的石斧、尖的骨針、圓的石球、彎的弓箭等形狀各不相同的工具時，說明那時人們對各種幾何圖形已經有了一定的認識和應用，而且為了制作不同形狀的物體，還創(chuàng)造了畫方、圓和直線的簡單工具和方法，幾何學就是來源于丈量土地，英文“幾何”一詞，原義就是測地術。

原始人由于生產力水平極其低下，生活在極端艱難的困境之中。當時，生活資料缺乏，食物不足，榛莽叢生，經常遭到猛獸、毒蛇、風雷寒暑的威脅，加上疾病、創(chuàng)傷等等

事故，嚴重地影響了原始人的壽命。因此，在世界各地，原始人的壽命普遍是很短的。并且有相當大的一部分人在早年就夭折了。以我國已發(fā)掘的40多個北京猿人為例，其中有1/3以上活不到40歲就死去了，死于30一50歲之間的約有1/4，壽命最高的也不到60歲。山頂洞人死于童年的也高達43%。疾病、創(chuàng)傷是威脅人類生命的重要原因之一。在北京猿人和山頂洞人的遺骸上，都見到遺留有傷痕。在新石器時代人骨化石中，還常見到骨質增生，骨性關節(jié)炎、口腔疾病等。由于內臟、軟組織未能保留下來，目前人們知之甚少，但據推想，原始人不可能沒有內臟、軟組織方面的疾患。

因此，與疾病作斗爭，是人類征服自然、改造自然的一個重要方面。醫(yī)學雖不能解決人們的衣食住行，但關系到人們的生老病死，與人類的生存、發(fā)展密切相關。于是，醫(yī)學這門科學在原始社會就萌芽了。

從藥物起源方面看,在原始社會,人類已積累了不少植物藥、動物藥與礦物藥的知識。那時，人們集體狩獵，共同采集，得來的食物共同消費。在采集野果、種籽和掘取植物根莖的過程中，由于饑不擇食，人們經常誤食某些有毒的植物，因而發(fā)生嘔吐、腹瀉、昏迷甚至死亡等情況。經過無數次的嘗試，人們逐漸認識某些植物對人體有益，某些植物對人體有害，某些植物可以治病。這樣便初步積累了一些關于植物藥的知識。

藥物知識是隨著生產力的發(fā)展而增進的。進入氏族公社以后，生產工具制作技術不斷改進，人們發(fā)明和使用了弓箭，獵狩和捕魚已成為生活的重要來源，人們吃到了較多的肉類，從而也發(fā)現一些動物具有治療疾病的作用。后來，由于畜牧業(yè)的發(fā)展，飼養(yǎng)了大批把家畜，如狗、豬、牛、羊、雞等等，使人們認識了更多的動物藥。到氏族公社后期，原始農業(yè)產生了，并有了較顯著的發(fā)展，于是人類開始了定居生活。人類定居下來以后，在栽培植物的過程中，有條件對農作物和周圍植物進行長期細致的觀察和嘗試，認識了更多的植物藥。當人類社會進入金屬冶煉時代后，又積累了許多礦物藥的知識。

從醫(yī)療方面看，原始人在與毒蛇、猛獸搏斗和部落之間發(fā)生戰(zhàn)爭時，常常發(fā)生外傷，因此，用泥土、樹葉，草莖等涂裹傷口的方法就逐漸產生。久而久之，人們便發(fā)現一些外用藥，這便是外治法的起源。

人類在烤火取暖的基礎上，逐漸發(fā)現把燒熱的石頭或砂土用植物莖、葉或獸皮等包裹起來，放在身體的某些部位，不僅可以局部取暖，而且可以保持更長久的熱。經過不斷實踐，人們又逐漸體會到，局部取暖還可以消除或減輕某些病痛，如因受風寒而引起的腹痛和因冷濕而造成的關節(jié)痛等等，這就是最原始的“熱熨法”。以后經過反復實踐和改進，又懂得了用樹枝或干草作燃料，點燃后，在人身上進行局部固定的溫熱刺激，能醫(yī)治更多的疾病，這就是灸法的開始。

在新石器時代，由于人們已經掌握了兩頭打制、挖制和磨制石器的技術，由此制出了種類較多、比以前更為精細適用的石器。在生產當中，人們還發(fā)現某些工具可以作為醫(yī)療之用，逐步積累了一些運用工具治病的經驗。最早的醫(yī)療工具有砭石，它是一種用石塊制作的銳利的尖狀器，可以用來刺破膿瘍和刺激人體的病痛部位，緩解病情。除砭石外，那時還有荊棘刺、骨針、竹針等，均可用來挑破膿瘍和刺激人體的某些部位。采用這種原始的外科醫(yī)療工具治病的方法，成為后來針術的發(fā)端。所以，至今人們仍在使用的針灸療法，其源遠流長。

7.原始觀念與科學的孕育。

原始社會，人們通過制造和使用工具與自然界作斗爭，解決吃、穿、住、用的問題，已經取得了在當時來說是偉大的技術進步，但是，由于原始生產力畢竟有限，人類能夠控制和解釋的事情還不多，僅有的經驗還不能上升到科學理論的高度；對威嚴奇妙的自然過程的畏懼與迷惑又造成了歪曲、虛幻的反映，他們對自然的解釋更多的是采用了宗教的形式。

馬克思把階級社會以前的宗教稱為原始宗教，而把階級社會產生以后的宗教稱人為宗教。

原始宗教是自發(fā)的宗教，以自然物為主要崇拜對象，它相信萬物有靈，相信靈魂不死，從而構成了與各種崇拜對象相應的宗教儀式。如為了求雨，就學蛙鳴；為了五谷豐收，就表演季節(jié)的循環(huán)，由此而產生了原始的巫術和祭典儀式。原始宗教以其對象和內容來分，可分為兩大類型：一是對自然物和自然力的直接崇拜，二是對精靈和靈魂的崇拜。原始宗教大都經歷了自然崇拜、動物崇拜、圖騰崇拜、鬼魂崇拜和祖先崇拜，這些宗教形式往往又是同時并存的。所謂圖騰，就是在氏族部落出現后，它們各自把自己所崇拜的某種動物、植物或其他東西作為標記，這標記叫做圖騰。各部落還制訂了圖騰儀式，用以規(guī)范自己的行動。例如，北美印地安人認為自己是動物的子孫，他們用各種動物諸如鶴、狼、熊、糜、麂、羚羊、兔、響尾蛇等作為氏族的名稱。居住在北冰洋的愛斯基摩人把海豹看成自己的祖先，并認為吃老祖宗的肉、剝老祖宗的皮、抽老祖宗的筋，是對老祖宗的最大崇拜。狗是人類飼養(yǎng)最早的一種家畜，伊朗養(yǎng)狗大約已有一萬年歷史，我國五、六千年前的半坡遺址也發(fā)現有養(yǎng)狗的歷史。中國古代有些氏族把狗作為自己的祖先，每年大年初一“舉家男女向狗膜拜”。嚴重危害人類生存的動物也曾被有些部落作為自己的祖先崇拜，如中亞細亞廣闊草原上的突厥人自認是狼的后代。我國臺灣高山族曾經把蛇作為自己的祖先。

有些部落還把某些植物加以崇拜，如有的氏族把玉蜀黍、豆莢、南瓜當為“三姐妹神”，并稱她們是“我們的贍養(yǎng)者”或“我們的生命”。這種圖騰思想已經孕育著神的觀念，也反映了人類在現實生活基礎上思考著自身的問題。

祖先崇拜，則是以祖先“靈魂”為崇拜對象的一種宗教形式，它是在人們頭腦里有了鬼的觀念與血統(tǒng)姻緣觀念的條件下產生的。在氏族社會中人們以血緣為紐帶，母系氏族公社大家庭的始祖母，即是本氏族成員的共同祖先，她活著受人尊敬，死后亦為人們所追念。隨著父系大家庭的家長擁有支配全體家族成員的權力，死后仍然在家庭成員中享有威信，由此逐漸萌生了父家長靈魂可庇佑本族成員的觀念，同時亦形成了相應的崇拜儀式。如兩河流域自古就流行著祖先崇拜，相信祖先有身后的冥間生活，于是便發(fā)展了繁復的葬儀，國王則有規(guī)模巨大的陵寢。

盡管在人類歷史不同的時代、不同的民族有著不同的宗教信仰，盡管宗教的觀念與儀式變化無常，但宗教的本質總是一個，即是對于超自然力的崇拜。并且，它是在原始人受到自然力與社會力的支配而又無法理解的情況下產生的，這就有別于科學的產生了?？茖W起源于原始人的各種生產活動與技術實踐。但在原始址會，原始科學與原始宗教是交織在一起的，我們不可能將這二者截然分開。特別是，我們今天所獲知的不少原始自然科學知識，就是保存在原始宗教中的；并且，有許多是以原始宗教的形式表現出來的。因此，原始宗教既是原始社會自然知識不足的表現，又是一種特殊的自然知識，因而也是那時處于萌芽狀態(tài)的科學的補充。原始人在日，月等天體的崇拜過程中，不斷地發(fā)現了日，月等天體運行規(guī)律并加以總結，以有利于生產。天文氣象學的萌芽就是與對日月等天體的崇拜分不開的。很多原始醫(yī)療知識也是借助于原始宗教而保存繼承下來的。

在科學史上，原始宗教的產生，還可看作是人類思維發(fā)展的必經階段，它反映出其時人類的想象與思維能力的某種程度的提高，對原始自然觀、原始科學的萌芽與發(fā)展影響很大。因此，它的產生，是人類思維能力、認識水平提高的一個重大標志。雖然它是當時人類智慧的歪曲反映，但卻反映了當時人類社會發(fā)展的水平。其中，既包含有人類在生產過程中對于周圍世界的認識，也包含某些合理的經驗結果。因此，我們在探索原始自然觀，原始科學起源時，必須同時研究原始宗教是怎樣起源的，以及它最初的情形究竟如何。

(二)古希臘自然哲學中的幾個重要派別及其思想觀點

1．畢達戈拉派：以古希臘數學家畢達戈拉為代表的這個派別認為，作為萬物本原的東西，應當不是任何一種具體的物，而是為萬物所具有的、可以準確認識的東西，這個東西就是數。他們認為，數不僅是萬物的本原，而且決定著萬物的性質和狀態(tài)，萬物的運動變化也都服從數。畢達戈拉派重視數的思想，把世界上的一切都看作是可以用數來表述的、有秩序的這種觀念在科學史上有著極為重要的影響。

2．原子論派：“原子論”可以說是古希臘自然哲學最大的成就之一。這個派別的創(chuàng)始人是留基波，其主要闡述者是德謨克利特和伊壁鳩魯。他們認為，世界萬物都是由“原子”組成的。原子是肉眼所不能看見的物質微粒。原子自身是密實的、不可分割的，它在種類上和數量上都是無限的。原子的本性是永恒運動的，自然界中一切變化的實質就是原子的聚散和原子的運動。原子論還認為，整個世界是由原子和虛空構成的。所謂虛空就是不存在任何原子的絕對的空，它是原子運動的場所。古希臘的原子論是近代原子論的前身，它的思維方式對后世有著極為深遠的影響。

3．亞里士多德派：亞里士多德是古希臘著名的學者。關于世界萬物的構成，他所持的觀點是，月亮以下和月亮以上是兩個截然不同的世界。他認為，月亮以下的世界是由火、水、土、氣四種元素組成的。而元素又是由人所感到的“性質”組合的；他所說的“性質”有四種，即冷和熱、干和濕。至于月亮以上的世界則完全是另一種情況，那里只有一種元素，就是“以太”。他還認為，兩個世界的運動狀況也不相同。月亮以下的萬物都有自己的“天然位置”，即重物在下，輕物在上。要是它們的位置被擾亂，就會發(fā)生趨向地心或遠離地心的直線運動。月亮以上的世界只有圓周運動，這種運動是無始無終的，其動力是“第一推動者”。

(三)古希臘人的科學成就和科學思想

古希臘人的科學成就最突出的特點便是它的理性精神，這表現在數學方面就是幾何學的邏輯推理和論證方法；表現在天文學方面就是希臘人的興趣更集中在宇宙模型的構思上；表現在醫(yī)學方面就是比較重視對人體生理活動給予理性的說明。

天文知識：與世界上其他地區(qū)一樣，古希臘人也需要制定自己的歷法，也有自己的星占術，為此他們得觀測天象。不過，注重數理的古希臘人更重視天體運動的模型。最先開始宇宙模型研究的自然就是畢達戈拉派。據說他們曾有人構想過一個包括十個天體的宇宙模型，因為他們認為“十”這個數是最完美的，所以天體的數目必定是十個。他們又出于同樣的想法，認為天體必定是沿圓形軌道作勻速運動。畢達戈拉派的這一觀念長期影響著后人。歐多克索可能是世界上最早試圖建立與實際觀測數據盡量相符的宇宙模型的人。歐多克索和大多數古人一樣，認為地球是宇宙的中心。他構想了一個現在可以稱之為“以地球為中心的同心殼層球宇宙模型”。此后，又有一位名為伊巴谷的人，建立了所謂“本輪—均輪模型”。伊巴谷也認為地球是宇宙的中心。他設想恒星都在遠離地球的天球之上，日月和行星則沿著各自的圓形軌道(本輪)勻速運行，而它們的本輪的圓心又在圍繞地球的不同的圓形軌道(均輪)上勻速運行。

數學知識：古希臘人的數學成就與畢達戈拉派的數理思想直接相關，他們的主要興趣集中在幾何學方面。畢達戈拉派沒有留下任何數學著作，據傳他們已經證明了幾何學中關于平行線、三角形、圓、球和多面體的許多定理，包括勾股定理在內。古希臘后期的歐幾里得是初等幾何學的集大成者，他的《幾何原本》一書全面地總結了以往的幾何學知識并使之條理化。他從一些“不證自明”的公理、公設出發(fā)，經過嚴密的邏輯推理，把幾何學組織成一個理論體系，被后世稱為“歐氏幾何學”，幾何學作為一門學科從此確立，成為古代發(fā)展最為成熟的學科?！稁缀卧尽返挠绊懼笫菤v史上所罕見的，直至19世紀它仍然是西方數學的基本教材。其后的阿基米德也是古希臘著名的數學家。他的學術風格與前人不盡相同，他更關注數學的實用性，同時在邏輯論證上比前人更加嚴密。阿基米德研究了許多比較復雜的幾何圖形的面積和體積的計算方法。在計算圓面積和螺線所圍面積時運用的窮竭法，實際上是微積分方法的先聲。再稍后的一位著名數學家是阿波羅尼，他在數學方面的突出貢獻是關于圓錐曲線的研究。他的《圓錐曲線》一書被認為是古代最杰出的數學著作之一。

物理知識：古希臘人對物理現象的研究以亞里士多德的工作最為系統(tǒng)，影響也最大。他的《物理學》一書可以說是世界上最早的物理學著作，不過那時的“物理”概念與現在并不相同，其內涵要比現在廣泛得多。亞里士多德所討論的物理問題涉及到時間、空間以及一些力學現象。他認為物體的非天然運動必須有外力的推動，這是因為空間里必定充滿著介質，物體在空間中運動必須克服介質的阻力。他說物體運動的快慢與它所受外力的大小成正比而與它所受阻力的大小成反比。如果外力停止作用，物體的運動也就立即終止。大小不同的重物自由下落(天然運動)沖開介質的力量大小不同，所以較重的物體下落較快，較輕的物體下落較慢。亞里士多德的這些說法純粹是他的直觀想象和邏輯推理，并無任何實驗作為依據。亞里士多德的工作給了后人許多啟發(fā)，但是他這些結論基本上是錯誤的。他的錯誤曾經長期地禁錮著人們的頭腦，后來才逐漸被打破。其后的阿基米德也研究過一些力學現象，正如他在數學方面的工作那樣，他比較注重實際。經過仔細的觀察和嚴密的數學推理，他弄清楚了杠桿原理和浮力定律，還解決了許多形狀復雜的物體求重心的問題。他的研究方法已接近現代的研究方法，被后人譽為“力學之父”。

醫(yī)學和人體生理知識：屬于畢達戈拉派的阿爾克邁翁被稱為古希臘的“醫(yī)學之父”。他主張醫(yī)學的研究應當重視哲理，認為人體的健康就是體內各種物質的和諧。他特別重視解剖，這與原子論派的思想是一致的。據說他在解剖中發(fā)現了視覺神經，區(qū)分了動脈和靜脈。他還正確地認識到思維的器官是腦而不是前人所說的心。他說人體是一個小宇宙，是大宇宙的縮影，此說曾長期影響著西方醫(yī)學界。希波克拉底是古希臘最著名的醫(yī)生。他的主要觀點是：疾病是人體的自然過程，癥狀是人體對疾病的反應，醫(yī)生的任務在于幫助人體內部的自然力量戰(zhàn)勝疾病。他創(chuàng)立了曾在西方頗有影響的“四體液說”，認為人體和生命的基本元素是血液、粘液、黃膽汁和黑膽汁這四種體液，四種體液調和即為健康狀態(tài)，不調和便是生病。這顯然是亞里土多德的“四元素說”思想在醫(yī)學領域中的反映。

綜上所述，我們可以看到，進入奴隸制社會繁榮時期以后古希臘人創(chuàng)造了與以往何等不同的科學文化。雖然這時的許多知識還十分幼稚并且夾雜著各種各樣的臆測，但是一些知識已漸成系統(tǒng)，在科學思想和科學方法上也為日后自然科學的誕生作了準備。然而古希臘科學文化在古羅馬人的統(tǒng)治下卻中斷了。這是因為羅馬人征服了希臘人之后，建立了龐大的羅馬帝國，雖然經濟繁榮，技術上也有很大進步，但是羅馬人卻沒有繼承希臘人的優(yōu)秀文化傳統(tǒng)，古希臘的科學文化到了古羅馬人手中便急劇地衰退了。

(四)我國古代科學技術發(fā)展的進程

縱觀我國古代科學技術發(fā)展的基本進程，我們看到它曾有過較大的起落。奴隸制社會在我國起步較兩河流域和古埃及都晚，那時的科學技術水平與這兩個地區(qū)相比也稍顯遜色。以春秋戰(zhàn)國時期為轉折，在不長的時期內便迅速趕上當時的世界先進水平。經過秦漢，我國的封建社會從確立到鞏固、發(fā)展，科學文化的總體水平也一直居于世界的前列。明代中期以后，西方近代科學興起，我國的科學技術發(fā)展緩慢并逐漸落后。

(五)我國古代科學技術的主要成就

我國古代的科學技術以技術上的成就最為突出，其成就有以下方面：

冶金技術方面：首先是熔煉法的發(fā)明，這是冶金技術的重大突破，歐洲人在14世紀才掌握此項技術。世界上最早的鋼制品出土在我國，這是春秋晚期的遺物。

能源的開發(fā)和利用：我國古代在這方面也是很先進的。畜力是人類最早開發(fā)的能源。畜力的發(fā)揮有賴于挽具的合理設計和運用。我國古代的挽具在世界上是最先進的，對歐洲畜力的利用也有重要影響，國外學者對此早有定論。水力和風力也是古代的重要能源，我們的古人在這些方面也有很多重要的發(fā)明創(chuàng)造，如以水為動力的鼓風機具“水排”，對我國古代冶金技術的發(fā)展就曾起到重要的作用。煤、石油和天然氣是現代能源的主要組成部分，它們的開發(fā)利用也最早出現在我國，大約都是從漢代開始的。

機械、紡織和造船技術：我國古代的能工巧匠曾制造過許多深令后人嘆服的機具。例如，大約在西漢時期就有人造出一種“指南車”，這種兩輪的車在行走中無論如何轉彎，車上的指示器始終指向事先設定的方向。這是利用反饋的原理通過巧妙的機械裝置來實現的。

我國古代的絲織技術為世界之冠，早在西漢時期人們就已掌握了提花織造技術。提花織物是通過“絲綢之路”輸出的主要商品，為西方人嘆為觀止。人們操縱提花織機，使經線和緯線按設計相互交錯，織出精美的圖案，它的設計思想與現代的程序設計有淵源關系。

自漢代開始我國就是古代航海大國，造船技術也在世界上長期處于領先地位。固定于船尾的船舵對于大型船舶的操縱至關重要，這也是我國古人的發(fā)明，至遲在東漢時期就已經在使用了。明初，鄭和率領巨大的船隊七下西洋，是古代規(guī)模最大的航海活動。他的船隊中作為主要船型的“寶船”是古代世界上最大的船舶。

制瓷技術：制瓷技術是在制陶技術的基礎上發(fā)展起來的，遠在商代我國人民就已制成原始青瓷。至漢代制瓷技術已漸趨成熟。明清時期我國的制瓷技術達到了古代制瓷技術的最高峰，許多傳世珍品至今仍令人欣賞不已。歐洲人是15世紀才學會制瓷技術的。

建筑技術：我國的建筑技術很早就形成了以木構架為主體的建筑風格。歷代留下的許多建筑物，可以讓我們看到古人成就的輝煌。它們有的以宏偉見稱，如萬里長城；有的以精湛的技術為后人所稱道，如保存至今的古代最高木構建筑——山西應縣佛宮寺釋迦塔，技術上有許多創(chuàng)造的河北趙縣的安濟橋；也有的以富麗堂皇為后人所欣賞，如明清的宮殿建筑等等。

其他技術成就如水利方面有戰(zhàn)國時期修建的都江堰，隋代建成的南北大運河等。

我國的四大發(fā)明：如造紙發(fā)明于西漢時期，后來經東漢蔡倫的改進，價廉物美的紙才迅速推廣。雕版印刷一般認為是在隋唐之際發(fā)明的。遠在唐代雕版印刷技術就傳到了日本，后來又逐漸傳到世界各地?；钭钟∷⑿g最早見于北宋著名學者沈括的《夢溪筆談》一書之中，書中說到有個名叫畢異(北宋人)的平民用泥做成活字印刷的事。后來活字印刷術的應用日漸廣泛。歐洲人掌握活字印刷技術則是15世紀的事了。指南針最早見于東漢王充所著的《論衡》，書中談及一種“司南勺”，有學者認為這是以磁石琢成勺狀的指示方向的器具，也就是指南針的前身。北宋沈括在《夢溪筆談》里首次說到了指南針，他還描述了指南針的四種裝置方法，并且說到人工磁化制造指南針的方法。指南針用于航海亦始自北宋時期，其后傳至阿拉伯，又逐漸傳遍世界?；鹚幇l(fā)明于何時已難于考證。大約是在唐代的一部著作里，已經載有以硫磺、硝酸鉀和碳相混合的配方，這三者正是火藥的基本成分。火藥用于武器是宋代的事。到了明代，火藥武器更是種類繁多，并且還發(fā)明了多種火箭?；鹚幨墙涍^戰(zhàn)爭傳播到世界各地的，歐洲人到14世紀中期也學會了制造火藥。

在科學方面的成就總的說來遠不如技術方面。其中最重要的是天文(歷法)、算學、農學、醫(yī)學這四大學科。

天文知識：我國古代的天文知識基本上是屬于實用天文學的范疇。天文研究的目的主要在于制定歷法，這既是為了確認農時，也是為了準確預報諸如日食、月食等不常見的天文現象以應星占術的需要。已知我國古代歷法超過了100種，數量之多為世界之冠；屢次修訂無非都是為了使其更加精確。我國古代有相當先進的天文儀器，積累了大量天象觀測記錄。由于觀測工作的長期延續(xù)，獲得了既系統(tǒng)又相當精確的天象記錄，這些成果已成為現代天文學研究極為難得的珍貴資料。世界上最早的星表也出現在我國。我國古代繪制過許多星圖，所載恒星之多也居世界的首位。

數學知識：我們的祖先對數學相當重視，這主要是出于實用的目的。我國古代的記數方法向來采用十進制，很早就有了成套的數字符號，約在公元8世紀又有了“零”的符號，這就形成了完整的十進制位值法記數法。漢代成書的《九章算術》被公認為世界數學史上的名著。這部書載有246個應用問題及其題解，涉及到算術、幾何、代數等許多方面的問題，其中一些概念和運算方法在世界上處于遙遙領先的地位。三國時魏人劉徽為這部著作作注，對該書所運用的一些公式和定理給出了證明，他運用窮竭法算得圓周率丌’3．1416，這是當時世界上最好的數值。劉徽的注亦已成為世界數學史上的杰作。后來，我國數學的發(fā)展一直側重在代數學方面，至宋元時期達到了高潮。宋元以后，我國數學發(fā)展的勢頭突然消失，至明代，不少重要的數學典籍甚至散失而不可復得，這是一個令人遺憾的和值得注意的歷史現象。中國古代數學雖然有過輝煌的歲月，但是中國古代數學偏重于實用而理論性不強，側重于代數而幾何沒有得到相應的發(fā)展，這也不能不說是它的弱點。

農學：中國古代一向以農業(yè)為社會經濟基礎，農業(yè)生產因此倍受重視，農學很也早就成為許多學者所關注的學科。努力提高單位面積農作物的產量始終是我國古代農業(yè)技術和農學的中心課題。為了達到這個目標，我們的祖先對時令、土壤、選種育種、耕作、施肥、灌溉、田間管理等各個方面都有相當深入的研究，積累了十分豐富的經驗。這些經驗多載于農書之中。我國古代農書之多在世界上居首位，包括已散佚的在內，據統(tǒng)計約有370種之多，其中最著名的有南北朝賈思勰的《齊民要術》，南宋陳寥的《農書》和明代徐光啟的《農政全書》等。這些著作基本上都是各個時期我國各地農業(yè)生產經驗的總結，有很高的實用價值。

醫(yī)藥學：醫(yī)藥學是我國古代發(fā)育最成熟的學科，它自成一格，有獨特的理論體系和治療方法。大約成書于春秋戰(zhàn)國時期的《黃帝內經》以陰陽說和五行說為據，強調人體的有機整體性，提出了研究人體生理和病理的臟腑學說和經絡學說，為中醫(yī)藥學理論奠定了基礎。被后人稱為“醫(yī)圣”的東漢張機(字仲景)在他所著的《傷寒雜病論》中提出了“辨證施治”的原則，為中醫(yī)的臨床醫(yī)學奠定了基礎。我國的傳統(tǒng)醫(yī)藥學從此闊步前進。我國古代醫(yī)籍之多為古代世界各學科之冠，據統(tǒng)計有近8000種，其中比較重要的有：《脈經》、《諸病源候論》、《備急千金要方》、《千金翼方》、《瘟疫論》等。這些著作的許多內容至今仍有實用價值。兩千多年來，我國古代醫(yī)學理論不斷地豐富和發(fā)展，形成了各有千秋的許多派別。醫(yī)療實踐經驗的積累也非?？捎^，這從現存的大量藥方便可反映出來。我國古代醫(yī)學有過許多重要的發(fā)明，如明代時發(fā)明的接種人痘以預防天花的方法是人工免疫法的開端；針灸療法也為我國所獨創(chuàng)，現在已越來越受到世界醫(yī)學界的重視。我國古代大量利用天然藥物，藥學(因所用植物類藥物較多故亦稱“本草學”)的研究也碩果累累，專門著作甚多。漢代成書的《神農本草經》是我國最早的藥學著作，其中載有藥物365種，已包括現代所常用的中藥。明代李時珍的《本草綱目》是一部總結性的藥學巨著，載有藥物1892種，它出版后不久即被譯成多種文字流傳世界。

(六)明代中期以后我國科技落后的原因

關于明代中期以后我國科技落后的原因，這是一個正在研究的問題。其原因如下：

1．隨著封建制度的逐漸衰落，社會生產力的增長緩慢，統(tǒng)治階級對科技進步的興趣漸失，科技的發(fā)展便走向低潮。

2．我國古代科學技術自身的弱點也對科技的發(fā)展有所限制。我國古代的技術發(fā)達，對有些自然現象的觀察也很細致。但是從總體上說，偏重于實用，理論性不強，也沒有形成較為系統(tǒng)的科學方法?？茖W與哲學的脫節(jié)也不利于科學理論體系的形成。

3．明清以后，我國長期處于封閉狀態(tài)，習慣于以老大自居，對外部世界似乎沒有多少需求?？茖W技術自成一格，有相當強的保守性和排他性，不大愿意、也不善于吸收外來文化。這種狀況嚴重地制約著我國科學技術的發(fā)展。明末西方近代科學傳人我國后，國人并沒有意識到自己的落后，這就錯過了追趕世界潮流的機會。

(七)阿拉伯人在科技史上的特殊貢獻

1．阿拉伯人在向東西兩個方向學習之時，他們做了溝通東西方科學文化的工作，成為東西方科學技術交流的橋梁。中國古代科學技術上的許多發(fā)明之所以對世界產生影響，在很大程度上要歸功于阿拉伯人。我國的四大發(fā)明傳到西方，都與阿拉伯人有關。

2．阿拉伯人為了學習和研究古希臘的學術，曾花了很大的氣力去收集整理古希臘的學術文獻，使他們那里成了古希臘文化典籍的匯集地。由于羅馬人統(tǒng)治歐洲以后，古希臘的學術逐漸被人冷落，所以當歐洲人需要復興古希臘文化時，他們不得不借助于阿拉伯人的工作。古希臘文化得以在歐洲重現，阿拉伯人的貢獻是不可磨滅的。

近代科技

三、近代自然科學的崛起和經典力學的成熟

(一)近代航海史上的三大發(fā)現及其對自然科學的影響

遠洋航海和探險熱潮，在不到一百年的時間里取得了三項重大成就：

1．1492年哥倫布到達了美洲大陸；

2．1497年達·伽馬開辟了通往印度的新航路；

3，1519—1522年麥哲倫率領船隊完成了環(huán)球航行(他本人死于途中)。

航海和探險活動對自然科學的影響是：

1．大大開拓了歐洲人的眼界，未曾見聞的自然現象豐富了他們的頭腦。

2．航海中所積累的經驗以及人們在觀天、測地、使用風帆和監(jiān)制火炮中遇到的困難，都為自然科學提供了可供借鑒的資料和需要深究的問題。

3．航海和通商所帶來的巨額利潤以及隨之而來的開拓殖民地所掠奪的財富，使得歐社會變得富裕起來。這一切，都有利于文化教育事業(yè)的發(fā)展。

(二)文藝復興運動及其對近代科學的影響

伴隨著歐洲新的生產關系的出現，在思想文化領域中也展開了一場以復興古希臘文化旗幟的“文藝復興運動”。這場運動的主旨在于擺脫封建制度及其意識形態(tài)的束縛，提倡個性解放、尊重人格、愛人和人性至上的人文主義思想。文藝復興運動是對封建勢力和基督教會思想統(tǒng)治的公開反叛，為自然科學的解放掃除了精神障礙；在文藝復興運動中重現于歐洲的古希臘文化的優(yōu)秀遺產，特別是其中的理性主義精髓又給近代自然科學提供了至為寶貴的學術營養(yǎng)。

(三)哥白尼學說及其意義

波蘭天文學家哥白尼于1543年發(fā)表了《天體運行論》一書，全面地闡述了他的日心地動學說。這一學說的要點是：太陽是宇宙的中心，所有行星在以太陽為公共圓心的圓形軌道上繞日旋轉；地球是一顆普通的行星，它有自轉并與其他行星一樣繞太陽公轉。根據這兩個基本觀點，哥白尼指出，太陽的東升西落不是太陽繞地球旋轉，而是地球自轉的表現；天球上恒星位置每年所發(fā)生的周期性變化也不是恒星運動所致，而是地球繞太陽公轉的結果。以現代的觀點來看，哥白尼的學說并非完美無缺，但是它從根本上糾正了自古流傳并為基督教會所支持的地心和地靜說的錯誤。當哥白尼的學說為世人所接受之后，它就不可避免地動搖了教會的權威，從而解放了人們的思想。1616年教會宣布哥白尼學說為“異端”并禁止其傳播。

(四)伽利略的科學思想和科學貢獻

意大利學者伽利略是哥白尼學說的積極支持者和不懈的宣傳者。1609年，伽利略用自制的望遠鏡觀察天空，發(fā)現了一系列前所未知的現象，如月球表面凹凸不平，猶如地球表面上的山岳和湖海；太陽表面有黑子；木星至少有四顆衛(wèi)星等等。這些發(fā)現證明了天界并非如亞里士多德所說的那樣圣潔無瑕，宇宙中也并非只有一個中。

伽利略研究了大量力學問題，并無情地批判了亞里士多德的許多錯誤。

1．通過實驗，伽利略發(fā)現了自由落體定律。這一定律的推論表明，自由下落的物體其速度變化與物體的重量無關。因此證明了亞里士多德關于重物先落地的說法是錯誤的。

2．在研究落體運動的基礎上，伽利略又進一步實驗，從而發(fā)現了慣性運動。慣性運動指出，運動的物體在不受外力作用的情況下，具有維持原有運動狀態(tài)的特性，這就是說，亞里士多德認為必須有外力才能維持物體運動的觀點也是站不住腳的。

3．伽利略通過觀察勻速前進的船艙內，艙頂水滴下落和艙內蒼蠅飛行的狀況，提出了運動的相對性原理。即在勻速運動系統(tǒng)內的力學現象與靜止系統(tǒng)內的力學現象并無區(qū)別。這個原理告訴我們，不能根據地面上的力學運動來判斷地球是處在靜止狀態(tài)還是在作慣性運動。根據地面上的力學現象而否定地球運動的論點是沒有根據的。

(五)牛頓的科學思想和對經典力學的貢獻

牛頓發(fā)現了萬有引力定律，總結、表述了運動三定律。在此基礎上，牛頓仿效古希臘人的作法，把力學知識整理成為一個演繹知識體系。牛頓在1687年出版的《自然哲學之數學原理》這部名著，標志著經典力學的成熟。在這部著作里，他首先闡述了一系列力學的基本概念，隨后討論了他所發(fā)明的微積分方法。牛頓的《自然哲學之數學原理》是自然科學史上最偉大的杰作之一。當時人們所接觸到的各種力學問題，基本上都可以在這個框架內得到解決。

(六)經典力學的意義

1．經典力學徹底打破了亞里士多德學派嚴格區(qū)分月亮以上和月亮以下兩個世界的舊觀念，把天上和地上的運動統(tǒng)一了起來，證明了萬有引力定律和運動三定律是宇宙間一切機械運動(即物體位置的變化)的普遍規(guī)律，從力學的角度論證了自然界的統(tǒng)一性，實現了人類對自然界認識的一次偉大的綜合。

2．經典力學把人們對機械運動的研究從運動學提高到動力學的水平。運動學只考慮物體運動的速度、加速度、時間、距離等因素及其關系，只能描述物體運動的過程和狀態(tài)。動力學的任務則在于揭示物體運動的力學原因及其力學后果。在歷史上，雖然亞里士多德曾經探討過動力學的問題，但他走人了歧途。牛頓成功地完成了建造動力學的任務，從而使人們能夠全面地把握機械運動的規(guī)律。

3．經典力學把對物體機械運動狀態(tài)的描述與研究提高到瞬時狀態(tài)的水平。過去人們只能把握運動的某一個過程，這對于處理勻速運動、勻加速運動(如自由落體運動)或加速度的大小不變而方向均勻變化的運動(如圓周運動)這類比較簡單的運動尚可，對于加速度復雜變化的運動便無能為力。如今牛頓引進了微積分的方法，原則上便可處理任何復雜機械運動的過程與瞬時狀態(tài)的問題。

4．經典力學把原來只能孤立地研究的力學事件聯系了起來，使它們成為因果的鏈條。運用經典力學，只要我們知道某物體的運動狀態(tài)以及它在某時刻所受的力，就可以得知這個物體的運動狀態(tài)所要發(fā)生的變化。反之，如果我們發(fā)現某物體的運動狀態(tài)發(fā)生變化以及它的變化狀況，我們也就知道它受到一個力并且知道它受到的是什么樣的力(包括它的大小和方向)，而且也知道它必定對外界施加了一個什么樣的力(包括它的大小和方向)。力與運動組成了一個無窮無盡的因果鏈條，這就大大地提高了我們對物體運動前因后果的認識，提高了我們的預見與推想的能力。

5.以往的自然知識都包容于自然哲學之中。雖然牛頓仍然把他的著作稱為《自然哲學之數學原理》，但實際上它表明自然科學不僅已擺脫了神學的束縛，而且已經從哲學中分化出來，開始建構自己的知識體系、科學思想和科學方法，表明自然科學已經成熟。

(七)經典力學與機械自然觀

經典力學經過一系列事實的驗證，得到了前所未有的榮耀，使人們認識和理解了科學理論的威力。不過經典力學的成就使許多人(包括牛頓本人在內)產生一種錯覺，以為運用經典力學的知識、理論和方法便可以解釋和處理自然界中的一切問題，由此而產生了在一個時期內影響著人們頭腦的機械自然觀。這一自然觀表現在以下方面：

1．由運動現象去研究自然力，再由這些力去推演其他現象。牛頓說：“我希望其他的自然現象也同樣能由力學原理推導出來”。他以為他說明了力就解決一切問題，即對于每一種自然現象，如果找到在其后的某種力，就可以用以說明有關這種現象的種種問題。

2．實體論的思想方法。牛頓的科學思想和科學方法都帶有原子論的色彩。在他看來，任何物體都是許多極為細小的、實實在在物質單元的集合，所有力學過程都是這些物質單元共同作用的結果，牛頓運用這樣的方法順利地解決了力學的問題，這也使得一些人以為這是認識和理解所有自然現象的唯一正確的方法。因此在他之后許多人在研究各種自然現象時總是要尋找它們的實體，于是出現了形形色色的“實體說”。如在研究熱現象時出現了“熱質說”，研究燃燒現象時出現了“燃素說”等等。由于一些人過分地迷戀這種思維方式，也往往使他們在真理面前卻步。

3．經典力學的原理和定律給事物的因果性提供了很好的說明。這又使得一些人以為所有自然事物都具有如同機械運動一樣的因果關系，都像力學事件那樣具有十分精確的必然性，以為必須找到這樣的必然性才算認識了客觀規(guī)律。其實自然事物的因果關系往往比機械運動的因果關系復雜得多。有不少事物我們不能把握它的單個現象的狀態(tài)而只能把握它們的統(tǒng)計規(guī)律等等。機械決定論的思想也曾阻礙許多人接近科學的真理。

經典力學所產生的這些影響并非它自身的過錯。歷史上常有這樣的情形，當一種理論被證明是正確的時候，人們會以為那就是唯一正確的東西，因此而把自己的思想封閉起來。其實，牛頓力學和其他任何一種理論一樣，它揭示了真理但沒有窮盡真理。它也和其他任何一種理論一樣都有自己的認識上的和歷史上的局限性，在一定條件、一定范圍之內它是正確的，超越了這些條件和范圍它就不一定正確或者需要作某些修正。

四、經典物理學體系的形成

(一)能量守恒和轉化定律及其意義

1．運動守恒的思想，早在近代物理學出現之前，就已從哲學上提出來了。19世紀物理學家從實驗上尋找證據，終于揭示了能量守恒和轉化定律。

2．能量守恒與轉化定律通常的表述是：在任何孤立的物質系統(tǒng)中，不論發(fā)生何種變化，無論能量從一種形式轉化為另一種形式，或從一部分物質傳遞給另一部分物質，系統(tǒng)的總能量守恒。

3．能量守恒與轉化定律的確立，給了科學家們很大鼓舞。它被稱為物理學的：“最高定律”，“宇宙的普遍的基本定律”。恩格斯稱之為19世紀的三大發(fā)現之一。運用這個定律研究物質運動的問題時，常?？梢灾粡钠鹗紶顟B(tài)和終結狀態(tài)的能量變化上作總體的把握，不必考慮變化的具體過程和細節(jié)，這就給了人們很大的方便。在哲學上，它為人們認識物質運動形式的多樣性和統(tǒng)一性、物質運動在量上和質上的守恒性，都提供了科學上的依據。

(二)熱力學第二定律的基本思想

1．熱力學第二定律闡述的是，熱這種物理現象在與其他運動形式轉化時具有的特殊性：這種轉化雖然服從能量守恒這個法則，但卻具有不可逆性(除非由外界不斷供給能量)。

2．熱力學第二定律的基本思想是：在沒有任何力消耗或其他變化的情況下，熱不可能由冷體傳到熱體，如果不因而同時引起其他關系的變化。熱力學第二定律告訴我們，熱總是從高溫物體傳向低溫物體，要改變這個傳向必須有外界的作用。在封閉系統(tǒng)內(即無外界作用的情況下)這個過程是不可逆的。在封閉系統(tǒng)內總是存在著熱耗散(熵增加)的過程，其結果將是該系統(tǒng)內部的熱平衡。

(三)氣體分子運動論說明了什么

1．氣體分子運動論是對熱現象給予微觀解釋的理論，它以氣體分子的運動為理想模型來說明氣體的溫度、壓強、擴散等宏觀熱現象。這一理論的一個極其重要的思想就是以大量氣體分子的隨機運動來說明在宏觀上具有穩(wěn)定性的熱現象。這種方法后來發(fā)展為統(tǒng)計物理學，它表明了偶然性與必然性的統(tǒng)一。

2．氣體分子運動論說明：熱是大量氣體分子無規(guī)則運動的宏觀表征；大量微觀客體的運動遵循著統(tǒng)計規(guī)律，這與牛頓力學所描寫的物體運動的確定性完全不同。但是，這種描寫微觀客體的統(tǒng)計方法卻在宏觀與微觀、確定性與隨機性之間架起了橋梁，它在物理學中有著廣泛的應用。

(四)近代早期關子光的本性的爭論

1．近代早期關于光的本性的爭論存在著兩種學說，一種是笛卡兒主張并得到牛頓支持的微粒說。這種學說認為，光是一種粒子，類似彈性的小球；這種粒子可在不同介質的介面上被反射，或因與介質的作用而改變運動速度，產生折射。這種解釋意味著，光在較密介質中的速度比在較疏介質中的速度反而更快。這是違反常識的，也是這一學說的致命的弱點。后來的

實驗證明，這種微粒說是錯誤的。

2.另一種學說是惠更斯倡導的波動說。他認為光是由發(fā)光體發(fā)出而在媒質以太中傳播的波，光以球面波的形式向四面?zhèn)鞑?。在光波的傳播過程中，波陣面上的每一個點都是子波的中心，這些子波的包絡便形成新的波陣面。他據此成功地解釋了反射和折射定律。他認為光波在光密介質如水中的傳播速度比在光疏介質如空氣中的傳播速度慢，這是日后波動說戰(zhàn)勝微粒說的重要論據。

(五)19世紀光的波動說的興起及其實驗依據

1．近代早期關于微粒說與波動說的爭論中，微粒說曾一度占有優(yōu)勢。其部分原因是由于古代原子論的影響，另一個原因便是人們過于看重牛頓的權威，因為微粒說得到了牛頓的支持。

2，到了19世紀，關于光學的一系列實驗證明了光是一種波動，但這種波動并非是類似于聲波的縱波，而是一種在以太媒質中振動的橫波。證明波動說的實驗很多，其中有：關于光的干涉實驗和通過實驗發(fā)現的光的偏振現象等等。這些實驗中有決定意義的是對光速的測定。法國科學家傅科測定了光在空氣中的速度與在水中的速度之比接近于4比3，這一結果證明了光在光密介質中的傳播速度比光疏介質中的傳播速度要慢。這是對微粒說的致命打擊。傅科的實驗成了科學史上著名的判決性的實驗，它宣告了波動說的勝利和微粒說的失敗。

(六)電和磁的相互轉化的發(fā)現及其意義

1．近代早期人們根據靜電和天然磁石的性質認為，電和磁是兩種完全不同的東西。19世紀初關于不同運動形式相互轉化的思想影響著某些物理學家，推動著他們研究電和磁的內在聯系和相互轉化。

2．丹麥科學家奧斯特經多年的努力，于1820年發(fā)現，若在通電導線近旁放置一磁針，磁針會因電流通過而發(fā)生偏轉，這就表明，電流具有某種磁效應。

3。法拉第又從另一個角度來思考，既然電流有磁效應，那么磁會不會也有電效應?磁能不能產生電?經過10年的努力，他終于有了答案。他發(fā)現，如果在一塊軟鐵上纏繞兩個線圈，當其中一個線圈上的電流發(fā)生變化時(即接通或斷開電路時或電流大小發(fā)生變化時)，另一個線圈就會出現瞬間電流；要是設法使電流或磁場持續(xù)地變化，我們就能得到持續(xù)的感生電流，這正是發(fā)電機的工作原理。發(fā)電機研制成功后，有人依據奧斯特的發(fā)現又制成了電動機。

4．電和磁的相互轉化，在理論上證明了它們是統(tǒng)一運動的不同形式。在實踐上為發(fā)電機和電動機的研制開辟了道路。

(七)電磁場理論的建立及其意義

場的概念是為了說明有關電、磁效應的各種實驗而提出的。這些實驗成果雖然有著很大的實際意義，但并未涉及其中的機理。法拉第經過多年的思索，于1851年提出了場和力線的概念對此加以解釋。早年牛頓提出萬有引力的概念時，他想象引力是一種超距作用力，就是說引力的作用并不需要媒質的傳遞，并且是即時發(fā)生的，這與牛頓崇尚古希臘原子論思想直接相關。對電學和磁學作出過重要貢獻的富蘭克林、庫侖、安培等人與牛頓的思路一致，也都深信電力和磁力是超距作用力。但是法拉第的思路不同，他認為宇宙間應當充滿介質，電和磁的作用是通過介質在空間里傳遞而發(fā)生的，他把電和磁發(fā)生作用的空間稱為“場”。電有電場，磁有磁場。他更想象電場和磁場都由“力線”所組成。他說場的作用是沿著力線的方向發(fā)生的。法拉第還以場和力線的概念成功地描述了電磁感應定律。他認為，感生電流的產生在于該導線切割磁力線，感應電流的強度正比于該導線單位時間內切割磁力線的數目。

場的概念的建立有重要的意義，最直接后果就是導致電磁波的發(fā)現。后來的科學實驗證明，場的確是一種物理實在。法拉第所說的力線雖然事實上并不存在，不過它也不失為一種可供使用的模型，利用它來考察電和磁的作用也有許多方便之處。過去人們只知道實物是物質存在的形式，現在又知道場也是物質存在的一種形式。這是關于物質觀念的重大突破。現代科學表明，自然界中不僅有電場、磁場，還存在著引力場等等許多與實物相聯系的場。

(八)電磁波的概念及其被實驗證明后的意義

1．19世紀，人們對電流的研究確立了一系列電的規(guī)律。電和磁的轉化發(fā)現后，電場和磁場的概念誕生了。在此基礎上，麥克斯韋著手對電學的成果加以推廣，即把穩(wěn)恒電流的定律推廣到變化的電場和磁場，建立了電磁場的理論和場的運動方程并提出了電磁波的概念。

2．麥克斯韋提出的電磁波的概念是：如果空間某處存在一個變化的電場，它將在周圍激發(fā)出一個變化的磁場；這個變化的磁場又在周圍激發(fā)出一個變化的電場；這樣一來，就會出現一連串交替產生，相互激發(fā)，連續(xù)出現的電場和磁場的振動，這個振動以原先變化的電場為中心向四面八方傳播，這就是電磁波。

3．德國人赫茲在1888年初證實了電磁波的存在，表明麥克斯韋的理論完全正確。他的工作使電、磁和光這些從前看來相異的現象得到了理論上的統(tǒng)一，實現了人類知識的又一次偉大的綜合。麥克斯韋因此被譽為牛頓以后最偉大的數學物理學家。電磁場理論的建立和電磁波的發(fā)現為無線電技術奠定了堅實的基礎，使人類社會生活的各個方面都進入了一個新的時代。

(九)科學爭論對科學發(fā)展的意義

科學爭論是科學史上頻頻發(fā)生的現象，它表明人類認識自然界的過程是曲折的、復雜的。由于客觀條件的限制或科學家本人的觀點、方法的不同，對同一問題出現不同的觀點、學派，是很自然的事情。然而，科學爭論不僅與人們的認識活動有關，而且常常涉及爭論者的社會地位、人際關系、發(fā)明權等等，這就使科學爭論帶上了某些非自然的色彩。這些情況雖然是不可避免的，但是運用行政手段或人為地干預科學爭論(例如某個權威無意地施加影響或有意地指手畫腳)，非但與事無補，反而會使科學爭論脫離正確的軌道。在這方面前蘇聯有著深刻的教訓，50年代，我國在遺傳學領域中也曾出現過類似的情況。這是我們今后應該力爭避免的

科學爭論是促進科學發(fā)展的催化劑，它有利于不同觀點的相互借鑒和補充，有利于研究工作的深入和糾錯，使不同的認識在爭論中互相補充、互相促進、相得益彰。但是，如果科學爭論受到過多的社會因素和人為因素的干擾，就會阻礙科學爭論的正常發(fā)展。

五、近代化學的歷史軌跡和科學

(一)玻意耳把化學確立為科學

化學科學的任務在于揭示和研究客觀世界物質的組成、結構、性質及其變化的規(guī)律。古人從生產技術中和煉金(丹)術里已經得到一些化學知識，但是化學作為獨立的知識體系而存在，化學之成為科學，則是近代的事情，這是和資本主義社會的萌芽、興起和發(fā)展聯系在一起的，也是與近代科學思想和科學方法的形成分不開的。資本主義生產方式在歐洲興起，社會生產有了新的動力。這時，金屬冶煉、制藥以及其他一些生產領域接觸到了有關化學方面的種種問題，大量新發(fā)現的事實