閆坤如：歐洲科技成就及思維模式

歐洲科技成就與思維模式閆坤如教授

華南理工大學(xué)Email：yankunru@163.com焦耳vs邁爾焦耳1845年，焦耳為測定機(jī)械功和熱之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，設(shè)計(jì)了“熱功當(dāng)量實(shí)驗(yàn)儀”，并反復(fù)改進(jìn)，反復(fù)實(shí)驗(yàn)。1849年發(fā)表《論熱功當(dāng)量》。1878年發(fā)表《熱功當(dāng)量的新測定》，最后得到的數(shù)值為423.85公斤·米/千卡。焦耳測熱功當(dāng)量用了三十多年，實(shí)驗(yàn)了400多次，付出大量的辛勤勞動。邁爾邁爾曾是一位隨船醫(yī)生，在一次從荷蘭駛往印度的航行中，給生病的船員做手術(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)血的顏色比溫帶地區(qū)的新鮮紅亮，這引起了邁爾的沉思。他認(rèn)為，食物中含有的化學(xué)能，可轉(zhuǎn)化為熱能，在熱帶情況下，機(jī)體中燃燒過程減慢，因而留下了較多的氧。伽利略的自由落體實(shí)驗(yàn)思維模式的差異焦耳：英美經(jīng)驗(yàn)傳統(tǒng)邁爾：大陸理性傳統(tǒng)兩種思維模式的差異是什么？差異的表現(xiàn)：法學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等方面思考中國的思維模式是英美模式or歐洲大陸模式？1.中國為何缺少自然科學(xué)類的諾貝爾獎(jiǎng)獲得者？

2.李約瑟難題：盡管中國古代對人類科技發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)，但為什么科學(xué)和工業(yè)革命沒有在近代中國發(fā)生？”歐洲vs中國學(xué)者傳統(tǒng)vs工匠傳統(tǒng)兩者在古代科學(xué)、近代科學(xué)和現(xiàn)代科學(xué)研究中的優(yōu)勢古希臘的四大科學(xué)成就：托勒密天文學(xué)體系亞里士多德的邏輯學(xué)體系歐幾里德的幾何學(xué)體系蓋倫的醫(yī)學(xué)體系

古希臘傳統(tǒng)：學(xué)者傳統(tǒng)在古希臘社會中，學(xué)者或自然哲學(xué)家們位居社會的上層，他們是奴隸主或自由民，是一批有閑階級。他們關(guān)心的是普遍原理，探究世界之本源，從事“高尚的學(xué)問”，而不關(guān)心“硬事實(shí)”，不去從事“下賤的”實(shí)踐活動。西方：古希臘傳統(tǒng)如果哪位學(xué)者企圖把哲學(xué)用到技術(shù)問題上，或者用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)理論，那就會受到社會的白眼或譴責(zé)。因?yàn)橐哑毡樵響?yīng)用于技術(shù)或用實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)普遍原理，都必須有體力勞動，而體力勞動在古希臘人看來只宜于由奴隸來干。古希臘傳統(tǒng)柏拉圖就曾非常憤怒地痛罵那些企圖用個(gè)別經(jīng)驗(yàn)來檢驗(yàn)純力學(xué)定理或者純數(shù)學(xué)定理的人們。因?yàn)樗麄兪箮缀螌W(xué)從形而上的、理性的東西，降為形而下的、感性的東西，從而敗壞和玷污了幾何學(xué)的高貴。阿基米德古希臘的大學(xué)者阿基米德雖然受命發(fā)明和建造了許多軍事機(jī)械以抵御羅馬侵略者不得已而為之他引以為榮的只是關(guān)于純數(shù)學(xué)的研究。

軍事機(jī)械1.阿基米德利用杠桿原理制造了一種叫作石弩的拋石機(jī)，能把大石塊投向羅馬軍隊(duì)的戰(zhàn)艦，或者使用發(fā)射機(jī)把矛和石塊射向羅馬士兵，凡是靠近城墻的敵人，都難逃他的飛石或標(biāo)槍2.造了巨大的起重機(jī)，可以將敵人的戰(zhàn)艦吊到半空中，然后重重地摔下使戰(zhàn)艦在水面上粉碎。3.鏡子聚光天文研究

1.發(fā)展了天文學(xué)測量用的十字測角器，并制成了一架測算太陽對向地球角度的儀器。2.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)會發(fā)生月蝕、日蝕都能加以預(yù)測。3.認(rèn)為地球可能是圓的。晚年阿基米德開始懷疑地球中心學(xué)說，并猜想地球有可能繞太陽轉(zhuǎn)動，這個(gè)猜想一直到哥白尼時(shí)代才被人們提出來討論畢達(dá)哥拉斯1．禁食豆子。

2．東西落下了，不要揀起來。

3．不要去碰白公雞。

4．不要擘開面包。

5．不要邁過門閂。

6．不要用鐵撥火。

7．不要吃整個(gè)的面包。

8．不要戴花環(huán)。

9．不要坐在斗上。

10．不要吃心。

11．不要在大路上行走。

12．房里不許有燕子。

13．鍋從火上拿下來的時(shí)候，不要把鍋的印跡留在灰上，而要把它抹掉。

14．不要在光亮的旁邊照鏡子。

15．當(dāng)你脫下睡衣的時(shí)候，要把它卷起，把身上的印跡摩平畢達(dá)哥拉斯：數(shù)的和諧勾股定理、無理數(shù)天體有秩序凡物皆數(shù)，用數(shù)學(xué)說明一切，數(shù)是萬物本原，從數(shù)學(xué)研究音樂節(jié)奏的和諧諸天音樂、宇宙和諧，人體的和諧代表人物：達(dá)·芬奇（1452-1519）畫家、雕塑家、工程師、建筑師、物理學(xué)家、生物學(xué)家、哲學(xué)家，而且在每一學(xué)科里都登峰造極。第一個(gè)畫出子宮中胎兒第一個(gè)畫出腹腔中闌尾的人設(shè)計(jì)出史上第一個(gè)機(jī)器人根據(jù)鳥類飛行，設(shè)計(jì)直升機(jī)圖以及輕型滑翔翼1502年，達(dá)·芬奇曾為伊斯坦布爾鄂圖曼蘇丹巴耶塞特二世的土木工程專案制作單一跨距達(dá)240米(720英尺)的橋梁草圖，2001年，此橋以小橋的形式在挪威付諸實(shí)行。而在2006年5月17日，土耳其政府決定在實(shí)地建設(shè)達(dá)芬奇橋跨越金角灣讓該橋終究成形。由于達(dá)·芬奇曾任軍事工程師，筆記中也包含了數(shù)種軍事機(jī)械的設(shè)計(jì)：機(jī)關(guān)槍、人力或以馬拉動的武裝坦克車、子母彈、軍用降落傘、含呼吸軟管以豬皮制成的潛水裝等等。不過，后來他卻認(rèn)為戰(zhàn)爭是人類最糟的活動。達(dá)·芬奇在梵諦岡那些年里，曾計(jì)劃應(yīng)用太陽能而使用凹面鏡來煮水。盡管達(dá)·芬奇大多數(shù)的發(fā)明在他的生平并未實(shí)現(xiàn)，但在IBM贊助下，實(shí)作了許多模型在昂布瓦斯的克洛斯宅達(dá)·芬奇博物館展示。他發(fā)現(xiàn)了血液的功能，認(rèn)為血液對人體起著新陳代謝的作用，并認(rèn)為血液是不斷循環(huán)的。達(dá)·芬奇研究過心臟，他發(fā)現(xiàn)心臟有四個(gè)腔，并畫出了心臟瓣膜。他認(rèn)為老年人死因之一是動脈硬化，產(chǎn)生動脈硬化的原因是缺乏運(yùn)動設(shè)計(jì)并親自主持修建了米蘭至帕維亞的運(yùn)河灌溉工程。由他經(jīng)手建造的一些水庫、水閘、攔水壩便利了農(nóng)田灌溉，推動了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展。有些水利設(shè)施至今仍在發(fā)揮作用。設(shè)計(jì)機(jī)器人達(dá)芬奇密碼1）達(dá)芬奇是從實(shí)用方面接近科學(xué)的；2）認(rèn)為觀察與實(shí)驗(yàn)是科學(xué)的獨(dú)一無二的方法；3）認(rèn)為天體是一架服從確定的自然法則的機(jī)器，自然是有規(guī)律的；4）他鄙視煉金術(shù)、占星術(shù)。哥白尼革命1背景拖勒密的地球中心說體系，與亞里士多德天文學(xué)相一致，此體系的弱點(diǎn)是均輪與本輪的繁復(fù)性，受到常識和亞里士多德權(quán)威的支持；15-16世紀(jì)含有畢達(dá)哥拉斯成分的新柏拉圖主義在意大利復(fù)活，他們傾向于把自然事物的行為解釋成它們的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的效果，文藝復(fù)興的哲學(xué)家聚在柏拉圖的旗幟下反對亞里士多德。哥白尼（1473-1543）及其日心說的提出文藝復(fù)興以后，科學(xué)觀點(diǎn)的第一次重大改變，是尼古拉·哥白尼完成的；他是數(shù)學(xué)家與天文學(xué)家。哥白尼日心說的理論基礎(chǔ)與遇到的困難：理論基礎(chǔ)：依據(jù)畢達(dá)哥拉斯理論，行星怎樣運(yùn)動才能產(chǎn)生最簡單而和諧的天體幾何學(xué)；圓軌道的完美運(yùn)動觀念的限制與宗教教義的矛盾；哥白尼革命的哲學(xué)意義：1）暗含對世界有一個(gè)中心的否定，地球只是眾行星之一.2）取消了天與地的差別，適用于天的運(yùn)動規(guī)律也適用于人類.3）新的宇宙論認(rèn)為不存在質(zhì)的自然差異，差異僅表現(xiàn)為量和幾何結(jié)構(gòu)的差異.4)從根本上否定了基督教關(guān)于上帝創(chuàng)造一切的謬論，從而實(shí)現(xiàn)了天文學(xué)中的根本變革.

開普勒畢達(dá)哥拉斯主義者；追求的是造物主心中的數(shù)學(xué)的和諧；開普勒在自然觀上功績：1）慣性思想：無論在什么地方，只要一旦靜止，所有的物體憑本性都要趨于保持這種靜止，拋棄了天然運(yùn)動的觀念；2）吸引力思想：每當(dāng)一個(gè)物體靠近另一物體，它的靜止就被一個(gè)相互作用力破壞了，這種力趨向于把每一物體拉向它的附近3）機(jī)械論代替活力論：認(rèn)為物理學(xué)中靈魂這個(gè)詞應(yīng)當(dāng)用力來代替，或者說自身是數(shù)量性的機(jī)械能產(chǎn)生量變的概念，應(yīng)該取代活力能引起質(zhì)變的概念。伽利略（1564-1641）近代科學(xué)之父1伽利略的貢獻(xiàn)：1）建立物理科學(xué)的真正方法：把實(shí)驗(yàn)方法和歸納方法與數(shù)學(xué)演繹方法結(jié)合起來；2）伽利略的主要的和最具獨(dú)創(chuàng)性的工作是為動力學(xué)奠定了基礎(chǔ)；他證明地球各部分在“局部運(yùn)動”中也是按數(shù)學(xué)方式運(yùn)動的；3）他問的不是亞里士多德的問題“為什么降落”，而是“怎樣降落？”，即從宇宙論問題轉(zhuǎn)到了近代科學(xué)問題上。2伽利略的自然觀：1）自然的真理存在于數(shù)學(xué)的事實(shí)之中；“自然之書是用數(shù)學(xué)語言書寫的”2）真實(shí)的和可理解的是那些可測量并且是定量的東西；3）顏色、氣味、聲音等是第二性的、衍生的，并依附于純量的世界。

牛頓：超一流的科學(xué)家研究范圍：力學(xué)、光學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)和神學(xué)。牛頓的工作是科學(xué)史上的第一次大綜合。

牛頓的墓志銘：Natureandnature’slawlayhidinnight;Godsaid,letNewtonbe!Andallwaslight.牛頓的貢獻(xiàn)：1）