科學(xué)技術(shù)的歷史發(fā)展與自然觀的演變省公開課一等獎全國示范課微課金獎?wù)n件

第一章科學(xué)技術(shù)歷史發(fā)展與自然觀演變第一節(jié)古代科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生與古代人自然觀第二節(jié)近代科學(xué)革命與形而上學(xué)自然觀形成第三節(jié)近代科學(xué)全方面發(fā)展與辯證唯物主義自然觀產(chǎn)生第四節(jié)當(dāng)代科學(xué)革命與辯證唯物主義自然觀發(fā)展第五節(jié)新技術(shù)革命興起及其對社會影響1/86第一節(jié)古代科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生與古代人自然觀一、古代科學(xué)技術(shù)二、古代人自然觀2/86

一、古代科學(xué)技術(shù)1、探索科學(xué)起源思緒2、原始時代技術(shù)與經(jīng)驗形態(tài)自然知識3、古代科學(xué)繁榮4、原始社會（經(jīng)歷幾百萬年）5、奴隸社會（公元前4000多年----公元6世紀(jì)）經(jīng)歷506、封建社會（公元6世紀(jì)----14世紀(jì)）經(jīng)歷107、古代科學(xué)衰落3/861、探索科學(xué)起源思緒科學(xué)：理性精神和求實精神統(tǒng)一丹皮爾：科學(xué)是在巫術(shù)、神話“叢林”和工藝、工具“草原”上發(fā)芽成長梅森：科學(xué)有兩個根源，一是技術(shù)傳統(tǒng)，一是精神傳統(tǒng)，這兩個傳統(tǒng)匯流產(chǎn)生了一個新傳統(tǒng)，即科學(xué)傳統(tǒng)4/862、原始時代技術(shù)與經(jīng)驗形態(tài)自然知識原始時代技術(shù)：制造石器；用火和人工取火；植物栽培和動物馴養(yǎng)技術(shù)；制陶技術(shù)、紡織技術(shù)、建筑技術(shù)和運(yùn)輸技術(shù)；文字創(chuàng)造和利用經(jīng)驗形態(tài)自然知識：組成了自然科學(xué)萌芽最初形式5/863、古代科學(xué)形成和繁榮（1）科學(xué)種子形成（2）

歐幾里德幾何學(xué)（3）阿基米德力學(xué)（4）

阿里斯塔克天文學(xué)（5）阿波羅尼烏斯和希帕克地心說（6）

埃拉托色尼地學(xué)（7）亞歷山大里亞時期科學(xué)特點6/86（1）科學(xué)種子形成科學(xué)是理性和試驗結(jié)果巧妙結(jié)合。這種理性是要求邏輯完備性理性，普通是經(jīng)過可接收或可了解前提推出難以接收和了解推論；這種試驗結(jié)果普通是經(jīng)過可控試驗取得準(zhǔn)確結(jié)果。

在亞歷山大里亞時期，科學(xué)種子開始形成。最先形成科學(xué)是幾何學(xué)。幾何學(xué)之所以首先取得發(fā)展，除了生產(chǎn)原因之外，認(rèn)識上原因是因為幾何學(xué)最輕易到達(dá)這兩點7/86（2）

歐幾里德幾何學(xué)公理化邏輯體系歐幾里德幾何學(xué)示范作用8/86（3）阿基米德力學(xué)浮力定律：公理化方法推出結(jié)論杠桿原理：公理化方法推出來結(jié)論阿基米德力學(xué)特點：數(shù)學(xué)與經(jīng)驗結(jié)合9/86

（4）

阿里斯塔克天文學(xué)太陽中心說：月亮不發(fā)光，地球繞太陽轉(zhuǎn)，月亮繞地球轉(zhuǎn)太陽比地球大（6-7倍），地球比月亮大，太陽到地球距離比月亮到地球距離大（19-21倍）特點：阿里斯塔克結(jié)論已不是希臘式哲學(xué)猜測，而是亞歷山大里亞式觀察與幾何學(xué)相結(jié)合產(chǎn)物10/86（5）阿波羅尼烏斯和希帕克地心說阿波羅尼烏斯均輪-本輪體系希帕克偏心圓觀念特點：觀察與經(jīng)驗結(jié)合11/86（6）

埃拉托色尼地學(xué)巧妙而又準(zhǔn)確地測出地球周長12/86（7）亞歷山大里亞時期科學(xué)特點不再追求希臘式大而全宇宙體系，而是對一些詳細(xì)問題進(jìn)行系統(tǒng)理論研究，因而取得愈加必定進(jìn)步把理論推理和觀察結(jié)果巧妙地結(jié)合在一起?？茖W(xué)種子能夠說在此時開始形成13/864、原始社會（經(jīng)歷幾百萬年）工具、火、冶銅、冶鐵14/865、奴隸社會（公元前4000多年----公元6世紀(jì)）經(jīng)歷50耕作、文字、數(shù)學(xué)、天文、力學(xué)15/866、封建社會（公元6世紀(jì)----14世紀(jì)）經(jīng)歷10農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、數(shù)學(xué)、物理、中國四大創(chuàng)造。16/867、古代科學(xué)衰落17/86（1）示范作用極限：示范理論擴(kuò)展到一定程度，受到研究對象本身復(fù)雜性和專門性限制，難以深入發(fā)揮作用18/86（2）理論傳輸范圍有限教育和通訊技術(shù)不發(fā)達(dá)，理論傳輸范圍有限19/86（3）希臘理性精神受到壓制羅馬帝國征服以及基督教興起，使希臘理性精神受到壓制20/86（4）羅馬帝國科學(xué)技術(shù)：重視技術(shù)，忽略理論普林尼《自然史》蓋侖醫(yī)學(xué)托勒密地心說21/86二、古代人自然觀1、對自然敬畏與原始宗教自然觀2、古代樸素唯物主義自然觀（一）3、古代樸素唯物主義自然觀（二）4、古代樸素唯物主義自然觀（三）5、基督教興起與中世紀(jì)神學(xué)自然觀22/861、對自然敬畏與原始宗教自然觀因為對自然敬畏，把自然構(gòu)想成為有意識有目標(biāo)力量；這么就形成了一個擬人化、萬物有靈論自然觀評價：即使包含很多謬誤東西，但與以后神學(xué)自然觀不一樣，它是原始人試圖解釋自然一個努力23/862、古代樸素唯物主義自然觀（一）:自然觀特點：直觀性；辯證性；思辨性；猜測性。用自然原因解釋自然：（1）泰勒斯：水是萬物本原（2）阿那克西曼德：萬物本原是無限者

（3）阿那克西米尼：氣是萬物本原（4）赫拉克里特：火是萬物本原；一切皆流，無物常駐；邏各斯統(tǒng)治一切；邏各斯本質(zhì)是對立統(tǒng)一；萬物是經(jīng)過斗爭和必定性產(chǎn)生（5）阿那克薩哥拉：萬物本原是種子（6）德莫克利特：萬物本原是原子24/863、古代樸素唯物主義自然觀（二）追求邏輯完滿：

（1）畢達(dá)哥拉斯：萬物本原是數(shù)（2）巴門尼德：只有存在存在，非存在是不存在；存在是一；存在是靜止（3）芝諾：一個人永遠(yuǎn)不能從一個城市走到另一個城市；飛矢不動；阿基利斯追不上烏龜

（4）蘇格拉底：Theunexaminedlifeisnotworthliving;Knowledgeisvirtue；自知自己無知是最聰明；辯證法——根本目標(biāo)是排除錯誤，到達(dá)真理（5）柏拉圖：表觀世界是改變，在這改變世界背后存在一個不變形式世界；“洞喻”；數(shù)學(xué)影響25/864、古代樸素唯物主義自然觀（三）亞歷士多德綜合：“吾愛吾師，吾更愛真理”；既重視邏輯嚴(yán)謹(jǐn)（創(chuàng)建了三段論嚴(yán)格推理形式），又重視經(jīng)驗事實（他是古希臘最終一個百科全書式人物，同時又是第一個對自然進(jìn)行分門別類研究人）。從他之后，科學(xué)開始從哲學(xué)中分離出來古代自然觀特點：猜測性，樸素性，直觀性，唯物性，辯證性26/866、基督教興起與中世紀(jì)神學(xué)自然觀

基督教興起基督教五大論題：創(chuàng)世紀(jì)，人類中心說，原罪說，神恩說，對不朽信仰柏拉圖學(xué)說與奧古斯丁神學(xué)亞里士多德再發(fā)覺與阿奎那神學(xué)27/86第二節(jié)近代自然科學(xué)產(chǎn)生一、近代自然科學(xué)產(chǎn)生社會歷史條件（歷史背景）二、近代科學(xué)革命與形而上學(xué)自然觀形成28/86一、近代自然科學(xué)產(chǎn)生社會歷史條件（歷史背景）1、文藝復(fù)興與科學(xué)解放2、宗教改革和科學(xué)3、地理大發(fā)覺對科學(xué)影響4、資本主義生產(chǎn)方式29/86二、近代科學(xué)革命與形而上學(xué)自然觀形成

1、自然科學(xué)獨立2、經(jīng)典力學(xué)體系建立3、形而上學(xué)自然觀產(chǎn)生4、對形而上學(xué)自然觀評價30/861、自然科學(xué)獨立

哥白尼《天體運(yùn)行論》維薩里《人體結(jié)構(gòu)》31/862、經(jīng)典力學(xué)體系建立

（1）第谷和開普勒（2）伽利略試驗結(jié)果（3）牛頓綜合32/86（1）第谷和開普勒地谷天文觀察半地心-半日心學(xué)說開普勒三定律：軌道定律，面積定律，周期定律33/86（2）伽利略試驗結(jié)果（一）擺等時性發(fā)覺望遠(yuǎn)鏡創(chuàng)造及“新天空”發(fā)覺關(guān)于落體運(yùn)動思索和試驗斜面試驗與慣性定律關(guān)于拋體運(yùn)動研究伽利略科學(xué)方法34/86（2）伽利略試驗結(jié)果（二）關(guān)于落體運(yùn)動思索和試驗：S與t2成正比35/86（2）伽利略試驗結(jié)果（三）斜面試驗與慣性定律36/86（2）伽利略試驗結(jié)果（四）37/86（2）伽利略試驗結(jié)果（五）關(guān)于拋物體試驗研究38/86

（3）牛頓綜合39/863、形而上學(xué)自然觀產(chǎn)生

（1）近代前期科學(xué)特點（2）

形而上學(xué)自然觀形成（3）形而上學(xué)自然觀中心思想40/86（1）近代前期科學(xué)特點只有力學(xué)比較完善，其它科學(xué)還處于搜集材料階段研究方法主要是分析解剖方法研究對象主要是既成事物，還沒有深入到事物演化發(fā)展41/86（2）

形而上學(xué)自然觀形成

用“力”解釋一切，把一切都解釋為必定孤立地、片面地看問題看不到事物發(fā)展改變42/86（3）形而上學(xué)自然觀中心思想近代形而上學(xué)機(jī)械唯物主義

1.

用孤立靜止片面觀點對待世界；2.

用力學(xué)解釋一切現(xiàn)象；3.

用分析還原方法來處理復(fù)雜問題(有進(jìn)步，但也忽略了內(nèi)在聯(lián)絡(luò))4.

自然界不但是認(rèn)識了解對象，而且是試驗對象。43/864、對形而上學(xué)自然觀評價主動一面：在反對神學(xué)斗爭中曾起到一定主動作用。危害：使18世紀(jì)自然科學(xué)在自然觀上低于古希臘，甚至造成唯心主義和神秘主義目標(biāo)論。牛頓：神第一推進(jìn)；林耐：上帝創(chuàng)造最初物種；馮·哈勒：第一物種；居維葉：上帝連續(xù)創(chuàng)造。恩格斯不無遺憾地說：哥白尼在這一時期開端向神學(xué)寫了挑戰(zhàn)書，牛頓卻以神第一推進(jìn)假設(shè)結(jié)束了這一時代。44/86第三節(jié)近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展與自然辯證法創(chuàng)建一、近代自然科學(xué)全方面發(fā)展及其對形而上學(xué)自然觀沖擊二、近代后期自然科學(xué)特征三、辯證唯物主義自然觀創(chuàng)建45/86一、近代自然科學(xué)全方面發(fā)展及其對形而上學(xué)自然觀沖擊1、天文學(xué)中新觀念：打開形而上學(xué)第一缺口2、地質(zhì)學(xué)新理論：打開形而上學(xué)第二缺口3、物理學(xué)新綜合：打開形而上學(xué)自然觀新缺口4、化學(xué)上新發(fā)覺：沖擊形而上學(xué)自然觀5、生物學(xué)新進(jìn)展：為辯證唯物主義自然觀提供基礎(chǔ)46/861、天文學(xué)中新觀念：打開形而上學(xué)第一缺口康德星云假說：用原始星云吸引和排斥作用解釋了太陽系起源，否定了神第一推進(jìn)，包含著繼續(xù)進(jìn)步起點，在僵化形而上學(xué)自然觀上打開了第一個缺口康德潮汐摩擦理論：說明了太陽系不但有一個起源過程，而且還有一個演變滅亡過程。拉普拉斯星云假說47/862、地質(zhì)學(xué)新理論：打開形而上學(xué)第二缺口地質(zhì)演化說---賴爾：地球表面改變是風(fēng)、雨、溫度、水流、潮汐、火山和地震等自然力在漫長時期里逐步造成。將今論古方法用地球表面對立力量解釋了地球表面發(fā)展改變：水成作用和火成作用

批判了當(dāng)初占統(tǒng)治地位災(zāi)變說，打開了形而上學(xué)自然觀又一個缺口48/863、物理學(xué)新綜合：打開形而上學(xué)自然觀新缺口（1）能量守恒和轉(zhuǎn)化定律---焦耳（2）電磁感應(yīng)理論---麥克斯韋49/86（1）能量守恒和轉(zhuǎn)化定律---焦耳：自然界中各種能量，以固定當(dāng)量關(guān)系相互轉(zhuǎn)化，不會增多，也不會毀滅。能量守恒和轉(zhuǎn)化定律發(fā)覺：揭示各種運(yùn)動形式之間普遍聯(lián)絡(luò)50/86

（2）電磁感應(yīng)理論---麥克斯韋電和磁同一事物兩個方面，光就是電磁波，電磁波速度在真空中為：30萬公里每秒。電磁學(xué)可用4個方程來描述。電磁理論大統(tǒng)一：揭示了光電磁統(tǒng)一51/864、化學(xué)上新發(fā)覺：沖擊形而上學(xué)自然觀原子分子論到元素周期表---門捷列夫52/86（1）、原子分子論（19世紀(jì)末）一切物質(zhì)都由分子組成，分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)最小單位。分子是由原子組成，原子是由化學(xué)方法不能再分最小質(zhì)點。原子和分子都處于永恒運(yùn)動狀態(tài)。原子和分子各自種類不一樣，其化學(xué)性質(zhì)、質(zhì)量和大小也不一樣。原子-分子學(xué)說建立：確立了化學(xué)基礎(chǔ)53/86（2）化學(xué)元素周期律按原子量大小排列元素，在性質(zhì)上呈顯著周期性。原子量決定元素性質(zhì)。能夠按原子量和元素性質(zhì)預(yù)告新元素。能夠依據(jù)元素周期律修正元素原子量。元素周期律發(fā)覺：揭示了自然界量轉(zhuǎn)化為質(zhì)規(guī)律54/86（3）用無機(jī)物合成尿素從無機(jī)物合成有機(jī)物：揭示了無機(jī)界和有機(jī)界聯(lián)絡(luò)55/865、生物學(xué)新進(jìn)展：為辯證唯物主義自然觀提供基礎(chǔ)（1）細(xì)胞學(xué)說（2）生物進(jìn)化論----達(dá)爾文56/86（1）細(xì)胞學(xué)說：動植物都是由類似細(xì)胞組成，這些細(xì)胞都按一樣規(guī)律形成和生長，生命共性單元是細(xì)胞。細(xì)胞理論建立：揭示了生物界統(tǒng)一性57/86

（2）生物進(jìn)化論----達(dá)爾文生物是由共同祖先逐步進(jìn)化而來，在各種生物之間存在著親緣關(guān)系；因為繁殖過剩引發(fā)生存斗爭，適者生存，會造成物種自然選擇；人工選擇會造成新物種，并把動植物有利變異保留下來讓它留傳給后代，而將無用變異淘汰掉；人類也是生物進(jìn)化結(jié)果，它直接起源于猿生物進(jìn)化論建立：有力地批判了目標(biāo)論、神創(chuàng)論、不變論58/86以上總結(jié)：近代前期五大科學(xué)成就(奠定了辯證唯物論基礎(chǔ))1.

太陽系星云起源假說——康德—拉普拉斯，天體演化2.

地質(zhì)漸變論——賴爾，地球演化3.

能量守恒與轉(zhuǎn)化——把各種運(yùn)動聯(lián)絡(luò)起來4.

分子原子論，合成有機(jī)物，化學(xué)周期率5.

細(xì)胞學(xué)說和進(jìn)化論(提醒：天文地理物理化學(xué)生物，恰好是最主要五門自然科學(xué))59/86二、近代后期自然科學(xué)特征自然科學(xué)開始全方面發(fā)展，不再局限于少數(shù)學(xué)科自然科學(xué)開始深入到研究事物演化發(fā)展過程開始由搜集材料階段進(jìn)入整理材料階段60/86三、辯證唯物主義自然觀創(chuàng)建辯證自然觀產(chǎn)生不可防止說明辯證自然觀重?fù)?dān)落到馬克思和恩格斯肩上：從19世紀(jì)50年代開始，在長達(dá)時間內(nèi)，恩格斯在批判黑格爾自然哲學(xué)和概括自然科學(xué)新結(jié)果基礎(chǔ)上，說明了辯證唯物主義自然觀基本內(nèi)容辯證唯物主義1.

自然界是發(fā)展改變，螺旋上升2.

自然界是普遍聯(lián)絡(luò)61/86第四節(jié)當(dāng)代科學(xué)革命與辯證唯物主義自然觀發(fā)展真正能派用場汽車是19美國福特做出來。從這個角度講，汽車是二十世紀(jì)。二十世紀(jì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步是天翻地覆慨而慷。在眾多科學(xué)技術(shù)中間，有十項最為主要:一個技術(shù)，二個理論，三個工程，四個模型，是二十世紀(jì)科學(xué)技術(shù)發(fā)展最為主要成就。一個技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)；二個理論，相對論、量子論；三個工程，曼哈頓工程，阿波羅登月工程，基因測序工程；四個模型，夸克模型，宇宙大爆炸模型，DNA就是脫氧核糖核酸雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，再加上地球板塊模型。62/86一個技術(shù)，計算機(jī)技術(shù)。美國貝爾試驗室第六任總裁洛斯講過，工業(yè)革命，就是蒸汽機(jī)，工業(yè)革命解放了我們肌肉，解放體力勞動；通訊革命，電話、電報這些東西，延長了我們感官，耳朵、眼睛延長了；不過信息革命，正在擴(kuò)充著我們思維，就是用計算機(jī)真正解放了我們腦力勞動。他講了這個信息革命有兩段，第一段就是計算機(jī)，晶體管就是講半導(dǎo)體，半導(dǎo)體發(fā)覺，晶體管創(chuàng)造，計算機(jī)創(chuàng)造是第一個階段；第二個網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)革命實際就是計算機(jī)革命加上通訊革命結(jié)合，成為現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)。不過基礎(chǔ)還是計算機(jī)，所以計算機(jī)出現(xiàn)給我們?nèi)祟惿?，從生產(chǎn)、生活到社會帶來了巨大改變。63/86一、當(dāng)代物理學(xué)革命二、當(dāng)代科學(xué)發(fā)展三、辯證唯物主義自然觀發(fā)展64/86一、當(dāng)代物理學(xué)革命19世紀(jì)力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、電磁學(xué)有突破性進(jìn)展。但末期三大發(fā)覺：電子、X射線、和元素天然放射性給人們帶來迷惑。20世紀(jì)初物理學(xué)重大成就為：相對論和量子力學(xué)1、物理學(xué)革命序幕2、相對論建立3、量子力學(xué)（quantummechanics）建立65/861、物理學(xué)革命序幕（1）三大試驗發(fā)覺（2）兩朵烏云66/86（1）三大試驗發(fā)覺1895：倫琴發(fā)覺X射線1896：貝克萊爾發(fā)覺放射性1897：湯姆遜發(fā)覺電子三大試驗發(fā)覺沖擊著經(jīng)典物理學(xué)67/86（2）兩朵烏云以太漂移問題:第一朵烏云，主要是指A．邁克爾孫試驗結(jié)果和以太漂移說相矛盾；

紫外災(zāi)難:第二朵烏云，主要是指熱學(xué)中能量均分定則在氣體比熱以及勢輻射能譜理論解釋中得出與試驗不等結(jié)果，其中尤以黑體輻射理論出現(xiàn)“紫外災(zāi)難”最為突出。

68/862、相對論建立（1）費(fèi)茲杰拉德、羅侖茲和彭加勒（2）愛因斯坦狹義相對論（3）廣義相對論69/86（1）費(fèi)茲杰拉德、羅侖茲和彭加勒：走到相對論門口，但因為傳統(tǒng)觀念束縛，因而沒有成為相對論締造者70/86（2）愛因斯坦狹義相對論狹義相對性原理光速不變原理推論71/86（3）廣義相對論廣義相對性原理等效原理推論72/863、量子力學(xué)（quantummechanics）

建立普朗克：量子論提出愛因斯坦光量子理論波爾量子化原子軌道理論德布羅意物質(zhì)波概念海森堡矩陣力學(xué)薛定諤波動力學(xué)矩陣力學(xué)和波動力學(xué)統(tǒng)一73/86二、當(dāng)代科學(xué)發(fā)展1、當(dāng)代科學(xué)全方面發(fā)展2、當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)問題74/861、當(dāng)代科學(xué)全方面發(fā)展：（1）粒子物理學(xué)：基本粒子400余種與夸克（2）地學(xué)：大陸漂移說（3）天文學(xué)：宇宙大爆炸（4）化學(xué)與生物學(xué)：DNA與分子生物學(xué)（5）系統(tǒng)科學(xué)：非線性科學(xué)與復(fù)雜性研究

75/862、當(dāng)代科學(xué)哲學(xué)問題夸克幽禁---物質(zhì)無限可分性大爆炸學(xué)說---時空始點76/86三、辯證唯物主義自然觀發(fā)展1、對物理學(xué)危機(jī)各種態(tài)度2、列寧對辯證唯物主義發(fā)展3、當(dāng)代自然科學(xué)對辯證唯物主義基本標(biāo)準(zhǔn)證實77/861、對物理學(xué)危機(jī)各種態(tài)度舊理論維護(hù)者唯心主義者自發(fā)唯物主義者78/862、列寧對辯證唯物主義發(fā)展

物理學(xué)唯心主義產(chǎn)生根源：夸大數(shù)學(xué)作用；不知道辯證法真理是相對真理和絕對真理統(tǒng)一列寧：物質(zhì)觀，運(yùn)