2011-9科學(xué)技術(shù)概論-第五章

物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-301第5章歐洲中世紀的科學(xué)技術(shù)

從公元476年西羅馬滅亡到1640年英國的資產(chǎn)階級革命，這段歷史被稱之為歐洲的中世紀時期。在羅馬帝國逐步走向滅亡的過程中，基督教的勢力和影響卻得到了空前的擴張和迅速的增大，成為歐洲勢力強大、成員廣泛、最有影響的政治組織。教會的神父們用柏拉圖、亞里士多德的哲學(xué)、托勒密的天文學(xué)、蓋倫的醫(yī)學(xué)等為基督教義進行論證，并使它們成為束縛人們思想的精神桎梏，最終使歐洲社會步入到歷史上的“黑暗時代”。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-302歐洲地圖物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3035.1歐洲中世紀的科學(xué)技術(shù)概況

從公元5世紀末到11世紀初，是歐洲歷史上的最“黑暗時期”。政教合一的社會體制，強權(quán)極端的愚民政策，專橫無比的宗教法庭，使得一切非基督教的異教文化和思想遇到了滅頂之災(zāi)?；浇痰暮诎到y(tǒng)治在幾百年內(nèi)使歐洲成為科學(xué)技術(shù)落后，學(xué)術(shù)氣氛沉悶，黯然無光的黑暗世界。這一時期的歐洲，在科學(xué)技術(shù)方面沒有什么值得稱道的地方。中世紀歐洲發(fā)展概況物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-304

公元6世紀，一個信奉伊斯蘭教的阿拉伯帝國在中東崛起，在不到100年的時間內(nèi)，阿拉伯人依靠強大的軍事力量，建立起一個橫跨亞歐非三洲的穆斯林大帝國，同時也把東方的農(nóng)業(yè)、手工業(yè)等方面的先進技術(shù)傳到了歐洲中世紀歐洲的農(nóng)業(yè)比以前有較大進步，8世紀時，帶有輪子的鐵頭犁已普遍使用，由于改善了挽具，使畜耕效率也得到了很大的提高。在耕作制方面已普遍采用三輪耕作制，即每塊土地在三年之中，兩年分別種不同莊稼，一年休耕。改變以往的一年種植，一年休耕的兩輪制，擴大了土地的種植面積。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-305

從10世紀末開始，在羅馬教皇的煽動下，西歐教、俗兩界的統(tǒng)治者為了掠奪東方財富，以從伊斯蘭教手中奪回耶路撒冷為理由，對地中海東部阿拉伯地區(qū)發(fā)動了一場歷時近200年（1096—1291）前后八次的侵略戰(zhàn)爭，這就是歷史上所說的“十字軍東征”。這場侵略戰(zhàn)爭給廣大勞動人民帶來了巨大的災(zāi)難，但卻促進了東西方文化的相互交流。歐洲開始從阿拉伯人那里了解到被埋葬了的古希臘文化，阿拉伯數(shù)字、代數(shù)學(xué)，中國的印刷術(shù)、火藥和指南針等，都是在這一時期內(nèi)傳到西歐的。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-306

中世紀的歐洲學(xué)者們游歷四方，其中的一部分人掌握了阿拉伯語。英國巴斯的哲學(xué)家阿德里亞地（約1080～1160）就是將阿拉伯語著作翻譯為拉丁語的高產(chǎn)翻譯家之一。1142年，他完成了歐幾里德的《幾何原本》的翻譯，第一次把歐幾里德的幾何學(xué)介紹給了歐洲人。他還翻譯了阿拉伯數(shù)學(xué)家穆罕默德·伊波繆薩·阿爾科瓦利茲米（約780～850）繪制的天文圖，復(fù)制了其使用的阿拉伯數(shù)字。1145年，來自英國切斯特的學(xué)者羅伯特首次翻譯了阿爾科瓦利茲米的《利用還原與對消運算的簡明算書》，用音譯法引入了“代數(shù)學(xué)”和“運算法則”這兩個詞語。中世紀歐洲的科學(xué)成就物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-307

意大利數(shù)學(xué)家萊奧納多·斐波納契（約1170～1250）在1202年發(fā)表的《算經(jīng)》一書中，解釋了數(shù)字的使用規(guī)則。他還概述了在數(shù)字體系中應(yīng)用位值概念的優(yōu)越性；首先使用了分數(shù)線，即用一斜杠來區(qū)分分子與分母，如1/4；他還研究了幾何和數(shù)列，其中包括現(xiàn)在以他名字命名的斐波納契數(shù)列：1，1，2，3，5，8，13，21，…。即在這個數(shù)列中，每個數(shù)值都等于它前面兩位數(shù)字之和。1225年，他在《四藝經(jīng)》一書中討論了二級丟番圖方程。1240年，英國數(shù)學(xué)家喬安尼斯?德?薩克羅博斯科（又稱霍利伍德的約翰，或哈利法克斯的約翰，約于1256年去世）發(fā)表了《天體論》，這本書在以后的幾個世紀里一直作為天文學(xué)的權(quán)威教科書。1243年，他把阿拉伯的十進位制引入了英國。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-308

對中世紀歐洲科學(xué)技術(shù)作出杰出貢獻的人物是英國的羅吉爾·培根（1220～1292）。他早年就讀于牛津大學(xué)，后來又在那里教學(xué)。他曾經(jīng)到法國巴黎大學(xué)從事教學(xué)與研究工作。他精通歐幾里德的《幾何原本》和亞里士多德的著作，通曉當時流行的各種學(xué)問。他認為觀察和實驗才是獲得真知的唯一方法，而數(shù)學(xué)對于人的教育和訓(xùn)練是有力的工具，是研究其他學(xué)科的必不可少的基礎(chǔ)知識。羅吉爾·培根對光學(xué)的研究表現(xiàn)出極大的興趣，他所從事的科學(xué)實驗研究，多與光學(xué)有關(guān)，有不少光學(xué)實驗就是根據(jù)阿勒·哈增的著作進行的。他研究了光的反射和折射現(xiàn)象以及球面鏡的作用和球面鏡的像差；他通過研究光在眼睛中的折射規(guī)律，發(fā)現(xiàn)凸透鏡對恢復(fù)人的視力有著重要作用，這項研究成果促進了眼鏡的誕生；他研究過平凸鏡片的放大效果，提出了可以用這些鏡片制成望遠鏡和顯微鏡的設(shè)想；他通過實驗證明了虹是太陽光照射空氣中的水珠而形成的自然現(xiàn)象，并非是上帝所為。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-309他還曾設(shè)想過用動力驅(qū)動的車、船、飛機等?！皼]有劃手的船行機器是可能的，由一個人駕駛的適合在江河海洋航行的大船，可以比擠滿了劃手的船航行得更快。同樣的，也可以制造出無須畜力拖拉的車，而由不可估量的動力來開動，有點像我們想象到的古人在上面作戰(zhàn)的裝有鐮刀的戰(zhàn)車那樣。飛翔的機器也是可能的，一人坐在里面運轉(zhuǎn)某個機關(guān)，人工翅膀就會像飛鳥那樣騰空而起?！庇捎谂喔目茖W(xué)思想遠遠超過了他所處的那個時代，因而不為人們所接受，尤其不為教會所允許，他曾因此被教會囚禁了15年之久。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3010亞里士多德著作中關(guān)于運動的大量描述，使得中世紀的歐洲人對運動學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。英國牛津大學(xué)的威廉?奧卡姆（約1285～1349）進一步發(fā)展了菲勞波諾斯的運動學(xué)思想，他認為運動并不需要外來的推力，一旦運動起來就要永遠運動下去。他對拋射體的運動作了如是解釋：“當運動物體離開投擲者后，是物體靠自己運動，而不是被任何在它里面或與之有關(guān)的動力所推動，因為無法區(qū)分運動者和被運動者?！彼J為真空并不可怕，只要給物體一個沖力，它就能夠自己運動，直到這個沖力消耗完畢為止。他還以磁力的引鐵作用為例，對物體間沒有直接接觸而發(fā)生運動的現(xiàn)象進行了說明。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3011

曾擔任過巴黎大學(xué)校長的讓·布里丹（1300～1358）明確反對亞里士多德對物體運動動因的解釋。他通過磨盤、陀螺的連續(xù)轉(zhuǎn)動為例，說明物體的運動并沒有排開媒質(zhì)（空氣），因此亞里士多德所說的媒質(zhì)填補真空才使物體向前運動的說法是不成立的。他認為：“推動者在推動一物體運動時，便對它施加某種沖力或某種動力?！蓖筒祭锏ざ颊J為，天體是由于受到了上帝的一個初始推動作用而開始運動，只是由于天上沒有阻力，所以沖力對天體所產(chǎn)生的運動可以永不停息地持續(xù)下去。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3012“沖力說”在艾爾伯特（Albert，約1316～1390）和奧雷斯姆（NicholasOresme，1320～1382）的推動下得到了發(fā)展。阿爾伯特以物體在通過地心的直通隧道中的自由下落運動為例，說明沖力對落體運動產(chǎn)生的影響。大約在1350年前后，奧雷斯姆在《論性質(zhì)的構(gòu)形》書中對平均速度定理給出了最完美的證明。他用一根水平線AB代表時間，AB之間的點代表時刻，用通過AB線上某一點垂線的長度表示此時刻速度，而不同時刻速度線端點的連線所圍的面積就是物體在這兩個時刻之間的運動距離；長方形表明運動是均勻的，三角形表明運動是規(guī)則不均勻的，曲線則表明運動是不規(guī)則且不均勻的。奧雷斯姆最先把幾何學(xué)成功引入力學(xué)研究之中，他的證明在14～15世紀的歐洲廣為人知，這對以后的伽利略、笛卡爾等人關(guān)于運動的研究產(chǎn)生了一定的影響。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3013奧雷斯姆用幾何圖形表示運動

物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3014中世紀歐洲的技術(shù)成就中世紀的技術(shù)歐洲的技術(shù)成就主要體現(xiàn)在城堡與橋梁建筑、風(fēng)車的使用、鐘和表的制作、槍和火藥的制作以及航海觀測儀器的設(shè)計、制作等。歐洲的風(fēng)車出現(xiàn)在12世紀，有研究者認為，可能是十字軍東征時在阿拉伯地區(qū)看到了風(fēng)車的運作，于是就把風(fēng)車的設(shè)計理念帶到了歐洲，用于灌溉和糧食加工。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-30151209年，英國建成的泰晤士河上的倫敦橋

1209年建成的英國倫敦泰晤士河上的倫敦橋，橋面上擁有多排房屋和店鋪。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3016歐洲中世紀的陸地風(fēng)車。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3017荷蘭風(fēng)車物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-30185.2經(jīng)院哲學(xué)對自然科學(xué)的影響

在3世紀末至4世紀初，羅馬帝國分為東西兩個部分。隨著地區(qū)分裂的日漸加劇，拉丁西方逐漸失去了與希臘東方的聯(lián)系。所以，在中世紀最初的幾百年中400～1000），西歐對希臘的自然哲學(xué)和數(shù)學(xué)科學(xué)幾乎沒有原創(chuàng)性的貢獻?；浇痰呐d起，教會成了西歐封建社會的一個重要組成部分。羅馬教皇不僅有權(quán)任命各國主教，甚至發(fā)展到可以廢黜國王和皇帝。教會一方面利用各種手段禁錮人們的思想，千方百計地使人民處于蒙昧無知的狀態(tài)；教皇格里高利一世（590～604年在位）就曾說過：“不學(xué)無術(shù)是信仰虔誠之母?！绷硪环矫鎰t從古希臘的哲學(xué)、邏輯學(xué)中尋找有用的東西，為闡述基督教教義提供理論證據(jù)，這就是經(jīng)院哲學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展動因。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3019

對歐洲中世紀早期科學(xué)或自然哲學(xué)作出貢獻的有兩人，一是曾擔任過塞維爾大主教的伊西多爾（IsidoreofSeville，約560～636），另一是英國的修道士比德（theVenerableBede，672～735）。

伊西多爾著有兩部與自然哲學(xué)有關(guān)的著作：《物性論》和《語源學(xué)》，它們傳播了一種簡單淺顯的希臘自然哲學(xué)。“《語源學(xué)》（它是整個中世紀最流行的書籍之一）存在于一千多份手抄本中，通過對各種事物的名稱進行辭源學(xué)分析，對這些事物提供了一個百科全書式的描述。”書中的內(nèi)容主要有人文七藝、醫(yī)學(xué)、人類學(xué)、地理學(xué)、礦物學(xué)、農(nóng)學(xué)、計時和歷法、宇宙論、神學(xué)等。

比德一生寫了很多書，包括當時僧侶們學(xué)習(xí)用的教科書，其中最有名的一部著作是《英格蘭人教會史》。在自然哲學(xué)方面，他也著有一本《物性論》，另外還有兩本計時和歷法方面的教科書。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3020

從11世紀開始，一些著名的大學(xué)在歐洲相繼建立，如波倫亞（博洛尼亞）大學(xué)（1087年）、牛津大學(xué)（1096年）、巴黎大學(xué)（1160年）、劍橋大學(xué)（1209年）等。大學(xué)的出現(xiàn)不僅打破了教會對教育的壟斷，而且還使人們從古希臘人那里了解到許多前所未聞的自然科學(xué)知識，從“經(jīng)院哲學(xué)”的精神桎梏中解脫出來。大學(xué)成了市民階層的思想文化陣地，成為人們進行學(xué)術(shù)討論、學(xué)習(xí)新思想和新技術(shù)的場所。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3021意大利的波倫亞大學(xué)（1087年）英國的牛津大學(xué)（1096年）物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3022英國劍橋大學(xué)（1209年）法國巴黎大學(xué)（1160年）物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3023

12世紀，古希臘論著的阿拉伯文本以及阿拉伯的科學(xué)著作被大量翻譯，亞里士多德、托勒密等人的著作在歐洲得到了廣泛傳播。羅馬教會為了鞏固基督教在人們心目中的地位，他們不得不改變以往禁止學(xué)習(xí)和傳播亞里士多德學(xué)說的做法，而是采取了歪曲、同化手法，把亞里士多德學(xué)說中的僵化思想改造融合到經(jīng)院哲學(xué)體系中，其集大成者是意大利神學(xué)家、經(jīng)院哲學(xué)家托馬斯·阿奎那（ThomasAquinas，約1225～1274），他把亞里士多德哲學(xué)同天主教神學(xué)巧妙地融合在一起，為上帝創(chuàng)世說找到了“理論”依據(jù)。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3024他的代表作有《神學(xué)大全》和《箴俗哲學(xué)大全》，他在《神學(xué)大全》中，從五個方面論證了上帝的存在。因此，《神學(xué)大全》隨即成了基督教的百科全書，成為《經(jīng)院哲學(xué)》的主體。哲學(xué)在阿奎那手中最終成了神學(xué)的婢女，科學(xué)則成為哲學(xué)的一小部分而已，亞里士多德哲學(xué)中的糟粕成了神學(xué)的奴婢，連帶托勒密的天文學(xué)和蓋倫的醫(yī)學(xué)等都被阿奎那作為上帝造物的證據(jù)而被肯定。他們的著作被認為具有至高無上的權(quán)威，誰敢否認誰就會大禍臨頭。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3025

羅馬教會為了鞏固自己至高無上的權(quán)勢，對基督教義持有不同看法的派別和人員往往被判為異端或異教徒。對于這些異端運動和異教徒，羅馬教會除了采用武裝鎮(zhèn)壓、從思想上進行籠絡(luò)、分化瓦解外，還成立了異端裁判所來搜捕、審判異端分子。

1206年，羅馬教皇英諾森（1160～1216）三世，組成了討伐阿爾比派的十字軍，對法國南部的阿爾比派進行了瘋狂的血腥鎮(zhèn)壓。在十字軍攻陷比塞埃城時，因為無法區(qū)分誰是異端，誰是信徒，于是教皇的侍臣命令十字軍“只管把他們統(tǒng)統(tǒng)殺光，讓上帝去分辨誰是他的子民?！苯袒适坛嫉囊痪湓?，致使全城2萬多居民全部被殺，無一幸免。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3026

最初的異端裁判所都掌握在地方教會手里。1229年，教皇格里高利九世（1227—1241年在位）發(fā)布通諭，建立了羅馬教皇的直屬機構(gòu)——異端裁判所，專門迫害異端教徒、進步思想家、科學(xué)家和一切有異端行為的人。異端裁判所的分支遍布西歐各地，而且不受地方主教管轄。異端裁判所有一套嚴酷的搜捕、審判和折磨的程序。如審訊條例規(guī)定：物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3027（1）在法庭上，被控告人不能知悉控告人、見證人的姓名；（2）任何罪犯惡棍都可充當控告人、見證人，有兩人作證，控告即成立；（3）被控告人如不承認“罪行”，就反復(fù)拷問，不僅要承認自己的罪行，還要舉出同伙和可疑分子；（4）一切有利于被控告人的證詞都不能成立，任何人從事有利于被告人的活動，都要予以最嚴厲的懲罰；（5）任何人對