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1、第一部分 古代自然科学,古代世界的科学技术,主要内容,1、科学技术的起源,科学技术发展的历史，就是人类认识自然和改造自然的历史。人类在为自身的生存而改造自然界的长期劳动中，逐步形成了最早的生产技术。在远古之初，只有技术经验还没有技术理论，因此，要追寻科学技术的起源，还必须探求技术的发端。,1、科学技术的起源古代技术的发端,古代技术发端的第一个标志：制造石器,人类祖先最初制造的劳动工具，就是石器。制造石器标志着人类掌握了第一种最基本的材料加工技术，由此，揭开了人类改造自然的第一个时代石器时代的序幕。旧石器时代（石刀、石斧、弓箭）新石器时代（石铲、石镰）,1、科学技术的起源古代技术的发端,古代技术
2、发端的第二个标志：火的使用火的使用是人类历史上一次重大技术革命。自然火种 人工取火,1、科学技术的起源古代技术的发端,古代技术发端的第三个标志：创造文字生活中需要记忆的事情越来越多结绳记事、刻木为契通过对图画的简化和对记号的改造，人类逐渐创造出了文字。,甲骨文,1、科学技术的起源古代技术的发端,其他原始技术的发明 烧制陶器 冶炼金属 纺织技术 交通工具,烧制陶器原始农业和畜牧业安定的村落生活日常用品的需求烧制陶器,1、科学技术的起源古代技术的发端,冶炼金属铜青铜（铜锡合金）,1、科学技术的起源古代技术的发端,纺织技术用兽皮缝制衣物利用植物纤维纺织,1、科学技术的起源古代技术的发端,交通工具使用
3、滚木、木排制造木轮车、木船,1、科学技术的起源古代技术的发端,科学知识的起源原始社会，科学知识只能以萌芽状态存在于生产技术之中。在这些知识萌芽中，由于实践的需要，天文学和数学知识发展较早。天文学：确定时间、确定季节。数学：事物的数量、形状。,1、科学技术的起源古代科学的萌芽,在古代科学史上有影响的9个国家,1、古埃及：公元前3500年到公元前6世纪2、古巴比伦：公元前3500年到公元前6世纪3、古代印度：公元前2500年到公元5世纪4、中国：夏代始年约为公元前2070年5、腓尼基：公元前3000年到公元前6世纪6、古希腊：公元前12世纪到公元前1世纪7、古罗马：公元前1世纪公元476年8、阿拉
4、伯帝国：公元7到13世纪9、奥斯曼土耳其：公元1417世纪,2、古巴比伦的科学技术,数学在古巴比伦，人门采用10进位制和60进位制并用的记数法，并编制了乘法、倒数、平方、立方等数学表。我们今天度量时间用小时、分、秒，以及把一圆周分为360度，都是继承了古巴比伦人的成果。他们的面积单位、重量单位也多是60进位。古希腊、罗马都采用了这里的一些重量单位，欧洲有的地方甚至一直沿用到18世纪。,2、古巴比伦的科学技术,天文学古巴比伦王国时期由于重视占星术，因而他们有较完整的天文观测记录。公元前2000多年前，古巴比伦人就注意到金星运动的周期性。他们对行星、恒星、彗星、流行等天文现象做了系统的记录，还能够
5、预测日食和月食，这是科学的天文学的起源。,2、古巴比伦的科学技术,天文学古巴比伦人按照月亮的盈亏制定了历法，把一年分为12个月，共354天，同时设闰月调整阴历阳历之间的差别。到公元前世纪，又形成了7天一星期的制度，每天各有一位星神“值勤”，并以他命名这一天，其顺序是,星期日（太阳神）星期一（月神）星期二（火星神）星期三（水星神）星期四（木星神）星期五（金星神）星期六（土星神）,直到今天，欧洲各国每周天仍以这星命名。,两河流域的天文学星期的由来,盎格鲁-撒克逊人又用他们自己信仰的神的名字改造了其中4个名称,2、古巴比伦的科学技术,楔形文字5000年前，苏美尔人发明并开始使用楔形文字，他们通常用小
6、木棒在潮湿的泥版上压出字迹，笔道的形状很象楔子，因此叫楔形文字。,2、古巴比伦的科学技术,楔形文字楔形文字后来流传到西亚许多地方，阿卡德、巴比伦、波斯等地的人民对它略加修改，成为西亚通用的文字。公元前6世纪，腓尼基人把楔形文字改造为字母文字。由于苏美尔人还不懂得造纸。他们就用粘土做成长方形的泥版，用芦苇或木棒削成三角形尖头在上面刻上字，然后把泥版晾干或者用火烤干。这就是后来人们所说的泥版文书。到现在为止，人们在两河流域已经挖掘出了几十万块这样的泥版文书。,2、古巴比伦的科学技术,农业古巴比伦人充分利用两河流域的水利资源进行灌溉网的建设，并开始使用畜力耕作，还专门成立了管理水利的官员，显著提高了
7、农业生产力。古巴比伦人编写了人类历史上最早的农书农人历书。农人历书以一个老农民教育儿子的口气写的。这位老农民对儿子不厌其烦的讲述应该如何务农，要注意的各种事情。比如，怎样节省灌溉用水、不要让牲畜践踏田地、驱赶食谷的飞鸟、及时收割等等。,2、古巴比伦的科学技术,古巴比伦的其他技术古巴比伦王国时期，青铜器已被大量用于刀、剑、犁、斧等工具的制造。在建筑和雕刻方面，古巴比伦人也有所发展。汉谟拉比法典石柱是当时刻写“法律”的石碑，是以楔形文字刻在黑色玄武岩石柱上的，故又称石柱法。这是古巴比伦雕刻艺术的代表。,3、古埃及的科学技术,尼罗河的泛滥周期天文学尼罗河泛滥后重新划分地界几何学木乃伊外科、解剖学、医
8、学 金字塔测量、天文、几何、力学、工程,3、古埃及的科学技术,数学由于尼罗河有规律的泛滥，古埃及的几何学发达，能计算圆、矩形、三角形、梯形等的面积。但古埃及的几何没上升到公式的抽象水平。,3、古埃及的科学技术,天文学现在世界上通用的历法公历，有人曾似是而非地称之为“西历”。其实，究其根源，这种历法并非产生于西方，而是产生于6000多年前的古埃及。古代埃及人发现，当清晨东方的地平线上同时出现太阳和天狼星时，恰好是尼罗河水上涨之时。天狼星出现的周期约长365天，所以他们把天狼星出现的日子定为一年之始。古代埃及人又按尼罗河水涨落和作物生长的规律，把一年分为3季（泛滥季节、播种季节、收获季节），每季4
9、个月，一年共12个月，每月30天，岁末增加5天节日，共计365天。这是人类历史上产生的第一部太阳历。,3、古埃及的科学技术,天文学古代埃及人已经认识到行星和恒星的区别，他们已经能用图画来表示星体在天空中的位置。,这是一幅古代埃及人记录星象变化的图片。,3、古埃及的科学技术,医学古埃及的医学较为发达，留下较为完整的医学纸草书有六七部，最重名的有两个。“埃伯斯纸草书”，记载了700种病症的医疗方法，载有877个药房。“史密斯医学纸草”，著于公元前1700年左右，被成为世界上第一部外科学著作，记载了48种外伤的诊断和治疗方法。古埃及人有制作木乃伊的传统，从而积累了许多解剖和防腐的知识。,3、古埃及的
10、科学技术,象形文字古埃及的象形文字产生于公元前4000年左右。它同苏美尔文以及中国的甲骨文一样，都是独立地从原始社会最简单的图画和花纹产生出来的，但这种文字最初仅仅是一种图画文字，后来才发展成象形文字。,3、古埃及的科学技术,建筑古埃及的金字塔是“世界七大奇迹”之一，至今留存在埃及各地的大小金字塔约有80余座，其中，第四王朝法老胡夫的金字塔和哈佛拉的金字塔是最大、最负盛名的，大约建于公元前26世纪。金字塔的角度、面积和体积都有严格的要求，必须经过周密计算才能建成，这反映了当时的数学和力学已达到相当高的水平。,古埃及金字塔,如此庞大的金字塔是如何建成的？,猜测A、有些科学家认为，大金字塔是由外星
11、人利用一种不为人知的方式来搬运这些轻则几吨，重则几百吨的石块，把它们堆建而成的。猜测B、还有一种说法是比较可信的，金字塔的石块是由一些埃及工人从采石场借助畜力和圆木运输过来的，之后利用沙土堆积的方法建成。猜测C、最近又有人在胡夫金字塔的一块巨石中发现了一缕约一英寸长的头发，因此人们猜测，建造金字塔的巨石很有可能是人工浇铸而成的，目前这种说法正在验证中。,4、古印度的科学技术,数学古印度的数学成果突出。古印度人采取的是十进制，在公元9世纪时知道使用“零”的符号。创立了用1、2、3、4、5、6、7、8、9等字母计数的十进制计数法，后经阿拉伯人传入欧洲，才有了今天通用的阿拉伯数字。,4、古印度的科学
12、技术,天文学古印度的天文学是和历法联系在一起的，同时也与宗教活动有密切的关系。现存最早的古印度天文学著作是太阳悉檀多，其讲到了日食、月食以及时间的测定方法。公元505年，古印度人汇集了古代各种天文历法成果，编辑了一部综合性的天文著作五大历书。,4、古印度的科学技术,古印度的技术古印度是最早使用烧制过的砖建造房屋的人，烧砖的发明是建筑史上的一件大事。在印度河流域的考古发掘中，人们发现哈拉巴文化时期的建筑已采用砖木结构。摩亨佐达罗和哈拉巴是那个时期最大的两座城市，周长都有4.8公里以上。城市是由卫城和下城（居民区）两部分组成。这两座城市的面积相似，大约各自都有85万平方米；其居民数，估计大约各自都
13、有35,000人。时间为公元前2500年到公元前1750年。摩亨佐达罗的城市建筑和规模，较哈拉巴壮观。这是印度河文明的典型城市。,摩亨佐达罗城复杂的污水处理系统,古城里的大多数住宅都有水井和整洁的浴室，而且有一条修得很好的排水沟，把废水引入公共排水渠中。大小住宅多半都在外墙里面装有专用的垃圾滑运道。居民们可以把废物倒进滑运道，滑到屋外街边小沟。小沟又连接下水道系统。这样复杂的污物和污水处理系统，不仅在上古时代是无与伦比的，就是当今世界上的许多城镇也望尘莫及。,古城里的建筑物都用火砖砌成。在这里，人们能看到5000年前留下来的高达7.5米的断垣残墙。,摩亨佐达罗城大澡堂,城里最突出的一个建筑物是
14、一个大澡堂。澡堂里的大浴池呈长方形，长米，宽约米。浴池底部和四周的砖块都用石膏灰浆砌合，外面涂上一层沥青，然后再砌一层砖块，以防漏水。这座大澡堂是摩亨佐达罗人高度重视清洁卫生的标志，也是首次见于历史的一种现象。,摩亨佐达罗城青铜制的舞女像,发现于摩亨佐达罗城的住宅遗迹中，高10厘米、宽5厘米，是一裸体舞女形象，配有项链和手镯等装饰品。现藏于新德里国立博物馆。表明当时人们已经掌握了锻打、铸造和焊接技术。,这一时期科技文化的特点,远古时期的“科学”本身还是经验的，还没有上升到抽象，但已看出了向抽象发展的萌芽和趋势。当时纯科学和应用科学没有分化，科学还没有独立。虽有科学因素和萌芽，但原始自然观和科学
15、思想基础中的神秘主义成分仍很多。,5、古希腊（公元前12世纪到公元前1世纪）,古希腊的历史并不如四大文明古国悠久，但是，他们却在后来欧洲乃至世界的文明发展史上留下了光辉的足迹，以至于现在研究西方历史的人“言必称希腊”。现代科学也正是在希腊科学的传统上发展起来的。,5、古希腊的科学技术,（1）数学欧几里得：著有几何原本（共13卷），建立了第一个数学理论体系几何学，标志着人类科学研究的公理化方法的初步形成，后世称为“欧式几何学”。阿基米德：他的数学著作被认为是古希腊数学的顶峰，他着重研究一些形体复杂的面积和体积计算方法，继承和发扬了古希腊研究抽象数学的方法，又使数学的研究同实际应用联系起来，这在世
16、界科学发展史上意义重大。阿波罗尼乌斯：著有圆锥曲线论，是古希腊最杰出的数学著作之一，它使古希腊的数学达到了炉火纯青的境地。,欧几里得的几何学体系,欧几里得在他留传了几千年的光辉著作几何原本中，用公理化方法，以23个定义、5条公设和5条公理为出发点，推演出467个数学命题，将古希腊丰富的几何学知识整理在严密的逻辑系统之中，使几何学成为一门独立的、演绎的科学。,5、古希腊的科学技术,（2）物理学亚里士多德：是古希腊第一个最认真地研究物理现象的人，他著的物理学一书，也是世界上最早的物理学专著之一。他研究的是力学问题，但基本上没有科学实验的基础，并且其错误观点在很长时间内严重束缚了人们的思想。欧几里得
17、：在古希腊第一个把光的研究建立在科学的基础上，他著有光学和论镜两部光学著作。他进行了许多光学实验，并且用几何的方法加以研究，他还已弄清楚了反射定律，还研究了凹面镜与凸面镜的反射。,5、古希腊的科学技术,（2）物理学阿基米德：是古希腊成就最大的物理学家，他证明了“杠杆原理”，发明了“浮力定律”，被后人誉为“力学之父”。他一生中发明众多机械，包括一些十分复杂的生产工具和武器，如阿基米德发明了一种螺旋扬水器以及战争武器等等。近代科学的研究方法早在阿基米德那里就萌芽了，他既重视观察实验，又重视严格的逻辑推理，既认真分析物理现象，又十分注重数学上的论证，力求得到准确的量的关系。近代物理学的大师们认为真正
18、希腊师祖并不是百科全书式的亚里士多德，而是几何学家和实验物理学家阿基米德。,5、古希腊的科学技术,（3）天文学古希腊的天文学和宇宙理论取得了很大的成就，几乎同时出现了两种关于太阳系的学说：欧多克斯、阿波罗尼乌斯和伊巴谷提出并发展了地心说；赫拉克雷迪斯、阿利斯塔克和阿基米德提出的日心说。在当时的古希腊地心说占统治地位。他们的学说理论性最强、体系最完整，科学方法达到了古代高峰。,5、古希腊的科学技术,（4）医学希波克拉底：被西方称为“医学之父”。提出“体液说”医学理论。赫罗菲拉斯：建立了一个医学学派。他较为重视实际经验，利用了一些死刑犯做过解剖，他是第一个区分动脉和静脉的人，还给肠子的第一段定名为
19、十二指肠。埃拉西斯特拉塔：是把生理学做为独立学科来研究的第一人，他认为大脑是思维的器官，区分了大脑和小脑，并且认为人体的全部功能本质上都是机械的。,5、古希腊的科学技术,（5）生物学亚里士多德：被认为是古希腊在生物学上贡献最大的，他很重视观察和解剖工作，他对动物进行了认真的分类。他认为：自然的发展由无生命界进达于有生命的动物界是积微渐进的，在植物界有一种延续不绝的级序，以逐步趋向于动物界，各种动物进化于人类。狄奥弗拉斯特：继承和补充了他的老师亚里士多德的工作。,5、古希腊的科学技术,（6）地理学埃拉托色尼（约BC273192）：生活在希腊化时代的亚历山大城，是古希腊最伟大的地理学家，他曾任亚历
20、山大城图书馆馆长，著有对地球大小的修正和地理概述等。主持亚历山大博物馆的埃拉托斯特尼计算地球的周长，得出地球圆周为24700哩；这距实际数值仅相差250哩，直到18世纪才得到订正。在他绘制的有人居住的世界地图上首次用经纬网格来表示各个地点的位置，记载了许多地方的地形、气候和矿产等情况。,亚里士多德的逻辑学体系,亚里士多德是公元前三八四年出生的 古希腊著名的哲学家、渊博的学者。他是柏拉图的学生，又是亚历山大大 帝的老师。他一生勤奋，著书数百卷，总结了泰勒斯以来古希腊哲学发展的结果，首次将哲学和其他科学区别开来，开创了逻辑、伦理学、政治学、物理学、植物学和动物学等学科的独立研究。他的学术思想对西方
21、文化、科学的发展产生了巨大的影响。,形式逻辑学的奠基人,亚里士多德认为分析学或逻辑学是一切科学的工具。他是形式逻辑学的奠基人，他力图把思维形式和存在联系起来，并按照客观实际来阐明逻辑的范畴。关于形式逻辑的基本规律：同一律、矛盾律和排中律，亚里士多德是在形而上学一书中叙述的。矛盾律和排中律是他首次提出的。同一律：同一个思维过程中，每一思想与其自身是同一的；即“就是”；矛盾律：同一思维过程中，两个互相否定的思想不能同真，必有一假；即“不能是非”；排中律：同一个思维过程中，两个相互矛盾的思想不能同假，必有一真，即“要么要么非”；,最博学的人,亚里士多德运用观察试验的方法和辩证思维的方法，大大推动了当
22、时科学的进展。亚里士多德的一个突出特点就是追求真理，他认为这是哲学家的神圣职责。他的一句名言“我爱我师，我更爱真理”，一直为后人津津乐道。亚里士多德集上古知识于一身，在他死后几百年中，没有一个人象他那样对知识有过系统考察和全面掌握。他的著作是古代的百科全书。恩格斯称他是“最博学的人”。,托勒密的天文学体系,在天文学上，托勒密集古希腊天文学之大成，建立地心宇宙观，即托勒密地心学说。他主张地球居宇宙中心静止不动，日、月、行星和恒星均环绕地球运行，托勒密的地球中心说支配西方达1500年之久。,盖伦的医学体系,盖伦是古罗马时期最著名最有影响的医学大师，他被认为是仅次于希波克拉底的第二个医学权威。盖伦(
23、Calen)(129-199)是古罗马时期最著名最有影响的医学大师，是最著名的医生和解剖学家。他一生专心致力于医疗实践解剖研究，写作和各类学术活动。,盖伦的医学体系,盖伦的最重要成就是他建立了血液的运动理论。盖伦认为血液无论是在静脉或是动脉中，都是以单程直线运动方法往返活动的，它犹如潮汐一样一涨一落朝着一个方向运动，而不是作循环的运动。盖伦在描述性生物学方面作出了重要贡献，他对人体许多系统解剖结构的系统描述以及结合解剖构造对血液运动的系统论述，都在生物学史上产生了很大的影响。在哈维建立血注入循环理论之前，他的血液运动理论一直为西方学者所信奉。,盖伦的医学体系,但是在盖伦的论述中也有许多错误，例
24、如他所说的心间隔上有小孔，血液能通过小孔，往返于心脏左右两边。这纯是他的猜测，实际根本不存在。盖伦的许多解剖学和生理学都是建立在错误的结论基础之上的。人们后来发现，盖伦的某些错误之所以产生，是由于他所进行的解剖对象是动物，主要是狗而不是人。他的生理描述往往是脱离了实际，而屈从于宗教神学的需要。后来人们为消除他在解剖学、生理学上的错误影响，曾进行了艰苦的斗争。,古希腊罗马的四大科学成就,托勒密天文学体系亚里士多德的逻辑学体系欧几里德的几何学体系盖伦的医学体系,古希腊的科学技术特点,希腊人崇尚理想和哲理，渴求纯粹的知识。从希腊时期发达的自然哲学到希腊化时期已具理论化知识形态的欧几里德几何学和阿基米
25、德静力学，都表明了他们对理论思维的格外偏爱。以苏格拉底、柏拉图、亚里士多德为形象代言的希腊人在纯粹知识领域做出了不朽的贡献。以至于恩格斯称赞说：“在希腊哲学的多种多样的形式中，差不多可以找到以后各种观点的胚胎、萌芽。因此，如果理论自然科学想要追溯自己今天的一般原理发生和发展的历史，就同样不得不回到希腊人那里去。”希腊人这种对纯粹知识的崇尚，从反面表现为对现实功利的蔑视。,古罗马的科学技术特点,相反，罗马人注重实用，不喜欢玄想。他们为世人留下的是宏伟的工程（以圆形竞技场、万神庙等最为著名）和具有实用价值的百科全书。屋大维本人也曾引以为豪地说：“我继承了一座砖瓦之城，但却留下了一座大理石之城。”然
26、而，在科学方面罗马只能称得上是希腊的寄生虫。罗马人“似乎只是为了完成医学、农业、建筑和工程方面的实际工作，才对科学关心。他们使用知识之流，而不培其源为学术而学术的源泉，结果，不到几代，源与流就一起枯竭了。”,古罗马的科学技术特点,与希腊相比，古代罗马的科学技术有两个显著的特点：与崇尚理性和大胆推测的希腊人不同，罗马的自然科学比较注重实际的应用而不是抽象的理论框架的构造。2.罗马在自然科学方面虽无重大创新，但由于它征服了地中海沿岸广大地区，接触到了许多文明古国创造的优秀成果，因此它的主要贡献在于对前人科学成就的总结与综合。,6、古罗马的科学技术,古罗马的技术成就是古代西方科技成就的代表。而古罗马
27、突出的技术成就主要表现在手工业方面。其中尤以纺织、玻璃制造、矿冶和机械制造最具代表性。纺织业成为一种家庭手工业。发明了玻璃吹制法，并建立了玻璃厂。,6、古罗马的科学技术,建筑工程技术维特鲁维奥：如果说罗马人也有自己的科学的话，那维特鲁维奥（Vitruvius）就是最杰出的代表人物。这位凯撒大帝的军事工程师是罗马人，大约生活在公元前1世纪。他受过相当好的希腊教育，但作为罗马人，他热衷的是将希腊知识运用到实际中去。他最为有名的著作是10卷本的论建筑。这部书一直广为流传，被称为建筑学上的百科全书，是世界上第一部建筑学专著。维特鲁维奥也因此被西方建筑学的鼻祖。古罗马的水利建筑技术在继承古希腊、古埃及和
28、两河流域水利建设经验的基础上，创造了闻名世界的古罗马引水道工程和完整的水利建设技术，成功地开发了运河，满足了军事和经济发展的需要。,“条条道路通罗马”公路系统,版图广大的罗马帝国为了巩固自己的统治，很重视交通运输、通信事业的发展。罗马人以道都罗马为中心，建立了通往各行省的公路网。罗马城内主要街道都用石子铺就，而公路网上遇河架桥、逢山凿洞，表现了高超的工程技术水平。所谓“条条大道通罗马”，正反映了罗马在政治上的中心地位。甚至1944年盟军在法国诺曼底登陆时，现代化的坦克所行驶的道路还是古罗马时期留下的道路。,罗马人的引水道工程,罗马人的引水道工程尤其著名。为了给越来越多的城市人口供水（到公元1世
29、纪时，罗马城的居民可能达到了一百万），罗马政府从水源处开始兴建引水渠到市内。据说，罗马城附近的引水道有近200公里长，引水道进入低洼地带便架桥，还采用了虹吸技术。,罗马万神庙,万神庙是罗马皇帝哈德良于公元120到124年建造的，它的屋顶是圆的，直径达42米，前门由两排16根列柱支撑，带有希腊式神庙的建筑风格。,圆形竞技场,罗马可里西姆大圆形竞技场建于公元72至80年间，直径180米左右，四周是四层高高的看台，据说可容纳五万人观看奴隶角斗。,古代人类最重要的11项技术发明,1、石器 2、火 3、语言 4、畜牧和农业 5、陶器 6、轮子 7、文字 8、青铜和钢铁的冶炼 9、船 10、纺织 11、玻璃,古代人类在与自然作斗争时，逐步做出了以下11种最重要的技术发明：,
