浙教版科学教师培训《科学史论：现实与幻想》课件 (共175张PPT)

中世纪 16.17世纪 18世纪
19世纪
20世纪
21st century
微粒子发现
遗传学的建立 现代地学 原子能时代 空间技术 生物技术
科学的演进
一、起源：两个源头的追溯 二、中世纪：渐起的东方 三、16、17世纪：近代科学的诞生 四、18世纪：技术革命与理性启蒙 五、19世纪：古典科学与科学技术化 六、20世纪：生命、宇宙与高技术发展 七、21世纪：经典体系的解构与延伸
科学是一种特殊的认知方式，它追求清晰和条理性， 不像艺术家那样因激情而丧失明晰和条理；它强调知 识来源于经验，不像宗教强调知识来源于圣典；它追 求理论与观测经验上的一致，不像神话恣意妄为地构 造世界图景而不顾经验上的事实。
科学一开始就有两个来源，首先是好奇心（求知）， 第二个来源就是满足人类的物质生活需要（技术）。 科学，就其本质而言，是在技术所开辟的意义世界中 突现的一种高级的文明形式。它从多种技术中吸取营 养，但超越了它们。它的核心是，把理性作为自己基 本的人文思想。理性从来就是一种人性的构造，而不 只是人类与周围的生活环境相协调的一种手段和方式。
接着就来了一批热心人，地位比较 卑贱， 他们并没有什么完整的方案， 满足于扮演跑龙套的角色， 只是观察、幻想和检验。
从此，在混沌一团中， 字谜画的碎片就渐次展现； 人们摸清了大自然的脾气， 服从大自然，又能控制大自然。
变化不已的图案在远方闪光； 但它的景象不断变幻， 却没有揭示出碎片的底细， 更没有揭示出字谜画的意义。
• 现代自然科学已经形成了内容丰富多样、门类齐全、结构 完整的庞大体系，科学分类任务艰巨而复杂，并且有争论。 其中一种较为普遍的意见是从各门学科的研究对象、目的 和功能出发进行分类。把整个自然科学分为基础科学、技 术科学和工程科学三类。
基础科学 工程科学 自然科学
技术科学
（二）科学史的研究
1.科学编年史的三个阶段
在早期阶段，人们对科学的探索差不多普遍地走错了路。 以同类事物可以感应相生，企图在交感巫术中感知世界； 以为自然界必定有精灵主宰，用宗教仪式讨好精灵； 以观察星辰、行星的运动，用占星术预测命运之神的来临。 古代埃及和巴比伦，积累了一定经验知识，希腊爱奥尼亚的自然哲学家创 立科学。泰勒斯和毕达哥拉斯创立了《几何学》。300年后，亚历山大里亚 的欧几里得才将古代几何系统化。 自然哲学家留基伯、德谟克里特创立原子论。
二、科学史的内涵
（一）科学的定义 （二）科学史的研究
（一）科学的定义
1.科学的词源分析 西方“science”的词源分析； 中文“科学”的词源分析。
2.技术的词源分析 西方“technology”的词源分析； 中文“技术”的词源分析。 3.科学的概念理解
西方“SCIENCE”词源分析
• 从词源上讲，英文的“科学”即Science源于拉丁语的 “scientia”，指静态的“知识、学问”，西方古代是没 有科学这个词的，科学研究体现在“自然哲学”与“道德 哲学”之中。
苏格拉底和柏拉图的雅典学派兴起，形而上学代替爱奥尼亚的自然哲学。
亚历山大大帝把希腊文明带到东方。阿里斯塔克、阿基米德和希帕恰斯提 出了有限的问题。 罗马还陷落前，西方科学进入黑暗时代，早期教会把基督教义、新柏拉图 主义哲学和从东方祭仪宗教的要素融合，形成基督教义第一次大综合。柏 拉图和奥古斯丁的哲学占主导地位。
（一）东方古老文明 （二）希腊科学精神的起源
（一）东方古老文明
1.美索不达米亚（巴比伦王国） 数学：公元前３千年，开始使用十进位与六十进位计算制度 ；公元前2500年就能计算矩形面积和长方体体积；计算圆和 圆柱体体积时取π为３；制定了平方、立方、平方根、立方 根的数字表；求解某些一次、二次、甚至三次方程；用等比 级数和等差级数表示月亮的辉度。 天文学：最早发现日食、月食的周期；发现了五大行星—— 水、火、金、木、土；记录了太阳、月亮运行的有关数据和 肉眼可见的星星位臵，并且绘出详细的星座图，甚至有些星 象家似乎还可以认识到地球是一个球体。
楔形文字
2.古埃及
古埃及经历了前王朝时期、早期王国时期（第一、二） 、 古王国时期（第三至第八）、中王国时期（第九至第十七） 、新王国时期即帝国时期（第十八至第二十）、衰败时期（ 第二十一至第三十一），共记31个王朝。 前王朝时期，埃及分上埃及（南部）、下埃及（北部），大 约在公元前3500~3000年之间，上埃及国王美尼斯统一埃及 建立第一王朝，直到公元前332年亚历山大大帝征服埃及为 止，共经历了31个王朝。 数学:每年的6至9月尼罗河定期泛滥,土地需要重新丈量,于 是产生了高水平的几何.比如:计算圆的面积,当时所用的圆 周率π=3.1605:能够计算三角形、长方形、梯形面积及立方 体、柱体的体积。
历法：星期——星的日期。以日、月、火、水、木、金、土 来命名一周中的七天。太阳日是星期日、月亮日是星期一、 火星日是星期二、水星日是星期三、木星日是星期四、金星 日是星期五、土星日是星期六。这就是七天一星期的最早 起源。此外，巴比伦人还认为一昼夜24小时，每小时60分钟 ，这种时间的划分法一直保存到今天。 建筑业：世界古代七大建筑奇观之一：“空中花园”。
史前史
• • • • • • • • • • • • 大约150亿— 120亿年前 宇宙“大爆炸” 大约40亿年前 地球诞生 10亿—百万年 生物进化 距今6500万年 “大灾变”—恐龙灭绝 距今400万年 猿人产生 距今20—30万年 旧石器时代 早期 公元前20万年—4万年 旧石器时代 中期 公元前4万年—1.2万年 旧石器时代 晚期 公元前1.2万年—5000年 中石器时代 公元前5000—3000年 新石器时代 公元前3000—1000年 青铜器时代 公元前1000—200年 铁器时代
大自然在微笑—— 仍然没有供出她内心的秘密； 她不可思议地保护着 猜不透的史芬克斯之谜。
1929年9月于多塞特郡希尔费尔德
绪论
一、科学史的意义 二、科学史的内涵
一、科学史的意义
（一）科学史有助于科学教学解科学的社会性 和哲学性。
中文“科学”的词源分析
• 首先将Science翻译为“科学”的是日本的福泽谕吉，出 现在其1872的著作《劝学篇》中，福泽谕吉将“科学”理 解为“一科一学”，主要是认识到当时西方的 “Science”都是“分科之学”。 • 中国的康有为将日本学者的翻译方法于1893年首次引进到 中国，严复在翻译赫胥黎的《天演论》中第一次公开使用 了这一翻译，而梁启超在《变法通议》中也使用了这一概 念。 • 在中国古代，一直将科学称为“格致之学”。《礼记〃大 学》中指出“致知在格物，物格而后知至”，意思是为了 辨别是非，首先要考察事物，获得知识。
科学的演进
古代
东方古老文明 希腊科学精神的起源 欧洲黑暗年代 阿拉伯人的科技 中国独立发展的科技 文艺复兴、宗教改革 和地理大发现 西学东渐 哥白尼革命 欧洲学术复兴 工业技术兴起 牛顿时代的确立 天文学 化学的诞生 近代生命科学的肇始 化学革命 科学精神的传播 机械自然观确立 电磁学、光学的完善 热力学与能量定律的建立 原子论的兴起 天文学 进化论的创立 生物学 科学的技术革命 物理学的新时代 宇宙学兴起 经典体系的解构
中文“技术”的词源分析
• 古汉语中的“技”和“术”的概念离生产技术远一些。 “技”泛指才能、本领，如“凡执技从事上者，祝、史、 射、御、医、卜及百工”（《礼记》）“术”是凡能达到 目的的均可称之为术。“夫圣贤之治世也，得其术则成功， 失其术则事废。 ”（《论衡》） • 古汉语接近“生产技术”的概念是“工”和“巧”。“发 调工巧，造作器物” （《宋书》）；“无弓矢则无见其 巧”（《荀子》）。先秦《考工记》“天有时、地有气、 才有美、工有巧，合此四者可以为良”。 • 技艺 工艺 技巧 诀窍 技能……
科学史论：
现实与幻想
自然如不能被目证那就不能被征服 W. C. 丹皮尔 最初，人们尝试用魔咒 来使大地丰产， 来使家禽牲畜不受摧残， 来使幼小者降生时平平安安。 接着，他们又祈求反复无常的天神， 不要降下大火与洪水的灾难； 他们的烟火缭绕的祭品， 在鲜血染红的祭坛上焚燃。 后来又有大胆的哲人和圣贤， 制定了一套固定不变的方案， 想用思维或神圣的书卷 来证明大自然应该如此这般。 但是大自然在微笑——史芬克斯式的笑脸。 注视着好景不常的哲人和圣贤， 她耐心地等了一会儿—— 他们的方案就烟消云散。
一、起源：两个源头的追溯
文明的起源——美索不达米亚——埃及——印度——中国—— 希腊和希腊哲学——古典时代的科学——爱奥尼亚哲学家—— 毕达哥拉斯学派——物质问题——原子论思想——希腊医学— —智者学派——柏拉图学园——亚里士多德——希腊化的文 明——欧几里德——阿基米德——阿里斯塔克和喜帕恰斯—— 亚历山大里亚学派——托勒密——炼金术——罗马时代——学 术的衰落
贺新郎· 读史----毛泽东
人猿相揖别。 只几个石头磨过， 小儿时节。 铜铁炉中翻火焰， 为问何时猜得？ 不过几千寒热。 人世难逢开口笑， 上疆场彼此弯弓月。 流遍了 郊原血。 一篇读罢头飞雪， 但记得斑斑点点， 几行陈迹。 五帝三皇神圣事， 骗了无涯过客。 有多少风流人物？ 盗跖庄蹻流誉后， 更陈王奋起挥黄铖。 歌未竟， 东方白。
历法：埃及人发现尼罗河泛滥之间总是相隔365天,另外还 发现每当天狼星与太阳同时从地平线升起时,尼罗河就开始 泛滥,于是他们把一年定为365天,而把天狼星与太阳同时从 地平线升起的那一天,作为一年的起点.一年分为12个月,每 月30天,余下的5天作为年终节日,这就是古埃及的太阳历。 公元前46年罗马在太阳历的基础上进行了修改，称为儒略 历。后来到了1582年，罗马教皇(格列高利十三世)组织一 批天文学家，根据存在的问题，对儒略历进行了修改，这 就是人们所称的公历（或阳历）。另外古埃及人还绘制了 星图。 建筑：金字塔和狮身人面像，埃及的第四王朝胡夫金字塔 最大（略）。狮身人面像是胡夫的儿子建造的，雕像高20 米,长57米，一只耳朵就有两米高。
第一阶段是以萨顿为代表的实证主义的编年史方法； 《科学史导论》 第二阶段是以亚历山大•柯瓦雷为代表的思想史编史方法； 《伽利略研究》 第三阶段是以默顿和贝尔纳为代表的社会史编史方法。 《十七世纪英格兰的科学、技术与社会》、《科学的社会 功能》
2.综合科学技术史
正如萨顿所说，科学作为人类文明这个统一整体中的一部 分的历史事实。
到13世纪，亚里士多德的著作被翻译拉丁语。对托马斯〃阿奎那把基督教义同 亚里士多德的哲学和科学融合，提出了经院哲学。
在中世纪蛊惑人心的巫术、占星术和迷信的浊流中，托马斯派哲学包含了托勒 密的地球中心的天文学和亚里士多德的拟人观物理学及许多错误的见解。 由伽利略开始的工作，至牛顿集其大成，形成了物理学上的第一次大综合。但 他的门徒，把牛顿的科学变成了机械论的哲学。然而，有些头脑清醒的人认识 到科学不一定能提示存在。（如康德和黑格尔的门徒就走进了德国唯心主义， 同当代脱离关系）——科学与哲学的一次分离 19世纪下半叶，机械观扩大到生物学（达尔文的自然选择说）、生理学（有机 体的整体性）。 从1895年起，物理学中又产生一种发人深思的新情况。汤姆生的原子模型、卢 瑟福的原子核结构模型、普朗克恒量、玻尔的量子论、海森堡的微分议程原子 结构学说，薛定谔的电子波粒二象性…… 要想观照生命，看到生命的整体，我们需要科学，也需要伦理学、艺术和哲学。
西方“Technology”的词源分析
• 古代希腊语Techne就是人类生产的技艺（Art）， 或能力（Aptitude）;是与自然造化相对的人工技 艺； • technic:偏重于工艺方法； • technique:偏重于具体的动手过程； • technology：技术的科学，技术学，理论知识； • Art 、skill：技能。
• 19世纪，自然科学从哲学中最终独立出来，1825年，科学 家休厄尔创办“Physicist”（物理学家）一词，1833年， 创办“Scientist”（科学家）一词，用来称呼像法拉第 那些在实验室中探索自然奥秘、增进人类自然知识的人， 从语源学的意义上标志着科学的独立，成为一种专门的职 业，也就是今天所称的“Science”（自然科学的 简称）。
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