《科学简史》结课论文

自然科学发展简史启示

化学与生命科学学院

应用化学（1）班

马殿凡（201306050121）

摘要：尽量在最短的篇幅内为人们揭示科学发展史的一些内在规律，并运用这些规律解决一些问题。

关键字：科学史;规律;启示

自然科学与技术作为社会发展的第一推动力，其发展规律越来越受到人们的关注。对这些规律的探索有助于自然科学与技术的进一步发展，因而是很有意义的。关于这个课题，很多前辈已做了很多有价值的工作，如蜚育之先生的《关于自然科学发展规律的几个问题》一书、李约瑟先生的大著《中国的科学与文明》和洪啸涛先生的《试论自然科学加速发展规律》的文章，都给我们以极大的启示，在这里我就不复述他们的观点了，我只就我所学谈一谈自己的一些看法。下面我将从这几个方面展开论述：

1.概念说明

这里所说的科学特指自然科学知识与技术工艺。

2. 科学发展历程

从人类文明初始到现在，科学大致经过了五个大的发展时期。第一时期为东方四大古老文明时期，这一时期的主要科学成就有：美索不达米亚的占星术和天文学、古埃及的医学、古印度的数学和古中国的农业科学和冶炼技术。第二时期为希腊时期和罗马帝国时期。先说希腊古典时期，希腊的奴隶制和城邦民主制使希腊科学迅速发展并超过东方。由于系统的抽象概念的形成，这一时期完成了由感性思维向理性思维的过渡，因此，这一时期可以说是是科学史上的最重要时期之一。在这一时期产生了很多伟大的自然哲学家，如：泰勒斯、毕达哥拉斯、希波克拉底、柏拉图、亚里士多德、欧几里得和阿基米德等。在罗马帝国时期，罗马人注重实际的性格使得一些实用技术(如交通、建筑方面的技术)得到了较大发展。第三时期为中世纪东方科学的再辉煌时期。随着基督教的兴起、西罗马帝国的灭亡、柏拉图学院被封闭等一系列历史事件的发生，西方科学逐渐衰落，与此同时，东方的一些国家（如中国、阿拉伯）由于有了比较稳定的政权等原因，其科学再次达到辉煌。在这一时期（大约从唐朝到明朝后期），中国的科学是处于世界领先地位的。但在这一时期，中国并没有发展出“数理实验科学”，这确实是中国的一大遗憾，就像有人说的“科学选择了中国，中国却并未选择历史”。第四时期为近代科学时期，在这一时期，中国的四大发明传入欧洲并在欧洲开花结果，成为助推欧洲科技革命的一大源动力。“数理实验科学”便是在这一时期形

成的，从此，建立在实验基础上的科学取代了以往以经验和思辨为基础的科学，因此，这一时期成为科学史上的另一最重要时期。这一时期的主要科技成就有：经典力学的建立、生物进化理论的创立、蒸汽机的发明和电气技术的应用等。第五时期为现代科学时期（起点为十九世纪末），这是一个科学高速发展的时期，代表成就有：相对论与量子理论的创立、现代信息技术的发明和发展等。

3.发展规律与其原因

从上面的科学发展历程中我们可以看出：a)科学中心往往就是经济中心。历史上科学中心在东西方之间的转移都是跟随在经济中心的转移之后的。这说明经济与科学有着紧密的内在联系。事实上，联系两者的桥梁便是生产力。发达的经济会给科学的进步提供必要的物质基础，并通过对更先进生产力的需求刺激科学的发展，而科学的发展也会通过生产力的提高来促进经济的进一步发展。反过来，落后的经济会制约科学的发展，落后的科学也会制约经济的发展。这一点可从两次工业革命的事例中看出。

b)科学的发展具有连续性。在历史上，文明有断代，但科学没有，因为每一个科学进步都是建立在以往科学知识的基础上的。由此可知科学的发展是有一定顺序的，是不以人的意志为转移的，没有人可以在行星运动规律被发现之前就发现万有引力定律。自然科学史也不是少数天才的活动史，以前人们所说的“一个苹果砸到牛顿头上便砸出了万有引力、瓦特偶然看见蒸汽冲开水壶盖便发明了蒸汽机”等都是过分夸大了科学天才的历史作用。其实，假如没有爱因斯坦，相对论也会被其他人提出，只是时间可能会晚些，并可能没他提出的那么系统。历史必然性需通过一系列偶然事件表现出来，那些科学天才只是顺乎了科学历史的发展潮流，成为了历史必然性的体现者。

c)科学与哲学（现代意义上的哲学）是相辅相成的。虽然两者研究的主要问题不同，所用方法也有很大差别，但两者是同根同源的，科学在过去叫做自然哲学，是和当代哲学一起由古代思辨思想分化而来的。因此，两者是相互联系、相辅相成的。如果说经济体制对科学发展起着决定性作用，那么哲学思想则是科学发展的主要影响因素。科学的每一个大的进步，都伴随着科学工作者对前人哲学思想的批判继承。例如哥白尼“日心说”的提出是对神学思想的批判、爱因斯坦相对论的提出是对绝对时空观的批判、量子理论的提出是对连续世界和决定论的批判······可以说，如果科学家不是首先在哲学思想上有了进步，他就很难在工作中取得较大突破。

d)科学总体上是加速发展的○1。这一点在近代表现得尤为明显，近代一个世纪的科学成就要远远超出以往几千年的科学成就总和。恩格斯说过，科学的发展速度，同人类积累的知识量成正比，同时间的指数函数成正比，这句话是很有道

理的。但科学的发展并不是匀加速的，其中存在着爆发式的科技革命和短暂性的减速。一般来说，当由实践得来的科学材料和信息积累到一定程度时，科技革命就会爆发，而在科学革命爆发的前夕，则是短暂性的科学减速。例如在十九世纪末，当汤姆逊信心满满地说物理的大厦已经建成，以后物理学家的任务就是对这一大厦修修补补的时候，正是相对论与量子理论被提出的前夜。

4启发与应用

4.1 什么样的环境更利于科学的兴盛？

从世界科学史的发展历程中我们可以看出，那些科学兴盛时期都有一定的共同点，总结起来就是：安定的社会环境、繁荣的经济、自由的思想文化氛围、提倡科学的统治阶层、优良的教育体系等。这些共同点便是上面所提问题的答案。

4.2 李约瑟难题

李约瑟难题：既然中国古代科学技术成就非常伟大,但是中国的古代文明为什么没有发展出现代科学技术？

我认为，首先，唯心主义在中国古代始终占统治地位，这是制约中国科学发展的思想根源。因为信奉唯心主义，中国古人便满足于并局限于以经验和思辨为基础而得到的科学技术知识。在唯心主义的大环境下，“数理实验科学”是很难产生的。其次，小农经济限制了中国科学的发展，这是制约中国科学发展的物质根源。要知道，科学发展的内在动力是社会对更高生产力的需求。在自给自足的小农经济体制下，这种需求是很小的。这就解释了为什么中国古代的四大发明会在欧洲而不是中国开花结果，因为欧洲当时正处在资本主义兴起的时期，迫切需求更高的生产力。第三，封建政权阻碍了科学的进步。封建政权的本质使得它必须运用唯心主义来统治人民，所以绝大多数封建君主都在有意无意地实行愚民政策，这就促进了唯心主义和迷信思想的传播。封建政权实行的一系列政策，像科举制度、抑商重农等，也都是在引导中国人远离科学探索。上面提到的三个原因是中国没有发展出现代科学技术的主要原因，其他因素，如教育、文化等，也起到了一定的影响作用。

4.3 科学发展趋势

掌握了科学的发展规律，便可以在一定程度上对科学的发展趋势进行分析。首先，在科学研究的特点上，未来科学将更加细化也将更加综合。一方面，由于科学知识的不断积累，对科学领域进行细化是其必然要求；另一方面，由于人们对自然规律的认知过程就是不断寻找有效联系的过程，要将事物之间的广泛联系用一个个公式来表达，就需要人们对已有科学知识进行综合，从而产生普适性更强的理论。其次，下一次科学高潮很可能就要到来。当今世界是发生重大政治、经济变革的舞台，与两者与密切联系的科学领域自然也要有所变革。并且现