自然科学基础知识课件第一章 自然科学的萌芽和发展
合集下载
自然科学基础PPT1-3
一是存在于科学外部的，是社会的经济发展需要； 二是存在于科学内部的，是科学认识本身的逻辑。 它们构成了科学认识发展的外部因素和内部因素。
1.科学认识发展的外部动因
恩格斯曾经指出：“经济上的需ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ曾经是，而且愈来愈是对自然界的认识进展 的主要动力。”而经济上的需要，主要是通过生产实践来解决的，所以科学的发展 与社会生产的发展状况有着密切的关系。古代天文学和古代力学就是在古代农牧业 和建筑、航海等需要的刺激下发展起来的。
2.科学认识发展的内部动因 科学作为系统化的理论知识体系，还有其自身的体系结构，有其自身的矛盾运
科学是分析、研究事物的一个过程。在这个过程中，人类不断地发现问题、提 出问题和解决问题，不断地以事实为依据，用实践检验理论的正确性，不断摒弃错 误的认识，建立正确的理论。科学在自我矫正的探索过程中不断前进。
3.科学是一项全社会的事业 当代科学，与牛顿时代乃至爱因斯坦时代相比较，已经不可同日而语了。
19世纪中叶以前，科学可以说是落后于生产和技术的，它的发展是在生产需要 的推动下进行的。那时科学、技术和生产之间的关系是 生产---技术---科学，生产 和技术的实践为科学理论的形成奠定基础，如物理学中热学的发展就完全符合以上 指向。
从19世纪下半叶以来，科学理论不仅走在技术和生产的前面，而且为技术和生 产的发展开辟了各种可能的途径，形成了科学---技术---生产的发展顺序。科学就 其发展速度来说，特别是就其开发自然界的全新领域来说，往往走在技术和生产的 前面。自然界的一些全新领域，在此之前是人类的认识和实践活动未曾涉足的。例 如无线电技术，就是麦克斯韦电磁场理论所预言的电磁波被实验证实之后才迅速发 展起来的。
科学在今天之所以超前于技术和生产的发展，正是以现代生产技术的发展为条 件的。不难理解，如果缺少现代生产技术所提供的强有力的实验手段，科学理想的 实现以及科学认识向宏观世界和微观世界的深入推进都是不可能的。而且，许多理 论研究的内容也是来源于生产和技术实践之中。所以，人类的社会实践，特别是人 类的生产活动将继续成为科学发展进步的动力或最终原因。
1.科学认识发展的外部动因
恩格斯曾经指出：“经济上的需ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ曾经是，而且愈来愈是对自然界的认识进展 的主要动力。”而经济上的需要，主要是通过生产实践来解决的，所以科学的发展 与社会生产的发展状况有着密切的关系。古代天文学和古代力学就是在古代农牧业 和建筑、航海等需要的刺激下发展起来的。
2.科学认识发展的内部动因 科学作为系统化的理论知识体系，还有其自身的体系结构，有其自身的矛盾运
科学是分析、研究事物的一个过程。在这个过程中，人类不断地发现问题、提 出问题和解决问题，不断地以事实为依据，用实践检验理论的正确性，不断摒弃错 误的认识，建立正确的理论。科学在自我矫正的探索过程中不断前进。
3.科学是一项全社会的事业 当代科学，与牛顿时代乃至爱因斯坦时代相比较，已经不可同日而语了。
19世纪中叶以前，科学可以说是落后于生产和技术的，它的发展是在生产需要 的推动下进行的。那时科学、技术和生产之间的关系是 生产---技术---科学，生产 和技术的实践为科学理论的形成奠定基础，如物理学中热学的发展就完全符合以上 指向。
从19世纪下半叶以来，科学理论不仅走在技术和生产的前面，而且为技术和生 产的发展开辟了各种可能的途径，形成了科学---技术---生产的发展顺序。科学就 其发展速度来说，特别是就其开发自然界的全新领域来说，往往走在技术和生产的 前面。自然界的一些全新领域，在此之前是人类的认识和实践活动未曾涉足的。例 如无线电技术，就是麦克斯韦电磁场理论所预言的电磁波被实验证实之后才迅速发 展起来的。
科学在今天之所以超前于技术和生产的发展，正是以现代生产技术的发展为条 件的。不难理解，如果缺少现代生产技术所提供的强有力的实验手段，科学理想的 实现以及科学认识向宏观世界和微观世界的深入推进都是不可能的。而且，许多理 论研究的内容也是来源于生产和技术实践之中。所以，人类的社会实践，特别是人 类的生产活动将继续成为科学发展进步的动力或最终原因。
自然科学基础全套课件
②写出化学方程式，并表示出有关物质的量间的关系:
Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2↑
物质的量比: 1
2
0.1 n
列式计算得: n = 0.2（mol），c = =
=2
*（mol/L）
3.卤素的性质 重点：（1）氯气的化学性质
（2）卤族元素化学性质的递变及其与原子结构的 关系 F2 > Cl2 > Br2 > I2 ；F - < Cl - < Br - < I4.氧化—还原反应
*
（2）水圈指连续包围地球表面的水层, 包括液态、 气态和固态水。
要认识到：外部圈层中大气圈、水圈、生物圈 既相互区分又紧密相关，是相互渗透和相互作用的。
2.地球的内部圈层 内部圈层如教材上47页“地球的内部圈层”所示 ，包括地壳、地幔和地核三个同心圈层。 最外部是地壳，地心部分称为地核，其间为地幔 。
*
三、地球的圈层结构 同心圈层：是指以地心为共同球心，但物质成分和物理 性质有很大差异的圈层。 请参看教材上44页上“地球的圈层结构示意图”，以固 态的地球表面为界，它以外部分是外部圈层， 以内部分称为内部圈层。 1.地球的外部圈 地球的外部圈层如教材上44页“地球外部圈层示意图” 所示，是由 ：大气圈、水圈和生物圈组成的。
地球是一个球体并有快慢适当的旋转, 这一适度的旋转速率使地球原始物质产生分 化, 形成地球的圈层构造, 出现了大气圈、 水圈和岩石圈等, 造成地球的磁场, 并导致 地球上的昼夜交替现象, 使地表热量平衡, 有利于生物正常生存。球状的形态使地球各 处太阳高度不同, 造成热量的带状分布和自 然现象的复杂多样。
*
（1）大气圈存在于整个地球外层，是由气体组成的 特别要认识其中最低层是对流层，参看教材上45页“大 气垂直分层”图，该层与人类的生活有关: 如天气现象 就发生在对流层；水圈中的气态水、生物圈的范围也与 对流层有关。因紧靠地面，对流层受地球引力最大，大 气密度也最大，约占大气圈总质量的七、八成，并集中 了大气中绝大部分的水汽，成为一切天气现象的活动场 所。由于地面各处受太阳热辐射能等不同影响，造成大 气气温、密度、压力等的差异，形成上升下降的对流， 引起风、雨、雪、云等各种天气过程的发生。
自然科学概论第一篇第一章
– 经济：到了封建社会后期，封建小农经济，限制了对 生产力发展的需要，使科技的发展缺乏足够的动力 – 政治：君主专制的加强 – 思想：明清时期的教育专制尤其是八股取士，使中国 古代科技发展缺乏必要的人才 – 对外：封建统治者推行的 “闭关锁国”政策，限制了 对外交流，阻碍了中国古代科技的发展
– 文化传统：中国古代“重道轻器”，轻视科技发展
《自然哲学的数学原理》
牛顿第一定律又称惯性定律：任何物体都保持静止 或匀速直线运动状态，知道其它任何物理所作用的 力迫使它改变这种状态为止。 牛顿第二定律又称运动基本定律：物体在受到外力 时，物理所获得的加速度的大小和外力成正比，而 与物体的质量成反比，加速的的方向与外力方向相 同。
牛顿第三定律又称作用和反作用定律：作用力与反 作用力大小相等，方向相反，分别作用于不同的物 体上。
• 中国在上古时代就进行天象观察，积累了许多资料， 领先于当时的世界，如最早记录哈雷彗星（从公元前 1057年就开始有记录） • 早在中国的殷商时代（约公元前1400~1100年），中 国就有了先进的铸造技术，近现代出土的司母戊鼎（ 商后期铸品，也称后母戊大方鼎）、越王勾践剑（公 元前400年的春秋时期所铸）等都是绝世珍品
公元前168年的马王堆西汉墓出土 的素纱禅衣
• 春秋战国是难得的百家争鸣时期，百家中重要的有法家 、名家和墨家，和对后世影响很大的道家和儒家
• 战国时期以“兼爱非攻”为主要思想的墨家，其创始人 墨子（墨翟，生卒年代约为公元前468~376年），在认 识论、逻辑学、宇宙论、几何学、几何光学、静力学等 学科方面都有贡献
3.如果小球运动至平面的一端的C点落下，一 方面物体要保持匀速运动继续前进，另一方面 它又要在垂直方向下落，于是物体呈现出抛体 运动状态，图中即小球将沿半抛物线CD落至D 点。 伽利略的研究成果，为后来牛顿的进一步综合 奠定了基础。
– 文化传统：中国古代“重道轻器”，轻视科技发展
《自然哲学的数学原理》
牛顿第一定律又称惯性定律：任何物体都保持静止 或匀速直线运动状态，知道其它任何物理所作用的 力迫使它改变这种状态为止。 牛顿第二定律又称运动基本定律：物体在受到外力 时，物理所获得的加速度的大小和外力成正比，而 与物体的质量成反比，加速的的方向与外力方向相 同。
牛顿第三定律又称作用和反作用定律：作用力与反 作用力大小相等，方向相反，分别作用于不同的物 体上。
• 中国在上古时代就进行天象观察，积累了许多资料， 领先于当时的世界，如最早记录哈雷彗星（从公元前 1057年就开始有记录） • 早在中国的殷商时代（约公元前1400~1100年），中 国就有了先进的铸造技术，近现代出土的司母戊鼎（ 商后期铸品，也称后母戊大方鼎）、越王勾践剑（公 元前400年的春秋时期所铸）等都是绝世珍品
公元前168年的马王堆西汉墓出土 的素纱禅衣
• 春秋战国是难得的百家争鸣时期，百家中重要的有法家 、名家和墨家，和对后世影响很大的道家和儒家
• 战国时期以“兼爱非攻”为主要思想的墨家，其创始人 墨子（墨翟，生卒年代约为公元前468~376年），在认 识论、逻辑学、宇宙论、几何学、几何光学、静力学等 学科方面都有贡献
3.如果小球运动至平面的一端的C点落下，一 方面物体要保持匀速运动继续前进，另一方面 它又要在垂直方向下落，于是物体呈现出抛体 运动状态，图中即小球将沿半抛物线CD落至D 点。 伽利略的研究成果，为后来牛顿的进一步综合 奠定了基础。
自然科学基础知识 PPT
开了一个大讨论，19世纪前，“自然发生说”一 度是生命起源流传最广泛的理论。这种学说认为
，生命是从无生命物质自然发生的。中国古代有
“肉腐出虫，鱼枯生蠹”的说法，而在西方，亚
里士多德说：“……有些鱼由淤泥及砂砾发育而成 。”在1860年，法国微生物学家巴斯德设计制作 的一个实验，彻底否定了“自然发生说”。
•
(4)在生存竞争中，对生存有利的变异会得到
保存，对生存有害的变异会受到淘汰。有利变异
的保存和有害变异的淘汰，叫做自然选择或适者 生存。
•
(5)在自然选择的长期作用下，通过有利变异
的逐渐积累，就由微细变异朝一定方向发展成显
著的变异，终于形成了适应的性状和新的类型。
这就是物种形成的原理，即一个种通过遗传、变 异和自然选择，可以发展为另一个新种。
• (2)生物普遍具有较高的繁殖率，有繁殖过剩的倾 向。如果不受限制，生物很快就会找不到食物和 空间。
• (3)由于食物和空间的限制，每一种生物只有少数 个体能发育到成熟并留下后代。生物必须为生存 而斗争，达尔文把这种竞争，这种生物与环境(包 括生物与非生物)的关系，叫做生存竞争。生存竞 争包括生物和无机条件的斗争、种间斗争和种内 斗争。
4.第四个阶段
• 有机多分子体系演变为原始生命。这一阶段是生 命起源过程中最复杂和最有决定意义的阶段，经 过科学家的研究探索发现，原始生命应该是从原 始的海洋中形成的，不过目前还不能在实验室中 证实这一生命进化的过程。
二、生物的进化
•
Байду номын сангаас
达尔文进化学说的中心内容是选择，特别是
自然选择。自然选择学说是达尔文在人工选择学
目标透视
• 1.了解生命的起源与生物的进化。 • 2.掌握细胞的基本知识。 • 3.理解新陈代谢的相关理论。 • 4.掌握生殖与发育的基本概念。 • 5.理解遗传与变异的基本理论。 • 6.了解生物与环境、人与自然的关系。
第1篇之第1章：自然科学的萌芽于兴起
2巴比伦与埃及?用神灵解释大多数的事件?河神发怒导致洪水泛滥?雨神高兴了就来场及时雨?尝试种种方法以影响周围世界?用巫术呼唤神灵和上天第第77页页?利用工具改造自然界?使用动物来耕地?根据需要了解和记录自然的规律?农业生产需要日历观测天象?农田的测量需要建立数学二古代希腊古代希腊?科学最早主要是包括在哲学的文化形态之中自然哲学就是它的前身
➢意义在于：建立理性思维的一般模
式-----演绎系统。
第20页
2、物理知识
➢阿基米德把观察和数学推理、
理论研究和实际应用相结合，发 现了杠杆原理和浮力定律，给出 了求解复尽杂物体重心的方法。
➢他的研究方法已接近现代的研
究方法，被誉为“力学之父”。
第21页
3、生物和医学知识
➢希波克拉底认为疾病是人体的自
雷·斯潘根贝格《科学的旅程》
第10页
3、原子论者
➢阿那克萨克拉（公元前500-428）：万物无限可分。被分
割成的无限小的东西就叫做，其中一部分是
充满的，另一部分是空虚的。充满和空虚就是元素。无数的世界就是由这 些元素构成的。充满就是原子，是不可再分割的物质微粒，原子运动在虚 空之中。
然过程，主张用观察和实验方法研究疾 病并创立了“四体液说”。
➢赫罗菲拉斯是第一个公开进行人
体解剖的医生，揭示了人脑是智慧之府， 而不是亚里士多德所认为的是心。
第22页
4、天体理论《至大论》
➢古希腊科学在古罗马时期走向衰
落，但在天文学和医学仍有重要进 展。
➢托勒密的《至大论》集古代天文
学之大成，运用数学模型方法建立 了地心说体系。盖伦医生提出了 “灵气论”学说。托勒密地心说和 盖伦医学统治西方科学长达1500年 之久。
➢ 哲学就是古希腊人找到的这样一种观念的总称。
➢意义在于：建立理性思维的一般模
式-----演绎系统。
第20页
2、物理知识
➢阿基米德把观察和数学推理、
理论研究和实际应用相结合，发 现了杠杆原理和浮力定律，给出 了求解复尽杂物体重心的方法。
➢他的研究方法已接近现代的研
究方法，被誉为“力学之父”。
第21页
3、生物和医学知识
➢希波克拉底认为疾病是人体的自
雷·斯潘根贝格《科学的旅程》
第10页
3、原子论者
➢阿那克萨克拉（公元前500-428）：万物无限可分。被分
割成的无限小的东西就叫做，其中一部分是
充满的，另一部分是空虚的。充满和空虚就是元素。无数的世界就是由这 些元素构成的。充满就是原子，是不可再分割的物质微粒，原子运动在虚 空之中。
然过程，主张用观察和实验方法研究疾 病并创立了“四体液说”。
➢赫罗菲拉斯是第一个公开进行人
体解剖的医生，揭示了人脑是智慧之府， 而不是亚里士多德所认为的是心。
第22页
4、天体理论《至大论》
➢古希腊科学在古罗马时期走向衰
落，但在天文学和医学仍有重要进 展。
➢托勒密的《至大论》集古代天文
学之大成，运用数学模型方法建立 了地心说体系。盖伦医生提出了 “灵气论”学说。托勒密地心说和 盖伦医学统治西方科学长达1500年 之久。
➢ 哲学就是古希腊人找到的这样一种观念的总称。
自然科学基础(全套课件288P)
6、观察和实验的意义和作用
Meaning and function of observation and experiment
7、逻辑思维和科学假说
Methods for natural science research
知识结构
自然科学发展的历史轨迹
History track of natural science development
1、重要的成就
物理学领域 （1）经典力学
Classical mechanics
万有引力定律：Law of gravitation 自然界中一切具有质量的物体之间都存在着相互 吸引的作用力，这一引力的大小与两物体质量的乘积 成正比，与它们之间的距离平方成反比。
意 义：这一定律的发现，把天体和地面上物体的运
近代自然科学诞生阶段的三件大事
Three important events at the naissance stage of neoteric natural science
近代自然科学发展阶段的重大成就
Important achievements at the development stage of neoteric natural science
The third law: Force and counterforce
两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方 向相反，作用在同一条直线上。
（2）光的波动理论 Light fluctuation theory • 牛顿的微粒说Newton's light corpuscle theory • 惠更斯的波动说Huygens' light fluctuation theory （3）热力学(thermodynamics )的建立和能量守恒原理 (energy conservation principle )的发现 （4）电磁学Electromagnetics •法拉第的电磁感应定律Faraday’s law of electromagnetic
自然科学基础知识课件第一章 自然科学的萌芽和发展
• 托勒密作为古希腊最后一位大天文学家，全面承 袭了亚里士多德的“地心说”。他把亚里士多德 的九层天扩大为十一层，把原动力天改为晶莹天 ，又往外添加了最高天、净火天。他设想，各行 星都绕着一个较小的圆周运动，而每个圆的圆心 则在以地球为中心的圆周上运动。他把绕地球的 那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”，他又 设想地球并不恰好在均轮的中心，而偏开一定的 距离，均轮是一些偏心圆：日、月、行星除做上 述轨道运行外，还与众恒星一起每天绕地球转动 一周，从而使计算结果达到了与实测的一致，取 得了航海的实用价值。
•
通过长期天象观测和研究，以及对地球大小
的精确计算，哥白尼认定了大的太阳绕小的地球
转是根本不可能的，只能是小的地球围绕大的太
阳转，太阳是宇宙的中心。回到祖国，他通过对
木星和土星重合的观察，以及对行星顺行、逆行
的研究，进一步认定了太阳是宇宙的中心。因为
行星的顺行、逆行是地球和其他行星绕太阳公
• 转的周期不同造成的假象，表面上看起来好像太 阳在绕地球转，实际上则是地球和其他行星一起 ，在绕太阳旋转。就像我们坐在船上，明明是船 在走，而却看到岸在走一样。在务卡施身边的日 子里，哥白尼曾把他的“日心说”主要观点写成 一篇《浅说》，抄赠给一些朋友。他的观点立即 引起了欧洲各国的重视，可他不敢把它们全部写 出来发表，害怕招致教会的迫害。后来，他还是 在踌躇中开始了《天体运行论》一书的写作。
恶教会的哥白尼来说，无疑是晴天霹雳。可当他
得知这是为了打击十字骑士团对祖国的侵犯时， 就毅然穿起袈裟前往意大利。从1496年秋天起， 哥白尼在意大利留学10年。他曾在学术空气更活 跃的帕多瓦大学学习。该校天文学教授诺瓦拉对
“地心说”表示怀疑，认为宇宙结构可以通过更
自然科学史-2-科学的萌芽 PPT
二是自然哲学方面的思考，例如《物 理学》、《气象学》、《论灵魂》等作 品；
三是对自然界观察的记录，代表作为《动物志》。 亚里士多德的成就主要建立在逻辑思辨和直观观察上，亚 里士多德是希腊科学的转折点，从亚里士多德之后，学者们 开始转入对具体问题的研究，而非通过思辨建立世界体系。
2 古希腊科学
3.欧几里得与《几何原本》
2 古希腊科学
2.亚里士多德和他的著作
亚里士多德是古希腊科学哲学的集大成者。亚里士多德 师从于柏拉图，柏拉图则是古希腊著名哲学家苏格拉底的 学生。
2 古希腊科学
2.亚里士多德和他的著作
在科学方面，亚里士多德的工作主要 有三方面。
一是涉及理性分析方法的一系列理论， 例如《范畴》、《论辩》、《智者的辩 驳》等作品，被总称为《工具论》；
最早在这条新路上迈开步伐的是来 自爱奥尼亚城市米利都以泰勒斯为代 表的自然哲学家们，他们最早提出不 带神话色彩的万物本源学说。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
2 古希腊科学
1.希腊人对万物本源的探索
泰勒斯是西方世界第一个有历史记载的 自然科学家、哲学家，希腊哲学米利都学 派的创始人，希腊七贤之一。
2 古希腊科学
3.欧几里得与《几何原本》
《几何原本》是公理化体系的典范。所 谓公理化，使人们发现新科学知识的一种 方法。人们发现新的知识，常见的方法有 归纳法和演绎法。归纳法是经过总结大量 的观察经验，将其升华为科学知识；演绎 法则是由确定的前提出发，经过严密的逻 辑推理证明，得出新的结论。
只要前提合理，那么通过演绎得到的结 论就是可靠的。得到前提的方法一是通过 归纳，另一种方法就是用定义和公认不证自明的知识要点作 为前提推导出新的知识，即是公理化体系。
三是对自然界观察的记录，代表作为《动物志》。 亚里士多德的成就主要建立在逻辑思辨和直观观察上，亚 里士多德是希腊科学的转折点，从亚里士多德之后，学者们 开始转入对具体问题的研究，而非通过思辨建立世界体系。
2 古希腊科学
3.欧几里得与《几何原本》
2 古希腊科学
2.亚里士多德和他的著作
亚里士多德是古希腊科学哲学的集大成者。亚里士多德 师从于柏拉图，柏拉图则是古希腊著名哲学家苏格拉底的 学生。
2 古希腊科学
2.亚里士多德和他的著作
在科学方面，亚里士多德的工作主要 有三方面。
一是涉及理性分析方法的一系列理论， 例如《范畴》、《论辩》、《智者的辩 驳》等作品，被总称为《工具论》；
最早在这条新路上迈开步伐的是来 自爱奥尼亚城市米利都以泰勒斯为代 表的自然哲学家们，他们最早提出不 带神话色彩的万物本源学说。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
2 古希腊科学
1.希腊人对万物本源的探索
泰勒斯是西方世界第一个有历史记载的 自然科学家、哲学家，希腊哲学米利都学 派的创始人，希腊七贤之一。
2 古希腊科学
3.欧几里得与《几何原本》
《几何原本》是公理化体系的典范。所 谓公理化，使人们发现新科学知识的一种 方法。人们发现新的知识，常见的方法有 归纳法和演绎法。归纳法是经过总结大量 的观察经验，将其升华为科学知识；演绎 法则是由确定的前提出发，经过严密的逻 辑推理证明，得出新的结论。
只要前提合理，那么通过演绎得到的结 论就是可靠的。得到前提的方法一是通过 归纳，另一种方法就是用定义和公认不证自明的知识要点作 为前提推导出新的知识，即是公理化体系。
自然科学发展的历史回顾PPT课件
了解现代科学技术的负面效果，从而认识可持续发展战略的重要 性和必须注重科学精神和人文精神的结合
28.11.2020
2
自然科学概论
学习方式
❖ 学习的方式
❖ 阅读教材，小组讨论，查询资料，上网浏览，整理提炼等。
推荐网站： 中国科普博览： 中国科普： 网络科普联盟： 中国公众科普网： 中国公众科技网： 上海科普网： 北京科普之窗：
天文学
地学 生物学
28.11.2020
§1-2
近代自然科学的发展
伽利略/笛卡尔/牛顿——建立经典力学
法拉第/麦克斯韦——电动力学
吉布斯——热力学/统计热力学
波 义 耳——元素说 拉 瓦 锡——氧化学说 道 尔 顿——原子-分子学说 凯 库 勒——有机分子机构理论 门捷列夫——元素周期律
哥白尼——日心学说 开普勒——行星运动三定律 康德、拉普拉斯——星云学说 赫歇尔——恒星天文学
11
神 农 像
自然科学概论
§1-1自然科学的兴起
❖ 3、中国古代地理学
▪ -中国地理学以《山海经》、《禹贡》为开端 ▪ -汉班固的《汉书·地理志》建立了包括自然地理和
人文地理的地理学体系 ▪ -晋代编制的《禹贡地域图》是有文字记载的最早历史
地图集
28.11.2020
12
自然科学概论
§1-1自然科学的兴起
生理结构提出新的见解 哈维的血液循环理论，首次对人体生理过程
作出科学的说明
28.11.2020
18
自然科学概论
§1-2 近代自然科学的发展
二、 近代科学革命的社会文化动因 1、科学研究活动的社会制度化 1）探究自然的兴趣在民族精英中养成 文艺复兴引导他们发现和欣赏自然的美 新教主义引导他们通过认识自然去认识上帝 新教主义告诉他们自然是可以理解的 2）专职科学家这种社会角色的形成 3）科学社会建制的初步形成
28.11.2020
2
自然科学概论
学习方式
❖ 学习的方式
❖ 阅读教材，小组讨论，查询资料，上网浏览，整理提炼等。
推荐网站： 中国科普博览： 中国科普： 网络科普联盟： 中国公众科普网： 中国公众科技网： 上海科普网： 北京科普之窗：
天文学
地学 生物学
28.11.2020
§1-2
近代自然科学的发展
伽利略/笛卡尔/牛顿——建立经典力学
法拉第/麦克斯韦——电动力学
吉布斯——热力学/统计热力学
波 义 耳——元素说 拉 瓦 锡——氧化学说 道 尔 顿——原子-分子学说 凯 库 勒——有机分子机构理论 门捷列夫——元素周期律
哥白尼——日心学说 开普勒——行星运动三定律 康德、拉普拉斯——星云学说 赫歇尔——恒星天文学
11
神 农 像
自然科学概论
§1-1自然科学的兴起
❖ 3、中国古代地理学
▪ -中国地理学以《山海经》、《禹贡》为开端 ▪ -汉班固的《汉书·地理志》建立了包括自然地理和
人文地理的地理学体系 ▪ -晋代编制的《禹贡地域图》是有文字记载的最早历史
地图集
28.11.2020
12
自然科学概论
§1-1自然科学的兴起
生理结构提出新的见解 哈维的血液循环理论，首次对人体生理过程
作出科学的说明
28.11.2020
18
自然科学概论
§1-2 近代自然科学的发展
二、 近代科学革命的社会文化动因 1、科学研究活动的社会制度化 1）探究自然的兴趣在民族精英中养成 文艺复兴引导他们发现和欣赏自然的美 新教主义引导他们通过认识自然去认识上帝 新教主义告诉他们自然是可以理解的 2）专职科学家这种社会角色的形成 3）科学社会建制的初步形成
自然科学第一章
布鲁诺的行动激怒了教会当局，使天主教会暴 跳如雷、恼羞成怒，他被控为“异端”，并被 革除教籍。1592年，宗教裁判所将他逮捕，投 入监狱。 1600年2月17日，教会以极其野蛮的手段，火焚 布鲁诺于罗马的百花广场，罪名是他不仅是一 个”异端分子”，而且是“异端分子的老师”。
C）意大利物理学 家伽利略的斗争
1、十六世纪以前：古代自然科学. 2、十六世纪到十九世纪：近代自然科学. 3、二十世纪到现在：现代自然科学.
1、古代自然科学
人类对自然规律的探索对自然的改造，从人猿向揖之后就 开始了。不过那时科学、神话、巫术、妖术、原始宗教彼 此不分，结成一个“混沌统一体”，这个混沌统一体就是 人类最原始的文化。
但丁 达· 芬奇 莎士比 亚 哥白尼
意大利
意大利
诗人、文艺 复兴的先驱 绘画大师
《神曲》
《最后的晚餐》《蒙娜丽莎》
英 国
波 兰 意大利
剧作家
科学家 思想家、 科学家
《罗密欧与朱丽叶》《哈 姆雷特》《奥赛罗》
提出“太阳中心说”
科 学 家
布鲁诺
发展哥白尼学说，认为 宇宙是无限的
制成天文望远镜，论证新 天文学说的正确性
• 伽利略是第一个把实验引进力学的科学家，他利
用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力
学定律。
• 在1589～1591年间，伽利略对落体运动作了细致
的观察。从实验和理论上否定了统治千余年的亚
里士多德关于“落体运动法则”确立了正确的 “自由落体定律”。
传说伽利略 在判决之后 喃喃自语说： “可是，它 还是在运动 的呀。”
古希腊的科学
自然科学与哲学 融合为自然哲学 科学家：苏格拉 底、柏拉图、亚 里士多德
自然科学史科学的萌芽PPT课件
自然科学史
1 四大文明早期的科学发展
4.黄河-长江文明
天文学： 制成浑天仪，很好的符合了天象
观察，保存了大量的恒星运行记录， 划分了星区，确定了八个节气。 数学：
采用十进制位值计数法，初步掌 握勾股定理，能够进行较为复杂的实 用计算。
自然科学史
2 古希腊科学
1.希腊人对万物本源的探索
希腊文明不是原生文明，而是两 河和埃及文明哺育产生的次生文明。
编制了乘法表、平方表、立方表 、倒数表、勾股弦表，采用十进制和 十二进制进行计算，能够解一元二次 方程，并能解决一些特殊的一元三次 和四次方程。
自然科学史
1 四大文明早期的科学发展
2.尼罗河文明
天文学： 对天狼星有精确的观测，确定每
年为365天。 数学：
采用了十进制，能够解一元二次 方程，初步计算圆周率为3.165，有 比较发达的几何学。 医学：
有比较详细的解剖学知识；在埃 及纸莎草卷中发现有47种疾病的症状 和处方。
自然科学史
1 四大文明早期的科学发展
3.印度河文明
天文学： 初步掌握一些天文历法知识。
数学： 懂得勾股定理，在天文计算中已
经开始使用三角学，能够进行简单的 乘方、开方运算。 医学：
记录各类病症1120种，能够进行 剖腹产等外科手术。
自然科学史
2 古希腊科学
3.欧几里得与《几何原本》
希腊的数学的成就主要表现在几何学 上。这跟第一次数学危机有关。
希腊数学最著名的学派是毕达哥拉斯 学派。毕达哥拉斯早年向泰勒斯求教， 后师从泰勒斯的学生阿那克西曼德。
毕达哥拉斯的主要思想是“万物皆数”， 即认为整个世界万事万物是隐藏在其背 后的数量关系在起作用。
由勾股定理，人们发现了无理数的存 在。无理数无法表达，因此希腊人认为 只有形体关系才更踏实，这促进了希腊几何学的发展。古希 腊数学集大成的著作是欧几里得的《几何原本》。
1 四大文明早期的科学发展
4.黄河-长江文明
天文学： 制成浑天仪，很好的符合了天象
观察，保存了大量的恒星运行记录， 划分了星区，确定了八个节气。 数学：
采用十进制位值计数法，初步掌 握勾股定理，能够进行较为复杂的实 用计算。
自然科学史
2 古希腊科学
1.希腊人对万物本源的探索
希腊文明不是原生文明，而是两 河和埃及文明哺育产生的次生文明。
编制了乘法表、平方表、立方表 、倒数表、勾股弦表，采用十进制和 十二进制进行计算，能够解一元二次 方程，并能解决一些特殊的一元三次 和四次方程。
自然科学史
1 四大文明早期的科学发展
2.尼罗河文明
天文学： 对天狼星有精确的观测，确定每
年为365天。 数学：
采用了十进制，能够解一元二次 方程，初步计算圆周率为3.165，有 比较发达的几何学。 医学：
有比较详细的解剖学知识；在埃 及纸莎草卷中发现有47种疾病的症状 和处方。
自然科学史
1 四大文明早期的科学发展
3.印度河文明
天文学： 初步掌握一些天文历法知识。
数学： 懂得勾股定理，在天文计算中已
经开始使用三角学，能够进行简单的 乘方、开方运算。 医学：
记录各类病症1120种，能够进行 剖腹产等外科手术。
自然科学史
2 古希腊科学
3.欧几里得与《几何原本》
希腊的数学的成就主要表现在几何学 上。这跟第一次数学危机有关。
希腊数学最著名的学派是毕达哥拉斯 学派。毕达哥拉斯早年向泰勒斯求教， 后师从泰勒斯的学生阿那克西曼德。
毕达哥拉斯的主要思想是“万物皆数”， 即认为整个世界万事万物是隐藏在其背 后的数量关系在起作用。
由勾股定理，人们发现了无理数的存 在。无理数无法表达，因此希腊人认为 只有形体关系才更踏实，这促进了希腊几何学的发展。古希 腊数学集大成的著作是欧几里得的《几何原本》。
自然科学课件
自然科学的研究对象
自然界 自然现象 自然物质 自然规律
自然科学的发展历程
自然科学起源：古希腊的哲学和求知欲望 中世纪欧洲：学术复兴和自然科学的萌芽 17世纪：科学革命和牛顿力学 18世纪：工业革命和自然科学的广泛应用 19世纪：达尔文进化论和现代科学的形成 20世纪至今：科技革命和自然科学的飞速发展
生物化学：研究 生物体的化学过 程、化学反应、 能量传递和物质 代谢的学科
两者之间的关系： 生物化学与有机 化学相互渗透， 有机化学为生物 化学提供了基础 知识和研究工具， 而生物化学则为 有机化学提供了 应用场景和实践 机会
在自然科学中的 地位：有机化学 和生物化学是自 然科学中非常重 要的基础学科， 对于人类的生产 生活、健康和环 境保护等方面具 有广泛的应用价 值
添加标题
添加标题
遗传物质：DNA、RNA等
添加标题
添加标题
基因与遗传：基因突变、染色体 变异等
地球自然规律
地球的构造与地貌
地球的内部结构：地壳、地幔、地核 地壳板块：欧亚板块、太平洋板块、美洲板块等 地貌形成：山脉、河流、湖泊、峡谷等 地貌变化：地质作用、气候变化等对地貌的影响
地球的气候与环境
大小有关
电磁波：电磁 场在空间中传 播，产生电磁
波
相对论与量子力学
相对论：由爱因斯坦提出，包括 狭义相对论和广义相对论，解释 了时间、空间和物质之间的关系。
两者区别：相对论主要解释宏观 现象，量子力学解释微观现象。
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
量子力学：研究微观世界的物理 理论，涉及到能量的量子化、波 粒二象性、不确定性原理等概念。
气候类型：定义、分类及影响因素 地球环境：自然地理特征、生态系统及人类活动对环境的影响 气候变化：温室效应、全球变暖及应对措施 环境灾害：自然灾害及其对人类社会的影响
自然科学知识的萌芽
自然科学知识的萌芽自然科学是研究自然界的物质形态、结构、性质和运动规律的科学。
它包括数学、物理学、化学、天文学、气象学等基础科学和农业科学、生物学、医学、材料科学等实用科学，是人类改造自然的实践经验即生产斗争经验的总结。
它的发展取决于生产的发展。
原始社会中，人类对自然界的斗争，因生产工具简单、粗笨，还受到原始宗教及其他意识的影响，自然科学的发展是缓慢的。
不过，人类取得的每一个科技进步，都推动了生产的发展，同时又促进自然科学知识的不断积累，预示着科技的新突破。
因此，尽管当时的人们尚处于蒙昧与野蛮状态，但他们在与自然界的斗争中，以辛勤的劳动与聪明和智慧，不断地推动着科学技术的发展。
我国古代居民对天文学知识的认识与探索有着悠久的历史。
早在旧石器时代，我们的祖先就已注意到暑往寒来的变化，月亮的盈亏圆缺，各种动物的活动规律，植物的生长与成熟的周期等等，并且逐渐摸索到它们的规律性。
因此，差不多与进入新石器时代同时，农业与家畜饲养业便出现了。
以后，人们为使农作物的生长不误农时，迫切需要掌握季节变化的规律。
这就促使天文与历法知识的产生。
从考古学提供的材料表明，可能在新石器时代早期，人们已经有意识地观测天象了，并用以确定方位、时间与季节。
方位的确定对人们的生产、生活有着重要的意义，所以人们很早就掌握了方位的辨别知识。
他们从日出、日落及日落后北斗等星体出现的规律中探索出东、南、西、北的不同方位。
他们在营造房舍、埋葬死者时，都注意到朝向。
例如住房的朝向大多选择南向；同一个墓地，甚至同一个考古学文化的不同墓地中，绝大多数死者的头都朝着同一个方向。
虽然其中有些朝向与正方向（正南、正北等）略有偏差，但基本方向都是不变的（少数不同方向的墓葬，应与死因有关）。
如西安半坡墓地中墓葬的排列十分整齐，它们的方向基本一致，略有偏差者也与正西方向相差不超过２０°u12290X在年代更早的新郑裴李岗墓地清理的１１４座墓葬，均为长方形竖穴墓，排列密集，很有规律，所有头向均朝南或稍偏西。
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第一章 自然科学的萌芽和发展
自然科学基础知识
目录
• 第一节古代自然科学 • 第二节近代自然科学 • 第三节现代自然科学
第一节 古代自然科学
• 一、古代西方的自然科学
•
西方自然科学发源于古希腊，当时以阿基米
德、亚里士多德等古希腊科学家为代表的自然科
学发展到一个相当完善的高水平。
•
当时，古希腊的自然科学家对组成世界的物
大革命。
•
在唐代的时候，史书就记载有用硫黄、硝酸钾和
木炭制成的火药，到了宋代，火药已用于武器。
•
中国的四大发明通过丝绸之路传到阿拉伯，又通
过阿拉伯人传到欧洲，对人类文明的发展起到了巨大
的推动作用。中国的古代科学技术取得了辉煌的成就
。
第二节 近代自然科学
• 一、近代自然科学的诞生
• （一）哥白尼提出日心说
•
阿基米德对于机械的研究源自于他在亚历山
大城求学时期。有一天阿基米德在久旱的尼罗河
边散步，看到农民提水浇地相当费力，经过思考
之后他发明了一种利用螺旋作用在水管里旋转而
把水吸上来的工具，后世的人叫它为“阿基米德螺
旋提水器”，埃及一直到两千年后的现在，还有人
使用这种器械。这个工具成了后来螺旋推进器的
先祖。
• 托勒密作为古希腊最后一位大天文学家，全面承 袭了亚里士多德的“地心说”。他把亚里士多德 的九层天扩大为十一层，把原动力天改为晶莹天 ，又往外添加了最高天、净火天。他设想，各行 星都绕着一个较小的圆周运动，而每个圆的圆心 则在以地球为中心的圆周上运动。他把绕地球的 那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”，他又 设想地球并不恰好在均轮的中心，而偏开一定的 距离，均轮是一些偏心圆：日、月、行星除做上 述轨道运行外，还与众恒星一起每天绕地球转动 一周，从而使计算结果达到了与实测的一致，取 得了航海的实用价值。
伦也被后人尊为造纸术的发明人。
•
到了公元600年前后的隋朝，中国人从印章技术
中得到启发，发明了雕版印刷术。北宋中期，毕昇为
了克服雕版印刷制版时间长的弊端，系统研究和总结
了雕版印刷术的经验，经过反复实验改进，于宋仁宗
庆历年间(1041—1048)制成了胶泥活字，在人类历史
上第一次进行了排版印刷，完成了印刷史上的一次重
•
在浮力的相关研究中，阿基米德也做出了出
色的成就，浮力定律也因此被称为阿基米德定律
。说起浮力定律的来源，还有一个有趣的故事。
•
相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金
的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假
，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，
到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假又不能破
坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣
•
在远古年代，人们说，天是由站在地上的擎天神
扛在肩上的。“盖天说”由此形成了：地是平的，天
是圆的，中间隆起，四周下垂，就像盖在地上的一个 半球形的大帐篷。可是以后人们又发现，日月星辰的
东升西落是“盖天说”解释不了的，只有在“盖天说 ”的半个球壳下面再加上半个球壳才对。于是“浑天
说”产生了，“浑天说”最初认为地球不是孤零零地
原理计算物体比重和测定船舶载重量等。
二、我国古代的自然科学
• 从春秋战国时期开始，我国的科学技术长期处于 世界的前列，中国也因此名列世界四大文明古国 之一。•四来自发明之一的指南针，是世界上最早利用
磁性指示方向的发明记载。指南针的原型最初见
于西汉典籍中的司南勺，后来直到北宋时期，经
过历代人们的不断实践改良，逐渐发展成为指南
们面面相觑。后来，国王请阿基米德来检验。最
初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，
他在家洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢
，同时感到身体被轻轻托起。他突然悟到可以用
测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比
重。他兴奋地跳出澡盆，跑了出去，大声喊着：
“尤里卡(意思是“我知道了”)！尤里卡！”
• 阿基米德经过了进一步的试验后来到王宫，他把 王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，
比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来
的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重
量的纯金的体积大，密度不相同。所以证明了王 冠里掺进了其他金属。
•
阿基米德从这次试验中发现了浮力定律（阿
基米德原理），并写在他的《浮体论》著作里，
也就是物体在液体中所获得的浮力，等于它所排
出液体的重量。一直到现代，人们还在利用这个
针，并在人类历史上第一次广泛地应用于航海。
•
造纸术大约发明于公元前2世纪。当时正是中
国的东汉时期，人们已经开始在纸上书写文字。
东汉和帝时期，蔡伦任中常侍，掌管宫廷御用手
工作坊，他系统地研究和总结了前人用麻织纤维
造纸的经验，然后利用麻头、碎布、树皮等原料
，采用改良的工艺造出了更加优质的纸张，受到
汉和帝的赞扬，蔡伦的造纸术从此得以推广，蔡
悬在空中的，而是浮在水上；后来又有发展，认为地 球浮在气中，因此有可能回旋浮动，这就是“地有四
游”的朴素地动说的先河。“浑天说”认为全天恒星
都布于一个“天球”上，而日月五星则附丽于“天球 ”上运行。
• 到公元前6世纪，古希腊学者毕达哥拉斯根据圆是最完美 形状的思想，第一次肯定了大地是球形的。接着，公元前 4世纪的另一位学者柏拉图提出，圆周是最完美的图形， 天上的物体都有神明，所以它们都应该沿着最完美的圆周 做匀速运动。随后，他的学生亚里士多德进一步提出了大 地是球形的无可辩驳的事实，首创了“地心说”。亚里士 多德说：“宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球 位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地 面。地球之外有九个等距天层，由里到外的排列次序是月 球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星 天、恒星天和原动力天。此外空无一物。各个天层自己都 不会运动，是上帝推动了恒星天层，恒星天层才带动了所 有的天层。人居住的地球，岿然不动地居于宇宙中心。”
质的本原持许多不同的观点，相互之间进行了激
烈的争论。其中，影响最大的赫拉克利特派认为
：万物的本原是火，世界上的一切物质都是由火
衍生而来的，最后又都复归于火。原子论派的代
表德谟克利特等人则主张世界上的万物都是由原
子组成的。
• 在力学和机械领域，阿基米德达到了相当高的理 论水平。当时的欧洲，在工程和日常生活中，经 常使用一些简单机械，如螺丝、滑车、杠杆、齿 轮等，阿基米德花了许多时间去研究，发现了“ 杠杆原理”和“力矩”的观念，对于经常使用工 具制作机械的阿基米德而言，将理论运用到实际 的生活上是轻而易举的。他自己曾说：“给我一 个支点，我可以撬起整个地球。”
自然科学基础知识
目录
• 第一节古代自然科学 • 第二节近代自然科学 • 第三节现代自然科学
第一节 古代自然科学
• 一、古代西方的自然科学
•
西方自然科学发源于古希腊，当时以阿基米
德、亚里士多德等古希腊科学家为代表的自然科
学发展到一个相当完善的高水平。
•
当时，古希腊的自然科学家对组成世界的物
大革命。
•
在唐代的时候，史书就记载有用硫黄、硝酸钾和
木炭制成的火药，到了宋代，火药已用于武器。
•
中国的四大发明通过丝绸之路传到阿拉伯，又通
过阿拉伯人传到欧洲，对人类文明的发展起到了巨大
的推动作用。中国的古代科学技术取得了辉煌的成就
。
第二节 近代自然科学
• 一、近代自然科学的诞生
• （一）哥白尼提出日心说
•
阿基米德对于机械的研究源自于他在亚历山
大城求学时期。有一天阿基米德在久旱的尼罗河
边散步，看到农民提水浇地相当费力，经过思考
之后他发明了一种利用螺旋作用在水管里旋转而
把水吸上来的工具，后世的人叫它为“阿基米德螺
旋提水器”，埃及一直到两千年后的现在，还有人
使用这种器械。这个工具成了后来螺旋推进器的
先祖。
• 托勒密作为古希腊最后一位大天文学家，全面承 袭了亚里士多德的“地心说”。他把亚里士多德 的九层天扩大为十一层，把原动力天改为晶莹天 ，又往外添加了最高天、净火天。他设想，各行 星都绕着一个较小的圆周运动，而每个圆的圆心 则在以地球为中心的圆周上运动。他把绕地球的 那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”，他又 设想地球并不恰好在均轮的中心，而偏开一定的 距离，均轮是一些偏心圆：日、月、行星除做上 述轨道运行外，还与众恒星一起每天绕地球转动 一周，从而使计算结果达到了与实测的一致，取 得了航海的实用价值。
伦也被后人尊为造纸术的发明人。
•
到了公元600年前后的隋朝，中国人从印章技术
中得到启发，发明了雕版印刷术。北宋中期，毕昇为
了克服雕版印刷制版时间长的弊端，系统研究和总结
了雕版印刷术的经验，经过反复实验改进，于宋仁宗
庆历年间(1041—1048)制成了胶泥活字，在人类历史
上第一次进行了排版印刷，完成了印刷史上的一次重
•
在浮力的相关研究中，阿基米德也做出了出
色的成就，浮力定律也因此被称为阿基米德定律
。说起浮力定律的来源，还有一个有趣的故事。
•
相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金
的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假
，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，
到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假又不能破
坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣
•
在远古年代，人们说，天是由站在地上的擎天神
扛在肩上的。“盖天说”由此形成了：地是平的，天
是圆的，中间隆起，四周下垂，就像盖在地上的一个 半球形的大帐篷。可是以后人们又发现，日月星辰的
东升西落是“盖天说”解释不了的，只有在“盖天说 ”的半个球壳下面再加上半个球壳才对。于是“浑天
说”产生了，“浑天说”最初认为地球不是孤零零地
原理计算物体比重和测定船舶载重量等。
二、我国古代的自然科学
• 从春秋战国时期开始，我国的科学技术长期处于 世界的前列，中国也因此名列世界四大文明古国 之一。•四来自发明之一的指南针，是世界上最早利用
磁性指示方向的发明记载。指南针的原型最初见
于西汉典籍中的司南勺，后来直到北宋时期，经
过历代人们的不断实践改良，逐渐发展成为指南
们面面相觑。后来，国王请阿基米德来检验。最
初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，
他在家洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢
，同时感到身体被轻轻托起。他突然悟到可以用
测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比
重。他兴奋地跳出澡盆，跑了出去，大声喊着：
“尤里卡(意思是“我知道了”)！尤里卡！”
• 阿基米德经过了进一步的试验后来到王宫，他把 王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，
比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来
的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重
量的纯金的体积大，密度不相同。所以证明了王 冠里掺进了其他金属。
•
阿基米德从这次试验中发现了浮力定律（阿
基米德原理），并写在他的《浮体论》著作里，
也就是物体在液体中所获得的浮力，等于它所排
出液体的重量。一直到现代，人们还在利用这个
针，并在人类历史上第一次广泛地应用于航海。
•
造纸术大约发明于公元前2世纪。当时正是中
国的东汉时期，人们已经开始在纸上书写文字。
东汉和帝时期，蔡伦任中常侍，掌管宫廷御用手
工作坊，他系统地研究和总结了前人用麻织纤维
造纸的经验，然后利用麻头、碎布、树皮等原料
，采用改良的工艺造出了更加优质的纸张，受到
汉和帝的赞扬，蔡伦的造纸术从此得以推广，蔡
悬在空中的，而是浮在水上；后来又有发展，认为地 球浮在气中，因此有可能回旋浮动，这就是“地有四
游”的朴素地动说的先河。“浑天说”认为全天恒星
都布于一个“天球”上，而日月五星则附丽于“天球 ”上运行。
• 到公元前6世纪，古希腊学者毕达哥拉斯根据圆是最完美 形状的思想，第一次肯定了大地是球形的。接着，公元前 4世纪的另一位学者柏拉图提出，圆周是最完美的图形， 天上的物体都有神明，所以它们都应该沿着最完美的圆周 做匀速运动。随后，他的学生亚里士多德进一步提出了大 地是球形的无可辩驳的事实，首创了“地心说”。亚里士 多德说：“宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球 位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地 面。地球之外有九个等距天层，由里到外的排列次序是月 球天、水星天、金星天、太阳天、火星天、木星天、土星 天、恒星天和原动力天。此外空无一物。各个天层自己都 不会运动，是上帝推动了恒星天层，恒星天层才带动了所 有的天层。人居住的地球，岿然不动地居于宇宙中心。”
质的本原持许多不同的观点，相互之间进行了激
烈的争论。其中，影响最大的赫拉克利特派认为
：万物的本原是火，世界上的一切物质都是由火
衍生而来的，最后又都复归于火。原子论派的代
表德谟克利特等人则主张世界上的万物都是由原
子组成的。
• 在力学和机械领域，阿基米德达到了相当高的理 论水平。当时的欧洲，在工程和日常生活中，经 常使用一些简单机械，如螺丝、滑车、杠杆、齿 轮等，阿基米德花了许多时间去研究，发现了“ 杠杆原理”和“力矩”的观念，对于经常使用工 具制作机械的阿基米德而言，将理论运用到实际 的生活上是轻而易举的。他自己曾说：“给我一 个支点，我可以撬起整个地球。”