世界科学技术史(2)

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世界科学技术史
第二讲
中世纪欧洲的农业技术
作物技术:种植燕麦、豌豆、大豆、大麦 重犁技术:深耕土壤,促使农业发展 马牵引力:马替代牛作为挽畜 三田轮技术:连续两季耕作两块地,第三块地休 耕。 通过农业革命,欧洲变得更加富裕,城市化提高, 这样必然产生现代科学,引领世界技术发展,生 态恶化是其副作用。 公元600年-1300年,人口增长3倍。巴黎23万人。 大规模教堂兴建。
解剖学的发展:
1543年,维萨里(1514-1564)《人体结构》出版 1628年,哈维(1578-1657)血液循环理论出版
佛罗伦萨主教堂的穹顶,主教堂是13世纪末行会从贵 族手中夺取了政权后,作为共和政体的纪念碑而建造 的。八边形的歌坛,对边宽度是42.2米,预计要用穹 顶覆盖。这在当时,技术上十分困难,不仅跨度大, 而且墙高超过了五十米,连脚手架的模架都是很艰巨 的工程。其设计师,佰鲁乃列斯基,出身于行会工匠, 精通机械、铸工是杰出的雕刻家和工艺家,在透视学 和数学方面都有过建树,是文艺复兴时代所特有的那 种多才多艺的巨人。
中世纪风车
水车与农庄
中世纪钟表
中世纪炼金术装置
中世纪的欧洲大学
欧洲兴办大学是随着农业革命所推进的城市兴起和财富增 加出现的新生事物。 意大利博洛尼亚(9世纪),巴黎大学(1200年),牛津 大学(1220年),科英布拉大学(1290年) 大学效仿欧洲手艺人行会,演变成至少在名义上与宗教无 关的学生和教师群体。 早期的大学生机勃勃,为中世纪晚期的欧洲社会注入了活 力。 主要教授神学、法律、医学,逻辑、算术、几何、天文学、 音乐。 12世纪欧洲大学开始翻译来自阿拉伯世界的希腊科学经典 著作。
毛瑟枪
Woolwich火炮博物馆
军事革命
火药革命削弱了封建骑士和封建领主的军事作用,取而代 之的是开支巨大的用火药装备起来的海军与陆军,只有中 央政府才有可能承担如此高昂的军费。 有了大炮,中世纪欧洲的城堡和旧城墙就抵御不了攻击了, 必须有更加坚固的新型防御体系,费用同样惊人。 欧洲历史上这样独一无二的军事技术,如果没有政府的支 持,是不可能发展起来的,这促使了中央集权社会的转型。 大事兴建兵工厂、造船厂和要塞,就如同水利文明兴建水 坝和水渠一样,都是国家所有并由国家控制的公共工程。 军事革命的主要后果,是在欧洲形成了相对比较集权而彼 此始终竞争的一批国家,以及欧洲殖民主义的兴起和欧洲 人征服全球的开始。
玛丽号炮舰
古登堡印刷术
1430年代,古登堡发明印刷术,欧洲媒体革命。 在科学方面,正是由于印刷术的发展和人文学者 的工作,才又掀起一场恢复古典文献的热潮。
文艺复兴
14-15世纪意大利文艺复兴:
多那太罗(1386-1466) 阿尔贝第(1404-1472) 达· 芬奇(1452-1519) 丢勒(1471-1528) 拉斐尔(1483-1520) 米开朗基罗(1475-1564)
黑死病
火药和大炮
公元9世纪,中国人发明了火药 1150年前,制造烟火、爆竹、火箭 1288年,中国制造了火枪 13世纪,蒙古人、伊斯兰世界和欧洲有过关于火药技术的 交流 1310-1320,大炮被欧洲人发明,很快有传回中东和亚 洲,1356年到中国。 到1500年,旧大陆的文明中心,制造枪炮成为普遍技术。 1550年代,毛瑟和威廉· 路易发明了滑膛枪,并制定了放 排枪战术
哥白尼行星体系示意图
第谷在天文台工作
第谷(1546-1601)
丹麦科学家,贵族 被尿憋死的大科学家 天堡、星堡 占星术、炼金术 许多仪器单独一件的费用就比收入最高大学的教 授一年薪金还高。 第谷体系。在此模型中,地球位于中心,而太阳 绕着地球转,行星绕着太阳转。 1572年,观察到超新星 1577年,对彗星观察
马车挽具 欧洲中世纪农庄和城堡
巴黎圣母院
欧洲中世纪的军事技术
马镫:8世纪传到欧洲 甲胄和兵器:金属加工技术高水平 骑士制度:骑兵冲刺典型的欧洲战争技术 顺利融入农业革命产生的庄园制度中 十字军东征:8次,1096年-1270年
欧洲中世纪 骑士
wenku.baidu.com
中世纪欧洲的动力技术
欧洲工程师发明许多新奇的机器,其中最突出的 是水力和风力推动的机器。 水车技术:水磨、锯木、锻铁 风车技术:围海造田、磨坊 中世纪欧洲人对机器的幻想和迷恋,认为只要通 过技术开发就能使之造福人类。一系列导致欧洲 社会文化转型的技术创新与科学理论没有关系。 欧洲文明取得的成就为科学和自然哲学创造了全 新的外部条件,使得在欧洲出现一种充满生机的 新型学术文化有了较好的活动空间。
近代科学
近代科学是指在16-17世纪欧洲的科学活动所创立的科学 探索的传统以及在那个时期人们获得的探究自然的知识体 系。 近代科学这个词汇最早是属于一个西方的带有地域色彩的 词汇,后来渐渐地被接受为人类共同的精神财富,指的是 今天人类一切科学活动的共同基础。 近代科学和古代科学的区别,我们主要是指近代科学建立 的传统和古希腊科学的区别。古希腊科学在人类的科学探 索历程上有重要的意义,它主要表现在古希腊时代第一次 把宇宙和神分离开来,通过知觉和经验,以逻辑推理来演 绎知识 。 近代科学和古代科学最重要的区别就是人们发现实验是获 得自然奥秘的最有效的途径,而且建立了一套完整的通过 实验发现自然规律的方法。
大航海时代
技术的变革体现了复杂的社会进程,即使非常专业化的技 术(如造船中的某些技术),也是通过与各种各样的社会 因素相互作用的结果。 大航海时代:达· 伽玛,哥伦布,科尔特斯,麦哲伦 中世纪后期欧洲发展产生了深远的影响,科学思想几乎没 有起到什么作用。 当时的炮兵、铸造匠、造船工人、工程师和航海家在从事 它们的工作时,在进行发明创造时,没有靠别的东西,仅 仅凭借它们的经验、技艺、直觉、大致的估计和勇气。 但是葡萄牙、西班牙政府开始关注科学,天文学、数学、 地理学等与航海有关的知识受到重视。
梵蒂冈圣彼得大教堂 位于广场的西南面,最初是由君士坦 丁皇帝在圣彼得墓地上修建的。 1506年重建,1626 年最后完成, 历时120 载。圣彼得大教堂比该城 其他建筑的屋顶要高。对罗马天主 教而言,圣彼得大教堂是最重要的 宗教圣地。它以耶稣十二门徒首领 圣彼得的名字命名。教堂能容纳5 万人,占地面积达1.51 万平方米。 在1989年以前,它一直是世界上最 大的教堂。圣彼得大教堂收藏有米 开朗基罗、拉斐尔、勃拉芒特和小 莎迦洛等大师们的杰作,均为艺术 珍品。圣彼得大教堂的兴建到落成, 不但是一部文艺复兴到巴洛克时代 的艺术史,还是一部宗教变迁史。
中世纪的欧洲大学
不同方法的冲突
巴黎大学:多明我会,纯粹的亚里士多德和自然 主义的观察方法 牛津大学:方济会,柏拉图式的抽象方法
格罗斯泰特(1168-1253),主张探索自然,科学的 实验方法之父。 罗杰· 培根(1215-1292)创造有用的实验装置,自 行车和推动的车船
博罗尼亚大学 巴黎大学 牛津大学
1514年,《要释》 1540年,雷蒂库斯《摘要》 1543年,《天体运行论》在临终前发表
哥白尼的日心说
他根本没有证明日心说。仅仅把日心说当作假设,采用欧 几里德几何学的方式,然后在所假定的框架下推导出行星 运行的定理。 日心体系比笨拙的托勒玫体系来,在导出有关命题时显得 更加简单、和谐而已,更加爽心悦目。 第一卷(24页),描述了体系的总体轮廓,不仅把有关问 题定性的解释得十分透彻,而且给人一种绝妙的美感。 其他五卷(195页),数学天文学的难懂的推理,堆砌了 大量技术细节,其实一点不比托勒玫体系更精确、更简单。 天主教的天文学家在16世纪的后半叶也没有把他的假说看 成是反对神学的异端邪说。 1551年,赖因霍尔德根据哥白尼的原理计算出天文表,普 鲁士表发表。 1582年,历法改革,格里高利历代替儒略历。
哥白尼-第谷-开普勒 伽利略-托利斥里 盖里克-帕斯卡-波义耳 惠更斯-胡克-牛顿 培根-笛卡尔
哥白尼
第谷
开普勒
伽利略
牛顿
帕斯卡
笛卡尔
培根
哥白尼(1473-1543)
出生于波兰。 1491年,进入克拉科夫大学,1500年前后到意大 利几所大学学习法律和医学,对天文学感兴趣。 他是最后一位古代天文学家,而不是第一位近代 天文学家。 他是一个很保守的人,发现了日心说,但是不发 表。
科英布拉大学
13-14世纪的科学活动
阿奎那(1224-1274),让传统的基督教世界观 与亚里士多德及其他异教徒的希腊传统协调一致。 1277年,巴黎主教在教皇支持下,公开谴责亚里 士多德学说中219项可恶的错误,并宣布将异教 徒逐出教会。 反而使中世纪的思想家解放思想,如比里当 (1297-1385)和奥雷姆(1320-1382),思 考地球绕着太阳转。 乔叟《论星盘》,斐波纳契《算盘书》,内莫雷 的《重力学》,阿尔伯特《论植物》、《论动 物》。
科学革命
科学和神学的冲突直接导致了科学革命的起源。 15世纪之后,随着欧洲学术思想的逐渐繁荣,人们逐渐以 新的视角去探究以前的那些学问和学说,逐渐发现了很多 新的问题,发现宇宙的解释,基督教的很多说法是不对的, 因此在科学和神学之间开始出现了冲突,最明显的、最典 型的冲突是出现在对宇宙的解释和对生命的解释上,在这 两个领域的冲突先后有很多先驱者蒙难,被基督教判处死 刑。 科学向神学的挑战,最早是在天文学领域开始的,随后在 物理学等领域展开,科学革命开始了。
中世纪欧洲的大学
欧洲人在中世纪创建大学为科学奠定了知 识结构基础,又通过对亚里士多德科学的 批判性思考为科学奠定了智力基础。 欧洲中世纪取得的科学成就的历史意义并 没有体现在中世纪当中,而是为后来的16 -17世纪的科学革命打下了良好的基础。
黑死病
1315-1317年,欧洲大饥荒 1347-1348年,淋巴腺鼠疫(黑死病), 夺去了四分之一到三分之一的欧洲人口。 100多年后,欧洲和欧洲科学才开始复苏。 持续到18世纪再次光临,总人口死亡率达 40%。 1338年,英法百年战争也销毁了法国中心 的辉煌。
宗教革命
法术和相关知识体系,就其最高水平而言,属于 严肃的精神和智力追求,体现了对自然界的深刻 理解。 神秘学包括占星术、炼金术、鬼怪学、占卜学、 神秘符号学、神秘哲学等。 1517年,马丁· 路德“九十五条论纲”贴在大教堂 门口,引起欧洲的宗教革命,持续到1648年。 科学革命就是在那次宗教革命的背景下展开的, 许多关键人物,如开普勒、伽利略、笛卡尔和牛 顿,都受到神学骚乱中所争论的那些宗教问题的 深刻影响。 历法改革:儒略历--新历
开普勒(1571-1630)
占星术和数字神秘主义 蒂宾根大学学习神学,后到第谷天文台工作 1596年,《宇宙的秘密》出版,第一次支持哥白 尼的观点。 1600年,被驱逐离开布拉格,到丹麦投靠第谷。 1609年,《新天文学》出版,著名的三大定律的 前两条。 1619年,《宇宙谐和论》,第三定律。 事实上,那些知道开普勒工作的科学家的大多数 人,包括伽利略,都不同意他的观点。 他获得的名声仅仅是一位有点癫狂的大天文学家。
开普勒行星体系示意图
伽利略(1564-1642)
伽利略于1564年2月15日出生于意大利的比萨城。伽利略从小受到了良好的 家庭教育。 他进入比萨大学学医,同时潜心钻研物理学和数学。发表了许多有影响的论 文,从而受到了当时学术界的高度重视,被誉为“当代的阿基米德”。 伽利略在25岁时被比萨大学的数学教授。两年后,伽利略因为著名的比萨斜 塔实验,触怒了教会,失去这份工作。伽利略离开比萨大学后,于1592年去 威尼斯的帕多瓦大学任教,一直到1610年。这一段时期是伽利略从事科学研 究的黄金时期。在这里,他在力学、天文学等各方面都取得了累累硕果。 1610年,伽利略把他的著作以通俗读物的形式发表出来,取名为《星空信 使》。伽利略被聘为“宫廷哲学家”和“宫廷首席数学家”,从此他又回到 了故乡佛罗伦萨。 伽利略在佛罗伦萨进行科学研究,他的天文学著作明显的体现出了哥白尼日 心说的观点。因此,伽利略开始受到教会的注意。1616年开始,伽利略开始 受到罗马宗教裁判所长达二十多年的残酷迫害。 1642年1月8日,凌晨4时,伟大的伽利略离开了人世,享年78岁。在他离开 人世的前夕,他还重复着这样一句话:“追求科学需要特殊的勇气。”
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