自然科学概论_绪论(上课)

大致可分为上古、中古、下古三个历史阶段，它 们分别对应于原始社会、奴隶社会和封建社会。
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（一）原始社会的自然科学
1、原始时代的技术与经验态的自然知识
（1）最初的技术是在一百乃至二百万年以前产 生的用“以石击石”的方法制造石器的技术
（2）人类学会的第二个技术是用火和人工取 火
（3）人类学会的第三种技术是植物栽培技术和动 物驯养技术。 （4）人类学会的第四方面的技术是制陶技术、 纺织技术、建筑技术和运输技术。 （5）人类学会的第五种技术是文字的发明。
（二）、 奴隶社会的自然科学
两河流域、古埃及和古印度的科学技术
大约在公元前3000年，两河流域(幼发拉底河和 底格里斯河流域)古埃及(尼罗河中下游)和印度(恒河) 都相继进入了奴隶制社会，它们创造的灿烂文化，在 古代科技史上是令入瞩目的，为后来的科技发展奠定
了基础．造成了不容忽视的影响和作用，这些成就主
随着这些技术的产生和发展，人类也就积
累着越来越多的经验形态的自然知识。
这些在生产实践中产生并以经验形态 存在于技术之中的自然知识，就构成 了自然科学萌芽的最初形式。
科学起源的两种线 索 技术的发 展 理性的线 科学的起 源
理性思维
索 （在解释自 然的过程中）
感性思维
2、冶金技术的出现与原始社会的解体 在陶器发明之后，随之是在制陶技术的 基础上发展起来的、出现最早的冶金技 术——从铜矿石中炼出铜来。冶金技术 诞生于公元前8—7世纪。
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2、技术科学 技术科学是将基础科学知识向实践应用的中间环 节，是基础科学转化为直接生产力的桥梁，它一方面 是基础科学的应用，另一方面又是直接指导工程技术 研究的理论基础。 应用数学 应用物理学 应用生物学 。。。。 计算机技术科学 材料技术科学 能源技术科学 。。。。。
1.西门子制成励磁电机, 可以发电,但尚不能应用 2.赫兹发现电磁波,制 成电磁波发生装置,使无 线电通信成为可能，但 还没实现。
要表现在农业、天文、数学、医学、建筑等方面。
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两河流域、古埃及和古印度的科学技术 1、农业与农业技术 水利工程建设 畜耕文化的出现
两河流域、古埃及和古印度的科学技术 2、天文学
随着农业生产的发展，人们逐渐意识到必须 掌握季节周期性变化的规律。发现这与天空中 星象的变化有关，因而开始了对日月和星辰的 观察，以此为依据来制订最早的历法。
5、建筑技术
建筑技术是一种综合性技术，它是一定社会总体技 术水平的反映。这时，古代两河流域埃及、印度。有 许多至今令人赞叹的建筑。 例如：现存的4000多年前在两河流域建成的一座 神庙．共7层，最高处达26米，底层面积达800多平方 米。是用烘烤过的泥砖建成的，现仅存一些残垣断壁。 建成于公元前7世纪的巴比伦城是两流域建筑技术 的顶峰。该城有内外三道城墙，其上共有300多座塔楼， 石墩桥立于幼发拉底河上，贯通全城的笔直大道用白 色和玫瑰色石板铺成，城门墒上用玻璃砖拼砌成美丽 的图案。城内的马都克神庙、也是一座塔台式建筑， 高90.l米，是城内最大的建筑物。
技 术 科 学
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3、生产科学（应用科学、工程科学 ） 应用科学主要是研究基础科学和技术科学的理论在 生产过程中的具体运用,从而提供改造自然的手段和 方法，研究的是具体的技术原理、结构和工艺。
1.爱迪生制成电机,建 成电厂,建立电力技术 体系,迎来电世界 2.波波夫与马可尼 进行无线电通信获得 成功,实现跨越大洋的 无线电通信,迎来电信 时代
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• 3．自然科学的动力性 • 自然科学属于生产力范畴，是知识形态的生产力， 是推动社会发展的原动力。因为生产力是人们认 识自然、改造自然的能力。它展示人和自然的关 系，而自然科学正是揭示自然规律，预测未来， 并指导人们征服自然、改造自然的科学。 • 自然科学作为知识形态生产力一旦加入到生 产过程中就会形成直接生产力，对社会生产超直 接的推动作用。
在印度河流域的考古发掘中发现哈拉巴文化时期(公元 前3000年)的建筑已采用砖木结构。 哈巴拉和摩亨约达罗是那个时期最大的两座城市，占 地面积约200—300公顷，后者保存的比较完整．可以 清楚地看到它分为卫城和下城两部分，卫城建有许多
公用建筑，下城为居民区，建有许多住宅，城内有平
宜相交的道路网和完整的给排水系统，早在三四千年 前能建成这样的城市是世界上仅有的。
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第一节 自然科学的概念、研究 对象和特点
一、自然科学概念 科学是反映自然、社会、思维等客观规律的知识体系。它 包括自然科学、社会科学、思维科学等。 自然科学作为科学体系中的一个组成部分，是研究自然界 各种物质和现象的科学，是人类在认识自然、改造自然的 过程中所获得的关于自然界各种事物的现象和规律的知识 体系。
两河流域、古埃及和古印度的科学技术
3、数学
在两河流域，人们采用十进制和六十进制并用的 计数方法，并且编制了乖法、倒数、平方、平方根、 立方、立方根等数学表，几何学和代数学这时也有了 开端
在印度，成书于公元前5—4世纪的《准绳经》记载了 一些几何知识。他们已经知道了勾股弦定理．使用的
圆周率为π＝3.09。他们在天文计算中已开始使用三
古希腊、罗马时代的科学技术
希腊半岛与两河流域和埃及相距不远，深受这两个地区 早期文化的影响。古希腊人在吸收埃及、巴比伦的科学技术 基础上，又发明创造了自己的灿烂文明，使原始的科学技术 逐渐成熟，并形成了特定的形态，使古希腊成为当时欧洲的 文化中心．也是近代科学技术的主要发源地。
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历史背景
公元前594年以梭伦为代表的工商业奴隶主，推行了一系列改革， 限制贵族奴隶主对同族同胞的奴役与压迫。但是他们并没有取 消奴隶制，而是允许雅典公民对外来异族奴隶进行奴役。这样， 改革使一部分雅典公民享有了民主权利，有权参加政治生活， 从事科学文化活动，这种称之为奴隶主民主政治体制被认为是 奴隶制国家中高度发展的一种标志。政治上的民主与思想上的 解放历来是科学技术发展的重要条件。虽然获得这种权利的仅 仅是一部分雅典公民，但是却保证了这一部分人有充分的自由 从事科学文化活动。 希腊半岛的地理位置又使它与地中海沿岸及东方各国建立了频 繁的贸易交往，商业较为发达。
• 自然科学包括数学、物理学、化学、天文学、气象学、海 洋学、地质学、生物学等基础科学，以及材料科学、能源 科学、空间科学、农业科学、医学科学等应用技术科学。 是人类改造自然的实践经验，即生产斗争经验的总结。
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• 二、自然科学的研究对象
自然科学研究的对象是客观自然界，即自然 界中各种物质的现象及其运动规律。主要包括如 下方面： 1．人们认识自然、改造自然这些科学技术活 动的过程和结果，即知识体系。 2．人们认识自然、改造自然这些科学技术活 动的条件和结果。 3．人们进行认识自然、改造自然科学技术活 动的思想和方法。 上述三个方面也构成了本门课程的基本内容。
角学，成书于公元499年的《圣使集》有66条是有关
数学的，包括算术运算、乘方、开方以及一些代数、
几何学和三角学的规则。
4、医学
古埃及的医学较为发达，他们留下的较完整的医 学草纸书有六七部。其中埃伯斯草纸书(成书于第18 王朝，约公元前1584—1320年)是一部宽0.3米，长 20.23米的医学巨著。该书记载了许多病症的医疗方 法，包括内科、妇科、眼科、解剖、生理、病理等多 方面的知识，所载药方有877个。
2、冶金技术的出现与原始社会的解体
原始的科技发明尽管是经验性知识，但它的意义不 仅是人类能动地改造自然，同时，在改造自然的过 程中也改造了人类本身．发展了人类的聪明才智。 随着认识自然改造自然的进展，社会生产力不断提 高。到了原始社会末期．农业、畜牧业、手工业都 达到了新的水平，劳动有了剩余．剥削便随之出现， 奴隶制社会就到来了。奴隶制社会的出现是人类社 会进步的表现。
动力技术、材料技术、 机械技术、栽培技术、 控制技术、建筑技术、 ……
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第二节 自然科学的发展历史
自然科学的发展历史大致可分为三个阶段 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.
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• 一、 古代自然科学
• 古代，一般指从人类社会诞生直到公元15世纪。
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• 三、自然科学的特点
• 1．自然科学的同一性 • 自然界中各种物质现象及其运动规律，对任何 人、任何阶级都是相同的，是不以人的主观意志 为转移的，这就是自然科学的同一性。
• 2．自然科学的继承性 • 自然科学具有很强的历史继承性，主要表现在： 它的内容只要经过实践检验是正确的，就可以永 远为后人所继承，而不会随社会形态的变更而被 抛弃。
4、医学
医学在古印度是颇受重视的学科之一。成书于公元 前1世纪左右的《阿柔吠陀》(长寿知识)是古代印度最 早的一部医学著作，载有内科、外科、儿科等许多疾
病的治疗方法。《妙闻集》则记载了一些解剖学、生
理、病理、内外科、妇科、儿科等知识，各类病症达 l120种，在对拨白内障、除疝气、治疗膀肮结石、剖 腹产等外科手术上有相当高的水平，记载外科手术器 材120种。
古代埃及人民观察到太阳和天狼星同时从地平线升起的 那天之后两个月，尼罗河就开始泛滥。因此，他们把这 一天当做一年的开始。早在公元前424l年，埃及人的历 法规定每年十二个月，每月三十天，年终加五天节日， 总共365天。今天所用的公历，就是埃及的太阳历经过 演变而来的。
巴比伦人根据月亮盈亏来制定太阴历，测定了一个太阴 月的精确数值，同现代测定的数据只有三分之一秒的误 差。
自然科学概论
农万廷 化学与生物工程系
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自然科学概论的教学目标
• 《自然科学基础》是一门旨在对大学生进行科技 知识教育的素质教育课程。 • 通过《自然科学概论》课程的教学活动，使学生 初步了解自然科学的概念、研究对象与研究内容 及其自然科学与社会进步、生产力的提高之间的 关系； • 了解自然科学的发展过程中的重大事件、重要人 物和科学思想、科学精神。 • 了解各自然科学学科的发展前沿及热点问题； • 培养学生科学的思维方式和行为方式，提高学生 的科学素养。 • 能够更多地关注科学和文化的关系，树立对科学 的崇敬和对人的关怀。
古希腊、罗马时代的科学技术
• 自然哲学在那里得到了空前发展，它即是古代的哲学，又 是自然科学的一种形态。当时古希腊的自然哲学家们通过 直觉和哲学的思辨，对自然现象作出种种对后来科学发展 有重要影响的解释。
• 出现了以定理、定律、形式表述的自然知识，被称为理论 自然知识。
• 古希腊生产技术也有了很大的提高，手工业、商业、运输 业都有了长足的发展，经济基础的发展又进一步促进了科 学技术的发展，数学、天文学、物理学、地理学、生物学、 医学等也发展很快，使整个社会处在鼎盛时期。
2、冶金技术的出现与原始社会的解体
奴隶制社会出现的时间在世界各地有很大差异， 最早出现奴隶制的地区和国家是一些农业较发 达的大江河流域。主要有西亚的幼发拉底河和 底格里斯河流域(今天的伊拉克)，东北非的尼 罗河流域(今天的埃及)，印度的印度恒河流域 和我国的黄河、长江流域，这些国家在人类文 明史上都留下了灿烂的古代文明。
• 4．自然科学的实践性 • 自然科学所揭示的规律，是自然界的客观规
律，它是不以人们主观意志为转移的，并要经过 客观实践的检验。自然科学来自于实践，应用于 实践。正确与否还必须要通过实践的验证，所以 它具有很强的实践性。
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• 四、自然科学的分类 1、基础科学 基础科学以自然界的物质形态及其运动形式为研究对 象，目的在于探索和揭示自然界物质运动的基本规律。 它的任务是探索新领域，发现新原理。基础科学是整 个自然科学的基石。 数学 物理 化学 1.法拉第发现电磁感应原理 天文 （发电原理） 基础科学 地学 2.麦克斯韦提出电磁波理论 生物 „„.
巴比伦人对天象的观察尤为仔细。公元前2000 年左右，巴比他人制定一年为360天，一年分 十二个月，每月三十天。为了使历法同季节性 的农业节日符合，他们每隔六年于年末加上一 个闰月。巴比伦人还给我们提供了另一些时间 单位如制定一周为七天，用太阳、月亮和五大 行星的名字来称呼一周中的七天，又将一天分 成以二小时为单位的十二时，每小时六十分， 每分六十秒，人们迄今尚沿用这些时间单位。