古代科学技术与自然观的源流.ppt

第一篇 科学技术与自然观,自然辩证法讲义,高亮华 清华大学科学技术与社会研究所 Tel: 62773013-233 ; 82866697 Email: ,引论,自然界,最广义的自然界，就是指自身表现具有无限多样性的整个存在，就是我们这个宇宙的总和。包括人和社会。 狭义的自然界即与社会相对立的自然界，是自然环境的同义语。我们课程在此意义上使用该词。,自然观,是关于自然界的存在方式、演化发展以及人与自然关系的总看法，总观点。是世界观的不可分割的部分,自然观的主要内容：,存在图景,演化图景,自然图景,自然界的本体论构成,自然界的结构与秩序,自然界的演化发展及原因,人与自然的关系,自然观的演化,丹皮尔:科学史序诗,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（Sphinx）式的笑脸。 注视着好景不长的哲人和圣贤， 她耐心地等了一会 他们的方案就烟消云散。,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； 人们摸透了大自然的脾气， 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。 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 猜不透的史芬克斯式之谜。,自然观的演化： 古代自然观 神话与神话形态的自然观 理性形态的自然观 （中国古代与古希腊） 近代自然观（机械唯物主义，形而上学） 现代自然观（辩证法形态，在继续进化之中） 我们的角度，从历史上自然观的变迁来学习和把握辩证唯物主义自然观。 辩证唯物主义的自然观 马克思主义关于自然界本质及其发展演化规律的根本观点和系统理论。,第一章 古代科学技术与自然观的源流,高亮华 清华大学科学技术与社会研究所 Tel: 62773013-233 ; 82866697 Email: ,自然辩证法讲义,目 录,1 神话或原始宗教的自然观 2 古希腊自然哲学 3 中国古代自然观 4 小结：古代自然观的主旨与特点,1 神话或原始宗教的自然观,神话或原始宗教几乎与人类文化一起产生。 神话是在原始社会里，人类用幻想的形式，按照自己的心理与愿望，对自然和社会潜在力量所进行的描摹、解释和传述的故事。 神话以表象类比的方式来解释世界的生成、演化。 马克思：通过人民的幻想用一种不自觉的艺术方式加工过的自然界和社会形式本身。,神话或原始宗教自然观的特征 万物有灵 人与自然紧密相关 自然与超自然并置 自然界存在着秩序 人类能够凭借精神的力量调节和控制自然力 人类文明的特质（精神气质）：控制 从巫术到技术,2 古希腊自然哲学,古希腊科学技术,一般而言，古希腊时期主要是指从公元前3000年到公元前30年罗马帝国消灭了希腊人统治的埃及托勒密王朝为止。古希腊社会的经济支柱主要是手工业和商业，而不是农业。而就科学而言，古希腊在天文学、数学、物理学、生物学和医学等方面都有很大的发展，堪称古代西方世界科学发展的一个高峰。,在天文学上，古希腊人很早就有了球形天体的观点，并且产生了地心说和日心说。 在数学上，有毕达哥拉斯学派的许多几何证明和无理数的发现。更为著名的就是欧几里德的数学巨著几何原本，不仅从此创立了极为系统和严格的欧式几何体系，而且带给科学研究一种严谨的演绎逻辑方法。 另外，出现了像阿基米德这样的科学大师，他研究了很多形体复杂的面积和体积的计算方法，发明了许多机械，发现阿基米德定律，提倡实验方法。同样，亚里士多德也是希腊时期的一位重要的思想家和科学家。在科学上，他创立了物理学（尽管在今天看来并不正确），建立了形式逻辑，在对生物进行实验研究的基础上，创立了系统的生物学和博物学，并且系统地研究了生物的分类。 在医学上，有著名的希波克拉底的以四种体液为基础的医学，并且希波克拉底宣言至今为止仍然是全世界医生所遵守的基本行为规范。,古希腊自然哲学,自然哲学，是拉丁文Philosophia Naturalis的意译，是关于自然界及其内在本性的哲学研究，在古代指的是自然知识的总汇和统称，其目的是获得自然界的完整图象。,古希腊自然哲学兴起的历史背景,亚里斯多德关于哲学与科学诞生的三个条件：惊异、闲暇、自由。 希腊人：一个好奇心的民族 从没有一个罗马人是因全神贯注于对数学图形的冥想而丧生的 提供希腊人以闲暇的是奴隶制， 雅典（全盛时代）：公民：9万；奴隶：36.5万；被保护民：4.5万 前五世纪：斯巴达：公民9千人（4万），家属在内4万人；希洛人20万人；皮里阿希人3万 提供希腊人自由的是城邦民主制。 雅典：五百人会议,古希腊创立自然哲学和理论自然科学，是近代欧洲自然科学产生的主要思想渊源。 他们没有留下造福于后人的伟大工程，也没有作出什么杰出的技术发明，可是在精神方面，他们的遗产是难以估量的。他们热爱自由，不肯屈服于暴君，民主体制年轻而富有活力。他人热爱生活，四年一次的奥林匹克竟技会是他们欢乐生活的写照。他们崇尚理性和智慧，热爱真理，对求知有一种异乎寻常的热忱。,主要代表人物：泰勒斯（Thales） “七贤”之首 宇宙如此广阔，忙于地上的事情而忘了看天，是一种更可笑的无知。 年代：公元前600年为其鼎盛年 生平：生于米利都，游学埃及与巴比伦。 趣闻：哲学家并非不能致富，非不能也，实不为也！ 把目光转向天空，超凡脱俗的理性态度。超越的、非功利的，对现实的功利不计，专注天空而忽视大地。这是希腊以致整个西方的思想品格。,米利都学派,万物源于水 世界上的万事万物都是从水里产生出生的，最后又复归于水。水是世界上万物的本原。 哲学上，提出世界本原（始基）的概念。 本原（亚里士多德）：“一切存在物都由它构成，一切都由它产生，最后又都复归于它，该物就为本原。” 这里的意义不在于这句话是否正确，而在于其说话的方式。 科学与哲学思维的原则：从纷繁复杂的现象中找出共同的原理，再从原理说明更多的现象 还原论方案,现象,原理,现象,归纳,说明,其他代表人物： 阿那克西曼德（Anaximander）: 无限 世界万物的本原不是我们所知的元质，而是一种不固定的物质，称之为“无限”（也有译为“不定质料”的） 万物所由之而生的东西，万物消灭后复归于它，这是命运规定了的，因为万物按照时间的秩序，为它们彼此间的不正义而互相偿补。 阿那克西米尼（Anaximense） 气 灵魂是气，火是稀薄了的气，气凝聚时先变成水，再变成土，再变成石头,毕达哥拉斯（Pythagoras）学派,生平：爱奥尼亚的萨莫斯人，据说就教过泰勒斯，去埃及留学过。后移居南意大利的克罗敦。 集科学、哲学、宗教于一体的神秘教派，对圆崇拜，不能踩黄豆。,在现世生活里有三种人，正象到奥林匹克运动会上来的也有三种人一样。那些来作买卖的人都属于最低的一等，比他们高一等是那些来竞赛的人。然而，最高的一种乃是那些只是来观看的人们。因此，一切中最伟大的净化便是无所为而为的科学，唯有献身于这种事业的人，亦即真正的哲学家，才真能使自己摆脱生之巨轮。,万物皆数。用客观的精神实体来解释世界的起源问题 一为点、二为线、三为面、四为立方体，由此而生成万物。 宇宙和谐 宇宙是一种几何结构 地是一个圆球 宇宙也是一个球体，它由一系列越来越小的同心球组成，每个球都是一个行星的运行轨道。 宇宙中心是“中心火”，10个天体：对地、地球、月亮、太阳、金星、水星、火星、木星、土星和恒星天。 毕达哥拉斯主义 我们的经验世界的可理解性就是作为其基础的数学的可理解性。 更加抽象,赫拉克利特,Heraclitus，约公元前536-470， 辩证法思想的奠基人 一些名言： 世界是不堆永恒的活火，火代表了万物流动变化的本质。 万物皆流、无物常驻 太阳每天都是新的。 人不能两次踏入同一条河流。 对立产生结合，从一致的音调里产生出完美的和谐 一切事物都是通过斗争产生的 应该领悟：战争是普遍的，斗争就是正义，一切事物都是由斗争产生的。 战争是一切之父，它使一些人成为神，另一些人成为奴隶，另一些人成为自由人。,一种怀旧与茫然的世界观： 你再也无法回到家中。你的童年也已失去。 你年轻时的朋友已离去。 你的现在正悄悄地从你身边溜走。 任何事物不再与以前相同。,万物的本原既不是水，也不是气，而是比水和气更加生动、更善于变化的火。 三种基本形式：火变成水，水变成土，反过来土变成水，水变成火。 人的灵魂是神圣之火的一部分。,爱利亚学派,巴门尼德（Parmenides，约公元前520-445） 存在论：变化只是假相，不变才是本真 存在者不是产生出来的，也不能消灭。 存在者是连续不可分的“一” 存在者是不动的 实际上，巴门尼德认为你一次也不能踏入同一条河流。,芝诺（Zenon）： 1、反对多的论证 2、反对运动的论证 二分法 移动位置的东西在达到目的地之前必须达到途程的一半。而在此之前，又得通过一半，依此类推，运动不能开始 阿喀琉斯（追不上龟）。 物体为了通过一段距离，必须通过这距离的一半，阿喀琉斯永远追不上乌龟每当他追到乌龟原来的地方，乌龟又前进了一段路 飞矢不动 飞矢在每一瞬间总是处于同一空间，在此瞬间是静止的，因此全程静止。 运动场 同一时间内，同等距离必须以同等速度通过，但经过一个以同一速度相反运动的物体时，比静止时快两倍，运动的规律与事实相矛盾,恩培多克勒,Empedokles,约公元前495-435 四“根”说： 火（照耀万物的宙斯） 气（哺育万物的赫拉） 土（地狱神埃多涅乌Aidoneus） 水（西西里水神涅司蒂Nestis） 他们通过“爱”的结合生成万物，通过“争”的分解使得事物消亡。宇宙之初，爱的力量融合一切，出现混沌之球（sphere）。后来争的力量崛起，从混沌中分离出以太（天空），接着是火（太阳），是土，土中有水，水和土一起形成大地，水被火蒸化产生气，火和气又形成星辰，宇宙万物由此化生。,留基伯与德谟克利特,Leukippos,约公元前500-440；Demoncritus,约公元前460-370 “经验的自然科学家和希腊人中第一个百科全书式的学者” 原子论 Atom：不可分割的意义。原子在物理上不可分割，原子之间存在虚空，原子不可毁灭，永远运动 原子和虚空作为存在和非存在，都是构造自然万物的本原。原子是构造万物的基本粒子，虚空为原子提供位移运动的场所。 世界万物彼此不一样，是因为组成它们的原子在形状、大小、数量上不一样。 决定论：没有什么是可以无端发生的，万物都是有理由的，而且都是必然的。 特点与意义 用抽象的物质实体解释世界； 从统一性出发具体解释世界的多样性。,普罗泰哥拉,Protagoras，约公元前480-前408 人是万物的尺度。 人是万物的尺度。是存在者存在的尺度，也是不存在者不存在的尺度。 只有意见，没有知识(客观真理)。,苏格拉底,Sokrates，约公元前469-399 ，哲学的转型，将哲学从自然拉回到人间。 认识你自己 未经反省的人生是不值得过的。 苏格拉底的“辩证”法：“辩证”这个词导源于人们的一种活动，即聚在一起讨论问题，按对象的种属加以辨析。苏格拉底的对话方法包括“助产术”和“苏格拉底讽刺”。,280：220,柏拉图,Plato,约公元前427-347 不懂几何者不得入内；能谈哲学者才可治国,洞喻,线喻,纯粹理性 理念 知性 科学概念 信念 具体对象 猜测 影像,知性,意见,可知世界,可见世界,太阳,善,理念论与宇宙论 理念(forms)是同个别事物分离的永恒不变地独立存在的一种本体，而流动变易的自然事物只是对理念的摹仿与分有。 在宇宙论中，作为创造者的神以混沌为质料，使之与空间结合，并以理念为范型，创造出整个宇宙系统和自然界。,柏拉图主义，同毕达哥拉斯主义,亚里士多德,Aristotle,公元前384-322，百科全书式的学者。 亚里士多德（前384前322），希腊北部的斯塔吉拉人，自幼父母双亡，17来到雅典成为柏拉图的学生。“吾爱吾师，吾尤爱真理” 前343年，成为马其顿王太子亚历山大的私人教师 前335年，在雅典建立吕克昂(Lyceum)学院，在吕克昂建立自己的学院，和学生边散步边讨论学术，人称“逍遥学派” (peripatetic) 哲学： 形而上学，物理学物理学、论生灭、论天、天象学、论宇宙， 生物学： 动物志、论动物的历史、论灵魂，逻辑学范畴篇分析篇， 伦理学： 尼各马可伦理学、欧德谟斯伦理学、政治学、诗学、修辞学。,四因说 质料因：事物由什么东西形成；thisness; 潜在性 形式因：事物根据什么形成; whatness; 现实性 动力因：事物形成的动力是什么 目的因：指事物为什么而形成 青铜球=青铜材料+球形 目的论，完满，第一推动者 事物形成的两种方式：自然与人工,宇宙论与四元素说 永恒不变的月上世界： 由完美的“以太”构成；形状是完美的球形，运动是完美的匀速圆周运动。 有生有灭的月下世界。 由水（湿冷）、火（干热）、土（干冷）、气（湿热）四种元素组成。 所有的物体都有天然的处所。 天然运动与受迫运动 自然运动：物体向天然位置的运动，土和水的本质是重性，天然处在下，向下运动；气和火本质上轻性，天然处在上，向上运动。重性越多，向下越快。,拉斐尔:雅典学院,“那位拉菲尔在这里安息，他生时，大自然害怕被征服，而他死后，大自然又担心自己死去。”,希腊化时期： 一个文明人如何在变动不居的、动荡不安的危险世界上生活 犬儒学派:第欧根尼： 请问狗凭什么可以呆在墓中？因为是一条狗。他叫什么名字？第欧根尼。就是那个以木桶为家的人？是的，如今，他死了，成了众星中的一颗。 伊壁鸠鲁学派： 活着就是享受生活 天生的欲望与无实在意义的欲望 宁静 斯多葛学派： 德行等于知识 死亡与不幸难以驾双，无人能逃，因此必须不失尊严地去面对。,古希腊自然哲学的特征,概言之： 古希腊自然哲学在人类历史上第一次形成了独具特色的理性自然观： 把自然看作一个独立于人的对象加以整体地看待； 把自然界看作有规律且可以认识的对象； 创造了一套哲学的或数学的语言力图把握自然界的规律。 强调物质世界的客观性； 自然界统一于一种或几种具体的物质形态； 自然界是一个变化不停的过程； 万物变化有自己的规律，这种规律是可以认识的，可以言说的，因而理性色彩较浓厚一些。,对古希腊自然哲学的评价,人类精神的伟大解放 给经验自然科学的发展开辟了各种可能的发展道路。 “在希腊哲学的多种多样的形式中，差不多可以找到以后各种观点的胚胎、萌芽。因此，如果理论自然科学想要追溯自己今天的一般原理发生和发展的历史，它也不得不回到希腊人那里去。”,3 中国古代自然观,中国古代主要是指旧石器晚期到中国近代史开始之前的漫长历史。 从公元5世纪到15世纪，中国古代科学技术水平曾经在世界上处于领先地位。中国古代的科学技术是以实用为基本特征，是一种科学和技术始终未能分离的知识状态；与古希腊和罗马科学技术知识相比，由定理、定律表现出来的理论化的自然科学知识较少，而实用形态的知识较多。,周易儒家的最高典籍,周易 包括易经 与易传 易经大约形成于殷周之际,传说伏羲氏始作八卦,周文王推演为六十四卦。 易传旧说孔子（前551前479）所作,近认为是战国以来的解易作品汇集。 主旨： 自然界是一个生成中的变易世界。所谓“生生之谓易”。 自然系统衍生物归为八类：天、地、雷、风、水、火、山、泽；分别用乾、坤、震、巽、坎、离、艮、兑八个卦象表征。 自然界的变易是有规律的。“是故易有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦”。 自然界变易的动力在于对立面的相互作用。“刚柔相推而生变化” 天道与人道是统一的。自然哲学与道德哲学是统一的。儒家之所以关心自然界的变易规律，目的在于给社会立法，确立人类行为伦理规范。 天行健，君子以自强不息。地势坤，君子以厚物载德。,道自然观,老子（约前580前500）开创。庄子（约前369前286）继承、发扬。 道的含义： 道，可道，非常道；名，可名，非常名。无名，天地之始；有名，万物之母。 道者，万物之所由也，蔗物失之者死，得之者生，为事逆之则败，顺之则成。 道生一,一生二,二生三,三生万物。万物负阴而抱阳,冲气以为和。 道者万物之所由也， 道的品性： 道之为物，惟恍惟惚。惚兮恍兮，其中有象；惚兮恍兮，其中有物；窈兮冥兮，其中有精，其精甚真，其中有信。 天道运而无所积，故万物成。 道学的特点： 人法地,地法天,天法道,道法自然。,气论思想,气的概念 源于先秦；其核心思想是“万物皆生于气”。 淮南子原道训：“气者，生之元也。” 汉代王充等将元气看作天地万物的本原。 北宋张载发展起来气的理论；后来王廷相、王夫之、戴震都继承、发挥了张载的学说。 物质起源于（物质性的）气。 无定的、弥漫的物质观。,明代生物学家王逵蠡海集： 天(雨露霜雪): 气 地: 气+形 草木土石: 气+形+性 鸟兽虫鱼: 气+形+性+情 人类: 气+形+性+情+义,中医吸收元气论,用以解释人体生命活动现象。 构成人体的物质;包括秉受于父母精卵结合的阴阳之气（先天之气）,也包括出生后来自呼吸的空气和从饮食消化吸收的营养物质（后天之气）； 构成人体脏腑经络体系的这些物质所表现出来的生理功能。例如脾胃之气，指消化功能；卫气，指防御功能等。,五行学说,概念 尚书洪范：五行：一曰水,二曰火,三曰木,四曰金,五曰土。 春秋战国,五行学说与阴阳学说结合起来。顺序：木、金、火、水、土。 西汉董仲舒（约前178前104）体系化。木、火、土、金、水。五行相生、五行相胜。天人感应。 近代（日常）：金、木、水、火、土。 李约瑟：五行的概念不是一系列五种基本物质的概念,而