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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一门科学的历史，就是这门科学本身。,歌德,Johann,Wolfgang von,Goethe(1749-1832),科学史,牛顿,24岁,万有引力,1666年,高斯,24岁,近代数论,1801年,伽罗瓦,18岁,群论,1829年,爱因斯坦,26岁,狭义相对论,1905年,海森伯,26岁,测不准原理,1927年,哥德尔,24岁,不完全性定理,1930年,纳什,22岁,纳什均衡,1950年,沃森,25岁,DNA,双螺旋,1953年,科学是什么？,The Meaning of Science,第 1 讲,科学的应用,科学的方法,科学的内容,科学的目的,科学,知识：,science,n.,14,世纪,knowledge,n.,知道：,scio,拉丁：,scientia,科学：,science,复，,n.,17,世纪,科学(明治初年),Science,：,学、理学、科学,Natural science,：,自然科学,Scientist,：,科学家、理学家,哲学词汇明治,45,年（,1912,年）,分科之学,休厄尔,William,Whewell,(1794-1866),由于我们不能对物理学的研究者（,a cultivator of physics,）,使用,physician,一词，因此，我便称其为,physicist,。,同样，我们非常需要一个一般性的名词来表述科学的研究者（,a cultivator of science,），,于是，我便想将其称为,scientist,。,科学的应用：技术,科学的最明显的特征是它的应用,。,在西欧的语言中很难找到,与,“科学技术”,相,对应的词,。,“科学”与“技术”的混淆。,费恩曼,Richard P.,Feynman,(1918-1988),科学的目的,科学的另一个方面,是,科学的内容，即已经发现的理论和定律。这是科学家从事科学研究后的收获，也使他们所得到的最高奖赏。做这类工作不是为了应用，而是为了导致令人振奋的发现。这一令人激动的部分也正是科学家从事科学研究工作的真正原因。,法拉第,Michael Faraday(1791-1867),法拉第,的,电解定律,法拉第发现了电解定律,，,这一定律今天在工业上被广泛用于金属电镀和阳极染色工艺以及许多其他方面。,蜡烛的故事,编者,的,序言,法拉第发现了什么,决定着原子如何结合在一起的根本原因，乃是因为,一个,原子的正电性与,另一个,原子的负电性相互吸引，并以确定的比例结合在一起。,在原子中电是以基本单位的,整数倍,的形式表现出来的。,如此重要的科学发现却被按照上述方式来理解，仅仅说明这些原理可以被用于电镀，这是不可原谅的错误。,偶尔，小孩子反倒会意识到那些意义，此时，一个科学家的苗子出现了。如果当他们上大学时我们才教他们这些，那就太晚了。我们必须从娃娃教起。,哥德尔,Kurt,Godel,(1906-1978),说什么爱因斯坦的发现首先是使人能造原子弹，那叫无知缪说。当然，他对此间接有所贡献，但他的工作本质上属于一个全然不同的方向。,这个“全然不同的方向”就是“自然哲学”的基本理论，这构成了哥德尔与爱因斯坦生活的中心目的。,王浩,基本问题,The Fundamental Problem,基本问题就,是贯穿一门学问发展始终的核心问题，人们通过,不断地重新提出这些问题，从而不断地深化他们对整个理论的领悟。,对基本问题的不断探索，逐渐丰富对这门学科的认识，增长人类的知识。,科学史的基本问题:,科学,是什么？,科学是对自然、对宇宙、对生命的探索,。,发现支配自然与生命现象的基本定律。,基本理论的数学化,康德,Immanuel Kant(1724-1804),在任何特定的理论中，只有其中包含数学的部分才是真正的科学。,科学的历史,数学科学：古典,物理科学：近代,生命科学：现代,巴罗,Isaac Barrow,(1630-1677),巴罗：什么是量,？,数学科学的基本问题,数,与量的统一与分离,布尔巴基（,Bourbaki,):,研究对象,序次结构,代数结构,拓扑结构,基本问题,:,什么是数？,自然数、有理数、实数、复数,理想、群、环、域、格、流形,核心:素数,数：运算关系的元素,毕达哥拉斯,Pythagoras(ca 560ca 480 BC),万物皆数,欧几里得,Euclid,(ca.325-ca.270BC),大于,1,的所有自然数,，,都可以表示成有限个素数的乘积，并且这个表现形式是唯一的。,算术基本定理,:几何原本,The Fundamental Theorem of Arithmetic,欧拉,Leonhard Euler,(1707-1783),1737年,欧拉恒等式,其中,p,表示所有的素数。,黎曼,Bernhard,Riemann,(1826-1866),1859年,黎曼,zita,函数,0,1/2,1,平凡零点:,-2,-4,-6,.,无零点,复平面,Im,Rs,无穷多零点,黎曼猜想,Riemann,hypothesis,（1859,年）,zita,函数的所有非平凡零点，都位于复平面上的直线,Re,s,=1/2,上。,高斯,Karl F.Gauss(1777-1855),素数分布,素数定理,瓦莱普桑（比利时）,Custave,de la,Vall,e-,Poussin,1866-1962,阿达玛（法国）,Jacques-Salomon,Hadamard,1865-1963,1896年证明素数定理,当,Re(,s,)=1,时，,希尔伯特,David Hilbert(1862-1943),我为什么要杀掉一只会下金蛋的鹅呢？,哈代,G.H.Hardy(1877-1947),我从来不做任何有用的事。,物理科学的基本问题,物质是什么？,牛顿,Isaac Newton(1642-1727),苹果为什么会掉下来呢？,生命科学的,基本,问题,生命是什么？,沃森,James D.Watson(1928-),克里克,Francis Crick（1916-）,DNA,双螺旋结构,线性科学,我们的数学工具，从简单的算术、微积分到代数拓扑学，大多数都依赖于线形假设。所谓“线形”，整体等于部分之和。,笛卡尔,Rene Descartes(1596-1650),如果一个问题过于复杂以至于一下子难以解决，那么就将原问题分解成一些足够小的问题，然后,再,分别解决,。,笛卡尔方法隐含了一个假定：当所有分割的问题都被解决之后，系统还可以恢复原状或重新组合起来。换言之，分割的,各,个问题的解答之总和，就给,出,了一个最后的答案。这是一个核心的假定。,机械论、还原论,拉普拉斯,Pierre,Laplace,(1749-1827),只要给定宇宙在某个时刻的结构，由给定的一组定律即能精确地决定它的演化。,庞加,莱,Henri,Poincare,(1854-1912),但事实并不总是这样；初始条件,中,的,细小,差别可能会导致最终结果的极大差别。前者微小的误差会酿成后者的巨大错误。准确预言不再可能，所发生的一切都成了偶然的事件。,非线性科学,对于生命系统：整体总是大于部分之和。,整体论,科学史,总论,古代科学,科学革命,1.科学是什么,2.希腊科学,3.中国科学,4.哥白尼革命,5.开普勒与伽利略,6.牛顿革命,物理科学,12.法拉第与麦克斯韦,13.物质是什么,14.相对论的世界,15.量子力学,16.原子核物理,17.黑洞与大爆炸,7.微积分的创立,8.新数学的诞生,9.数学危机,10.真理与定理,11.数学猜想,数学科学,生命科学,18.达尔文与进化论,19.孟德尔与遗传学,20.,DNA,的故事,21.基因与分子生物学,22.非线性科学,23.科学的数学化,The End,