古希腊科学.pptx

古希腊科学靳志佳第1页/共50页第2页/共50页一、希腊起源前2500年前1500年 克里特文明 前1500年前1200年 迈锡尼文明 阿卡亚前1200年前800年 黑暗时代 多利亚前800年前323年 希腊城邦文明前323年前30年 希腊化时代前30年395年 罗马帝国第3页/共50页第4页/共50页第5页/共50页第6页/共50页二、古希腊科学的背景宗教自然环境社会环境希腊人特点第7页/共50页（一）宗教特点：未提出共同的宗教教义、经典、严密的宗教组织未对科学形成有组织的摧残编织完备的诸神体系原始逻辑体系神人同形同性色彩好感、探索、勇气第8页/共50页（二）自然环境山峦重叠，把陆地分成小块小国寡民土地贫瘠，生产力不发达人们积极、勇敢、富于进取精神临海，海外贸易兴盛，以平等交换为原则促使平等观念的形成、民主政治的建立第9页/共50页（三）社会环境城邦制：独立自治、广泛交流统一但又具有普遍多样性的希腊文化奴隶制：奴隶劳动供养奴隶主有更多闲暇时间去关注政治、艺术、哲学、科学民主制：自由的思考、发表意见，公开演讲与辩论时逻辑学得到发展 第10页/共50页（四）希腊人特点善于吸收外来文化的民族对外部世界有强烈的好奇心探究、怀疑、批判、理性思索第11页/共50页希腊科学缺陷把体力劳动与奴隶相联系，认为体力劳动有损于他们的尊严善于滔滔雄辩、理性思辨，很少动手制作仪器工具、观察自然现象，不愿问及各类手工业使希腊科学缺少实验精神，缺少与实际相联系的传统第12页/共50页三、古希腊科学（一）万物本原探究（二）亚里士多德（三）数理科学（四）天文学（五）医学第13页/共50页（一）万物本原探究元素说毕达哥拉斯原子论埃利亚哲学第14页/共50页1.元素论泰勒斯泰勒斯 万物源于水万物源于水 预测日食预测日食 测量金字塔测量金字塔 创立演绎几何学创立演绎几何学 月亮反射太阳而发光月亮反射太阳而发光 大地是漂浮在海洋上的大地是漂浮在海洋上的圆盘圆盘约公元前约公元前624624年年公元前公元前546546年年第15页/共50页意义把世界本原归结于一种具体物质，引起哲学上的怀疑论，使人们理性的对客观事物进行思考解答排除了超自然因素的干扰，把众神从这一领域请了出去第16页/共50页阿那克西米尼空气是万物本原空气是万物本原 空气的稀薄会变成空气的稀薄会变成火，而其凝聚则会变火，而其凝聚则会变成水，进一步压缩又成水，进一步压缩又会变成土。会变成土。第17页/共50页奇诺弗尼斯土是万物本原 地球外貌会随时间而发生变化第18页/共50页赫拉克利特火是万物本原火是万物本原 既不是神也不是人创造了既不是神也不是人创造了这一世界秩序，它的过去、这一世界秩序，它的过去、现在和未来永远是一团永现在和未来永远是一团永恒的火。恒的火。无尽流动说无尽流动说 有一些看不见的粒子在运有一些看不见的粒子在运动，表现为水的蒸发和香动，表现为水的蒸发和香气的弥散气的弥散第19页/共50页阿纳克西曼德万物之源是万物之源是“无限者无限者”、种子说、种子说 “宇宙生成之初，一个冷热一体的种子从永宇宙生成之初，一个冷热一体的种子从永恒的无限中分离出来，接着又从它产生出一个火恒的无限中分离出来，接着又从它产生出一个火球，包裹着围绕大地的空气，就像树皮包裹着树球，包裹着围绕大地的空气，就像树皮包裹着树一样一样”把已知世界绘成地图的第一个希腊人把已知世界绘成地图的第一个希腊人认识到天空围绕北极星转，提出天空可见的苍穹认识到天空围绕北极星转，提出天空可见的苍穹是一个完整的球体的一半，地球处在球体的中心是一个完整的球体的一半，地球处在球体的中心动物从海泥中产生，人从鱼腹中产生动物从海泥中产生，人从鱼腹中产生第20页/共50页阿那克萨哥拉物质是一群不同的实体的集合物，每一实体都具有不同的质或偶有性运动最初是由智慧发动的。这是一种精微的流体，可以引起旋转，旋转扩散开来，就造成世界，并使它具有秩序。发现鱼是用腮呼吸的。第21页/共50页恩培多克勒物质的本原是土、水、气、火四种元素受到两个对立的神力（相引力、相斥力）的影响，以各种不同的比例结合起来，形成所有形形色色类型的物质。用水钟做实验，证明空气是有质体的。第22页/共50页柏拉图把元素还原成三角形，几个三角形适当的组合起把元素还原成三角形，几个三角形适当的组合起来，形成三维粒子，三维粒子的每个不同形状对来，形成三维粒子，三维粒子的每个不同形状对应一种元素，这些元素组成万物应一种元素，这些元素组成万物四面体四面体火火六面体六面体土土八面体八面体气气十二面体十二面体宇宙宇宙二十面体二十面体水水第23页/共50页亚里士多德把它们还原成人们对把它们还原成人们对客观世界可以感觉到客观世界可以感觉到的性质，其中两对其的性质，其中两对其决定作用决定作用热和冷，热和冷，干和湿，它们有四种干和湿，它们有四种结合方式，每一种产结合方式，每一种产生出一种元素生出一种元素四元素适用于地球，四元素适用于地球，天体由第五元素天体由第五元素“以以太太”组成组成第24页/共50页2.毕达哥拉斯万物皆数定义了各种数：实数、虚数、有理数、无理数、亲合数、奇数等等证明毕达哥拉斯定理，推进几何学发展琴弦在相同张力下长度不同，音度不同完美的和谐 10、圆、球有秩序的宇宙：地、月、日、金、木、水、火、土、恒星天、对地围绕中心火第25页/共50页3.原子论留基伯提出万物是由原子组成的。因果原则，认为任何事都不会无缘无故的发生，一切事情的发生都有其自然原因。原子：人们感觉不到，组成万物的终极粒子第26页/共50页德谟克利特 宇宙的产生也与原子有关，无数原子在无限的空间中做无规则运动，相互冲击，引起里直线运动和旋转运动，旋转运动导致原子结成团块，萧瑟组成万物，大的形成大地。第27页/共50页古希腊原子论是一种不彻底的理论，在高度追求理论严谨性的古希腊，为什么会产生这种理论？这与希腊人缜密的逻辑思维是分不开的，尤其是名噪一时的芝诺悖论。第28页/共50页埃利亚哲学 巴门尼德巴门尼德凡不能设想的就都是不可能的，及时感官告诉我凡不能设想的就都是不可能的，及时感官告诉我们它的确发生了。们它的确发生了。创造是不可能的，因为不可能设想可以从无中产创造是不可能的，因为不可能设想可以从无中产生有，可以由非存在中产生存在，事实上，就不生有，可以由非存在中产生存在，事实上，就不可能有存在这种东西。毁灭也是不可能的，因为可能有存在这种东西。毁灭也是不可能的，因为有不可能化为无。连变化也是不可能的，因为一有不可能化为无。连变化也是不可能的，因为一物不可能从本质上和它不同的另一物中产生。物不可能从本质上和它不同的另一物中产生。第29页/共50页芝诺运动不可能阿基里斯赶不上乌龟第30页/共50页经验告诉人们，运动时客观存在的，直觉也告诉经验告诉人们，运动时客观存在的，直觉也告诉人们，阿基里斯赶上乌龟不菲吹灰之力，但芝诺人们，阿基里斯赶上乌龟不菲吹灰之力，但芝诺的论证又无懈可击，那么，问题出现在什么地方的论证又无懈可击，那么，问题出现在什么地方呢？呢？人们发现，芝诺所有的悖论都是建立在空间和时人们发现，芝诺所有的悖论都是建立在空间和时间可以无限分割这一假说基础上的，如果抛弃了间可以无限分割这一假说基础上的，如果抛弃了这一可分性，芝诺悖论将不再成立。因此，从思这一可分性，芝诺悖论将不再成立。因此，从思想发展的逻辑来看，原子论者就是通过赋予构成想发展的逻辑来看，原子论者就是通过赋予构成物质的原子以不可分性来否定芝诺的悖论的，大物质的原子以不可分性来否定芝诺的悖论的，大概在他们看来，承认原子不可分，虽然在逻辑上概在他们看来，承认原子不可分，虽然在逻辑上有漏洞，但也比承认芝诺悖论好。有漏洞，但也比承认芝诺悖论好。第31页/共50页（二）亚里士多德1.1.苏格拉底苏格拉底主张心灵至高无上，主张心灵至高无上，因为心灵能领悟真正因为心灵能领悟真正的的“形式形式”或理想或理想灵魂是唯一值得研究灵魂是唯一值得研究的对象，真正的自我的对象，真正的自我是灵魂是灵魂道德、平等道德、平等第32页/共50页2.2.柏拉图柏拉图 原名阿里斯托勒斯原名阿里斯托勒斯 唯心主义，唯实论唯心主义，唯实论怀疑论和神秘主义相怀疑论和神秘主义相结合结合大小宇宙：宇宙和人大小宇宙：宇宙和人阐明负数概念阐明负数概念流数流数法的萌芽法的萌芽第33页/共50页3.亚里士多德生平前384前322年，自幼失去双亲，由他家的友人抚养长大，后去雅典求学，柏拉图去世后离开学园，前343年任亚历山大的老师，后在吕克昂建立学园，“逍遥学派”，亚历山大去世后离开雅典，第二年去世。第34页/共50页科学工作自然哲学自然哲学著作：著作：物理学物理学论天论天气象学气象学论生灭论生灭论灵魂论灵魂探讨了事物存在与变化的原因，他认为一切事物探讨了事物存在与变化的原因，他认为一切事物的存在与变化，其最初的原因共有四种：质料因、的存在与变化，其最初的原因共有四种：质料因、形式因、动力因、目的因。形式因、动力因、目的因。宇宙结构上，大地是球形的，位于宇宙中心，地宇宙结构上，大地是球形的，位于宇宙中心，地球和天体由不同的物质组成。所有物质都具有某球和天体由不同的物质组成。所有物质都具有某种天赋的目的或种天赋的目的或“自然本性自然本性”第35页/共50页逻辑学著作：范畴解释前分析后分析论辩智者的辩驳（工具论）形式逻辑创始人形式逻辑定律：同一律、矛盾律、排中律三段论法第36页/共50页系统的经验考察著作：著作：动物志动物志贡献：动物分类、解剖、胚胎发育贡献：动物分类、解剖、胚胎发育动物分类：根据动物外部形态、内部器官、栖息动物分类：根据动物外部形态、内部器官、栖息地、生活习性、生活方式等许多特点与差异将其地、生活习性、生活方式等许多特点与差异将其划分成群，描绘了一幅以人和哺乳动物为顶端，划分成群，描绘了一幅以人和哺乳动物为顶端，而低等植物在底层的生物阶梯略图。而低等植物在底层的生物阶梯略图。海豚是哺乳动物，鲨鱼是鱼。海豚是哺乳动物，鲨鱼是鱼。否认植物也分雌雄，认为心脏是生命的中枢，脑否认植物也分雌雄，认为心脏是生命的中枢，脑子是血液的冷却器官。子是血液的冷却器官。生物学的创始人生物学的创始人第37页/共50页（三）数理科学欧几里得 几何原本 公理化体系公理化体系：用定义和公认的不证自明的知识要点作为演绎的前提，这些知识要点被称为公设或公理，在此基础上用逻辑证明的方法推导出新的知识，这就是公理化体系。第38页/共50页几何原本给出了几何证明所需的一系列定义和概念：点、线、面、角、各种平面图形等提出来五个共设（适用于几何学的不证自明的知识）提出来五个公理（适用于一切科学的真理）在给出的定义、概念、公设、公理基础上，证明了几何原本中467个命题。第39页/共50页阿基米德浮力定律杠杆原理第40页/共50页（四）天文学特点：特点：古希腊天文学与哲学有密切关系，尤其是柏拉图古希腊天文学与哲学有密切关系，尤其是柏拉图哲学。哲学。希腊人是从数学角度考虑天文学的，不涉及是真希腊人是从数学角度考虑天文学的，不涉及是真实天体运动起来的机理、怎样形成、动力何来，实天体运动起来的机理、怎样形成、动力何来，这些球体是数学上的球。这些球体是数学上的球。虽思想上有柏拉图主义倾向，但是仍具有科学精虽思想上有柏拉图主义倾向，但是仍具有科学精神，认识到实测结果是评价数学表述的标准，数神，认识到实测结果是评价数学表述的标准，数学推论最终要和观察所揭示的现象相一致。学推论最终要和观察所揭示的现象相一致。第41页/共50页宇宙模型欧多克斯欧多克斯 同心球理论同心球理论共设置里共设置里2727个同心球，恒星一个，五颗行星每颗四个，太个同心球，恒星一个，五颗行星每颗四个，太阳和月亮各占三个。阳和月亮各占三个。阿波罗尼乌斯阿波罗尼乌斯 用匀速运动描述天体的运行用匀速运动描述天体的运行行星绕地球作匀速圆周运动，然而地球并不处在圆周的中行星绕地球作匀速圆周运动，然而地球并不处在圆周的中心，而是偏向一边。在偏心圆上，行星依旧作匀速圆周运心，而是偏向一边。在偏心圆上，行星依旧作匀速圆周运动，但是因为地球不在圆心位置，所以从地球上看起来，动，但是因为地球不在圆心位置，所以从地球上看起来，行星的速度就会有变化。行星的速度就会有变化。行星在一个较小的圆周，或称为行星在一个较小的圆周，或称为“本轮本轮”上作匀速运动，上作匀速运动，本轮的中心则在另一个大轮本轮的中心则在另一个大轮“均轮均轮”上匀速运转，地球上匀速运转，地球位于均轮的中心。位于均轮的中心。第42页/共50页喜帕恰斯 偏心运动亚里士多德 水晶球宇宙模型每个同心球像水晶球那样透明可见，是真实的天体每个同心球由其外一层推动最外层由神来推动第43页/共50页天文测量1.1.对大地形状的认识对大地形状的认识（1 1）毕达哥拉斯学派认为，球形是一切几何立体中）毕达哥拉斯学派认为，球形是一切几何立体中最完善的，所以大地、天体和整个宇宙只能是球最完善的，所以大地、天体和整个宇宙只能是球形的。形的。（2 2）亚里士多德从他的运动学理论出发，论证大地）亚里士多德从他的运动学理论出发，论证大地只能是球形的。根据他的四元素说，土在宇宙中只能是球形的。根据他的四元素说，土在宇宙中心聚结成大地。既然土元素的本然运动时移向宇心聚结成大地。既然土元素的本然运动时移向宇宙中心，那么土必然要围绕宇宙中心对称排列，宙中心，那么土必然要围绕宇宙中心对称排列，这种对称排列的结果只能是球形。这种对称排列的结果只能是球形。第44页/共50页（3 3）帆船出海航行时，随着船的渐行渐远，岸上的）帆船出海航行时，随着船的渐行渐远，岸上的人们所看到的现象是船体渐渐消失在水中，而桅人们所看到的现象是船体渐渐消失在水中，而桅杆还显露在水面上。船返航时情况则相反。杆还显露在水面上。船返航时情况则相反。（4 4）人们在地表沿南北方向远距离移动时，会发现）人们在地表沿南北方向远距离移动时，会发现北极星的高度在变化，天上的星星分布在发生变北极星的高度在变化，天上的星星分布在发生变化。化。（5 5）月食时，投影在月表面上的阴影的边缘总是圆）月食时，投影在月表面上的阴影的边缘总是圆弧状的。弧状的。第45页/共50页2.测量地球大小埃拉托色尼（前埃拉托色尼（前276276前前196196）首测地球周长）首测地球周长在夏至时，在埃及南部的塞依尼，太阳光可以直在夏至时，在埃及南部的塞依尼，太阳光可以直射当地水晶的井底，这意味着太阳位于当地天顶，射当地水晶的井底，这意味着太阳位于当地天顶，太阳光是垂直于当地地球表面的。在同一天的中太阳光是垂直于当地地球表面的。在同一天的中午，他测量亚历山大城太阳光透射到一个垂直于午，他测量亚历山大城太阳光透射到一个垂直于地面的杆子时造成的影子的长度，由此推算出太地面的杆子时造成的影子的长度，由此推算出太阳光偏离当地垂线的角度为阳光偏离当地垂线的角度为7 7度。有根据当时商人度。有根据当时商人往返两地的速度和时间推算两城的距离。往返两地的速度和时间推算两城的距离。第46页/共50页阿里斯塔克 成功设计测算日地、月地相对成功设计测算日地、月地相对距离和日月相对大小的方法距离和日月相对大小的方法 日、月、地三者之间的方位在日、月、地三者之间的方位在不断变化，因而月相也随之变不断变化，因而月相也随之变化，当月相变成半弦月时，这化，当月相变成半弦月时，这就意味着日月、月地连线成直就意味着日月、月地连线成直角，这时日月底三者就构成了角，这时日月底三者就构成了一个直角三角形，这时只要测一个直角三角形，这时只要测出日地、月地连线之间的夹角，出日地、月地连线之间的夹角，根据直角三角形的性质，就可根据直角三角形的性质，就可以推算出日地、月地之间的相以推算出日地、月地之间的相对距离。对距离。第47页/共50页通过观察月食时投影通过观察月食时投影到月球上的地球影子到月球上的地球影子的大小，推算出月亮的大小，推算出月亮的直径大约是地球直的直径大约是地球直径的三分之一。日地径的三分之一。日地距离是月地距离的距离是月地距离的2020倍，太阳直径是月亮倍，太阳直径是月亮直径的直径的2020倍，地球直倍，地球直径的径的7 7倍。倍。第48页/共50页（五）医学学派：学派：柯斯学派：疾病是正常健康身体的错乱，依靠自然疗法柯斯学派：疾病是正常健康身体的错乱，依靠自然疗法 克尼多斯学派：研究每种疾病，并寻求对症疗法克尼多斯学派：研究每种疾病，并寻求对症疗法阿尔克蒙：胚胎学家，最先进行解剖，发现了视觉神经，阿尔克蒙：胚胎学家，最先进行解剖，发现了视觉神经，认识到大脑是感觉和理智活动的中央器官。认识到大脑是感觉和理智活动的中央器官。阿纳克萨哥拉：用动物实验，用解剖研究它们的构造阿纳克萨哥拉：用动物实验，用解剖研究它们的构造恩培多克勒：认为血液流向心脏，并由心脏流出，健康有恩培多克勒：认为血液流向心脏，并由心脏流出，健康有懒于人体中所谓四种元素的正确平衡。懒于人体中所谓四种元素的正确平衡。第49页/共50页希波克拉底出现实验的方法：研究胚胎学者需每天打破一个鸡蛋，观察孵化过程主张进行精微的观察和周密的解释症候，指出了走向现代临床医学的道路对疾病作了准确的描述，指示了适当的医疗方法第50页/共50页