古代科学技术的起源与形成.ppt

第二章古代科学技术的起源与形成,第一节古代科学技术的起源,一、古代科学技术的萌芽在距今一万四千多年前，原始人发明了新的劳动工具弓箭。一方面：提高了生产效率，使人类由狩猎进入畜牧时代；另一方面：提高了生活质量，制造出金属农具，使人类结束了一万多年的迁徙不定的生活，进入自给自足的农业社会，从而开始了人类五千年的文明史。,二、古代科学技术的起源最早进入奴隶制社会的是一些农业较稳定的国家，这些国家的地理环境具有同一特点，它们都处于大河流域。如尼罗河流域的古埃及；幼发拉底河和底格里斯河流域的古巴比伦；印度河和恒河流域的印度；黄河、长江流域的中国。(一)中国(二)埃及(三)印度(四)巴比伦,第二节古代科学技术的形成,一、古希腊、罗马科学技术的形成(一)天文学毕达哥拉斯学派：天体有10个，且都是球形的，绕中心“火”转动。亚里士多德：地球处在宇宙中心，且固定不动，其它天体绕地球作匀速圆周运动。希帕克：本轮均轮模型。托勒密：天文学大成使地球中心说成为一套完整的严密的理论体系。阿利斯塔克：提出了太阳中心说的思想（遭冷遇）。(二)元素论和原子论泰勒斯(米)：水阿那克西米尼(米)：气恩培多克勒(毕)：水、气、火、土四种元素。亚里士多德：“四原性”即冷、热、干、湿。留基伯和德漠克利特：提出了构成事物更为本质的学说原子论。,（三）力学杰出学者阿基米德创立的力学原理就是古希腊力学的高峰。其代表作有论浮体、论平板的平衡、论杠杆、论重心等等。(四)数学古希腊著名的数学家欧几里德，系统地整理了以往的几何知识。从10个不证自明的公理出发，靠严谨的逻辑推理，得出467个数学命题，写出了13卷的几何原本，建立了几何学的理论体系。(五)技术古希腊早在公元前1200年时，掌握了较高的造船技术。古希腊的建筑别具一格,在公元前500年，古希腊就已采用高大华丽的列柱技术建造高大的神庙，他们所创造的多利亚、爱奥尼亚和科林斯三种石柱风格。罗马帝国时期，相继建成了宏伟和豪华多姿的大剧场、大神殿、大浴池、凯旋门、竞技场等，使古罗马的建筑著称一时。,二、中国古代的科学技术的形成,五大学科：“天文学、数学、医药学、农学、地理学”四大技术：“陶瓷、丝织、建筑、冶练”四大发明：“造纸、印刷术、火药、指南针”,（一）古代中国的四大学科,1.天文学中国古代天文学的成就主要表现在天文观测、天文历法和天文理论。天文观测：天文观测的连续性、资料保存的完整性是世界绝无仅有的。有精密的仪器，如东汉张衡水运浑天仪、唐代僧一行研制的黄道游仪和浑天铜仪都是同时期世界上第一流的天文观测仪器。元代郭守敬创制的简仪、圭表,其设计和制造水平在世界上领先了300多年。天文历法：世界上最早的星表,公元前4世纪中叶战国时期的甘德和石申。天文理论：中国古代关于宇窗结构的理论,在公元12世纪时先后出现了盖天说、浑天说和宣夜说三派。,张衡（78-140年）东汉南阳人,东汉时期我国伟大的科学家。他在天文、历法、数学和文学等方面，都有卓越的成就。,地动仪的复原模型和震动示意图,张衡地动仪：制造于132年，是世界上公认的最早的地震仪器。,中国古代的天文历法成就,（1）夏朝：制定了历法“夏小正”。（2）商朝：干支纪日法是商朝历法最大成就。（3）春秋：留下世界公认的关于哈雷彗星的最早记录。（4）战国：甘石星经是世界最早的天文学著作。（5）西汉：武帝时制定“太初历”。（6）东汉：张衡发明了浑天仪和地动仪（比欧洲早1700多年）。（7）隋唐：唐朝天文学家僧一行制定大衍历。,中国古代的数学成就,（1）西周：商高讲过“勾三股四弦五”定理，载于周髀算经。（2）春秋：九九乘法表。（3）西汉：刘歆推算圆周率为.1547。（4）东汉：九章算术是当时世界上最先进的应用数学。（5）三国：刘徽运用极限理论，提出计算圆周率的正确方法。（6）南朝：祖冲之精确地算出圆周率，还著缀术等书。,2.数学,宋元时期中国古代数学发展到了顶峰。北宋贾宪提出了求任意高次方根的开方法。南宋秦九韶在数书九章一书中提出了高次方程的数值解法和一次同余式理论。这些研究都达到了当时的世界先进水平。宋元间的李治和元代的朱世杰相继在代数学尤其在解高次方程的研究方面作出了突出的贡献。九章算术成书于东汉初期，分九章，涉及到现代初等数学中的算术、代数和几何的大部分内容，其中的关于负数、正负数加减、以及联立一次方程组的解法在当时具有世界先进水平。,九章算术书影,祖冲之和圆周率,我国古代杰出的大数学家。在世界上第一次把圆周率的数值，精确地计算到小数点以后的第七位数。即在3.14159263.1415927之间，这个成就领先了世界近一千年。他的数学论文集缀术达到当时我国数学最高成就，直到唐代还被作为学校课本。,（生活在南朝宋齐间）,祖冲之在世界上第一次把圆周率的数值，精确地计算到小数点以后的第七位数。领先世界近一千年。,中国古代的医药学成就,（1）战国：扁鹊发明“四诊法”；医学著作内经。（2）西汉：黄帝内经奠定了祖国医学的理论基础。（3）东汉：神农本草经；伤寒杂病论；华佗的麻沸散。（4）唐朝：千金方；四部医典；唐本草。（5）明朝：本草纲目。,3.医药学,华佗,张仲景,华佗（145-208年）东汉末年安徽人,东汉末年著名的医学家。擅长针灸和外科手术。他制成的全身麻醉药剂“麻沸散”，是世界医学史上的创举。他还创制一套医疗体操“五禽戏”，以强健身体。,神医华佗,张仲景（150-219年）东汉南阳人,医圣张仲景,张仲景是东汉末年著名的医学家。著有伤寒杂病论，全面阐述了中医理论和治病原则，奠定了我国中医治疗的基础。后世尊称他为“医圣”。,伤寒杂病论书影,4.农学,中国古代农业发达,农业技术发展全面,无论是耕作技艺、品种改良、水肥管理,还是各种农具的发明和改进,都达到古代世界的先进水平。在不同的历史时期,都有一些学者和官员重视对农业生产技术的概括和总结,撰写了大量的农学著作。我国古代农学著作之多,为世界各国之冠,共有370多种。现存最早的农学著作是公元前3世纪后期的吕氏春秋公元6世纪北魏贾思勰齐民要术汉代的汜胜之书南宋陈尃农书元代王祯王祯农书明代徐光启农政全书,中国古代的农学成就,齐民要术是我国现存的第一部完整的农业科学著作，在世界农学史上占有重要地位。,农学著作：齐民要术,北朝著名的农学家贾思勰重视农业生产，注重实践，精心研究前人成果，总结北方劳动人民的生产经验，写成了齐民要术一书。是我国现存的第一部完整的农书，在世界农学史上占有重要地位。全书共10卷92篇，内容丰富，介绍了农、林、牧、副、渔业的生产方法，其中有许多经验居当时世界的领先地位，,（1）西晋：裴秀绘制出禹贡地域图，提出绘制地图的原则。（4）北魏：地理学家郦道元作水经注，是一部综合性地理著作。（5）明代：徐霞客的徐霞客游记是一部地理学巨著，书中对石灰岩溶蚀地貌的观察和记述，早于欧洲约两个世纪。,5.地理学,中国古代的地理学成就,郦道元是我国古代杰出的地理学家,水经注是一部综合性的地学专著。,主要内容是什么？,地理学专著：水经注,北魏郦道元为汉魏时的地理学专著水经作注，写成了著名的水经注。这是一部郦道元的再创造之作。水经注全书四十卷，注文为原书的二十倍，记载的河道由137条增至1250条，引用了四百多种书籍，极大地丰富了水经的内容。“注”以水道为纲，详细记叙了各江河流域地理情况、历史事迹、民间传说等，内容丰富，至今仍是研究我国古代地理的重要著作。,（二）古代中国的四大技术,1.陶瓷技术据考古发现,早在1万年前中国人就已制造陶器。4千多年前的商代我国出现了以高岭土制成的白陶,以后逐渐发展成为瓷。制瓷技术是中国祖先在制陶技术基础上逐渐发展而形成的，是中国古代的伟大发明之一。从制陶到制瓷，主要是在以下三方面技术上取得了进展：1）精选原材料。瓷器是以含铝成分较多的高岭土为原料烧制而成的。2）改进窑炉，提高烧成温度。3）发明和利用釉。釉是以石英、长石、粘土等为原料，烧结在陶瓷表面的玻璃质薄层。,2.丝织技术中国是最早养蚕和织造丝绸的国家。商代的丝织物已有斜纹、花纹等一些复杂纹样。西汉时丝织技术提高到新的水平,织物品种有绢、绫、缎、绣、绸等；制作方法有织、绣、绘等；颜色和图形也多种多样,极为丰富。此时已发明提花织机,其功能是可以按事先设计好的程序使经纬线交错变化而织出预定的图样来。我国的丝织物在公元前4世纪就远销国外,公元56世纪间波斯曾派专人来我国学习,其后丝织技术才又传到欧洲。,3.冶练技术我国在商代已经知道用铁，河北藁城、北京平谷出土过两件商代的铁刃铜钺。河南浚县也曾出土过年代相当于商末周初的铁刃铜钺合作铁援铜戈。但这几件兵器所用的铁不是人工用矿石炼成的，而是利用天然的陨铁锻造而成。我国什么时候才有人工冶炼的铁呢？根据近年来考古发掘，从目前的认识来说，我国开始用矿石冶铁的时间当不晚于春秋中期。因为春秋晚期的铁器已经发现过好些件，其中有：江苏六合程桥两做出东周墓出土的用块炼铁制成的铁条和白口铸铁丸，湖南长沙一座春秋晚期墓中出土的白口铸铁鼎。特别值得注意的是，在长沙这座墓葬中还出土了一把用中碳钢制成的剑！从块炼铁到铸铁和钢，其间是应该有一个发展过程的，但他们却几乎并列在我国冶铁史最前面的篇章上，这在世界各地都找不到第二个哪怕是多少接近的例子。这是我国古代冶铁工匠的勋业，是世界冶铁史上的奇迹。,4.建筑与造船技术（1）北宋时李诫编著的营造法式是一部重要的建筑技术专著,该书全面地总结了古代建筑经验,对设计和规范、技术和生产管理等都有系统论述,是世界建筑史上的珍贵文献。（2）据考证，秦汉时期，我国造船业就已相当发达了。中国木船船型十分丰富。据较早的统计，约有1000余种，仅海洋渔船船型即有200300种。沙船、乌船、福船、广船是我国海船类型中的四大名船。其中以沙船和福船最为出名，享誉中外。我国古代造般技术的最大特点，是能创造出可以适应各种不同地理条件、不同性能要求的优良船型，且护沉性好。总之，中国木船，材料之复杂，应用之早，分工之细，航行范围之广，建造型号之多，吨位之大，在当时世界上是无双的。,（三）中国古代的四大发明,造纸术（1）西汉先后出现絮纸和麻纤维纸。甘肃天水放马滩出土的绘有地图的纸，是目前世界上所知最早的纸。（2）东汉宦官蔡伦于105年改进造纸术，制造植物纤维纸。（3）造纸术6世纪传到朝鲜、越南和日本，8世纪传到中亚，并经阿拉伯人传到非洲和欧洲。2印刷术（1）隋唐已有雕版印刷的佛经、日历和诗，现存世界上最早的雕版印刷品是868年我国印制的金刚经卷子。（2）11世纪中叶，北宋毕昇发明活字印刷术，比欧洲早400年。（3）活字印刷术发明后，向东传入朝鲜、日本，向西传入埃及和欧洲，改变了当时欧洲只有僧侣才能读书和受高等教育的状况。,3指南针（1）战国时期发现磁石指南特性，发明“司南”。（2）北宋已会使用磁针指南，后来把磁针装在罗盘上，制成指南针用于航海。（3）南宋时指南针传到印度、阿拉伯、波斯等国，促进了各国航海事业发展，并为新航路的开辟和实现环球航行提供了重要条件。4火药（1）唐朝中期书籍最早提到了火药，唐末火药开始用于军事。（2）北宋时火药已广泛在军事上使用，东京设立专门机构，制造火药和火器；（3）南宋时发明了“突火枪”，管形火器的出现，开创了人类作战史的新阶段。（4）金的火器制造业比较发达，金的军队用火器打退了蒙古军队的进攻，取得局部胜利。（5）我国发明的火药在13世纪中期传入阿拉伯，后来又由阿拉伯传入欧洲。,我国古代科学技术能够达到较高水平的原因：在封建社会，个体农民、小地主、手工业者，他们没有必要也没有可能供养脱离生产的科学技术人员，因此对于科学技术的发展来说，国家的支持就显得特别重要。比如，造纸技术的改进是在宫廷官员领导下取得的，经过皇帝下令推广。张骞、班超、甘英等探险家开辟丝绸之路，促进东西方文化交流，都是由朝廷组织的。火药虽然来自炼丹术，如果没有统治者的支持，炼丹家不但无法生活，更没有炼丹必须的设备和原料。标志航海技术水平的郑和远航，完全是由国家组织领导的。各朝都把天文的机构司天监由高级官吏太史令直接领导。皇帝还经常过问天文观测的历法改革。我国所以有世界最丰富的天象记录，应该主要归功于中央集权国家的支持和组织。,为什么中国没有产生近代科学?,一、内在方面技术自身的问题：从直观上看，中国的科学技术只停留在经验的形态上，缺少欧洲近代科学严密的理论体系，也没有得出普遍的科学规律和定则来。这说明它自身有着明显的缺陷，大体有如下几方面的弊病：（1）满足于实际上的应用，没有形成理论上探讨和深思的风气。（2）中国学者形成了“天人合一”的世界观。（3）科学实验是建立近代科学的基础。二、外在方面1.与西方的差距在内容上在研究方法上2.制度上的缺陷（1）自给自足的小农经济固有的分散性和狭隘性。（2）封建统治者实行“重农抑商”和“闭关锁国”政策。（3）明清统治者实行文化专制主义。（4）教育的落后。（5）中国古代“匠”没有独立地位。,古代科学技术成就与局限性给我们的启示：从国家来讲:1.要坚持以经济建设为中心，把经济搞上去，为科学技术的发展奠定雄厚的物质基础；2.要大力发展科学技术文化教育事业，实施科教兴国战略；3.要重视人才，尊重人才，充分发挥科技人才的作用，要建立知识创新体系，鼓励知识创新。4.要充分认识科学理论的指导意义，明确科学技术的作用。5.要充分发挥人的主观能动性，明确在激烈的科学技术竞争中，培养创新意识和创新精神是极其重要的。,