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科技哲学大纲
《科学技术哲学》课程大纲与讲义
第一讲科学技术哲学概论
一、什么是科学
1、科学一词的由来
2、科学是严密的系统的有条理的知识.
3、科学的结构:
(1)数学是科学的皇后(4)地球科学(7)生命科学
(2)物理学是科学的皇帝(5)化学(8)社会科学
(3)天文学(6)微观理论
二、技术
1、技术一词的由来
2、技术的科学定义:
技术是指人类在利用改造和保护自然的过程中通过迎新积累的经验知识技巧以及为某一目的共同协作组成的工具和规则体系.
3、技术的分类
(1)信息技术
(2)材料技术(3)能源技术
(4)海洋技术(5)空间技术(6)生物技术
4、高技术产业:
以高技术产品开发和生产为主导的产业.
三、科学与技术的关系
1、区别:
科学是一种知识体系,表现为关于自然的系统化理论化的知识,因此没有社会属性.
技术则具有自然和社会双重属性.一方面,人们在运用技术来改变和控制自然的过程中必须要遵从自然规律,这是技术的自然属性,另一方面,人类在社会实践中如何运用技术,把技术运用于何种方面,却要受到种种社会实践条件的制约.如经济政治军事的需要教育文化乃至民族传统都会直接以或间接地影响技术的研究开发和运用.这是技术的社会属性.
2、联系:
科学是基石,是技术的理论基础,并起指导作用.
技术为科学提供新课题和手段,推进科学发展
四、科学技术中心的转移
1、意大利2英国3法国4德国5美国
五、科学技术是生产力
1、生产力三要素:
劳动者
劳动工具
劳动对象
2、科学技术与生产力之间的关系:
生产力=科学技术*(劳动力+劳动工具+劳动对象+生产管理)
六、科学技术成果的转化
1、技术创新
2、技术转移
3、技术引进
七、教育科技经济一体化
八、知识经济的兴起
1、什么是知识经济:
以知识为基础的经济.智力资源为其第一要素.
2、知识经济的兴起对社会经济增长和经济结构带来革命性的影响,并且必将深刻改变人们生活方式思维方式和教育方式.
九、学习本课程的意义史鉴使人明智(培根)
1、科学技术史是人类文明发展史的一个重要组成部分,不懂得科学技术史就不会真正理解社会发展历史。
2、学习与研究科技史能使人更善于思维,使人变得更聪明更睿智。
3、学习与研究科技史能帮助我们理解科学理论。
4、学习科技史,了解科学家们的精神世界,可以有助于陶冶情操净化心灵,培养科学精神
十、学习本课程的方法
1、欲研究科学技术史,必须懂得科学技术,具有科学技术基础知识。
2、理论联系实际。
第二讲古代世界的科学技术
一、古代埃及的科学技术
1、古埃及文明:
(1)象形字
(2)太阳历——今天世界通用公历的原始基础
(3)纸草
2、古埃及的科学技术:
(1)数学
(2)化学和医学
(3)农业和手工业
(4)建筑业
3、古埃及关于人的观念
二、两河流域文明
1、楔形文字
2、汉谟拉比法典
3、天文
4、数学
5、古代两河流域的建筑
6、其它技术
三、古印度和古代中国的科技
(一)、古印度文明
1、史前核战争?
2、天文学和数学
(1)天文学研究
(2)发明“零”的符号,代数和三角的运算成就
3、印度哲学——佛教的产生
4、医学著作《阿柔吠陀》;神医妙闻
5、建筑成就摩亨佐·达罗城,
6、其它技术
(1)棉纺织业
(2)铁器使用、炼钢技术
7、瑜伽
(1)瑜伽是一种哲学
(2)、瑜伽是精神和肉体结合的运动
8、印度艺术
(二)、古老的中国
1、悠久的文明
2、科学技术的主要成果
3、郑和下西洋
四、古希腊和罗马的科技
1、科学的摇篮
2、古希腊哲学的起源
(1)米利都学派
(2)毕达哥拉斯学派
3、古希腊和罗马的科学技术:
数学、生物学和医学、天文学
五、古代阿拉伯的科学技术
1、古兰经
2、主要科技成果:
(1)数学
(2)化学和炼金术(3)医药学和生物学
六、古代世界奇迹
1、埃及金字塔ThePyramidsofEgypt
2、巴比伦空中花园TheHangingGardensofBabylon
3、阿耳忒弥斯神庙TheMausoleumatHalicarnassus
4、宙斯神像TheStatueofZeus
5、罗德港巨人雕像TheColossusofRhodes
6、摩索拉斯陵墓TheMausoleumatHalicarnassus
7、亚历山大灯塔ThePharosofAlexandria
8、秦始皇兵马俑
9、泰姬陵
第三讲近代科学的诞生
一、中世纪前期欧洲科学技术的停滞
1、科学的衰落:
神学、教会至高无上,科学、哲学沦为神学的婢女。
2、技术的倒退
二、中世纪后期欧洲科学技术的复苏
1、历史条件:
(1)十字军东征——重新认识到科学技术的重要性
(2)航海大发现——开阔了人们的眼界
(3)文艺复兴——解放了人们的思想
(4)宗教改革——主张个人信仰自由
2、中世纪后期欧洲科学技术的复苏
(1)科学活动的重新开展
(2)技术的进步和经济的复苏
三、哥白尼革命
1、日心说的提出
2、日心说的历史意义:
(1)科学天文学诞生的标志
(2)近代科学诞生的标志
(3)动摇了神学宇宙观的基础
(4)创立了宇宙论的原理(地球在宇宙中并不特殊)
四、认识人体的结构
1、达芬奇表述了血液循环的概念
2、维萨里发表了《人体结构》——动摇了天主教会的教条
3、塞尔维亚提出血液小循环理论
4、哈维提出血液大循环理论
第四讲近代科学的发展
第一节经典力学的奠基
一、开普勒为天空立法
1、开普勒三定律
2、开普勒为天空立法的革命性意义
(1)、彻底摧毁了托勒密繁杂的本轮宇宙体系
(2)对后人寻找出太阳结构的奥秘具有重大启发意义,为经典力学的建立、牛顿的万有引力的发现都做出重要的提示。
二、斯台文对力学的研究——提出了力的分解与合成原理
三、伽利略的研究
1、用望远镜进行了天文观察,论证了哥白尼学说的正确性
2、对地面物体的研究发现了惯性定律
四、关于碰撞理论的研究
1、笛卡尔的运动守恒原理和碰撞理论——提出了运动量守恒的正确思想
2、惠更斯的碰撞理论——完成了由开普勒奠基、伽利略开始的为建立牛顿经典力学体系而做的奠基性工作。
第二节微积分的诞生
一、笛卡尔的解析几何——把相互对立的数和形统一起来。
二、微积分的诞生
1、牛顿的流数术——建立起微分学和积分学之间的联系。
2、莱布尼茨的微积分——从几何方面发现了微积分
3、牛顿和莱布尼茨的特殊功绩:
将前人解决各种具体问题的特殊技巧统一为两类普遍的算法——微分与积分。
第三节近代科学的第一次大综合
一、牛顿力学的基本内容
1、惯性定律
2、物体受到外力时,物体所获得的加速度的大小与合外力的大小成正比,而与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相反。
3、作用力等于反作用力
4、万有引力定律——把天上行星运动的规律和地上苹果落地的道理统一起来
二、牛顿力学的伟大意义——严格意义上的科学的起点
牛顿对人类的贡献是巨大的,正如恩格斯所说:
“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学;由于进行了光的分解,而创立了科学的光学;由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学;由于认识了力的本质而创立了科学的力学。
”
第四节近代科学方法的确立
一、培根创立实验归纳法
1、实验科学之父——培根
(1)著名的“四假相说”——种族假相、洞穴假相、市场假相、剧场假相
(2)强调实验的重要性,采用科学规归法
1)放弃所有先入为主的概念而重新开始
2)暂时不要企图上升到一般的结论——真理是时间的女儿而不是权威的女儿
二、笛卡尔创立数学演绎法——解剖法。
强调理性思维。
演绎要遵守如下原则
1、只把那些十分清楚明白地呈现在我的心智之前、使我根本无法怀疑的东西放在我的判断中;
2、把难题尽可能分解为细小的部分,直到可以圆满解决为止;
3、按从最简单、最容易认识的对象开始,一点一点地上升到对复杂对象的认识;
4、把一切情形尽量完全地列出来,尽量普遍地加以审视,以保证没有遗漏。
三、伽利略的数学与实验相结合
1、近代科学之父——伽利略
2、数学与实验相结合:
要了解大自然,就必须进行系统的实验定量观测找出它精确的数量关系
3、提出理想实验的方法。
四、惠更斯强调假说的作用——确立了假说的科学地位
五、莱布尼兹符号技巧的运用——数学成功的关键
六、牛顿的综合分析方法——把规纳和演绎思维结合起来,奠定了自然科学的基础
第五讲工业革命
第一节英国的技术革命
一、工业革命
18世纪60年代开始人类史上发生了一场空前的革命,这场革命把人类从农业社会带到工业社会,从此整个世界充满生机,也使这个社会矛盾复杂化,社会进入高级阶段,这场革命主要是由技术的巨大变化引起的整个社会变革,因此称为工业革命或技术革命。
二、英国首先进行工业革命的历史条件:
1、英国资产阶级革命的胜利,为资本主义的发展开辟了道路
2、生产的发展提出了技术问题,推动了科学的发展
3、资本原始积累为工业革命提供了优厚的物质基础。
三、英国工业革命的概况
1、纺织技术革命——产业革命的源头
2、钢铁产业——英国产业革命的另一大产业
3、蒸汽机的发明和改进——瓦特成为第一次工业革命的英雄
4、蒸汽技术革命带来了社会生产力的巨大发展
四、法国的产业革命和科学的兴衰
1、法国产业革命的动力:
(1)引进技术
(2)得利于科学的发展——启蒙运动和法国大革命的影响
(3)法国政府对科学的重视
2、科学中心的第二次转移,法国后来居上
第二节德国的崛起
一、李比希的贡献
1、李比希学派
(1)有机化学之父——李比希
(2)李比希学派的形成和发展:
A、1824——1829年,李比希致力于科学教育方法的发展和改进
B、1829——1839年,李比希从无机化学领域转移到有机化学领域
C、1839——1852年,李比希又转移到应用化学领域。
吉森实验室成立。
2、德国化学工业的兴起
(1)、染料工业的发展
(2)、煤化学工业技术居世界首位
3、德国成为科学中心
二、第二次工业革命
1、内燃机的发明和应用
2、电力技术革命——西门子成为第二次工业革命的英雄
三、德国科学的衰落
第三节美国的兴起
一、重视农业、工业的紧密联系——发展农业机械化
二、重视基础设施建设——铁路、汽车业迅速发展
三、众多的技术创新,加强科技与经济的结合。
爱迪生创办了美国第一个工业实验室。
四、管理出效益——现代管理科学诞生于美国机械工业发展过程之中
第六讲自然科学的全面展开
第一节数学
一、纳皮尔与对数——简化了计算,可以缩短计算时间。
对天文学家而言等于延长了寿命。
二、数学分析
1、微积分是数学分析的核心内容
2、现代数学的三大支柱:
泛涵分析、拓扑学、抽象代数
三、概率论
1、卡丹把赌博中的规律写入《重要的艺术》一书——概率论的萌芽
2、惠更斯的《论赌博中的计算》成为概率论的较早论著
3、1713年,雅各布伯努利发表《猜度术》,概率论正式成为数学的一个分支
四、近代数论
1、数论是一门研究整数性质的学科
2、数学王子高斯发表《算术探讨》,指出:
“数论是数学中的皇冠。
”皇冠上的明珠有:
费尔马大定理、孪生素数问题、哥德巴赫猜想、圆内整点问题、完全数问题等等。
五、非欧几何
1、黎曼几何——为爱因斯坦的广义相对论提供了数学框架
2、罗氏几何——罗巴切夫斯基被称为“几何学中的哥白尼”
六、拓扑学的兴起——“一对一的连续变换群下的几何学”
其重要课题有:
哥尼斯堡七桥问题、多面体的欧拉定理、四色定理
七、抽象代数
八、康托尔的集合论——近代数学的开端
九、罗素悖论——第三次数学危机
一十、数理逻辑——用数学的方法研究关于推理、证明等问题的学科
1、莱布尼兹的思想是数理逻辑
2、罗素悖论促使数学家们去研究集合论的无矛盾性问题
3、数理逻辑还发展了许多分支
第二节物理学
一、力学
1、静力学1)阿基米德是静力学成为一门真正科学的奠基者
2)静力学的研究法有两种:
几何法和分析法
3)静力学在工程技术中有着广泛的应用
2、运动学——用几何学的方法来研究物体的运动
3、动力学
(1)、动力学的基本内容——质点动力学、刚体动力学、达朗贝尔原理等
(2)、动力学普遍原理
二、热学
1、温度计的发明
2、对热的认识——有热质说和热是分子运动的表现两种对立观点
3、热学理论的主要内容
(1)、宏观理论即热力学——热力学三定律
(2)、微观理论即统计物理学——熵增加原理
三、电磁学
1、电磁学的产生——富兰克林证明了雷闪就是放电现现象
2、伏打电堆的发明使电学由静电学进入动电学阶段
3、1821年德国的欧姆发现了欧姆定律
4、电流磁效应的发现开拓了电学研究的新纪元
5、法国物理学家安培提出了电流磁效应的定量定律——安培定律
6、英国物理学家麦克斯韦建立了严谨的电动力学体系
四、波动学
1、声学
(1)、德国人克拉克是实验声学的创始人
(2)、1900年赛宾提出了混响概念,人们才对很多声学现象有了较好理解
2、光学
(1)、公元前3世纪,欧几里得提出了光的反射定律
(2)、笛卡尔的粒子说
(3)、格里马第是光的波动说的最早倡导者
(3)、惠更斯认为光是一种以“以太”为物质载体的机械波
(4)、牛顿建立了光的微粒学说并成为权威理论
(5)、光的波动说的复兴
1)、著名的杨氏双缝干涉实验,由此求出可见光波之波长
2)、惠更斯-菲涅耳原理以及完善的衍射理论的创立,促进了光的波动说的复兴
3)、光学的发展
第三节化学
一、化学的产生
1、古代东方的炼丹术和西方的炼金术
2、罗伯特·波义耳促使化学成为一们独立的学科
3、拉瓦锡阐述了燃烧的氧化学说开创了定量化学时期
三、无机化学
1、道尔顿于是1803年提出原子学说
2、1811年意大利科学家阿佛加德罗提出了分子的概念
3、1869年俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律
四、有机化学——研究有机合物的科学
1、有机化学之父——李比希
2、法国化学家贝特罗在有机合成方面作出了了很大贡献
五、分析化学——研究物质化学组成的分析方法及有关理论
六、物理化学
1、奥斯特瓦尔德和范霍夫共享物理化学创建者的荣誉
2、物理化学的分支:
1)、化学热力学
2)、化学动力学
3)、结构化学
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