科学技术史教学大纲华南农业大学Word格式.docx
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思考题:
从环保的角度看上古文明的衰落
第二次课:
第二节:
夏、商、西周时期的中国科技(21世纪BC----770BC)(教材第38—45页)
恩格斯曾说:
“没有奴隶制,就没有希腊国家,就没有希腊的艺术和科学;
没有奴隶制,就没有罗马帝国。
没有希腊文化和罗马帝国所奠定的基础,也就没有现在的欧洲”。
夏、商、西周时期的科技成就:
1.青铜时代和青铜冶铸技术:
2.农业生产技术:
3.工业技术
建筑、纺织、瓷
4.初期的天文与算学:
夏:
天干记日法
周:
六十甲子
阴阳合历:
28宿:
天球黄道附近的恒星分28组,便准确观察记录天文现象
数学:
十进制
测绘工具:
规、矩、准、绳(不如埃及)
“九九乘法表”
“算筹”----一套小棍作运算工具,“运筹帷幄”
医学:
巫、医分化,医成了科学的医。
有了初步的分科:
食医:
营养护理;
疾医:
内科
疡医:
外、伤科
兽医:
兽医
汤液出现
五行:
阴阳:
八卦:
(补充:
中国医学的起源。
图:
商代精美青铜器)
从巫医不分到巫医分化
第三次课:
第三章“双璧争辉”-----古典时期的世界科技
春秋战国时期-----中国古代科技的奠基(770---221BC)
1.铁器时代的到来与冶铁技术(但巴比伦铁:
1500BC!
2.大型水利工程
规模空前的发展高潮。
3.医学理论体系的初步建立
扁鹊:
《黄帝内经》:
战国晚期、黄、岐对话、《素问》《灵枢》共18卷。
一个时代医学进展的总结性巨著。
整体观:
“大宇宙、小宇宙”。
脏腑、经络学说与“不打开黑箱”的诊治方法
战国成书的其他科技典籍:
铁器、牛耕、水利工程:
曾经出现在中学历史课本中,学生不陌生,可快讲、简单提一下即可,《黄帝内经》成书、意义要详讲,要补充中医常识。
都江堰。
《黄帝内经》在中国医学史上的地位
第四次课
古代希腊、罗马的科学技术
(教材第46—66页)
希腊史、希腊人的性格特点与气质,希腊人的“理念崇拜”与科学)
希腊文化与科学;
贡献:
以下内容,请认真看教材(第46---61页)
米利都学派、毕达哥拉斯主义、原子论思想、托勒密、阿基米德、欧几里得
特别值得一提的几点:
A,毕达哥拉斯学派的贡献
B,原子论的意义
C,柏拉图的数学崇拜与理念
D,亚里士多德(384---?
BC)
E,马其顿亚历山大征服后
F,欧几里得:
《几何原本》
G,阿里斯塔克(310BC---?
):
日心说
H,阿基米德(287BC生):
浮力定律、杠杆原理、螺旋提水器
I,托勒密:
不要与同名埃及王相混。
《天文学大成》(《至大论》)、地心说(图20页)。
盖伦(130BC)
罗马兴衰史、罗马人的性格特点与气质。
在罗马人之前的意大利境内,生活着伊特鲁里亚人,他们有灿烂的文化,对罗马文化影响至深。
参考书:
“失落的文明”系列中《伊特鲁里亚人----意大利一支热爱生活的民族》)
罗马文化与科学
1.现行公历的直接鼻祖----儒略历
2.普林尼与《自然史》37卷,百科知识。
引2000多著作,分34707条目。
3.技术成就
通往各行省的公路网/引水道工程/神庙/竞技场/凯旋门/纪功柱/公共浴场
附:
美洲印第安文明
A.阿兹蒂克文明:
墨西哥
B.玛雅文明:
墨西哥、洪都拉斯、危地马拉
C.印加文明:
D.奇布查文明:
特点:
山地文明/玉米文明/不知铁/不知轮和拱顶/饲养业不发达/缺乏发达的文字系统/传播不畅
(强调:
欧洲文明的三大支柱:
希腊科学、罗马法律、犹太宗教。
放碟:
希腊、罗马)
希腊科学与罗马科学的比较
第五次课
“西方不亮东方亮”之一:
第四章:
中世纪西方的科学技术(教材第67---83页)
经院哲学:
“西方不亮东方亮”之二:
第五章:
古代阿拉伯的科学技术(第84----101页)
两个桥梁作用:
地理----东西方交流;
时间----古希腊与近代欧洲
阿拉伯人的新创造:
天文、数学、物理、医学:
(补充介绍伊斯兰文化,在中古时期异军突起的、很有特色的文化)
谈伊斯兰文明对世界文明的贡献
第六次课
“西方不亮东方亮”之三:
第六章:
中国封建社会的科学技术(第102—129页)
一.农学
A.秦汉(221BC---220AD):
B.魏晋南北朝(220---581)
C.隋唐五代时期(581----960)
D.宋元时期(960---1368)
E.明清时期(1616----1911)
(注意中外农业科技交流:
域外作物引进:
自古就有;
晚清:
西方农业技术逐步传入。
扎根普及不易呀!
小结
(先出思考题:
1,为什么达到这么高的水平?
2,为什么没有过渡到近代农业?
答后老师再总结)
第七次课
二.医学
A.秦汉
域外药材输入、《神农本草经》(上、中、下三品)
张仲景(150---219)《伤寒杂病论》
华佗
B.魏晋南北朝
(晋)王叔和《脉经》我国现存最早的脉学专著
(晋)皇甫谧《针灸甲乙经》我国现存最早的针灸学专著
(南朝)陶弘景《神农本草经集注》
(南朝)雷敩《炮炙论》
C.隋唐五代
(隋)巢元方《诸病源候论》
唐《新修本草》----我国、世界最早的国家颁行药典
(唐)孙思邈《千金方》(《千金要方》、《千金翼方》)
藏医:
《四布医典》,
D.宋辽金元
医药书籍的发展:
宋《开宝本草》、《嘉祐本草》、《图经本草》,《经史证类备急本草》,寇百奭《本草衍义》
宋《洗冤录》
金元四大家:
刘完素(1110---1200)金代河北河间人,“寒凉派”
张从正(1156---1228)金代河南考城人,“攻下派”
李杲(1180----1251)金代河北真定人,“温补派”(“补土派”)
朱震亨(1281----1358)元代浙江义乌人“养阴派”
E.明清
(明)吴有性《瘟疫论》
(明)李时珍《本草纲目》
(清)王清任《医林改错》
明末以来,西医传入,早期影响不大,晚清以后才有较大影响。
小结:
(在中外医学交流上加内容:
东汉、魏晋南北朝时期和唐代引进印度医学、宋元时期引进阿拉伯医学、明末及清代引进西方近代医学)
第八次课
三,天文学
A.秦汉
西汉《太初历》、浑仪、浑象(天球仪)、宇宙模型(盖天、浑天、宣夜----不及古希腊)
东汉:
张衡、水运浑象,另:
地动仪
B.魏晋南北朝
回归年:
太阳今年通过春分点,明年再通过春分点,二者时间间隔。
恒星年:
太阳今年到恒星间的一个位置,明年到同一位置,二者时间间隔。
回归年比恒星年短一点----岁差。
东晋虞喜发现它。
平朔:
按日月平均视运行来计算朔望
定朔:
对平朔进行月亮和太阳视运行的不均匀性的修正
唐,655年,平朔改定朔
唐,李淳风,三辰仪
黄道环用来度量太阳的位置
白道环用来度量月球的位置
赤道环用来度量恒星的位置
唐,僧一行:
发现恒星的位置与汉代相比,已有相当的变化,重做28宿距度的数据
大规模的大地测量----子午线实测
《大衍历》
宋,苏颂、韩公廉:
水运仪象台----世界上最早的天文钟
郭守敬(1231----1316)《授时历》,圭表(4丈高表,顶设“景符”),简仪,仰仪,海拔
明清
明末开始,西方天文学开始传入,徐光启,《崇祯历》。
“钦天监”中有了洋专家。
小结
(问:
1,为什么达到这么高水平?
2,为什么没有继续发展?
答后再讲)
四,数学
汉《九章算术》体系形成,筹算、实用。
《海岛算经》(刘徽,割圆术)、《孙子算经》(一次同余式)、《夏侯阳算经》、《张邱建算经》、《缀术》(祖冲之)、《五曹算经》、《五经算术》、《数术记遗》-----后世称“算经十书”的若干种,成书于该阶段。
“祖率”:
3.1415926---3。
1415927之间
祖暅:
球体公式
A.隋唐五代
王孝通《辑古算经》
再加《九章算术》,整出“十部算经”。
B.宋辽金元
传统数学:
登峰造极。
宋元四大家:
秦九韶(1202----1261):
《数书九章》,高次方程,一次联立同余式
李冶(1192----1279):
《测圆海镜》已知直角三角形各线段,求内切圆直径。
《益古演段》。
杨辉(约13世纪中叶)《详解九章算法》、《日用算法》、《杨辉算法》
朱世杰(13---14世纪的人)《四元玉鉴》
“隙积术”----高阶等差级数,世界第一
“大衍求一术”-----求解一次同余。
500多年后,高斯(1777----1855)、尤拉(1707----1789)
C.明清
商业数学、珠算取代筹算。
明末:
《几何原本》传入
为什么达到这么高水平?
为什么宋元后突然中落?
五,陶瓷、丝织、建筑----三大技术
陶瓷:
商代:
原始瓷出现,
东汉后期:
青瓷技术成熟,
南北朝:
南青北白
青:
质量由氧化铁含量决定
白:
主要呈色剂是氧化钙,铁含量越来越少
唐:
景德镇(接近现代)
宋元:
彩瓷技术提高(凹雕、针刺、板印、锥凿、嵌花、剪纸贴花)
明清:
全国近半数省份可烧,官窑最好。
历代出口的拳头产品,“海上丝路----陶瓷之路。
但:
陶瓷特发达而玻璃不发达,在古代无妨,到近现代,不利玻璃仪器的诞生----不利近代科学的发展!
丝织:
新石器时代晚期开始,世界最早。
汉:
丝绸之路,罗马皇帝看戏穿丝衣
以绫、锦最重要
扎染(扎住不让着色的地方,下染缸)、蜡染、介质染(酸硷处理不同地方,染出深浅不同)、
宋元:
32锭水力大纺车
锦、缎、缂丝(织画)
建筑:
房屋:
土木结构,木为框架(承重),斗拱(用于梁与柱之间,将来自房顶的压力传到柱上,而不是压在梁上。
斗为斜方形、拱为弯长形)
魏晋南北朝:
寺院、塔
隋唐:
宇文恺规划兴建“大兴城”----唐代在此基础上建长安。
明清:
故宫、嘉峪关
桥梁:
隋赵州桥
福建泉州洛阳桥
六:
四大发明:
造纸:
有西汉纸出土,但粗劣、不宜书写。
由东汉蔡伦改进,才能作书写材料
火药:
道教炼丹,硝、磺、蜜三者掺和,易燃易爆。
合理配方
指南针:
战国“司南”,北宋:
磁化小铁片
活字印刷:
唐(雕版印刷)、宋代毕升创活字印刷术
四大发明经阿拉伯传入欧洲,影响人类文明的进程,恩格斯说:
“火药、指南针、印刷术----这是预告资产阶级社会到来的三大发明。
火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术则变成新教的工具。
总的来说变成了科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆”
草麻纸:
中国
木材纸:
西方;
盒内固定:
黑火药:
TNT:
西方
成语中的科学史信息
第九次课
第七章:
砸碎锁链奔文明----文艺复兴与近代科学
(P130---162)
欧洲真正的黑暗时代:
5----11世纪,后有松动。
※11世纪起,十字军东进,200年,一次次。
从拜占廷、阿拉伯人手中得到希腊文明、阿拉伯文明和中国文明和印度文明成果
翻译中心出现、大学出现、资本主义经济萌芽
14世纪开始,工场手工业在意大利、英国等沿海国家发展起来-----第一次给近现代科学提供了新的社会需要、新的实验手段、新的研究对象----中国无。
地理大发现----开阔眼界
人文主义思潮:
讴歌自然、人性、理性-----文艺复兴的灵魂
文艺复兴与科学起义的宣言
文艺复兴是资产阶级启蒙运动,文、艺、哲、科,在人类文明、思想境界、社会条件成熟的基础上产生的。
罗吉尔·
培根(1214----1294)开创了新的实验风气。
达芬奇:
发扬了培根的实验科学传统
托勒密体系:
宇宙球形、地在中心,在古希腊、罗马时并无神学色彩,虽然不对,但“身份”还是科学。
后来教会阉割、利用,是另一回事。
盖仑体系也是如此。
(这一点要特别给学生解释清楚,以免受文学作品影响,误认为古希腊托勒密体系、盖仑学说就真的这么“反动”)
#1543,哥白尼(1473----1543)《天体运行》,向宗教神学的天体观正式宣战。
----近代科学迎来了壮丽的日出。
----革命。
动摇了宗教神学自然观的天体观的基石。
神学后院起火。
#1543,维萨留斯(1514---1564)《人体结构》,挑战宗教神学自然观的人体观的基石。
后也遭迫害,判死刑,后改为赴耶路撒冷谢罪,半路船翻遇难。
1584,布鲁诺(1548----1600)《论无限、宇宙和世界》,太阳非宇宙中心,仅为太阳系中心,太阳----恒星而已。
宇宙无中心!
流亡、被骗回国、8年监狱、火刑。
“你们向我宣布判决,比我听到宣判死刑更加恐惧!
”
1553,塞尔维特(1511---1553)发现小循环(肺循环),即右心室---肺---左心房,被判“活火刑”。
“我相信我的言行是公正的,我不怕死!
”
(特别强调:
文艺复兴是欧洲历史上的转折点,是中古与近代的分界线。
科学确实是在与宗教的血与火的殊死搏斗中挣脱锁链,才得以前进的。
布鲁诺等则是为科学而献身的勇士)
文艺复兴与世界近代科学
第十次课
第八章:
近代科学的发展(p163---184)
经典物理学的建立
哥白尼“日心说”
第谷(1546----1601,丹麦人)毕生、全套的天文观测资料,但非完全信仰日心说。
刻卜勒(1571----1630,德国人)以此推导出行星运动三定律
伽利略(1564----1642,意大利人)望远镜,“哥伦布发现新大陆,伽利略发现新宇宙”,罗马教廷判其终身监禁。
物理学跟着天文学起步了。
为什么?
研究需要“理想状态”,而天体正是“理想状态”----无摩擦阻力等。
伽利略是天文学家又是物理学家,称“近代物理学之父”。
其贡献(P163---166)。
他创建的一整套科学方法(实验+物理思维+数学演绎,三者巧妙结合)更是无价之宝。
A.why----how---重大的转折,是从哲学转向科学的第一步。
B.相对性原理-----参照系
C.对运动的定量描述(古希腊的“万物即数”)
他精心设计了让球滚下斜面的实验----可计算、可重复。
结果----惯性定律、抛体运动、机械能守恒思想构成牛顿运动三定律的重要内容。
笛卡儿(1596----1650,法)惯性、碰撞、动量
胡克(1635----1703,英)实验、仪器
惠更斯(1629----1695,荷兰)摆、向心力
牛顿(1642----1727,英)的伟大综合(P166---170):
历史条件:
资产阶级兴起、生产力的发展的需要、前人成就
个人条件:
喜欢沉思、数学出色
方法:
归纳+演绎,定量化、新的数学工具(微积分),推出公式
“站在巨人肩上”:
巨人:
欧几里德、阿基米得、刻卜勒、笛卡儿(1596----1650,法)、胡克(1635----1703,英)、惠更斯(1629----1695,荷兰)
胡克与牛顿同时发现万有引力定律。
万有引力定律解释已有现象,预测未来事件,为天文学提供了计算方法。
海王星、冥王星都是先算出、后发现的。
至今,它仍是天体力学和宇宙航行计算的基础。
(需要说清楚的:
“看苹果落地就想到万有引力”是后人想当然的神话!
从伽利略到刻卜勒、笛卡儿,无数科学家为此做出了贡献,经典物理该成熟了,才有牛顿的伟大综合。
牛顿发现万有引力之后,曾经花费大量时间精力研究化学,结果没发现什么定义之类,成果无从谈起。
同是一个牛顿,为什么在物理上成了巨匠,在化学上如此“小儿科”?
因为牛顿时代的化学才刚刚上道。
尚无巨人为他垫脚!
伽利略对近代物理学的贡献
第十一次课
其他学科的发展----数学、光学、化学和生物学
一,数学(P170---173)
笛卡儿(1596----1650,法)解析几何:
代数+几何。
费尔玛(1601----1665法)与他同时。
耐普而(1550----1671,英)1594,对数。
别尔基(1552----1632,德)与他同时。
微积分的创立:
牛顿:
力学研究的工具。
莱布尼兹(1646----1716,德)创立微积分,并创造了比牛顿微积分更科学的符合系统。
微积分发明后,还有漫长道路要走。
瑞士“数学家族”(出了11位数学家)的贡献:
第一代贝努利兄弟:
雅克(1654----1705)变分法、极值问题
约翰(1667----1748)微积分系统化理论化研究
第二代贝努利兄弟:
尼古拉(1695----1726)
丹尼尔(1700----1782)
偏微分方程---贝努里方程
欧拉(1707----1783)、哥德巴赫(1690----1764)在微积分领域也有重大贡献。
(评:
理学院、工学院、经贸学院的同学要修数学,请注意《数学分析》中那些和微积分有关的定义和定理:
科西定理、罗必塔法则、拉格郎日中值定理……。
牛顿、莱布尼兹同时独立发现微积分,那才是个开头,以后的道路还很漫长,200年后,它才真正在理论上完善-------科学征程路漫漫!
西方数学在17---18世纪(末)的两百多年里,主要是微积分建立与完善的历程。
但微积分的基本概念----无穷小量该怎样表述?
渐近于0又不等于0。
------第二次数学危机。
引发革命,19世纪初建立了严密的思想理论基础。
二,对光的本性的研究(P173----174)
几何光学:
成像
波动光学:
干涉、衍射、偏振、测波长。
光的本质?
波?
粒子?
牛顿坚持“微粒说”,由于牛顿的地位,该说曾经占统治地位。
19世纪才开始波动光学的英雄时期。
三,科学化学的建立(P174---176)
炼金术(kim)与chemistry:
炼金术是伪科学,但与化学的诞生有千丝万屡的联系。
中国---阿拉伯----欧洲,硫、盐类、有些金属----认识它们的化学性质。
波义尔(1627----1691英):
化学独立;
实验方法;
给元素下了清楚的定义。
“燃素说”:
17世纪末,德国化学家贝歇尔和他的学生施塔尔创立。
可燃物中有微粒----“燃素”,燃烧过程就是释放燃素的过程。
随着时间的推移,人们看到它的问题。
怀疑它了。
寻找“燃素”、以证明“然素”的、欲推翻“燃素说”的,活跃、登台、表演:
布莱克(1728----1799,英)煅烧石灰石,得二氧化碳----不是燃素。
卡文迪许(1731----1810)得氢气,认为是“燃素”。
卢瑟福(1749----1819)得氮气。
席勒(1742----1786,瑞典)得氧气。
普里斯特利(1733----1804)1774,得氧气
拉瓦锡(1743----1794,法)。
拉瓦锡定量分析实验,封瓶、前后称重,等重。
1777年9月5日《燃烧通论》-----燃烧氧化理论诞生了!
(对学生评论:
燃素说最终被证明是错了,它统治近百年后被燃烧的氧化说取代。
其实燃素说还是有功的:
科学的进步从假说开始,假说提出后,有人找证据试图维护,有人找证据试图推翻,最后不外是两个结果:
证实与证伪。
此二者对于科学来说,都是进步。
四,近代生物学的发展(P176---178)
预成说
渐成说
英国科学家哈维(1578---1657)研究心脏、动脉、静脉、瓣膜
血液只能朝一个方向流动。
左心室容量2盎司,每小时进入主动脉的血流量2X72X60=8640盎司(244·
42公斤),三倍于人体重。
1628《心血运动论》,(维萨留斯之后一个半世纪)比维萨留斯更从根本上动摇了盖仑学说。
动脉血怎样进入静脉?
哈维猜想:
有小血管连接。
1661年,马尔比基(1628---1694,意)发现毛细血管,证实。
(自学)
第三节:
科学中心的产生和转移(P178---184)
意大利:
资产阶级生产起步最早,文艺复兴策源地。
但宗教法廷太残酷,科学中心转移到相对宽松的地区。
德国后来者居上,但纳粹摧残,犹太人----科学家的中坚----逃亡美国。
德国人:
严谨、自律、乐于工作。
哲学大国、数学王国、化学强国,大型机组与精密仪器世界称道。
“天生的战士”。
犹太人:
希伯莱文明的传统。
他们认为,财产能被抢,知识抢不走!
这是一个伟人辈出的民族。
美国人:
没有思想框框,人可自由发展。
(提醒:
由于生产方式、气候、历史、文化传统等因素,不同民族的性格、习惯差别很大:
一所国际公寓着了火:
日本人先把丈夫拉出、犹太人先把钱柜搬出、中国人先把母亲背出、法国先把情人抱出。
一根针落地,中国人根据落地声音去找,德国人在地上画格子,找一格划去一格。
德国人的严谨、俄国人的勇猛与坚韧不拔,是很值得学习借鉴的)
第九章:
工业革命(P185---209)
工业革命的背景(P185---189)
(自学:
资产阶级革命、手工业发展、原始积累)
谈近代科学技术中心的转移
第十二次课
蒸汽机的发明(P185---189)
直接推动力:
社会生产
1.实验科学基础:
古希腊:
玩具蒸汽机
伽利略:
思考大气压与真空
1654,格里凯(1602----1686,德)“马德堡半球实验”
大气压力实验、蒸汽压力实验、真空作用实验----实验科学基础
2.瓦特前的蒸汽机
巴本(1647----1712,法)蒸汽泵----近代蒸汽动力技术的第一次突破
赛维利(1650----1715,英)蒸汽
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