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仍然包括一切有系统的学问,
不但包括我们所谓的science
(科学),而且包括历史、语
言学及哲学。
4
科学进化的过程表明,随着科学研究领域的不断延伸,科学知识的内涵也不断扩展,这体现了科学知识的历史性。
在本书中,我们所介绍的科学主要指自然科学。
二是从方法的角度看,与科学知识相关的方法,包括“获得知识的方法”和“表达知识的方法”。
获得知识的方法有思辨的方法、经验的方法、实验的方法、数学(逻辑)的方法等等。
而知识的表达也有理论化、系统化的知识和经验的、零散的知识之分。
5
现代的科学知识体系,是一个复杂的、规范化、体系化并经过充分论证和检验的知识体系,是知识的成熟形态;
但在科学发展的早期,那些经验的、零散的知识以及通过思辨方法和经验方法获得的知识,仍然被人们看作是“科学知识”。
从经验的、零散的知识到理论化、系统化、分门别类的知识,从思辨的方法、经验的方法到实验的方法、数学的方法,说明科学是一个从简单到复杂、不断演进的历史过程。
6
其次,科学是探索客观事物及其规律的活动。
科学社会学家巴伯在《科学与社会秩序》一书中指
出:
“科学首先是一种特殊的思想和行为,在不同的历史时期的
社会中,人们实现这种思想和行为的方式和程度也不同”,对作
为“活动”的科学的理解也是多样的。
比如既可以把科学看作是
一种逻辑的认知活动,也可以看作是实践的社会活动。
但不同
的理解依然具有共同的特点,即把科
学活动限定于获得“科学知识”的活
动,这种活动通常也被称为“科学研
究”。
在政策层面上,人们把这种科
学研究活动主要归于“基础研究”的范
畴。
这里所说的基础研究,既包括纯
基础研究,也包括应用引起的研究。
科学之美
7
再次,科学是一种社会建制。
当代物理学家和科学社会学家约翰·
齐曼认为,只
有把科学作为一种社会建制才能理解科学。
科学作为一种社
会建制的实质,是使科学成为以“生产科学知识”为使命,并
因此具有特定功能的社会秩序和社会结构,科学建制化的过
程就是逐步形成一种维系“科学知识生产”的相对稳定的社会
模式和制度安排的过程。
未来世界
8
最后,科学是一种知识形态的生产力。
马克思、恩格斯把科学视为潜在的社会生产力,知识
形态的生产力,认为科学成为人类能动的认识自然界的强大和
锐利的武器,为工业和技术的发展、人类现实能动地改造自然
界和社会提供了潜在的基础和理论前提。
今天,科学是第一生
产力的命题的提出,进一
步反映了科学的潜在生产
力属性向直接的生产力属
性发展的状况。
马克思和恩格斯
9
如果说科学从本质上是
人们对自然界和社会的认识
活动,那么在本质上,技术
就是人类对自然和社会进行
有目的的改造和控制活动。
这一活动所赖以进行的各种
物质手段、相应的知识(包
括经验类的默会知识和科学
原理、技术工艺等编码化的
知识)以及这一活动的成果
―各种技术制品以及知识型
的成果如技术知识、诀窍
等,构成了技术的内容。
(二)技术
10
在西文中,“技术”
一词最早源于古希腊语
“techne”,原意是指技能、技
巧和能力等。
到了近代,随着
工业革命的兴起与发展,机器、
设备等大量自动和半自动工具作
为工业生产必不可少的劳动手段
被广泛使用,技术也开始指那些
由人所创造出来的各种机器、工具等物质装置。
同时,随着科学理
论越来越多地应用于生产和技术发明过程,技术中知识要素的地位
逐渐增强,技术发展出现了理论化取向,技术科学产生,技术在一
定意义上也成为一种知识体系。
所以,与科学一样,技术的概念也
是一个历史性的范畴,随着技术从简单到复杂的演进,随着技术水
平的不断提高,技术对象的范围以及人们对技术的认识也是逐步发
展的。
要深刻理解技术,我们需要从多个方面来考察技术的特性。
11
首先,技术既具有
自然属性又具有社会属
性。
技术的自然属性是指
人们在创造、运用技术来
变革和控制自然的过程
中,必须遵从自然规律。
技术的社会属性是指技术
发展的方向、速度和水平
要受到各种社会因素和规
律的影响和制约。
技术一方面具有超越于社会和道德约束、自主发
展的倾向;
另一方面,技术也受制于文化、制度、科学、生产力水
平和意识形态等社会因素的制约,比如,第一台电子计算机的研制
是美国为了适应在二战中军事上高速运算的需要。
可以说,目的性
是技术活动的内在动力。
世界上第一台计算机
12
其次,技术具有工具性与价值负载性。
一方面,技术
作为一种工具体系,充当着人类达到干预自然的目的的手段,它体
现了人对自然界的干预能力,是人对于自然的能动性关系的直接体
现。
另一方面,技术作为实现价值的手段,本身还负载着人们特定
的价值。
它不只是解决问题的手段,而且也是广泛的社会价值观和
那些涉及使用它的人们的利益和偏好的体现者。
对于具体的技术,
我们不能脱离开技术应用的具体
场所、技术应用的现实后果和潜
在后果、技术使用者以及技术应
用所涉及的人们的切身利益和价
值取向来进行判断和分析。
13
最后,技术的功能具有两面
我们应该对技术的社会功能的两
面性有清醒的认识:
技术既可以谋
利,也可以为害。
一方面,技术是第
一生产力,技术的应用使人们更有效
率地进行物质生产和精神生产,使生
产力水平和人们的生活水平得以提
高。
但是,另一方面,我们也应该看
到,我们生活在一个技术所构建的世界之中,技术在给我们带来
无穷好处的同时也给我们带来种种烦恼和风险。
技术发展所造成
的环境问题、人的异化问题、技术选择中的道德问题、贫富分化
加剧问题、风险社会问题等,都促使人们重新审视技术的本质、
特征以及技术与人的关系,从而对技术发展的方向做出理性选择
和适当限制。
环境污染
14
从科学与技术的关系看,科学与技术存在着密切的
联系,同时,科学与技术既具有一些共同特征,又有显著的差
别。
就相同点而言,科学与技术都是人类的理性创造活动及其
成果,都反映了人对于自然的对象性关系,都属于历史的、发
展的范畴。
就不同点而言,尽管技术也是一种广义的知识体
系,但却与科学具有不同的知识结构和行为特征。
如果说科学
更多地体现着人对于自然的认知和理解,更侧重于认识自然,
技术更多地反映着人对于自然的改造和控制,更侧重于为了特
殊的目的而改造自然。
15
科学与技术的关系在历史上也是不断变化的,在人类的早期,科学与技术基本上是分离的,它们各自走着自己的发展道路。
但到了近代以后,科学与技术加快了融合的速度,出现了科学的技术化和技术的科学化趋势,以至于今天科学与技术在某种程度上已经融为一体,在某些领域出现了科学技术“一体化”的新特点。
16
(三)西方科学技术的起源与希腊学精神
西方科学起源于古希腊。
希腊人最早形成了对自然界的系
统的理性看法,而且创造了一套数学语言和逻辑规则来把握自然
界的规律。
公元前600多年,希腊第一个自然哲学家泰勒斯提出“万
物源于水”的哲学命题,从而奠定了西方哲学追求万物共同本源的
形而上学精神。
阿那克西美则提出万物由气
构成的主张,开辟了把握世界的实体构成主
义的传统。
后来,留基伯、德漠克利特等提
出世界上的万事万物都是由原子构成、世界
的共同基础是原子的原子论思想,形成了比
较成熟的实体构成主义的模型。
巴特农神庙
17
公元前6世纪末,毕达格拉斯
学派提出数是万物构成的基本形式的
思想,开辟了形式主义的传统(毕达
格拉斯学派还提出和解决了许多数学
问题,发现无理数、最早证明勾股定
理只是其对科学的重大贡献之一)。
在他们看来,重要的是找出世界的构
成方式,找出世界的数学表达。
这一
思想经过柏拉图的进一步发展,成为
西方科学重要的思想传统。
西方科学
可以说正是继承了这种追求本源的理
性探求精神,沿着实体构成主义和形
式主义这两大思维路线前进的。
而希
腊可以说是近代和现代科学精神和科
学思想的发源地,是近代科学的先
驱。
毕达格拉斯
18
在希腊古典时期和希腊化时期,希腊世
界出现了多位对后世有深远影响的科学家。
比如,
有西方医学之父之称的希波克拉底(HipPocrates,
公元前460一375),将医学从原始巫术中拯救了
出来。
他所提出的人身上由血液、黄胆汁、黑胆
汁和豁液四种体液组成的体液理论,成为西医学
的理论基础;
他首创的希波克拉底誓词至今仍是
医生职业的职业道德宣言。
希腊世界百科全书式
的思想家和科学家亚里士多德(Aristotle,公元
前384一322)重视经验观察,他发展了物理学、
逻辑学、生物学以及政治、哲学理论。
他提出的
以太概念、物体越重下落速度越快的思想以及目
的论的思维方式支配了西方一千多年。
他通过观
察、实验总结而成的生物学著作《动物志》对
各种各样的动物进行了详尽描述,很有科学价值。
希波克拉底
亚里士多德
19
希腊化时期,欧几里得、阿基米德、托勒密的成就代表了
古希腊科学技术发展的最高成就。
欧几里得(Euclid,约公元前330年-275年)所著《几何原本》集希腊古典数学之大成,构造了世界数学史上第一个宏伟的公理演绎系统,是古代世界在几何学上的丰碑。
科学巨匠阿基米德(Archimedes,公元前287一212)发现了杠杆原理和浮力原理,达到了古代力学的高峰。
希腊天文学的集大成者托勒密(Ptdemy,90-168)系统总结了希腊天文学的优秀成果,写成《天文学大成》(后被阿拉伯人改为《至大论》),其中构造的以地球为中心的完整、复杂的宇宙体系―托勒密地心体系统治了西方天文学一千多年,直到被哥白尼的日心说所代替。
日心说的先驱阿里斯塔克(Aristarchus,约公元前315-230)提出了日心地动学说.
天文学家埃拉托色尼(Eratosthenes,约公元前276-196)科学地确立了地球的概念,并定量地测定了地球的大小。
盖仑(Galen,130-约200)系统总结了希腊医学自希波克拉底以来的成就,创立了自成体系的医学理论,他的理论涉及了医学的理论与实践的各个领域,从而奠定了西方医学的基础,统治欧洲医学一千多年。
20
在公元后的几个世
纪,罗马人统治了西方世
界。
罗马人具有偏重实际
的民族性格,他们专注于
政治、军事问题而对自然
科学缺乏兴趣和热情。
古
罗马人在军事工程、城市
建设、政治、管理、法律
等方面有着杰出的成就,
但在科学方面却贡献甚少。
在罗马帝国的后期,希腊
灿烂的古典文化的光辉逐渐消失,整个欧洲进人基督教会统治的
黑暗中世纪。
从公元6世纪到11世纪,希腊丰富的科学遗产被世人
遗忘,欧洲的科学在整体上处于停滞甚至倒退的状态。
而在这个时
期,中国和阿拉伯的科学技术却进人了快速发展的辉煌时期。
意大利古罗马斗兽场
21
公元6世纪至11世纪,阿拉伯人建立起一个经济文化
繁荣发达的庞大帝国。
大约在公元8世纪和9世纪,阿拉伯大
量翻译了包括欧几里得的《几何原本》、托勒密的《至大
论》在内的希腊科学著作。
这使得阿拉伯人不仅很快掌握了当
时最先进的科学知识,而且继承和保存了希腊的学术遗产并把
它传递给近代的欧洲。
阿拉伯人还长期起到促进东西文化交汇
的中介作用,在客观上,他们
充当了中西文化交流、融会的
走廊,特别是把东方先进的科
学技术传到欧洲,从而为欧洲
的文艺复兴运动和近代科学的
兴起提供了文化、知识和精神
方面的食粮。
萨拉老城
22
11世纪之后,欧洲开始从漫漫长夜中苏醒,通过十字军
东征,欧洲人从阿拉伯人那里带回了中国的四大发明和希腊的学
术,通过翻译希腊古典文献,欧洲学术得以复苏。
而发源于意大
利的文艺复兴运动使得理性和科学打破了神学的奴役,重新焕发
出生机。
加上这一时期航海罗盘、钟表、枪炮、印刷术的使用以
及环球远航所导致的地理大发现,近代科学革命所需要的社会文
化和技术条件基本成熟,近代科学革命的契机已经来临。
近代科
学革命的序幕是以哥白尼革命开始的。
哥白尼的《天体运行论》提出了日心
说,从而使天文学逐渐抛弃了地心学说和繁
琐的天球概念体系,引领人类将目光从有限
封闭的世界投向无限广裹的宇宙。
这场宇宙
论革命,既带来了世界图景的改变,也导致
了欧洲心灵和观念的重建。
23
牛顿
在宇宙研究方面,布鲁诺
提出了宇宙无限的思想;
开普勒
确立了太阳系的概念,并提出了
开普勒运动三定律。
被誉为近代
物理学之父的伽利略力学上进行
了一系列开创性工作,比如以公
理的形式提出了速度、加速度和
惯性运动的概念。
近代物理学经
过伽利略、开普勒、斯台文、吉
尔伯特、托里拆利、帕斯卡、盖里克、胡克、惠更斯、笛卡儿等
人的研究,到牛顿那里完成了第一次大综合,从而建立起近代物
理学的完整体系。
从玻意耳开始,近代化学也开始从炼金术中脱
胎而出,并经过拉瓦锡等人的工作,发展为一门重要科学。
在生
命科学方面,实验生理学的传统开始形成。
维萨留斯的《人体
结构》完成了人体解剖学的革命,哈维发现了血液循环,列文
虎克、胡克等科学家用显微镜发现了微观世界的细菌、细胞等,
微生物学开始形成。
24
但更为重要的是,近代西方科学实现了科学知识生产方
式的重大变革。
科学研究从依附于哲学家的理论思辨和技师、工
匠的实践活动的状态中摆脱出来,以实验方法为基础的科学研究
不但把古希腊哲学的理性传统和古代工匠的实践传统结合起来,
而且使科学知识生产开始逐渐成为独立的社会劳动,从而使科学
走上了稳定、快速发展的新轨道。
在这个过程中,新兴的资本主
义对科学的发展起到了重要的推动作用,培根等思想家关于科学
社会功能的重要思想和对科学实验哲学的大力倡导以及对科学研
究方法的深人研究,也为近代科学革命扫清了道路。
培根
25
(四)中国古代辉煌的科技成就
20世纪中叶以前,绝大多
数西方学者对中国古代文明几乎一
无所知,他们把科学技术当成是西
方的专利品。
到了20世纪50年代
初,爱因斯坦在他的一封著名的信
中,也对近代科学技术在西方的兴
起发表了自己的观点。
他写道:
“西方科学的发展是以两个伟大的成
就为基础,那就是:
希腊哲学家发明形式逻辑体系以及发现通过
系统的实验有可能找出因果关系。
在我看来,中国的贤哲没有走
上这两步,那是用不着惊奇的。
要是这些发现果然都作出了,那
倒是令人惊奇的事。
爱因斯坦
26
中国的古代文明中到底有没有科
学技术,有没有科学技术传统,不仅
为中国人自己所关注,也为全世界人们
所关注。
英国科学家、科学史家李约瑟
就是一位关注中国文明传统、深人研究
了中国古代科学技术并取得了显著成就
的佼佼者。
李约瑟及其合作者在半个多
世纪的不懈追求中,注意到科技发展与其所处社会环境构成了
一个有机的整体,论证了历史上东亚文明尤其是中国古代文明
曾远远领先于西方,在近代科学技术兴起之前,中国的科学技
术不但自成体系,而且对其他国家产生巨大影响。
《中国科学
技术史》巨著的问世,使中国古代科学技术昔日风采重新展现
在世人面前。
李约瑟指出,在科学技术上,“中国的这些发明
和发现往往远超过同时代的欧洲,特别是巧世纪之前更是如
此”。
李约瑟
27
数学:
1.早在公元前14世纪商朝就使用十进
位制。
2.公元前2世纪,中国已有负数概念。
这个概念的形成可推溯到西周,它最后
成书为西汉的《九章算术》,是我国数
学体系形成的标志。
3.关于圆周率的计算。
4.早期希腊和印度的数学对高次方程的解法似乎很少甚至没
有贡献。
求解高次方程的根的近似法一直被称为中国对数学的
最有代表性的贡献。
5.《易经》是二进制的前身,而二进制的“开与关”的设
计是现代计算机运行的基础。
九章算术
28
天文:
中国人在阿拉伯人之前,是世界上最坚毅、最精确的天文
观测者。
约公元前5世纪至公元10世纪,几乎只有中国的记事
可供利用。
日食、太阳黑子、彗星,特别是哈雷彗星重复出现、
超新星爆炸等欧洲人不知道并且也不能承认的现象,中国人已观
测了许多世纪,这也成为现代天文学的依据。
李约瑟在《中国科学技术史》中,总结中国天文学的成
就主要有以下几点:
1.中国人完成了一种有
天极的赤道坐标系。
2.中国人提出了一种早
期的无限宇宙概念,认为恒
星是浮在空虚无物的空间中
的实体。
中国古代天文仪器“简仪”
29
3.中国人发展了数值计算天文学和
星表,比其他任何可与之媲美的著作
的古代文明早两个世纪。
4.中国人把赤道坐标(本质上即近
代赤道坐标)用于星表,并坚持使用
2000年之久。
5.中国人制成的天文学仪器一件比
一件先进,13世纪发明的一种赤道装
置(类似“改造的”黄赤道转换仪或
“拆开的”浑仪)为制作的高峰。
6.中国人发明了望远镜的前身―带
窥管的转仪钟和一系列巧妙的天文仪
器辅助机件。
7.中国人连续正确地记录月食、新
星、彗星、太阳黑子等天文现象,持
续的时间比任何其他文明古国都长。
30
漏刻是古代的一种
计时工具,不仅古代中国
用,而且古埃及、古巴比
伦等文明古国都使用过。
漏是指计时用的漏壶,刻
是指划分一天的时间单
位,它通过漏壶的浮箭来
计量一昼夜的时刻。
31
水运仪象台是宋代苏颂、韩公廉等人设计制造的一座大型天文仪器,它把观测天象的浑仪、演示天象的浑象和报时装置巧妙地结合在一起,是我国古代一项卓越的创造。
水运仪象台高约12米,宽约7米,呈下宽上窄的正方形,全部为木建筑结构。
32
地学:
1.魏晋时期裴秀(223一271)创立“制图六体”,这标志
着中国传统制图学的规范化,它在中国地图史上具划时代的意
义。
2.《山海经》由《山经》、《海经》、《大荒经》
三部分组成,其作者及成书年代都未考定。
3.隋朝隋场帝开凿大运河,全长2500多公里,贯通海河、
黄河、淮河、长江、钱塘江
五大水系,纵横东西南北。
唐宋两代进一步完善,北宋
达到高峰,使水运在我国历
史上起到重大作用。
4.《水经式》出于唐
代,是我国第一部国家级水
法。
京杭大运河
33
5.唐代玄奖西游写下《大唐西游记》,是最早一部全面、系统
记述印度次大陆的著作,共12卷,10万余字,记述了138个国
家。
6.唐代贾耽(729-805)绘制《海内华夷图》是魏晋以来最大
的一幅地图。
他还撰写40卷((古今郡县道四夷述》。
这部书图
文并茂,用不同颜色的字体来区分古今地名,开创以朱墨两色标
注地名的先河。
7.唐窦叔蒙《海涛志》是最早的潮汐学专著,提出海陆变迁思
想和潮汐成因理论,代表了中国自然地理方面认识的飞跃。
8.明朝一大批地学家出外实地考察,留下大量有关著作。
其中
最有名的是徐霞客所著《徐霞客游记》。
该书不仅对石灰石、流
水地形、水文、地质、植物等现象有详细记录,而且对中国西南
地区亚热带喀斯特地貌进行观察、研究。
34
贾耽:
公元729-805年,字敦诗,沧州南皮(今河北省南皮县)人,唐代地理学家、地图制图学家。
《海内华夷图》缩印本
35
农学:
1.早在春秋战国时期,中国就开始使用铁农具和牛耕。
先秦
时代,中国就已出现分行栽培。
我国在春秋战国时期就已大量使用
肥料,用粪来给土壤施肥。
2.西汉农学家沦胜之著《犯胜之农书》,原有18篇,现存
3500多字。
该书总结了一系列具体的耕作栽培技术措施,最有名
的是区种法、嫂种法和稻田水温调节技术,在我国农学史上有重要
地位。
3.魏晋南北朝时期,北魏高阳太守贾思舞著《齐民要
术》。
全书共10卷,92篇,11万余字,引述文献160多种。
是
世界现存最早最完整的农学著作。
4.唐代陆羽(733一804)著《茶经》三卷。
《茶经》
是最早的茶学著作。
《茶》经总结了有关茶事活动的历史,对茶
树、茶叶、茶具、水等各方面作了论述,还探讨了饮茶功效。
36
5.宋朝秦观著《蚕书》,是中国保存下来
最早的蚕桑业专著。
6.北宋陈粤于1149年写成《陈类农书》。
上卷总论了土壤耕作和作物栽培,是全书的主
体;
中卷牛说,论其饲养管理;
下卷蚕桑,论
述种桑养蚕的有关技术。
7.元代王祯所著《农书》由三部分组成,
第一部分“农桑通诀”,共6卷19篇,是农业
通论;
第二部分“百谷谱”,共4卷11篇,是作物栽培个论;
第
三部分“农器图谱”,共12卷,有306幅图,分作20门,是全
书的重点。
《农书》是第一部兼论南北农业技术的农书,其中
“农器图谱”成为后世的楷模。
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