关于人类科技发展史的简要回顾与思考

第 25卷 　第 6期 　　运城学院学报 Vol. 25　No. 6 2007年 12月 　Journal of Yuncheng University Dec. 2007 关于人类科技发展史的简要回顾与思考 刘凤芝 ① ,解建国② (①运城学院 外语系 ; ②运城学院 计算机系 ,山西 运城 044000) 　　摘 　要 :党中央制定的科教兴国战略 ,为我国坚持改革开放、确立市场经济体制、构建和谐社会、坚持科学发 展观奠定了坚实的基础。针对我国科技界科学意识教育与推广科学技术不相适应的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,我们在总结科学技术 发展史及伟大的科学家所做贡献的基础上 ,把科学家与科学事件相互贯穿 ,简要勾勒和阐述科学技术发展的历 史过程 ,以对我国的科学普及和科技意识教育 ,起到积极的促进作用。 关键词 :科学技术 ;科学文化 ;概括 ;实验 ;理论 ; 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 征 中图分类号 : G322. 9　文献标识码 : A 　　文章编号 : 1008 - 8008 (2007) 06 - 01000 - 04 　　科学技术是第一生产力 ,人类社会发展的历史 充分证明了这一点。人类社会从原始、荒蛮、愚昧、 落后到现代的高度文明 ,科学技术起了非常重要的 作用。我们有理由说 ,科学技术的发展始终伴随和 推动着人类历史的发展进程。它体现和决定了人类 物质文明的程度 ,是人类历史前进的最大动力。科 学技术的发展成果 ,是全人类在几千年文明史的演 进中共同努力形成的。我们绝不能忘记那些杰出和 伟大的科学家 ,他们用超人的毅力 ,长期的科学研 究 ,为人类做出了巨大贡献。 一、对世界科学技术发展史的简要总结 人类四大文明古国即古埃及、古巴比伦、印度和 中国对世界古代科学技术的发展做出了巨大的贡 献。特别是古埃及 ,为了控制尼罗河的泛滥 ,在长期 进行测量的基础上 ,形成了独创的几何学知识。公 元前 800年开始 ,人类文明逐渐转移到古希腊到公 元前 300年左右 ,被古希腊伟大的科学家欧几里得 整理为《几何原本 》。《几何原本 》的横空出世 ,几乎 影响了后世所有的科学家 ,包括牛顿、欧拉、帕斯卡 等 ,他们都从学习《几何原本 》起步 , 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf 写了辉煌的 科学人生。特别有趣的是 ,瑞典女王克里斯蒂娜 ,曾 邀请法国的大数学家笛卡儿到斯德哥尔摩 ,给她讲 授《几何原本 》;中国清朝的康熙皇帝 ,也深知学习 科学知识的重要性及《几何原本 》的伟大所在 ,在位 期间 ,特意聘请了两个中文名字叫白晋、张诚的法国 传教士 ,给他讲授《几何原本 》,而且学以致用。康 熙在 1707年南巡到苏北 ,视察溜淮套水利工程时 , 对一些技术问题进行了指正 ,并亲自进行测量。 1. 世界科学技术发展的重要时期及代表性成 果 第一个重要时期 ,当属古希腊的“七贤 ”(泰勒 斯、梭伦等 )到阿基米德时期。他们开创了数学证 明的先河 ,系统地提出了科学的研究方法 ,即根据归 纳总结出来的基本常识 ,用逻辑方法推导、演绎 ,从 而构建科学的体系。并测量了埃及金字塔的高度 , 发现了勾股定理及实数 ,开展了天文学和医学的研 究。特别是到古希腊的亚历山大里亚时期 ,由于出 现了欧几里得、阿基米德和阿波罗尼斯三位大数学 家 ,使古希腊的科学 ,特别是数学达到了全盛和顶峰 时期 ,对后世科学技术的发展产生了巨大的影响。 这个时期 ,阿基米德的成就出类拔萃 ,最具代表性。 第二个重要时期 ,是欧洲文艺复兴和欧洲资本 主义革命时期。这个时期 ,从哥白尼提出的日心说 开始 ,欧洲科学技术的发展似星火燎原 ,在人类科学 技术发展的历史上写下了最具色彩的一笔。这是一 个非常重要的时期 ,它对以后科学技术的发展 ,特别 是印证科学技术是第一生产力起到了至关重要的作 用。这个时期涌现出了许多彪炳史册的科学家 ,在 他们的努力下 ,创立和形成了多门基础科学。在数 学上最具代表性的有三大成果 :纳白尔和布里格斯 ·001· ①收稿日期 : 2007 - 05 - 16 作者简介 :刘凤芝 (1957 - ) ,女 ,山西侯马人 ,运城学院外语系副教授。 研究的对数、费尔玛和笛卡儿建立的平面坐标系、牛 顿和莱布尼兹创立的微积分。在物理学上最具代表 性的有牛顿的力学三定律、万有引力定律及开普勒 的行星绕太阳运行的三大定律。在化学和生物学 上 ,波义耳、拉瓦锡通过对亚里士多德的四元素论和 帕拉塞尔苏斯的三元素论的否定及多次实验 ,提出 了元素概念 ,发现了物质不灭定律等 ,使化学彻底摆 脱了炼丹术和炼金术的束缚 ,成为一门真正的科学。 同时 ,还出现了像巴斯德、爱德华 ·詹纳、芬利、瓦 特、福特等 ,他们把理论用于实践 ,或者直接从实际 中发现真理并应用。可以说 ,这个时期是基础科学 大面积丰收的时期 ,也是理论系统的建立与解决实 际问题的应用成果层出不穷的时期。基础科学逐步 完善 ,达到系统化、理论化。代表人物主要有牛顿、 欧拉、高斯、波义耳、拉瓦锡、孟德尔及门捷列夫等 人。 第三个重要时期 ,是人类进入二十世纪以后。 这是一个信息时代和高新技术不断涌现的时期。在 基础科学充分应用的前提下 ,认清了物质世界的微 观结构 ,产生了克隆技术、超导技术、DNA技术、纳 米技术、同位素技术等 ;进行了原子弹、氢弹和中子 弹爆炸及研制、卫星发射、宇宙探测等 ;特别是计算 机技术的应用 ,缩短了时间和空间的距离。同时 ,还 产生了很多边缘性和交叉性的学科 ,比如自动控制 论和模糊数学等 ,它们互相贯通和渗透 ,形成立体网 络的态势。计算机技术的应用、相对论的创立和人 类遗传基因的破译 ,是这个时期的三个重大成果 ,而 最大的成果当属计算机技术。这个时期的特点是基 础科学得到了广泛的应用 ,高新技术的开发取得了 大量的成果。特别是计算机技术的开发与应用 ,使 科学技术达到了一个高峰。代表人物主要有爱因斯 坦、维纳、拉曼、卢瑟福及冯 ·诺伊曼等人。 2. 中国古代科学技术的主要成果 中国古代的科学技术发展史 ,是人类科技史上 的重要组成部分。黑格尔曾指出 :“当黄河长江已 哺育出精美辉煌的古文化时 ,泰晤士河、莱茵河和密 西西比河上的居民 ,还在黑暗的原始森林里徘 徊。”[ 1 ] ( P1)这就是说 ,中国是人类文明和科学技术发 展的先行者。中国人民以高度的智慧和创造力 ,创 造了光辉灿烂的中国古代科学文化。不仅涌现出了 许多杰出的科学家和发明家 ,而且使中国古代科学 技术呈现出自己独有的特性。 中国古代科学技术的发展可以分为三个时期 : 秦朝以前为奠基时期 ;秦、汉至宋、元为发展时期。 这一时期不仅形成了具有独特风格的实用科学 ,而 且许多科学技术成就处于世界领先地位 ;明、清以后 是衰落时期。这一时期的科学技术发展缓慢 ,以至 于近代大大落后于西方。中国古代的科学体系以农 学、医学、天文学、地理学和算学为主。代表人物有 东汉的张衡、蔡伦 ,南北朝的贾思勰、祖冲之 ,宋朝的 沈括、贾宪、毕昇 ,明朝的徐霞客、李时珍等。代表著 作有《梦溪笔谈 》《齐民要术 》《九章算术 》《本草纲 目 》等 ,而最显著的成果是我们引以为豪的四大发 明。 3. 中国古代科学技术的几个特点及不足 (1)追求实用性。这种实用性体现了与西方科 学迥然不同的风格。这种风格可以和古希腊亚历山 大时期的科学相媲美 ,它围绕生产的发展而产生的 实用观念 ,不但成为社会心理的基础 ,也是中国古代 科技发展的明显特征。但是 ,这样又导致了人们很 少地去思考那些与生产发展无关的抽象问题。 (2)注重经验性。在中国古代科学技术发展的 过程中 ,科学家研究的方式和方法经常局限于对一 些经验事实的归纳和总结 ,很少进行模拟自然过程 的人控实验和经验材料的量化 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 ,缺少科学技术 由经验形态上升为理论形态的欲望、动力、需要和条 件。比如哈雷彗星 ,我国从春秋到清末共记录了 31 次 ,但始终未得到它回归的周期为 76年 ,最后还是 英国人哈雷通过进行大量的计算而得到了这一规 律。这在一定程度上反映了古人重经验概括而轻视 理论 ,或者说不求甚解、不求升华的思维定势。再比 如在数学上 ,《周髀算经 》中有勾股定理的一种特殊 情况 ,古人对此未能深入探究 ,而古希腊的毕达哥拉 斯却得到了“百牛定理 ”,这种差距显而易见。 (3)观照整体性。西方科学从 2000多年前就 注重分析 ,希冀对事物有一个透彻的认识。在研究 一个事物或事物的某一个局部时 ,总要把它从错综 复杂的联系中分离出来 ,独立地研究它的本质属性。 而中国古代科学技术的研究截然不同 ,它重视综合 和总体观照 ,注重事物现象和结果、功能和联系 ,而 不考究它的本质。这样 ,宏观把握与微观控制相脱 节 ,以致于知其然而不知其所以然 ,这也是造成中国 古代科学技术由领先到落后的一个重要原因。我国 古代四大发明之一的火药技术 ,就是在炼丹、炼金的 过程中由自然现象而得到的。 二、世界科技发展史中最伟大的科学家及其主 要成就 在人类科学技术发展史上 ,伟大的科学家一代 接着一代 ,殚精竭虑 ,拼搏不息。他们是智慧的象 征 ,精灵的化身。在他们的带动下 ,人类才一步步走 ·101· 向今天的文明 ,我们仰之如满天星斗。 下面 ,根据大量的资料文献 ,我们总结一下人类 历史上最伟大的几位科学家及其研究成果。 阿基米德 (公元前 287—公元前 212 ) ,古希腊 数学家和物理学家。在物理学上 ,他发现了浮力定 律、杠杆原理等 ,确定了静力学和流体力学的基本原 理 ,被称为力学之父。在数学上 ,他发现了圆的周 长、面积等计算公式 ;计算过抛物弓形的面积、旋转 抛物体体积等 ;他还提出了误差估计、无穷小量概念 等 ,后来成为牛顿微积分学的基础。阿基米德一生 写有大量著作 ,如《论球和圆柱 》《论浮力 》《沙粒的 计算方法 》《论重心 》等 ,特别是他的几何著作是古 希腊数学的顶峰。阿基米德能够将熟练的计算技巧 和严格的逻辑推理融为一体。德国的数学家莱布尼 兹曾高度评价阿基米德说 :“如果你了解了阿基米 德的成就 , 你对他以后的科学家就不那么钦佩 了。”[ 1 ] ( P97 - 98) 牛顿 ( 1642—1727 ) ,英国数学家、物理学家和 天文学家。他在伽利略、胡克等人研究的基础上 ,建 立了以运动三定律为基础的经典力学体系 ;在惠更 斯、开普勒等人研究的基础上 ,得到了万有引力定 律 ;在费尔玛、笛卡儿等人研究的基础上 ,与莱布尼 兹同时创立了微积分 ;他用三棱镜由白光得到七种 颜色 ,成为现代光谱分析的基础。 牛顿在自然科学上的贡献是多方面的 ,且都有 重大建树。革命导师恩格斯曾赞扬牛顿的功绩说 : “在一切理论成就中 ,未必再有什么像十七世纪下 半叶微积分的发明那样被看作人类精神的最高胜利 了。”[ 2 ] ( P117)但牛顿却认为他是站在巨人的肩膀上。 欧拉 ( 1707—1783 ) ,瑞士数学家和物理学家。 他开创了无穷小分析、变分法、拓扑学 ,完善了牛顿 的刚体力学和流体力学 ,发展了复变函数和数论 ,被 后人称为“数学分析的化身 ”。他一生写了 800余 篇论文 , 60余部著作 ,著作数量居所有科学家之首。 在他去世后 ,出版界为此一直忙了 40多年。他涉及 的领域包括数学、物理学、天文学、弹道学、航海学和 建筑学等。 欧拉聪慧过人 ,又非常谦虚 ,可惜双目失明过 早 ,但他身残志坚 ,锲而不舍。在十八世纪 ,有很多 困扰科学家的问题 ,都由欧拉来解决。比如著名的 七座桥问题、哥德巴赫猜想问题 ,欧拉都涉猎过 ,并 且卓有成效。所以他又被称为“数学界的老师 ”。 其实 ,我们如果称欧拉为“科学界的老师 ”,也是当 之无愧的。在欧拉的身上还体现了一种重要的精 神 ,这就是科学不受国界的限制。他是瑞士人 ,曾一 度任柏林科学院院士 ,两度任彼得堡科学院院士 ,但 他总是勤勉不怠 ,贡献巨大。他死后 ,瑞士、德国和 俄国的人民都一致认为“欧拉是我们国家最伟大的 科学家 ”。[ 3 ] ( P124) 高斯 ( 1777—1855 ) ,德国数学家和天文学家。 他在数论、代数、数学分析、级数理论、非欧几何、天 文学等方面都有重大发现。他创立了行星椭圆轨道 法 ,成功地解决了怎样根据有限的数据来确定行星 轨迹这一难题 ;他提出了最小二乘法定理 ,成功解决 了如何分配误差这个问题 ;他建立了复数代数学 ,证 明了代数基本定理。继欧拉之后 ,高斯将微分几何 大大推进 ,决定了这一学科的发展方向。 由于高斯对数学和天文学的巨大贡献 ,他因此 获得了“哥廷根巨人 ”和“数学王子 ”的荣誉称号。 可以说 ,从研究的风格、方法乃至所取得的成就方 面 ,高斯都是 18—19世纪之交的中坚人物。如果把 18世纪的科学家想象为一座座高山峻岭 ,那么最令 人起敬的巅峰就是高斯 ;如果把 19世纪的科学家比 喻为一条条江河 ,那么其源头就是高斯。我们说 ,人 类智力领域的所有褒奖之词 ,对于高斯都不过分。 爱因斯坦 (1879—1955) ,德国 ———美国数学家 和物理学家。爱因斯坦把哲学的深奥、数学的严谨 和物理学的直观紧密地结合在一起 ,创立了狭义相 对论和广义相对论。狭义相对论从本质上改变了牛 顿的时空观 ,说明空间、时间、物体及物体的运动四 者之间紧密联系。就是说 ,当物体的运动速度达到 光速时 ,就必须用狭义相对论代替牛顿力学 ;广义相 对论是关于空间、时间和万有引力的理论。就是说 , 在强引力场的情况下 ,就必须用广义相对论代替牛 顿的引力理论 ,它使牛顿的引力学说失去了普遍意 义。 爱因斯坦除了在科学技术上有巨大贡献外 ,他 还是位热爱人类、反对战争、不畏权贵、勤勉俭朴 ,有 着博大胸怀的伟人 ,给人类留下了许多宝贵的精神 财富。他被称为“二十世纪的哥白尼 ”和“二十世纪 的牛顿 ”。 我们可以说 ,如果没有一代一代科学家们的共 同努力 ,我们人类可能还在愚昧中徘徊。 三、关于科学技术发展过程的表征 总结科学技术发展的历史 ,我们可以看出 ,对于 科学技术的发展 ,从地域、人才和成就上来说 ,总的 趋势是从古老的东方和古老的埃及 ,先转移并集中 到古希腊 ,进而又转移和集中到号称亚洲半岛的欧 洲 ,目前又重点表现在美洲的美国 ,它好像马克思在 《共产党宣言 》中所提到的“幽灵 ”———共产主义的 ·201· 飘浮和徘徊一样。为何如此 ? 这当然是值得我们认 真思考的一个问题。 实际上 ,自从欧洲文艺复兴之后 ,科学技术进入 了一个连续发展的时期。欧洲民族为世界、为人类 科学技术的贡献是非常巨大的 ,他们的成果值得后 人利用 ,他们的精神更值得我们思考和学习。 人类在自身的发展过程中 ,形成了各种各样的 历史 ,这些历史之间相互渗透、相互促进。人类社会 发展史是一部文明发展史 ,科学技术发展史又是其 中的主干。这里 ,我们需要提及数学发展史及其重 要性。第一 ,数学的发展几乎是伴随着人类文明史 走到今天的 ,也就是说 ,人类从迈向文明之时就开始 和数学打交道。第二 ,我们引用高斯说的一句话 : “数学是各门学科的基础 ,是科学之王。”[ 4 ] ( P54) 的 确 ,数学是人类最早形成的科学 ,而且当数学学科兴 盛之时 ,其它门类的科学也会随之兴盛 ,当数学发展 低落之时 ,其它门类的科学也发展缓慢。开普勒探 求行星绕太阳运动第三定律的艰难就充分说明了这 一点。在人类历史上 ,大凡有显著成就的科学家 ,他 们的数学水平都是非常高的。比如伽利略、开普勒、 惠更斯、拉瓦锡、卢瑟福、图灵等人。他们的成果大 多表现在对物理学、化学或其它学科的研究上。但 都是各自时代的数学伟人。 人类的科学技术发展史 ,是一部前仆后继、永不 停息的奋斗史。它凝聚和体现了所有科学家孜孜不 倦、敢为人先、旷古超前的精神 ,正是依靠他们的聪 明才智 ,才有了今天的人类文明。 那么 ,科学技术发展的过程应该如何归纳呢 ? 我们认为 ,可由以下两种方法来认定。 1. 从基础科学到高新技术的发展是一个重要 表征 基础科学主要有数学、物理学、化学、天文学和 生物学这些学科 ,以及在这些学科的基础上产生出 来的边缘性学科和交叉性学科等。其实 ,在人类的 科学技术发展史上 ,数学的理论最先趋于完善或比 较完善 ,其次是物理学 ,最后才是化学。 对于数学的重要性 ,著名数学家 M·克莱因曾 指出 :“数学不仅是一种方法 ,一门艺术或一种语 言 ,数学更主要的是一门有着丰富内容的知识体系 , 其内容对自然科学家、社会科学家、哲学家、逻辑学 家和艺术家十分有用 ,同时影响着政治家和科学家 的学说 ,满足了人类探索宇宙的好奇心和美妙音乐 的冥想 , 有时甚至可能影响着现代历史的进 程。”[ 5 ] ( P5) 1992年 ,联合国教科文组织在里约热内卢宣言 中指出 :“纯粹数学与应用数学是理解世界及其发 展的一把主钥匙。”美国、日本、韩国由此加大了中 学数学的教学份量 ,特别在日本人心中 ,数学等于是 个人的竞争力 ,集合起来就等于整个国家的国力。 高新技术是人类进入二十世纪以后 ,在基础科 学之上进行的具有尖端性价值的探索。一般来说 , 它们有两个应用层次 ,一是仅体现理论价值 ,而不追 求实际的应用 ,如克隆技术 ;二是有实际应用的价 值 ,但有的已启动应用 ,如 DNA 技术、红外线技术 等 ,有的还处在完善和探索阶段 ,如超导技术、纳米 技术等。这正象数学分为纯粹数学和应用数学一 样。 2. 伟大科学家时代顺序及贡献是一个重要表征 我们阐述的五位人类历史上最伟大的科学家阿 基米德、牛顿、欧拉、高斯和爱因斯坦 ,以及他们研究 的领域和成就 ,就是非常重要的表征。第一 ,他们和 人类历史发展的时期顺序相吻合 ;第二 ,他们都是所 处时期顶尖的、领军的科学家 ,他们研究的领域广 泛、研究成果具有代表性 ;所以说 ,如果了解了这五 位伟大的科学家及其他们的成就 ,那么科学技术发 展史也就了解了许多。当然我们也不能忘记 ,在人 类的科学技术发展史上 ,伟大的科学家如满天繁星 , 他们都有各自研究的领域 ,而且各有特色和建树 ,为 人类创造了巨大的物质和精神财富。 总之 ,我们必须认识到 ,科学技术的发展造就了 伟大的科学家 ,而伟大的科学家决定了科学技术发 展的趋势。此二者相互关联 ,不能分割 ,造福人类社 会 ,推进人类文明发展的进程。 参 考 文 献 : [ 1 ] 胡峰. 上下五千年 [M ]. 呼和浩特 :内蒙古人民出版社 , 1998. [ 2 ] 尹斌庸. 古今数学趣谈 [M ]. 成都 :四川科学技术出版 社 , 1985. [ 3 ] [美 ]阿西莫夫. 数的趣谈 [M ]. 上海 :上海科学技术出 版社 , 1984. [ 4 ] 张雄 ,王较过. 世界大发现 [M ]. 西安 :未来出版社 , 1999. [ 5 ] 黎海波. 数学与西方世界的兴起 [ J ]. 天津外国语学院学 报 , 2008 (3). 【 责任 安全质量包保责任状安全管理目标责任状8安全事故责任追究制幼儿园安全责任状占有损害赔偿请求权 编辑 　马重阳 】 ·301·