,现代自然科学技术总论,一、科学与技术,什么是“科学”科学一词，源于拉丁文的scio，后来又演变为scientin，最后成了今天的写法 ，英文为science，其本意是知识。日本著名科学启蒙大师福泽瑜吉把“science”译为“科学”。 1893年，康有为引进并使用“科学”二字。严复在翻译天演论等科学著作时，也用“科学”二字。 此后，“科学”二字便在中国广泛运用。,科 学,科学是反映客观事物和规律的知识和知识体系。,科学是探索客观事物及其规律的活动。,科学是一种社会建制。,科学是一种知识形态的生产力。,首先，科学是反映客观事物和规律的知识和知识体系。 狭义的理解把“科学知识”看作是关于自然现象及其规律的知识，广义的理解则包括更广泛对象的知识。如英国科学史家丹皮尔指出：“拉丁语scientia ( scire，学或知）就其广泛意义来说，是学问或知识的意思。但英语词science却是natural science（自然科学）的简称，虽然最接近的德语对应词wis-senschaft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。”,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”。可以把科学看作是一种逻辑的认知活动，也可以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”。,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。,最后，科学是一种知识形态的生产力。 在机器、自然力和科学的应用中，马克思明确指出了在资本主义生产方式下科学成为生产过程的因素：“自然因素的应用在一定程度上自然因素被列入资本的组成部分是同科学作为生产过程的独立因素的发展相一致的。生产过程成了科学的应用，而科学反过来成了生产过程的因素即所谓职能。每一项发现都成了新的发明或生产方法的新的改进的基础。科学获得的使命是：成为生产财富的手段，成为致富的手段。”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。,什么是“技术”,技术（technology）的原意是木匠。木匠能按照人们的需求与意图把木料加工、组合，制成物品。亚里士多德称“技术”是制造的智慧。,三次产业技术革命,18世纪 英 约翰.凯伊 飞梭瓦特蒸汽机 第一次产业革命内燃机技术的发展 第二次产业革命19世纪70年代 电动机和发电机问世20世纪中叶以来，原子能，电子计算机，空间技术 第三次产业革命,技术：是指人类利用，改造和保护自然的过程中通过创新所积累的经验，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。,技术的特性,技术既具有自然属性又具有社会属性。,技术具有工具性与价值负载性。,技术的功能具有两面性。,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。技术根本的内在要素是科学的知识，违反自然规律的技术是不可能实现的。 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社会规律的影响和制约。技术一方面具有一种超越于社会和道德约束、自主发展的倾向，技术发展是推动社会变迁、改变人们的生活方式和精神生活状态的革命性力量；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，技术的发展方向和路径在很大程度上取决于人们的价值观和自觉选择。,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。从这个意义上，技术的水平也就代表了人对于自然干预的能力。 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。,最后，技术的功能具有两面性。 一方面，它是第一生产力，它的应用使人们更有效率地进行物质和精神生产，使生产力水平和人们的生活水平得以提高，改变人们的生活方式、社会关系和文化传统。 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，它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。它造成了环境问题、人的异化问题、它选择中的道德问题、贫富分化加剧问题、风险社会问题等，都促使人们重新审视它的本质、特征以及技术与人的关系，从而对它发展的方向做出理性选择和适当限制。,二、古代科学技术,（一）西方科学技术的起源与希腊科学精神,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。,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。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。,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。有西方医学之父之称的希波克拉底（Hippocrates，公元前460-375)，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、黑胆汁和黏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384-322)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。,希波克拉底誓词,医神阿波罗，埃斯克雷彼斯及天地诸神为证，鄙人敬谨宣誓，愿以自身能判断力所及，遵守此约。凡授我艺者敬之如父母，作为终身同世伴侣，彼有急需我接济之。视彼儿女，犹我弟兄，如欲受业，当免费并无条件传授之。凡我所知无论口授书传俱传之吾子，吾师之子及发誓遵守此约之生徒，此外不传与他人。我愿尽余之能力与判断力所及，遵守为病家谋利益之信条，并检束一切堕落及害人行为，我不得将危害药品给与他人，并不作此项之指导，虽然人请求亦必不与之。尤不为妇人施堕胎手术。我愿以此纯洁与神圣之精神终身执行我职务。凡患结石者，我不施手术，此则有待于专家为之。无论至于何处，遇男或女，贵人及奴婢，我之唯一目的，为病家谋幸福，并检点吾身，不做各种害人及恶劣行为，尤不做诱奸之事。凡我所见所闻，无论有无业务关系，我认为应守秘密者，我愿保守秘密。倘使我严守上述誓言时，请求神只让我生命与医术能得无上光荣，我苟违誓，天地鬼神共殛之。,希波克拉底誓词-誓词的核心,简短而洗炼的的誓言，向世人公示了四条戒律：对知识传授者心存感激； 为服务对象谋利益，做自己有能力做的事； 绝不利用职业便利做缺德乃至违法的事情； 严格保守秘密，即尊重个人隐私、谨护商业秘密。,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年一275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，对后世数学的发展起了不可估量的推动作用。科学巨匠阿基米德（Archimedes，公元前287-212)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（Ptolemy, 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。,在公元后的几个世纪，罗马人统治了西方世界。他们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。他们在军事工程、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入了快速发展的辉煌时期。,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，阿拉伯人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。他们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。,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袤的宇宙。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。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“天空立法者”。,在物理学方面，被誉为“近代物理学之父”的伽利略创造并示范了新的科学实验的传统以及将实验与数学相结合的科学方法。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。从波意耳开始，近代化学也开始从炼金术中脱胎而出，成为一门理论科学，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。数学、天文学等学科也都有新的发展。,但更为重要的是，近代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提倡以及对科学研究方法的深入研究，也为近代科学革命扫清了道路。,