第二章科學(xué)技術(shù)的起源科學(xué)和技術(shù)并非從來就有，它有著自己的開端和發(fā)展過程。早在遠(yuǎn)古時期，人類便開始了認(rèn)識自然和改造自然的活動，并逐步積累和形成了原始技術(shù)、關(guān)于自然界的知識和原始自然觀。雖然原始社會人類改造自然界的能力還很低，人類關(guān)于自然界的知識還十分有限，并且是很零散和粗淺的，其中還不可避免地夾雜著許多謬誤，即使如此，今天人類的全部科學(xué)、技術(shù)的發(fā)展和取得的成果，無不是開始于這一遙遠(yuǎn)時代關(guān)于生產(chǎn)技術(shù)、自然知識的長期積累。2.1科學(xué)技術(shù)的起源2.1.1原始時代的技術(shù)創(chuàng)造和經(jīng)驗(yàn)知識的出現(xiàn)人類起源于生產(chǎn)勞動，科學(xué)知識來源于人類的生產(chǎn)實(shí)踐和直接對自然現(xiàn)象的觀察以及對自然的理解。人類在不斷地改造自然界的過程中認(rèn)識自然，并積累起自己關(guān)于自然界的知識，從而又進(jìn)一步地提高了人類自身改造自然界的能力，并作出了一系列有重大意義的發(fā)明創(chuàng)造。在漫長的原始社會里，嚴(yán)格地說只有原始的、簡單的技術(shù)還沒有獨(dú)立的科學(xué)，只有技術(shù)經(jīng)驗(yàn)還沒有科學(xué)理論，技術(shù)的進(jìn)步相當(dāng)緩慢，科學(xué)只是以萌芽狀態(tài)存在于原始技術(shù)和原始觀念之中。在遠(yuǎn)古時代的許多技術(shù)成就中，石器工具制造、火的利用和人工取火、文字的發(fā)明和制陶技術(shù)是原始技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)知識發(fā)端的主要標(biāo)志。人類的歷史是從制造工具開始的，生產(chǎn)工具的發(fā)展史是人類社會發(fā)展史的重要組成部分。根據(jù)考古發(fā)現(xiàn)，至少在一百萬乃至二百萬年以前，人類便學(xué)會了用打擊的方法制造出石刀、石斧、石鑿等粗糙的石器工具。差不多同時期，人們發(fā)明了弓箭。弓箭的發(fā)明需要有長期積累的經(jīng)驗(yàn)和比較發(fā)達(dá)的智力，弓箭制造涉及到多種材料的配合和使用，對彈力和箭體的飛行也要有一定的認(rèn)識。弓箭的發(fā)明和使用，是人類在認(rèn)識和改造自然的過程中邁出的很有意義的一步。大約距今一萬年前，人類進(jìn)入了新石器時代。在新石器時代，古人在不斷改進(jìn)工具的過程中又發(fā)明了研磨技術(shù)。利用這種技術(shù)和方法可以在打擊石器的基礎(chǔ)上，經(jīng)過研磨后可以制造出形狀規(guī)正、表面光滑、使用方便的新石器。磨制石器的出現(xiàn)表明社會生產(chǎn)力有了提高。石器時代的工具的制造和改進(jìn)，標(biāo)志著人類獲得了第一種最基本的材料加工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，也意味著人類改造自然活動的開始，原始技術(shù)的產(chǎn)生就根植于最初改造自然的實(shí)踐活動?；饘υ既祟惖纳婧桶l(fā)展有著不可低估的作用。大約在100多萬年前，人類祖先便開始利用天然的野火。距今170萬年前的我國云南元謀人、距今80萬年前的藍(lán)天人和50萬年前的北京猿人的遺址中，都發(fā)現(xiàn)了人類已利用火的確鑿證據(jù)。人類從怕火到發(fā)現(xiàn)火對自己有用處，并把它引進(jìn)洞穴，保存火種，進(jìn)而又發(fā)明了取火的方法，如“鉆木取火”、“擊石取火”，經(jīng)歷了艱辛的歷程?；鸬氖褂煤湍Σ寥』鸬募夹g(shù)發(fā)明，擴(kuò)大了人類的活動區(qū)域，給人類的生存帶來了新的生計(jì)。制火技術(shù)的發(fā)明也為以后制陶技術(shù)和冶金技術(shù)的產(chǎn)生奠定了重要的基礎(chǔ)，這是人類第一項(xiàng)偉大技術(shù)發(fā)明，是最早一次技術(shù)革命。制造工具和制火技術(shù)伴隨著原始人類渡過了以采集植物和漁獵為主的漫長歲月之后，到大約一萬年前又出現(xiàn)了原始農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)，從此人類便開始以“真正的生產(chǎn)勞動”，在自然界中生產(chǎn)他們所需要的生活資料了。原始人在認(rèn)識自然過程中，很早就有了用圖示意的作法，這可以說是文字的萌芽。隨著生產(chǎn)的發(fā)展和人們交往的增多，原始人學(xué)會在棍子上或泥板上刻下痕跡作為記數(shù)。后來記錄的數(shù)目越來越大，種類越來越多，為了避免遺忘，則在做了數(shù)目之后，還補(bǔ)畫上該物的圖形，或加個簡筆符號，以表明所記的是哪一種物件。“圖畫文字”就是在人們生活需要的推動下逐步創(chuàng)造出來的。文字的發(fā)明和使用標(biāo)志著人類的信息存貯和傳遞手段的不斷進(jìn)步，這為文明的傳播和科學(xué)的產(chǎn)生提供了條件。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，人們生活水平的提高，對于炊具、食具和其他日用品具的需求也在日益增加。大約在八、九千年前，原始古人發(fā)明了制陶技術(shù)。現(xiàn)在我們看到的最早的陶器出土于我國河南、河北和江西等地。西亞地區(qū)出土的陶器最早也有八千多年。當(dāng)然，這些陶器還比較粗糙，陶坯完全用手制成，器形簡單，燒制質(zhì)量也不高。經(jīng)過幾千年的發(fā)展，到新石器時代后期，制陶逐漸形成了一套比較完整的和較為合理的工藝。陶坯的加工使用了陶輪。陶輪的發(fā)明是科技史上的一件大事，它是人類最早使用的一種加工機(jī)械，也是現(xiàn)今一切旋轉(zhuǎn)切削機(jī)具的始陶窯的結(jié)構(gòu)和燒窯技術(shù)在新石器時代晚期也已達(dá)到相當(dāng)高的水平，燒窯溫度已達(dá)950℃。制陶業(yè)的迅速發(fā)展促進(jìn)了手工業(yè)的形成。隨著原始手工業(yè)的產(chǎn)生和發(fā)展，又引起社會結(jié)構(gòu)的變化，導(dǎo)致了農(nóng)業(yè)和手工業(yè)的大分工。到了原始社會末期，人們逐漸掌握冶金技術(shù)，盡管人們從銅礦石中煉出的銅還沒有應(yīng)用于直接的工具制造，但它預(yù)示著熔化銅和鐵的金屬時代的到來。大約公元前四千年前，北非尼羅河流域的埃及人率先進(jìn)入金石并用時期，即出現(xiàn)了銅器。與銅器出現(xiàn)相伴隨的是農(nóng)業(yè)由刀耕到鋤耕，再發(fā)展到犁耕，提高了勞動生產(chǎn)率。銅器的出現(xiàn)是金屬加工技術(shù)長期發(fā)展的結(jié)果。有了金屬工具，人類文明開始邁向更高的階段。2.1.2原始社會的自然觀和抽象思維的萌芽在原始社會，人們在認(rèn)識自然和改造自然的活動中形成了原始技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)知識，發(fā)展了自己的智力和思維能力。隨著生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和自然知識的積累，又逐步萌發(fā)了人們對自然界總體的直觀想象和最初的概括性解釋。由此形成了原始人的抽象思維和原始自然觀。在原始思維中，關(guān)于數(shù)的概念的產(chǎn)生、藝術(shù)思想的出現(xiàn)和靈魂觀念的發(fā)展，對科學(xué)的起源帶來了深遠(yuǎn)的影響。數(shù)的概念是人類最早形成的抽象觀念之一。其最初出現(xiàn)，是從“多”這個意識中分出“一”的概念。隨著原始分配中計(jì)數(shù)和統(tǒng)計(jì)的發(fā)展，數(shù)的概念發(fā)生了第一次質(zhì)的抽象，這就是把被數(shù)物品用其他彼此同類的物品或標(biāo)記來代替。這些實(shí)物或標(biāo)記后來成為原始的記數(shù)工具。原始農(nóng)業(yè)的出現(xiàn)和奴隸社會的商品生產(chǎn)和交換，推動人們創(chuàng)造了數(shù)的名稱，并導(dǎo)致數(shù)的書寫和數(shù)的計(jì)算。早在舊石器時代晚期，原始繪畫、雕刻、裝飾品、舞蹈、音樂等先后出現(xiàn)了，這是原始藝術(shù)思想的萌芽。這些作為觀念形態(tài)的藝術(shù)作品的出現(xiàn)，來自于人們長期的勞動生產(chǎn)實(shí)踐，是原始人類生活的寫照?？茖W(xué)離不開形象思維，原始藝術(shù)觀念中蘊(yùn)含著大量形象思維的萌芽，這就為科學(xué)的誕生提供了豐富的思想營養(yǎng)。最初的靈魂概念只不過是原始人對人的意識與心理狀態(tài)的一種合理假設(shè)，是萌芽的抽象思維和形象思維的結(jié)果。他們由此引伸出“靈魂不朽”、“萬物有靈”等一系列觀念，并借助于這些觀念，解釋了許多不明白其自然原因的“謎”，形成了圖騰、巫術(shù)、神話和原始宗教，成為人類原始自然觀的基礎(chǔ)。原始宗教的自然觀包含著許多謬誤的東西，但它畢竟是原始人對難以理解的自然界的一種理解，是他們對無法解釋的自然現(xiàn)象的一種解釋。它的產(chǎn)生也反應(yīng)了當(dāng)時自然知識的缺乏和人們抽象思維的不發(fā)達(dá)。2.1.3巴比倫、埃及和印度的古代文明經(jīng)過幾百萬年的漫長歲月，人類結(jié)束了蒙昧的原始時代，進(jìn)入了有文字可考的文明時代。人類的自然知識在奴隸社會逐步形成為科學(xué)的形態(tài)，并得以傳播和發(fā)展。尤其是數(shù)學(xué)、天文學(xué)和醫(yī)學(xué)三大學(xué)科，因與人類的基本社會生活密切相關(guān)而受到一切原始民族的重視，而成為最古老的學(xué)科。四大文明古國——埃及、巴比倫、印度和中國在這三門學(xué)科上都作出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)，并各具特色。后來在古希臘得到進(jìn)一步發(fā)展，并達(dá)到奴隸制時代科學(xué)文化的高峰。巴比倫、印度的算術(shù)和占星術(shù)通過阿拉伯人流傳到近代，導(dǎo)致了近世代數(shù)的大發(fā)展，以與日益發(fā)達(dá)的商業(yè)社會的計(jì)算需要相適應(yīng)。中國則獨(dú)自發(fā)展出了技術(shù)型、經(jīng)驗(yàn)型、實(shí)用型的科學(xué)技術(shù)體系，在中古時期孕育出了偉大的四大發(fā)明。這四大技術(shù)成就通過阿拉伯人傳到歐洲之后，促進(jìn)了近代科學(xué)的誕生。位于非洲東北部的尼羅河流域的古埃及是世界上最古老的文明古國之一。早在公元前4000年，古埃及就出現(xiàn)了世界上最早的奴隸制的組織形式，于公元前3000年左右形成統(tǒng)一的國家。在此以后經(jīng)歷了31個王朝，其中公元前2000年中期至初期是社會發(fā)展比較穩(wěn)定的時期，同時也是科學(xué)技術(shù)較為達(dá)的時期。公元前332年滅于希臘，結(jié)束了古埃及的歷史。大約在公元前3500以前，埃及人就發(fā)明了圖形文字，經(jīng)過長期的演變形成了由字母、音符和詞組組成的復(fù)合象形文字體系。后來為了書寫又發(fā)展了簡略的象形文字，成為僧侶體。有少數(shù)用僧侶體寫作的紙草文書流傳至今。古埃及人創(chuàng)造了人類歷史上最早的太陽歷，并把一年確定為365天。埃及人的天文觀測也很有成就，他們認(rèn)識不少恒星。古埃及在數(shù)學(xué)上也多有建樹。從發(fā)現(xiàn)的萊因特紙草書（現(xiàn)藏于大英博物館）和莫斯科紙草書（現(xiàn)藏于莫斯科普希金藝術(shù)博物館）記載的數(shù)學(xué)問題知道，埃及人很早就采用了10進(jìn)制記數(shù)法，但不是10位制。埃及人的算術(shù)主要是加減法，乘除化為加減法做。算術(shù)最具特色的是分?jǐn)?shù)算法，所有的分?jǐn)?shù)先拆成單位分?jǐn)?shù)（分子為1的分?jǐn)?shù)）進(jìn)行加減運(yùn)算。古埃及人在幾何方面的成就相當(dāng)突出。恩格斯指出：“科學(xué)的發(fā)生和發(fā)展一開始就是由生產(chǎn)決定的。”（恩格斯《自然辯證法》，人民出版社1971年版，第162頁）尼羅河水的定期泛濫，經(jīng)常需要重新界定丈量土地，使埃及成為最主要的幾何學(xué)發(fā)源地。古埃及數(shù)學(xué)家提出了計(jì)算矩形、三角形、梯形面積和立方體、柱體、錐體體積的規(guī)則，并把圓周長和直徑的比例定為256/81（大約3.16）。古埃及醫(yī)學(xué)成就比較突出。在古埃及的紙草書中記載有關(guān)疾病癥狀和治療的方法，以及關(guān)于人體的初步看法。但當(dāng)時的醫(yī)學(xué)是與巫術(shù)結(jié)合在一起的，他們對疾病的治療是藥物和咒語并用，常常用妖魔侵入人體來解釋疾病。尤其是在大約五千年前建造的幾十座金字塔更是古埃及科學(xué)技術(shù)的紀(jì)念碑。金字塔是古埃及國王（又稱法老）在生前為自己建造的陵墓，其外形呈角錐體，形似“金”字?，F(xiàn)今知道的金字塔共有80多座，最大的金字塔是古王國第四王朝（公元前2700年）國王胡夫的墓。墓高146.5米，底邊寬240米，由230萬塊大石塊疊壘成。胡夫金字塔以其雄偉的身姿列入古代世界十大奇觀。位于西亞的幼發(fā)拉底河和低格斯河兩河流域地區(qū)（今屬伊拉克版圖也是世界古老文明的發(fā)源地之一，希臘人稱之為美索不達(dá)米亞（意指兩河之間的地方）。在公元前數(shù)千年的漫長歲月中，有好幾個民族在此生活定居，并創(chuàng)造了高度發(fā)達(dá)的文明。遠(yuǎn)在公元前5000～前4000年，在兩河下游地區(qū)就有蘇美爾人定居，蘇美爾文化在公元前2250年達(dá)到頂峰，到公元前21世紀(jì)蘇美爾人的帝國被外來民族所滅。公元前19世紀(jì)初至16世紀(jì)中葉，地處兩河中部的巴比倫人在巴比倫城建立了古巴比倫王國第一王朝，這是科學(xué)技術(shù)的興盛時期。公元前7世紀(jì)又建立新巴比倫王國，至公元6世紀(jì)滅于波斯帝國。早在公元前3500年左右，蘇美爾人就發(fā)明了象形文字，后來發(fā)展成表意和指意符號，到公元前2800年左右基本成形，稱之為楔形文字。這種文字后被巴比倫人、波斯人所采用。大約在公元前4000年，蘇美爾人就發(fā)明了陰陽歷法，以月亮的盈虧現(xiàn)象作為計(jì)時標(biāo)準(zhǔn)。到公元前2000年左右，他們已將一年定為12個月，大小月相間，大月30天，小月29天，一共354天。古巴比倫的科學(xué)成就主要表現(xiàn)在天文和數(shù)學(xué)方面。他們最早發(fā)現(xiàn)了日食和月食的周期現(xiàn)象，計(jì)算出夏至和冬至、春分和秋分的時間。大約在公元前1800年，巴比倫人就發(fā)明了60進(jìn)制的記數(shù)系統(tǒng)。他們還制定了表示平方、立方、平方根和立方根的數(shù)表，還有了簡單的代數(shù)方程，能解一些一元二次、多元一次和少數(shù)三、四次方程。幾何上能求一些面積和體積，并已知半圓內(nèi)接三角形是直角三角形。古巴比倫在技術(shù)上的成就主要有：在農(nóng)業(yè)上使用畜耕和從事修堤筑壩等水利事業(yè)；在冶金上從冶煉銅到冶煉青銅和鐵；在手工技術(shù)上，主要有制陶和制玻璃技術(shù)等?？偟目磥?，古巴比倫和埃及的科學(xué)雖然初步與技術(shù)相分離，但只是在與人們最基本的生產(chǎn)和生活密切相關(guān)的領(lǐng)域有了一些經(jīng)驗(yàn)性的記錄，更多的科學(xué)知識還沒有分化出來，主要靠工匠言傳身教。這些早期的科學(xué)技術(shù)成果后來被古希臘吸收過去并發(fā)展成為最初的理論知識。古印度的歷史指南亞次大陸及臨近島嶼的古代歷史，其區(qū)域包括今天的巴基斯坦、印度、孟加拉、尼泊爾、錫金、不丹和斯里蘭卡等國。古印度與巴比倫、埃及和中國一樣，是世界最古老文明的發(fā)源地之一。大約在公元前3000～2500年，在印度河流域的民族進(jìn)入到奴隸制時代。在這個時期，人們由半游牧生活過渡到安居生活并有了城市化的文明，由偶爾使用銅器到較普遍地?zé)捴坪褪褂们嚆~，學(xué)會了用陶輪制造器皿和用棉紗織布。這時的印度人發(fā)明了象形文字和十進(jìn)制記數(shù)法。早期的印度宗教主要是婆羅門教，在公元前六世紀(jì)產(chǎn)生了佛教。佛教的出現(xiàn)有著反婆羅門教的宗教改革的性質(zhì)。從公元前324年印度奴隸制專制帝國孔雀王朝建立后，佛教逐漸成為國教。在古印度，還出現(xiàn)了反對宗教(包括佛教)的唯物主義自然觀，否定神和來世觀念，認(rèn)為水、地、火、風(fēng)等物質(zhì)本源(或其中之一)是世界的基礎(chǔ)，宇宙萬物由“極微”(也就是原子)的實(shí)體以不同的組合構(gòu)成。在古印度的前期，也有了簡單的自然科學(xué)知識。有的天文學(xué)家提出了地球是球狀體并注意到月象。在這時的醫(yī)學(xué)著作中描述了割治白內(nèi)障、疝氣的手術(shù)，記錄了七百余種藥草，還有一些關(guān)于解剖、生理、病理的論述。在公元前四、五世紀(jì)的一部宗教經(jīng)文(繩法經(jīng))里給出了的近似值；這時的數(shù)學(xué)家已經(jīng)知道勾股定理，使用圓周率π的值為3.09，并以他們特殊的方式表述了畢達(dá)哥拉斯定理。古印度天文學(xué)家把太陽年分為十二個月，每月30天，而且每隔5年要加入一個第十三個月。古印度人認(rèn)為宇宙像一只大鍋蓋在大地上，大地中央是須彌山支撐著天空，日月均繞須彌山轉(zhuǎn)動，日繞行一周即為一晝夜，大地由四只大象馱著。古印度人的杰出貢獻(xiàn)是發(fā)明的科學(xué)數(shù)字記數(shù)法，導(dǎo)致了計(jì)算技術(shù)的重大變革，為世界數(shù)學(xué)作出了重要貢獻(xiàn)。大約在哈拉巴文化時期，印度人就采用了十進(jìn)制計(jì)數(shù)制。到公元3世紀(jì)前后，出現(xiàn)了數(shù)的記號。我們通常使用的0,1,2,3,4,5,6,7,8,9這些數(shù)字，是印度人最先使用的符號和記數(shù)法，后來阿拉伯人采用了這種記述法，西方人則是通過阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家花拉子密的著作知道的，因此后人誤認(rèn)為是阿拉伯?dāng)?shù)字，而阿拉伯人則叫“印度數(shù)字”。其次，印度人還有了分?jǐn)?shù)的表述法，把分子分母上下放置，但中間沒有橫線，后來是阿拉伯人加入了一條線，成為今天分?jǐn)?shù)的一般表示方法。印度的數(shù)學(xué)基本上是運(yùn)算，演繹證明則不充分。古印度的醫(yī)學(xué)也比較發(fā)達(dá)。印度古文獻(xiàn)中很早就有醫(yī)學(xué)知識的記載，在《阿達(dá)婆吠陀》中有關(guān)臨床治療、人體解剖學(xué)、植物醫(yī)學(xué)等方面的知識。古印度的醫(yī)生已經(jīng)運(yùn)用數(shù)百種藥草和許多礦物治病，有了復(fù)雜的外科手術(shù)。在《蘇色盧多》這本醫(yī)學(xué)著作中，描述了約121種外科用具和當(dāng)時已知的手術(shù)方法。在佛陀時代（約公元前563前～483年印度出現(xiàn)了醫(yī)科學(xué)校和專職醫(yī)生。然而，在社會上居支配地位的宗教觀念把疾病看作是一種命中注定的報(bào)應(yīng)，認(rèn)為解剖是不可饒恕的惡行，這就妨礙了醫(yī)學(xué)的應(yīng)用和發(fā)展。印度的古代科學(xué)（如記數(shù)法、醫(yī)學(xué)）和印度文化傳入阿拉伯國家，阿拉伯人在中世紀(jì)充當(dāng)了溝通東西方學(xué)術(shù)文化的橋梁作用，他們從公元830年開始在巴格達(dá)建立了智慧館，這是一個編譯圖書的機(jī)構(gòu)，大批專家在這里從事搜集、整理、翻譯、研究外國學(xué)術(shù)文獻(xiàn)的工作，包括古希臘和東方的科學(xué)著作，中國的四大發(fā)明等技術(shù)也通過阿拉伯人傳向西方，對其他國家的文化進(jìn)步起了重要作用。除此之外，阿拉伯人還獨(dú)立發(fā)展了自己的科學(xué)文化，在數(shù)學(xué)、天文學(xué)、醫(yī)學(xué)等方面都取得了一定的成就。到11世紀(jì)時，阿拉伯的科學(xué)開始走向衰落。后來，阿拉伯的科學(xué)文化傳入歐洲被歐洲人所繼承，并導(dǎo)致了歐洲科學(xué)和文化的復(fù)興。2.2古希臘科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展科學(xué)成為一種獨(dú)立的精神活動，最早起源于古希臘。雖然古希臘科學(xué)處在科學(xué)產(chǎn)生的萌芽時期和人類認(rèn)識發(fā)展的幼稚階段，其理論體系是原始的、粗淺的甚至包含著許多謬論，但是，古希臘科學(xué)對自然科學(xué)的發(fā)展所起的作用是巨大的，近代自然科學(xué)幾乎是從古希臘自然科學(xué)演進(jìn)而生?！霸谙ＥD哲學(xué)的多種多樣的形式中，差不多可以找到以后各種觀點(diǎn)的胚胎、萌芽。因此，如果理論自然科學(xué)想要追溯自己今天的一般原理發(fā)生和發(fā)展了歷史，它也不得不回到希臘人那里去?！保ǘ鞲袼梗骸蹲匀晦q證法》，人民出版社，1971年，第30頁）。希臘位于歐洲南部，包括希臘半島和附近地中海水域的一些島嶼。公元前8至前4世紀(jì)是城邦奴隸制時期，在幾萬平方公里的土地上遍布200多個城邦。自公元前5世紀(jì)，雅典在各城邦中取得盟主地位，建立了奴隸主民主政治，是經(jīng)濟(jì)文化繁榮時期，史稱“雅典時期”。公元前4至前2世紀(jì)中葉，是亞力山大帝國時期，又稱“希臘化時期”。北方馬其頓王國征服了希臘，建立了地跨歐、亞、非的大帝國，在所屬的埃及境內(nèi)建立了一個希臘化的亞力山大城。以后帝國分裂為幾個獨(dú)立王國，托勒密以亞力山大城為首府建立了托勒密王朝。這一時期的科學(xué)技術(shù)發(fā)展到了高峰。公元前2世紀(jì)中葉至公元395年是羅馬時期，意大利半島的羅馬人征服了希臘，建立了羅馬帝國，自然科學(xué)逐漸落后。公元395年，帝國分為東、西兩部分。公元476年日爾曼人滅西羅馬，東羅馬則演變?yōu)榉饨ㄖ频陌菡纪サ蹏?，古希臘和古羅馬的歷史就此結(jié)束。2.2.1希臘早期的科學(xué)古希臘文化的一個非常重要的特點(diǎn)，是它的自然科學(xué)知識與哲學(xué)思想交織在一起。古希臘自然科學(xué)與哲學(xué)的結(jié)合既有利于自然科學(xué)形成自己的理論體系，發(fā)展成為獨(dú)立的學(xué)科，也利于哲學(xué)思想的豐富和發(fā)展。從城邦奴隸制到雅典時期，產(chǎn)生了科學(xué)和哲學(xué)融為一體的自然哲學(xué)，它既是古希臘人對自然界的哲學(xué)思考，又是早期自然科學(xué)的一種特殊形態(tài)。從泰勒斯到亞里士多德，他們關(guān)于世界本原的探索、數(shù)學(xué)抽象的研究和形式邏輯的創(chuàng)立，既是古代自然科學(xué)的主要內(nèi)容，又是古希臘科學(xué)思想的精華。古希臘的自然哲學(xué)中這些相當(dāng)突出的抽象思維和理性創(chuàng)造活動，為了科學(xué)的獨(dú)立準(zhǔn)備了條件。到亞力山大時期，科學(xué)又從哲學(xué)中分化出來，產(chǎn)生了早期理論自然科學(xué)，尤其是天文學(xué)、數(shù)學(xué)和物理學(xué)達(dá)到了古代的最高水平。在古代自然哲學(xué)中，一個核心問題是：宇宙由什么構(gòu)成的？古希臘的自然哲學(xué)家們提出了各式各樣的可能的設(shè)想，形成了古代樸素的自然觀，“他們的見解就歷史地成為現(xiàn)代科學(xué)的理論的出發(fā)點(diǎn)”。（《馬克思恩格斯選集》第3卷，第2681.泰勒斯與元素論泰勒斯（Thales，約公元前624～前547年）誕生于地中海東岸愛奧尼亞地區(qū)的希臘殖民城邦米利都（今土耳其境內(nèi)他既是西方歷史上第一個哲學(xué)家也是第一個科學(xué)家，是西方科學(xué)—哲學(xué)的開拓者和奠基人。他的學(xué)生阿那克西曼德和阿那克西米尼也都是米利都人，他們形成了西方哲學(xué)史上的第一個哲學(xué)學(xué)派——“米利都學(xué)派”。泰勒斯認(rèn)為，世界萬物的本原是“水”，萬物起源于水并復(fù)歸于水。這句話的意義在于，從思維方式上，泰勒斯提出了一個普遍性的命題，它追求和找到的萬物的本源是物質(zhì)性的本源，而不是其它任何精神的東西。他力求從自然界本身說明自然界——用水的無定形和流動性來描繪自然界的生成和變化，這種超越經(jīng)驗(yàn)的抽象思維和綜合思考開創(chuàng)了人類以科學(xué)分析和哲學(xué)概括認(rèn)識世界的新紀(jì)元。因而，泰勒斯被譽(yù)為“科學(xué)之祖”。泰勒斯的學(xué)生阿那克西曼德(Anaximander，約公元前610～前546年)認(rèn)為世界本原是一種沒有固定形態(tài)和固定性質(zhì)的抽象的帶有某種普遍性的“無限者”。阿那克西米尼（Anaximenes，約公元前585～前525年）則認(rèn)為“空氣”是萬物的始基，空氣稀薄時變成火，空氣濃厚時變成風(fēng)，再濃厚又變成云、水、土、石頭。赫拉克利特（Heraclitus，約公元前533～前475年）則提出世界的本原是“火”，火產(chǎn)生一切，一切都由火的轉(zhuǎn)化而成，并且復(fù)歸于火。為更好地說明世界的多樣性，雅典時期的恩培多克勒（Empedocles，約公元前493～前433年）提出“四根說”，把火、氣、土、水四個根作為世界的本原，四個根在數(shù)量上按不同比例進(jìn)行混合，構(gòu)成了萬物在性質(zhì)和形態(tài)上的千差萬別。以后的亞里士多德又吸收并改造了“四元素”思想，主張“冷熱干濕”四種性質(zhì)才是最基本的，提出了著名的“原性說”。古希臘的自然哲學(xué)家把宇宙萬物看作是由某種基本的東西演化而來，這是他們的宇宙演化觀。2.畢達(dá)哥拉斯與“萬物皆數(shù)”與泰勒斯元素論學(xué)派對立的是畢達(dá)哥拉斯學(xué)派，其創(chuàng)始人畢達(dá)哥拉斯（PythagorasofSamos，約公元前584～前497年）是古希臘最早的唯心主義哲學(xué)家和數(shù)學(xué)家。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派特別重視數(shù)學(xué)。在宇宙本原問題上，畢達(dá)哥拉斯學(xué)派主張“萬物皆數(shù)”，數(shù)是世界的本原，由數(shù)依此產(chǎn)生點(diǎn)、線、面、體和水、土、火、氣四元素，最后形成世界。他們認(rèn)為自然界中的一切都服從于一定的比例數(shù)，天體的運(yùn)動受數(shù)學(xué)關(guān)系的支配，形成天體的和諧。這種數(shù)學(xué)審美觀念為近代精確科學(xué)的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。從哥白尼到愛因斯坦，許多科學(xué)家都在不斷追求事物之間的簡單、有秩序與和諧的關(guān)系，以精確定量的方式來揭示自然界的這種關(guān)系，建立統(tǒng)一的理論，這在某種意義上可以說是畢達(dá)哥拉斯學(xué)派數(shù)的審美主義的再現(xiàn)。3.阿那克薩哥拉與“種子說”Clazomenae，約公元前500～前428年)，認(rèn)為萬物都是可以無限分割的，“在小的東西里并沒有最小的，總是還有更小的?！边@實(shí)際上提出了無限小的概念。被分割成無限小的東西阿那克薩哥拉稱為“種子”。他認(rèn)為世界萬物是由許多類的種子組成的。宇宙是無限的，種子也是無限的。4.德謨克利特與原子論古希臘自然哲學(xué)最有價值的成就，是留基伯（Leucippus，約公元前500～前440年）和他的學(xué)生德謨克利特（Democritus，約公元前460～前370年）集前人思想成果之大成，提出的著名的原子論說。其主要思想是：第一，萬物的本原是原子和虛空。第二，組成萬物的原子都是最小的、不可分割、不可改變的物質(zhì)粒子。原子的數(shù)目無限，它們是不生不滅的。原子之間在質(zhì)上都是相同的，它們的區(qū)別在于形狀、次序和位置。它們的這些差異，形成了千差萬別的各種事物。第三，原子在虛空中因必然性向四面八方互相沖擊和碰撞，形成旋渦運(yùn)動，使原子之間相互結(jié)合或分離。它們結(jié)合，萬物生成；它們分離，萬物消失。德謨克利特的原子論說是當(dāng)時人們在世界本原和物質(zhì)結(jié)構(gòu)問題上達(dá)到的最高成就，馬克思和恩格斯稱他為“經(jīng)驗(yàn)的自然科學(xué)家和希臘人中第一個百科全書式古希臘原子論標(biāo)志著古代自然哲學(xué)在認(rèn)識自然方面取得的豐碩成果，它雖然還只是建立在直觀經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上的哲理的思辨和天才的猜測的結(jié)果，但它的思想和方法對后來科學(xué)思想的發(fā)展有著極大地啟發(fā)和影響。辯證法的主要代表人物是希臘哲學(xué)家赫拉克利特（Heracleitus,約公元前540～前480）認(rèn)為相反的東西結(jié)合在一起，不同的音調(diào)造成最美的和諧，一切都是通過斗爭而產(chǎn)生的。他還第一次明確提出了運(yùn)動、變化、發(fā)展的思想：“一切皆流，無物常住”，“我們不能兩次踏進(jìn)同一條河流”。列寧稱赫拉克利特為辯證法的奠基人。畢達(dá)哥拉斯也明確提出了對立與和諧的思想，他舉出十大對立現(xiàn)象，如有限和無限、一和多、直和曲等，并認(rèn)為天體與社會都是和諧的。繼畢達(dá)哥拉斯學(xué)派之后，公元前五世紀(jì)左右在南意大利的愛利亞出現(xiàn)了一個新的哲學(xué)流派——愛利亞學(xué)派，其領(lǐng)袖是巴門尼德（ParmenidesofElea，公元前520～前450年重要成員有芝諾（ZenoofElea，約公元前五世紀(jì)）。他們反對赫拉克利特的萬物流動的觀點(diǎn)。芝諾認(rèn)為世界上只有不生、不滅、不變的存在，而否認(rèn)物體的運(yùn)動。為了論證運(yùn)動的不“真實(shí)性”他提出了四個著名的悖論：“二第一個悖論——“二分法”簡單說就是任何一個物體要想由A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)，必須首先到達(dá)AB的中點(diǎn)C，到了C點(diǎn)之后，又必須到達(dá)CB的中點(diǎn)D?！@樣的AB的距離是無限可分的，它可以被分為無限多個一半，則通過無限多個一半就需要無限多的時間，即物體永遠(yuǎn)不能到達(dá)目的地，所以運(yùn)動是不存在的。第二個悖論——阿基里斯追不上烏龜：阿基里斯（Achilles）是希臘名將，非常善跑。若烏龜起跑領(lǐng)先一段距離，阿基里斯必須首先到達(dá)烏龜?shù)某霭l(fā)點(diǎn)，而此時烏龜又向前爬行一段距離，如此至無窮，阿基里斯永遠(yuǎn)追不上烏龜。第三個悖論——“飛矢不動”是說，任何一個東西老呆在一個地方那不叫運(yùn)動，可是飛動著的箭在任何一個時刻也是呆在一個地方，既然飛矢在任何一個時刻都呆在一個地方，那我們就可以說飛矢不動。因?yàn)檫\(yùn)動是地方的變化，而在任何一個時刻飛矢位置并不變化，所以任一時刻飛矢是不動的。第四個悖論也有相似之處。芝諾的四個悖論割裂了時空的有限和無限、連續(xù)和非連續(xù)以及運(yùn)動和靜止的辯證統(tǒng)一。要澄清這些悖論需要極限、連續(xù)及無窮集合等抽象概念，當(dāng)時的希臘數(shù)學(xué)家尚不可能給予清晰的解答。但芝諾悖論與不可公度的困難一起，成為希臘數(shù)學(xué)追求精確性的強(qiáng)力激素，推動著希臘數(shù)學(xué)研究的亞里士多德對運(yùn)動作了比較深入細(xì)致的研究，認(rèn)為運(yùn)動是永恒的，“運(yùn)動是不可能產(chǎn)生出來的，也不可能停止存在（因?yàn)樗仨氂肋h(yuǎn)存在）?！边\(yùn)動著的事物之所以運(yùn)動，是因?yàn)橛幸粋€在該事物之外的“推動者”，這個“推動者”只能是神，是上帝。亞里士多德的這種機(jī)械論的外力作用論對后人有過相當(dāng)?shù)挠绊?。古希臘自然哲學(xué)家在探討世界本原的同時，幾乎都非常注重?cái)?shù)學(xué)抽象的研究。他們把數(shù)學(xué)和哲學(xué)緊密地聯(lián)系在一起，成為古希臘自然哲學(xué)的特色之一。1.畢達(dá)哥拉斯學(xué)派畢達(dá)哥拉斯在發(fā)展幾何的過程中率先制定“公設(shè)”或“公理”，然后再經(jīng)過嚴(yán)格的推導(dǎo)、演繹來進(jìn)行，把證明引入數(shù)學(xué)是畢達(dá)哥拉斯偉大功績之一。畢達(dá)哥拉斯的第二個貢獻(xiàn)是提出抽象。他把抽象運(yùn)用到數(shù)學(xué)上，認(rèn)為數(shù)學(xué)上的數(shù)、圖形都是思維的抽象，已不是實(shí)際生活中的數(shù)與形。抽象引發(fā)了幾何的思辨，從實(shí)物的數(shù)與形，抽象到數(shù)學(xué)上的數(shù)與形。2.泰勒斯學(xué)派在數(shù)學(xué)發(fā)展史上，泰勒斯被稱為第一個幾何學(xué)家，他確立和證實(shí)了為人們公認(rèn)的第一批幾何定理：圓為它的任一直徑所平分；半圓的圓周角是直角；等腰三角形兩底角相等；相似三角形的各對應(yīng)邊成比例；若兩三角形兩角和一邊對應(yīng)相等則三角形全等。最初純粹從數(shù)學(xué)本身進(jìn)行抽象研究的是畢達(dá)哥拉斯學(xué)派，和前人不同的是，他們把數(shù)學(xué)放在“高于商業(yè)需要的”地位，探討的只是數(shù)的性質(zhì)，而不是實(shí)際的計(jì)算，在數(shù)論、幾何等方面作出了許多貢獻(xiàn)。歐幾里得幾何學(xué)中關(guān)于平行線、三角形、多邊形、圓、球和正多面體的許多定理，實(shí)際上都是畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的成古希臘的智者（Sophist）學(xué)派試圖用圓規(guī)和直尺解決的三大幾何作圖難題，即只用圓規(guī)和直尺，作一正方形使其面積等于一已知的圓面積——化圓為方；三等分一任意角；作一立方體使其體積等于一已知立方體的兩倍——二倍立方。這三大難題曾在很長的時間內(nèi)吸引了許多數(shù)學(xué)家，后來才證明是不可能的。對這三大難題的研究雖然都得不到實(shí)際結(jié)果，但對當(dāng)時數(shù)學(xué)理論的發(fā)展起到了不小的推動作用。3.柏拉圖學(xué)派柏拉圖（Plato，約公元前427～前347年）出身于雅典的名門世家，從小受到良好教育。是蘇格拉底最優(yōu)秀的學(xué)生。蘇格拉底死后，柏拉圖離開雅典，周游世界，他訪問過埃及和意大利?；氐窖诺浜螅诮紖^(qū)創(chuàng)辦了“柏拉圖學(xué)園”，進(jìn)行哲學(xué)和數(shù)學(xué)的研究，培養(yǎng)了許多優(yōu)秀的數(shù)學(xué)人才。柏拉圖雖不是數(shù)學(xué)家，但他非常重視數(shù)學(xué)。他認(rèn)為數(shù)學(xué)是認(rèn)識“理念世界”的工具，因此他們特別重視數(shù)學(xué)的證明方法，竭力主張學(xué)習(xí)和研究數(shù)學(xué)。在柏拉圖的哲學(xué)著作中包含著許多數(shù)學(xué)內(nèi)容，將數(shù)學(xué)理性化的數(shù)學(xué)哲學(xué)思想是其重要方柏拉圖在畢達(dá)哥拉斯學(xué)派提出的數(shù)學(xué)概念抽象化的觀點(diǎn)基礎(chǔ)上，從哲學(xué)的角度去探討數(shù)學(xué)概念的涵義。他嚴(yán)格地把普遍的、抽象的數(shù)學(xué)概念同個別的、具體的事物區(qū)別開來，這在一定程度上反映了數(shù)學(xué)及其研究對象的特征，為人們深入到感性直觀無法達(dá)到的領(lǐng)域，發(fā)揮數(shù)學(xué)抽象思維的能動作用創(chuàng)造了條件，推動了數(shù)學(xué)的科學(xué)化。柏拉圖強(qiáng)調(diào)數(shù)學(xué)研究的演繹證明。他認(rèn)為數(shù)學(xué)應(yīng)追求真理性的知識，而歸納以及根據(jù)經(jīng)驗(yàn)作出的一般結(jié)論只能給出可能正確的知識，演繹法在前提正確的條件下則能得到絕對正確的結(jié)果。柏拉圖的這一思想，成為后來公理化方法的發(fā)端，對歐幾里得幾何的公理化演繹體系和推進(jìn)古希臘數(shù)學(xué)的發(fā)展具有重要意義。柏拉圖之后，亞里士多德(Aristotle，公元前384～前322年)成為古希臘最偉大的思想家、自然哲學(xué)家和科學(xué)家，也是對近代自然科學(xué)影響最大的古代學(xué)者。亞里士多德生于希臘北部的斯塔吉亞。幼年時父母雙亡，由親戚撫養(yǎng)大。17歲來到雅典，進(jìn)入柏拉圖的學(xué)園學(xué)習(xí)，直到柏拉圖去世才離開。在這里，他受到了良好的教育，柏拉圖很器重他。但是亞里士多德創(chuàng)造了與柏拉圖不同的哲學(xué)體系。如果說柏拉圖是一位綜合型的學(xué)者，那亞里士多德就是一位分科型的學(xué)者。他總結(jié)了前人已經(jīng)取得的成就，創(chuàng)造性地提出自己的理論，在幾乎每一學(xué)術(shù)領(lǐng)域，亞里士多德都留下了自己的著作。物理學(xué)著作主要有《物理學(xué)》、《論產(chǎn)生和消滅》、謨斯倫理學(xué)》以及《政治學(xué)》、《詩學(xué)》、《修辭學(xué)》等等，是一位名副其實(shí)的百科全書式的學(xué)者。主要表現(xiàn)他自然哲學(xué)思想特色的是四元素說、地球中心說和運(yùn)動觀，而集中反映他注重知識經(jīng)驗(yàn)特點(diǎn)的是生物學(xué)。1.四元素說在世界本原問題上，亞里士多德認(rèn)為性質(zhì)比物質(zhì)更基本，是屬性決定物質(zhì)。他把天上世界與地上世界作了嚴(yán)格區(qū)分，認(rèn)為地上世界是由冷、熱、干、濕四種性質(zhì)結(jié)合而成火、氣、水、土四種元素；而天上世界則由另一種神圣的“以太”組成，是不朽和永恒的。由于在四元素說中含有改變物質(zhì)的性質(zhì)就可改變物質(zhì)的思想，因此后來它便成為煉金術(shù)的哲理基礎(chǔ)。2.地球中心說亞里士多德接受了歐多克斯（Eudoxus，約公元前408～前355年）的一切天體分別以不同的半徑繞地作圓周運(yùn)動的集合宇宙體系，并通過自己的觀察和概括，初步形成了地為中心、地為球形的宇宙觀念。3.運(yùn)動觀亞里士多德提出的自然運(yùn)動與非自然運(yùn)動的理論，是他的運(yùn)動學(xué)說的出發(fā)點(diǎn)。他的見解，有的為后來的科學(xué)所證明，有的則為一些簡單的實(shí)驗(yàn)所證偽。如亞里士多德認(rèn)為，天體運(yùn)動是完美的圓周運(yùn)動；物體運(yùn)動的有無和快慢與它是否受到力的作用和力作用的大小有關(guān)，受迫運(yùn)動是推動者加于被推動者的，當(dāng)推動者停止推動，運(yùn)動就會停止；體積相等的物體下落的快慢與它們的重量成正比，即較重的下落快，較輕的下落慢等，這些見解在后來被證明是錯誤的。亞里士多德可貴之處在于，對經(jīng)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行了理論概括，使之上升為概念系統(tǒng)，這是科學(xué)研究中極為重要的理性思維方法。4.生物學(xué)亞里士多德稱得上是科學(xué)史上的第一位生物學(xué)家。他的貢獻(xiàn)主要有兩個方面：首先，他通過觀察和解剖，最早開辟了生物學(xué)這一新領(lǐng)域，并使自然哲學(xué)的研究方法開始擺脫了“天才直覺”，出現(xiàn)了真正的觀察實(shí)驗(yàn)方法的萌芽；其次，他在相當(dāng)豐富的經(jīng)驗(yàn)知識基礎(chǔ)上，提出了生物學(xué)中一些重要的思想和結(jié)論。2.2.2希臘化時代的科學(xué)從公元前4世紀(jì)到2世紀(jì)中葉，大約300多年里，科學(xué)從自然哲學(xué)中開始分化出來。這一時期又稱“希臘化科學(xué)時代”（即亞歷山大階段是古希臘科學(xué)發(fā)展的頂峰。它的特點(diǎn)是，科學(xué)脫離了直覺和思辨，沿著一條以實(shí)踐為基礎(chǔ)的專門化方向發(fā)展起來，形成了歐幾里得幾何學(xué)和阿基米德力學(xué)。亞歷山大階段是古希臘數(shù)學(xué)發(fā)展的“黃金時代”，這時期的數(shù)學(xué)研究出現(xiàn)了追求推理論證和密切聯(lián)系實(shí)際的傾向。歐幾里得（Euclid，約公元前330～前275年）在古代豐富的數(shù)學(xué)知識和數(shù)學(xué)思想方法的基礎(chǔ)上，對客觀世界的空間關(guān)系進(jìn)行了高度的抽象，使古老的“測地術(shù)”形成一門理性科學(xué)——幾何學(xué)，成為古希臘科學(xué)的主要標(biāo)志。在《幾何原本》中，歐幾里得首先嚴(yán)格定義了點(diǎn)、線、面、圓等基本概念，接著精心選擇了無法再少的10個幾何命題，并采用亞里士多德關(guān)于公理和公設(shè)的區(qū)分（即公理適用于一切科學(xué)，而公設(shè)只適用于幾何學(xué)），把它們列為不證自明的5個公理和5個公設(shè)，然后從這些少數(shù)的定義、公理和公設(shè)出發(fā)，循序漸進(jìn)、有條不紊地推演出465個命題，構(gòu)成了一個完整的邏輯演繹體系。這種建立知識體系的公理化邏輯方法，對于整個科學(xué)和哲學(xué)都具有極為重要的方法論意義。《幾何原本》共13篇，第一篇講直邊形，包括全等定理、平行定理、畢達(dá)哥拉斯定理、初等作圖法等；第二篇講用幾何方法解代數(shù)問題；即用幾何方法做加減法乘除法，包括求面積、體積等；第三、四篇講圓，討論了弦、切線、割線、圓心角、圓周角的一些性質(zhì)，及圓的內(nèi)接和外切圖形；第五篇是比例論；第六篇運(yùn)用已經(jīng)建立的比例論討論相似形；第七、八、九、十篇繼續(xù)討論數(shù)論。第十一、十二、十三篇講立體幾何，其中第十二篇主要討論窮竭法，這是近代微積分思想的早期來源。在科學(xué)史上，沒有哪一本書像《幾何原本》那樣把卓越的學(xué)術(shù)水平與廣泛的普及性完美地結(jié)合，它集希臘古典數(shù)學(xué)之大成，構(gòu)造了世界數(shù)學(xué)史上第一個宏偉的演繹系統(tǒng)。《幾何原本》成為當(dāng)時出色的教科書，一直被使用了兩千多年。對后世數(shù)學(xué)的發(fā)展起到了極大的推動作用。古希臘的物理學(xué)經(jīng)歷了從猜測到實(shí)驗(yàn)、從定性到定量的發(fā)展過程，身兼數(shù)學(xué)家和力學(xué)家的阿基米德（Archimedes，約公元前287～前212年）則是古希臘實(shí)驗(yàn)定量研究的杰出代表。阿基米德生于南意大利西西里島的敘拉古，他父親是一位天文學(xué)家，這使阿基米德從小就學(xué)到了許多天文知識。青年時代，他來到古代世界的學(xué)術(shù)中心亞里山大城。在這里，他就讀于歐幾里得的弟子柯農(nóng)門下，學(xué)習(xí)幾何學(xué)。幾年之后，他又回到了故鄉(xiāng)敘拉古。阿基米德的偉大在于他不僅在數(shù)理科學(xué)上取得輝煌的成就，而且在工程技術(shù)上也頗多建樹。阿基米德在物理學(xué)方面的貢獻(xiàn)主要有關(guān)于平衡問題的研究和關(guān)于浮力問題的研究。在力學(xué)研究中，給出了確定許多平面形和立體形重心的方法，建立了杠桿定理，發(fā)現(xiàn)了浮體定律，提出了相對密度的概念，為靜力學(xué)尤其是流體靜力學(xué)奠定了基礎(chǔ)，被譽(yù)為古代“力學(xué)之父”。阿基米德的力學(xué)著作有《論浮體》、《論平阿基米德在他的力學(xué)中，常常首先通過實(shí)驗(yàn)和觀察得出結(jié)論，然后運(yùn)用演繹的方法，作出數(shù)學(xué)的嚴(yán)密論證，把實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)研究方法同幾何的演繹推理形式第一次聯(lián)系在一起，使他的力學(xué)成為古希臘自然科學(xué)的一種典型。例如，他在《浮體論》一書中，仿效歐氏幾何學(xué)的公理化體系，首先提出兩個公設(shè)，然后由此推演出關(guān)于浮體的一些定理，其中包括據(jù)以確定王冠真假的浮體定律；又如，他在《論平板的平衡》一書的開頭引述了有關(guān)杠桿和重心的7條公設(shè)，接著運(yùn)用幾何學(xué)的演繹方法，通過嚴(yán)格的邏輯證明，推導(dǎo)出15個關(guān)于杠桿和重心的命題，其中包括基本的杠桿定理。阿基米德具有很高的數(shù)學(xué)造詣，這也是他在力學(xué)研究上取得重大成果的原因，他的數(shù)學(xué)成果又得益于他的力學(xué)研究。阿基米德的數(shù)學(xué)方面的著作有《論球和圓在數(shù)學(xué)方面，阿基米德的主要貢獻(xiàn)是關(guān)于求面積和體積的工作。阿基米德著重研究了一些形狀比較復(fù)雜的面積和體積的計(jì)算方法，如球體面積、體積與其外切圓柱的面積、體積之比；求拋物線所圍面積和弓型面積的方法；求螺線ρ=aθ所圍面積的方法等。他應(yīng)用窮竭法解決了許多求面積和體積的難題，他計(jì)算圓周率得到，在計(jì)算螺線所圍面積時所用的方法已非常接近微積分的方法了。在研究方法上阿基米德既繼承和發(fā)揚(yáng)了古希臘研究抽象數(shù)學(xué)的科學(xué)方法，又使數(shù)學(xué)的研究與實(shí)際應(yīng)用聯(lián)系起來，把計(jì)算技巧與嚴(yán)格的邏輯證明相結(jié)合。這對后世數(shù)學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。2.2.3羅馬時代的科學(xué)技術(shù)公元前2世紀(jì)中葉至公元后3世紀(jì)，大約400多年里，科學(xué)史上稱之為羅馬時期。這一時期科學(xué)沒有多大的發(fā)展，在工程技術(shù)方面取得較為突出的成就。這一時期出現(xiàn)的托勒密天文學(xué)、蓋倫醫(yī)學(xué)，從思想淵源方面看，其實(shí)質(zhì)仍是亞歷山大階段科學(xué)傳統(tǒng)的繼續(xù)。古希臘最杰出的天文學(xué)家托勒密（C.Ptolemy，約85～165年）統(tǒng)一說明天體的運(yùn)動現(xiàn)象，把前人的全部“地心”思想系統(tǒng)化，并巧妙地運(yùn)用幾何模型方法，建立了一個比較完整的地心體系，使古代天文學(xué)的發(fā)展達(dá)到了高峰。他撰寫的13卷經(jīng)典巨著《天文學(xué)的偉大的數(shù)學(xué)表述》，被阿拉伯人翻譯為《至大論》?！吨链笳摗繁豢醋魇枪糯煳膶W(xué)的百科全書，直到哥白尼革命之前，它一直作為西方天文理論的最高權(quán)威。托勒密不僅完成了地心體系，而且還形成了一種天文學(xué)的研究方法，這就是：首先，注重天象觀測。他的地心說是在許多世代積累的天文資料以及自己20多年的實(shí)際觀測的基礎(chǔ)上建立起來的；其次，建立假說模型。他提出一條原則：在解釋現(xiàn)象時應(yīng)采用一種能夠把各種事實(shí)統(tǒng)一起來的最簡單的假說；第三，運(yùn)用幾何論證。他主張把天文學(xué)建立在“算術(shù)和幾何學(xué)的無可爭辯的方法”之上；最后，檢驗(yàn)理論結(jié)果。他把由假說模型進(jìn)行演繹得出的定量的理論結(jié)果，重新和實(shí)際觀測不斷對照，逐步修正和完善自己的理論。在托勒密的研究方法中，最為突出的是幾何圖象和定量分析，它成為古希臘天文學(xué)的主要特色。古羅馬的最后一位醫(yī)學(xué)大師，古代西方最著名的醫(yī)生是蓋倫（ClandisGalen，129～199年）。蓋倫的主要貢獻(xiàn)是系統(tǒng)總結(jié)了希臘醫(yī)學(xué)自希波克拉底以來的成就，創(chuàng)立了自成體系的醫(yī)學(xué)理論。他把希臘的解剖知識和醫(yī)學(xué)知識加以系統(tǒng)化，在埃拉西斯特拉托（Erasistratus，約公元前304～前250年）生理學(xué)研究基礎(chǔ)上，吸收了古希臘著名醫(yī)生希波克拉底（HippocratesofCos，約公元前460～前375年）體液說的思想，把各個醫(yī)學(xué)學(xué)派統(tǒng)一起來，又在自己的解剖和醫(yī)學(xué)實(shí)踐基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)了許多新的事實(shí)，寫下了131部醫(yī)學(xué)著作（其中有83部流傳至今）。這些著作對以后西方近代醫(yī)學(xué)的發(fā)展產(chǎn)生過重大影響。蓋倫的學(xué)說和醫(yī)學(xué)著作在整個中世紀(jì)的西方被奉為醫(yī)學(xué)和生理學(xué)的金科玉律，一方面是由于它本身具有很大的使用價值，另一方面就是因?yàn)樗渲谐錆M神秘的宗教氣息。所以，蓋倫醫(yī)學(xué)在以后的一千多年時間里長期被封建教會所利用。羅馬帝國由于軍事征戰(zhàn)和貴族的迂腐，對科學(xué)的發(fā)展不重視，致使希臘科學(xué)文化開始走向衰落。羅馬人雖然在科學(xué)方面日益衰落，但在實(shí)用技術(shù)方面卻取得了較大成就。如在建筑、水利等方面都取得了顯著進(jìn)展。羅馬時期著名建筑師維特魯維奧（MarcusVitruviusPollio，公元前1世紀(jì)）的《論建筑》，總結(jié)了古希臘以來的建筑經(jīng)驗(yàn)，涉及建筑的一般理論、設(shè)計(jì)原理、建筑師的教育以至于建筑施工和施工設(shè)備等多方面的問題，成為世界上第一部建筑學(xué)專著，對歐洲的建筑學(xué)有深刻影響。羅馬時期最著名的實(shí)用科學(xué)家和工程師是赫倫（HeronofAlexandria，公元1世紀(jì)）制造出了比較復(fù)雜的滑輪系統(tǒng)、雙缸單程鼓風(fēng)機(jī)、計(jì)里程器、測量用的照準(zhǔn)儀等，對當(dāng)時的技術(shù)作出了較大貢獻(xiàn)。羅馬是一個農(nóng)業(yè)民族，以農(nóng)業(yè)立國，因此羅馬對農(nóng)業(yè)較重視，農(nóng)業(yè)科技相對較發(fā)達(dá)，許多行政長官都寫過農(nóng)學(xué)著作。公元前180年，羅馬首席執(zhí)政官加圖(M.P.Cato,約公元前234～前149)著有《論農(nóng)業(yè)》一書，這是一部向人們講述農(nóng)莊經(jīng)營的著作，其中包含了一些生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和農(nóng)學(xué)知識，被認(rèn)為是西方最早的農(nóng)學(xué)著作。公元前37年，大法官瓦羅(M.T.Varro,公元前116～前27)也寫過一部《論農(nóng)業(yè)》，在農(nóng)學(xué)史上也占有一定的地位。古羅馬帝國在政治上、軍事上曾經(jīng)是強(qiáng)大的，它雄鋸西方，稱霸一時，在經(jīng)濟(jì)上也曾很繁榮，技術(shù)上也有不少成績，但在科學(xué)上幾乎是無所建樹。這是古羅馬帝國對外實(shí)施強(qiáng)權(quán)政治，對內(nèi)橫征暴斂，實(shí)行思想統(tǒng)治，禁錮人們的思想的直接后果。古希臘、羅馬在科學(xué)技術(shù)上所取得的成就對后世具有不可低估的影響。希臘人面向自然界，注重于對基本規(guī)律的探索，并崇尚理論思維，為歐洲近代自然科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展提供了科學(xué)思想和科學(xué)方法等多方面的借鑒和啟發(fā)。2.2.4古希臘科學(xué)思想的特點(diǎn)古希臘人認(rèn)為自然界紛繁復(fù)雜、氣象萬千，而又是一個和諧統(tǒng)一的整體，并試圖從自然界的對立中把握統(tǒng)一，從異中求同，去探索自然界內(nèi)在的聯(lián)系和不變的規(guī)律，并用數(shù)學(xué)形式的美來表現(xiàn)大自然的和諧美。在古希臘天文學(xué)中，雖有各種不同的學(xué)說見解，但“宇宙和諧”觀念卻是所有天文學(xué)家共同的指導(dǎo)思想。畢達(dá)哥拉斯學(xué)派用“數(shù)的和諧”來解釋宇宙的現(xiàn)狀，他們斷定宇宙中有10個天體，各行星與地球的距離一定符合音樂的比例，從而才能奏出和諧的“天體音樂”。在歐氏幾何學(xué)中，作為邏輯起點(diǎn)的5個公理和5個公設(shè)就是用簡潔而完備的數(shù)學(xué)形式揭示了自然現(xiàn)象或過程中的共性和相同點(diǎn)，都是直接或間接反映出自然界空間關(guān)系和諧統(tǒng)一的客觀美。古希臘人的和諧觀念影響極其深遠(yuǎn)，它一直成為科學(xué)研究中的指導(dǎo)思想。古希臘人對自然界的認(rèn)識是從最簡單的外部現(xiàn)象開始的，他們的主要興趣是盡可能地把復(fù)雜的事物簡單化、抽象化。整個古代科學(xué)的發(fā)展就是從一些最簡單、最常見的自然現(xiàn)象起步的。最早產(chǎn)生的古代天文學(xué)和力學(xué)，其研究的出發(fā)點(diǎn)就是：重物直線下落；水往低處流，最后形成水平面；太陽的東升西落，恒星之間不變的相對位置和所作的圓周運(yùn)動；以及行星不規(guī)則的視運(yùn)動等最簡單的現(xiàn)象。對這些現(xiàn)象的解釋，就形成了古代天文學(xué)和力學(xué)的理論體系。與此同時，力求運(yùn)用最少的原始概念、最簡單的原理和最簡明的數(shù)學(xué)模型去解釋看起來比較復(fù)雜的現(xiàn)象，這是古代建立科學(xué)理論的一個基本原則。面對變化萬千的自然界，古代人總是力圖尋求其中某種恒常不變的東西作為解釋自然的根據(jù)。盡管他們是憑借直觀和思辨來認(rèn)識自然界的，但是在他們的思想中已經(jīng)包含了一些對自然界守恒性的質(zhì)的認(rèn)識。在古希臘自然哲學(xué)這個古代科學(xué)的特殊形態(tài)中，關(guān)于守恒和轉(zhuǎn)化的思想非常突出。古代思想家認(rèn)為，對于自然界這個整體，一定有著某種共同的本原，自然界的各種事物和現(xiàn)象都是它決定、派生和轉(zhuǎn)化出來的。雖然他們對于以什么東西作為本原有著不同的見解（比如元素論、數(shù)本原、原子論等但是他們都認(rèn)為，與變化著的有生有滅的事物和現(xiàn)象不同，本原自身是永恒不變的，它既不會消滅，也不能產(chǎn)生。特別是有一些自然哲學(xué)家和科學(xué)家，他們在守恒和轉(zhuǎn)化思想的指導(dǎo)下，作出了關(guān)于物質(zhì)不滅、機(jī)械功守恒的哲學(xué)臆測。古代樸素的守恒觀念后來在實(shí)驗(yàn)科學(xué)的條件下，以精密定量的內(nèi)容取代了籠統(tǒng)的不生不滅，不斷揭示出自然界一系列的守恒規(guī)律。在古希臘，人們在試圖解釋自然界的一些主要現(xiàn)象時，分別從不同的角度，基本上已經(jīng)猜到了各種可能性，提出了豐富多彩的見解。在關(guān)于世界本原的探討中，既有某種或幾種具體形態(tài)的物質(zhì)，又有高度抽象的“數(shù)”，還有不可見的物質(zhì)微粒；既有反映自然界的屬性的學(xué)說，又有反映自然界量的見解，還有主張屬性決定物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。在天文學(xué)中，關(guān)于日地的關(guān)系問題，就出現(xiàn)了日心、地心、多中心等種種宇宙模型。正因?yàn)槿绱?，所以日后的許多科學(xué)思想都可以在古希臘科學(xué)思想中，找到它的雛形和萌芽。作為解釋現(xiàn)象的理論必須要同人的直觀經(jīng)驗(yàn)一致，這是古代科學(xué)研究的目的之一。只有符合常識的解釋才能被接受，而同直觀不符的見解即使有人提出，也不易流傳。古人關(guān)于上下、高低的絕對界限；太陽繞地旋轉(zhuǎn)，地球靜止不動；物體的不斷運(yùn)動有賴于不斷施加的作用力；落體的速度與重量成比例、與阻力成反比等等觀念，雖然錯誤，卻與人們的感覺經(jīng)驗(yàn)一致，因此得到了普遍承認(rèn)。由于古代科學(xué)是建立在直觀基礎(chǔ)上，所以，當(dāng)直觀經(jīng)驗(yàn)材料不夠用時，它就以猜測和思辨來彌補(bǔ)。這在古人看來，猜測只要符合經(jīng)驗(yàn)常識，思辨只要能夠自圓其說，就能成立，就可采用。這是古代人構(gòu)思、建立和選擇科學(xué)理論時的又一個方法論2.3中國古代的科學(xué)技術(shù)古希臘創(chuàng)造了奴隸社會科學(xué)文化的最高成就，封建社會科學(xué)文化的最高成就則是中國先人創(chuàng)造的。從公元7世紀(jì)到17世紀(jì)長達(dá)一千多年里，中國政治相對穩(wěn)定，其獨(dú)特的科學(xué)技術(shù)體系得以逐步完善和發(fā)展。構(gòu)成這一體系的農(nóng)、醫(yī)、天、算四大學(xué)科以及陶瓷、絲織和建筑等技術(shù)，是古代中國人聰明智慧的結(jié)晶。造紙、印刷術(shù)、火藥和指南針?biāo)拇蟀l(fā)明，經(jīng)過阿拉伯傳入歐洲后，對近代科學(xué)的誕生起了重要的推動作用，為世界人類文明作出了卓越貢獻(xiàn)。中國古代的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展大致可分為三個時期：秦以前為奠基時期；秦漢至宋、元是發(fā)展、壯大時期，其間不僅形成了具有獨(dú)特風(fēng)格的實(shí)用科學(xué)，而且有許多科學(xué)成就處于世界領(lǐng)先地位，而此時歐洲剛剛開始文化的復(fù)興；明、清以后開始衰退，其科學(xué)技術(shù)發(fā)展緩慢，以至近代在許多方面落后于西方。2.3.1中國古代的自然哲學(xué)自然哲學(xué)作為古代科學(xué)的一種形態(tài)，在春秋戰(zhàn)國時期得到了較大發(fā)展和取得了輝煌成就。探討世界萬物的本原是中國古代自然哲學(xué)的主要內(nèi)容，其中主要有陰陽說、五行說、元?dú)庹f等。陰陽觀念最早記載于殷周之際的《周易》。西周末，產(chǎn)生了用陰陽二氣解釋自柔弱、退守、安靜等性質(zhì)和具有這些性質(zhì)的事物，“陽”代表積極、剛強(qiáng)、進(jìn)取、活潑等性質(zhì)和具有這些性質(zhì)的事物。天氣屬陽氣，性質(zhì)是上升的；地氣屬陰氣，性質(zhì)是沉滯的。陰陽二氣上下對流而生成萬物，乃是天地的秩序。如果陰陽氣不和，自然界就要發(fā)生災(zāi)異?！拔逍姓f”在夏就有萌芽，是人們在漫長的生產(chǎn)實(shí)踐中逐步認(rèn)識到和概括出來的對自然界的一種認(rèn)識和自然觀，它們相生相克，循環(huán)無端?！拔逍姓f”把宇宙萬物歸結(jié)為水、火、木、金、土五種基本元素?！渡袝ず榉丁芬粫袑Α拔逍小庇羞M(jìn)一步的闡述：“五行，一曰水，二曰火，三曰木，四曰金，五曰土。水曰潤下，金、木、水、火雜以成百物?！焙髞?，陰陽與五行合流，用陰陽來統(tǒng)率五行，發(fā)展成陰陽五行說，其目的是想要對自然界和人類社會作出統(tǒng)一的解釋。與古希臘的水、火、氣、土四元素說相比較，五行說中的“金”最具特色，它泛指金屬，表明我國古人在冶金技術(shù)和對金屬性質(zhì)的認(rèn)識方面領(lǐng)先于世界。(三)八卦說與陰陽、五行說發(fā)展的同時，還有一種八卦說。它用符號“”代表陽，用“”代表陰，用三個這樣的符號組合成八種形式，分別代表自然界的八種事為兌,代表沼澤。八卦相互配合又得六十四卦，用來象征各種自然現(xiàn)象、人事現(xiàn)象和說明世界萬事萬物的發(fā)展變化。八卦和六十四卦的學(xué)說記載在《周易》里?！吨芤住泛髞肀恢袊丝醋魅航?jīng)之首，為各派思想家所重視。它的精髓是陰陽明確區(qū)分、互含互轉(zhuǎn)、天地人合一，在現(xiàn)代量子力學(xué)、電子計(jì)算機(jī)、生物基因?qū)W說等等中都有重要八卦從其根源上說，占卜吉兇禍福，似乎充滿神秘主義色彩，但它并不是憑空虛構(gòu)出來的。而是人們在長期觀察天地、雷風(fēng)、水火、山澤等自然事物和人類本身男女生殖現(xiàn)象的抽象概括。這里特別值得一提的是對立統(tǒng)一思想。首先是天地對立統(tǒng)一，其次是雷與風(fēng)、水與火、山與澤也形成對立統(tǒng)一。世界就在這兩種勢力的相互作用、推移下發(fā)生、發(fā)展、變易和轉(zhuǎn)化的。八卦學(xué)說充滿著樸素的辯證法思想。中國古代的元?dú)庹f體現(xiàn)了一種自然哲學(xué)思想，有人把它同古希臘的原子論并列為中西哲學(xué)史上的兩顆珍珠。原子論說明宇宙萬物是不連續(xù)的，而元?dú)庹f則認(rèn)為自然界是連續(xù)的。早在春秋時代，我國就流行一種“精氣說”，認(rèn)為精氣是一種肉眼看不見的精微物質(zhì)，世界上萬事萬物都由精氣生成。戰(zhàn)國中期，宋、尹文學(xué)派提出：“凡物之精，比則為生。下生五谷，上為列星；流于天地之間，謂之鬼神；藏于胸中，謂之圣人；是故元?dú)?。”這是元?dú)庹f的早期論述。原，谷物、星辰都是由精氣產(chǎn)生的。對精氣究竟是什么沒有說明。東漢初年，王充繼承并發(fā)展了元?dú)庹f思想，創(chuàng)立了唯物主義的元?dú)庾匀惑w系。他認(rèn)為宇宙都是由元?dú)饩酆隙?，明確指出：“天地，含氣之自然也。”“天地合氣，萬物自生”。萬物都“因氣而生，種類相產(chǎn)”。元?dú)馐且环N和云霧相似的物質(zhì)元素，是無限的、運(yùn)動的；元?dú)庥芯?、厚薄的區(qū)別，自然界物質(zhì)的多樣性是由于稟受元?dú)獾牟煌斐傻?。這種從物質(zhì)的連續(xù)性來把握自然界統(tǒng)一性整體的思想是很可貴的，也許可以說是一種原始樸素的場論思想。從孔子、孟子、老子、莊子、朱子、魏伯陽、呂純陽、孫思邈等古代杰出學(xué)者一脈相承的論述和記載看，從《黃帝內(nèi)經(jīng)》至今卓有成效的氣論和針灸應(yīng)用看，從眾多實(shí)際修為者的身體力行看，元?dú)庹f很可能不是簡單的猜想，而是中國古代學(xué)者親身體證的結(jié)果，有著與西方科技明顯不同的特點(diǎn)?，F(xiàn)代有學(xué)者預(yù)言，在科學(xué)技術(shù)越來越整體化發(fā)展的今天，中國古代的元?dú)庹f很可能在當(dāng)代科技領(lǐng)域重放光彩。2.3.2中國古代的科學(xué)技術(shù)我國古代在科學(xué)上取得了許多輝煌的成就，主要表現(xiàn)在農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)、天文學(xué)、數(shù)學(xué)等方面，并形成了較為完整的獨(dú)立的科學(xué)體系。中國是一個農(nóng)業(yè)十分發(fā)達(dá)的國家。早在原始社會，我們的祖先就在黃河和長江中下游種植粟、稻和蔬菜等多種植物。西周時期，形成了以農(nóng)為主，以畜牧為輔的生產(chǎn)格局。春秋以來，中國先人已懂得對土地精耕細(xì)作，并開始興修水利，作物和牲畜的品種顯著增加。到了漢、唐，我國古代農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展到了高峰，最重要的成就大多都是這個時期完成的。中國古人在長期的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐中積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并且也非常重視這些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)和整理，因此農(nóng)學(xué)書籍之多為世界之冠。據(jù)《漢書》記載，在西漢以前就有《神農(nóng)》、《野老》等九種農(nóng)書，可惜都已散失無存。只有西漢汜勝之寫的《汜勝之書》，靠后來幾部農(nóng)書的引文，才保存了一些零星片段的文字，該書總結(jié)了我國北方地區(qū)主要是關(guān)中地區(qū)的耕作經(jīng)驗(yàn)，提出了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)六環(huán)節(jié)理論，即及時耕作、改良和利用地力、施肥、灌溉、及時中耕除草、及時收獲六個環(huán)節(jié)，并對每個環(huán)節(jié)都作了說明。我國現(xiàn)存最古老的農(nóng)學(xué)論文，是公元前3世紀(jì)《呂氏春秋》中的《上農(nóng)》、《任地》、《辨土》和《審時》四篇，主要論述農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生產(chǎn)中因時、因地制宜等問題。它們雖不是獨(dú)立的專門農(nóng)書，但卻聯(lián)成一體，反映了當(dāng)時農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展水平，具有重要的理論價值。公元6世紀(jì)，北魏大農(nóng)學(xué)家賈思勰撰寫的《齊民要術(shù)》，是我國現(xiàn)今完整保存下來最早的一部農(nóng)業(yè)百科全書，全書共10卷92篇，內(nèi)容涉及農(nóng)、林、牧、副、漁各個方面，十分豐富，它系統(tǒng)地總結(jié)了我國北方的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)，成為農(nóng)業(yè)實(shí)用科學(xué)的奠基作，標(biāo)志著我國農(nóng)業(yè)實(shí)用科學(xué)體系的成熟。在這之后，我國農(nóng)學(xué)史上還有兩部著名的大型農(nóng)書：一部是元代王禎的《農(nóng)書》，22卷，約13萬字，內(nèi)容綜合了黃河流域旱田耕作和江南水田耕作兩方面的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；另一部是明代徐光啟的《農(nóng)政全書》，共60卷，50多萬字，插圖600余幅，是綜合介紹我國傳統(tǒng)農(nóng)學(xué)的空前巨著。我國古代農(nóng)學(xué)的特點(diǎn)是講究實(shí)用，主要是講方法和效果，暗含科學(xué)原理，沒有明確揭示事物的原因和自然規(guī)律，因而理論性不強(qiáng)。中國古代醫(yī)學(xué)獨(dú)樹一幟，成就輝煌，其內(nèi)容之豐富、體系之完善為各學(xué)科之我國現(xiàn)存最早最完整的一部醫(yī)學(xué)理論著作是《黃帝內(nèi)經(jīng)》。它出現(xiàn)于戰(zhàn)國末期，并非一時一人之手筆，而是一個時代醫(yī)學(xué)進(jìn)展的總結(jié)。它包括《素問》和《針經(jīng)》(《針經(jīng)》又名《九卷》或《靈樞》)兩部分，共18卷162篇，以論述人體解剖、生理、病理、病因、診斷等基礎(chǔ)理論為重點(diǎn)，兼述針灸、經(jīng)絡(luò)、衛(wèi)生保健等多方面的內(nèi)容，為中醫(yī)理論體系奠定了基礎(chǔ)，標(biāo)志著我國醫(yī)學(xué)體系的形成。北京中醫(yī)藥大學(xué)教授、博士生導(dǎo)師王洪圖認(rèn)為：《黃帝內(nèi)經(jīng)》記載論述了醫(yī)學(xué)中最主要的問題，如生理、病理、疾病、診法、治療、預(yù)防等，業(yè)醫(yī)者不可不知；二是反映了中醫(yī)認(rèn)識和分析問題的基本方法和基本思維方式，它以“陰陽五行”學(xué)說為代表的中國古代哲學(xué)為思維方式，又采用天文、地理、社會、氣象、生物數(shù)學(xué)等眾多相關(guān)學(xué)科的知識分析醫(yī)學(xué)問題，這個將人體生命和宇宙自然規(guī)律作為統(tǒng)一整體看待和研究的特征，被稱為“天地人”三才。全書從各個方面完整地討論了醫(yī)學(xué)中的基本問題。從“人”是怎么生成的、人體是由什么組成的、人的生理怎樣、疾病為什么會發(fā)生、如何分析和判斷疾病的病位和性質(zhì)、怎樣才能治愈疾病、如何預(yù)防疾病、怎樣才能保持健康而達(dá)到長壽目的等問題，都作出了“天才”的回答。這些題目，在《內(nèi)經(jīng)》中分別稱作：藏象、經(jīng)絡(luò)、病因、病機(jī)、診法、治則、攝生等。2001年，北京外文出版社出版了朱明大夫英譯本《黃帝內(nèi)經(jīng)》，引起國內(nèi)外廣泛熱烈的反響。這是內(nèi)經(jīng)成書2000年以來第一次被國人成功譯介。朱明認(rèn)為：《黃帝內(nèi)經(jīng)》的思想注重整體觀念，既強(qiáng)調(diào)人體本身是一整體，又強(qiáng)調(diào)人與自然環(huán)境密切相關(guān)，運(yùn)用陰陽五行學(xué)說解釋生理、病理現(xiàn)象，指導(dǎo)診斷與治療；把陰陽的對立統(tǒng)一看成是宇宙間萬事萬物產(chǎn)生、發(fā)展、變化的普遍規(guī)律。人體在正常情況下陰陽平衡，一旦這種平衡被破壞，就會生病，內(nèi)經(jīng)強(qiáng)調(diào)精神與社會因素對人體及疾病的影響及疾病的預(yù)防，反對迷信鬼神?！饵S帝內(nèi)經(jīng)》的著成，不僅在中國受到歷代醫(yī)家的廣泛推崇，即使在國外的影響也不容低估。日本、朝鮮等國都曾把《黃帝內(nèi)經(jīng)》列為醫(yī)生必讀課本，而部分內(nèi)容還先后被譯成英、法、德等國文字，在世界上流傳。近年來一些歐美國家的針灸組織也把《黃帝內(nèi)經(jīng)》列為針灸師的必讀參考書。第二部劃時代的著作是東漢末年張仲景撰寫的《傷寒雜病論》，它繼承并發(fā)展了《黃帝內(nèi)經(jīng)》的思想，確立了以“八綱”（陰陽、表里、寒熱、虛實(shí)）辨證象，以“六經(jīng)”（太陽、陽明、少陽、太陰、少陰、厥陰）別病勢，創(chuàng)造性地提出了“審因辨證、因證立法、以法系方、遣方用藥”的辨證施治的原則，并載有有關(guān)的疾病癥候、治則、處方，奠定了中醫(yī)治療學(xué)的基礎(chǔ)，是我國第一部醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)理論與臨床診斷治療密切結(jié)合的典籍。在藥學(xué)方面，也取得了很大成就。我國現(xiàn)存最早的藥學(xué)專著是東漢時的《神農(nóng)本草經(jīng)》。全書收載藥物365種，依藥效和使用目的進(jìn)行了最早的分類，詳細(xì)記載了其藥性、藥味、藥效和主治。集中草藥之大成者，是明代李時珍用30多年時間深入調(diào)查研究、實(shí)踐，潛心撰寫的《本草綱目》。全書共52卷，190萬字，記載藥物1892種，收入方劑達(dá)11096個，附圖1162幅，內(nèi)容空前，分類先進(jìn)。出版后不久即被翻譯成多種文字在世界上流行，對世界科學(xué)作出了重大的貢獻(xiàn)。中國中醫(yī)除了上述理論成就外，還涌現(xiàn)了大批精于實(shí)踐的著名醫(yī)家，如春秋時期的名醫(yī)扁鵲擅長望、聞、問、切四診；三國時期的華陀精于外科手術(shù)，發(fā)明了麻醉藥——酒服麻醉散。我國數(shù)學(xué)古稱“算學(xué)”，側(cè)重于解決實(shí)際問題。由于在天文歷法的計(jì)算方面有不少數(shù)學(xué)問題需要解決，因而歷法與算學(xué)的發(fā)展密切相關(guān)，許多科學(xué)家兼天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家于一身。約成書于公元前2世紀(jì)的《周髀算經(jīng)》，既是我國現(xiàn)有最早的天文學(xué)著作，也是流傳至今最早的算學(xué)著作。其中敘述了勾股定理與勾股測量等數(shù)學(xué)問題及其在天文、生產(chǎn)中的應(yīng)用。漢代初期數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)》的出現(xiàn)，標(biāo)志著我國實(shí)用數(shù)學(xué)體系的形成。這部書收選了246個數(shù)學(xué)例題，分為方田、粟米、衰分、少廣、商功、均輸、盈不足、方程、勾股等九個部分，涉及到算術(shù)、初等代數(shù)、初等幾何等多方面內(nèi)容，其中關(guān)于多元一次方程組的解法，關(guān)于正負(fù)數(shù)以及某些體積的計(jì)算在世界上都是最早的。它對我國數(shù)學(xué)發(fā)展的影響，就好象歐幾里得《幾何原本》對西方數(shù)學(xué)的影響那樣深遠(yuǎn)。公元3世紀(jì)，劉徽作《九章算術(shù)注》，不僅從理論上論證了《九章算術(shù)》的大部分算法，而且還創(chuàng)立了“割圓術(shù)”，指出圓周長等于邊數(shù)無限增加的圓內(nèi)多邊形邊長之和。他用圓內(nèi)接正多邊形無限接近圓面積的方法，算得圓周率π=3.14。公元5世紀(jì)，祖沖之（429～500年）父子應(yīng)用割圓術(shù)繼續(xù)推進(jìn)，得圓周率為3.1415926<π<3.1415927，這在當(dāng)時是世界上最準(zhǔn)確的π值，在世界上領(lǐng)先了一千多年。宋、元時代，我國以算籌為計(jì)算工具的傳統(tǒng)數(shù)學(xué)達(dá)到了它發(fā)展的高峰，出現(xiàn)了南宋的秦九韶、楊輝、金元時期的李冶、元朝的宋世杰四大數(shù)學(xué)家。他們的數(shù)學(xué)成就中，最突出的是關(guān)于高次方程的數(shù)值解法，比歐洲早出四百多年。我國數(shù)學(xué)體系的形成經(jīng)過漫長時間，到宋元時達(dá)到巔峰，許多重要發(fā)現(xiàn)和成果走在世界的前面，但自明后幾乎限于停頓。有學(xué)者認(rèn)為，就整個中國數(shù)學(xué)文化的發(fā)展來看，與中國的傳統(tǒng)科技發(fā)展密切相關(guān)，而與古希臘數(shù)學(xué)相比，明顯帶有偏重應(yīng)用，缺少理論概括與歸納，重在操作的適用性，少一些高屋建瓴的意識境界。但是以杰出數(shù)學(xué)家吳文俊為代表的一些學(xué)者認(rèn)為：中國古代數(shù)學(xué)重視機(jī)械化計(jì)算，以解決問題為中心，特別適合于現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的需要，若將其精神特質(zhì)和方法論思想加以運(yùn)用和改造，中國數(shù)學(xué)必將在未來世界數(shù)學(xué)界占有極其重要的地位。我國古代有許多重要的技術(shù)發(fā)明，尤其以四大技術(shù)發(fā)明而著稱于世，對人類文明作出了巨大貢獻(xiàn)。1.造紙術(shù)在紙沒有發(fā)明以前，我國是用龜甲、獸骨、金石、竹簡、木牘、縑帛等材料記事。隨著經(jīng)濟(jì)文化的發(fā)展，需要價廉物美的新型書寫材料，經(jīng)過長期的摸索和實(shí)踐，終于發(fā)明了用麻頭繩、破布、舊魚網(wǎng)等制成的植物纖維紙。在西安灞橋出土的西漢古紙，是目前世界上發(fā)現(xiàn)的最早的植物纖維紙，其質(zhì)地粗糙，還不便書寫。到公元105年，東漢蔡倫革新了造紙技術(shù)，制成了一批“良紙”，人稱“蔡侯紙”。造紙術(shù)是在我國古代勞動人民漂絮和漚麻的經(jīng)驗(yàn)中逐步總結(jié)出來的。蔡倫在造紙術(shù)發(fā)明中的主要貢獻(xiàn)有三：一是擴(kuò)大了造紙?jiān)蟻碓?，除用破布、舊魚網(wǎng)等外，還采用了樹皮；二是改進(jìn)了造紙工藝，除淘洗、碎切、泡漚原料外，還可能用石灰進(jìn)行了堿液烹煮；三是使造紙業(yè)從紡織業(yè)中分化出來，成為一個獨(dú)立的手工業(yè)部門。造紙術(shù)的發(fā)明，為人類的文化傳播、思想交流、科學(xué)發(fā)展提供了不可缺少的物質(zhì)手段。2.印刷術(shù)在活字印刷術(shù)發(fā)明以前，最原始的印刷方法是把紙鋪在石碑上打貼、涂墨的墨拓法，約發(fā)明于公元4世紀(jì)左右。到6世紀(jì)初的隋、唐之際，出現(xiàn)了真正的印刷術(shù)——雕版印刷術(shù)，比手工抄寫是一個巨大的進(jìn)步。現(xiàn)存世界上第一部標(biāo)有年代的雕版印刷品，是在敦煌莫高窟發(fā)現(xiàn)的《金剛經(jīng)》，刻印于唐咸通九年（即公元868年現(xiàn)存英國倫敦博物院圖書館。而歐洲到14世紀(jì)才有刻板印刷。隨著社會的發(fā)展和印刷量的增大，雕版印刷也適應(yīng)不了社會的需求。此時，活字印刷應(yīng)運(yùn)而生。據(jù)沈括的《夢溪筆談》記載，公元1041～1048年間，畢升用膠泥刻成單字，用火燒成活字，再拼版印刷。后來，元代王楨又創(chuàng)制了木活字，還發(fā)明了轉(zhuǎn)輪排字架，提高了排字效率。我國活字印刷術(shù)大約在14世紀(jì)傳入朝鮮和日本，后來朝鮮人發(fā)明了銅活字，并于15世紀(jì)傳回中國。歐洲受中國活字印刷術(shù)的影響，在15世紀(jì)中葉發(fā)明了用鉛、錫、銻合金鑄字，并開始建立了最早的印刷工廠。3.火藥火藥是我國古代勞動人民經(jīng)過長期的實(shí)踐和探索集體發(fā)明的。早在春秋戰(zhàn)國時代，人們就逐漸知道了硫磺、硝石和木炭的性質(zhì)及其制備方法。到八、九世紀(jì)左右，煉丹家已經(jīng)知道將硫磺、雄黃、硝石與炭混合在一起加熱會發(fā)生爆炸。唐代孫思邈最早記錄了黑色火藥的配方，當(dāng)時硫和硝的比例是1:1。北宋曾公亮主編的《武經(jīng)總要》中，最早采用了“火藥“這一名稱，并記載了當(dāng)時的三種火藥配方，明確了火藥的主要配方是硝、硫、炭。這時硝和硫的比例為2:1，硝增加一倍。隨著火藥的發(fā)明，出現(xiàn)了一系列的火藥武器，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的世界上最古老的銅炮，就是我國元代至順三年（1332年）造的銅火銃。公元13世紀(jì)，我國火藥由商人經(jīng)印度傳入阿拉伯國家。后來西班牙人通過翻譯阿拉伯人的書籍，才知道火藥?；鹚幬淦鲃t是通過戰(zhàn)爭西傳的。直到14世紀(jì)中期，英、法等國才開始有應(yīng)用火藥和火藥武器的記載。4.指南針我國早在戰(zhàn)國時期就發(fā)現(xiàn)了磁石具有吸引鐵和指示方向的性能，并用天然磁石制成指示方向的勺形儀器——“司南勺”。東漢張衡在《東京賦》中第一次將司南改稱指南。北宋曾公亮主編的《武經(jīng)總要》中，記述了一種指南魚的制作方法：用薄鐵葉裁成魚形，燒紅后靠地磁場使其磁化，在行軍中需要時，把它浮在水面上，鐵葉魚就能指南。這種指南魚磁性太弱，實(shí)用價值不大。后來，沈括在《夢溪筆談》中記載了指南針的制造和裝置方法。用天然磁石摩擦鋼針，便可磁化成指南針。沈括還親自實(shí)驗(yàn)了四種裝置法，即：將磁針橫貫燈芯浮在水上的“水浮法”，架在碗沿上的“碗唇旋定法”；放在指甲上的“指甲旋定法”；以及用絲線懸掛起來的“縷旋法”。不久，又發(fā)展到用磁針和方位盤聯(lián)成一體的羅經(jīng)盤（即羅盤）。北宋末年，我國航海的船只已開始使用羅盤。我國在其他方面領(lǐng)先于世界的科技成就還有很多。例如在冶金方面，商代在青銅鑄造技術(shù)達(dá)到了很高的水平，以其精致美觀而著稱于世界。戰(zhàn)國時青銅冶鑄技術(shù)達(dá)到高峰?，F(xiàn)今出土的當(dāng)時的青銅兵器因表面涂有含鉻的仿銹物質(zhì)而聞名。我國的冶煉鐵技術(shù)也是世界上最先進(jìn)的，中國所創(chuàng)造的熔煉法是冶金史上的一大貢獻(xiàn)。大約在西漢后期，我國發(fā)明了一種把生鐵炒成鋼的低溫炒鋼技術(shù)。歐洲人直到18世紀(jì)才掌握這種技術(shù)。我國古代還有多種煉鋼方法，這些都反映了我國古代煉鋼技術(shù)具有非常高的水平。在機(jī)械方面，我國秦漢時期已有了銅或鐵制的齒輪，在西漢時的指南車、記里鼓車（一種通過件速齒輪系統(tǒng)使車在走過一定里程后擊鼓記數(shù)的裝置）以及各代的天文儀器中，都使用了復(fù)雜的齒輪傳動系統(tǒng)。在建筑方面，有被譽(yù)為世界奇跡之一的萬里長城，有世界最古老的石拱橋——趙州橋。至于紡織、瓷器、制茶等更是我國獨(dú)創(chuàng)的傳統(tǒng)技術(shù)。實(shí)用技術(shù)的高度發(fā)達(dá)，是我國古代科學(xué)技術(shù)先進(jìn)的重要標(biāo)志。中國古代天文學(xué)及其成就將在第六章中介紹。2.3.3近代中國科學(xué)技術(shù)落后的原因中國古代科學(xué)從秦漢以來到明清形成了自己的科學(xué)體系和發(fā)展模式，取得了豐碩的成果，達(dá)到了當(dāng)時的世界先進(jìn)水平。就古代世界各民族的科學(xué)發(fā)展來說，中國古代的自然哲學(xué)和以原理、定律表現(xiàn)的理論性自然知識或許不及古希臘，但在相當(dāng)長的時期里卻在實(shí)用科學(xué)方面居于世界領(lǐng)先水平。英國科技史家李約瑟在他所著的《中國科學(xué)技術(shù)史》的序言中曾對此作出了公正的評價：“中國的這些發(fā)明和發(fā)現(xiàn)往往遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過同時代的歐洲，特別是在十五世紀(jì)之前更是如此（關(guān)于這一點(diǎn)可以毫不費(fèi)力地加以證明）。”為什么中國古代的這些偉大發(fā)明發(fā)現(xiàn)傳到歐洲就成為資產(chǎn)階級社會發(fā)展的必要前提，促使了近代自然科學(xué)的產(chǎn)生，并使科學(xué)技術(shù)的發(fā)展達(dá)到了一個世界歷史上前所未有的高峰，而在封建社會后期中國科學(xué)技術(shù)卻逐漸開始衰落，到近代則落在西方的后面呢？近代科技的產(chǎn)生與迅速發(fā)展在很大程度上是社會、經(jīng)濟(jì)、文化和意識形態(tài)、宗教理念的綜合產(chǎn)物，是難以用簡單的幾個條件來予以說明的。同樣，要揭示我國近代科學(xué)技術(shù)落后的原因，也是一個很困難的問題。下面僅從幾個方面嘗試予以簡單分析，以激發(fā)爭論和思考，這種討論主要是以西方近代科學(xué)技術(shù)為標(biāo)準(zhǔn)的，難免有它固有的局限性。第一，我國封建社會制度抑制了近代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生。近代自然科學(xué)是伴隨著資本主義的興起而發(fā)展起來的。我國兩千年的封建社會，是一種自給自足的小農(nóng)業(yè)和家庭手工業(yè)相結(jié)合的經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，它抑制了商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和分工協(xié)作大生產(chǎn)的出現(xiàn)。同時，強(qiáng)大的君主集權(quán)和專制官僚統(tǒng)治，使資本主義難以發(fā)生和發(fā)展。這種封建社會發(fā)展的停滯性，極大地限制了我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。這是中國近代科學(xué)技術(shù)落后的最根本原因。資本主義生產(chǎn)方式為什么能比封建主義生產(chǎn)方式提供強(qiáng)大無比的動力呢？這是因?yàn)橘Y本主義生產(chǎn)是發(fā)達(dá)的商品生產(chǎn)，商品是要求在市場上自由競爭的。所以，提高勞動生產(chǎn)率，特別是運(yùn)用科學(xué)技術(shù)手段，提高商品的競爭能力，就成為資本主義生產(chǎn)的內(nèi)在必然要求，成為一個持續(xù)的、強(qiáng)大的推動力。恩格斯說過：“社會一旦有技術(shù)上的需要，則這種需要就會比十所大學(xué)更能把科學(xué)推向前進(jìn)”。（《馬克思恩格斯選集》第4卷，第505頁）所以，單是在封建社會那種基本上自給自足的經(jīng)濟(jì)、商品生產(chǎn)很不發(fā)達(dá)的經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)上，不可能有近代的科學(xué)技術(shù)。封建地主階級當(dāng)然也要發(fā)展手工業(yè)、小工業(yè)，但重要的往往都被官家所壟斷，技術(shù)上實(shí)行壟斷封鎖。生產(chǎn)的目的是為皇家貴族、封建官僚提供奢侈品或軍事武器，根本談不上什么自由競爭。以航海貿(mào)易為例，在西方這是資本主義發(fā)展中極為重要的手段。他們通過航海貿(mào)易，掠奪黃金貨幣，獲得勞動力和資源，開拓商品市場。所以歐洲各國的政府，都鼓勵商人出海貿(mào)易，并同他們簽訂合同，利益分成。航海家哥倫布就是得到西班牙國王支持的，國王許諾讓他們當(dāng)新發(fā)現(xiàn)地區(qū)的總督，財(cái)富享受十分之一。那時，航海對資產(chǎn)階級是一本萬利的事情。航海對天文、地理、力學(xué)、數(shù)學(xué)、氣象等方面的科學(xué)要求是很高的。16世紀(jì)的西班牙政府和17世紀(jì)的英國議會，都曾高價懸賞解決出海后的經(jīng)度計(jì)算問題。由于應(yīng)征者眾多，問題很快得到了解決。英國耐普爾發(fā)明對數(shù)方法，也是為了解決應(yīng)用中的繁瑣計(jì)算而作出的?？梢?，發(fā)展資本主義就必然要求并推動科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。但封建的中國就不一樣。如明朝鄭和也曾率領(lǐng)浩浩蕩蕩的船隊(duì)，遠(yuǎn)度重洋，但主要不是經(jīng)濟(jì)目的，而是出于政治目的。一是為新上臺的明成祖宣揚(yáng)國威，撫慰鄰邦；二是為了尋找在宮廷政變中失落的小皇帝，以絕后患。鄭和下西洋先后歷經(jīng)30年，當(dāng)這些政治目的基本達(dá)到，航海事業(yè)也就偃旗息鼓了。兩種航海，一個是經(jīng)濟(jì)上持續(xù)的強(qiáng)大動力，能夠長久保持，并反轉(zhuǎn)過來推動科學(xué)技術(shù)持續(xù)發(fā)展；另一個主要出于政治上的目的。政治上的目的一旦達(dá)到，或得不到財(cái)政、經(jīng)濟(jì)上的支持，就會消沉或中止。第二，中國封建社會的文化思想和政策制約了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。中國封建社會長期實(shí)行重農(nóng)抑工抑商的政策，把手工業(yè)、商業(yè)的發(fā)展限制在不危及封建制度經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的范圍內(nèi)，不允許有太多的資本主義因素。其次，中國把儒學(xué)作為官方哲學(xué)，主張尊古崇經(jīng)，限制了思想自由。在教育和取仕制度上，推行輕視、排斥科學(xué)技術(shù)和輕視掌握科學(xué)技術(shù)的知識分子的政策。中國隋唐以后實(shí)行的科舉制，除了個別時期（如唐朝有明算科，招考數(shù)學(xué)人才）外，總的來看，都以孔孟儒學(xué)經(jīng)典為主，到明代以后興起的“八股文”，從形式到內(nèi)容都完全僵化，完全排斥了科學(xué)技術(shù)的內(nèi)容。再次，在18～19世紀(jì)，正是西方科技大發(fā)展的時候，腐朽的清政府卻采取了愚蠢的閉關(guān)鎖國的政策，排斥和拒絕外來科學(xué)文化。以上種種政策，都極其嚴(yán)重地影響了科學(xué)技術(shù)在中國的發(fā)展。第三，中國傳統(tǒng)科學(xué)存在的缺陷，使科學(xué)技術(shù)發(fā)展到一定深度后，就難以繼續(xù)前進(jìn)。這種內(nèi)在缺陷主要有兩個方面，一是中國古代的科學(xué)技術(shù)過分強(qiáng)調(diào)實(shí)用性，忽視了理論上的深化和完善。由于科學(xué)技術(shù)的極端實(shí)用性，一旦現(xiàn)實(shí)不提出直接要求，它就失去了發(fā)展動力，這一點(diǎn)與希臘人所開創(chuàng)的科學(xué)體系完全不同。希臘人不講實(shí)用，為理論而理論，這就為科學(xué)的發(fā)展開辟了無限廣闊的空間。希臘人的數(shù)學(xué)和自然哲學(xué)時隔一千多年后仍然能推動歐洲科學(xué)的發(fā)展，充分顯示出理論的力量。而實(shí)用科學(xué)為自己設(shè)定的發(fā)展空間是有限的。如我國的數(shù)學(xué)，我們是從應(yīng)用計(jì)算技術(shù)發(fā)展起來的，雖然從記數(shù)法、四則運(yùn)算、解決方程問題，直到高次方程數(shù)值解等方面在世界上多是一直領(lǐng)先的，但很少能從