第四讲科学中的革命（二）一、古代西方科学技术的发展特点1.善于吸收先进的科学文化2.运用理性探讨自然界的本质和规律3.科学方法的初步确立及应用4.形式逻辑成就科学典范二、古代中国科学技术的发展特点1.古代中国独自创造了举世瞩目的科学技术成就2.古代中国形成了独特的实用科学体系三、近代自然科学在历史上有四次重大的革命(时期)：第一次发生于16～17世纪,以哥白尼的“日心说”为代表,初步形成了与中世纪神学与经验哲学完全不同的新兴科学体系,标志着近代科学的诞生。后经开普勒、伽利略,特别是牛顿为代表的一大批科学家的推动，建立了近代自然科学体系。第二次发生于19世纪,以化学、物理学、生物学的重大理论突破为内容。有能量守恒与转化定律、细胞学说和进化论等成就,这三项重大成就被称为19世纪自然科学的三大发现，形成了整个物理学、生物学、心理学等实验科学体系。第三次是19世纪末到20世纪初,X射线、电子、天然放射性、DNA双螺旋结构等的发现，使人类对物质结构的认识由宏观领域进人微观领域。相对论和量子力学的建立使物理学理论和整个自然科学体系以及自然观、世界观都发生了重大变革，有机化学、分子生物学与基因工程、生物技术、微电子与通讯技术飞速发展，标志着科学发展进入了现代时期。第四次科学革命是系统科学、新老三论与计算机、人工智能、纳米化学、生物医药等科学的技术集成与方法整合，系统生物科学的诞生开启第四次科学与技术革命，包括系统生物学与系统医学、系统遗传学与系统生物技术、合成生物学与系统生物工程等，将导致的是21世纪的转化医学与生物工业革命。我们把这一历程中，能称之为革命或具有革命意义的科学事件做一个简要的回顾，并试图对其革命性进行一个简要的剖析，让我们了解科学发展的历史同时，试图建立一架桥接科学于人文的桥梁。科学中的革命如何判断科学史上发生了一场革命呢？第一个检验，当时的目击者的证明。第二项检验，对据说曾经发生过革命的那个学科以后的一些文献进行考察。第三项检验，有相当水平的历史学家、尤其是科学史学家和哲学史学家们的判断。第四项检验，对现存的科学传统，对构成了正在从事自己事业的科学家所接受的作为文化遗产一部分的“神话”，给予了相当的重视。但是，不管我们如何看待哥白尼及其革命，谈起科学史中的近代科学革命，还是要溯源于哥白尼革命。科学中的革命2、关于哥白尼革命的新思考1）这一“西方思想发展中划时代的转折点”需要从不同意义的层次上来考虑，这是因为，首先，它是一次“天文学基本概念的革新”；其次，它是“人类对大自然的理解的”一次“根本性”的变更（它最后以“一个半世纪以后”“牛顿的宇宙概念”这一“出乎意料的副产品”的产生而告结束）；再次，它是“西方人价值观转变的一部分”。所以，按照库恩的观点，人们所说的哥白尼革命并非仅仅是科学中的一场革命，它是人的思想发展和价值体系中的一场革命。2）从对科学革命概念的批判性分析的角度讲，哥白尼革命有着特别的意义，因为在当时，哥白尼的著作和学说并未在已被人们所承认的天文学理论的基本体系中造成任何直接的根本性的变化，它只是对实验天文学家的实践活动有些轻微的影响。3）如果说天文学中有过一场革命的话，那么，这是一场开普勒和牛顿的革命，而决不是什么不折不扣或确凿无疑的哥白尼革命。那么，正像O．纽格鲍尔指出的那样，这在哲学上比在天文学上更为成功。二、开普勒、吉伯和伽利略那些著书立说论述哥白尼革命的学者们，常常都会得出这样一个结论，即这场革命在开普勒和伽利略进行革新之前并未发生。实际上，这两位科学家大胆而新颖的思想远远超出了朴素的哥白尼学说所及的范畴。1、开普勒：不可思议的革命者牛顿曾说过：“如果说我比别人看得远些的话，是因为我站在巨人的肩膀上。”开普勒无疑是他所指的巨人之一。1）约翰．开普勒（JohannsKepler,1571-1630）德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。他以数学的和谐性探索宇宙，在天文学方面做出了巨大的贡献。开普勒是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心说、并在天文学方面有突破性成就的人物，被后世的科学史家称为“天上的立法者”。2）不幸的一生3)开普勒和天文学改革开普勒第一定律是：所有行星绕太阳运转的轨道是椭圆的，其大小不一，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。开普勒第二定律这样断定：向量半径（行星与太阳的连线）在相等的时间里扫过的面积相等。由此得出了以下的结论：行星绕太阳运动是不等速的，离太阳近时速度快，离太阳远时速度慢。这一定律进一步推翻了唯心主义的宇宙和谐理论，指出了自然界的真正的客观属性。2、威廉·吉伯：实验论者及其代言人1）吉伯（1544～1603）（Gilbert，William），英国物理学家，自然哲学家。近代磁学和电学的先驱者。伊丽莎白女王和詹