张本祥【科学史十五讲】读书说明与指导
【科学史十五讲】读书说明与指导
第一部分书目内容简介
江晓原教授所著《科学史十五讲》基于现代科学的视角，介绍了从古希腊开始到上世纪初为止的科学发展历程，主要包括古希腊的科学与哲学，近代科学革命，近代数学、物理学、化学、生物学的初步发展，20世纪初由量子力学、相对所组成的物理学革命，其间还用两章篇幅介绍了中国古代的自然观思想和科学技术成就，用一章介绍了在世界科学发展过程中发挥了重要作用的阿拉伯科学。全书兼顾科学发展的逻辑和历史脉络，对科学思想、科学理论、科学方法、科学家取得成果的社会背景、具体过程进行了疏理，为我们展现了一幅波澜壮阔的科学史的整体图景。
第二部分读书总体要求和读书目标
通过本书目的了解，要清楚知道书中介绍的主要科学成果，掌握科学发展的逻辑和历史脉络。感召于优秀科学家的聪明才智和精神品格，领会科学精神的实质，提高学习与研究的兴趣，逐渐培养起融会贯通地运用科学的理论、方法、视角考察和解决问题的能力。
第三部分书目基本内容
第一讲古希腊的科学与哲学
一、读书目的和读书要求
1.知道并理解希腊人所具备的科学和哲学诞生的三个条件。
2.了解诸学派关于万物本原的主要观点。
3.了解古希腊人主要的数学、物理学、天文学成就。
4.亚里士多德工作的主要方面。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：欧几里得的《几何原本》。
重点知识解析：
（1）欧几里得的《几何原本》是公理化演绎体系的典范。
（2）欧几里得几何学一直是真理客观性的最有说服力的例证，直至今日无论是支持还是反对客观真理的学说都绕不开它。
三、思考题
1.古希腊人的科学精神是什么？
2.古希腊人是如何探讨万物本原问题的？
3.古希腊数理科学方面的代表性成就都有哪些？
第二讲古代中国人的自然观
一、读书目的和读书要求
1.掌握天人感应、天人合一、天人相分思想的联系与差别。
2.了解几种主要的宇宙演化思想。
3.了解中国古人的时空观念
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：“天人感应”、“天人合一”和“天人相分”思想分别描绘了怎样的人与自然关系。
重点知识解析：
（1）不同时代背景下，天人感应思想都有其合理、积极方面，也有其不合理和消极方面。
（2）不同时代背景下，“天人相分”思想中也有其合理和不合理的成分，需要依据具体社会环境做具体分析，不应片面理解。
三、思考题
1.中国古代对人与自然关系的认识经历了几个阶段？
2.“天人感应”、“天人相分”思想的历史背景和现实意义是怎样的？
3.中国古代对时空性质有过怎样的探讨？
第三讲中国古代的科学技术
一、读书目的和读书要求
1.了解中国古代持续了一千三百多年的盖天说与浑天说之争的主要历程。
2.了解中国古代传统数学的主要内容。
3.了解漏刻等中国古代计时技术的演变历程。
4.掌握指南针等中国古代测向技术的辉煌历史。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：中国古代计时和测向技术及其所体现的时空观念。
重点知识解析：
（1）中国古代计时和测向技术有过辉煌的历史，至今对我们的生活仍然有重要的影响。
（2）科学观念是要通过技术措施体现的，中国古代的计时和测向技术对时空观念的反映是很典型的。
三、思考题
1.中国古代数学的特点是什么？
2.中国古代计时技术发展的历史阶段有哪些？
3.怎样看待发明指南针的历史意义？
第四讲阿拉伯的科学
一、读书目的和读书要求
1.了解阿拉伯的主要数学和天文学成就。
2.知道以阿维森纳的成就为代表的阿拉伯医学成就。
3.阅读阿拉伯的光学和化学成就。
4.要理解、掌握阿拉伯科学所具有的世界意义。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：阿拉伯的科学成就及其在人类科学发展史中的地位和作用。
重点知识解析：
（1）阿拉伯世界继承和保留了古希腊科学典籍。
（2）阿拉伯世界沟通了东西方科技交流。
（3）阿拉伯科学在数学、天文学、医学等方面取得巨大成就。
（4）阿拉伯科学为近代科学在欧洲的产生准备了不可或缺的条件。
。
三、思考题
1.阿拉伯数学的主要成就有哪些？
2.如何评价阿维森纳在医学史上的贡献？
3.怎样理解阿拉伯科学在人类科学发展中的意义？
第五讲科学在欧洲的复兴
一、读书目的和读书要求
1.了解欧洲中世纪的概况。
2.了解文艺复兴、宗教改革、地理大发现等共同构成的社会环境。
3.深刻理解培根倡导实验方法的科学意义。
4.知道该时期数学的进展。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：近代科学产生的历史条件。
重点知识解析：
（1）近代科学之所以产生在欧洲特定的历史时期有多方面的因素。
（2）中世纪在宗教等多方面的准备有其作用。
（3）文艺复兴、宗教改革和地理大发现所营造的社会环境。
三、思考题
1.文艺复兴以来欧洲的智力环境发生了怎样的变化？
2.基督教神学与亚里士多德学说是怎样相互作用的？
3.培根提倡的实验方法对后来科学的发展有何意义？
第六讲近代科学革命之天文学革命
一、读书目的和读书要求
1.对照托勒密地心说，要清楚知道哥白尼日心说的主要内容。
2.知道伽利略的天文发现。
3.知道第谷进行的精密观测及其对后来开普勒工作的意义。
4.知道并理解开普勒的行星运动定律。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：天文学革命的过程和意义。
重点知识解析：
（1）托勒密的地心说统治一千多年后，哥白尼的日心说是石破天惊的，在理论体系上它更为简洁，之后加之伽利略的发现、第谷的观测和开普勒的理论工作，终于彻底实现了从地心说到日心说的转换，完成了意义重大的天文学革命。
（2）天文学革命是摆脱古代科学思想束缚的突破口，近代科学的建立也肇始于天文学革命，因而它是科学史上不朽的里程碑。
三、思考题
1. 哥白尼《天体运行论》的革命性和保守性各体现在哪里？
2. 为什么说第谷的贡献是不可磨灭的？
3. 开普勒行星运动定律的主要内容是什么？
第七讲近代科学革命之物理学革命
一、读书目的和读书要求
1.深刻理解伽利略科学方法的内容和科学意义。
2.知道笛卡尔机械主义方法论的主旨。
3.清楚知道牛顿的科学贡献，牛顿力学体系的主要内容，深入理解牛顿体系的地位和意义。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：伽利略的科学方法和牛顿的经典力学体系是科学的典范。
重点知识解析：
（1）科学实验方法和以追究事物之量的数学关系为目标的研究纲领，是伽利略科学方法的基点，如爱因斯坦所说“伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，标志着物理学的真正开端”。
（2）牛顿在前人工作基础上取得了多方面的伟大成就：数学上的微积分，天文学上的万有引力定律，物理学上的三大定律，创建了完整的物理学体系，开创了理性时代，从此人类思想获得了可以用理性解决面临所有问题的自信。
三、思考题
1.为什么说伽利略是近代物理学之父？
2.牛顿得出万有引力定律的意义何在？
3.笛卡尔的机械论哲学的意义？
第八讲微积分的创立与发展
一、读书目的和读书要求
1.知道笛卡尔所创立解析几何的思想和在数学史中的重要地位。
2.了解创立微积分的问题背景、过程、主要人物和解决的问题。
3.阅读微积分在18世纪的发展情况。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：微积分的创立过程和发展。
重点知识解析：
（1）微积分是研究连续变化的基本数学工具，至今仍然是描述、解决科学技术问题的主要数学手段，也是科学进一步发展的重要基点之一。
（2）创立微积分的背景、过程和后续发展充分体现了微积分思想的实质、微积分的重要地位和作用。
三、思考题
1.解析几何在数学史中的地位？
2.以微积分的创立为例说明需求对科学发现的作用？
3.从牛顿与莱布尼茨发现微积分优先权之争中你看到了什么？
第九讲近代化学的建立
一、读书目的和读书要求
1.了解从炼金术到化学的历史过程和内在逻辑。
2.知道波义耳对化学学科的主要贡献。
3.了解燃素说从产生到被推翻的内在逻辑链条，理解科学假说的特点。
4.知道拉瓦锡对建立近代化学学科的突出贡献。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：拉瓦锡的工作。
重点知识解析：
（1）拉瓦锡被誉为近代化学之父，通过拉瓦锡的贡献能了解化学学科得以建立的主要基础，并能将近代化学建立的过程串联起来。
（2）精密测量方法在化学中的确立，氧化反应理论的建立，化学反应中质量守恒定律（化学反应方程式）的建立，化学术语的统一化，所有这些共同构建了作为完整学科的化学体系。
三、思考题
1.如何评价炼金术？
2.波义耳的贡献主要有哪些？
3.燃素说及其评价？
4.为什么说拉瓦锡是近代化学之父？
第十讲电磁学理论的建立和通讯技术的进步
一、读书目的和读书要求
1.结合自己的常识阅读早期电磁学的知识。
2.了解法拉第的事迹和贡献。
3.知道麦克斯韦的贡献，尤其是麦克斯韦方程组在电磁学中的作用和地位。
4.知道通讯技术发展历程的主要人物和事件。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：法拉第和麦克斯韦的工作。
重点知识解析：
（1）对于电磁学理论的建立，法拉第做出了重要的发现，积累了大量实验事实。
（2）麦克斯韦从理论上总结了法拉第等前人关于电磁现象的大量工作，以优美的麦克斯韦方程组形式高度概括了电磁现象的根本规律，并为未来的应用和理论推进奠定基础。
三、思考题
1.静电学确立的标志是什么？
2.法拉第和麦克斯韦各为电磁学作出了哪些贡献？
3.哪些人为电报、电话等通讯技术的实用做出了主要贡献？
第十一讲数学的新时代
一、读书目的和读书要求
1.简单了解群论的诞生过程。
2.对导致非欧几何产生的第五公设问题、非欧几何建立的具体过程都应清楚知道，并对其意义能比较深入理解。
3.简单了解哈米尔顿的工作。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：非欧几何产生的过程和意义。
重点知识解析：
（1）在第一讲中谈到欧几里得的《几何原本》是公理化演绎体系的典范，欧氏几何一直是真理客观性的最有说服力的例证，那么非欧几何的产生无疑会有重大意义，它深化了对公理化演绎体系的认识，促使科学重新评估真理客观性问题。
（2）非欧几何的产生经历了一个漫长、曲折的过程，其未来影响仍是深远的。体会这个过程有助于我们认识科学发展的一些典型特征。
三、思考题
1.为什么说5次和5次以上的代数方程没有一般的解法？
2.什么是第五公设？
3.为什么罗巴切夫斯基被誉为“几何学的哥白尼”？
第十二讲能量守恒定律和热力学定律的建立
一、读书目的和读书要求
1.知道发现能量守恒定律的过程。
2.发现热力学第一定律的主要人物和事件。
3.深刻理解热力学第二定律的内容和意义。
4.了解热力学的后续发展情况，尤其是熵的几率解释。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：能量守恒定律和热力学第二定律。
重点知识解析：
（1）能量守恒定律是人类迄今发现的最重要的自然规律之一，它虽然最早来源于热力学领域，但在以后的粒子物理等领域同样有集中的体现，具有极大的普遍性，是自然界的基本规律之一。
（2）与能量守恒定律的情况类似，热力学第二定律同样是深刻的、普遍的自然界基本规律。基于波尔兹曼对熵的几率解释的热力学第二定律还被用于说明社会经济现象，其所导致的宇宙热寂结果仍然是个哲学层面的问题。
三、思考题
1.能量守恒定律是如何得来的？
2.热力学第一定律及其与能量守恒定律的关系？
3.热力学第二定律及其导致的热寂说？
4.波尔兹曼对熵的几率解释是怎样的？
第十三讲从进化论到遗传学
一、读书目的和读书要求
1.了解达尔文之前进化论的主要观点。
2.清楚知道达尔文进化论的要点。
3.了解达尔文进化论从产生到被广泛接受的曲折历程，体会科学理论的发展模式。
4.了解遗传学建立时期的主要人物和事件。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：达尔文的进化论。
重点知识解析：
（1）以自然选择为基础的达尔文进化论解释了大量生物学现象，至今仍然是我们解释生命现象的主流理论之一。
（2）达尔文进化论的核心内容是相当深刻的，现代科学仍然在不断吸取其营养，挖掘其意义，并且产生了重要的技术成果。
（3）人类社会同样是个生物群落，但是把达尔文进化论用于社会领域导致很多争议，为我们提出了怎样看待其应用范围的问题。
三、思考题
1.达尔文学说的要点是什么？
2.达尔文进化论的意义及其适用范围怎样？
3.遗传学建立的过程？
第十四讲从以太理论到相对论
一、读书目的和读书要求
1.了解“以太”概念的历史与“以太”理论的大概。
2.理解迈克尔逊-莫雷实验的原理和目的。
3.知道爱因斯坦的科学经历，对其相对论的基本原理和几个重要推论应该大致了解。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：爱因斯坦及其相对论。
重点知识解析：
（1）爱因斯坦是现代科学的英雄，科学家的典范，其科学成就、科学经历、科学思想是我们理解科学领域的有吸引力的桥梁。
（2）爱因斯坦的狭义和广义相对论是人类科学文明中的重要组成部分，也是自然界的基本规律，对其有个基本了解是我们培养科学素养所必需的。
（3）爱因斯坦相对论的建立和验证是二十世纪物理学革命的两个主要事件之一，其创立和验证的过程是科学革命的典型素材。
三、思考题
1.以太理论的历史是怎样的？
2.狭义相对论的基本原理是什么？
3.狭义相对论引人关注的主要结果有哪些？
4.广义相对论的三大验证各是什么？
第十五讲从量子论到量子力学
一、读书目的和读书要求
1.了解量子论产生过程中的主要事件。
2.知道量子论为我们描述的原子世界是怎样的。
3.要知道量子力学的两个主要部分是海森堡的矩阵力学和薛定谔的波动力学，知道测不准原理的意义。
二、重点内容提示和重点知识解析
重点内容：量子力学。
重点知识解析：
（1）量子力学主要包括海森堡的矩阵力学和薛定谔的波动力学，两者实际上是等价的，其所刻画的微观世界的规律是自然界的基本规律。
（2）量子力学和相对论一起构成了二十世纪的物理学革命，在微观领域彻底改变了牛顿的经典科学范式。
（3）海森堡的测不准原理及哥本哈根学派对波函数的概率解释在科学层面强化了如下争论：世界到底是决定论的还是非决定论的？
三、思考题
1.普朗克为什么要引入能量子概念？
2.量子力学的奠定者主要有谁？分别做出了什么贡献？
3.什么是量子力学的测不准原理？
4.爱因斯坦对量子论做出了什么贡献？