第三章 古希腊、罗

阿基米德(公元前287~212物理学家、数学家)，出生 在西西里岛的叙拉古国，是科学史上最早把观察、试 验同数学方法融为一体的科学家，这种方法真正地体 现了“真正的时代精神”。他是历史阶段上最早观察、 实验同数学方法融为一体的科学家.他用实验方法发现 了浮力原理(著名的阿基米德定律)和杠杆原理。
阿基米德科学研究趣事 1．鉴定王冠含金量，发现浮力定律； 2．系统分析和整理杠杆原理； ３．发明“螺旋提水器（水泵）”、“滑车”； ４．发明投石炮，大型透镜火烧罗马人战船，起重机 雕漆、掀翻罗马战船。 ●阿基米德之死，科学史之悲剧，暴力与无知无限者”
他认为“地是在空中，没有什麽 东西可以支撑他”，“月亮并不 是本身发光，而是反射太阳光； 太阳和大地一样，团绝对纯粹的 火”。
●毕得格拉斯学派的主要代表人物 是毕得格拉斯和菲洛劳斯。
毕得格拉斯认为数学的本源就是世界的本源。
万物的本源是一，一产生二，产生各种数目， 以至无穷；从数产生点、线、面、体，产生 水、火、土、气各种元素，它们相互转换创 造出各种生命的、精神的、球形的世界。所 以数不仅是万物的本源，而且是万物存在的 性质和状态的描述。
（3）原子具有一种必然的运动，即原子 在虚空中运动由于必然向四面八方相互碰 撞，形成了漩涡运动，造成院子的结合和 分离，它们结合便形成万物，它们分离便 万物消失；（4）无限的宇宙中包含着无 限的原子和虚空，原子时绝对充满的，虚 空是绝对的空，其中不包含任何物质。 古代原子论是近代牛顿、道尔顿原子 论的理论渊源，对现代物质结构理论也具 有深远影响。
公元前212年，罗马人攻入叙拉古国，当时罗马主将马尔凯斯深知阿基米德的 才华，下令不许杀害他。但是士兵没有接到此项命令。传说，当士兵闯入他家时， 他正在沙土上画图形，一个士兵让他离开，她傲慢地说：“别把我的图弄坏了”士 兵觉得其人格受到了侮辱，拔出短剑砍了他的头。罗马统帅出于对阿基米德才华和 人品的警钟，为他修了一个壮观的坟墓，墓碑上铭刻着球内切于圆柱体的图形。
2.雅典时期的自然科学—自然哲学向经验 自然科学的转变
雅典时期时间跨度大约是公元前480—公元前330年。 亚里士多德（公元前427—前347年）是古希腊是伟大 的思想家、百科全书式学者，古代科学思想的主要代 表。 他拜师于帕拉图，在其学园学习20年，直到老师故去。 亚里士多德是一位在科学上继往开来、承前启后的人 物，他的著作体现了自然哲学与知识经验的早期结合。 亚里士多德研究兴趣十分广泛，知识渊博，著述颇丰， 研究过天文学、物理学、力学、化学、气象学、心理 学、逻辑学、历史学、美学和伦理学。
●德谟克里克学派

原子论派认为世界万物都是由原子组成的。
原子
德谟克里克是古希腊杰出的唯物主义自然哲学 家，他知识渊博，有古代达芬奇之称。著名的 原子论理论可以概括为（1）万物的本源是原 子与虚空，原子和虚空都是存在的，虚空不是 虚无，原子在虚空中运动；（2）原子具有下 列特性：它是组成万物最小的、不可分割的、 不可改变的物质颗粒；原子的数目是无限的， 它既不能创生，也不能灭亡，原子之间在质上 是相同的，只有大小、形状、次序和位置的不 同。
第三章 古希腊、罗马时代 的科学技术
古希腊和罗马时代是奴隶社会科学技术发展的高峰。古 希腊从公元前8——6世纪相继建立起一系列奴隶制城邦，随后 奴隶制在古希腊有了长足的发展。古希腊和古罗马的科学技术 各有特色：古希腊人偏重于科学与理论，古罗马人偏重技术与 实际使用。古希腊人在吸收埃及、巴比伦的科学技术基础上创 造了古代文明，成为古代欧洲的文化中心和近代科学技术的主 要发源地。公元前510年罗马建立起奴隶制国家，以后逐渐强 大，成为公元前300念一之后约在地中海沿岸的强国，公元前 100年又称为横跨欧、亚、非三大洲的强大帝国。
欧几里德(公元前330~275,数学家）就学于帕拉图学 园,集泰勒斯、毕格拉斯等人的几何学成果，加以系统 化，运用逻辑推理和数学计算方法，演绎出许多定理， 写成了著名的《几何原本》,该书13张，共467个命题， 涉及直边形和圆的基本性质；比例论和相似形；数论； 不可度量的分类；立体几何和穷竭法五大部分。 《几 何原本》给出了点、线、面等概念，都是人们在长期 的实践中接触到的各种具体事物的高度抽象.
证明了勾股定理，为此还举行过一次盛大 的“百牛宴”以示庆贺；又提出区分奇数、偶 数和质数的方法；他的学生还发现了√2这个无
理数；毕得格拉斯试图建立宇宙观，
从数学的观点思考宇宙问题，认为圆 球体是最完美的几何体，宇宙必定是 圆球体，宇宙以地球为中心；天体是 和谐的，是以匀速做圆周运动。毕得 格拉斯学派对文艺复兴时代后的天文 学家哥白尼和开普勒影响很大。
不但是古希腊等古代西方国家 的人们对日蚀（食）和月蚀 （食）充满了恐惧和不解，就 是古代的中国人也是如此。
链接影视资料：《宝莲灯》中 望日节片断。
泰勒斯出生于希腊奴隶主贵族家庭。他是个 商人、政治家、工程师、数学家，还是个天文学 家。泰勒斯计算过太阳的直径。泰勒斯还计算出 一年的时间是365天，这种精确程度不能不令人 佩服。泰勒斯年轻时去过埃及，在那里他学习了 几何学知识。他提出了不少几何学定理，如三角 形中有两条边相等，则其所对的角也相等；如果 两个三角形的两角夹一边对应相等，则两个三角 形全等；相似三角形对应边成比例；等腰三角形 两底角相等；半圆内接三角形为直角三角形；两 直线相交顶角相等；直径平分圆等。
《几何原本》于明代传入我国，明朝宰相徐光 启（1562—1633）和意大利传教士利玛窦 （1552—1610）合译了前6卷，清朝的李善兰 和维利亚里合译了后7卷。今天我们使用的点、 线、面、平行线、钝角、三角形、切线、四边 形等概念都是徐光启译出的。
阿波罗尼(公元前247~205,数学家),出生于小亚细 亚的阿波罗尼，后移居亚历山大城。他对圆锥曲线进 行了系统研究，并取得了重大理论成果。他第一个根 据圆锥的不同截面，分别研究了抛物线、椭圆、双曲 线。在《圆锥曲线论》中，他对这三种曲线的一般性 质及共轭径、渐进线、焦点等作了详细地描述；他还 根据抛物线、椭圆和双曲线的不同性质，用“齐曲 线”、“亏曲线”、“超曲线”对三种曲线分别进行 了命名，而且他第一个发现了双曲线有两支. 阿波罗尼是亚历山大使其三大数学家（欧几里得、 阿基米德、阿波罗尼）之一。
1.爱奥尼亚时期—自然科学与哲学融 为一体
爱奥尼亚时期一般指公元前6—3世纪，爱奥
尼亚位于小亚细亚西岸中部是古希腊自然哲 学的发源地。而古希腊既没有不可抗拒的王 朝统治，也没有宗教神权的淫威，是一个开 放的社会，那里的人们反对天命，追求真理， 促成了自然哲学在这一地区首先兴起，有代 表性的有三大学派：米利都学派、毕格拉斯 学派、德谟克利特学派。
3．亚历山大时期的自然科学—古希 腊自然科学的繁荣
雅典被马其顿国王亚历山大带领的军队打败 之后，希腊文化中心开始有雅典转向亚历山大 城。在公元前3世纪到公元2世纪中叶，其间产 生了著名的欧几里的几何学、阿波罗尼的《圆 锥曲线论》、阿基米德力学、喜帕卡斯的托勒 密的天文学以及盖仑医学。 （1）欧几里的几何学和阿波罗尼的《圆锥 曲线论》
Claudius Ptolemy about 90 - about 168
托勒密地心说是古代天文学发展的高峰，他写下 了长达13卷的巨著《天文集》，被誉为古代天文学的 百科全书。主要内容有：第一，采用了阿波罗尼的本 轮、均轮理论既喜帕卡斯的偏心圆概念，对行星的复 杂运动进行了解释。构建了一个共有八十个左右的行 星、恒星轨道模型。第二，通过计算和观察得出了当 时所知道的水、金、火、土、木屋大行星运行轨道的 参数，并且按照前人的运动越快的天体距离地球越近 的见解，排列了日、月、行星距地球的顺序，构建了 一个完整的地心学说。第三，托勒密设想宇宙有九重 天，以地球这个晶莹球体为中心，最低的一层天是月 亮天；其次是水星天和金星天；太阳居第四重天上， 它是宇宙的主宰，世界的灵魂；第五重天到第七重天
在泰勒斯以前，埃及人懂得几何学至少有几百年 之久，但却从来没有提出一个定理那样抽象化和 普遍化。古代埃及金字塔，人们一直想知道它们 的高度，但谁也没有想出怎样去测量它。尼罗河 神庙的祭司们为此很伤脑筋，他们去问聪慧大师 泰勒斯。泰勒斯告诉他们： “当你自己的影子同你身体一样高时，你 就去测量金字塔的影长，这便是金字塔的高度。” 这里的逻辑推理根据的就是一种“代换法”。 泰勒斯是有史记载以来的第一位科学家。
2、泰勒斯:
“水”是万物的 始基.水是万物的 本源，水沉淀变成 泥，泥干成土，水 稀薄化为气，气加 热成火，万物都是 由水变化来的，最 后又归结水。
日蚀，早在远古时期是一种可怕的自然现象，刚才还 是阳光普照的世界，忽然间被笼罩在无边的黑暗之中， 仿佛世界的末日来临了一般，人们怎么能不感到极端恐 怖和惊慌呢？ 公元前7世纪，有一个古希腊人第一次 解释了日蚀的成因，并计算了日蚀将出现的时间。米利 都学派的泰勒斯就是这第一人。 泰勒斯大约生于公元前640年。当他向人们预言下一 次日蚀出现的时间时，没有一个人相信他。他被人嘲弄， 受人攻击，人们甚至准备在他预言出现日蚀的那一天发 起总攻。公元前585年5月28日那一天，天果然昏暗了， 太阳发生了偏食。反对泰勒斯的人吓得目瞪口呆，哑口 无言。经过泰勒斯的解说，人类第一次从对日蚀迷信和 巫术愚昧中得到了解放，日蚀不再是神秘而不可理喻的 了。
以泰勒斯为首的爱奥尼亚学派后来成了古希 腊学术天空中一颗璀灿的明星。 泰勒斯追求事物的普遍性和问题的抽象化， 他是人类历史上第一个以理性思维头脑和务实 科学精神面向自然界的人。泰勒斯对科学研究 达到了入迷的程度。 因此，泰勒斯被人们 喻为“科学的始祖”。
４、阿纳克希米尼：
万物的始基是
“空气”。气 再稀薄一点就 变成火，浓缩 时变成水，后 变成土。
球的体积和表面
积，都是其外切 圆柱体体积和表 面积的三分之二。
（3）喜帕卡斯和托勒密的天文学
喜帕卡斯天文学的贡献： 第一，抛弃了同心球的概念，提出了“偏心圆”的概念； 第二，他首先发现了岁差（春分点向西移现象），岁差值为每 年36″，既100年差1°。第三，他测得一回归年为365．2467 日（现在值为365．2422日 ），一个朔望月为29．5306；月 球半径和地球半径之比为1：3（现今值为27：100）；岳、地 距离和地球半径之比值为67．74（今为60．4 ）。喜帕卡斯事 故希腊成就最大的天文学家，他的研究方法很接近现在的研究 方法。