物理学史--西方古代物理学-文档资料

二. 古希腊的物理知识
古希腊物理知识比较集中在力学和光学两个方面。
（一）力学知识
代表人物：亚里士多德和阿基米德 亚里士多德（公元前384～前322年）研究了在重力作用下物 体的运动，论证了运动、时间和空间的关系，区分了物质方面 的运动、量方面的运动和空间方面的运动。 关于时间，亚里士多德把时间看作是描述运动的数。他认为时 间不同于运动，但时间也不能脱离运动。关于物体的运动，亚 里士多德认为变化就是运动。这里的变化包括物体的性质变化、 物体的位置移动、事物的产生和消灭、数量的增减 ……其中位 置移动就相当于机械运动。他指出，要谈运动就必须指明“什 么”在运动，“在哪里”运动和“何时”运动，显然这里已指 明了物体运动和时间、空间的不可分割性。
3 毕达哥拉斯学派“数的和谐”
公元前 6 世纪至公元前 5 世纪，毕达哥拉斯（约前 584- 前 497 ）创建了古希腊哲学中很独特的一个学派，这是一个研究 数学与宗教的秘密结社，公元前 5世纪分裂为科学派和宗教派。 毕达哥拉斯学派反对物质元素是万物本原的观点，认为数是 独立于物之外的实质，数是万物本原，“万物皆数”，“数支 配着世界”，“万物的本原是一”。
（二）对宇宙的认识
1 米利都学派的泰勒斯认为地象一个圆盘或圆桶浮在水上。 2 毕达哥拉斯学派企图用“数的和谐”来建立关于宇宙的理论。 他们认为球体是最完美的几何形体，所以他们断言，宇宙是球 形的，当中是中心火团，各种物体都围绕中心火团做均匀圆周 运动；恒星紧系在天的最高圆顶，这个圆顶三万六千年绕中心 火团转一周，下面是同心运动的球体（水、金、火、木、土星、 太阳、月亮和地球）。 3 柏拉图学派 柏拉图（前 427- 前 347 ）认为永恒神圣的天体 必须沿着完美的圆形轨道作均匀有序的运动，或者是沿着复合 的圆周运动。他的学生欧多克索和亚里士多德提出了同心球层 模型：太阳、月亮和行星都在以地球为中心的同心球壳中运动。
亚里士多德（公元前 384 ～前 322 年）是 古希腊最伟大的科学家之一。他17岁时就跟 大哲学家柏拉图学习。亚里士多德爱独立思 考。因此，他有许多观点跟他的老师截然相 反。亚里士多德当过教师，对植物、动物、 天文、气候、数学和物理等方面都进行过研 究，著书1000多种，可以说他是古希腊各种 知识集大成者。他的这些著作被当作古代世 界的百科全书。达尔文曾这样评价亚里士多 德： " 我尊敬林奈和屈费尔好像两位神一样。 但是，他们比起亚里士多德来，却不过是小 学生。"
古希腊的元素论到了亚里士多德（约前384-前332）才算有 了定论。他认为地上万物由轻重不同的土、水、气、火四种元 素组成，天体由神圣纯洁的以太组成。他提出元素由冷、热、 干、湿四种基质结合而成。四种元素不同的结合构成世界万物。
亚里士多德对空气、水、 土、火四种元素的定义
2 古代原子论
原子论的创始人是米利都学派的留基伯（约前 500- 前 440 ） 和他的学生德谟克利特（约前460-前370），一百年后，伊壁 鸠鲁（约前342-前270）发展了原子论的思想。
他们认为1是同一，是普遍的由1可以产生2，产生出各种数； 2是意见，是1的对立物；3是实在与圆满，所有的一切都由3决 定； 4 是主义； 10 是灵魂与理性， 10=1+2+3+4 ，包括了数的全 部本性。由数可以产生几何上的点、线、面、体，有了体才可 以火、气、水、土元素，从而产生万物,数在物之先，数是事物 的终极原因。
（二）光学知识
古希腊对光的反射的研究贡献最大的是欧几里德（约前330前 275 ）和希隆。欧几里德把几何学运用到光现象的研究上， 开创了几何光学。他著有《反射光学》，确立了光的直进性并 建立了反射定律，确定了凹面镜的聚焦点在球心或球心与球面 之间。之后的希隆（约前 150- 前 100 ）也著有《反射光学》一 书，内容是关于镜子的理论和实际应用。 相传古希腊的阿基米德，曾令他的士兵共同用镜子把太阳光 反射到进攻他们的同一只敌船上，把敌船烧毁。
4 地心说 古希腊后期的阿波罗尼（约公元前247-205）为了 克服同心球层模型的困难，提出了“本轮-均轮”结构模型：行 星沿着本轮做圆周运动，本轮的中心有在一地球为中心的均匀 轮上做圆周运动。
5 太阳中心说 阿里斯塔克（约前310-前230）提出了与众不 同的见解，认为地球不是宇宙的中心，太阳才是宇宙的中心地 球和行星都围绕太阳作德（公元前 287 ～前 212 年）生于意大利的斜拉 古，他父亲是天文学家和数学家。他从小受到父亲的 熏陶而热爱数学。 11 岁时他到埃及的亚历山大学习。 在那里他接受了东方和古希腊的优秀的文化教育，为 他后来事业上取得成就打下了基础。
阿基米德擅长对物理问题进行数学处理。他详细研究了物 体在液体中所受浮力跟浸入液体中物体体积之间的关系，得出 了著名的浮力定理，传说据此他揭开了金王冠之谜。他详细地 研究了杠杆的平衡问题，找出了杠杆的平衡条件。他曾豪迈地 提出：只要给我一个支点，我就可以把整个地球举起。阿基米 德叙述杠杆平衡的学说，奠定了静力学的基础。
其学生阿那克西曼德（约前610-前546）提出一种“无限者” （或“无定”、“不固定者”）作为万物本原。 后者的学生阿那克西米尼（约前585-前525）则以实实在在 的“气”作为万物本原。
之后的赫拉克利特（约前 540- 前 475 ）又把富于变化的“火” 作为万物本原。
也有学者认为万物的本原是多种元素。 恩培多克勒（约前 490- 前 430 ）提出了“四根说”，即土、水、气、火四种元素。 这四种本原以“爱”和“恨”相吸或排斥而结合成万物，万物 的变化就是这四种元素的分离与重新组合。
一. 古希腊的自然观
欧洲文明源自古希腊，从公元前 8 世纪到公元 4 世纪，史称 “古希腊时期”。这个时期，古希腊学派林立、智者云集，包 括科学在内的希腊文化达到了奴隶社会的颠峰。
（一）世界万物本原
1 朴素元素论
米利都学派创始人泰勒斯（约前 624- 前 547 ）认为万物本 原是水，万物生于水又复归于水。
第二章
西方古代物理学
一. 古希腊的自然观 二. 古希腊的物理知识 三. 中世纪的物理知识
公元前8世纪在欧洲诞生了光芒四射的古希腊文明。 随着罗马帝国的灭亡，宗教的残酷统治，公元5-10世 纪欧洲进入黑暗的中世纪，科学、文化受到极大摧残。 从11世纪起，随着“十字军东征”，文艺复兴运动开 始，欧洲的科学文化开始复苏，近代科学逐步孕育。