第7章 古希腊与希腊化时期的科学-讲义(2)

2.主要贡献

（1）数学方面

被誉为古希腊三大数学家（欧几里得、阿基米德和阿波罗尼）或有史以来最伟大的三大数学家（阿基米德、牛顿和高斯）。

①第一个提出圆的周长、圆面积、扇形面积计算的准确公式。

②计算抛物线弓形面积抛物线旋转体的体积。

③发现了螺旋线（阿基米德螺旋线）。

④提出了球的表面积、体积计算公式。

⑤比较精确的计算了圆周率（223/71<Л<22/7）。

⑥提出了极大数的一种表示方法。

（2）物理学方面

①发现浮力定律：一个物体所受到的浮力等于它所排开的水的重量。

②发现了杠杆平衡原理。

③革新了物理（力学）研究的方法。

④创立了“经验观察→公理化→演绎推论→实验验证”的方法体系。

注重对数学的运用，一方面，力求得到准确的力学定量关系。另一方面，将力学与几何学互为引证。如对多物体重心的研究。

⑤建立了物理学（力学）的演绎体系。如：静力学（7条公设→15条定理（其中第6为杠杆定理）。

（3）工程学

发明阿基米德提水机、发明起重机、发明抛石机和水力天象仪。

五、埃拉托色尼

1.生平

约公元前276年生于北非城市塞利尼（今利比亚的沙哈特）。曾求学于柏拉图学园。兴趣广泛、学识渊博。被托勒密王朝品味亚历山大里亚图书馆馆长。公元前196年病逝，享年80岁。

2.成就

（1）数学：提出了确定素数的埃拉托色尼筛选法；

（2）天文学：测定了黄赤交角；

（3）地理学：测定了地球的大小，绘制了当时最完整的世界地图。

（4）科学史：编写了古希腊科学的编年史。

六、希帕克斯

1.生平

公元前190年生于小亚细亚西北部的尼西亚（进土耳其伊兹尼克），曾求学与亚历山大里亚。后在爱琴海南部的罗德岛建立观象台，自制仪器进行天文观测。公元前125年去世。

2.科学贡献

（1）创立球面三角函数使希腊天文学由定性的几何模型变成定量的数学描述。促使天文观测纳入宇宙模型之中。

同时，提出了三角函数的有关定理，并且制定了比较精确的三角函数表。

（2）提出均轮-本轮模型，替代同心球模型。

（3）使用经纬度精确绘制星图。

（4）提出了星等的概念。依据恒星亮度将恒星划分为六个星等，此方法并沿用至今。

（5）发现地球自转轴的摆动（周期为27600年），解释了“岁差”

第四节古罗马时期的科学与技术

一、罗马帝国的兴起

在希腊古典文化的繁盛时期，罗马人在希腊的北部建立了自己的共和制国家。他们崇尚武力，喜欢军事扩张。公元前265年占领意大利半岛又经过布匿战争消灭了强敌迦太基到公元前30年建立了横跨欧亚非三个大陆的庞大帝国，把地中海变成了内湖。

军事扩张的胜利，刺激了军事集团的权利欲，朱利亚-凯撒把自己提升为终身独裁官，随后屋大维（奥古斯都）则进一步成为罗马皇帝。此后罗马进入比较和平稳定的时期，科学文化有一定的发展。

罗马人注重实用，重视政治、法律和军事，与古希腊人重视和追求理性形成鲜明对比。与此对应，罗马人在科学理论建设方面成就不大，在建筑、军事技术等方面却比较突出。

二、儒略历与格里高利历

1. 凯撒与儒略历

朱利亚-凯撒在征服埃及以后，于公元前47年接受亚历山大天文学家索西吉斯的建议，开始在整个罗马推行新的阳历。后人称为儒略历。

儒略历规定1年为12个月，其中1、3、5、7、9、11为大月（因为凯撒生于7月，便将单数月定为大月），每个月31天；4、6、8、10、12月为小月，每个月30天。2月份平年为29天，闰年为30天。每四年设置一个闰年。此历法的回归年为365.25元，与我国的四分历和古埃及的历法大致相当。

凯撒于此后，其外侄孙屋大维（又称奥古斯都-凯撒，生于8月），下令将8月以后的双数月改为大月，同时将9、11两个月改为小月。2月份平闰年分别为28或29天。

2.格里高利历

儒略历于公元3世纪被定为基督教教历。由于儒略历的回归年与实际值有0.0078天的误差。到1582年已积累大约10天的差距。罗马教皇格里高利下令进行历法改革，一方面直接将1月5日改为15日，同时规定逢百年时，必须能被400整除才能作为闰年。此历法的回归年相当于365.2425天，与我国元代的授时历相当。

二、托勒密与《天文学大成》

1.生平

约生于公元90年（地点推测为上埃及的托勒密城），127-151年在亚历山大里亚进行天文观测。卒于168年。

2.成就

（1）发展希帕克斯的均论-本轮思想和偏心圆概念，利用84个圆形轨道描述全部天体的运动。从而，建立了自己的宇宙体系。其主要天文学著作《天文学大成》（或《至大论》）。

第一卷：论证地球是球形、静止不动且位于宇宙中心；

第二卷：介绍球面天文学，基本定义和初等理论；

第三卷：运用本轮-均轮和偏心圆思想解释太阳的不规则运动和四季长短的成因；

第四卷：分析月球的运动；

第五卷：介绍天文仪器。视差测定规、天球仪、象限仪、水钟等，以及日月距离的推算。

第六卷：讨论日食和月食的计算方法；

第七卷和第八卷：讨论恒星贺岁差现象，附有更详细的星图。

第九-十三卷：讨论五大行星的运动。

（2）运用视差法测得地月距离为地球半径的59倍，日地距离为地球半径的1210倍。

（3）测量地球大小，绘制更完整的世界地图。地理学著作《地理学入门》。

三、盖伦的医学研究

1.盖伦生平

公元130年生于小亚细亚的帕尔加蒙（今土耳其贝加莫），是一位建筑家之子。早年授希腊文化教育。17岁开始学医，曾就学于亚历山大里亚的医科学校。27岁时回到故乡。任斗技场的外科医生。168年任罗马皇帝的御医。定居罗马。约在200年去世。

2.成就

（1）利用动物解剖和活体实验在解剖学、生理学、病理学和医疗学方面有许多发现。认识到神经起源于脑。动脉的作用是输送血液。发现尿是在肾脏里形成。

（2）创立了新的医学体系

在总结希腊医学成就的基础上，吸收埃拉西斯塔拉他的生理学、希波克拉底的体液理论和亚里士多德关于“灵魂”的自然哲学思想，结合临床经验和解剖实验。提出：

来自消化系统的营养物质在肝脏里变成暗红色的静脉血，并靠自然灵气推动流向右心室。右心室的血液一部分通过动脉样静脉（肺动脉）流到肺部排出“烟气”，并吸入外界的“元气”。另一部分通过微孔进入左心室，并在此获得生命灵气静动脉希同流经全身。动脉血流经大脑时产生动物灵气，经中空的神经系统传到身体的各个部位，形成各种感觉。

盖伦的理论对欧洲医学的影响一直延续到十六世纪。其中一些错误结论更成为制约近代医学、生理学的桎枯。

四、数学家刁番都

1.生平：

童年1/6，少年1/12，再过1/7结婚，婚后5年生子，孩子活了1/2，孩子死后4年，刁番都去世。著有《数论》。

2.成就

在《数论》中收集了189个代数问题。主要讨论整系数不定方程的求解问题。并参照演绎体系进行编排。首先提出了高次幂（3次以上）的表示方法，标示了代数学的独立。

五、罗马人的技术成就

1.建筑领域：

维特鲁维编著《论建筑》全面总结希腊建筑技术成就。修建了著名的罗马公路、圆形大剧场、万神殿、高架引水工程。

2.金属冶炼技术

罗马人出于军事需求大规模冶炼钢铁。其在法国某地遗弃的废矿渣就达到数十万吨。罗马时期欧洲的金银加工工艺也达到很高的水平。

第五节欧洲科技的衰落

一、基督教的兴起

公元前1世纪犹太人占据的领地被并入罗马帝国的版图，由于受到罗马严酷统治，犹太人迫切需要心理解脱，基督教应运而生。其创始人耶稣宣称（公元1-30年）宣传上帝救世思想，反对罗马奴隶制、反对民族压迫，主张禁欲、忏悔和颂扬上帝。耶稣死后保罗继续传教。保罗进一步强化信仰的作用，宣扬只有对上帝的绝对信仰，才能使人类获得救赎。

由于得到广大被压迫者的支持，罗马帝国从最早的极力反对转变为承认与支持。公元380年被狄奥多修定为国教。

基督教强调信仰和天启，反对对事物的研究，尤其是将其他思想一律认定为“异教”予以残酷打击。因而极大的抑制了科学文化的发展。

二、蛮族入侵与西罗马帝国的灭亡

罗马帝国在图拉真统治时期达到巅峰时期。但到公元330年，罗马皇帝君士坦丁迁都拜占庭，罗马对西部的统治日益消弱。公元395年，狄奥多修实行两子分封，罗马帝国分裂为东、西两个帝国，国力进一步被消弱。而长期的严酷的民族压迫激化了民族矛盾，不断爆发奴隶起义，而周边的阿拉伯人、斯拉夫人对罗马版图的蚕食鲸吞，最终导致西罗马与拜占庭帝国的隔离，公元410年罗马城被异族攻陷并洗劫，476年西罗马最后的皇帝被废，国家灭亡。而东罗马于610年实行希腊化，并发展成拜占庭文化。

三、柏拉图学园被封

东罗马皇帝查士丁尼曾一度占领包括雅典在内的西罗马地区。但为讨好教会。它下令关闭了所有学校，其中包括柏拉图学园。这导致了雅典学术人才的大量流失。其大部分历经辗转最终来到拜占庭。对拜占庭的科学发展发挥了积极作用。

四、亚历山大图书馆被烧

亚历山大图书馆以其保存的大量学术著作，成为古典学术的核心。公元前47年凯撒在进攻埃及的战役中火烧停泊在亚历山大利亚的埃及舰队，导致亚历山大图书馆连同70万卷图书被付之一炬。392年狄奥多修为讨好教会下令拆毁希腊神庙，希腊学术著作的最大收藏所--塞拉皮斯神庙被狂热的教徒连同30万卷珍贵的希腊文手稿被划为灰烬。亚历山大里亚缪赛昂学园的最后一位代表人物、古代世界唯一的女数学家希帕提娅也被教长里尔率领的暴徒残杀。

公元640年，阿拉伯人占领亚历山大城，伊斯兰教首领奥马尔下令收缴并焚毁所有希腊著作。珍贵的羊皮纸手稿于是作为公共浴室的柴草，燃烧达半年之久。亚历山大里亚作为古希腊学术的中心终于不复存在。

复习思考题

1.为什么说古希腊是近代科学思想的发源地？

2.古希腊形成光辉灿烂科学文化的条件是什么？

3.古典希腊希腊时期希腊著名的学派有哪些?代表人物和科学贡献有哪些？

4.什么是希腊化文化？希腊化时期亚历山大何以成为西方世界的学术中心？

5.希腊化时期著名的科学家及其科学贡献有哪些？

6.儒略历关于大小月的是如何安排的？格里高利历做了哪些改革？

7.罗马时期科学技术发展的特点与古典希腊和希腊化时期有何不同？

8.罗马时期最著名的科学家及其贡献有哪些？

9.导致欧洲古典科学衰落的原因是什么？

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