科学发展历程
古代的发现
古代的发现(公元前3000~公元499年):自古以来,在许多社会中进行着诸如治病、天文观测和工程建设等活动。我们关于“巨石社会”的知识来源于墓葬、古遗址和巨石阵。此后的文明都留下了关于它们认识自然的极其丰富的历史记载。
天文学
古埃及人创造了世界上*古老的太阳历,其他古代文明**如中国也预测过一些天文现象。古希腊人已推断出地球为球体,并力图测量其大小,还编制出了星表,*有名的是希帕恰斯(约公元前190~公元120年)星表。古希腊人虽然认为地球是宇宙的**,但也探讨了由萨摩斯的阿利斯塔克(约公元前320~前240年)提出的假说——地球围绕太阳运转。
生物学
在史前时期,人们已知道心脏和它的位置。古希腊哲学家亚里士多德的几部著作奠定了16世纪前生物学研究的基础,其内容包括解剖学、分类学和胚胎学。他的学生奥弗拉斯图把他的许多动物学思想推广到植物学中。希波克拉底的医学著作,一直到18世纪,还被看作医学知识的重要典籍。这一时期还出现了一位重要的生物医学思想家盖伦。
化学
5000多年前的埃及和美索不达米亚就已经产生了化学。大约在公元前3000年,埃及人把铜矿石和锡矿石混合在一起加热制成铜锡合金。到公元前600年,希腊人开始把注意力转向研究宇宙的本性和物质的结构。炼金术以及我们今天所熟知的化学研究起源于古埃及和古希腊。
地球科学
对地球的认识起源于中东和地中海东部地区的古代思想传统。古人提出了以人类为**的地球观,特别有意识地把地球设计为人类的栖息地。这一时期的哲学家如恩培多克勒、亚里士多德开始研究地震、火山、河流、地球的起源以及地球上的生命。公元2世纪,托勒密编写了地理学,总结了前人的知识。
生态学和环境
公元前7世纪,新石器时代的人们开始从游牧、狩猎和采集生活方式向定居、农耕生活方式转变。到古希腊时期,精耕细作已成为农业的重要规范。精耕细作涉及对环境的研究,柏拉图是**个有文字记载的仔细观察环境并反对破坏环境的人。
数学
史前时期,人类已学会了使用数字。古埃及人、苏美尔人和中国人有了记数系统,能使用各种算盘完成计算,还使用了一些分数。古埃及数学家能解决简单的问题,苏美尔数学家知道如何解决包含二次方程的问题,印度雅利安文化知道了现在通常称之为毕达哥拉斯定理的数学内容。泰勒斯被称为**个理论数学家,他提出了**个平面几何定理。他的学生毕达哥拉斯把几何学确立为一门古希腊人公认的科学。*有历史意义的古希腊数学成就是欧几里得的《几何原本》,它是一部完整的几何学著作。该书它从几个简单的公设出发,逻辑地推导出许多数学��题。
物理学
除了诸如磁之类的物理效应的观察之外,古代*早的物理发现之一是毕达哥拉斯发现了音调与振动弦的长度之间的关系。柏拉图的物理学著作为以后1500年研究力和运动的性质提供了思想框架与许多具体方法。希腊科学家阿基米德发现了杠杆原理和浮力定律。
中世纪的发现
中世纪世界(公元500~1449年):在西罗马帝国于公元5世纪灭亡之后,以君士坦丁堡和东地中海为**的拜占庭帝国传承了古代科学的研究传统。大约从1150~1500年,古希腊-罗马和中世纪阿拉伯融合的学术成就被传播到西欧**,成为大学课程的基础。
天文学
阿拉伯人编制了更好的星图,并把它作为航海工具,有力地促进了后来许多世纪的天文学研究。
生物学
亚里士多德和盖伦的著作仍是生物学和医学的基础。穆斯林学者为亚里士多德和盖伦的著作撰写了大量评注,分析并发展了古典生物学和医学知识。
化学
在公元7世纪后的5个世纪中,阿拉伯人发展了炼金术,并吸收了古希腊人和中国古代的许多思想。如金子能够治愈疾病的思想就来源于中国。阿拉伯的炼金术士发现了新的化学制品(如活性碱),并改进了技术工序(如蒸馏水)。在12和13世纪,阿拉伯人的著作逐渐被翻译成拉丁文,并为欧洲学者所使用。
地球科学
在从古代到文艺复兴时期的数世纪中,人们积累了关于矿石、宝石、化石、金属、晶体、有用的化学物品和**的知识。同时,内容丰富的地球哲学正在发展,并受基督教《创世纪》中提出的创世启示的影响。
生态学和环境
生态学依然是一个空白学科。但是,随着煤炭的广泛使用,出现了煤烟影响人类健康的记载。
数学
阿拉伯人学习了印度的很多成就,其中包括发明数字系统,也就是阿拉伯数字。数学家阿尔·花刺子密总结了希腊和印度解方程的方法,并撰写了*早的论述印度数字及其计算的著作,被认为是古代和中世纪世界的桥梁。商业需要是促进数学发展的*主要因素。其中***的是意大利数学家斐波那契。他引进了阿拉伯数学。
物理学
亚里士多德的著作继续被注解,并引起争论。在物理上,学者们分析了运动的类型。并发展了极富成果的“冲力理论”。
科学革命
科学革命(1450~1749年):欧洲科学革命用观察、实验和理性相结合的新方法拓展了哲学思考的范围,引发了一直持续到今天的科学发现爆炸式增长。
天文学
1543年,波兰牧师哥白尼出版了《天体运行论》。丹麦文学家第谷运用自己个人技巧改进了天文观测仪器,提高了观测精度。德国数学家开普勒使用第谷的观测资料证明了哥白尼体系的有效性。直到17世纪末,牛顿才真正确立了近代天体力学的雏形。意大利科学家伽利略使用改进的望远镜观测到了木星的4个*大的卫星。不久,更大放大倍数的望远镜被制成,官方天文台也被建立。1671年,牛顿改进了伽利略折射式望远镜的局限性,制成反射式望远镜。
生物学
从14世纪开始,人体解剖成为一项常规活动,比利时医生维萨留斯的《论人体结构》是科学革命杰作之一。此后不久,英国医生哈、维提出了血液循环理论,并在生理学中确立了实验的有效性,他的小册子《心血运动论》是自盖伦以来**部伟大的生理学著作。
化学
英国科学家玻意耳做了大量关于空气和其他常见物质的实验。开启了化学研究的新时代。“燃素说”在18世纪得到发展。
地球科学
欧洲人通过航海探险考察了美洲、非洲、亚洲和太平洋岛屿,自然哲学家认为地球可能是极其古老的。丹麦博物学家斯台诺的著作明显地综合了来自化石和地层的证据,并提出地球的历史应分为连续的六个时期。
生态学和环境
开始出现了论述人类扩张如何造成影响的著作;瑞典生物学家林奈对生态学中的“自然的经济”进行了论述,对食物网和生态位这些现象有所认识。
数学
数学的重要进展是发现了解三次方程、四次方程的方法;编制了**个以10为底的对数表;出现了无穷小的思想;创立了解析几何学;研究了概率论;德国莱布尼茨的微积分著作得到了人们的高度称赞。
物理学
在物理学上。牛顿发现运动三大定律;惠更斯发现了单摆定律和动量守恒原理卡文迪许测定了引力常数;帕斯卡发现帕斯卡原理;胡克发现弹性定律。
工业革命
工业革命时期(1750~1899年):这是一个社会巨变的时期,也是科学革命的时代。因为发明了越来越复杂和越来越灵敏的仪器。技术方法在科学研究中显示出不可替代的重要性。
天文学
在17和18世纪,天文学家主要关心测定位置。英格兰天文学家赫歇尔发现了天王星。约翰·伽勒找到了海王星。重要的天文学进展还有**次测定了恒星的距离。1838年,德国天文学家贝塞尔测量了天鹅座61恒星的视差,并计算出它的距离约为6光年(约是现代值的一半)。发展了天文光谱学,成功地解释了太阳和恒星的光谱,能拍摄很好的月球照片。照相方法在研究中起着*为重要的作用。18世纪后期,赫歇尔研究了银河系的形状以及发光的“云”(即星云)。
生物学
显微镜不断改进。18世纪末,法国医生格扎维埃·毕夏仅借放大镜提出假设,认为身体可分为不同种类的单位,器官由这些单位组成。19世纪30年代末,德国植物学家马蒂亚斯·施来登和特奥多尔·施万系统地发展了所有动物和植物都由细胞组成的思想。法国博物学家拉马克提出了物种随时间变化的进化论思想。英格兰博物学家达尔文发展并完善了进化理论。同时,奥地利修道士孟德尔通过对豌豆植物和其他常见生物遗传方式的研究阐明了现代遗传学定律。
化学
法国化学家拉瓦锡推翻了18世纪流行的燃素理论,提出以氧为基础的燃烧理论。1803年,英格兰化学家道尔顿创立了原子理论,而且编成**个原子量(原子相对质量)表。1869年,俄国化学家门捷列夫出版了他设计的几乎跟我们今天一样的元素周期表。同时,涌现了独立的化学分支学科,区分了有机物和无机物。1828年,德国化学家弗里德里希·维勒把氰酸铵成功转变为尿素。
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