西方古代物理学成就

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1、第二章西方古代物理学成就教学目的与要求：熟悉：亚里斯多德对物理学的贡献；古希腊时期关于物质本原的几种认识。了解：古希腊时期物理学知识的积累情况；了解欧洲和阿拉伯的物理学发展。教学重点，难点：亚里斯多德对物理学的贡献；古希腊时期关于物质本原的几种认识。教学内容：古希腊时期（前8世纪---4世纪）的历史背景古希腊的三个时期（公元前8世纪---4世纪）①城邦时期（前8世纪—前4世纪）：在地中海东岸有10余个不同城邦，这时的雅典为众城邦的盟主，也是科学文化发展的中心。出现了大批著名的哲学家和科学家：泰勒斯、毕达哥拉斯、德谟克利特、苏格拉底、柏拉图和亚里士多德等。②亚历山大时期（前4世纪—前2世纪）

2、：以亚历山大为首的马其顿人征服了全希腊，建立了地跨欧亚非大陆的亚历山大帝国，在埃及建立了“亚历山大城”，在城内还建立了博物馆和图书馆，聚集了大批优秀的科学家。科学文化的中心也自然的转为埃及的亚历山大城；③罗马时期（前2世纪—4世纪）：希腊被罗马人征服,开始了罗马时期。初期由于政治动荡，科学文化停止不前，当社会稳定后，从公元2世纪到4世纪，亚历山大里亚的科学再度中兴。这时科学家已经转为重视使用的氛围中，研究活动多与实际生活的需求相关。或者表现为对以往科学的注释上。第一节古希腊物质本原思想一元素论1．城邦时期：米利都学派创始人泰勒斯认为万物本原是水，大陆漂浮在水面上；万物源于水，复归于水，任何

3、东西都会产生和消灭，惟独水是常存的。其学生阿那克西曼德，认为世界的本原不可能是水，他认为万物的本原必须在宇宙的斗争中保持中立，应是无任何规定性的“无限者”；阿那克西曼德的学生阿那克西米尼，则将万物的本原看作是“气”，认为大陆并无固体支撑，象一片树叶漂浮在空气中，就象天上的星球一样。赫拉克利特（一城邦邦主）认为是“火”，他指出：“世界对于一切存在的物都是一样的，它不是任何神创造的，也不是任何人创造的；它的过去、现在、未来永远是一团永恒的火，在一定的分寸上燃烧，在一定的分寸上熄灭。”世界没有开端，没有终结，处于永恒的运动变化中。同一事物中对立的两个方面的斗争产生了万物。恩培多克勒：西西里岛的一

4、位王子，因不愿接受王位而到处游学，专门研究科学与哲学。恩培多克勒认为，不能用单一物质做万物的本原，并提出“四根说”，即土、水、气、火四种元素，它们依次为固体、液体、气体，火则代表颜色和温度。2．亚历山大时期：进入公元前4世纪，希腊战争不断，直到亚历山大统一帝国。这时古希腊学派林立的科学与哲学学派也最终走向统一。这一任务有亚里士多德完成。亚里士多德在总结前人研究的基础上，提出：地上万物由轻重不同的土、水、气、火四种元素组成，月层以上的天体由以太组成，而元素又由冷、热、干、湿这四种更基本的基质构成。湿和冷组合成水，湿和热组合成气，干与冷组合成土，干与热组合成火。二数的和谐思想创始人：毕达哥拉斯

5、（约前584-前497）。认为世界是一个超感性世界，是一个“数”的世界。数是万物本原，有了一个一个的数，才有了几何上的点，有了点才有线、面和立体，有了立体才有土、水、气、火四种元素等。将数赋予一定的意义：1代表同一，是普遍的，由1产生2，产生出各种数；2代表意见，是1的对立物；3是实在和圆满，所有一切都有3决定；4是正义；10是灵魂与理性；10=1+2+3+4，包含了数的全部本性。10是最完美的数字，认为天上应该有10个天体（当时已知道9个），10个天体之间应存在一定的“和谐”关系等等。认为圆形和球形是最完美的图形，所以天体的形状是球形的；由于注重数的比例关系，发现了数学上的毕达哥拉斯定理

6、与音乐上的五度相生律。认为世界上的一切现象和规律都服从“数的和谐”，这种“数的和谐”表现为数学上的简单性、对称性与和谐性。毕达哥拉斯学派的数理论后来被柏拉图所发展。把数、几何学及正多面体结合起来：火的微粒-----正四面体；气微粒-----正八面体；水------正二十面体；土-----正立方体。毕达哥拉斯学派对数的尊崇形成了对数的神秘主义，但他们对“数的和谐”的追求，却形成了理性的数学传统。对后来自然科学的孕育、形成和发展产生了巨大作用。“数的和谐”成为后来以至今天科学研究的一个重要指导原则。由“数的和谐”发展为“宇宙的和谐”的观念成为历代科学家的指导思想与科学方法。三原子论创始人：米利

7、都学派的留基伯和其学生德谟克利特。接受了毕达哥拉斯的超感性世界的认识，但不接受“数”的本原观点。他将微观的几何点同“存在”结合起来，认为“存在”是不可分的、不变的、球形的。并将“存在”取名为“原子”。其原子论大致要点有七条：略。原子论在希腊并未受到应有的重视，但雅典的伊壁鸠鲁（Epicurus，前341-前270）还是发展了这一学说：原子本身不仅有形状上的差别，还有大小和重量的不同，原子在虚空中以同样的速度运动着，只要不