人类对自然界的认识是一个发展过程.doc

1第 1 章 绪 论人类对自然界的认识是一个发展过程，自然科学是对这种认识的知识总结，自然观是对这种认识的哲学概括，当然也在不断的演化和发展历史上各种自然观的出现都有其认识根源和经济根源随着自然科学和人类认识的不断发展，自然界的辩证性质越来越被人们所认识，辩证法的思想方法也越来越渗透到科学和自然观之中当然这是一个曲折的发展过程这一章主要讨论自然科学简介，自然观的发展简史，自然科学方法论概述，科技教育与人文教育的关系概论等11 自然科学简介科学是一个历史的发展的概念，要给一2个全面的、确切的规定是十分困难的就一般而论，科学有广义和狭义之分广义地说，科学包括自然科学、人文科学、社会科学、和思维科学狭义地说，科学仅指自然科学，且不包括技术在内本章所讲的科学主要指自然科学这一节简单讨论自然科学的内容及特点，自然科学发展的三个时期及三次科学革命1.1.1 自然科学的内容及特点要讲自然科学首先得知道什么是自然界自然界有广义和狭义之分，广义的自然界就是宇宙的总和，包括人和社会；狭义的自然界，即自然环境的同义语3自然科学和科学一样是一个历史的发展的概念，要给一个全面的、确切的规定是十分困难的就一般而论，它是研究自然界不同事物的运动、变化和发展规律的科学。

它同其它科学相比，具有以下三个主要特点：1. 知识形态的生产力自然科学活动产生自然科学知识，自然科学知识与其它知识不同，可以用于社会物质生产中去并不断提高物质生产力水平自然科学在未与物质生产结合之前，表现为以知识形态存在的一般生产力自然科学一旦应用于物质生产，就可以通过技术这个中介环节转化为直接生产力2. 通用性和共享性3. 自然科学具有重复验证性4自然科学所依据的事实和得出的结论，都可以进行重复验证1.1.2 自然科学发展的第一个时期---古代自然科学发展时期自然科学的发展经历了古代、近代和现代三个时期.了解自然科学的发展历史,对于学习和掌握自然科学的思想方法是十分重要的.从时间上来看, 自然科学发展的第一时期大约是从远古到 15 世纪.根据考古学的成果,到公元前 6 世纪已积累了不少的数学、天文和医药知识,自然科学知识已开始萌发.例如，在数学方面，已有十进制的记数法，算数运算已趋成熟；在天文方面，季节变化与农牧业生产和人们生活的关系密切,人们早就注意5到季节的变化与日月星辰的运行相关,于是根据观测天象制定历法，确定一年为十二个月，一月为 29 日或 30 日大小相间，7 天为一个星期等.可以说,这一时期关于自然界的知识中天文学走在最前面；从公元前 5 世纪到 15 世纪, 人们把自然界当作一个整体,从总的方面来把握自然界的发展变化、描绘自然界的总面目.基于这种认识,产生了力求囊括自然界一切事物的自然哲学.虽然那时已出现了天文学、数学、物理学、化学、医学、生物学、地理学等专门化知识,但都包含在统一的自然哲学中.这种原始综合的趋势在当时一直处于主导地位.这一阶段,在数学方面,已有了欧几里得的>;在天文学方面,已有了托勒密的宇宙模型,认为地球是宇宙的中心；在物理学方面,已出现6了亚里士多德的>.那时人们也还没有”科学实验”的思想.在医学方面,已有了盖仑的肝心说,认为左右心室相通等.1.1.3 自然科学发展的第二个时期及前两次科学革命 1. 自然科学发展的第二个时期---近代自然科学发展时期.从时间上来看,这个时期大约是从 16 世纪到 19 世纪.随着欧洲文艺复兴运动(14- 16世纪)和资本主义社会的发展,需要有探索自然物体的物理特性和自然力的活动方式的科学,从各个细节上分门别类的研究大自然的奥秘,于是数学、物理、化学、天文、地学、生物等专门学科逐渐从自然哲学中分离出来,形7成了一门门独立的学科,使近代自然科学得到了迅速的发展.这一时期,数学上,微积分和非欧几何已经建立;物理上,牛顿理论和电磁理论已经建立;化学上,创立了科学的原子论;天文学上,提出了日心说;地学上,提出了地质演化说;生物上,建立了细胞学说和生物进化论;等等.近代自然科学的发展从天文学上首先突破,随后物理学又成为带头学科.2. 第一次科学革命(1)科学革命的含义.科学革命是指人类对客观世界规律性的认识发生具有划时代意义的飞跃，从而引起科学观念、科学研究模式以及科学研究活动方式的根本变革。

科学革命的实质，是指包括科学事实、科学理论、科学观念三个基本要素组成的科学知识结构体系的根本变革具有崭新科学观念的理论8的提出并被科学共同体所容纳是科学革命发生的标志 (2)第一次科学革命第一次科学革命是指从哥白尼天文学革命开始，以牛顿、伽利略为代表的经典力学体系的建立为标志的科学革命 1543 年，哥白尼发表了巨著《天体运行论》，提出太阳中心说与此同时，A·维萨留斯及其同学 M·塞尔维特提出了以心脏为中心的血液循环理论它们真实地反映了客观世界运动规律，在方法上用重视观测实验的方法代替了单纯思辩、推理演绎的方法，把科学建立在实验、观测的基础上这是第一次科学革命的开始 这次科学革命，开头是自然科学为争取生存权利而反对宗教的斗争，而后在天文学、9力学、数学、解剖学、生理学等学科领域，以力学为带头学科，实现了第一次科学革命这两方面的相互联系、相互促进，构成了这次科学革命的基本内容，从而标志着以实验为基础的近代科学的真正诞生 3. 第二次科学革命 19 世纪中叶的第二次科学革命这次科学革命以电磁理论、化学原子论和生物进化论的提出为主要内容，以热力学、电磁学、化学、生物学等一组学科为带头学科，推动了近代化学、生物学、地质学、数学、电磁学、热力学、光学、生理学、地理学、人类学和物理学等学科的诞生或发展。

现今许多学科领域的重要成果和思想渊源都可以从 19世纪的科学历史中找到依据所以，人们曾把 19 世纪称为“科学的世纪” 1019 世纪科学革命的结果，使科学由落后于技术与生产的局面一路而处于领先地位，并对技术和生产起着重要的指导作用改变了过去科学与经验技术相脱节的现象，使它们之间发生紧密的连锁反应，即科学起到了指导和推动生产和技术的作用，如麦克斯韦电磁理论对电磁波的预言，导致了 50 年后无线电报和无线的发明反过来生产和技术也向科学提出问题，从而进一步推动科学的发展1.1.4 自然科学发展的第三个时期及第三次科学革命 1. 自然科学发展的第三个时期---现代自然科学发展时期11从时间上来看,这个时期大约是从 19 世纪末以后.从十九世纪末期,人们对于自然界的认识逐步深入到微观领域和宇观领域,发现了许多前所未有的物质形态和运动形式,出现了许多分支学科、边缘学科、横断学科和综合学科.人们认识到自然现象和自然规律既有层次性又有完整性,既有相互联系、相互渗透的统一性,又有特殊矛盾规定的多样性.现代自然科学逐渐成为对自然界本质及规律的有条理的、比较完整的、系统化的理论体系. 现代自然科学包括基础科学、技术科学和应用科学三大部分. 2. 第三次科学革命---现代科学革命(1) 现代科学革命的内容始于 19 世纪末 20 世纪初的现代科学革命，是以相对论和量子力学的诞生为主要标12志，以现代宇宙学、分子生物学、系统科学、软科学的产生为重要内容，以自然科学、社会科学和思维科学相互渗透形成交叉学科为特征的一次新的科学革命。

① 物理学革命的扩展. ② 现代宇宙学的发展. ③ 生命科学的革命 ④ 20 世纪地质学的进展.⑤系统科学的产生和发展 (2)现代科学革命的特点与趋势 ① 科学体系结构的整体化和专业化② 科学活动的社会化和国际化 ③ 科学发展的加速化和数学化 ④ 科学、技术、生产的一体化 12 自然观及人类自然观演化简史13自然观是关于自然界以及人与自然关系的总看法,总观点是世界观的不可分割的部分自然界是人类认识活动的第一个对象,人类的认识开始于对自然界的观察,并逐渐形成了对自然界的看法,确立了人类的自然观,经历了一个漫长的发展过程.121 古代自然观1 古代神话自然观在原始社会，先民还不能正确的解释自然现象，更不能对自然现象进行控制在自然界面前，人类无能为力，只是听天由命在这种背景下，人们把自然界当作神来崇拜，认为自然界与超自然界同时存在；自然界存在着秩序，而这种秩序是超自然“实体” 干预14的结果；人能够凭借精神的力量去调节和控制自然力这就是古代神话自然观 到了农业社会，人们直接参与了农作物的生长过程，对农作物的生长过程有了长期、直接的认识。

那时还没有出现自然科学学科群，还没有把自然界分割为各个独立的领域，人们从总体上来认识自然界，这就出现了古代朴素的自然观2 古希腊的朴素自然观古希腊的自然观(自然哲学 )着重探讨世界的本原问题其特点为:(1) 直观性 . 人们从某种有形体的、直观的东西去寻求自然现象多样性的统一.他们坚信,在自然现象的多样性和不变性的背后,隐藏着某种不变的和永恒的东西.例如, 泰勒斯（Thales，约公元前 625-545）认为，世界上15的万事万物都是从水里产生出来的，最后又复归于水，水是世界上万物的本原; 亚里士多德提出了 “四元素说 ”,认为气、水、火、土构成万物; 毕达哥拉斯认为,宇宙是一种几何结构，我们的经验世界的可理解性就是作为其基础的数学的可理解性.(2) 辩证性 . 把自然界看成一幅由种种联系和过程相互交织起来的画面.例如,赫拉克利特（Heraclitus ，约公元前 550-475）：是古希腊的著名唯物论哲学家他认为万物的本原既不是水，也不是气，而是比水和气更加生动、更善于变化的火,在一定的分寸上燃烧,在一定的分寸上熄灭.(3) 思变性 . 用猜测和想象去说明自然现象.例如, 亚里士多德物理学中的一些观点.3 中国科学思维16我国的《周易》一书，充满了古代朴素的辩证法。

它讲的是变易之道，告诉人们，自然界的演化是从单一到多样化的过程，多样性中蕴涵着永恒的和谐和统一性，两个性质上相反的事物可以结合为一个新事物4 启示（1）古代自然观是从日常生活经验出发所做的想象和猜测有的可以说是天才的想象和猜测其中，我们可以找到以后许多观点的胚胎和萌芽古代自然观为人们描绘了一幅自然界相互联系、不断变化的图景，但缺少对细节的分析和证明，缺少科学的根据；（2）古代自然观显示了人类认识自然的能力古希腊的自然哲学家们在极其困难的条件下，使用极简单的工具，居然做出了不17少发现比如亚里士多德的物理学、阿基米德的力学、毕达哥拉斯和欧几里得的数学、托勒密的天文学和盖仑的医学等；（3）古代自然观是一种农业文化，同农业生产有密切关系 第一次 122 中世纪的科学与自然观 欧洲的封建社会从 5 世纪到 17 世纪延续了一千多年其间，从 5 世纪到 15 世纪通常被称为“中世纪 ”此时，基督教逐渐成为统治一切的力量在欧洲，进入封建社会，从社会形态来看固然是一个进步，但科学的发展基本停滞，而且在自然观方面也出现倒退1 中世纪的科学18在中世纪，欧洲除了数学、医学略有进展外，几乎没有什么可以称道的科学成就。

2 中世纪的神学自然观欧洲中世纪占统治地位的自然观是宗教神学自然观把《圣经》看作是全部知识的来源，从根本上否定研究自然的必要性它利用哲学来为神学服务，即利用亚里士多德的哲学来为基督教教义和教条作论证，宣扬宗教神话、上帝创世,使基督教变成一个完整的神学体系123 近代机械论自然观的兴起中世纪沿袭下来的曾处于文化主流的宗教神学自然观，由于文化观念和历史惯性及宗教裁判所代表的社会政治势力的庇护，具19有极大的稳定性和保守性但 16 世纪初以后，这种状态开始有了变化.究其原因：其一，人们开始发现了一些与这种自然观相悖的经验事实；其二，近代科学的长足进步。