2011-9科學(xué)技術(shù)概論-第五章

物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-301第5章歐洲中世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)

從公元476年西羅馬滅亡到1640年英國的資產(chǎn)階級革命，這段歷史被稱之為歐洲的中世紀(jì)時(shí)期。在羅馬帝國逐步走向滅亡的過程中，基督教的勢力和影響卻得到了空前的擴(kuò)張和迅速的增大，成為歐洲勢力強(qiáng)大、成員廣泛、最有影響的政治組織。教會(huì)的神父們用柏拉圖、亞里士多德的哲學(xué)、托勒密的天文學(xué)、蓋倫的醫(yī)學(xué)等為基督教義進(jìn)行論證，并使它們成為束縛人們思想的精神桎梏，最終使歐洲社會(huì)步入到歷史上的“黑暗時(shí)代”。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-302歐洲地圖物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3035.1歐洲中世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)概況

從公元5世紀(jì)末到11世紀(jì)初，是歐洲歷史上的最“黑暗時(shí)期”。政教合一的社會(huì)體制，強(qiáng)權(quán)極端的愚民政策，專橫無比的宗教法庭，使得一切非基督教的異教文化和思想遇到了滅頂之災(zāi)?；浇痰暮诎到y(tǒng)治在幾百年內(nèi)使歐洲成為科學(xué)技術(shù)落后，學(xué)術(shù)氣氛沉悶，黯然無光的黑暗世界。這一時(shí)期的歐洲，在科學(xué)技術(shù)方面沒有什么值得稱道的地方。中世紀(jì)歐洲發(fā)展概況物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-304

公元6世紀(jì)，一個(gè)信奉伊斯蘭教的阿拉伯帝國在中東崛起，在不到100年的時(shí)間內(nèi)，阿拉伯人依靠強(qiáng)大的軍事力量，建立起一個(gè)橫跨亞歐非三洲的穆斯林大帝國，同時(shí)也把東方的農(nóng)業(yè)、手工業(yè)等方面的先進(jìn)技術(shù)傳到了歐洲中世紀(jì)歐洲的農(nóng)業(yè)比以前有較大進(jìn)步，8世紀(jì)時(shí)，帶有輪子的鐵頭犁已普遍使用，由于改善了挽具，使畜耕效率也得到了很大的提高。在耕作制方面已普遍采用三輪耕作制，即每塊土地在三年之中，兩年分別種不同莊稼，一年休耕。改變以往的一年種植，一年休耕的兩輪制，擴(kuò)大了土地的種植面積。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-305

從10世紀(jì)末開始，在羅馬教皇的煽動(dòng)下，西歐教、俗兩界的統(tǒng)治者為了掠奪東方財(cái)富，以從伊斯蘭教手中奪回耶路撒冷為理由，對地中海東部阿拉伯地區(qū)發(fā)動(dòng)了一場歷時(shí)近200年（1096—1291）前后八次的侵略戰(zhàn)爭，這就是歷史上所說的“十字軍東征”。這場侵略戰(zhàn)爭給廣大勞動(dòng)人民帶來了巨大的災(zāi)難，但卻促進(jìn)了東西方文化的相互交流。歐洲開始從阿拉伯人那里了解到被埋葬了的古希臘文化，阿拉伯?dāng)?shù)字、代數(shù)學(xué)，中國的印刷術(shù)、火藥和指南針等，都是在這一時(shí)期內(nèi)傳到西歐的。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-306

中世紀(jì)的歐洲學(xué)者們游歷四方，其中的一部分人掌握了阿拉伯語。英國巴斯的哲學(xué)家阿德里亞地（約1080～1160）就是將阿拉伯語著作翻譯為拉丁語的高產(chǎn)翻譯家之一。1142年，他完成了歐幾里德的《幾何原本》的翻譯，第一次把歐幾里德的幾何學(xué)介紹給了歐洲人。他還翻譯了阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)家穆罕默德·伊波繆薩·阿爾科瓦利茲米（約780～850）繪制的天文圖，復(fù)制了其使用的阿拉伯?dāng)?shù)字。1145年，來自英國切斯特的學(xué)者羅伯特首次翻譯了阿爾科瓦利茲米的《利用還原與對消運(yùn)算的簡明算書》，用音譯法引入了“代數(shù)學(xué)”和“運(yùn)算法則”這兩個(gè)詞語。中世紀(jì)歐洲的科學(xué)成就物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-307

意大利數(shù)學(xué)家萊奧納多·斐波納契（約1170～1250）在1202年發(fā)表的《算經(jīng)》一書中，解釋了數(shù)字的使用規(guī)則。他還概述了在數(shù)字體系中應(yīng)用位值概念的優(yōu)越性；首先使用了分?jǐn)?shù)線，即用一斜杠來區(qū)分分子與分母，如1/4；他還研究了幾何和數(shù)列，其中包括現(xiàn)在以他名字命名的斐波納契數(shù)列：1，1，2，3，5，8，13，21，…。即在這個(gè)數(shù)列中，每個(gè)數(shù)值都等于它前面兩位數(shù)字之和。1225年，他在《四藝經(jīng)》一書中討論了二級丟番圖方程。1240年，英國數(shù)學(xué)家喬安尼斯?德?薩克羅博斯科（又稱霍利伍德的約翰，或哈利法克斯的約翰，約于1256年去世）發(fā)表了《天體論》，這本書在以后的幾個(gè)世紀(jì)里一直作為天文學(xué)的權(quán)威教科書。1243年，他把阿拉伯的十進(jìn)位制引入了英國。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-308

對中世紀(jì)歐洲科學(xué)技術(shù)作出杰出貢獻(xiàn)的人物是英國的羅吉爾·培根（1220～1292）。他早年就讀于牛津大學(xué)，后來又在那里教學(xué)。他曾經(jīng)到法國巴黎大學(xué)從事教學(xué)與研究工作。他精通歐幾里德的《幾何原本》和亞里士多德的著作，通曉當(dāng)時(shí)流行的各種學(xué)問。他認(rèn)為觀察和實(shí)驗(yàn)才是獲得真知的唯一方法，而數(shù)學(xué)對于人的教育和訓(xùn)練是有力的工具，是研究其他學(xué)科的必不可少的基礎(chǔ)知識(shí)。羅吉爾·培根對光學(xué)的研究表現(xiàn)出極大的興趣，他所從事的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，多與光學(xué)有關(guān)，有不少光學(xué)實(shí)驗(yàn)就是根據(jù)阿勒·哈增的著作進(jìn)行的。他研究了光的反射和折射現(xiàn)象以及球面鏡的作用和球面鏡的像差；他通過研究光在眼睛中的折射規(guī)律，發(fā)現(xiàn)凸透鏡對恢復(fù)人的視力有著重要作用，這項(xiàng)研究成果促進(jìn)了眼鏡的誕生；他研究過平凸鏡片的放大效果，提出了可以用這些鏡片制成望遠(yuǎn)鏡和顯微鏡的設(shè)想；他通過實(shí)驗(yàn)證明了虹是太陽光照射空氣中的水珠而形成的自然現(xiàn)象，并非是上帝所為。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-309他還曾設(shè)想過用動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的車、船、飛機(jī)等?！皼]有劃手的船行機(jī)器是可能的，由一個(gè)人駕駛的適合在江河海洋航行的大船，可以比擠滿了劃手的船航行得更快。同樣的，也可以制造出無須畜力拖拉的車，而由不可估量的動(dòng)力來開動(dòng)，有點(diǎn)像我們想象到的古人在上面作戰(zhàn)的裝有鐮刀的戰(zhàn)車那樣。飛翔的機(jī)器也是可能的，一人坐在里面運(yùn)轉(zhuǎn)某個(gè)機(jī)關(guān)，人工翅膀就會(huì)像飛鳥那樣騰空而起?！庇捎谂喔目茖W(xué)思想遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了他所處的那個(gè)時(shí)代，因而不為人們所接受，尤其不為教會(huì)所允許，他曾因此被教會(huì)囚禁了15年之久。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3010亞里士多德著作中關(guān)于運(yùn)動(dòng)的大量描述，使得中世紀(jì)的歐洲人對運(yùn)動(dòng)學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。英國牛津大學(xué)的威廉?奧卡姆（約1285～1349）進(jìn)一步發(fā)展了菲勞波諾斯的運(yùn)動(dòng)學(xué)思想，他認(rèn)為運(yùn)動(dòng)并不需要外來的推力，一旦運(yùn)動(dòng)起來就要永遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)下去。他對拋射體的運(yùn)動(dòng)作了如是解釋：“當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體離開投擲者后，是物體靠自己運(yùn)動(dòng)，而不是被任何在它里面或與之有關(guān)的動(dòng)力所推動(dòng)，因?yàn)闊o法區(qū)分運(yùn)動(dòng)者和被運(yùn)動(dòng)者?！彼J(rèn)為真空并不可怕，只要給物體一個(gè)沖力，它就能夠自己運(yùn)動(dòng)，直到這個(gè)沖力消耗完畢為止。他還以磁力的引鐵作用為例，對物體間沒有直接接觸而發(fā)生運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象進(jìn)行了說明。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3011

曾擔(dān)任過巴黎大學(xué)校長的讓·布里丹（1300～1358）明確反對亞里士多德對物體運(yùn)動(dòng)動(dòng)因的解釋。他通過磨盤、陀螺的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)為例，說明物體的運(yùn)動(dòng)并沒有排開媒質(zhì)（空氣），因此亞里士多德所說的媒質(zhì)填補(bǔ)真空才使物體向前運(yùn)動(dòng)的說法是不成立的。他認(rèn)為：“推動(dòng)者在推動(dòng)一物體運(yùn)動(dòng)時(shí)，便對它施加某種沖力或某種動(dòng)力?！蓖筒祭锏ざ颊J(rèn)為，天體是由于受到了上帝的一個(gè)初始推動(dòng)作用而開始運(yùn)動(dòng)，只是由于天上沒有阻力，所以沖力對天體所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)可以永不停息地持續(xù)下去。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3012“沖力說”在艾爾伯特（Albert，約1316～1390）和奧雷斯姆（NicholasOresme，1320～1382）的推動(dòng)下得到了發(fā)展。阿爾伯特以物體在通過地心的直通隧道中的自由下落運(yùn)動(dòng)為例，說明沖力對落體運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的影響。大約在1350年前后，奧雷斯姆在《論性質(zhì)的構(gòu)形》書中對平均速度定理給出了最完美的證明。他用一根水平線AB代表時(shí)間，AB之間的點(diǎn)代表時(shí)刻，用通過AB線上某一點(diǎn)垂線的長度表示此時(shí)刻速度，而不同時(shí)刻速度線端點(diǎn)的連線所圍的面積就是物體在這兩個(gè)時(shí)刻之間的運(yùn)動(dòng)距離；長方形表明運(yùn)動(dòng)是均勻的，三角形表明運(yùn)動(dòng)是規(guī)則不均勻的，曲線則表明運(yùn)動(dòng)是不規(guī)則且不均勻的。奧雷斯姆最先把幾何學(xué)成功引入力學(xué)研究之中，他的證明在14～15世紀(jì)的歐洲廣為人知，這對以后的伽利略、笛卡爾等人關(guān)于運(yùn)動(dòng)的研究產(chǎn)生了一定的影響。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3013奧雷斯姆用幾何圖形表示運(yùn)動(dòng)

物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3014中世紀(jì)歐洲的技術(shù)成就中世紀(jì)的技術(shù)歐洲的技術(shù)成就主要體現(xiàn)在城堡與橋梁建筑、風(fēng)車的使用、鐘和表的制作、槍和火藥的制作以及航海觀測儀器的設(shè)計(jì)、制作等。歐洲的風(fēng)車出現(xiàn)在12世紀(jì)，有研究者認(rèn)為，可能是十字軍東征時(shí)在阿拉伯地區(qū)看到了風(fēng)車的運(yùn)作，于是就把風(fēng)車的設(shè)計(jì)理念帶到了歐洲，用于灌溉和糧食加工。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-30151209年，英國建成的泰晤士河上的倫敦橋

1209年建成的英國倫敦泰晤士河上的倫敦橋，橋面上擁有多排房屋和店鋪。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3016歐洲中世紀(jì)的陸地風(fēng)車。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3017荷蘭風(fēng)車物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-30185.2經(jīng)院哲學(xué)對自然科學(xué)的影響

在3世紀(jì)末至4世紀(jì)初，羅馬帝國分為東西兩個(gè)部分。隨著地區(qū)分裂的日漸加劇，拉丁西方逐漸失去了與希臘東方的聯(lián)系。所以，在中世紀(jì)最初的幾百年中400～1000），西歐對希臘的自然哲學(xué)和數(shù)學(xué)科學(xué)幾乎沒有原創(chuàng)性的貢獻(xiàn)?；浇痰呐d起，教會(huì)成了西歐封建社會(huì)的一個(gè)重要組成部分。羅馬教皇不僅有權(quán)任命各國主教，甚至發(fā)展到可以廢黜國王和皇帝。教會(huì)一方面利用各種手段禁錮人們的思想，千方百計(jì)地使人民處于蒙昧無知的狀態(tài)；教皇格里高利一世（590～604年在位）就曾說過：“不學(xué)無術(shù)是信仰虔誠之母?！绷硪环矫鎰t從古希臘的哲學(xué)、邏輯學(xué)中尋找有用的東西，為闡述基督教教義提供理論證據(jù)，這就是經(jīng)院哲學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展動(dòng)因。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3019

對歐洲中世紀(jì)早期科學(xué)或自然哲學(xué)作出貢獻(xiàn)的有兩人，一是曾擔(dān)任過塞維爾大主教的伊西多爾（IsidoreofSeville，約560～636），另一是英國的修道士比德（theVenerableBede，672～735）。

伊西多爾著有兩部與自然哲學(xué)有關(guān)的著作：《物性論》和《語源學(xué)》，它們傳播了一種簡單淺顯的希臘自然哲學(xué)?！啊墩Z源學(xué)》（它是整個(gè)中世紀(jì)最流行的書籍之一）存在于一千多份手抄本中，通過對各種事物的名稱進(jìn)行辭源學(xué)分析，對這些事物提供了一個(gè)百科全書式的描述?！睍械膬?nèi)容主要有人文七藝、醫(yī)學(xué)、人類學(xué)、地理學(xué)、礦物學(xué)、農(nóng)學(xué)、計(jì)時(shí)和歷法、宇宙論、神學(xué)等。

比德一生寫了很多書，包括當(dāng)時(shí)僧侶們學(xué)習(xí)用的教科書，其中最有名的一部著作是《英格蘭人教會(huì)史》。在自然哲學(xué)方面，他也著有一本《物性論》，另外還有兩本計(jì)時(shí)和歷法方面的教科書。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3020

從11世紀(jì)開始，一些著名的大學(xué)在歐洲相繼建立，如波倫亞（博洛尼亞）大學(xué)（1087年）、牛津大學(xué)（1096年）、巴黎大學(xué)（1160年）、劍橋大學(xué)（1209年）等。大學(xué)的出現(xiàn)不僅打破了教會(huì)對教育的壟斷，而且還使人們從古希臘人那里了解到許多前所未聞的自然科學(xué)知識(shí)，從“經(jīng)院哲學(xué)”的精神桎梏中解脫出來。大學(xué)成了市民階層的思想文化陣地，成為人們進(jìn)行學(xué)術(shù)討論、學(xué)習(xí)新思想和新技術(shù)的場所。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3021意大利的波倫亞大學(xué)（1087年）英國的牛津大學(xué)（1096年）物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3022英國劍橋大學(xué)（1209年）法國巴黎大學(xué)（1160年）物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3023

12世紀(jì)，古希臘論著的阿拉伯文本以及阿拉伯的科學(xué)著作被大量翻譯，亞里士多德、托勒密等人的著作在歐洲得到了廣泛傳播。羅馬教會(huì)為了鞏固基督教在人們心目中的地位，他們不得不改變以往禁止學(xué)習(xí)和傳播亞里士多德學(xué)說的做法，而是采取了歪曲、同化手法，把亞里士多德學(xué)說中的僵化思想改造融合到經(jīng)院哲學(xué)體系中，其集大成者是意大利神學(xué)家、經(jīng)院哲學(xué)家托馬斯·阿奎那（ThomasAquinas，約1225～1274），他把亞里士多德哲學(xué)同天主教神學(xué)巧妙地融合在一起，為上帝創(chuàng)世說找到了“理論”依據(jù)。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3024他的代表作有《神學(xué)大全》和《箴俗哲學(xué)大全》，他在《神學(xué)大全》中，從五個(gè)方面論證了上帝的存在。因此，《神學(xué)大全》隨即成了基督教的百科全書，成為《經(jīng)院哲學(xué)》的主體。哲學(xué)在阿奎那手中最終成了神學(xué)的婢女，科學(xué)則成為哲學(xué)的一小部分而已，亞里士多德哲學(xué)中的糟粕成了神學(xué)的奴婢，連帶托勒密的天文學(xué)和蓋倫的醫(yī)學(xué)等都被阿奎那作為上帝造物的證據(jù)而被肯定。他們的著作被認(rèn)為具有至高無上的權(quán)威，誰敢否認(rèn)誰就會(huì)大禍臨頭。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3025

羅馬教會(huì)為了鞏固自己至高無上的權(quán)勢，對基督教義持有不同看法的派別和人員往往被判為異端或異教徒。對于這些異端運(yùn)動(dòng)和異教徒，羅馬教會(huì)除了采用武裝鎮(zhèn)壓、從思想上進(jìn)行籠絡(luò)、分化瓦解外，還成立了異端裁判所來搜捕、審判異端分子。

1206年，羅馬教皇英諾森（1160～1216）三世，組成了討伐阿爾比派的十字軍，對法國南部的阿爾比派進(jìn)行了瘋狂的血腥鎮(zhèn)壓。在十字軍攻陷比塞埃城時(shí)，因?yàn)闊o法區(qū)分誰是異端，誰是信徒，于是教皇的侍臣命令十字軍“只管把他們統(tǒng)統(tǒng)殺光，讓上帝去分辨誰是他的子民?！苯袒适坛嫉囊痪湓?，致使全城2萬多居民全部被殺，無一幸免。物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3026

最初的異端裁判所都掌握在地方教會(huì)手里。1229年，教皇格里高利九世（1227—1241年在位）發(fā)布通諭，建立了羅馬教皇的直屬機(jī)構(gòu)——異端裁判所，專門迫害異端教徒、進(jìn)步思想家、科學(xué)家和一切有異端行為的人。異端裁判所的分支遍布西歐各地，而且不受地方主教管轄。異端裁判所有一套嚴(yán)酷的搜捕、審判和折磨的程序。如審訊條例規(guī)定：物電學(xué)院科學(xué)技術(shù)概論-第五章-3027（1）在法庭上，被控告人不能知悉控告人、見證人的姓名；（2）任何罪犯惡棍都可充當(dāng)控告人、見證人，有兩人作證，控告即成立；（3）被控告人如不承認(rèn)“罪行”，就反復(fù)拷問，不僅要承認(rèn)自己的罪行，還要舉出同伙和可疑分子；（4）一切有利于被控告人的證詞都不能成立，任何人從事有利于被告人的活動(dòng)，都要予以最嚴(yán)厲的懲罰；（5）任何人對