希腊科学精神
从自然哲学到系统科学
理性的曙光
仰望星空的人，摔进了水井
商人泰勒斯晚上仰望星空，倒退着走路时摔进了水井。女仆笑他：连脚下的路都看不清，还看什么星星！
不能让外人知道的秘密
毕达哥拉斯学派发现了一个惊天秘密：√2 无法用任何分数表示。学派成员发誓保密——据说泄密者被扔进了大海。
波斯大军压境时，希腊人在做什么？
波斯大军压境，人们纷纷去问神谕：该不该跑？ 但希腊人开始分析：敌军补给线、天气、甚至将领的个性。
希腊人如何改变了人类看待世界的方式？
泰勒斯问的问题有多重要？
- ▸万物的本原是什么？
- ▸从神话 → 理性
- ▸从神说的→我观察到的
什么是自然哲学？
- ▸用自然的原因解释世界
- ▸不靠神意，靠推理
- ▸不靠传统，靠观察
希腊科学达到了怎样的高度？
- ▸亚里士多德的百科全书体系
- ▸欧几里得公理化几何
- ▸阿基米德的数学与物理
希腊科学留下了什么遗产？
- ▸公理化方法与形式逻辑
- ▸对数学的信仰
- ▸也留下了轻视实验的局限
追问本原的人
泰勒斯
- ◆第一个提出万物的本原问题
- ◆开始用理性解释自然现象
- ◆米利都学派创始人
毕达哥拉斯
- ◆毕达哥拉斯定理（勾股定理）
- ◆万物皆数的宇宙观
- ◆发现音乐和声的数学比例
德谟克利特
- ◆提出原子论：万物由不可分的原子构成
- ◆原子在虚空中运动，差异源于排列组合
- ◆古代最多产的学者之一
从神话到理性
本原（Arche）：万物的根源
希腊人第一次追问：万物由之开始、毁灭后又复归于它的东西是什么？
音乐与数学：宇宙是和谐的
毕达哥拉斯发现：琴弦长度的比例决定了音高。
自然（Physis）：事物有自己的本性
希腊人发现：每样东西都有自己的nature——水会流动，火会燃烧，人会思考。
思维方式的革命
亚里士多德与亚历山大图书馆
亚历山大图书馆：国家支持的科研机构
亚里士多德
欧几里得与《几何原本》
欧几里得（Euclid）
公理化方法：从简单前提出发，演绎整座知识大厦
5条公理
- 1.等于同量的量彼此相等
- 2.等量加等量，其和相等
- 3.等量减等量，其差相等
- 4.彼此能重合的物体是全等的
- 5.整体大于部分
5条公设
- 1.过两点可作一条直线
- 2.直线可以任意延长
- 3.以任意点为心、任意距离可画圆
- 4.凡直角都彼此相等
- 5.平行公设：过直线外一点有且仅有一条平行线（等价的现代表述，即Playfair公理）
阿基米德
给我一个支点，我就能撬动地球
国王希罗问阿基米德：你真能撬动地球？阿基米德设计了滑轮杠杆系统，轻轻一拉——几十人才能推动的巨舰缓缓滑入水中。
Eureka！浮力定律
国王让他检验皇冠是否掺银。一坐进澡盆水就溢出来——物体体积等于排开水的体积！
穷竭法：微积分的先驱
用圆内接正多边形逼近圆，边数越多周长越接近真实值。算到正96边形求得π≈3.14。
埃拉托斯特尼：用几何测量地球
埃拉托斯特尼
Eratosthenes · 约公元前276-194公元前3世纪，埃拉托斯特尼在埃及亚历山大城担任图书馆馆长。 他仅凭一根木棍、几何知识和两地距离，就相当精确地算出了地球的周长， 被称为“古代最伟大的科学实验之一”。
他依据的三个事实
夏至正午，赛伊尼（今阿斯旺）的太阳直射井底——阳光与竖直线重合，竖杆无影。
同一时刻，在亚历山大城，竖杆投下影子——阳光与竖杆夹角θ ≈ 7.2°。
商队测得两地沿地表距离约 5000斯塔德（≈800公里），且在同一经线上。
历史意义
这是人类第一次用纯数学推理测量行星尺度。 误差不足2%——直到1700多年后麦哲伦环球航行才得到更精确的验证。 埃拉托斯特尼还发明了经纬网、科学年代学，被公认为“地理学之父”。
托勒密：地心体系的集大成
克劳狄乌斯·托勒密
Claudius Ptolemaeus罗马帝国时期在亚历山大城工作，是古典天文学的最后一位大师。 其巨著《天文学大成》（Almagest，13卷）是古代最完整、最系统的天文学著作， 影响伊斯兰与欧洲天文学达1400年之久。
《天文学大成》核心内容
地球静止位于宇宙中心；日月五星和恒星天球绕地运行
行星在本轮上自转，本轮中心沿均轮绕地运行
用40多个小圆叠加，精确预测行星位置误差小于1度
记录了1022颗恒星的位置和亮度，沿用1500年
为什么地心说能统治1400年？
符合直觉：日常经验中我们感觉不到地球运动，“地不动”是最自然的观测
预测精准：本轮-均轮模型能高精度计算日食、月食和行星位置
体系完整：《天文学大成》提供了一整套数学方法和数据，“好用”所以“被信”
历史反思
哥白尼1543年提出日心说时，因没有本轮精度高，并未立刻取代地心说。 直到开普勒发现椭圆轨道（1609）+ 伽利略望远镜观测（1610）+ 牛顿力学（1687）， 日心说才真正胜出。这说明：科学理论的更替，不仅要“更好看”，还要“更精确”。
希波克拉底：医学之父
希波克拉底
《希波克拉底誓言》（节选）
我要遵守誓约，矢忠不渝。对传授我医术的老师，我要像父母一样敬重。
我要竭尽全力，采取我认为有利于病人的医疗措施，不能给病人带来痛苦与危害。
我要清清白白地行医和生活。无论进入谁家，只是为了治病，不为所欲为，不接受贿赂。
医学的突破
- ▸疾病是自然现象，不是神罚
- ▸通过观察症状诊断疾病
- ▸环境与生活方式影响健康
历史局限
- ▸体液学说后来被证明是错误的
- ▸禁止人体解剖，解剖学知识有限
- ▸治疗手段相对原始
希腊科学的遗产与局限
✓宝贵遗产
!深刻局限
希腊科学为现代科学奠定了思维方式的基础，但缺少实验方法——这个缺口将由文艺复兴后的科学家补上。
思考与辩论
希腊科学精神
思维方式的革命
千年科学时间线 · 公元前6世纪 — 公元2世纪
罗马的工程与伊斯兰的传承
罗马人继承了希腊的科学，但更注重实用——水道桥、道路、万神殿。
当欧洲进入中世纪，伊斯兰文明保存并发展了希腊科学——翻译、注释、创新。
所谓的黑暗时代，其实并不完全黑暗。