文渊紫光3小时前 前言 科学技术是第一生产力，科技史是人类第一史。英国科学史家丹皮尔曾说：“再没有什么故事能比科学思想发展的故事更有魅力了”。本文档 以 推动科技史 关键 人物为线索，参考史记的方法，将人类 （西方） 科技史串联起来，提供了 科技史中 每 个 关键 人物 所在年代与中国朝代对应关系。 读史使人明智 ；读科技史 ，启迪智慧人生。 本文的编辑与发布，其目的是推广科学技术的思想与智慧，提高人们（ 尤其是青少年朋友 ）的科 学素养，把大家从娱乐至死、沉迷游戏 的社会现实中解救出来，带领大家一起学习科学家的伟大精神，形成尊崇科学，学习科学，探索未知的精神。阅读本文档中的每一个科学家故事 ，最好拥有高中以上 知识水平。 前文介绍了西方的血火历史背景，本篇开始切入科技史叙事，先介绍错综复杂的数学及哲学源流。 二、错综复杂的数学及哲学源流 不了解数学史，就不可能全面了解数学科学，也不可能全面了解整个人类科技史、文明史，本篇以数学大事记为主线，穿插历史背景图片，以启发读者思考。 世界数学史 古文明时期：10 进制（巴比伦 60 进制，玛雅 20 进制），结绳计数、刻痕计数；尼罗河泛滥、天文观测产生几何学； 1、埃及莱茵德和莫斯科纸草书：无位值概念，单位分数 1/n，PI=3.16，讨论线性方程；巴比伦泥板文书：60 进制，位值概念，开方根 1.414，三项二次方程，三次方程（查表），PI=3（3 又 1/8），普林顿 322 泥板文书（公元前 1600年）4 列 15 行表格记录了勾股数组。 2、公元前 6 世纪，毕达格拉斯是古希腊的哲学家和数学家（约前 582-500 年），传说发现了勾股定理，并宰了一百多头牲畜来祭祀缪（miu）斯女神。现在普遍认为在毕达格拉斯之前，已为巴比伦人所知。其实中国西周数学家商高已提出了勾股定理，比毕达格拉斯早 600 多年。毕达哥拉斯学派相信任何量都可以表示成两个整数之比，万物皆依赖于整数。但正方形的对角线和一边比是不可公度的（无理数 1.414…）。有一次他们航行在海上开会，一个学员发现后，学派惊恐不已，把这个学员抛进了大海。根号 2 等无理数的发现引起了第一次数学危机。 3、公元前 5 世纪，安提丰提出圆内接正多边形逼近圆面积来化圆为方（古希腊三大几何问题：化圆为方；倍立方体；三等分角（限尺规作图），成穷竭法的始祖。 4、公元前 4 世纪，亚里士多德《物理学》记载了有关无限性概念的 4 个悖论：两分法运动不存在；阿基里斯追不上乌龟；飞箭静止；运动场空间和时间不能由不可分割单元组成。亚里士多德研究数学推理的出发点的基本原理，区分为公理和公设（一切科学的真理和某门科学第一性原理），创立逻辑学矛盾律（一个命题不能同时是真的又是假的）和排中律（一个命题或者是真的或者是假的，二者必居其一），使数学推理规律规范化和系统化，为欧几里得演绎几何体系奠定了方法论的基础。 5、公元前 4~3 世纪，欧几里得《几何原本》：5 条公里，5 条公设，119 个定义，465 条命题，历史上第一个数学公理体系。 6、公元前 3 世纪，阿基米德穷竭法求面的周长和面积；平衡法求球的体积；体现了近代极限与微积分的思想。平衡法发现；穷竭法证明。 7、公元前 3~2 世纪，阿波罗尼奥斯《圆锥曲线论》，从一个对顶锥得到并命名椭圆（ellipse）、双曲线（hyperbola）和抛物线（parabola），在对它们性质的研究中已经包含了近代微分几何和射影几何的课题。 8、公元 2 世纪，托勒密《天文学大成》总结了古代三角学，并制定了弦表（正弦函数表）公元 3~4 世纪，丢番图《算术》中对不定方程求解，因此不定方程又叫丢番图方程。z^2=x^2+y^2。引出了后来的费马大定理（n 大于 2 时，没有正整数解，1994 年被英国数学家维尔斯最终解决），创用了一套缩写符号并用特殊符号表示未知数代替之前的文字叙述，是代数符号的起源公元 2~3 世纪，巴基斯坦巴克沙利村庄桦树皮上的手稿出现完整的十进制数码，零用点表示，后来（至迟不超过 9世纪）逐渐演变为圆圈。零是伟大的发明，简化了加减乘除运算。公元 8 世纪印度数字传入阿拉伯，然后传入欧洲，零稍晚传入，至迟在 13 世纪斐波那契《算经》已经有包括零在内的完整印度数字介绍，对欧洲近代科学进步扮演重要角色。  9、公元 8~9 世纪，阿拉伯花拉子米《还原与对消计算概要》在 12 世纪翻译成拉丁文，在欧洲产生巨大影响。阿拉伯语 al-jabr 以为还原和移项，成为当今英语 algebra 的来源，因此也叫《代数学》，叙述一、二次方程求解问题。另一本《印度计算法》，系统介绍了印度数码和十进制记数，使印度数码在阿拉伯流行起来，并随后被翻译成拉丁文传播到欧洲，让欧洲误以为是阿拉伯数字。 10、5-11 世纪，天主教成为欧洲绝对势力，欧洲黑暗时期。12 世纪，开始大量翻译阿拉伯文、希腊数学书籍为拉丁文。
11、13 世纪，意大利斐波那契写成《算经》汇集中国，印度，希腊数学问题汇集，系统介绍了阿拉伯印度数字，修订版记载了“兔子问题”并导致了著名的斐波那契数列。
12、15 世纪，意大利费罗和塔塔利亚挑战解 3 次方程，后者获胜并把方法秘密传给了卡尔丹。卡尔丹违背承诺在《大法》中公开了这些解法，推广到了一般情形并给出了几何证明。其学生费拉里解决了 4 次方程。《大法》对不可约情况感到困惑（其实已经邂逅了复数）。邦贝利在教科书《代数》中引进了虚数，以解决三次方程不可约情况。卡尔丹已经认识到复根是成对出现并且三次方程有三个根，四次方程有四个根。荷兰人吉拉德在 17 世纪的《代数新发现》里进一步推断 n 次方程 n 个根，即“代数基本定理”，但没有证明。
13、 16 世纪，韦达在《分析引论》里第一次有意识的使用系统的代数字母和符号，辅音字母表示已知量，元音字母表示未知量。笛卡尔改进为拉丁字母前几个 a、b、c、d 表示已知量，后几个 x、y、z、w 表示未知量成为今天的习惯。
14、 利玛窦及后继西方传教士在华的学术交流活动及 礼仪争执
西方印度洋开拓顺次图
西方南洋开拓顺次图
西方美洲开拓顺次图 1582年（明朝万历十年），耶稣会意大利籍传教士罗明坚及利玛窦抵达广东肇庆，为近代天主教入华揭开序幕。 1601年（明朝万历二十九年），意大利耶稣会传教士利玛窦抵达燕京，一度自喻为“西僧”，但他旋即发现中国文化由儒家士大夫掌握。他相信要中国人接受天主教，必须从士大夫阶层着手，他于是改称为“西儒”，研习儒家文明，穿起士大夫服饰，向中国人介绍记忆术、地图、天文等西方技术，以此表明他们并非文化低落的“西夷”。 利玛窦容许中国教徒继续祭天、祭祖、祭孔的旧俗，利玛窦主张中国人所谓的“天”和“上帝”本质上与天主教所说的“唯一真神”没有分别，故祭天并无问题。而祭祀祖先与孔子，这些只属缅怀先人与敬仰哲人的仪式，与信仰也没有什么干涉；只要不掺入祈求、崇拜等迷信成分，本质上并没有违反天主教教义。利玛窦的传教策略和方式，一直为之后到中国传教的耶稣会士所遵从，是为“利玛窦规矩”。
1610年，利玛窦去世，死前指定意大利人龙华民接任教会中职务，龙华民成为引发“礼仪之争”的第一人。他于1597年（明万历二十五年）进入中国，先在韶州传教，1609年入北京，对利玛窦的思想和传教方法有不同看法，但利玛窦死后才提出。当他接任中国耶稣会总会长后，主张废除“天”、“上帝”、“天主”等词，一律采用译音，并指“天”是指苍苍之天，而“上帝”并不是代表造物主，主张应将“天主”依拉丁文音译为“陡斯”；也有人主张只许用“天主”，而不能用“天”与“上帝”之称。 耶稣会教士虽然对两派主张意见分歧，但为避免纷争闹大，耶稣会决定焚毁五十多篇反对利玛窦的作品，统一该会立场。这次纠纷只成为会内事务，但到了1628年，在华传教士在江苏嘉定举行会议，讨论敬祖及Deus的译名问题。与会者意见很不一致，最终认为敬孔祭祖问题应沿用“利玛窦规矩”；对于译名，则主张采用龙华民一派的音译。 直至道明会进入这场纷争，礼仪之争才正式升级。道明会在华传教事业，起步较耶稣会略迟。当耶稣会教士在中国朝廷及士大夫阶层享有声望时，1631年1月2日或3日（明朝崇祯四年），道明会的高奇神甫才从菲律宾抵达中国福建北部的福安，正式开始对华传教，接任的黎玉范神父向教廷报告，指责耶稣会宽容中国信徒祭祖、敬孔，终引起罗马介入。 当时耶稣会受葡萄牙国王保护，基地是葡萄牙占据的澳门，道明会受西班牙国王保护，基地是西班牙占据菲律宾马尼拉。而葡西两国在海上对抗，关系紧张。 1644年（清朝顺治元年）清兵入关时，天主教入华已62年，德意志籍传教士汤若望协助编制历法，获清廷信任，天主教得以迅速发展。 1645年9月12日（清朝顺治二年），罗马教廷经教皇英诺森十世批准，发布通谕禁止天主教徒参加祭祖祀孔，但到了1651年，耶稣会教士卫匡国到罗马向教皇申辩，1656年（清朝顺治十三年）教皇亚历山大七世决定准许耶稣会士照他们的理解参加祭孔等活动，只要不妨碍教徒的根本信仰。 1664年，耶稣会住院共38所，耶稣会士来华人数累计82人，全国的教堂已经有156座，全国天主教徒达245000人之多 。
汤若望和南怀仁 1665年，杨光先发表《辟缪论》，批评汤若望历法不准，当时顾命大臣鳌拜不满外国人参议朝政，于是支持杨光先，把汤若望收押狱中，天主教在华发展直挫，史称“历狱”。 往后，康熙帝执政，禁锢鳌拜，重新起用外国人。南怀仁利用西方发明贡献清朝，建立天主教士的声望，又与利类思和安文思共同上奏，为汤若望平反。1669年（康熙八年）9月5日，康熙颁旨：“恶人杨光先捏词天主教系 邪教 ，已经议复禁止。今看得供奉天主教并无恶乱之处，相应将天主教仍令伊等照旧供奉。”康熙初年，成为传教士在中国的蜜月期。
南怀仁画像 1689年（清朝康熙二十八年），清朝与俄罗斯帝国准备划订疆界，商议尼布楚条约，精于拉丁文的传教士负责代表中方与俄国人沟通，这条条约最终以拉丁文签订。南怀仁等亦协助清廷铸造火炮，平定三藩之乱。他们准确预测日食，使皇帝可以为相关祭奠做好准备；一些耶稣会传教士则成为宫廷画家。 1692年（康熙三十一年），康熙下达一道容教令，标志着传教士的势力攀上高峰： 康熙年间，新来中国的多明我会（Dominicans）及方济会（Franciscans）教士反对明末以来耶稣会教士容许中国教徒祭天、敬孔、祀祖等礼俗，爆发礼仪之争，因此1720年（康熙五十九年）清廷决定禁教（未严格执行），1723年（雍正元年）清世宗开始严格执行禁教，再加上日后传教士介入世宗与兄弟争夺皇位之事，还有担心民众信奉天主教后，国家命令无法贯彻，且会被西方天主教国家控制，因此清世宗下令除留京任职的传教士外，其余一律送往澳门，各地天主堂被拆毁，或改成公廨，屡下禁令，不许民间信仰。清高宗乾隆年间，取缔尤烈，因此传教活动几乎消失，直到公元1842清宣宗时期（道光二十年）爆发鸦片战争后，签订中国首条不平等条约——《南京条约》才解除禁令。
15、17 世纪初，苏格兰纳皮尔在《奇妙的对数》中阐述了对数方法，减轻了天文学的计算工作量。同时，笛卡尔和费马分别发明了解析几何。 中国的同期进展： 1667年（清朝康熙六年），因“历狱”而被羁押在广州的包括耶稣会、道明会、方济会会士共23人召开了一场长达四十天的会议，讨论在华传教的方针，最后通过的决议之一，是遵守1656年（清朝顺治十三年）教皇的裁定。其中道明会士 闵明我 始终持不同意见，在获释后立即返欧，并于1676年（清朝康熙十五年）在马德里出版《中国历史、政治、伦理和宗教概观》（西班牙语： Tratados históricos, políticos, éticos y religiosos de la monarchia de China ）一书上册，三年后出版下册，抨击在华耶稣会士的传教方式，罗马的耶稣会总会于是紧急将该书寄至中国，并要求各地的会士传阅并提供驳斥的论据。罗马教廷经过讨论，决定不更改1656年的命令。 1687年（清朝康熙二十六年），法国国王路易十四派遣耶稣会士洪若翰、李明、张诚、白晋、刘应以“国王数学家”的名义赴华，在经历与葡萄牙籍传教士的斗争后，耶稣会在华法国传教区终于成立，首任会长为张诚。该会成员大多赞成所谓“利玛窦规矩”。只有刘应持反对意见。
1693年（康熙三十二年）3月26日，巴黎外方传教会的颜珰主教打破各方妥协，在他所管辖的福建代牧区内，发布了禁止中国教徒实行中国礼仪的禁令，自此争议迅速扩大，由纯宗教学术问题，逐渐演变成为清王朝和罗马教廷之间的国家政治之争。罗马教廷在1701年（康熙四十年）和1719年（康熙五十八年）先后派铎罗（ Charles-Thomas Maillard De Tournon ）和嘉乐（ Carlo Ambrogio Mezzabarba ）两位特使来华，期间也发布了一系列的禁教令。铎罗 使华 以失败而告终，自1720年12月31日起嘉乐来华后康熙接见嘉乐宗主教前后共十三次 ，礼遇很隆，对于敬孔敬祖的问题，当面不愿多言，也不许嘉乐奏请遵行禁约。嘉乐宗主教因有了铎罗的经历，遇事很谨慎。看到事情不能转圆时，乃奏请回罗马。 16、17 世纪牛顿和莱布尼茨独立发明微积分。微积分被誉为人类精神的最高胜利。牛顿证明了积分与微分的互逆关系。牛顿莱布尼茨微积分发明之争：发明时间牛顿早于莱布尼茨；发表时间莱布尼茨（1684年）早于牛顿（1687年，原理）。牛顿在《原理》中为微积分披上的几何外衣使他的流数术僵硬呆板，固守牛顿的几何形式，阻碍了 18 世纪英国数学的发展；莱布尼茨的微积分符号（∫，dx）很精心并沿用至今，牛顿符号中用点.表示流数（微分），撇’表示流量（积分）已被淘汰；牛顿三大力学定律和万有引力定律，莱布尼茨二进制。微积分，对数和解析几何被恩格斯称为 17 世纪数学三大重要成就。 清朝1644--1911年
17、18 世纪微积分进一步深入发展：泰勒，麦克劳林等发展研究了牛顿的流数术，欧陆数学家有伯努利兄弟，欧拉，克莱洛，达朗贝尔，拉格朗日，拉普拉斯，勒让德，蒙日。 18、18 世纪，费马提出费马大定理等开始研究数论，哥德巴赫给欧拉写信，提出猜想：每个偶数是两个素数之和；每个奇数是三个素数之和。拉格朗日指出用根式求解解 4 次以上的方程是不可能的，但未给出证明，19 世纪后被挪威年轻人阿贝尔（27 岁肺结核去世）证明，并引入了“域”这一重要的近世代数概念。后来法国数学家伽罗瓦（21 岁死于与政敌的爱情纠葛引起的决斗）给出了能用根式可解的特殊方程的充要条件，并提出了最早的群的定义，导致代数学的新生。但伽罗瓦的论文曾三次向法国科学院递交：第一次被柯西丢失；第二次傅里叶病逝下落不明；第三次泊松认为不可理解打入冷宫。决斗前夜，伽罗瓦整理了数学手稿，并在遗书中坚信“总会有人发现（14 年后），解释清楚这堆东西对他们是有益的”爱尔兰数学家哈密顿在推广复数的时候，发现了四元数：a+bi+cj+dk（丢失了乘法的交换性），麦克斯韦把四元数分为数量和向量部分。向量部分的三个分量解释成三个坐标轴的长度。美国吉布斯和英国亥维赛抛弃四元数的数量部分，提出向量：v=ai+bj+ck线性代数起源于线性方程组求解中的行列式和矩阵，19 世纪开始独立发展，柯西，凯莱和西尔维斯特等发展了行列式，矩阵理论。
19、 19 世纪中叶，英国布尔在 1847 和 1854 年出版的《逻辑的数学分析》和《思维规律研究》中阐述了布尔逻辑代数思想。 20、 1840 年，俄国罗巴切夫斯基发表非欧几何的德文著作，其基本思想与高斯，波约是一致的，被称为几何学中的哥白尼，遭到群起而攻之。1854 年黎曼（不到 40 岁肺结核去世）在罗氏几何，高斯的内蕴微分几何基础上建立了更广泛的黎曼几何，欧氏几何和罗氏几何和黎曼几何对应了三维空间的曲率为 0，负和正。
21、1872 康托尔发表集合理论，并证明了有理数可数，实数不可数，为超穷集合理论迈出了坚实一步。
21、1900 年 8 月，希尔伯特在国际数学家大会上作了题为《数学问题》的演讲，提出了 23 个数学问题（包括黎曼猜想，哥德巴赫猜想，孪生素数猜想，），来开了 20 世纪数学的序幕。
22、2000 年 5 月 24 日美国克雷数学研究所(Clay Mathematics Institute,CMI)公布数学猜想：千禧年大奖难题(MillenniumPrize Problems), 又称世界七大数学难题。根据克雷数学研究所订定的规则，任何一个猜想的解答，只要发表在数学期刊上，并经过两年的验证期，解决者就会被颁发一百万美元奖金。这些难题是呼应 1900 年德国数学家大卫·希尔伯特在巴黎提出的 23 个数学问题。包括了庞加莱猜想（其中三维的情形被俄罗斯数学家格里戈里·佩雷尔曼于2003 年左右证明。2006 年，数学界最终确认佩雷尔曼的证明解决了庞加莱猜想。Clay 数学研究所在 2010 年为此召开特别会议，为此猜想盖棺定论。佩雷尔曼拒领菲尔兹奖和千年问题奖。），霍奇猜想，黎曼猜想等。 现代数学奖：菲尔兹奖（1.5 万美元，四年一次，40 岁下），沃尔夫奖（10 万美元，每年一次，40 岁以上），阿贝尔奖（80 万美元，每年一次），千年问题奖（100 万美元），陈省身奖（25 万美元+25 万美元，四年一次）等。 |
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