自然观近代科学课件

第四章 近代科学发展与科学自然观 机械自然观 近代科学发展与科学自然观 一 近代自然科学产生的历史背景二 天文学革命 自然科学的独立宣言三 经典力学体系的形成 机械自然观的科学基础四 生理学 血液循环理论五 数学的发展六 化学革命七 第一次技术革命与产业革命八 机械自然观 一 近代自然科学产生的历史背景 1 文艺复兴2 宗教改革3 地理大发现4 资本主义生产方式 1 文艺复兴 从14世纪起到17世纪初 经院哲学逐步解体 人们通过阿拉伯文化书籍热情学习原本属于古希腊的学术思想 形成了欧洲学术的复兴 史称文艺复兴 文艺复兴的核心是 以人为中心 表现为文学艺术上的人文主义思潮 代表人物 但丁 薄伽丘 塞万提斯 莎士比亚等 达 芬奇 1452 1519 文艺复兴时期最伟大的天才 生于佛罗伦萨工程技术 物理学 生理学 天文学崇敬阿基米德 倡导实验作风思想大多记录在其笔记本上 未公布 自然界的不可思议的翻译者是经验 经验绝不会欺骗人 只是人们的解释往往欺骗自己 我们在种种场合和种种情况下谈论经验 由此才能够引出一般的规律 自然界始于原因 终于经验 我们必须反其道而行之 即人必须从实验开始 以实验探究其原因 达 芬奇 一 近代自然科学产生的历史背景 1 文艺复兴2 宗教改革3 地理大发现4 资本主义生产方式 2 宗教改革 1517年 德国符腾堡大学教授马丁 路德 1483 1546 在符腾堡教堂的门上贴出 九十五条论纲 对教廷的免罪符提出异议 宗教改革开始 宗教改革使教会放松了对教义的控制 个人可以自由地根据圣经作出自己的判断 一 近代自然科学产生的历史背景 1 文艺复兴2 宗教改革3 地理大发现4 资本主义生产方式 3 地理大发现 日益发达的贸易活动 对东西方的航线的迫切要求 东西方往来要经过阿拉伯世界 阿拉伯商人垄断了欧洲与东方的贸易 1487年 葡萄牙人迪亚士 1450 1500 为了开辟到达印度的新航道 经非洲西海岸向南航行到达非洲最南端 哥伦布 1451 1506 1492年8月3日 意大利人哥伦布率领三只帆船 88名水手 从西班牙出发 向西寻找通往印度的航道 11月12日 到达巴哈马群岛 以为到达印度 其后三次到达美洲 至死都认为自己到的是亚洲 后经意大利航海家亚美利哥确认 这是一块新大陆 达 伽马 1460 1524 1497年 葡萄牙人达 伽马 1460 1524 绕过好望角 到达印度 1499年返回葡萄牙 出发时的170人只剩下55人 此行获纯利达航行费用的60倍 打破了阿拉伯对贸易的垄断 为葡萄牙夺取了东西方贸易的控制权 麦哲伦 1480 1521 1519年9月20日 葡萄牙人麦哲伦率5艘船 260人 从西班牙出发 开始环球航行 1522年9月6日 其中一艘船完成环球之旅 返回西班牙 仅生还18人 麦哲伦本人死于途中 航海探险的意义 加深了人们对地球的认识推动了科学发展开阔了欧洲人眼界展示了开拓进取精神 一 近代自然科学产生的历史背景 1 文艺复兴2 宗教改革3 地理大发现4 资本主义生产方式 近代科学发展与科学自然观 一 近代自然科学产生的历史背景二 天文学革命 自然科学的独立宣言三 经典力学体系的形成 机械自然观的科学基础四 生理学 血液循环理论五 数学的发展六 化学革命七 第一次技术革命与产业革命八 机械自然观 二 天文学革命 哥白尼 开启天文学革命序幕第谷 天才的观测家开普勒 天空立法者伽利略 望远镜的支持 哥白尼 开启天文学革命序幕 哥白尼 1473 1543 出生于波兰 1495年 留学意大利 学习神学和天文学 1506年回到故乡 边任教士 边从事天文学研究 1506 1512年 写出了 天体运行论 初稿 1543年5月24日 哥白尼处于弥留之际 天体运行论 出版 天体运行论 标志着科学的太阳中心说的形成 太阳中心说的基本观点 哥白尼太阳中心说的重大意义对哥白尼的体系的责难 第谷 天才的观测家 第谷 1546 1601 出生于丹麦一个贵族家庭 1572年 发表著作 论新星 丹麦国王专门拨巨款为他在维文岛上修建了一个天文台 这是近代第一个真正的天文台 于1580年落成 第谷对天象观测和记录达到了那个时代的最高水平 他的天象记录 几乎包罗了望远镜发明之前肉眼所能观测到的全部 不同意哥白尼的日心说第谷自己的宇宙体系发现开普勒并邀请其作助手 开普勒 天空立法者 开普勒 1571 1630 生于德国 毕业于哥廷根大学 狂热的毕达哥拉斯主义者1596年发表 宇宙的奥秘 一书 该书引起第谷的注意1601年接替第谷的工作 1609年 出版 新天文学 一书 书中阐述了行星运动的第一 第二定律 1619年 出版 宇宙的和谐 一书 阐明了行星运行的第三定律 1627年出版 鲁道夫星表 爱因斯坦 开普勒的惊人成就 是证明下面这条真理的一个特别美妙的例子 这条真理是 知识不能单从经验中得出 而只能从理智的发明同观察到的事实两者的比较中得到 伽利略 望远镜的支持 伽利略 1564 1642 1564年2月15日出生于意大利的比萨1581年 进入比萨大学学习医学1589年 获得比萨大学数学教授职位 1592年 任帕多瓦大学数学教授 任教18年 1610年 获得托斯卡纳大公首席数学家和哲学家职位 在佛罗伦萨 直至1642年1月9日去世 伽利略制造的望远镜 现藏于佛罗伦萨博物馆 1608年 荷兰眼镜匠利帕希造出第一架望远镜1609年12月 伽利略造出望远镜利用望远镜 发现了月亮上的山脉和火山口 1610年1月 发现了木星的四颗卫星3月 发表 星界的报告 一书1612年 发现太阳黑子1616年宗教法庭警告伽利略1624年 乌尔班八世当上了教皇1630年完成 关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 对话 书中有三个人参与对话 萨尔维阿蒂是伽利略的代言人 辛普利丘是个亚里士多德派学者 沙格列陀是个理性的中立者 对话 于1632年3月出版 8月教会下令禁书并传讯伽利略 伽利略受审 1633年6月 被宗教法庭判处终身监禁1638年 其最伟大著作 关于两种新科学的讨论 在荷兰出版1642年1月9日 伽利略去世 同年牛顿出生1992年罗马教廷为伽利略平反 近代科学发展与科学自然观 一 近代自然科学产生的历史背景二 天文学革命 自然科学的独立宣言三 经典力学体系的形成 机械自然观的科学基础四 生理学 血液循环理论五 数学的发展六 化学革命七 第一次技术革命与产业革命八 机械自然观 三 经典力学体系的形成 机械自然观的科学基础 伽利略对经典力学的贡献牛顿对经典力学的综合 伽利略对经典力学的贡献 研究运动从何着手相对性原理自由落体定律对运动的定量描述 惯性定律 抛物体运动与运动迭加原理 创造并示范了新的科学实验与数学演绎相结合的方法 奠定了近代物理学发展的基础 爱因斯坦 伽利略的发现以及他所应用的科学推理方法 是人类思想史上最伟大的成就之一 标志着物理学的开端 伽利略 哲学被写在宇宙这部永远在我们眼前打开着的大书上 我指的是宇宙 我们只有学会并熟悉它的书写语言和符号以后 才能读懂这本书 它是用数学语言写成的 字母是三角形 圆以及其他几何图形 没有这些 人类连一个字也读不懂 伽利略对经典力学的贡献牛顿对经典力学的综合 牛顿对经典力学的综合 牛顿 1642 1727 出生于英国林肯郡一小农庄主家庭1661年进入剑桥大学三一学院学习1665年获得学士学位 1665年6月到1667年3月 伦敦瘟疫大流行 牛顿回到家乡1667年 牛顿回到剑桥 当选为三一学院的研究员1669年 牛顿接替巴罗成为剑桥大学卢卡斯数学教授 牛顿的反射式望远镜 1671年 牛顿向皇家学会提交了他的反射式望远镜 后被选为会员 原理 的发表 1684年8月 哈雷去剑桥造访牛顿11月 写出 论运动 1686年 完成 自然哲学的数学原理 简称 原理 原理 的内容 导论部分包括定义 注释和运动的基本定理或定律第一篇是运用前面确立的基本定律研究引力问题第二篇讨论了物体在介质中的运动规律第三篇是牛顿力学规律在天文学中的具体应用 原理 的意义 科学思想的基础科学之外的影响理性时代的开始 伟大的牛顿 大自然和它的规律 隐匿在黑暗中 上帝说 让牛顿去吧 一切便都分明 普柏 1689年 当选国会议员1695年 被任命为造币厂督办 后为厂长1703年 当选皇家学会主席1704年 发表 光学 1705年 被册封为爵士1727年 去世 安葬于威斯敏斯特教堂 近代科学发展与科学自然观 一 近代自然科学产生的历史背景二 天文学革命 自然科学的独立宣言三 经典力学体系的形成 机械自然观的科学基础四 生理学 血液循环理论五 数学的发展六 化学革命七 第一次技术革命与产业革命八 机械自然观 四 生理学 血液循环理论 维萨留斯 1514 1564 1543年 出版 人体结构 塞尔维特 1511 1553 生于西班牙发现血液的肺循环 小循环 被新教领袖加尔文烧死 哈维 1578 1657 生于英国绅士家庭1593年 入剑桥大学学习医学1597年获得医学学士学位后留学意大利帕多瓦大学 1602年获得医学博士学位后回国 在伦敦定居开业行医 1628年 出版 动物的心血运动及解剖学研究 阐明了他的血液循环理论1657年6月3日去世 遗产全部捐赠给皇家医学院血液循环理论的完善 近代科学发展与科学自然观 一 近代自然科学产生的历史背景二 天文学革命 自然科学的独立宣言三 经典力学体系的形成 机械自然观的科学基础四 生理学 血液循环理论五 数学的发展六 化学革命七 第一次技术革命与产业革命八 机械自然观 五 数学的发展 解析几何的创立微积分的创立 解析几何的创立 笛卡尔 1596 1650 1634年 写出 论世界 1637年 出版 方法论 1650年在斯德哥尔摩去世 微积分的创立 牛顿的贡献莱布尼兹的贡献莱布尼兹 1646 1716 德国科学家 哲学家 近代科学发展与科学自然观 一 近代自然科学产生的历史背景二 天文学革命 自然科学的独立宣言三 经典力学体系的形成 机械自然观的科学基础四 生理学 血液循环理论五 数学的发展六 化学革命七 第一次技术革命与产业革命八 机械自然观 六 化学革命 燃素说拉瓦锡的化学革命 氧化燃烧理论 燃素说 1669年 德国化学家贝歇尔提出三种土元素之分 玻璃状土 油状土 流质土斯塔尔提出系统的燃素说燃素说的意义燃素说困难 拉瓦锡的化学革命 氧化燃烧理论 拉瓦锡 1743 1794 出生于法国巴黎一富裕家庭1768年被选为法国科学院院士确立化学中定量测量的基本方法 1774年 加热锡和铅的实验普利斯特列的拜访1778年拉瓦锡宣告空气由两种气体组成 其中一种气体能维持燃烧 而另一种不能 1779年他将前者称为 氧 希腊语是 产生酸 的意思 后者为 硝 1790年夏普塔尔改为氮 即现用名1783年 命名氢为化学确立一种固定的语言1789年出版 化学纲要 共和国不需要科学家 近代科学发展与科学自然观 一 近代自然科学产生的历史背景二 天文学革命 自然科学的独立宣言三 经典力学体系的形成 机械自然观的科学基础四 生理学 血液循环理论五 数学的发展六 化学革命七 第一次技术革命与产业革命八 机械自然观 七 第一次技术革命与产业革命 1 工具机变革2 蒸气机的发明和应用3 第一次技术革命和产业革命的意义 工具机变革 1733年 凯伊发明飞梭1765年 哈格里夫斯发明了手摇纺纱机 珍妮纺车 1769年 阿尔克莱特发明了水力纺纱机1779年 克隆普顿发明 骡机 1785年 卡德莱特发明了自动织布机 蒸气机的发明和应用 1690年 法国工程师巴本制成第一台活塞式蒸气机1698年 英国工程师塞维利发明蒸气泵1705年 英国工程师纽可门造出第一台实用蒸气机 瓦特 1736 1819 对蒸气机的改进和发明 近代科学发展与科学自然观 一 近代自然科学产生的历史背景二 天文学革命 自然科学的独立宣言三 经典力学体系的形成 机械自然观的科学基础四 生理学 血液循环理论五 数学的发展六 化学革命七 第一次技术革命与产业革命八 机械自然观 八 机械自然观 基本内容贡献局限性 牛顿理论对自然观的影响 1 惯性思想2 机械运动3 量变4 绝对时空 1 机器的自然图景2 严格的机械决定论