能源科技史概论.第2课.蒸汽时代

第二讲蒸汽时代的能源科技,一、文艺复兴二、文艺复兴时期的人物和事件三、培根与笛卡儿的科学方法论四、牛顿的成就及其对能源科学发展的影响五、近代能源技术与第一次工业革命,第二讲近代西方的科学与技术,文艺复兴的前夜中世纪（MiddleAges；395AC1500AC）由西罗马帝国灭亡开始计算，直到文艺复兴之后为止。西方世界继承了希腊的学术遗产，建立了以亚里士多德阿奎那思想体系为基础的学术传统。但是，日益发展的资本主义生产方式解放了生产力，开阔了欧洲人的视野。希腊学术特别是柏拉图主义的进一步发展，为欧洲人提供了开辟一门新的科学传统的机会。,第二讲近代西方的科学与技术,文艺复兴的前夜中世纪（MiddleAges395AC1500AC）在16和17世纪，先进的欧洲学者们抓住了这一机会，创造了改变整个人类历史进程和人类生活的近代科学。近代自然科学，和整个近代史一样，是从这样一个发生伟大变革的时代算起的。恩格斯说:“这个时代，德国人由于所遭遇的民族不幸称之为宗教改革，法国人称之为文艺复兴，而意大利人称之为五百年代（即16世纪）。但这些名称没有一个能把这个时代充分的表达出来。,第二讲近代西方的科学与技术,文艺复兴的前夜中世纪（MiddleAges395AC1500AC）这是从15世纪下半叶开始的时代。拜占庭灭亡时抢救出来的手抄本，罗马废墟中发掘出来的古代雕像，在惊讶的西方面前展示了一个新世界希腊的古代；在他的光辉的形象面前，中世纪的幽灵消逝了；意大利出现了前所未有的艺术繁荣，这种艺术好像是古典古代的反照，以后就再也不曾达到了。旧的世界的界限被打破了；只是在这个时候才真正发现了地球，教会的精神独裁被摧毁了”这就是近代科学诞生的历史背景。,第二讲近代西方的科学与技术,一、文艺复兴“文艺复兴”（Renaissance，源于意大利语Rinascimento)这个词在1855年为法国历史学家Michelet首次提出，用以概括16世纪时“对世界与人类的探索”。,第二讲近代西方的科学与技术,文艺复兴是14世纪在意大利的热那亚、威尼斯、米兰和佛罗伦萨等地兴起，16世纪在欧洲的法国、荷兰、英国盛行的一个思想文化运动，带来一段科学与艺术革命时期，揭开了现代欧洲历史的序幕，被认为是中古时代和近代的分界。是封建主义时代和资本主义时代的分界。这一运动因为是以复兴古典学术和艺术为口号，故称之为文艺复兴运动。,热那亚威尼斯米兰佛罗伦萨,第二讲近代西方的科学与技术,1453年东罗马帝国灭亡至17世纪资产阶级革命成功的这段时期。16世纪人们认为，文艺在希腊、罗马古典时期曾高度繁荣，但在中世纪“黑暗时代”却衰败湮灭，直到14世纪以后才获得“再生”与“复兴”，文艺复兴名义上是为了恢复古典的文学艺术，实际上是当时新兴资产阶级借此名义来发展科学技术，要求在思想上摆脱封建主义束缚，要求关心人，尊重人，一切以人为中心，给人以个性自由和人身自由，强烈反对以神为中心的封建教义。,第二讲近代西方的科学与技术,文艺复兴不只是一场复兴古典文化的运动，更是一场新时代的启蒙运动。早期的文艺复兴主要表现在文学和美术领域：,但丁（1265-1321）神曲（用了14年写成）达芬奇米开朗其罗三杰拉斐尔,第二讲近代西方的科学与技术,达芬奇（14521519）作品,最后的晚餐1495-1498现藏米兰圣玛利亚德尔格契修道院TheLastSupper,蒙娜丽莎15031506现藏法国卢浮宫,第二讲近代西方的科学与技术,米开朗其罗（14751564）作品,大卫现藏于罗马西斯廷小教堂,创世纪现藏于罗马西斯廷小教堂,第二讲近代西方的科学与技术,拉斐尔（1483-1520）的作品,拉斐尔自画像,雅典学园1509-1510现藏于梵蒂冈博物馆,第二讲近代西方的科学与技术,波提切利（1444-1510）维纳斯的诞生1432藏于佛罗伦萨乌斐齐美术馆,第二讲近代西方的科学与技术,意大利作为这个时代的文化和科学中心当之无愧，我们从印刷术传入欧洲后的1470年到1500年出版的书籍量比较，可以看出其中的一些端倪。,第二讲近代西方的科学与技术,二、文艺复兴时期的人物和事件1.达芬奇（14521519）2.哥伦布（14511506）和麦哲伦（14801521）3.哥白尼（1473-1543）4.伽利略（1564-1642）5.维萨留斯（15141564年）,第二讲近代西方的科学与技术,马可波罗游记（1299年）欧洲第一条去东方航道的开辟(1498年）哥伦布发现新大陆（1493年）麦哲伦首次完成环球航行（1522年）第一次科学革命(1543-1687)第一次技术革命科学中心转移,第二讲近代西方的科学与技术,二、文艺复兴时期的人物和事件1.达芬奇（14521519）,英国科学史家丹皮尔评论说：“如果我们要在古今人物中选择一位代表文艺复兴的真精神的话，我们一定会选出列奥纳多达芬奇这位巨人。”伟大的科学家、天才的技术发明家和艺术大师，杰出的哲学家。,第二讲近代西方的科学与技术,1.达芬奇（daVinci，Leonardo14521519）达芬奇在天文、物理、解剖学、建筑、水利工程、军事、地质、数学等方面都表现出了异乎寻常的才能。天文：达芬奇对传统的“地心说”持否定的观点。这些观点的提出早于哥白尼“太阳中心说”。物理：达芬奇重新发现了液体压力的概念，提出了连通器原理。医学：达芬奇在解剖学和生理学上也取得了巨大的成就，被认为是近代生理解剖学的始祖。,第二讲近代西方的科学与技术,达芬奇（daVinci，Leonardo14521519）建筑：达芬奇设计过桥梁、教堂、圆屋顶建筑和城市下水道。米兰的护城河就是他设计和建造的。水利工程：达芬奇为了排除泥沙，他作了疏通亚诺河的施工计划。设计并主持修建了米兰至帕维亚的运河灌溉工程。军事和机械：达芬奇发明了飞行机械、直升飞机、降落伞、机关枪、手榴弹、坦克车、潜水艇、双层船壳战舰、起重机等。,第二讲近代西方的科学与技术,达芬奇画的人体结构图,地质学：达芬奇根据高山上有海中动物化石的事实推断出地壳有过变动，指出地球上洪水的痕迹是海陆变迁的证明，这个思想与300年后赫顿在地质学方面的发现颇为近似。并且在麦哲伦环球航行之前，他就计算出地球的直径为7000余英里。,第二讲近代西方的科学与技术,1.达芬奇（daVinci，Leonardo14521519）达芬奇认为，真正的科学，只能从观察实验开始，并运用数学推理，以达到更大确实性。他说，在研究一个科学问题时：首先我安排几种实验，因为我的目的是根据经验来决定问题；然后指出为什么物体在什么原因下才会有这样的效应，这是研究自然现象所必须遵循的方法。,第二讲近代西方的科学与技术,达芬奇（daVinci，Leonardo14521519）在达芬奇看来，对自然界的观察与实验，是科学的独一无二的真方法。古代著作家的知识，作为研究的起点是有益的，但绝不可作为最后的定论，我们必须善于在各种各样的情况和环境下向经验请教，并从中引出它们所包含的普遍规律。达芬奇还认为“理智是实验的女儿”，他比较彻底地摆脱了神学的束缚，把实验作为科学之母。,第二讲近代西方的科学与技术,达芬奇（daVinci，Leonardo14521519）达芬奇所以能取得如此大的成就：首先在于他有强烈的革旧创新的科学思想。他公开反对教会特权，指责教会是“贩卖欺骗的店铺”，批评经院哲学脱离现实生活，盲目崇拜权威。其次在科学方法上，倡导观察实验的方法、解剖方法，重视艺术实践。最后是因为他的天才和勤奋。,第二讲近代西方的科学与技术,2欧洲第一条去东方航道的开辟在欧洲人的历史上，那些探险伟大航程的勇敢的水手是英雄人物。迪亚士1488年发现好望角（南非）；哥伦布1493年发现新大陆（美洲）；麦哲伦1519年进行环球航行。,迪亚士约14501500,哥伦布(145l-1506),麦哲伦（1480-1521）,第二讲近代西方的科学与技术,2欧洲第一条去东方航道的开辟,很长时间以来，欧洲人对周围世界的了解十分有限：对北非和亚洲近东比较熟悉一些，对遥远的中国印象模糊，而对美洲则一无所知。1271年，威尼斯出生的马可波罗（1254-1323）跟着父亲和叔叔沿陆路旅,行，花了4年时间，游历了大半个中国，亲眼目睹了中华帝国的高度发达的文明现象，并写下了著名的马可波罗游记（1299年）。,第二讲近代西方的科学与技术,日益发达的商业贸易活动，对东西方的航线有极为迫切的要求。当时东西方的往来要经过阿拉伯世界，阿拉伯商人基本垄断了欧洲与东方的贸易。但马可波罗所描绘的东方的财富，对于狂热寻找黄金的欧洲商人太有诱惑了。他们迫切要求寻找东方的新航线。（1）迪亚斯（14501500）最初寻找直通印度航路的是葡萄牙人。1487年葡萄牙航海家巴托罗缪迪亚斯（BartolomeuDias，14501500）绕过“好望角”进入印度洋。,第二讲近代西方的科学与技术,（2）华斯哥达加马1497年率领由四艘船、170名水手组成的船队，从里斯本出发，航行至非洲东海岸的桑给巴尔岛.他又从那里带了一名阿拉伯引水员，穿过印度洋,于1498年5月20日抵达印度南部最著名的商业中心卡里卡特，从而开辟了一条自欧洲绕经非洲通往亚洲印度的航道。,（Vaseodagama14601524）,第二讲近代西方的科学与技术,3哥伦布发现新大陆哥伦布（CristoforoColombo，14511506）意大利航海家，新大陆的发现人。生于一个寄居意大利热那亚的西班牙犹太织布工家庭，少年时就喜欢航海。马可波罗游记,使他对东方的富足产生了无比的向往。,第二讲近代西方的科学与技术,3哥伦布发现新大陆1492年8月3日，在西班牙国王和王后伊莎贝拉资助下，哥伦布率120人乘坐三艘大船由巴罗士港起航。11月12日在哥伦布认为是印度群岛的一个小岛（巴哈马群岛的瓜纳哈尼岛）上登陆，在新大陆探索了一些地区后，于1493年初返航，带回了许多黄金、棉花、珍奇的鸟兽以及两名印第安人。,第二讲近代西方的科学与技术,哥伦布在瓜纳哈尼岛登陆1492,3哥伦布发现新大陆回到西班牙后，受到国王和王后的隆重欢迎。1493年9月25日，哥伦布又率领一支由17艘船和150人组成的大型远征队出航，还得到教皇的明确许诺，他可以替西班牙国王占领那些新发现的土地。,第二讲近代西方的科学与技术,哥伦布死后，葬于现在的多米尼加共和国，但他到死也不知自己已经发现了一块新大陆，相反始终相信自己航行到了亚洲。,第二讲近代西方的科学与技术,4麦哲伦首次完成环球航行,葡萄牙海员麦哲伦（FerdinandMagellan，14801521）受雇于西班牙国王，率领265名水手组成远征队，分乘五艘船只，于1519年8月10日出发，渡过大西洋，航行到美洲南部，穿过黑暗和危险的,“麦哲伦海峡”，进入一片平静的大洋，麦哲伦称之为“太平洋”（PacificOcean）。,第二讲近代西方的科学与技术,4麦哲伦首次完成环球航行,这是人类历史上第一次绕地球航行一周的壮举，在人类科学史上具有划时代的意义：它第一次证明了大地球形假说的正确性。,第二讲近代西方的科学与技术,5第一次科学革命,哥白尼天体运行论1543AC,托勒密天文学大成140AC,布鲁诺1600AC,开普勒行星三定律1609AC1619AC,伽利略两大世界体系的对话1632AC,牛顿1687AC,科学革命的完成,第二讲近代西方的科学与技术,托勒密代表作天文学大成梗概天文学大成共13卷。1-2卷记述了基本的观测事实和数学基础，论证地球居于宇宙的中心，静止不动，太阳、月亮和其他,天体都围绕着地球转动。第3卷讨论太阳的运动和年的长度。第4卷论述了月球的运动和各种周期。第5卷除继续论述第4卷的内容外，还讨论了太阳和月球的距离，并介绍如何制作星盘。第6卷讨论日食和月食的计算。第7卷和第8卷主要讨论恒星和岁差，从第9卷到第13卷，详细讨论了五大行星的运动和第1卷中概述的地心体系。,第二讲近代西方的科学与技术,托勒密代表作天文学大成意义天文学大成以古希腊文完成于公元140年前后，确立了宇宙地心体系，又称“托,勒密体系”。是有关天文知识的百科全书。是天文学研究者必读科目。,第二讲近代西方的科学与技术,5第一次科学革命哥白尼创立“日心说”取代托勒密的“地心说”,背景：15世纪末以“地心说”为基础的宇宙观面临解体。历法不合时代的要求；托勒密的“对点”被认为是“不符合自然”的复杂结构。,根据托勒密提出的月球轨道学说，在一个月中，从外观看，月亮的大小会发生显著的变化，而事实上并非如此。,托勒密,第二讲近代西方的科学与技术,5近代天文学革命托勒密关于行星轨道的详细论述也自相矛盾，这种认为每颗行星在轨道上运行的周期与太阳公转周期有关的说法也存在着问题。,尼古拉哥白尼（NicholasCopernicus,14731543）是一位德国血统的波兰天文学家和数学家。父亲是波兰人，母亲是德国人。1491年进入波兰格拉科夫大学，喜欢上天文学，学会了用仪器观测天象。,哥白尼,第二讲近代西方的科学与技术,哥白尼（NicholasCopernicus）,这是波兰首都华沙街头的哥白尼雕像,1496年（23岁）到文艺复兴发源地意大利留学，受到他的老师、天文学家诺瓦拉（14541504）的影响，研究了托勒密的地心说，并接触了古希腊的日心说，从中受到启发，逐渐形成了日心说的思想。1505年回到波兰任牧师，业余研究天文学。白天布道，晚上当科学家。,第二讲近代西方的科学与技术,1516年开始撰写天体运行论（DeRevolutionibusorbiumcoelestium），1525年写成，因担心宗教迫害迟迟没有发表。在朋友的支持下，1543年5月24日正式出版了6卷本的天体运行论,这时已双目失明。当这部巨著,印好并送到弗隆堡时，久病的哥白尼已危在旦夕。御医梭尔法把书放到被子上，并把哥白尼的手放到书上，哥白尼用他的无力的手痉挛地抓住书本。哥白尼已到弥留的时刻，一小时以后他就与世长辞了。,第二讲近代西方的科学与技术,哥白尼主要观点(1)地球是一个普通的行星，既有绕自转轴的自转，又有和其他行星一起绕中心体的旋转；(2)太阳处在宇宙的中心，它照亮整个宇宙，并驾驭着周围的行星；,(3)天体的视运动中包含着地球运动的因素，因为我们站在运动着的地球上观测天象，就像我们站在行驶的船上观测岸上的事物一样。,第二讲近代西方的科学与技术,哥白尼的宇宙体系（1）恒星组成的天球是不动的，它是宇宙的间架，别的一切行星的位置与运动都是相对它而言的。（2）在运动的天体中，最远的是土星，,30年绕中心1周；依次是木星，12年1周；火星，2年1周；、地球被移到原来太阳的轨道上，居第4位，1年转动1周；第5是金星，9个月1周；水星占第6位，88天1周。,第二讲近代西方的科学与技术,哥白尼还合理地把行星分为两类：在地球轨道以内的和在地球轨道以外的。在托勒密地心说理论里，行星的排列次序是任意性的，而哥白尼则确定了行星的排列顺序。,太阳水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星,第二讲近代西方的科学与技术,哥白尼的“日心说”的发表是近代科学史上的一件大事它标志着科学革命取得了决定性胜利；它颠倒了1000多年来占统治地位的宇宙观，为人类描绘了一幅关于太阳系的科学图景；它为近代天文学奠定了坚实的基础。哥白尼把行星运动的坐标参照系由地球移到恒星上去，从而引起了天文学、物理学和数学的一场革命。它不但摧毁了经院哲学的托勒密学说，而且极大地影响了人们的思想和信仰。,第二讲近代西方的科学与技术,哥白尼日心说的支持者布鲁诺布鲁诺1548年1月出生在意大利那不勒斯附近的洛拉镇一个贫困的家庭。17岁进修道院，他全凭顽强的自学，成为当时一名知识渊博的学者。受到当时文艺复兴思想的影响，他对基督教中世纪的一切传统均持怀疑,态度。布鲁诺极力倡导思想自由，宣扬无神论。一接触到哥白尼的学说，他马上燃烧起火一般的热情。哥白尼学说中的革命精神强烈地感染了他，宣扬日心说以及进一步宣扬宇宙无限的思想成了他终身的事业。,第二讲近代西方的科学与技术,哥白尼日心说的支持者布鲁诺大胆的思想、强烈的叛逆精神加上复有鼓动性的演讲才华，使教会感到异常害怕和愤怒。1576年，28岁的布鲁诺逃出了修道院，开始了长期的流亡生活。1583年，布鲁诺来到伦敦，在这里度过了两年多比较安静的时期，他的哲学著作论原因、本原和太一以及论无限的宇宙和多世界就是在伦敦写成的。在这些著作中，布鲁诺发展了哥白尼的宇宙学说，提出了宇宙无限的思想。,第二讲近代西方的科学与技术,哥白尼日心说的支持者布鲁诺布鲁诺大胆地宣传哥白尼的“太阳中心说”，再加上他激进的思想使天主教会暴跳如雷。教会疯狂地围攻追捕和恫吓他，残酷的刑罚和折磨都没有使他屈服。1600年，教会在罗马的百花广场判布鲁诺火刑，活活被烧死。,布鲁诺墓碑,罗马百花广场上布鲁诺的铜像,第二讲近代西方的科学与技术,6.近代实验科学的奠基者伽利略（1564-1642）,伽利略(GalileoGalilei)是意大利天文学家、物理学家。1609年，伽利略听说一位荷兰人发明了一种能把远处物体放大的镜子，他立即根据光的折射原理设计制造出世界上第一架天文望远镜进行天文观测，于是一系列,天文新发现接踵而来。伽利略用自制的这架望远镜观察天空，发现了：月球山太阳黑子,第二讲近代西方的科学与技术,首先伽利略在观察月球时发现,月球的表面布满了斑点，这说明月球上有崎岖的山脉和荒凉的山谷；,伽利略手绘的月面草图,伽利略于1609年制作的望远镜,第二讲近代西方的科学与技术,6.近代实验科学的奠基者伽利略贡献,力学方面：确立了自由落体定律。天文学方面：利用望远镜观察，用实验证实了哥白尼的“地动说”。哲学思想：用实验认识自然规律,认为经验是理论知识的源泉。,天文学家、物理学家、力学家和哲学家，也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”。,第二讲近代西方的科学与技术,6.近代实验科学的奠基者伽利略贡献1632年伽利略出版了两大世界体系的对话，引来教会的迫害。1615年和1633年两次教会传讯。被裁判所判处终身监禁。1979年平反。,第二讲近代西方的科学与技术,关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话内容梗概以自然科学的新成就为依据，批判了亚里士多德、托勒密的地球中心说和唯心主义世界观。论述和发展了哥白尼的日心说。全书由4天的对话构成。对话中有3个人在讨论新旧天文学的优与劣。,3人中，有两个是意见对立的专家萨尔维阿蒂（伽利略,第二讲近代西方的科学与技术,关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话内容梗概的代言人）和辛普利丘（亚里士多德派），第3个人是无偏见的沙格列陀。两位专家在辩论时总是极力争取沙格列陀的支持，这样一问一答，伽利略可以不对那些被禁的观点承担责任。近代科学探索的真正灵魂，在伽利略的对话里首次得到了最清楚,的表述。以观察和实验为基础，把科学从哲学和神学里解放出来，由此伽利略被誉为“近代科学之父”。,第二讲近代西方的科学与技术,伽利略对近代科学的贡献表现在三个方面：（1）创立了实验和数学相结合的科学研究方法，这对近代科学的产生和发展有着重要意义；（2）在天文学方面，他的工作对哥白尼学说的确立和发展起了关键的作用；（3）在经典力学的创立方面，他做了先导的基础性的工作。,意大利比萨市,广场上伽利略的雕像,第二讲近代西方的科学与技术,伽利略对钟摆的研究伽利略通过观察教堂吊灯的摆动，发现了摆的等时性，并用此原理制造了一架脉搏仪。他发现，若摆的长度相同，尽管摆锤重量不同，摆的速度仍相同，即摆动的速度同摆的重量无关。,第二讲近代西方的科学与技术,伽利略对自由落体的研究伽利略用实验证明：在真空中一切物体均以同一速度自由下落。伽利略的学生维安尼在1654年出版的伽利略传一书中曾记述伽利略在意大利比萨斜塔上作过落,体实验，他让一只1磅和10磅重的铅球同时从塔顶落下，结果同时到达地面。伽利略是否真实在比萨斜塔上作过这个实验，已经无从考据，我们仅仅把它权当作科学童话罢了。,第二讲近代西方的科学与技术,伽利略对自由落体的研究大约在1609年，伽利略让一个小铜球在一个光滑的木板制的斜面槽中滚动，他发现，小球以匀加速运动沿斜面滚下，由此得出了自由落体定律。伽利略发现了惯性定律通过斜面实验，证明了物体不仅保持其静止状态不变的特性，而且还有保持其匀速直线运动状态不变的特性。这些推论实际上已包含了牛顿第一定律和牛顿第二定律的基本内容。但伽利略没有将这些结论总结概括成为普遍的自然规律。,第二讲近代西方的科学与技术,伽利略还发现了抛物体的运动规律伽利略通过实验并用数学证明一个平抛物体可分解为水平方向的匀速直线运动和垂直方向的在地球引力作用下的匀加速直线运动。这两种运动的合成就使物体作抛物线运动，这就是运动的叠加原理。例如物体从高处坠落，不会落到西面，这是物体在下落的同时还参与地球的自转运动，犹如一只船走动时从桅杆顶上抛下一颗石子，石子将会直落桅杆的脚下，而不会落在桅杆的后面。因为石子参与了船和船中各物体的总运动。,第二讲近代西方的科学与技术,伽利略的方法论思想伽利略认为：应该从自然界中而不是从书本中去寻找真理。科学的结论要经受实验的检验，经过实验证明的科学结论就是不以人的意志为转移的。伽利略认为：自然科学本质上是实验科学，而实验科学的出发点是感觉和经验。,第二讲近代西方的科学与技术,1979年11月10日，罗马教皇公开承认过去对伽利略的审判是不公正的。次年(1980年10月)，一个由杨振宁、丁肇中等著名科学家组成的委员会重新审理了“伽利略案件”，为伽利略平反昭雪。当开普勒行星运动定律和伽利略的力学相结合时，历史便产生了牛顿。2009年是“世界天文学年”，也是曾经遭受教廷残酷迫害的意大利天文学家、数学家和物理学家伽利略诞辰445周年，在世界科学家联合会(WFS)推动下，2009年2月15日，梵蒂冈教廷在罗马“天使圣玛利亚教堂”为伽利略举行弥撒庆典，这是伽利略逝世近400年来教廷首次与他“正式和解”。,第二讲近代西方的科学与技术,7.血液循环说提出者维萨里与哈维,西医之父古希腊的希波拉底,古罗马医师盖仑,解剖学的创始人维萨里（1514-1564）,血液循环理论的提出人哈维(1578-1657),第二讲近代西方的科学与技术,希波拉底(Hippocorates,约公元前460377),古希腊医生,西方医学的奠基人。著名的“希波拉底誓言”是西方医生必须恪守的格言。盖仑（ClaudiusGalen，129200），古罗马医师，将解剖学与生理学结合，为西医诊断学奠定了初步基础。盖仑认为，把心脏分为两半的中隔上，有人们肉眼看不见的小孔，血液穿流过这些小孔，从心脏右侧到心脏左侧，再流经肺部；血液在血管中缓慢地来回流动，开始向这一方向，接着又向相反方向，如此往复循环。,第二讲近代西方的科学与技术,维萨里（AndreasVesalius，1514-1564），比利时人，用尸体解剖的方法纠正了盖仑的错误，近代人体解剖学的创始人,与哥白尼齐名,是科学革命的两大代表人物之一。,代表作人体之构造,维萨里以大量、丰富的解剖实践资料，对人体的结构进行了精确的描述：人体的所有器官、骨骼、肌肉、血管和神经都是密切相互联系的，每一部分都是有活力的组织单位。,第二讲近代西方的科学与技术,哈维（WilliamHarvey，1578-1657)，大凡在科学史上有所发现、有所发明、有所创造的人，都是敢于向权威挑战的人。哥白尼敢于怀疑亚里士多德的理论，怀疑“地心说”，才创立了全新的“日心说”。到了17世纪初，哈维因为他的出色的心血系统的研究，使得他成为与哥白尼、伽利略、牛顿等人齐名的科学革命的巨匠。他的心血运动论一书也像天体运行论、关于托勒密和哥白尼两大体系的对话、自然哲学之数学原理等著作一样，成为科学革命时期以及整个科学史上极为重要的文献。,哈维的代表作心血运动论,第二讲近代西方的科学与技术,三、培根与笛卡儿的科学方法论四、牛顿的成就及其对科学发展的影响,第二讲近代西方的科学与技术,三、培根与笛卡儿的科学方法论1弗兰西斯培根近代归纳法创始人,论说随笔文集（1597）学术的进步（1605）论古人的智慧（1609）新工具（1620）新大西岛（1623）,知识就是力量,第二讲近代西方的科学与技术,弗兰西斯培根生平1561年1月22日生于伦敦官宦人家12岁（1573）入剑桥大学三一学院15岁（1576）作为英国驻法大使的随从2年18岁（1579）父逝世,21岁（1582）取得律师资格23岁（1584）当选国会议员36岁（1597）处女作论说随笔文集39岁（1602）受封为爵士41岁（1604）任国王詹姆士顾问42岁（1605）论学术的进展出版。,第二讲近代西方的科学与技术,弗兰西斯培根生平46岁（1609年）论古人的智慧出版59岁（1620年）新工具出版60岁（1621年）被指控贪污而关进伦敦塔62岁（1623年）新大西岛出版,63岁（1624年）论说文集出版65岁（1626/4/9）观察给鸡肚内填塞冰雪防腐时因冷冻受风寒支气管炎复发去世。亨利沃登爵士为培根题写了墓志铭：圣奥尔本斯子爵如用更煊赫的头衔应称之为“科学之光”、“法律之舌”。,第二讲近代西方的科学与技术,弗兰西斯培根（FrancisBacon，15611626）,英国哲学家和科学家，被马克思称为“英国唯物主义和整个现代实验科学的真正始祖”。培根是近代哲学史上首先提出经验论原则的哲学家。他重视感觉经验和归纳逻辑在,认识过程中的作用，开创了以经验为手段，研究感性自然的经验哲学的新时代，对近代科学的建立起了积极的推动作用，对人类哲学史、科学史都做出了重大的历史贡献。为此，罗素尊称培根为“给科学研究程序进行逻辑组织化的先驱”。,第二讲近代西方的科学与技术,弗兰西斯培根（FrancisBacon，15611626）培根努力把学者传统和工匠传统结合起来，以导致“经验与理性职能的真正合法的婚配”。他认为新科学方法只要大量搜集事实，提出假说，进行实验、归纳概括，就可以在事实的基础上建起科学理论的金字塔。这就是归纳法。培根是近代归纳法的创始人。培根认为当时科学落后的主要原因有二：其一是人们轻视实验，轻视经验，鄙视铁匠、陶工、染匠等职业；其二是学校教育是反科学的，学生只读作家的作品而反对一切标新立异的科学创见。,第二讲近代西方的科学与技术,三、培根与笛卡儿的科学方法论2.笛卡儿西方理性主义创始人,论世界（1634）方法论（折光学、气象学、几何学）（1637）形而上学的沉思（1641）哲学原理（1644）论心灵的感情（1649）,我思故我在,毕达哥拉斯、柏拉图、欧几里德理性思维的影响,第二讲近代西方的科学与技术,笛卡儿生平1596年3月31日笛卡尔生于法国土伦贵族家庭8岁（1604）入拉弗莱神耶稣会学校16岁（1612)入普瓦捷大学读法学，20岁获博士学位,32岁（1628）移居荷兰并写出指导哲学之原则38岁（1634）论世界面世41岁（1637/6/8）匿名在荷兰莱顿出版方法论45岁（1641）形而上学的沉思出版48岁（1644）哲学原理出版53岁（1649）应瑞典女王之邀任哲学教师,第二讲近代西方的科学与技术,笛卡儿生平54岁（1650年2月）因肺炎去世哲学方面:反对经院哲学和神学，提出怀疑一切的“系统怀疑的方法”。他的“我思故我在”强调不能怀疑以思维为其属性的独立的,精神实体的存在，所有物质的东西，都是为同一机械规律所支配的机器，甚至人体也是如此。同时他又认为，除了机械的世界外，还有一个精神世界存在，这种二元论的观点后来成了欧洲人的根本思想方法。,第二讲近代西方的科学与技术,笛卡儿（RenDescartes，15961650）,17世纪法国哲学家，科学家。西方近代哲学的奠基人之一，解析几何的创始人。黑格尔称他为“现代哲学之父”。笛卡儿的二元哲学思想,对任何事物都可怀疑，唯独对“我在怀疑”不能怀疑，这说明有一个怀疑的我(即心灵)独立存在。他更进一步指出了心灵与物质的相互差异：心灵能思维而不占空间；物质占空间而不思维；二者互不决定，互不派生。笛卡儿将物质与精神截然分开，将哲学划分为“形而上学”与“物理学”两部分。,第二讲近代西方的科学与技术,笛卡儿的方法论思想在古代演绎方法的基础上创立了一种以数学为基础的演绎法：以唯理论为根据，从自明的直观公理出发，运用数学的逻辑演绎，推出结论。这种方法和培根所提倡的实验归纳法结合起来,经过惠更,斯和牛顿等人的综合运用，成为物理学特别是理论物理学的重要方法。作为他的普遍方法的一个最成功的例子，是笛卡儿运用代数的方法的来解决几何问题，确立了坐标几何学即解析几何学的基础。笛卡儿的方法论中还有两点值得注意。第一，他善于运用直观“模型”来说明物理现象。例如利用“网球”模型说明光的折射；用盛水的玻璃球来模拟并成功地解释了虹霓现象等。,第二讲近代西方的科学与技术,笛卡儿的方法论思想第二，他提倡运用假设和假说的方法，如宇宙结构论中的旋涡说。此外他还提出“普遍怀疑”原则。这一原则在当时的历史条件下对于反对教会统治、反对崇尚权威、提倡理性、提倡科学起过很大作用。,在笛卡儿看来，世界上的一切都是值得怀疑的。我们头脑中的理论知识可靠吗？不可靠！我们的一切理论知识都来源于哪里？来源于我们老师！我们老师的知识又来源于哪里？来源于老师的老师！这样代代相传的知识难免会被搀杂了谬误。来源于我们经验的知识同样也不可靠，因为感觉经验本身就值得怀疑。同样面积的圆，在不同的背景下，我们会觉得它大小不一。,第二讲近代西方的科学与技术,笛卡儿的方法论思想靠演绎或推理得来的知识可靠吗？不可靠！因为无数人犯过错误。笛卡儿认为，世界上有一样东西是我们不能怀疑的那就是我在怀疑本身。,笛卡儿的科技史贡献用微粒子涡动理论说明太阳和行星的运动，发现了光折射基本定律；证明了宇宙永远保存着同量的运动，提出了运动守恒定律；研究了多种器官的构造和胚胎发育情况，首次提出了神经传导和反射机能理论；在总结前代科学家科学研究方法的基础上，创立了演绎法。在数学领域里，把“形与数”结合了起来。创造出了崭新的解析几何学，为微积分的创立奠定了基础。,第二讲近代西方的科学与技术,1649年，笛卡儿应邀去瑞典担任女王的教师。最后因肺炎病逝于斯德哥尔摩，享年54岁。,第二讲近代西方的科学与技术,笛卡尔派和牛顿派的争论,是科学史上规模最大、争论最久、意义最深远的争论之一。主要分歧：笛卡尔派主张以太说，认为物体在原则上可以无限分,割；牛顿派则主张微粒说，认为最小的微粒是不可分的。笛卡尔派认为虚空不空，提出“实空”的概念；牛顿派则把空间看作大容器，承认虚空的存在。,第二讲近代西方的科学与技术,笛卡尔派和牛顿派的争论,笛卡尔派主张漩涡理论；牛顿派主张引力理论。笛卡尔派认为一切运动都是相对的；牛顿派则认为一切物体的真正运动是绝对运动。,笛卡尔派认为运动的量是守恒的；牛顿则认为自然界的运动总处于衰减之中。在认识论、方法论方面，笛卡尔派强调理性和演绎作用；牛顿派则强调感性与归纳的作用。,第二讲近代西方的科学与技术,四、牛顿的成就及其对科学发展的影响,哥白尼伽利略牛顿爱因斯坦开普勒,牛顿画像（作于1702年，时年59）,第二讲近代西方的科学与技术,四、牛顿的成就及其对科学发展的影响1.牛顿的成就,最负盛名的数学家、科学家和哲学家。他在1687年7月5日发表的自然哲学的数学原理里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。他总共留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。,艾萨克牛顿（16421727）,第二讲近代西方的科学与技术,1.牛顿的成就牛顿一生的重要贡献是集16、17世纪科学先驱们成果的集大成，建立起一个完整的力学理论体系，把天地间万物的运动规律概括在一个严密的统一理论中。这是人类认识自然的历史中第一次理论的大综合。以牛顿命名的力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。这一成就，使以牛顿为代表的机械论的自然观，在整个自然科学领域中取得了长达200年的统治地位。,第二讲近代西方的科学与技术,如果我比别人看得远一点儿，那是因为我是站在巨人们的肩上。艾萨克牛顿（16421727）,1.牛顿的成就,第二讲近代西方的科学与技术,自然哲学的数学原理内容梗概（1687年）牛顿的代表作。力学经典著作。它的出版标志着经典力学的建立。全书共分为两部分，第一部分为：定理和注释、运动的基本定理或定律。这部分篇幅不大，却极为重要。他仿照欧几里德的方法，首先提出了定义和公理，为建立力学的逻辑体系提供前提。,第二部分是这些基本定律的应用，共包括3篇。在定义和注释中，牛顿提出了8个定义和4个注释。,第二讲近代西方的科学与技术,因牛顿设计而得名。此桥牛顿建造时没有用一根铁钉，后来有些剑桥学生把它拆了研究，结果再也无法稳定安装回去，现在的桥因此多了许多铁钉。,剑桥的“牛顿数学桥”,第二讲近代西方的科学与技术,2.牛顿的生平牛顿是这样评论自己：“我不知道世人怎样看待我，但我自认为我只不过是像一个在海边玩耍的孩童，不时为找到比常见的更光滑的石子或更美丽的贝壳而欣喜，而展现在我面前的是全然位被发现的浩瀚的真理海洋。”“如果我比别人看得远一点儿，那是因为我是站在巨人们的肩上。”,第二讲近代西方的科学与技术,2.牛顿的生平在牛顿去世之后的第4年（1731），他的亲友为他树立了一个纪念碑：“伊萨克牛顿爵士安葬在这里，他以近于超人的智力第一个证明了行星的运动和形状、彗星的轨道与海洋的潮汐。他孜孜不倦的研究光线的各种不同的屈折角，颜色所产生的种种性质。对于自然、考古和圣经是一个勤勉、敏锐而忠实的诠释者。他在他的哲学中确认上帝的庄严，并在他的举止中表现了福音的纯朴。让人类欢呼曾经存在过这样伟大的一位人类之光。”,第二讲近代西方的科学与技术,剑桥大学“三一学院”内的牛顿塑像,牛顿综合、归纳、总结和发展了开普勒的天体力学和伽利略的地上力学成就，为经典力学规定了一套基本概念（如质量、动量、力等），发现了物体运动三定律和万有引力定律，从而使经典力学成为一个完整的理论体系。,第二讲近代西方的科学与技术,6牛顿的科学思想及对科学发展的影响（2）牛顿的微粒说,牛顿把古代原子论和机械力学结合起来，提出了微粒说。牛顿认为所有的物体都由微粒构成。微粒的基本属性是广延性、坚硬性、不可,入性和惯性。为什么分散的微粒能够组成有一定稳定形状与体积的物体呢？这是原子论和微粒说所要解决的关键问题。,第二讲近代西方的科学与技术,（2）牛顿的微粒说,玻意耳曾设想微粒之间有小钩、齿轮，当微粒钩在一起或咬合在一起时，就形成了一定的物体；牛顿则认为引力是微粒联系,的纽带。牛顿认为物质的构造是有层次的:第一级微粒组成第二级微粒。第二级微粒又组成第三级微粒等。最大的粒子决定物体的物理性质和化学性质，组成了我们可以感受到的物体。微粒越小彼此结合得越牢固。,第二讲近代西方的科学与技术,（2）牛顿的微粒说,牛顿的设想:第一级微粒是靠“内聚力”结合在一起，所以最牢固。这种内聚力不是一般的引力，大概是牛顿对强作用力的一种天才猜测吧。,（3）牛顿的神学观科学家+虔诚的教徒上帝是一个永恒、无限、绝对完美的主宰者，全智全能、无所不在，无所不知，无所不能。,第二讲近代西方的科学与技术,（3）牛顿的神学观科学家+虔诚的教徒我们不应当以任何游行物体作为上帝的代表来顶礼膜拜。上帝本身是不可以认识的。牛顿说，太阳系的构造是一个最完美的体系.为什么这一切都安排得如此巧妙？我的回答是，行星现有的运动不能单单出自于某一个自然原因，而是由一个全智的主宰的推动。上帝不仅存在，而且是精通力学、几何学的，是具有光学技巧、声学知识的。,第二讲近代西方的科学与技术,（4）牛顿的方法论思想牛顿把他的力学称为“推理力学”。又把他的力学称为“实验哲学”。推理力学和实验哲学这两种说法并存，表明牛顿实际上主张逻辑与实验、理性与经验的结合。,牛顿所说的推理主要指归纳，归纳是发现的逻辑，而演绎是解释的逻辑。归纳的认识过程是从现象到本质，从结果到原因，从物体到微粒，从运动到力，从特殊命题到普遍结论；演绎的认识过程是从本质到现象，从原因到结果，从微粒到物体，从力到运动，从普遍结论到特殊命题。,第二讲近代西方的科学与技术,（6）牛顿科学思想对后世的影响,安培之子用诗来赞美牛顿：“他来了，它揭示出最高的原则，永恒、朴实、唯一，就像上帝自身。万物都肃静下来，听他说道：吸引，这个词正是那造物的字音。,17世纪法国冶金学家雷伊提出了化学变化的机械学说，把化学归结为机械的混合。机械力学对生物学研究也很有很大影响。哈维把心脏比作水泵，把动脉和静脉看作机械系统。,第二讲近代西方的科学与技术,（6）牛顿科学思想对后世的影响,意大利的波列里认为动物是机械装置，如肺是鼓风箱，胃是研磨机。笛卡儿说生物是机器。拉美特利说人是机器。,普利高津各个学科都争先恐后地套用力学的概念和1917-2003方法，出现了普利高津所说的“力的扩张”。,五、近代能源技术与第一次工业革命,1.煤炭与蒸汽机技术2.能源科技开启工业革命时代3.近代能源与社会发展,三次工业革命背景条件比较,三次工业革命主要成就比较,三次工业革命特点比较,三次工业革命影响比较,三次工业革命对工业布局的影响,三次工业革命在生产力方面、社会关系方面和国际格局方面产生了哪些不同后果？,第一次工业革命蒸汽时代,第一次工业革命的起止时间：,18世纪下半叶到19世纪中期,棉纺织技术的创新,1、发明,1765年哈格里夫斯发明人力“珍妮机”,1771年阿克莱特发明水力纺纱机,1779年克隆普顿发明“骡机”,1785年卡