近代科学的诞生课件

第五章近代科学的诞生§4.1背景一欧洲学术复兴112-15世纪是西欧封建制度的全盛时期，农业发展生产力提高，为学术复兴创造了前提。2阿拉伯著作的翻译，东方技术的引进是科技发展的基础。312-13世纪大学兴起。大学是随着工商业发展和自治城市的出现而出现的。如牛津大学建立于1167年，剑桥大学于1230年建立，巴黎大学是1180年建立等。412-13世纪的科学发展数学：意大利学者费婆那奇系统介绍了希腊、阿拉伯、印度的数学知识；在牛津大学展开冲力理论大讨论，否定了亚里士多德的理论；13世纪中期，发明眼镜光学理论向前推进；罗吉尔·培根（1214-1294）认为自然是用数学语言书写的，所以能提供真理，重视实验认为只有实验能给科学以确定性。2文艺复兴运动的过程从阿拉伯人那里带回先进的科学，中国人的四大发明，古希腊人的哲学和自然科学。人文主义：来自文艺复兴时期的人文学，指古典学术的研究和重视人类现实的新思潮。人文主义基本倾向是提倡人道反对神道，提倡人权反对君权，提倡个性解放反对宗教桎梏。意大利搜求古希腊罗马手稿著作成风。13世纪发现亚里士多德全集。3文艺复兴巨人：达·芬奇（1452-1519）画家、雕塑家、工程师、建筑师、物理学家、生物学家、哲学家，而且在每一学科里都登峰造极。1）达芬奇是从实用方面接近科学的；2）认为观察与实验是科学的独一无二的方法；3）预见到惯性原理：“凡是感官觉察到的东西都不能自己运动，每一物体在其运动方向上都有一重量”；知道落体的速度随时间而增加；4）认为天体是一架服从确定的自然法则的机器，自然是有规律的；5）他鄙视炼金术、占星术。三地理大发现1意大利航海家哥伦布（ChristopherColumbus）1492年到达美洲。2达·伽马1498年到达印度；3麦哲伦（Magellan）在1522绕地球一周，历时3年。四宗教改革中世纪欧洲天主教会是最有势力的封建主集团，是封建制度的国际政治中心，并垄断文化教育和意识形态。16世纪宗教改革：提出以信仰得救为核心和建立廉俭教会的理论。路德发表论文提出信仰得救，不必通过由教士主持的各种宗教仪式，建立廉俭教会和改革文化教育的主张，驱逐天主教会势力实现德意志独立。改革的结果在英国、荷兰、瑞士北欧诸国和德意志部分地区，成立不受罗马控制的新教。§4.2哥白尼革命一背景拖勒密的地球中心说体系，与亚里士多德天文学相一致，此体系的弱点是均轮与本轮的繁复性，受到常识和亚里士多德权威的支持；15-16世纪含有毕达哥拉斯成分的新柏拉图主义在意大利复活，他们倾向于把自然事物的行为解释成它们的数学结构的效果，文艺复兴的哲学家聚在柏拉图的旗帜下反对亚里士多德。讽刺亚里士多德的例子：莫里哀的喜剧《没病找病》片段DomandaturCausametrationemquareOpiumfacitdormireAquoirespondéo：QuiaestineoVertusdormitiraCuiusestnaturaSensusassoupire监考官：Benebenebenerespondere（合唱）Dignus，dignusestintrareInnostrodoctocorpóre大意是说，应试者：渊博的博士问我，是什么原因，鸦片烟能使人睡着，我的回答是因为它有睡眠的力，所以自然有催眠的感觉。监考官：回答的好！好！好！他可以进我们博学的圈子里了。二哥白尼（1473-1543）及其日心说的提出文艺复兴以后，科学观点的第一次重大改变，是尼古拉·哥白尼完成的；他是数学家与天文学家。哥白尼的日心说：1恒星天层，不动；2土星，三十年一转；3木星，十二年一转；4火星，二年一转；5地球带着月球，一年一转；6金星，九月一转；7水星，八十天；中心是太阳；此时，拖勒密体系，轮子数增加到80多个，极为复杂。三哥白尼日心说的理论基础与遇到的困难：理论基础：依据毕达哥拉斯理论，行星怎样运动才能产生最简单而和谐的天体几何学；遇到的困难：1对亚里士多德理论进一步推翻；2自然观的局限：圆轨道的完美运动观念的限制3理论精度；4与宗教教义的矛盾；四哥白尼革命的哲学意义：1暗含对世界有一个中心的否定，地球只是众行星之一；2打破了自然界有机论；3取消了天与地的差别，适用于天的运动规律也适用于人类。4新的宇宙论认为不存在质的自然差异，差异仅表现为量和几何结构的差异。一行星运动三定律1行星的运行轨道是椭圆，太阳位于其中的一个焦点之上；2行星的径向在相等的时间内扫过相等的面积。（发表与1609年出版的《新天文学》）3行星公转周期的平方与它距太阳的距离的立方成正比的结论。（发表于1619年出版的《宇宙的和谐论》）二开普勒在自然观上功绩：1）惯性思想：无论在什么地方，只要一旦静止，所有的物体凭本性都要趋于保持这种静止，抛弃了天然运动的观念；2）吸引力思想：每当一个物体靠近另一物体，它的静止就被一个相互作用力破坏了，这种力趋向于把每一物体拉向它的附近；3）机械论代替活力论：认为物理学中灵魂这个词应当用力来代替，或者说自身是数量性的机械能产生量变的概念，应该取代活力能引起质变的概念。1伽利略的贡献：1）建立物理科学的真正方法：把实验方法和归纳方法与数学演绎方法结合起来；2）伽利略的主要的和最具独创性的工作是为动力学奠定了基础；他证明地球各部分在“局部运动”中也是按数学方式运动的；3）他问的不是亚里士多德的问题“为什么降落”，而是“怎样降落？”，即从宇宙论问题转到了近代科学问题上。2伽利略的自然观：1）自然的真理存在于数学的事实之中；“自然之书是用数学语言书写的”2）真实的和可理解的是那些可测量并且是定量的东西；3）颜色、气味、声音等是第二性的、衍生的，并依附于纯量的世界。11514出生于比利时布鲁塞尔的医生家庭；21537来意大利任帕多瓦大学的外科学和解剖学教授，给学生作人体解剖演示；31543年出版《人体结构》：医学解剖学经典；4对男女骨骼系统进行比较研究后，提出男人肋骨与女人肋骨一样，不存在上帝用亚当肋骨造夏娃的事，也没有复活骨。二血液肺循环的发现——塞尔维特11511年出生于西班牙的图德拉；21537年发现血液小循环即肺循环；3在1553年因否认基督的三位一体学说，与其著作《基督教的复兴》一起被判处火刑。三血液循环理论的确立——哈维和《心血运动论》11578年出生于英国肯特郡；2提出血液循环理论，反对盖伦肝脏制造血液，并在肢体末端被吸收掉的说法，并用动物活体解剖实验来验证。31628年出版《心血运动论》§4.6牛顿（1642-1727）对近代科学的贡献牛顿：超一流的科学家研究范围：力学、光学、数学、化学和神学；。牛顿的工作是科学史上的第一次大综合。牛顿的墓志铭：Natureandnature’slawlayhidinnight;Godsaid,letNewtonbe!Andallwaslight.1牛顿的贡献：1）1686年底《自然哲学的数学原理》出版；2）彗星沿抛物线轨道运动，地球的潮汐现象；3）万有引力定律，力学体系；4）确定了质量、动量、惯性和力等基本概念，以及绝对时间和绝对空间。5）提出的运动定律和万有引力定律是力学的基础，也是机械论自然观的基础。2牛顿工作的自然观含义：1）证明地上的力学也能应用于星球；2）从自然科学的大厦中排除掉不必要的成见；3牛顿体系中存在的问题：绝对时间与绝对空间的观念，“神是永久存在，而且是无所不在的，由于永久存在及无所不在，他就成为时与空。”§4.7当时的哲学及自然观一经验主义与理性主义：培根与笛卡尔1培根：英国经验主义代表人物；大法官；提倡获得知识的实验的、定性的和归纳的方法。2笛卡尔（1596-1650）大陆理性代表人物；法国数学家、自然科学家和哲学家；强调演绎法可得到可靠的科学知识；笛卡尔的心物二元论：笛卡尔把人体看作是与机械相类似的，灵魂（有理性的灵魂）与它所居住而控制的类似机械的肉体完全不同。提出了灵魂与肉体，心与物的二元说。同时在研究宇宙论时，把精神世界与物质世界对立起来。思想与物质是同样实在的，——“我思故我在”。宇宙是物质的，并用机械的旋涡来解释天体运动问题。二机械自然观1机械论自然观的要点：1）宇宙象空架子，绝对静止——绝对空间；2）时间永远以等速流逝，与物体运动无关；3）机械运动是唯一的运动规律，宇宙是一架大机器；4）分析、分解的方法是研究自然的主要方法。2机械自然观与古希腊自然观的比较：机械自然观：自然是一架机器；这架机器的运动和规律是由外在的理智强加给它的；自然界的秩序是理智的表现；这理智是非凡的创造者和统治者；古希腊自然观：自然是一个有机体；自然的运动是自身的运动，是自我运动；自然界的秩序是理智的表现；这理智是自然本身的理智；3机械自然观的意义与局限1意义：自然科学发展到一定阶段的