从哥白尼到牛顿演示文稿.ppt

1、1,科学的历程系列讲座,2,从哥白尼到牛顿,3,对宇宙的认识:,宇宙帐篷说,中国: 天盖地承,希腊宇宙理论,4,亚里士多德 托勒密,创建希腊宇宙理论的代表:,5,原动力天 恒星天 土星天 木星天 火星天 太阳天 金星天 水星天 月球天,亚里士多德（公元前384年-公元前321年）,6,亚里士多德：,天地本质不同,事物的等级之分,7,亚里士多德 （公元前384年-公元前321年）,百科全书式的学者,8,托勒密（约公元100年-公元160年） 继承和发展了亚里士多德的地心说,将9层天扩大为11层,“本轮”和“均轮”,他的体系 取得航海等方面的实用 价值。,9,托勒密 （约公元100年-公元160年

2、）,希腊天文学集大成者 总结了希腊天文学几乎所有的成果(如同欧几里德总结数学成果一样.) 天文学大成又称 伟大论 流传千古。,10,亚里士多德和托勒密的地心说 统治西方天文学一千多年并获 得正统的地位。,被赋予了宗教意义,11,但丁 神曲,12,原动天:天使的凯旋 恒星天:基督的胜利 土星天:隐逸的灵魂 木星天:贤明的灵魂 火星天:战死的灵魂 太阳天:智慧的灵魂 金星天:多情的灵魂 水星天:建功立业的人 月球天:信仰不坚的人,但丁的九重天,13,在亚里士多德去世一千八百三十年之后，一个伟大的人物诞生了。,14,哥白尼(1473-1543),15,哥白尼(1473-1543),1509年：关于日

3、心体系的小册子,1539年：写出论天球的旋转,1540年：出版论天球的旋转提纲,1543年5月24日：出版论天球的旋转,16,论天球的旋转,17,18,全书分六卷：,*第一卷：太阳在宇宙的中心，地球和 其它行星围绕太阳做匀速圆周运动。,*第二卷：论地球的自转,*第三卷：论岁差,*第四卷：论月球的运行和日月食,*第五卷、第六卷 ： 论水星、金星、火星、木 星和土星五大行星。,19,哥白尼革命带来观念上的革命： 1、打破天地有别的界限 2、宇宙中心的改变， 引起宇宙没有中心的联想， 宇宙没有中心就会引起 宇宙无限的联想。,20,宇宙没有中心、宇宙无限的思想是谁提出来的呢？,他是在哥白尼死后五年诞生

4、的人,21,布鲁诺(1548-1600),22,繁花广场上的布鲁诺铜像,23,哥白尼天体运行论到牛顿于1687年出版了阐述万有引力理论的巨著自然哲学的数学原理，建立近代力学宇宙体系，将近150年的时间。,24,在这150年的时间里，奇迹 相继在欧洲天文学界发生，欧洲人急速地倒向哥白尼的地动学说 。,25,第一个奇迹来自天才的观测家： 第谷 （1546-1601）,26,第谷的天文台,27,第谷在工作,28,第谷的宇宙模型,29,第谷的鼻子,30,第二个奇迹来自天空立法者： 开普勒 （1571-1670）,31,开普勒三个定律,32,开普勒三个定律,33,到此，哥白尼革命为一个段落。不管是地球的

5、高速运动还是开普勒三定律都需要一个解释：为什么行星会这样运动,？,34,当时的人们遵从亚里士多德的观念，认为运动需要一个力维持，如果没有一个巨大力，偌大一个地球怎么会风驰电掣般运动呢？第一个起来推翻原有的力学观念的是谁呢？,35,近代物理学之父： 伽利略（1564-1642）,36,近代物理学之父： 伽利略（1564-1642）,1、他的力学研究 2、望远镜的发明 3、天文学成就： 1610年星空信使 1613年 关于太阳黑子的书信 1632年关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话 1638年关于两种世界体系的对话,37,创立了对物理现象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学

6、研究方法。,38,不仅仅是为经典力学（牛顿力学）奠定了基础，更重要的是正是他的工作将近代物理学，甚至是近代科学引上历史的舞台。 所以被称为-近代物理之父,39,亚里士多德的博学寻因,托勒密的善于总结,哥白尼的敢于挑战,布鲁诺的勇于献身,第谷的严谨观测,开普勒的数学演绎,伽利略的科学方法,40,1642年1月8日去世,1643年1月4日诞生,41,1642-1727,艾萨克牛顿爵士: 人类历史上出现过的最伟大、最有影响的科学家，同时也是物理学家、数学家和哲学家，晚年研究神学。,42,他在1687年7月5日发表的不朽著作自然哲学的数学原理里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则万有引力定律和三大运动定

7、律。 这四条定律构成了一个统一的体系，被认为是“人类智慧史上最伟大的一个成就”，由此奠定了之后三个世纪中物理界的科学观点，并成为现代工程学的基础。 牛顿为人类建立起“理性主义”的旗帜，开启工业革命的大门。,43,牛顿是牛顿是有史以来对人类贡献最大的人之一：,物理： 发现万有引力 创建经典牛顿力学,44,45,发现光的色散原理和反射式望远镜,46,牛顿是牛顿是有史以来对人类贡献最大的人之一：,数学： 发明微积分 发现二项式定理 推进方程论与变分法,47,48,49,50,机遇只垂青那些有准备的人！,51,改变世界的三个苹果是什么？,夏娃的苹果让人有了道德 牛顿的苹果让人有了科学 乔布斯的苹果让人

8、有了生活,52,53,威斯敏斯特教堂Westminster Abbey,54,牛顿墓志铭: Nature and Nature law lay hid in night; God said, Let Newton be, and all was light. 自然与自然的定律都隐藏在黑暗之中；上帝说让牛顿来吧!“ 于是，一切变为光明。,55,牛顿生活的年代：,明亡前一年-清朝雍正5年 自然哲学的数学原理发表于康熙25年 由于清朝拒绝西方科技，牛顿物理学和天文知识一直进不到中国 传入中国是在鸦片战争之后由洋务派传入，与中国传统认识有天壤之别，鼓舞了希望变革的有志之士。,1642-1727,56,

9、公元前6世纪到17世纪初：,世界重大科技成果中中国占的比例大约：,54以上,到19世纪：,0.4,57,为什么近代中国科技落后?,科学最重要的就是数学化，用数学描述世界。我们一向沉迷于一些模糊的理论 。 中国以孔孟之道为本，而孔孟之道最大的特点在于以道德代替一切。一个人评判的最终标准不是看他是否有才能，是否有理智，是否能坚信自己的信念，而是看他能否符合大众所认为的道德标准。,58,获得诺贝尔奖的杨振宁教授, 在谈到东西方文化时说:“总的来说,中国文化是向模糊、朦胧、抽象、中庸的方向走；西方是向准确、具体、细致走。这是一个相当明显的分别,这个分别,与中国具有5000年的高水平的文化而没有发展出近

10、代科学来是有密切的关系” 例如：比较当时人们很难理解的概念就是虚构的“质量”、“惯性”，这对于牛顿要用物理常识来解释给别人，简直太难了，于是，牛顿放弃了物理的解释，用了数学概念及量化的公式来进行解释。,59,东方文化的喜欢宏观、整体的方向走，对事物的研究，首先设定一个概念或结论，在逐步证明他的结论的正确。首先对事物设定了范围和结论，特别是圣人们下的定论，东方文化的“仁义礼智信恕忠孝” ，使后人对祖辈先人是绝对不能冒犯的。这种因循守旧和约束，更与科技发展的客观规律针锋相对，水火不容！ 而科学技术，最重要的就是创新，创新最重要的就是有独行特立的思考。中国较难形成一套较为完善的科学体系，也没有一套系

11、统的研究方法。而欧洲从伽利略开始就大力发展和完善这种体系。,60,缺少激励和应用。 水车我们早就有了，蒸汽机的原理也早于瓦特被中国人发现了，四大发明也是起源于中国的。但我们没有应用它们来发展经济，去推动军事，去创造利润。瓦特用蒸汽机纺纱并大赚了一笔，而中国只用蒸汽机来推开巨大的石门。 欧洲有人推算出勾股定理，就杀一百只牛来庆祝，而中国则只是默默的将其记在九章算术；中火药用来庆祝节日，而外国则用于攻克城堡。我们技术上的创新总是用在那么微不足道的地方上。而外国则总是能将技术上的创新用于经济建设。于是，指南针，罗盘被用于指导船队去开发殖民地，以谋取高额利润，中国则用来看风水。,61,13世纪初元朝的考试制度已经砍掉数学内容； 而继任的明朝却兴起了八股考试制度，使数学除珠算以外出现全面衰退，到了16世纪末已经变成翻译西方初等数