近代初期机械的自然观（二）（48）

1、第二，从哥白尼到牛顿，现代科学的象征性成就及其意义，现代科学革命的主题，对自然的祛魅：从自然哲学体系中去除一切神秘的内容，人们从几何学的角度看待自然，确信宇宙是按照数学秩序的原则构建的。1.现代天文学革命的兴起和发展。哥白尼在1543年发表了天体运动理论，这标志着现代自然科学的出现和革命。哥白尼(波兰僧侣，1473-1543)对地心理论提出了挑战，这一理论一直占主导地位，并得到教会的支持，被认为是神圣不可侵犯的。然而，为了避免迫害，提交人在死前推迟了发表，并宣称这是一个工作假设。太阳中心理论：太阳是宇宙的中心，行星围绕太阳运动，地球围绕太阳旋转，从而形成四季和昼夜。月亮是地球的卫星行星，从近到

2、远排列成水星、金星、地球、火星、木星和土星，最外层是恒星日。日心说的含义否定了上帝把地球放在宇宙中心的宗教教条，标志着现代自然科学开始从宗教神学统治。它挑战了当时的普遍模式，将人类从自我中心的放纵状态中解放出来。爱因斯坦评论说：“他对西方从宗教和学术统治的枷锁中解放出来的精神贡献几乎比任何人都大。”哥白尼的这一伟大成就不仅为现代天文学铺平了道路，也帮助人们带来了宇宙学的决定性变化。一旦我们意识到地球不是世界的中心，而只是一个较小的行星，以人为中心的错觉就站不住脚了。爱因斯坦选集第1卷，商务印书馆，1977年，第601页。爱因斯坦评论哥白尼，(2)开普勒(1571-1630):“天空的立法者”，

3、他早年体弱多病，一只手半残，视力弱，他的妻子因病去世，他的母亲曾被指控因施行巫术而被拘留；在大学学习期间，他受到天文学教授迈克尔斯特林的影响，成为哥白尼的支持者，同时他对神学的信仰也受到了动摇。他一生都生活在贫困之中，靠教书和占星术谋生，最后在讨薪的旅途中死去。并提出了行星运动的三大定律：轨道定律、面积定律和周期定律。发现了行星的不均匀速度，并探索了行星运动的原因。起初，它被认为是灵魂，后来它被认为是力量。在自然观上，得益于文艺复兴时期的新柏拉图主义，并吸收了“宇宙是根据和谐原理构造的”的思想。天体必须做完美圆周运动的想法被打破了，行星天空中水晶天球的想法突然消失了，当时人们称之为“天空的立法

4、者”。加速度概念的建立，自由落体运动的研究，抛射体运动的发现，自由落体定律和惯性定律的发现，奠定了经典力学的基础。创造和展示了科学实验的新传统，数学和实验相结合的科学方法，发明了天文望远镜，发现了月球有环形山，发现了木星的四颗卫星，从而证明了天体和地球是一样的，月球上的世界和月球下的世界是一样的。传播哥白尼的日心说。托勒密和哥白尼之间的对话(1632)和两种新科学之间的对话(1638)。伽利略是现代物理学之父。广播伽利略的生平和贡献(3分24秒)，审判伽利略，1633年，罗马教会审判伽利略。宣判后，他仍在喃喃自语：但地球仍在转动！247年后的1980年，罗马教会宣布伽利略的判断是错误的，并恢复

5、了伽利略的名誉。科学方法=逻辑分析科学实验，正确的科学理论应该是，任何人都可以而且将会用同样的材料和方法得到同样的结果，这为现代实验科学的建立提供了理论基础。真正的哲学应该在伟大的自然书中找到，而自然之书是用数学的“语言”写成的，可以用固定的数学定律来衡量。亚里士多德曾断言，物体从高空坠落的速度与其重量成正比。伽利略揭示了亚里士多德观点中的逻辑矛盾。伽利略指出，甲比乙重，甲应该先落地。如果这两个对象联系在一起，亚里士多德的观点将是矛盾的。一方面，因为A B比A重，所以它应该在A之前着陆。另一方面，如果A更快而B更慢，B将减慢A的下降速度，而A B将在A之后着陆。这样，从同一个前提出发，得出两个

6、截然相反的结论。这个矛盾表明亚里士多德的断言是不合理的。伽利略的斜面实验中，伽利略在一块大约12码长的板上做了一个槽。食槽大约半英寸宽，笔直光滑，上面覆盖着极其光滑的羊皮纸。然后把这块板的一端举到不同的高度。然后让一个抛光的黄铜球沿着凹槽的整个长度滚下来，并记录下球滚到底的时间。让它滚过整个旅程的四分之一，并记下花费的时间。人们发现走四分之一的路程所花的时间是整个旅程的一半。通过重复这个实验得到的一般结果表明，对于任何给定的倾斜度，距离与通过它所需时间的平方成正比。3.解剖学革命中血液循环的发现及其对宗教的影响，是生命科学的两大传统：(1)自然历史传统。这是一个古老的传统。它通过收集各种生物并

7、对它们进行分类来把握生命并建立生物科学的知识体系。亚里士多德和普林尼是这一传统的杰出代表。(2)实验生理学的传统。这是另一种理解生命的新范式，自近代以来随着物理科学的发展而发展。它认为有机体是一台机器，认为它的生命功能可以通过理解它的生理结构来解释。维萨里乌斯的人体结构发表于哥白尼的天体理论宣布这一新传统诞生的同一年。(1)维萨里对解剖学的贡献。比利时医生维萨里乌斯(1514-1564)于1543年出版了一本关于人体结构的书，为现代医学奠定了基础。他毕业于巴黎大学，然后在意大利帕多瓦大学任教。移居西班牙，成为皇家医生。1563年，旧势力谋杀了他，并判处他死刑。由于西班牙国王的举动，他去耶路撒冷

8、朝拜以赎故意杀人罪，并在途中去世，年仅50岁。贡献，不拘泥于盖伦医学，坚持亲自领导尸检，纠正了盖伦医学中的200多个错误，并根据系统描述了人体结构。他用医学事实驳斥了身体里有“复活骨”和男人比女人少一根肋骨的神话。(2)塞尔维特发现了血液循环，塞尔维特(1511-？)，西班牙医生，毕业于巴黎大学，是维萨里乌斯的同学。他通过研究人体的解剖学和生理学发现了血液的小循环(心脏循环)，并于1553年出版了一本关于基督教复兴的书。塞尔维特违反了人体解剖学的宗教禁令，坚持人体解剖学，批评权威，亵渎圣经。他因异端被逐出教会，并被判处死刑。1553年10月27日，他被火烤了两个小时，然后被烧死。哈维建立了血液

9、循环理论，哈维(1578-1657)，英国生理学家。16岁时，他进入剑桥大学免费学习医学，因为他的学习成绩优异。1597年，他在意大利的帕多瓦大学学习。24岁时，他作为一名医生回到中国，后来成为英国国王詹姆斯一世和查理一世的御医，并与查理一世保持着良好的关系。哈维的解剖实验得到了国王的支持，并为他提供了便利的条件。他解剖活的动物，观察它们的心跳，推测血液沿着一条封闭的线在全身循环。哈维解剖了一条活蛇，这证实了他的血液循环思想。1628年，哈维发表了动物心脏运动和解剖学研究，并阐述了他的血液循环理论。哈维发现了血液循环，开创了活体解剖的实验方法，为生理学的发展奠定了基础，使生理学成为一门科学。完

10、成了近代早期科学革命的牛顿艾萨克牛顿(1642-1727)于1642年12月25日出生于英国林肯郡。单身生活。85岁的时候。播放牛顿的一生和贡献(7分44秒)，(1)牛顿的一生，他在死前失去了父亲，3岁后母亲再婚，14岁时当了农民，12岁时被送进了一所文科中学。1656年，在他叔叔的帮助下，他进入剑桥大学深造。1661年6月，18岁的他进入三一学院。从1665年到1666年(18个月)，他逃离了家乡的瘟疫。24岁时，他发现了二项式定理，发明了流数法，并产生了万有引力的概念。1667年，25岁的他被选为三一学院的研究员。1669年，27岁的他接替伊萨克巴罗成为卢卡斯的数学教授，从事光学和机械研究

11、。1672年，光的合成被发现。1687年7月，43岁的他发表了自然哲学的数学原理，最终发现了万有引力定律。1687-1727(40年):由于没有伟大的科学成就，他于1689年代表剑桥大学当选为国会议员。1690年后，他投入大量精力研究和注释圣经。1695年，他被任命为造币厂的主管。1699年，他被任命为铸币局局长。1701年，他辞去了三一学院研究员兼卢卡斯教授的职务。1703年，他被选为皇家学会主席，并连续几年连任，直到他去世。1705年，安妮女王封为牛顿爵士。1727年3月20日，牛顿逝世，享年85岁。他去世了，葬在威斯敏斯特教堂。牛顿的原理、自然和自然法则的第一页藏在夜里，上帝说，让牛顿去

12、吧！一切都很轻。英国著名诗人蒲柏称赞牛顿的诗。大自然及其法则隐藏在黑暗之中。上帝说：放开牛顿！一切都会光明灿烂。牛顿的墓志铭：“他首先用近乎神圣的想象力解释了海潮和彗星的运动。”“如果我看得比别人远，那是因为我站在巨人的肩膀上。”“我只是一个在沙滩上玩耍的男孩。有一段时间，我发现了一块特别光滑的鹅卵石，有一段时间，我发现了一个异常美丽的贝壳，这样我就可以娱乐和放松自己；与此同时，浩瀚的真理海洋在我眼前没有被发现，也没有被发现。”牛顿的名言，(2)牛顿的核心研究计划，“我希望用同样的推理方法从力学原理中推导出自然界的其余现象。正是因为这些力量是未知的，哲学家们一直试图探索自然，但以失败告终。我希

13、望在这里确立的原则能够阐明这一方面或(自然)哲学的更正确的方法。”(3)牛顿实施的研究计划明确规定了与物质运动有关的基本概念，如“质量”、“动量”、“惯性”和“时间与空间”。提出了三个运动定律和万有引力定律。从力学原理推导出“自然界的静止现象”，热被认为是粒子的振动。以“粒子理论”为光学理论的基础，光学被简化为力学。(4)牛顿力学为机械论自然观的出现提供了重要的自然科学基础。首先，牛顿认为惯性是物体的本质属性，物质本身没有能力改变其状态，物体只需要通过外力改变其状态。机械论认为运动变化的所有原因都在物质之外，并提出了外因理论。其次，牛顿认为哲学的全部任务在于从各种运动现象中研究各种力，然后用这

14、些力来证明其他现象。这就引出了力的概念和揭示所有现象的机械运动定律。第三，根据牛顿力学，无论物体如何运动，它只能改变其速度和位置，而不能改变其质量。机械论认为自然界中只有量变，没有质变。第四，牛顿力学得到了一个严格的公式，用数值来表示力学因果关系，据此人们可以准确地预测运动的结果，而机械论认为这种力学单变量决定论是决定论的唯一形式。现代科学革命：科学方法和科学组织的建立；(1)现代科学革命的必要条件：科学方法的变化，中世纪以前的方法：咨询权威；从投机到投机。现代科学方法：实验第一，逻辑和数学的定量方法，追求精确。笛卡尔、培根：第一个倡导“实验方法”，笛卡尔：倡导数学演绎方法，培根、伽利略的理想

15、实验方法：-数学实验；-理想化方法：视觉分解-数学推导-实验证明。牛顿的“归纳演绎法”:经验是通过实验获得的，而通过数学推导获得的结论又返回到实验中，并通过实验进行检验。(2)意大利科学协会和学术研究机构的建立：“自然秘密研究协会”成立于1560年，很快被取缔；罗马于1603年建立了山猫学院，并于1630年解散。佛罗伦萨于1657年创建了齐曼托学院。英国：皇家学会成立于1660年；皇家学会哲学杂志出版于1665年。法国：巴黎科学院成立于1666年；德国：柏林科学院成立于1700年，由著名数学家和哲学家莱布尼茨担任首任院长。聚集了大量研究自然和社会的学者和智者；形成科研合力和交流合作体系；组建正

16、式的科学机构和组织。三位一体学院，科学社会的作用，力学自然观的建立和形而上学思维方式的形成*，因为力学最早在近代早期得到充分发展，相应地，人们从力学角度解释事物和世界的观点和方法也形成了，力学成为解释的模板。机械自然观的建立，(1)笛卡尔：对世界和宇宙的第一个机械解释是粒子形成涡旋运动，并由于摩擦相互作用形成宇宙。生命的力学解释：人体本质上是一台机器，它的功能可以用力学来解释。(笛卡尔，1596-1650)，(2)牛顿的力学思想和方法扩展到其他学科和领域。道尔顿将具有机械力的原子引入物理和化学，用原子理论解释气体的性质，并将粒子和力的概念应用于化学；库仑将平方反比关系引入静电学，揭示了静电学的

17、内在联系；安培模拟了平行导线之间的力公式。(3)英国唯物主义哲学家霍布斯和洛克将科学中的机械论自然观提升为机械唯物主义哲学，并发展为古典机械论。(4)18世纪，法国唯物主义把公开的无神论的战斗引入机械论，这进一步把古典机械论发展成极端的机械唯物主义。法国极端的机械唯物主义，他们把物质看作是唯一的实体，存在和理解的唯一基础，而不按照思维和创造者而存在；将物质运动归因于机械运动是必要的。人们对物质世界的理解被视为刺激反应的反映理论，而人被视为机器。人是机器，人，钟，关节，齿轮，心，弹簧，神经，平衡弹簧，人是机器(1747，拉丁美洲)，2。机械论自然观的主要观点，物质观：整个宇宙是由物质组成的；所有的物体都可以简化为最小的粒子原子，这是物质世界最小的基石。它是不变的、不可分割的，具有广泛性、硬度、不可穿透性和惰性。时间和空间观：时间和空间都是绝对的，独立于任何外部事物而存在；运动观：运动是物质的固有属性，物体具有匀速直线运动的固有属性；因果观：自然是由原子组成的巨大机器。一旦启动，它将按照既定的机械定律无误地运行，其中的任何事件都是由机械定律预先确定的