《近代科學(xué)的誕生》PPT課件.ppt

第五章 近代科學(xué)的誕生,4.1 背景,一 歐洲學(xué)術(shù)復(fù)興 1 12-15世紀(jì)是西歐封建制度的全盛時(shí)期，農(nóng)業(yè)發(fā)展生產(chǎn)力提高，為學(xué)術(shù)復(fù)興創(chuàng)造了前提。 2阿拉伯著作的翻譯，東方技術(shù)的引進(jìn)是科技發(fā)展的基礎(chǔ)。 3 12-13世紀(jì)大學(xué)興起。大學(xué)是隨著工商業(yè)發(fā)展和自治城市的出現(xiàn)而出現(xiàn)的。如牛津大學(xué)建立于1167年，劍橋大學(xué)于1230年建立，巴黎大學(xué)是1180年建立等。,4 12-13世紀(jì)的科學(xué)發(fā)展,數(shù)學(xué)：意大利學(xué)者費(fèi)婆那奇系統(tǒng)介紹了希臘、阿拉伯、印度的數(shù)學(xué)知識(shí)； 在牛津大學(xué)展開沖力理論大討論，否定了亞里士多德的理論； 13世紀(jì)中期，發(fā)明眼鏡光學(xué)理論向前推進(jìn)； 羅吉爾培根（1214-1294）認(rèn)為自然是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言書寫的，所以能提供真理，重視實(shí)驗(yàn)認(rèn)為只有實(shí)驗(yàn)?zāi)芙o科學(xué)以確定性。,二 文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)：,1概述：文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)是14-16世紀(jì)出現(xiàn)在歐洲近代史上的一次著名的思想文化運(yùn)動(dòng)。這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)是從學(xué)習(xí)古典文化即古希臘和羅馬文化開始的。人文主義思想即對(duì)人性的重視，是這場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的重要核心思想之一。,2 文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的過程,十字軍東征：從阿拉伯人那里帶回先進(jìn)的科學(xué)，中國(guó)人的四大發(fā)明，古希臘人的哲學(xué)和自然科學(xué)。 人文主義：來(lái)自文藝復(fù)興時(shí)期的人文學(xué)，指古典學(xué)術(shù)的研究和重視人類現(xiàn)實(shí)的新思潮。人文主義基本傾向是提倡人道反對(duì)神道，提倡人權(quán)反對(duì)君權(quán)，提倡個(gè)性解放反對(duì)宗教桎梏。 意大利搜求古希臘羅馬手稿著作成風(fēng)。 13世紀(jì)發(fā)現(xiàn)亞里士多德全集。,3文藝復(fù)興巨人：達(dá)芬奇（1452-1519）,畫家、雕塑家、工程師、建筑師、物理學(xué)家、生物學(xué)家、哲學(xué)家，而且在每一學(xué)科里都登峰造極。,1）達(dá)芬奇是從實(shí)用方面接近科學(xué)的；,2）認(rèn)為觀察與實(shí)驗(yàn)是科學(xué)的獨(dú)一無(wú)二的方法； 3）預(yù)見到慣性原理：“凡是感官覺察到的東西都不能自己運(yùn)動(dòng)，每一物體在其運(yùn)動(dòng)方向上都有一重量”；知道落體的速度隨時(shí)間而增加； 4）認(rèn)為天體是一架服從確定的自然法則的機(jī)器，自然是有規(guī)律的； 5）他鄙視煉金術(shù)、占星術(shù)。,三 地理大發(fā)現(xiàn),1意大利航海家 哥倫布（Christopher Columbus）1492年到達(dá)美洲。 2達(dá)伽馬1498年到達(dá)印度； 3麥哲倫（Magellan）在1522繞地球一周，歷時(shí)3年。,4 地理大發(fā)現(xiàn)的意義,A 地球是球形的； B 發(fā)現(xiàn)溝通大西洋和太平洋的海峽，證明水體是連在一起的，確定了占優(yōu)勢(shì)的是大洋，不是大陸。 C 與新地貿(mào)易的擴(kuò)展，本國(guó)的工商業(yè)迅速發(fā)展，歐洲的總財(cái)富增加了。 D 隨著財(cái)富而來(lái)的閑暇時(shí)間，使得學(xué)問研究的社會(huì)范圍極為擴(kuò)大了。,四 宗教改革,中世紀(jì)歐洲天主教會(huì)是最有勢(shì)力的封建主集團(tuán)，是封建制度的國(guó)際政治中心，并壟斷文化教育和意識(shí)形態(tài)。 16世紀(jì)宗教改革：提出以信仰得救為核心和建立廉儉教會(huì)的理論。 路德發(fā)表論文提出信仰得救，不必通過由教士主持的各種宗教儀式，建立廉儉教會(huì)和改革文化教育的主張，驅(qū)逐天主教會(huì)勢(shì)力實(shí)現(xiàn)德意志獨(dú)立。 改革的結(jié)果在英國(guó)、荷蘭、瑞士北歐諸國(guó)和德意志部分地區(qū)，成立不 受羅馬控制的新教。,4.2 哥白尼革命,一 背景 拖勒密的地球中心說體系，與亞里士多德天文學(xué)相一致，此體系的弱點(diǎn)是均輪與本輪的繁復(fù)性，受到常識(shí)和亞里士多德權(quán)威的支持； 15-16世紀(jì)含有畢達(dá)哥拉斯成分的新柏拉圖主義在意大利復(fù)活，他們傾向于把自然事物的行為解釋成它們的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)的效果，文藝復(fù)興的哲學(xué)家聚在柏拉圖的旗幟下反對(duì)亞里士多德。,亞里士多德天文學(xué)：,宇宙分為月上的世界和月下的世界，即天上和地上的世界。遠(yuǎn)離地球的星球的材料更加純粹，它們每日的運(yùn)行是神所引起的，神包容著它但不占空間。 中世紀(jì)的宇宙：人類居于地球，地球是宇宙中心，置身于上帝的懷抱之中。此體系是一等級(jí)結(jié)構(gòu)，天上高貴，地下卑賤。,諷刺亞里士多德的例子：,莫里哀的喜劇沒病找病片段 Domandatur Causam et rationem quare Opium facit dormire Aquoi respondo： Quia est in eo Vertus dormitira Cuius est natura Sensus assoupire 監(jiān)考官：Bene bene bene respondere （合唱）Dignus，dignus est intrare In nostro docto corp re,大意是說，,應(yīng)試者：淵博的博士問我， 是什么原因， 鴉片煙能使人睡著，我的回答是 因?yàn)樗兴叩牧Γ?所以自然有催眠的感覺。 監(jiān)考官：回答的好！好！好！ 他可以進(jìn)我們博學(xué)的圈子里了。,二哥白尼（1473-1543）及其日心說的提出,文藝復(fù)興以后，科學(xué)觀點(diǎn)的第一次重大改變，是尼古拉哥白尼完成的；他是數(shù)學(xué)家與天文學(xué)家。,哥白尼的日心說：,1恒星天層，不動(dòng)；2土星，三十年一轉(zhuǎn)； 3木星，十二年一轉(zhuǎn)；4火星，二年一轉(zhuǎn)； 5地球帶著月球，一年一轉(zhuǎn)； 6金星，九月一轉(zhuǎn)； 7水星，八十天； 中心是太陽(yáng)； 此時(shí)，拖勒密體系，輪子數(shù)增加到80多個(gè)，極為復(fù)雜。,三哥白尼日心說的理論基礎(chǔ)與遇到的困難：,理論基礎(chǔ)：依據(jù)畢達(dá)哥拉斯理論，行星怎樣運(yùn)動(dòng)才能產(chǎn)生最簡(jiǎn)單而和諧的天體幾何學(xué)； 遇到的困難：1對(duì)亞里士多德理論進(jìn)一步推翻； 2 自然觀的局限：圓軌道的完美運(yùn)動(dòng)觀念的限制 3 理論精度； 4 與宗教教義的矛盾；,四哥白尼革命的哲學(xué)意義：,1暗含對(duì)世界有一個(gè)中心的否定，地球只是眾行星之一； 2打破了自然界有機(jī)論； 3取消了天與地的差別，適用于天的運(yùn)動(dòng)規(guī)律也適用于人類。 4新的宇宙論認(rèn)為不存在質(zhì)的自然差異，差異僅表現(xiàn)為量和幾何結(jié)構(gòu)的差異。,4.3 建立行星運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)法則開普勒（1571-1630）,畢達(dá)哥拉斯主義者； 追求的是造物主心中的數(shù)學(xué)的和諧；,一 行星運(yùn)動(dòng)三定律,1行星的運(yùn)行軌道是橢圓，太陽(yáng)位于其中的一個(gè)焦點(diǎn)之上； 2行星的徑向在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。（發(fā)表與1609年出版的新天文學(xué)） 3行星公轉(zhuǎn)周期的平方與它距太陽(yáng)的距離的立方成正比的結(jié)論。（發(fā)表于1619年出版的宇宙的和諧論）,二開普勒在自然觀上功績(jī)：,1）慣性思想：無(wú)論在什么地方，只要一旦靜止，所有的物體憑本性都要趨于保持這種靜止，拋棄了天然運(yùn)動(dòng)的觀念； 2）吸引力思想：每當(dāng)一個(gè)物體靠近另一物體，它的靜止就被一個(gè)相互作用力破壞了，這種力趨向于把每一物體拉向它的附近；,3）機(jī)械論代替活力論：認(rèn)為物理學(xué)中靈魂這個(gè)詞應(yīng)當(dāng)用力來(lái)代替，或者說自身是數(shù)量性的機(jī)械能產(chǎn)生量變的概念，應(yīng)該取代活力能引起質(zhì)變的概念。,4.4近代科學(xué)之父伽利略（1564-1641）,近代科學(xué)之父,1伽利略的貢獻(xiàn)：,1）建立物理科學(xué)的真正方法：把實(shí)驗(yàn)方法和歸納方法與數(shù)學(xué)演繹方法結(jié)合起來(lái)； 2）伽利略的主要的和最具獨(dú)創(chuàng)性的工作是為動(dòng)力學(xué)奠定了基礎(chǔ)；他證明地球各部分在“局部運(yùn)動(dòng)”中也是按數(shù)學(xué)方式運(yùn)動(dòng)的； 3）他問的不是亞里士多德的問題“為什么降落”，而是“怎樣降落？”，即從宇宙論問題轉(zhuǎn)到了近代科學(xué)問題上。,2伽利略的自然觀：,1）自然的真理存在于數(shù)學(xué)的事實(shí)之中；“自然之書是用數(shù)學(xué)語(yǔ)言書寫的” 2）真實(shí)的和可理解的是那些可測(cè)量并且是定量的東西； 3）顏色、氣味、聲音等是第二性的、衍生的，并依附于純量的世界。,4.5 生命科學(xué)對(duì)宗教神學(xué)的沖擊,一 維薩里和他的人體結(jié)構(gòu),男人的肋骨并不比女人少,1 1514出生于比利時(shí)布魯塞爾的醫(yī)生家庭； 2 1537來(lái)意大利任帕多瓦大學(xué)的外科學(xué)和解剖學(xué)教授，給學(xué)生作人體解剖演示； 3 1543年出版人體結(jié)構(gòu)：醫(yī)學(xué)解剖學(xué)經(jīng)典； 4 對(duì)男女骨骼系統(tǒng)進(jìn)行比較研究后，提出男人肋骨與女人肋骨一樣，不存在上帝用亞當(dāng)肋骨造夏娃的事，也沒有復(fù)活骨。,二血液肺循環(huán)的發(fā)現(xiàn)塞爾維特,1 1511年出生于西班牙的圖德拉； 2 1537年發(fā)現(xiàn)血液小循環(huán)即肺循環(huán)； 3 在1553年因否認(rèn)基督的三位一體學(xué)說，與其著作基督教的復(fù)興一起被判處火刑。,三血液循環(huán)理論的確立哈維和心血運(yùn)動(dòng)論,1 1578年出生于英國(guó)肯特郡； 2提出血液循環(huán)理論，反對(duì)蓋倫肝臟制造血液，并在肢體末端被吸收掉的說法，并用動(dòng)物活體解剖實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。 3 1628年出版心血運(yùn)動(dòng)論,4.6 牛頓（1642-1727）對(duì)近代科學(xué)的貢獻(xiàn),牛頓：超一流的科學(xué)家 研究范圍：力學(xué)、光學(xué)、數(shù)學(xué)、化學(xué)和神學(xué)；。 牛頓的工作是科學(xué)史上的第一次大綜合。,牛頓的墓志銘：,Nature and natures law lay hid in night; God said, let Newton be! And all was light.,1牛頓的貢獻(xiàn)：,1）1686年底自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理出版； 2）彗星沿拋物線軌道運(yùn)動(dòng)，地球的潮汐現(xiàn)象； 3）萬(wàn)有引力定律，力學(xué)體系； 4）確定了質(zhì)量、動(dòng)量、慣性和力等基本概念，以及絕對(duì)時(shí)間和絕對(duì)空間。 5）提出的運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律是力學(xué)的基礎(chǔ)，也是機(jī)械論自然觀的基礎(chǔ)。,2牛頓工作的自然觀含義：,1）證明地上的力學(xué)也能應(yīng)用于星球； 2）從自然科學(xué)的大廈中排除掉不必要的成見；,3牛頓體系中存在的問題：,絕對(duì)時(shí)間與絕對(duì)空間的觀念，“神是永久存在，而且是無(wú)所不在的，由于永久存在及無(wú)所不在，他就成為時(shí)與空。”,4.7當(dāng)時(shí)的哲學(xué)及自然觀,一 經(jīng)驗(yàn)主義與理性主義：培根與笛卡爾,1培根： 英國(guó)經(jīng)驗(yàn)主義代表人物； 大法官； 提倡獲得知識(shí)的實(shí)驗(yàn)的、定性的和歸納的方法。,2笛卡爾（1596-1650）,大陸理性代表人物； 法國(guó)數(shù)學(xué)家、自然科學(xué)家和哲學(xué)家； 強(qiáng)調(diào)演繹法可得到可靠的科學(xué)知識(shí)；,笛卡爾的心物二元論：,笛卡爾把人體看作是與機(jī)械相類似的，靈魂（有理性的靈魂）與它所居住而控制的類似機(jī)械的肉體完全不同。提出了靈魂與肉體，心與物的二元說。同時(shí)在研究宇宙論時(shí)，把精神世界與物質(zhì)世界對(duì)立起來(lái)。思想與物質(zhì)是同樣實(shí)在的，“我思故我在”。宇宙是物質(zhì)的，并用機(jī)械的旋渦來(lái)解釋天體運(yùn)動(dòng)問題。,二 機(jī)械自然觀,1 機(jī)械論自然觀的要點(diǎn)： 1）宇宙象空架子，絕對(duì)靜止絕對(duì)空間； 2） 時(shí)間永遠(yuǎn)以等速流逝，與物體運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)； 3）機(jī)械運(yùn)動(dòng)是唯一的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，宇宙是一架大機(jī)器； 4）分析、分解的方法是研究自然的主要方法。,2機(jī)械自然觀與古希臘自然觀的比較：,機(jī)械自然觀： 自然是一架機(jī)器； 這架機(jī)器的運(yùn)動(dòng)和規(guī)律是由外在的理智強(qiáng)加給它的； 自然界的秩序是理智的表現(xiàn)； 這理智是非凡的創(chuàng)造者和統(tǒng)治者；,古希臘自然觀： 自然是一個(gè)有機(jī)體； 自然的運(yùn)動(dòng)是自身的運(yùn)動(dòng)，是自我運(yùn)動(dòng)； 自然界的秩序是理智的表現(xiàn)； 這理智是自然本身的理智；,3 機(jī)械自然觀的意