近代以來科學(xué)技術(shù)的發(fā)展史課件

科學(xué)的新時代尼古拉·哥白尼1473年出生于波蘭。40歲時，哥白尼提出了日心說，并經(jīng)過長年的觀察和計算完成他的偉大著作《天球運(yùn)行論》。

1533年，60歲的哥白尼在羅馬做了一系列的講演，但直到他臨近古稀之年才終于決定將它出版。1543年5月24日去世的那一天才收到出版商寄來的一部他寫的書。哥白尼的“日心說”沉重地打擊了教會的宇宙觀，這是唯物主義和唯心主義斗爭的偉大勝利。哥白尼是歐洲文藝復(fù)興時期的一位巨人。他用畢生的精力去研究天文學(xué)，為后世留下了寶貴的遺產(chǎn)。哥白尼遺骨于2010年5月22日在波蘭弗龍堡大教堂重新下葬?？茖W(xué)的新時代尼古拉·哥白尼1473年出生于波《天體運(yùn)行論》《天球運(yùn)行論》的第一卷是全書的精髓，先后論述了“宇宙是球形”、“大地也是球形”、“天體的運(yùn)動是均勻永恒之圓運(yùn)動或復(fù)合運(yùn)動”。哥白尼說，“天體的這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動對于球來說是固有的性質(zhì)，它反映了球形的特點。球這種形狀的特點是簡單、沒有起點、也沒有終點，旋轉(zhuǎn)時不能將各部分相區(qū)別。而且球體形狀也正是旋轉(zhuǎn)作用本身造成的。”《天體運(yùn)行論》《天球運(yùn)行論》的第一卷是全書的精髓，先后論述了兩大科學(xué)體系的對話兩大科學(xué)體系的對話真理的捍衛(wèi)者喬爾丹諾．布魯諾（GiordanoBruno，1548-1600），意大利思想家、自然科學(xué)家、哲學(xué)家和文學(xué)家。他勇敢的捍衛(wèi)和發(fā)展了哥白尼的太陽中心說，并把它傳遍歐洲，被世人譽(yù)為是反教會、反經(jīng)院哲學(xué)的無畏戰(zhàn)士，是捍衛(wèi)真理的殉道者。由于批判經(jīng)院哲學(xué)和神學(xué)，反對地心說，宣傳日心說和宇宙觀、宗教哲學(xué)，1592年被捕入獄，最后被宗教裁判所判為“異端”燒死在羅馬鮮花廣場。主要著作有《論無限宇宙和世界》、《諾亞方舟》。真理的捍衛(wèi)者喬爾丹諾．布魯諾（GiordanoBruno，1天空的立法者約翰尼斯·開普勒(JohannsKe-pler,1571—1630),杰出的德國天文學(xué)家，他發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的三大定律，分別是軌道定律、面積定律和周期定律，這三大定律可分別描述為：所有行星分別是在大小不同的橢圓軌道上運(yùn)行；在同樣的時間里行星向徑在軌道平面上所掃過的面積相等；行星公轉(zhuǎn)周期的平方與它同太陽距離的立方成正比。這三大定律最終使他贏得了“天空立法者”的美名。為哥白尼的日心說提供了最可靠的證據(jù)，同時他對光學(xué)、數(shù)學(xué)也做出了重要的貢獻(xiàn)，他是現(xiàn)代實驗光學(xué)的奠基人。天空的立法者約翰尼斯·開普勒(JohannsKe-pler近代力學(xué)的奠基者意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家、哲學(xué)家，近代實驗科學(xué)的先驅(qū)者。其成就包括改進(jìn)望遠(yuǎn)鏡和其所帶來的天文觀測，以及支持哥白尼的日心說。當(dāng)時，人們爭相傳頌：“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”。今天，史蒂芬·霍金說，“自然科學(xué)的誕生要歸功于伽利略，他這方面的功勞大概無人能及?！苯W(xué)的奠基者意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家、哲學(xué)家，近代實驗科近代科學(xué)的集大成者艾薩克·牛頓（Isaac

Newton）是英國偉大的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家和自然哲學(xué)家，其研究領(lǐng)域包括了物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)、神學(xué)、自然哲學(xué)和煉金術(shù)。牛頓的主要貢獻(xiàn)有發(fā)明了微積分，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和經(jīng)典力學(xué)，設(shè)計并實際制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等，被譽(yù)為人類歷史上最偉大，最有影響力的科學(xué)家。為了紀(jì)念牛頓在經(jīng)典力學(xué)方面的杰出成就，“牛頓”后來成為衡量力的大小的物理單位。近代科學(xué)的集大成者艾薩克·牛頓（Isaac

Newton）是生平簡介——艾薩克牛頓他出生于英格蘭林肯郡的小鎮(zhèn)烏爾斯普，他的家庭是一個自耕農(nóng)家庭。在他未出世前，父親就去世了。牛頓生而孱弱，過了3年，他的母親再嫁給一位牧師，把孩子留在他祖母身邊撫養(yǎng)。8年之后，牧師病故，牛頓的母親帶著后夫所生的一子二女又回到烏爾斯普。牛頓自幼沉默寡言，性格倔強(qiáng)，惟一喜歡的是擺弄機(jī)械小技巧。少年時代的牛頓并不聰明，反而十分沉默孤獨，惟一的優(yōu)點就是動手能力比較強(qiáng)。傳說他用小老鼠為動力做了一架磨坊的模型；還有一次他在風(fēng)箏上掛著小燈，放上天去，村里人在晚上看見時，以為是彗星出現(xiàn)了。他喜歡繪畫、雕刻，尤喜歡刻日晷，家里墻角、窗臺上到處安放著他刻劃的日晷。12歲時，牛頓進(jìn)入格蘭瑟中學(xué)，他酷愛讀書，喜歡沉思，對自然現(xiàn)象有好奇心，例如顏色、日影四季的移動，尤好幾何學(xué)、哥白尼的日心說等等。在中學(xué)期間，他曾經(jīng)寄住在一個藥劑師家里，受到了化學(xué)實驗的熏陶。牛頓的母親原來希望他成為一個農(nóng)民，能贍養(yǎng)家庭，但牛頓朝著學(xué)問方向越走越深。1661年牛頓以減費生身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，他認(rèn)真地攻讀了歐幾里得的《幾何原本》、開卜勒的光學(xué)、笛卡爾的幾何學(xué)等。他的才華在大學(xué)期間開始顯露。1664年獲得獎學(xué)金，1665年以學(xué)士學(xué)位畢業(yè)。不久倫敦發(fā)生了嚴(yán)重的瘟疫，劍橋離倫敦不遠(yuǎn)，學(xué)校為此停課。牛頓于當(dāng)年6月回到故鄉(xiāng)烏爾斯普。生平簡介——艾薩克牛頓他出生于英格蘭林肯郡的小鎮(zhèn)烏爾斯普，他在故鄉(xiāng)的兩年，牛頓在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前人從未思考過的問題，踏進(jìn)前人沒有涉及的領(lǐng)域，創(chuàng)建了前所未有的驚人業(yè)績。1665年初他創(chuàng)立級數(shù)近似法以及把任何冪的二項式化為一個級數(shù)的規(guī)則。同年11月，創(chuàng)立微積分。牛頓還開始想到研究重力問題，并想把重力理論推廣到月球的運(yùn)行軌道上去。他以旺盛的精力從事科學(xué)創(chuàng)造，并關(guān)心自然哲學(xué)問題。

1667年牛頓重返劍橋大學(xué)，10月被選為三一學(xué)院的仲院侶，次年

3月選為正院侶。他的老師巴羅十分賞識牛頓的才華，以致在1669年他尚未滿27歲時，巴羅就把自己的教授席位讓給了他，牛頓成為接替巴羅擔(dān)任盧卡斯講座的教授。巴羅當(dāng)時還不到40歲，遠(yuǎn)未到退休年齡。早在1666年，牛頓就有了萬有引力的想法，此后20年他不斷觀測研究月球繞地球運(yùn)動，于1685-1686年用拉丁文完成了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，由朋友哈雷出資于1687年出版。這為他贏得了極大的學(xué)術(shù)聲譽(yù)。牛頓于1727年3月31日在倫敦郊區(qū)肯辛頓寓中逝世，以國葬禮葬于倫敦威斯敏斯特教堂。在故鄉(xiāng)的兩年，牛頓在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前劃時代的巨著---<<自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理>>《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》是第一次科學(xué)革命的集大成之作，它在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)和哲學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響。在寫作方式上，牛頓遵循古希臘的公理化模式，從定義、定律（即公理）出發(fā)，導(dǎo)出命題；對具體的問題（如月球的運(yùn)動），他把從理論導(dǎo)出的結(jié)果和觀察結(jié)果相比較。全書共分五部分，首先“定義”，這一部分給出了物質(zhì)的量、

時間、空間、向心力等的定義。第二部分是“公理或運(yùn)動的定律”，包括著名的運(yùn)動三定律。接下來的內(nèi)容分為三卷。前兩卷的標(biāo)題一樣，都是“論物體的運(yùn)動”。第一卷研究在無阻力的自由空間中物體的運(yùn)動，許多命題涉及已知力解定受力物體的運(yùn)動狀態(tài)（軌道、速度、運(yùn)動時間等），以及由物體的運(yùn)動狀態(tài)確定所受的力。第二卷研究在阻力給定的情況下物體的運(yùn)動、流體力學(xué)以及波動理論。壓卷之作的第三卷是標(biāo)題是“論宇宙的系統(tǒng)”。由第一卷的結(jié)果及天文觀測牛頓導(dǎo)出了萬有引力定律，并由此研究地球的形狀，解釋海洋的潮汐，探究月球的運(yùn)動，確定彗星的軌道。本卷中的“研究哲學(xué)的規(guī)則”及“總釋”對哲學(xué)和神學(xué)影響很大。

劃時代的巨著---<<自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理>>《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)構(gòu)筑力學(xué)大廈牛頓是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者。他系統(tǒng)的總結(jié)了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的萬有引力定律和牛頓運(yùn)動第三定律。在牛頓以前，天文學(xué)是最顯赫的學(xué)科。但是為什么行星一定按照一定規(guī)律圍繞太陽運(yùn)行？天文學(xué)家無法圓滿解釋這個問題。萬有引力的發(fā)現(xiàn)說明，天上星體運(yùn)動和地面上物體運(yùn)動都受到同樣的規(guī)律——力學(xué)規(guī)律的支配。在哈雷的敦促下，1686年底，牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書。皇家學(xué)會經(jīng)費不足，出不了這本書，后來靠了哈雷的資助，這部科學(xué)史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。牛頓在這部書中，從力學(xué)的基本概念(質(zhì)量、動量、慣性、力)和基本定律(運(yùn)動三定律)出發(fā)，運(yùn)用他所發(fā)明的微積分這一銳利的數(shù)學(xué)工具，不但從數(shù)學(xué)上論證了萬有引力定律，而且把經(jīng)典力學(xué)確立為完整而嚴(yán)密的體系，把天體力學(xué)和地面上的物體力學(xué)統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次大的綜合。從此物理學(xué)進(jìn)入了所謂的牛頓力學(xué)時代。構(gòu)筑力學(xué)大廈牛頓是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者。他系統(tǒng)的總結(jié)了伽利艾薩克·牛頓-哲學(xué)和科學(xué)方法牛頓在科學(xué)方法論上的貢獻(xiàn)正如他在物理學(xué)特別是力學(xué)中的貢獻(xiàn)一樣，不只是創(chuàng)立了某一種或兩種新方法，而是形成了一套研究事物的方法論體系，提出了幾條方法論原理。在牛頓《原理》一書中集中體現(xiàn)了以下幾種科學(xué)方法：①

實驗——理論——應(yīng)用的方法。牛頓在《原理》序言中說：“哲學(xué)的全部任務(wù)看來就在于從各種運(yùn)動現(xiàn)象來研究各種自然之力，而后用這些方去論證其他的現(xiàn)象?！笨茖W(xué)史家i.b.cohen正確地指出，牛頓“主要是將實際世界與其簡化數(shù)學(xué)表示反復(fù)加以比較”。牛頓是從事實驗和歸納實際材料的巨匠，也是將其理論應(yīng)用于天體、流體、引力等實際問題的能手。②

分析——綜合方法。分析是從整體到部分（如微分、原子觀點），綜合是從部分到整體（如積分，也包括天與地的綜合、三條運(yùn)動定律的建立等）。牛頓在《原理》中說過：“在自然科學(xué)里，應(yīng)該像在數(shù)學(xué)里一樣，在研究困難的事物時，總是應(yīng)當(dāng)先用分析的方法，然后才用綜合的方法……。一般地說，從結(jié)果到原因，從特殊原因到普遍原因，一直論證到最普遍的原因為止，這就是分析的方法；而綜合的方法則假定原因已找到，并且已經(jīng)把它們定為原理，再用這些原理去解釋由它們發(fā)生的現(xiàn)象，并證明這些解釋的正確性”。艾薩克·牛頓-哲學(xué)和科學(xué)方法牛頓在科學(xué)方法論上的貢獻(xiàn)正如③

歸納——演繹方法。上述分析一綜合法與歸納一演繹法是相互結(jié)合的。牛頓從觀察和實驗出發(fā)?！坝脷w納法去從中作出普通的結(jié)論”，即得到概念和規(guī)律，然后用演繹法推演出種種結(jié)論，再通過實驗加以檢驗、解釋和預(yù)測，這些預(yù)言的大部分都在后來得到證實。當(dāng)時牛頓表述的定律他稱為公理，即表明由歸納法得出的普遍結(jié)論，又可用演繹法去推演出其他結(jié)論。④

物理——數(shù)學(xué)方法。牛頓將物理學(xué)范圍中的概念和定律都“盡量用數(shù)學(xué)演出”。愛因斯坦說：“牛頓才第一個成功地找到了一個用公式清楚表述的基礎(chǔ)，從這個基礎(chǔ)出發(fā)他用數(shù)學(xué)的思維，邏輯地、定量地演繹出范圍很廣的現(xiàn)象并且同經(jīng)驗相符合”，“只有微分定律的形式才能完全滿足近代物理學(xué)家對因果性的要求，微分定律的明晰概念是牛頓最偉大的理智成就之一”。牛頓把他的書稱為《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》正好說明這一點。③

歸納——演繹方法。上述分析一綜合法與歸納一演繹法是相互結(jié)電磁學(xué)的奠基人邁克爾·法拉第（MichaelFaraday，公元1791～公元1867）英國物理學(xué)家化學(xué)家，也是著名的自學(xué)成才的科學(xué)家。生于薩里郡紐因頓一個貧苦鐵匠家庭。僅上過小學(xué)。1831年，他作出了關(guān)于力場的關(guān)鍵性突破，永遠(yuǎn)改變了人類文明。1815年5月回到皇家研究所在戴維指導(dǎo)下進(jìn)行化學(xué)研究。1824年1月當(dāng)選皇家學(xué)會會員，1825年2月任皇家研究所實驗室主任，1833----1862任皇家研究所化學(xué)教授。1846年榮獲倫福德獎?wù)潞突始覄渍?。電磁學(xué)的奠基人邁克爾·法拉第（MichaelFaraday電磁學(xué)的發(fā)展電磁學(xué)的發(fā)展電磁學(xué)的集大成者詹姆斯·克拉克·麥克斯韋，英國物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家?？茖W(xué)史上，稱牛頓把天上和地上的運(yùn)動規(guī)律統(tǒng)一起來，是實現(xiàn)第一次大綜合，麥克斯韋把電、光統(tǒng)一起來，是實現(xiàn)第二次大綜合，因此應(yīng)與牛頓齊名。1873年出版的《論電和磁》，也被尊為繼牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》之后的一部最重要的物理學(xué)經(jīng)典。沒有電磁學(xué)就沒有現(xiàn)代電工學(xué)，也就不可能有現(xiàn)代文明。電磁學(xué)的集大成者詹姆斯·克拉克·麥克斯韋，英國物理學(xué)家、數(shù)學(xué)電磁波的發(fā)現(xiàn)海因里?！?shù)婪颉ず掌潱℉einrichRudolfHertz，1857年2月22日－1894年1月1日），德國物理學(xué)家，于1888年首先證實了電磁波的存在。并對電磁學(xué)有很大的貢獻(xiàn)，故頻率的國際單位制單位赫茲以他的名字命名。電磁波的發(fā)現(xiàn)海因里?！?shù)婪颉ず掌潱℉einrichRud電磁波的應(yīng)用伽利爾摩·馬可尼，意大利無線電工程師，企業(yè)家，實用無線電報通信的創(chuàng)始人。1897年，在倫敦成立“馬可尼無線電報公司”。1909年他與布勞恩一起得諾貝爾物理學(xué)獎，被稱作“無線電之父”電磁波的應(yīng)用伽利爾摩·馬可尼，意大利無線電工程師，企業(yè)家，實世紀(jì)之交的物理學(xué)世紀(jì)之交的物理學(xué)牛頓之后物理學(xué)最偉大的發(fā)現(xiàn)牛頓之后物理學(xué)最偉大的發(fā)現(xiàn)走到相對論門口的人亨利·龐加萊亨德里克·安東·洛倫茲走到相對論門口的人亨利·龐加萊亨德里克·安東·洛倫茲震驚世界的發(fā)現(xiàn)-------相對論的誕生震驚世界的發(fā)現(xiàn)愛因斯坦及其理論愛因斯坦及其理論相對論是關(guān)于時空和引力的基本理論，主要由阿爾伯特·愛因斯坦(AlbertEinstein)創(chuàng)立，依據(jù)研究的對象不同分為狹義相對論和廣義相對論。相對論和量子力學(xué)的提出給物理學(xué)帶來了革命性的變化，共同奠定了現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)。相對論極大的改變了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念，提出了“同時的相對性”、“四維時空”、“彎曲時空”等全新的概念相對論簡介相對論是關(guān)于時空和引力的基本理論，主要由阿爾伯特·愛因斯坦(亞瑟·C·克拉克三大定律1.當(dāng)一個杰出但上了年紀(jì)的科學(xué)家斷言某件事是可能的，那他幾乎可定時正確的。當(dāng)他斷言某件事時不可能的，那他非常有可能錯了。2.要發(fā)現(xiàn)“可能”的極限，唯有稍稍突破界限進(jìn)入“不可能”的領(lǐng)域中去。3.任何足夠高深的科技看起來都與魔法無異。亞瑟·C·克拉克三大定律1.當(dāng)一個杰出但上了年紀(jì)的科學(xué)家斷言近代物理的兩大支柱之間的論戰(zhàn)近代物理的兩大支柱之間的論戰(zhàn)科學(xué)家的良好品質(zhì)瑪麗·居里（1867-1934）是舉世聞名的女科學(xué)家，兩度獲得諾貝爾獎，與其丈夫共同發(fā)現(xiàn)了放射性元素鐳。除獲諾貝爾獎外，她的各種榮譽(yù)稱號有：會員56個，會長2個，院士19個，院長1個，博士20個，教授1個，榮譽(yù)市民3個；另外獲得獎金10項，獎?wù)?6枚。愛因斯坦曾說：“在所有著名人物中，居里夫人是唯一不為榮譽(yù)所寵壞的人?！笨茖W(xué)家的良好品質(zhì)瑪麗·居里（1867-1934）是舉世聞名的關(guān)于相對論的一些思考

----相對性原理與客觀事實關(guān)于相對論的一些思考

輪椅上的巨人---史蒂芬·霍金斯蒂芬·威廉·霍金，英國劍橋大學(xué)應(yīng)用數(shù)學(xué)及理論物理學(xué)系教授，當(dāng)代最重要的廣義相對論和宇宙論家，是當(dāng)今享有國際盛譽(yù)的偉人之一，被稱為在世的最偉大的科學(xué)家，還被稱為“宇宙之王”。70年代他與彭羅斯一起證明了著名的奇性定理，為此他們共同獲得了1988年的沃爾夫物理獎。他因此被譽(yù)為繼愛因斯坦之后世界上最著名的科學(xué)思想家和最杰出的理論物理學(xué)家。他還證明了黑洞的面積定理，即隨著時間的增加黑洞的面積不減。2012年1月8日霍金預(yù)言，地球?qū)⒃谇陜?nèi)面臨核戰(zhàn)之類的大災(zāi)難，人類只有在火星或太陽系其他星球殖民，才能避免滅絕。輪椅上的巨人---史蒂芬·霍金斯蒂芬·威廉·霍金，英國劍橋大霍金的理論霍金的理論未來物理學(xué)的展望未來物理學(xué)的展望謝謝！謝謝！科學(xué)的新時代尼古拉·哥白尼1473年出生于波蘭。40歲時，哥白尼提出了日心說，并經(jīng)過長年的觀察和計算完成他的偉大著作《天球運(yùn)行論》。

1533年，60歲的哥白尼在羅馬做了一系列的講演，但直到他臨近古稀之年才終于決定將它出版。1543年5月24日去世的那一天才收到出版商寄來的一部他寫的書。哥白尼的“日心說”沉重地打擊了教會的宇宙觀，這是唯物主義和唯心主義斗爭的偉大勝利。哥白尼是歐洲文藝復(fù)興時期的一位巨人。他用畢生的精力去研究天文學(xué)，為后世留下了寶貴的遺產(chǎn)。哥白尼遺骨于2010年5月22日在波蘭弗龍堡大教堂重新下葬。科學(xué)的新時代尼古拉·哥白尼1473年出生于波《天體運(yùn)行論》《天球運(yùn)行論》的第一卷是全書的精髓，先后論述了“宇宙是球形”、“大地也是球形”、“天體的運(yùn)動是均勻永恒之圓運(yùn)動或復(fù)合運(yùn)動”。哥白尼說，“天體的這種旋轉(zhuǎn)運(yùn)動對于球來說是固有的性質(zhì)，它反映了球形的特點。球這種形狀的特點是簡單、沒有起點、也沒有終點，旋轉(zhuǎn)時不能將各部分相區(qū)別。而且球體形狀也正是旋轉(zhuǎn)作用本身造成的。”《天體運(yùn)行論》《天球運(yùn)行論》的第一卷是全書的精髓，先后論述了兩大科學(xué)體系的對話兩大科學(xué)體系的對話真理的捍衛(wèi)者喬爾丹諾．布魯諾（GiordanoBruno，1548-1600），意大利思想家、自然科學(xué)家、哲學(xué)家和文學(xué)家。他勇敢的捍衛(wèi)和發(fā)展了哥白尼的太陽中心說，并把它傳遍歐洲，被世人譽(yù)為是反教會、反經(jīng)院哲學(xué)的無畏戰(zhàn)士，是捍衛(wèi)真理的殉道者。由于批判經(jīng)院哲學(xué)和神學(xué)，反對地心說，宣傳日心說和宇宙觀、宗教哲學(xué)，1592年被捕入獄，最后被宗教裁判所判為“異端”燒死在羅馬鮮花廣場。主要著作有《論無限宇宙和世界》、《諾亞方舟》。真理的捍衛(wèi)者喬爾丹諾．布魯諾（GiordanoBruno，1天空的立法者約翰尼斯·開普勒(JohannsKe-pler,1571—1630),杰出的德國天文學(xué)家，他發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動的三大定律，分別是軌道定律、面積定律和周期定律，這三大定律可分別描述為：所有行星分別是在大小不同的橢圓軌道上運(yùn)行；在同樣的時間里行星向徑在軌道平面上所掃過的面積相等；行星公轉(zhuǎn)周期的平方與它同太陽距離的立方成正比。這三大定律最終使他贏得了“天空立法者”的美名。為哥白尼的日心說提供了最可靠的證據(jù)，同時他對光學(xué)、數(shù)學(xué)也做出了重要的貢獻(xiàn)，他是現(xiàn)代實驗光學(xué)的奠基人。天空的立法者約翰尼斯·開普勒(JohannsKe-pler近代力學(xué)的奠基者意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家、哲學(xué)家，近代實驗科學(xué)的先驅(qū)者。其成就包括改進(jìn)望遠(yuǎn)鏡和其所帶來的天文觀測，以及支持哥白尼的日心說。當(dāng)時，人們爭相傳頌：“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙”。今天，史蒂芬·霍金說，“自然科學(xué)的誕生要歸功于伽利略，他這方面的功勞大概無人能及?！苯W(xué)的奠基者意大利物理學(xué)家、天文學(xué)家、哲學(xué)家，近代實驗科近代科學(xué)的集大成者艾薩克·牛頓（Isaac

Newton）是英國偉大的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家和自然哲學(xué)家，其研究領(lǐng)域包括了物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)、神學(xué)、自然哲學(xué)和煉金術(shù)。牛頓的主要貢獻(xiàn)有發(fā)明了微積分，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和經(jīng)典力學(xué)，設(shè)計并實際制造了第一架反射式望遠(yuǎn)鏡等等，被譽(yù)為人類歷史上最偉大，最有影響力的科學(xué)家。為了紀(jì)念牛頓在經(jīng)典力學(xué)方面的杰出成就，“牛頓”后來成為衡量力的大小的物理單位。近代科學(xué)的集大成者艾薩克·牛頓（Isaac

Newton）是生平簡介——艾薩克牛頓他出生于英格蘭林肯郡的小鎮(zhèn)烏爾斯普，他的家庭是一個自耕農(nóng)家庭。在他未出世前，父親就去世了。牛頓生而孱弱，過了3年，他的母親再嫁給一位牧師，把孩子留在他祖母身邊撫養(yǎng)。8年之后，牧師病故，牛頓的母親帶著后夫所生的一子二女又回到烏爾斯普。牛頓自幼沉默寡言，性格倔強(qiáng)，惟一喜歡的是擺弄機(jī)械小技巧。少年時代的牛頓并不聰明，反而十分沉默孤獨，惟一的優(yōu)點就是動手能力比較強(qiáng)。傳說他用小老鼠為動力做了一架磨坊的模型；還有一次他在風(fēng)箏上掛著小燈，放上天去，村里人在晚上看見時，以為是彗星出現(xiàn)了。他喜歡繪畫、雕刻，尤喜歡刻日晷，家里墻角、窗臺上到處安放著他刻劃的日晷。12歲時，牛頓進(jìn)入格蘭瑟中學(xué)，他酷愛讀書，喜歡沉思，對自然現(xiàn)象有好奇心，例如顏色、日影四季的移動，尤好幾何學(xué)、哥白尼的日心說等等。在中學(xué)期間，他曾經(jīng)寄住在一個藥劑師家里，受到了化學(xué)實驗的熏陶。牛頓的母親原來希望他成為一個農(nóng)民，能贍養(yǎng)家庭，但牛頓朝著學(xué)問方向越走越深。1661年牛頓以減費生身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，他認(rèn)真地攻讀了歐幾里得的《幾何原本》、開卜勒的光學(xué)、笛卡爾的幾何學(xué)等。他的才華在大學(xué)期間開始顯露。1664年獲得獎學(xué)金，1665年以學(xué)士學(xué)位畢業(yè)。不久倫敦發(fā)生了嚴(yán)重的瘟疫，劍橋離倫敦不遠(yuǎn)，學(xué)校為此停課。牛頓于當(dāng)年6月回到故鄉(xiāng)烏爾斯普。生平簡介——艾薩克牛頓他出生于英格蘭林肯郡的小鎮(zhèn)烏爾斯普，他在故鄉(xiāng)的兩年，牛頓在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前人從未思考過的問題，踏進(jìn)前人沒有涉及的領(lǐng)域，創(chuàng)建了前所未有的驚人業(yè)績。1665年初他創(chuàng)立級數(shù)近似法以及把任何冪的二項式化為一個級數(shù)的規(guī)則。同年11月，創(chuàng)立微積分。牛頓還開始想到研究重力問題，并想把重力理論推廣到月球的運(yùn)行軌道上去。他以旺盛的精力從事科學(xué)創(chuàng)造，并關(guān)心自然哲學(xué)問題。

1667年牛頓重返劍橋大學(xué)，10月被選為三一學(xué)院的仲院侶，次年

3月選為正院侶。他的老師巴羅十分賞識牛頓的才華，以致在1669年他尚未滿27歲時，巴羅就把自己的教授席位讓給了他，牛頓成為接替巴羅擔(dān)任盧卡斯講座的教授。巴羅當(dāng)時還不到40歲，遠(yuǎn)未到退休年齡。早在1666年，牛頓就有了萬有引力的想法，此后20年他不斷觀測研究月球繞地球運(yùn)動，于1685-1686年用拉丁文完成了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，由朋友哈雷出資于1687年出版。這為他贏得了極大的學(xué)術(shù)聲譽(yù)。牛頓于1727年3月31日在倫敦郊區(qū)肯辛頓寓中逝世，以國葬禮葬于倫敦威斯敏斯特教堂。在故鄉(xiāng)的兩年，牛頓在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前劃時代的巨著---<<自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理>>《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》是第一次科學(xué)革命的集大成之作，它在物理學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)和哲學(xué)等領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大影響。在寫作方式上，牛頓遵循古希臘的公理化模式，從定義、定律（即公理）出發(fā)，導(dǎo)出命題；對具體的問題（如月球的運(yùn)動），他把從理論導(dǎo)出的結(jié)果和觀察結(jié)果相比較。全書共分五部分，首先“定義”，這一部分給出了物質(zhì)的量、

時間、空間、向心力等的定義。第二部分是“公理或運(yùn)動的定律”，包括著名的運(yùn)動三定律。接下來的內(nèi)容分為三卷。前兩卷的標(biāo)題一樣，都是“論物體的運(yùn)動”。第一卷研究在無阻力的自由空間中物體的運(yùn)動，許多命題涉及已知力解定受力物體的運(yùn)動狀態(tài)（軌道、速度、運(yùn)動時間等），以及由物體的運(yùn)動狀態(tài)確定所受的力。第二卷研究在阻力給定的情況下物體的運(yùn)動、流體力學(xué)以及波動理論。壓卷之作的第三卷是標(biāo)題是“論宇宙的系統(tǒng)”。由第一卷的結(jié)果及天文觀測牛頓導(dǎo)出了萬有引力定律，并由此研究地球的形狀，解釋海洋的潮汐，探究月球的運(yùn)動，確定彗星的軌道。本卷中的“研究哲學(xué)的規(guī)則”及“總釋”對哲學(xué)和神學(xué)影響很大。

劃時代的巨著---<<自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理>>《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)構(gòu)筑力學(xué)大廈牛頓是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者。他系統(tǒng)的總結(jié)了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的萬有引力定律和牛頓運(yùn)動第三定律。在牛頓以前，天文學(xué)是最顯赫的學(xué)科。但是為什么行星一定按照一定規(guī)律圍繞太陽運(yùn)行？天文學(xué)家無法圓滿解釋這個問題。萬有引力的發(fā)現(xiàn)說明，天上星體運(yùn)動和地面上物體運(yùn)動都受到同樣的規(guī)律——力學(xué)規(guī)律的支配。在哈雷的敦促下，1686年底，牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書?；始覍W(xué)會經(jīng)費不足，出不了這本書，后來靠了哈雷的資助，這部科學(xué)史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。牛頓在這部書中，從力學(xué)的基本概念(質(zhì)量、動量、慣性、力)和基本定律(運(yùn)動三定律)出發(fā)，運(yùn)用他所發(fā)明的微積分這一銳利的數(shù)學(xué)工具，不但從數(shù)學(xué)上論證了萬有引力定律，而且把經(jīng)典力學(xué)確立為完整而嚴(yán)密的體系，把天體力學(xué)和地面上的物體力學(xué)統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次大的綜合。從此物理學(xué)進(jìn)入了所謂的牛頓力學(xué)時代。構(gòu)筑力學(xué)大廈牛頓是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者。他系統(tǒng)的總結(jié)了伽利艾薩克·牛頓-哲學(xué)和科學(xué)方法牛頓在科學(xué)方法論上的貢獻(xiàn)正如他在物理學(xué)特別是力學(xué)中的貢獻(xiàn)一樣，不只是創(chuàng)立了某一種或兩種新方法，而是形成了一套研究事物的方法論體系，提出了幾條方法論原理。在牛頓《原理》一書中集中體現(xiàn)了以下幾種科學(xué)方法：①

實驗——理論——應(yīng)用的方法。牛頓在《原理》序言中說：“哲學(xué)的全部任務(wù)看來就在于從各種運(yùn)動現(xiàn)象來研究各種自然之力，而后用這些方去論證其他的現(xiàn)象?！笨茖W(xué)史家i.b.cohen正確地指出，牛頓“主要是將實際世界與其簡化數(shù)學(xué)表示反復(fù)加以比較”。牛頓是從事實驗和歸納實際材料的巨匠，也是將其理論應(yīng)用于天體、流體、引力等實際問題的能手。②

分析——綜合方法。分析是從整體到部分（如微分、原子觀點），綜合是從部分到整體（如積分，也包括天與地的綜合、三條運(yùn)動定律的建立等）。牛頓在《原理》中說過：“在自然科學(xué)里，應(yīng)該像在數(shù)學(xué)里一樣，在研究困難的事物時，總是應(yīng)當(dāng)先用分析的方法，然后才用綜合的方法……。一般地說，從結(jié)果到原因，從特殊原因到普遍原因，一直論證到最普遍的原因為止，這就是分析的方法；而綜合的方法則假定原因已找到，并且已經(jīng)把它們定為原理，再用這些原理去解釋由它們發(fā)生的現(xiàn)象，并證明這些解釋的正確性”。艾薩克·牛頓-哲學(xué)和科學(xué)方法牛頓在科學(xué)方法論上的貢獻(xiàn)正如③

歸納——演繹方法。上述分析一綜合法與歸納一演繹法是相互結(jié)合的。牛頓從觀察和實驗出發(fā)?！坝脷w納法去從中作出普通的結(jié)論”，即得到概念和規(guī)律，然后用演繹法推演出種種結(jié)論，再通過實驗加以檢驗、解釋和預(yù)測，這些預(yù)言的大部分都在后來得到證實。當(dāng)時牛頓表述的定律他稱為公理，即表明由歸納法得出的普遍結(jié)論，又可用演繹法去推演出其他結(jié)論。④

物理——數(shù)學(xué)方法。牛頓將物理學(xué)范圍中的概念和定律都“盡量用數(shù)學(xué)演出”。愛因斯坦說：“牛頓才第一個成功地找到了一個用公式清楚表述的基礎(chǔ)，從這個基礎(chǔ)出發(fā)他用數(shù)學(xué)的思維，邏輯地、定量地演繹出范圍很廣的現(xiàn)象并且同經(jīng)驗相符合”，“只有微分定律的形式才能完全滿足近代物理學(xué)家對因果性的要求，微分定律的明晰概念是牛頓最偉大的理智成就之一”。牛頓把他的書稱為《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》正好說明這一點。③

歸納——演繹方法。上述分析一綜合法與歸納一演繹法是相互結(jié)電磁學(xué)的奠基人邁克爾·法拉第（MichaelFaraday，公元1791～公元1867）英國物理學(xué)家化學(xué)家，也是著名的自學(xué)成才的科學(xué)家。生于薩里郡紐因頓一個貧苦鐵匠家庭。僅上過小學(xué)。1831年，他作出了關(guān)于力場的關(guān)鍵性突破，永遠(yuǎn)改變了人類文明。1815年5月回到皇家研究所在戴維指導(dǎo)下進(jìn)行化學(xué)研究。1824年1月當(dāng)選皇家學(xué)會會員，1825年2月任皇家研究所實驗室主任，1833----1862任皇家研究所化學(xué)教授。1846年榮獲倫福德獎?wù)潞突始覄渍?。電磁學(xué)的奠基人邁克爾·法拉第（MichaelFaraday電磁學(xué)的發(fā)展電磁學(xué)的發(fā)展電磁學(xué)的集大成者詹姆斯·克拉克·麥克斯韋，英國物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家。科學(xué)史上，稱牛頓把天上和地上的運(yùn)動規(guī)律統(tǒng)一起來，是實現(xiàn)第一次大綜合，麥克斯韋把電、光統(tǒng)一起來，是實現(xiàn)第二次大綜合，因此應(yīng)與牛頓齊名。1873年出版的《論電和磁》，也被尊為繼牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》之后的一部最重要的物理學(xué)經(jīng)典。沒有電磁學(xué)就沒有現(xiàn)代電工學(xué)，也就不可能有現(xiàn)代文明。電磁學(xué)的集大成者詹姆斯·克拉克·麥克斯韋，英國物理學(xué)家、數(shù)學(xué)電磁波的發(fā)現(xiàn)海因里?！?shù)婪颉ず掌潱℉einrichRudolfHertz，1857年2月22日－1894年1月1日），德國物理學(xué)家，于1888年首先證實了電磁波的存在。并對電磁學(xué)有很大的貢獻(xiàn)，故頻率的國際單位制單位赫茲以他的名字命名。電磁波的發(fā)現(xiàn)海因里?！?shù)婪颉ず掌潱℉einrichRud電磁波的應(yīng)用伽利爾摩·馬可尼，意大利無線電工程師，企業(yè)家，實用無線電報通信的創(chuàng)始人。1897年，在倫敦成立“馬可尼無線電報公司”。1909年他與布