第二讲近代西方的科学与技术.ppt

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1、第二讲 近代西方的科学与技术,一、文艺复兴二、文艺复兴时期的人物和事件三、培根与笛卡儿的科学方法论四、牛顿的成就及其对科学发展的影响,第二讲 近代西方的科学与技术,三、培根与笛卡儿的科学方法论四、牛顿的成就及其对科学发展的影响,第二讲 近代西方的科学与技术,三、培根与笛卡儿的科学方法论1弗兰西斯培根近代归纳法创始人,论说随笔文集（1597）学术的进步（1605）论古人的智慧（1609）新工具（1620）新大西岛（1623）,知识就是力量,第二讲 近代西方的科学与技术,弗兰西斯培根生平1561年1月22日生于伦敦官宦人家12岁（1573）入剑桥大学三一学院15岁（1576）作为英国驻法大使的随从

2、2年18岁（1579）父逝世,21岁（1582）取得律师资格23岁（1584）当选国会议员36岁（1597）处女作论说随笔文集39岁（1602）受封为爵士41岁（1604）任国王詹姆士顾问42岁（1605）论学术的进展出版。,第二讲 近代西方的科学与技术,弗兰西斯培根生平46岁（1609年）论古人的智慧出版59岁（1620年）新工具出版60岁（1621年）被指控贪污而关进伦敦塔62岁（1623年）新大西岛出版,63岁（1624年）论说文集出版65岁（1626/4/9）观察给鸡肚内填塞冰雪防腐时因冷冻受风寒支气管炎复发去世。亨利沃登爵士为培根题写了墓志铭：圣奥尔本斯子爵如用更煊赫的头衔应称之为“

3、科学之光”、“法律之舌”。,第二讲 近代西方的科学与技术,弗兰西斯培根（Francis Bacon，15611626）,英国哲学家和科学家，被马克思称为“英国唯物主义和整个现代实验科学的真正始祖”。培根是近代哲学史上首先提出经验论原则的哲学家。他重视感觉经验和归纳逻辑在,认识过程中的作用，开创了以经验为手段，研究感性自然的经验哲学的新时代，对近代科学的建立起了积极的推动作用，对人类哲学史、科学史都做出了重大的历史贡献。为此，罗素尊称培根为“给科学研究程序进行逻辑组织化的先驱”。,第二讲 近代西方的科学与技术,弗兰西斯培根（Francis Bacon，15611626）培根努力把学者传统和工匠传

4、统结合起来，以导致“经验与理性职能的真正合法的婚配”。他认为新科学方法只要大量搜集事实，提出假说，进行实验、归纳概括，就可以在事实的基础上建起科学理论的金字塔。这就是归纳法。培根是近代归纳法的创始人。培根认为当时科学落后的主要原因有二：其一是人们轻视实验，轻视经验，鄙视铁匠、陶工、染匠等职业；其二是学校教育是反科学的，学生只读作家的作品而反对一切标新立异的科学创见。,第二讲 近代西方的科学与技术,培根不满意哲学中简单的枚举归纳法，而主张把实验科学中的归纳法从自然科学搬到哲学中来。培根强调归纳法必须记住两条规则：,第一，放弃所有先入为主的偏见而重新从头开始；第二，暂时不要企图上升到一般结论或接近

5、它们。因为归纳法是多层次的。培根的方法论：基本上还是亚里士多德的那一套，它所批评亚氏的只是事实不够、归纳匆忙等。培根反对假设演绎法，不重视数学在科学实验中的地位与作用，这是他对伽利略的工作毫无反应。,第二讲 近代西方的科学与技术,培根的方法论 培根做了很少的实验，但没有得出什么有意义的结论，最后一次关于雪可以防腐的实验使他受寒，导致气管炎而身亡。,培根发明的有条理的归纳法在17世纪的数学、物理等理科学中发挥不了什么作用，但在以后主要靠搜集资料得出结论的生物科学和地质科学中发挥了其用武之地。培根（1561-1626，65岁）是英国女王伊丽莎白的掌玺大臣尼古拉斯培根爵士之子。12岁时进入剑桥大学三

6、一学院，三年后中途辍学，未获得学位。后到格雷的律师协会学习法律，1586年进入律师界。,第二讲 近代西方的科学与技术,培根学术生平 1603年成为贵族，1618年成为大法官，并被封为维鲁兰男爵，1621年封为圣艾尔班斯子爵。培根终年致力于著学术的伟大复兴，其中第二部分新工具论发表于1620年，这是一部在科学史上具有重大影响的著作。在书中他响亮地提出了“知识就是力量”的观点。他指出，要想控制自然，利用自然，就必须掌握科学知识。他认为真正的哲学必须研究自然，研究科学。为此，他十分重视科学实验，认为只有经过实验才能获得真正的知识。,第二讲 近代西方的科学与技术,培根学术生平 新工具一书的出版，得到了

7、全欧洲学者的极大赞赏，因为这种思想既是对反动的经院哲学的有力批判，也是对人们探索自然的鼓励。新工具也许是培根最重要的著作。这部著作号召人们采用实验调查法。由于完全依靠亚里士多德演绎逻辑方法的荒诞可笑，因而需要一种新的逻辑方法归纳法。知识并不是我们推论中的已知条件，而是要从条件中归纳出结论性的东西，更确切地说是我们要达到目的的结论。人们要了解世界，就必须首先去观察世界。培根指出要首先收集事实，然后再用归纳推理手段从这些事实中得出结论。,第二讲 近代西方的科学与技术,培根名言 知识就是力量。knowledge is power 读史使人明智，读诗使人灵秀，数学使人周密，科学使人深刻，伦理学使人庄重

8、，逻辑修辞使人善辩，凡有所学，皆成性格。Histories make men wise,poets witty,the mathematics subtlenatural philosophy deep,moral grave,logic and rhetoric able tocontend.,第二讲 近代西方的科学与技术,培根名言 使人们宁愿相信谬误，而不愿热爱真理,的原因，不仅由于探索真理是艰苦的，而且是由于谬误更能迎合人类某些恶劣的天性。,第二讲 近代西方的科学与技术,三、培根与笛卡儿的科学方法论2.笛卡儿西方理性主义创始人,论世界（1634）方法论（折光学、气象 学、几何学）（163

9、7）形而上学的沉思（1641）哲学原理（1644）论心灵的感情（1649）,我思故我在,毕达哥拉斯、柏拉图、欧几里德理性思维的影响,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡儿生平1596年3月31日笛卡尔生于法国土伦贵族家庭8岁（1604）入拉弗莱神耶稣会学校16岁（1612)入普瓦捷大学读法学，20岁获博士学位,32岁（1628）移居荷兰并写出指导哲学之原则38岁（1634）论世界面世41岁（1637/6/8）匿名在荷兰莱顿出版方法论45岁（1641）形而上学的沉思出版48岁（1644）哲学原理出版53岁（1649）应瑞典女王之邀任哲学教师,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡儿生平54岁（1650

10、年2月）因肺炎去世哲学方面:反对经院哲学和神学，提出怀疑一切的“系统怀疑的方法”。他的“我思故我在”强调不能怀疑以思维为其属性的独立的,精神实体的存在，所有物质的东西，都是为同一机械规律所支配的机器，甚至人体也是如此。同时他又认为，除了机械的世界外，还有一个精神世界存在，这种二元论的观点后来成了欧洲人的根本思想方法。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡儿（Ren Descartes，15961650）,17世纪法国哲学家，科学家。西方近代哲学的奠基人之一，解析几何的创始人。黑格尔称他为“现代哲学之父”。笛卡儿的二元哲学思想,对任何事物都可怀疑，唯独对“我在怀疑”不能怀疑，这说明有一个怀疑的我(

11、即心灵)独立存在。他更进一步指出了心灵与物质的相互差异：心灵能思维而不占空间；物质占空间而不思维；二者互不决定，互不派生。笛卡儿将物质与精神截然分开，将哲学划分为“形而上学”与“物理学”两部分。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡儿的方法论思想 在古代演绎方法的基础上创立了一种以数学为基础的演绎法：以唯理论为根据，从自明的直观公理出发，运用数学的逻辑演绎，推出结论。这种方法和培根所提倡的实验归纳法结合起来,经过惠更,斯和牛顿等人的综合运用，成为物理学特别是理论物理学的重要方法。作为他的普遍方法的一个最成功的例子，是笛卡儿运用代数的方法的来解决几何问题，确立了坐标几何学即解析几何学的基础。笛卡儿

12、的方法论中还有两点值得注意。第一，他善于运用直观“模型”来说明物理现象。例如利用“网球”模型说明光的折射；用盛水的玻璃球来模拟并成功地解释了虹霓现象等。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡儿的方法论思想 第二，他提倡运用假设和假说的方法，如宇宙结构论中的旋涡说。此外他还提出“普遍怀疑”原则。这一原则在当时的历史条件下对于反对教会统治、反对崇尚权威、提倡理性、提倡科学起过很大作用。,在笛卡儿看来，世界上的一切都是值得怀疑的。我们头脑中的理论知识可靠吗？不可靠！我们的一切理论知识都来源于哪里？来源于我们老师！我们老师的知识又来源于哪里？来源于老师的老师！这样代代相传的知识难免会被搀杂了谬误。来源于

13、我们经验的知识同样也不可靠，因为感觉经验本身就值得怀疑。同样面积的圆，在不同的背景下，我们会觉得它大小不一。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡儿的方法论思想 靠演绎或推理得来的知识可靠吗？不可靠！因为无数人犯过错误。笛卡儿认为，世界上有一样东西是我们不能怀疑的那就是我在怀疑本身。,笛卡儿的科技史贡献 用微粒子涡动理论说明太阳和行星的运动，发现了光折射基本定律；证明了宇宙永远保存着同量的运动，提出了运动守恒定律；研究了多种器官的构造和胚胎发育情况，首次提出了神经传导和反射机能理论；在总结前代科学家科学研究方法的基础上，创立了演绎法。在数学领域里，把“形与数”结合了起来。创造出了崭新的解析几何学

14、，为微积分的创立奠定了基础。,第二讲 近代西方的科学与技术,1649年，笛卡儿应邀去瑞典担任女王的教师。最后因肺炎病逝于斯德哥尔摩，享年54岁。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡儿的哲学体系,笛卡尔把他的体系分为3个部分：“形而上学”，即认识论和本体论；“物理学”，即自然哲学；各门具体科学，主要是医学、力学和伦理学,17世纪前期在笛卡儿生活的法国，为神学服务的经院哲学敌视科学思想，用火刑和监狱对付先进的思想家和科学家。批判经院哲学，建立为科学撑腰的新哲学，是先进思想家的共同任务。笛卡尔和F.培根一样，打出了新哲学的大旗。他们指出：,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡儿的哲学体系,“经院哲学是

15、一派空谈，只能引导人们陷入根本性错误，不会带来真实可靠的知识，必须用新的正确方法，建立起新的哲学原理。”,从笛卡儿和F.培根起，哲学研究开始重视科学认识的方法论和认识论。笛卡儿认为理性是世间分配得最均匀的东西，权威不再在上帝和教会那里，而到了每个人的心里了。这是对经院哲学的严重打击。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡尔认为，感性只能提供模糊不清的东西，只有理性才能提供“清楚而明白的观念”。凡是在理性看来清楚明白的就是真的。复杂的事情看不明白，应当把它尽可能分成简单的部,笛卡儿的哲学体系,分，直到理性可以看清其真伪的程度。这就是笛卡尔的真理标准。笛卡尔是17世纪唯理论的创始人，他并不完全排斥经

16、验在认识中的作用，但认为单纯经验可能错误，不能作为真理标准。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡儿的哲学体系,在笛卡尔看来，数学是理性能够清楚明白地理解的，所以数学的方法可以用来作为求得真理的方法，应当以这种方法找出一些最根本的真理来作为哲学的基础。在这个问题上，他曾同玻意耳展开过争论。笛卡儿说如果抛弃了理性，实验就不可能得出任何结论，科学是理性的成果。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡尔的学说有广泛的影响：他的“我思故我在”，强调认识中的主观能动性，直接启发了康德，成为从康德到黑格尔的德国古典哲学的主题，推动了辩证法的发展。正如他的解析几何引出微积分一样。,笛卡儿对后世的影响,笛卡儿 康德

17、 黑格尔（法1596-1650）（德1724-1804）（德1770-1831）,第二讲 近代西方的科学与技术,在笛卡尔以后，为了克服他所造成的困难，人们作出了种种努力。在“笛卡尔学派”中，N.马勒伯朗士站在唯心主义一边，强调上帝的作用，认为人们的认识完全依赖于上帝。另一些人则站在笛卡尔“物理学”的机械唯物主义一边，克服他的“形而上学”中的唯心主义，把唯物主义的第二种形态发展到高峰。这就是18世纪法国唯物主义。,笛卡儿对后世的影响,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡尔派和牛顿派的争论,是科学史上规模最大、争论最久、意义最深远的争论之一。主要分歧：笛卡尔派主张以太说，认为物体在原则上可以无 限分

18、,割；牛顿派则主张微粒说，认为最小的微粒是不可分的。笛卡尔派认为虚空不空，提出“实空”的概念；牛顿派则把空间看作大容器，承认虚空的存在。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡尔派和牛顿派的争论,笛卡尔派主张漩涡理论；牛顿派主张引力理论。笛卡尔派认为一切运动都是相对的；牛顿派则认为一切物体的真正运动是绝对运动。,笛卡尔派认为运动的量是守恒的；牛顿则认为自然界的运动总处于衰减之中。在认识论、方法论方面，笛卡尔派强调理性和演绎作用；牛顿派则强调感性与归纳的作用。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡尔派和牛顿派的争论,伏尔泰这样描述过这两派的区别：“一个法国人到了伦敦，发觉哲学上的东西跟其他的事物一样变

19、化很大。他去的时候还觉得宇宙是充实的，而现在他发现宇宙空虚了。在巴黎，人们认为宇宙是由精密物质的漩涡组成的；而在伦敦，人们却一点也不这样看。对于你们这些,伏尔泰（1694-1778）,笛卡儿主义者来说，每一种事物都是由无人知晓的推理完成的。”,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡尔学派和牛顿学派的相同之处,都是机械论者，都有自然神论的观点。笛卡尔派主张以太论，但也采用了微粒的说法，牛顿派主张微粒说，但也采用了以太论的观念。,在实际的科学研究中，笛卡尔强调理性，但也注重观察的作用；牛顿推崇归纳法，但也深受演绎法的影响。笛卡尔和牛顿两个学派代表了科学研究中的两种不同风格。,第二讲 近代西方的科学与技

20、术,笛卡尔学派和牛顿学派的不同之处,牛顿派代表的是当时科学发展的状况，反映了当时的科学发展水平与人的认识水平；笛卡尔派代表了科学发展的趋势，代表了人类下一个阶段的认识,水平。牛顿派面对现实，是已有成果的集大成者；笛卡尔面向未来，是科学进一步发展的开拓者。,第二讲 近代西方的科学与技术,笛卡尔学派和牛顿学派的不同之处,在解决当时的科学问题上，牛顿派要比笛卡尔派的观点更切合当时实际，更易被接受，它的一些错误在当时也未充分显露出来；笛卡尔派的一些观点,虽然具有更多的合理性，但在当时只能是尚未证实的假设。,第二讲 近代西方的科学与技术,四、牛顿的成就及其对科学发展的影响,哥白尼伽利略 牛顿 爱因斯坦开

21、普勒,牛顿画像（作于1702年，时年59）,第二讲 近代西方的科学与技术,四、牛顿的成就及其对科学发展的影响1.牛顿的成就,最负盛名的数学家、科学家和哲学家。他在1687年7月5日发表的自然哲学的数学原理里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。他总共留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。,艾萨克牛顿（16421727）,第二讲 近代西方的科学与技术,1.牛顿的成就 牛顿一生的重要贡献是集16、17世纪科学先驱们成果的集大成，建立起一个完整的力学理论体系，把天地间万物的运动规律概括在一个严密的统一理论中。这是人类认识自然的

22、历史中第一次理论的大综合。以牛顿命名的力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。这一成就，使以牛顿为代表的机械论的自然观，在整个自然科学领域中取得了长达200年的统治地位。,第二讲 近代西方的科学与技术,如果我比别人看得远一点儿，那是因为我是站在巨人们的肩上。艾萨克牛顿（16421727）,1.牛顿的成就,第二讲 近代西方的科学与技术,自然哲学的数 学原理（1687）光学（1704）流数术（1671-1736）,第二讲 近代西方的科学与技术,自然哲学的数学原理内容梗概（1687年）牛顿的代表作。力学经典著作。它的出版标志着经典力学的建立。全书共分为两部分

23、，第一部分为：定理和注释、运动的基本定理或定律。这部分篇幅不大，却极为重要。他仿照欧几里德的方法，首先提出了定义和公理，为建立力学的逻辑体系提供前提。,第二部分是这些基本定律的应用，共包括3篇。在定义和注释中，牛顿提出了8个定义和4个注释。,第二讲 近代西方的科学与技术,自然哲学的数学原理内容梗概（1687年）在运动的基本定理或定律中，牛顿总结了机械运动的3个基本定律，之后又给出了6个推论。在本书第二部分的第1编是讨论万有引力定律和行星运动，第1篇揭示了向心力场的保守性；第2篇讨论了物体在有阻力的介质中的运动；第3片总题目是论宇宙系统，是万有引力理论在天体运动上的应用。,自然哲学的数学原理在自

24、然科学史上具有划时代的意义。这里所谓的“自然哲,第二讲 近代西方的科学与技术,自然哲学的数学原理内容梗概（1687年）学”实际上指的是物理学。全书以数学为工具，来解释和说明涉及物理学特别是力学现象的一系列问题，从而建立起一套完整的力,学理论体系。在这部巨著中，牛顿正式确定了三大运动定律和万有引力定律，并以此为基础，解决了行星运动、落体运动、振子运动、微粒运动、声音和波、抄袭以及地球的扁圆形状等各种各样的问题。牛顿理论被称作经典力学，此后的200年间没有人做过本质的重大补充，直到量子力学和相对论诞生。,第二讲 近代西方的科学与技术,2.牛顿的生平,1642年12月25日，在英格兰林肯郡伍尔索普村

25、的一个农民家庭里，牛顿诞生了。出生前三个月父亲已去世。在他两岁时，母亲改嫁。从此牛顿便由外祖母抚养，直到1656年母亲再次成为寡妇，他才又被召回伍尔索普帮母亲务农。而且牛顿是个早产儿，出生时只有3磅。谁也没有料到这个看起来微不,牛顿画像（1702年，时年59）,足道的小东西会成为了一位震古烁今的科学巨人，并且竟活到了85岁的高龄。,第二讲 近代西方的科学与技术,2.牛顿的生平1642/12/25（儒略历）1643/1/4（阳历）牛顿诞生。1661年进入剑桥大学三一学院。1665-1666年避瘟疫期间正是学术创造的旺盛期。流数术、万有引力定律、色散实验等都在此期间孕育而成。1669年10月27日

26、26岁的牛顿担任卢卡斯讲座教授。1672年起被接纳为皇家学会会员。1703年被选为皇家学会主席直到1727年逝世。1727年3月30日深夜在伦敦去世。终身未婚。,第二讲 近代西方的科学与技术,因牛顿设计而得名。此桥牛顿建造时 没有用一根铁钉，后来有些剑桥学生把它拆了研究，结果再也无法稳定安装回去，现在的桥因此多了许多铁钉。,剑桥的“牛顿数学桥”,第二讲 近代西方的科学与技术,2.牛顿的生平牛顿在临终前是这样评论自己：“我不知道世人怎样看待我，但我自认为我只不过是像一个在海边玩耍的孩童，不时为找到比常见的更光滑的石子或更美丽的贝壳而欣喜，而展现在我面前的是全然位被发现的浩瀚的真理海洋。”“如果我

27、比别人看得远一点儿，那是因为我是站在巨人们的肩上。”,第二讲 近代西方的科学与技术,2.牛顿的生平 在牛顿去世之后的第4年（1731），他的亲友为他树立了一个纪念碑：“伊萨克牛顿爵士安葬在这里，他以近于超人的智力第一个证明了行星的运动和形状、彗星的轨道与海洋的潮汐。他孜孜不倦的研究光线的各种不同的屈折角，颜色所产生的种种性质。对于自然、考古和圣经是一个勤勉、敏锐而忠实的诠释者。他在他的哲学中确认上帝的庄严，并在他的举止中表现了福音的纯朴。让人类欢呼曾经存在过这样伟大的一位人类之光。”,第二讲 近代西方的科学与技术,剑桥大学“三一学院”内的牛顿塑像,牛顿综合、归纳、总结和发展了开普勒的天体力学和

28、伽利略的地上力学成就，为经典力学规定了一套基本概念（如质量、动量、力等），发现了物体运动三定律和万有引力定律，从而使经典力学成为一个完整的理论体系。,第二讲 近代西方的科学与技术,3牛顿发现运动三定律,牛顿第一定律（惯性定律）“每个物体继续保持静止或沿一直线做等速运动状态，除非有力加其上迫使它改变这种状态。”自然哲学的数学原理,惯性、惯性定律萌芽于古希腊，到了近代，惯性定律首先被伽利略发现，后经笛卡儿、伽桑狄等人的不断完善，最后由牛顿综合整理为运动第一定律。牛顿从研究惯性定律时起到最后提出第一定律止，花了20年的时间。,第二讲 近代西方的科学与技术,3牛顿发现运动三定律,牛顿第二定律 物体的加

29、速度跟所受的外力的合力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合力的方向相同。,第二讲 近代西方的科学与技术,3牛顿发现运动三定律 牛顿第三定律（作用与反作用定律）每一种作用都有一个相等的反作 用；或者，两个物体间的相互作用总 是相等的，而且指向相反。自然哲学的数学原理,第二讲 近代西方的科学与技术,4牛顿发现万有引力定律,一提到牛顿万有定律，人们就会想到牛顿坐在苹果园里被树上掉下来的一只苹果打中，因而发现万有定律的故事，甚至英国人还把那棵树保留下来，让好奇的人们来赏识，树死了还砍成块,保留在纪念馆里。实际上万有定律的发现决不是这样简单。在地球上，引力是一个熟知的现象，从古代到牛顿时代，人们

30、一直对这个问题进行讨论，提出了不同的解释。,第二讲 近代西方的科学与技术,4牛顿发现万有引力定律,牛顿从1665年起开始研究引力问题。先从地球对月球的引力入手：地球的引力既然能对高山上的物体有效，那么这一引力如能延伸到月球上，该引力就是使月球沿圆形轨道运动的向心力。如果一,抛物体初速度达到一定程度，则该抛物体将沿着一个圆形轨道绕地球旋转，而永远不再回到地面上来。这样，月球绕地球的运动就如一个被抛物体绕地球的旋转。牛顿根据惠更斯向心力定律和开普勒第三定律推,第二讲 近代西方的科学与技术,4牛顿发现万有引力定律,算出一个物体的向心力大小和两个物体中心之间的距离平方成反比。1684年，牛顿把地球对月

31、球的引力推广到太阳系，指出：维持行星绕太阳旋转的力来自太阳；一切维持星体绕中心天体沿闭合轨道运行的力均来自中心,天体。这个力不仅与它们距离的平方成反比，还与两个天体质量的乘积成正比。,第二讲 近代西方的科学与技术,5牛顿创立经典力学,牛顿发现的万有引力定律、物体运动三定律以及有关的数学证明和详细演算都汇集在其科学巨著自然哲学的数学原理（拉丁语:Philosophiae Naturalis Principia Mathematica）一书中。这部科学巨著在哈雷的建议和资助下于1687年出版，它标志着经典力学体系的完成。直到1729年这部著,作才有英文译本问世。它被人们称为17世纪物理学、数学的百

32、科全书。,第二讲 近代西方的科学与技术,6牛顿的科学思想及对科学发展的影响,（1）力学思想 牛顿的力学三定律是一个整体，是经典力学的基础。第一定律从质的方面反映了物体惯性的本质。,第二定律从量的方面说明了作用力与物体之间的关系。第三定律揭示了机械运动的一个矛盾：作用与反作用。,第二讲 近代西方的科学与技术,（1）力学思想,牛顿的万有引力理论是在经过几次重大检验以后，才得到科学界广泛承认。第一次检验是关于地球形状的测定。,牛顿根据他的理论指出地球不是正球体，而是在两极方向稍扁的扁球体（西红柿状而非橄榄状）。经法国科学家几次测量，证实了牛顿的假说。牛顿这个足不出户的人，却正确地给我们指出了地球的形

33、状。,第二讲 近代西方的科学与技术,（1）力学思想,牛顿关于地球观点继开普勒突破了传统的匀速正圆概念以后，正球形概念也被突破了。第二次检验是哈雷彗星回归周期的证实。,英国天文学家哈雷(1656-1742),牛顿认为彗星并不是神秘的天体，它同样遵循力学规律。哈雷根据牛顿的理论指出1682年出现的大彗星就是阿比安在,1531年、开普勒在1607年所观察到的彗星，并预言它下一次将在1758年出现。,第二讲 近代西方的科学与技术,（1）力学思想 法国数学家克雷洛（Clairant 1713-1765）计算了木星和土星对它的摄动作用，指出它下次过近日点的日期是1759年4月。1759年3月13日，哈雷彗

34、星果然过近日点。,1759年3月13日哈雷彗过近日点,第二讲 近代西方的科学与技术,第三次检验是海王星的发现。天王星发现后，人们发现天王星轨道的理论计算总是同实际观测有出入，于是有人就怀疑哥白尼牛顿的理论是否正确。法国的勒维烈（18111877）与英国的亚当斯（18191892）同时认为这是一颗未知行星对它摄动的结果，并算出了未知行星的位置。德国天文学家加尔用望远镜很快就在指定位置发现了海王星。,第二讲 近代西方的科学与技术,6牛顿的科学思想及对科学发展的影响（2）牛顿的微粒说,牛顿把古代原子论和机械力学结合起来，提出了微粒说。牛顿认为所有的物体都由微粒构成。微粒的基本属性是广延性、坚硬性、不

35、可,入性和惯性。为什么分散的微粒能够组成有一定稳定形状与体积的物体呢？这是原子论和微粒说所要解决的关键问题。,第二讲 近代西方的科学与技术,（2）牛顿的微粒说,玻意耳曾设想微粒之间有小钩、齿轮，当微粒钩在一起或咬合在一起时，就形成了一定的物体；牛顿则认为引力是微粒联系,的纽带。牛顿认为物质的构造是有层次的:第一级微粒组成第二级微粒。第二级微粒又组成第三级微粒等。最大的粒子决定物体的物理性质和化学性质，组成了我们可以感受到的物体。微粒越小彼此结合得越牢固。,第二讲 近代西方的科学与技术,（2）牛顿的微粒说,牛顿的设想:第一级微粒是靠“内聚力”结合在一起，所以最牢固。这种内聚力不是一般的引力，大概

36、是牛顿对强作用力的一种天才猜测吧。,（3）牛顿的神学观科学家+虔诚的教徒上帝是一个永恒、无限、绝对完美的主宰者，全智全能、无所不在，无所不知，无所不能。,第二讲 近代西方的科学与技术,（3）牛顿的神学观科学家+虔诚的教徒 我们不应当以任何游行物体作为上帝的代表来顶礼膜拜。上帝本身是不可以认识的。牛顿说，太阳系的构造是一个最完美的体系.为什么这一切都安排得如此巧妙？我的回答是，行星现有的运动不能单单出自于某一个自然原因，而是由一个全智的主宰的推动。上帝不仅存在，而且是精通力学、几何学的，是具有光学技巧、声学知识的。,第二讲 近代西方的科学与技术,（4）牛顿的方法论思想 牛顿把他的力学称为“推理力

37、学”。又把他的力学称为“实验哲学”。推理力学和实验哲学这两种说法并存，表明牛顿实际上主张逻辑与实验、理性与经验的结合。,牛顿所说的推理主要指归纳，归纳是发现的逻辑，而演绎是解释的逻辑。归纳的认识过程是从现象到本质，从结果到原因，从物体到微粒，从运动到力，从特殊命题到普遍结论；演绎的认识过程是从本质到现象，从原因到结果，从微粒到物体，从力到运动，从普遍结论到特殊命题。,第二讲 近代西方的科学与技术,（5）牛顿的力学机械论,牛顿不仅把近代力学系统化，而且还以力学为基础建构了一种自然观与科学观力学机械论。其主要观点为：机械自然观 自然界的所有运动都是或都可以归结为机械运动，宇宙是一台机器。,机械物质

38、观 自然界的各种物体都由微粒构成，最小的微粒（原子）没有内部结构，不可分割，不可能变化。微粒具有机械属性：惯性、重量、坚硬性、不可入性等。物体的质量不变。,第二讲 近代西方的科学与技术,（5）牛顿的力学机械论,机械时空观（绝对时空观）时间与空间同物体的变化无关，时间与空间的测量同参考系的选择无关；时间只有连续性并没有方向性；空间只有平直的形式，虚空存在。,机械作用论 力的作用只发生在两个物体中心（质点）的连线上。力是超距作用，力的传递不需要介质，可以超越空间距离，也不需要时间。机械决定论（单质决定论）如果质点（物体）在某一时刻的状态给定，我们可以应用力学据此推导出它在任一瞬间的状态，这都是唯一

39、确定。,第二讲 近代西方的科学与技术,（5）牛顿的力学机械论,机械科学观 自然界的所有现象都可以用机械力学解释，由机械力学可以推导出所有自然科学知识；各门科学知识都是或都可以归结为力学知识。,牛顿的力学机械论 在本体上把自然界看作机器;在认识论上认为力学是自然科学甚至社会科学的基础。,第二讲 近代西方的科学与技术,（6）牛顿科学思想对后世的影响,以牛顿为代表的力学机械论是一股强大的思潮，许多科学家都把它奉为信条，甚至到19世纪末期都是如此。机械力学被看作是科学的楷模，牛顿被看作是科学的化身。,蒲柏为牛顿写的墓志铭是：“自然和自然的法则在黑暗中隐藏，上帝说，让牛顿去吧！于是一切都已照亮。”,第二

40、讲 近代西方的科学与技术,（6）牛顿科学思想对后世的影响,安培之子用诗来赞美牛顿：“他来了，它揭示出最高的原则，永恒、朴实、唯一，就像上帝自身。万物都肃静下来，听他说道：吸引，这个词正是那造物的字音。,17世纪法国冶金学家雷伊提出了化学变化的机械学说，把化学归结为机械的混合。机械力学对生物学研究也很有很大影响。哈维把心脏比作水泵，把动脉和静脉看作机械系统。,第二讲 近代西方的科学与技术,（6）牛顿科学思想对后世的影响,意大利的波列里认为动物是机械装置，如肺是鼓风箱，胃是研磨机。笛卡儿说生物是机器。拉美特利说人是机器。,普利高津 各个学科都争先恐后地套用力学的概念和 1917-2003 方法，出现了普利高津所说的“力的扩张”。,