第五章近代前期自然科学的产生和第一次技术革命
6近代自然科学(19世纪前后)
纽 可 门 式 蒸 汽 机
瓦特制成改良蒸汽机
瓦特1736年生于苏格兰的一个工人家庭， 从小饱受贫穷和疾病的折磨。十几岁来到伦 敦当学徒，学习机械制造。1756年，瓦特在格 拉斯哥大学谋得了一个机修工的职位。在大学 里，他认识了著名的物理学家布莱克，从他那 里学到了许多热学知识。与此同时，他在思考 如何改进纽可门蒸汽机。 瓦特认为纽可门蒸气机的主要缺点是 在汽缸内反复进行冷凝，把大量热能浪费 于重新加热汽缸。
焦耳所用的测量 热功当量的仪器
焦耳的工作开始引起注意
焦耳的划时代的工作也没有引起应有的注意。也许因 为他只是一位业余的实验爱好者，皇家学会拒绝发表他早 期的两篇论文。他的关于热功当量测定的论文只得在一家 报纸上全文发表。 1847年，在英国科学促进会的年会上，焦耳希望报告 一下他正在做的测量热功当量的实验。会议主席只允许他 作简短的口头描述。报告完后席间有一位青年人站起来， 对报告进行了高度的评价，并以他雄辩的口才引起了与会 者对焦耳报告的注意和兴趣。这位青年人就是当时23岁的 威廉·汤姆生，后来以开尔文勋爵而著称的英国著名物理 学家。
十九世纪自然科学领域的重大成就
物理学领域
（1）能量守恒与转化定律的发现 （2）热力学基本定律的建立
由研究当时的蒸汽机的效率开始，进而描述热和功的相 互转化及其在数量上的关系的规律。 焦耳、开尔文、克劳休斯、卡诺等：建立了“能量守恒 与转化定律、热力学三定律”，形成了热力学基础 在对光的本性的认识中，存在着波动说和微粒说之争 “干涉”实验、“偏振现象”，波动说正确解释 光速的测定是波动说战胜微粒说具有决定意义的实验
细胞学说的建立
细胞是一切有机体 结构和发育的基本 单位，有机体的发 育，就是细胞的分 化和形成的过程
科学技术发展简史知识点及试题{含答案}汇总
第一篇古代科学技术第一章人类的起源和科学技术的萌芽一、人类的起源1、古猿人出现的时间距今约250-400万年，即地质年代的新生代的第四纪初2、劳动使猿变成了人二、石器和弓箭1、制造工具是人与动物的本质区别2、使用石器生产的时代称为石器时代，分为旧石器时代和新石器时代。
3、人类早在260万年前就学会使用石器生产了。
4、大约在14000年前，旧石器时代末期，原始人发明了弓箭。
弓箭的发明和使用是人类认识和改造自然中迈出的具有重大意义的一步。
三、火的利用和人工取火方法的发明1、人类在50万年前就学会了用火。
2、火的使用和人工取火方法的发明具有划时代的意义和世界性的解放作用。
它表明人类第一次征服一种自然力，并且最终把人和动物彻底分开。
四、农业和畜牧业的出现1、农业和畜牧业的出现标志着原始人结束了依赖天然食物而生存的历史，表明人类可以在自然界中创造自己所需要的生活必需品。
发生在从旧石器时代向新石器时代的过渡时期，即大约1万年前。
2、最早出现农业生产的地区是西亚。
3、农业生产从最初的刀耕火种到耕锄农业，新石器时代后期人们已经懂得灌溉技术和施肥技术。
主要农具有木？、石？石犁。
4、大约一万年前，人们已经懂得饲养动物。
人类最初驯养的动物有猪、羊、牛、鸡、狗。
畜牧业从农业中分离出来是人类社会的第一次大分工。
5、由采集经济发展到农业经济，由渔猎经济发展到畜牧经济是人类继使用火之后的又一伟大创举。
农业和畜牧业的生产不同于简单的采集和渔猎，它要求有较丰富的自然知识，要懂得动植物的生长规律，要学会育种，要有一些天文、气象、土壤等方面的知识，这些知识就是人类对自然界的最初的认识，也可以说是自然科学知识的萌芽。
五、制陶技术和手工业的出现1、陶轮的发明是科技史上的一件大事，它是人类最早的加工机械。
公元前7000-5000年，我国河南仰韶和西亚地区居民都已经掌握这种制陶技术。
2、制陶业的发展促成了手工业的出现，手工业的出现是人类社会的第二次大分工。
科学技术发展简史知识点及试题{含答案}
第一篇古代科学技术第一章人类的起源和科学技术的萌芽一、人类的起源1、古猿人出现的时间距今约250-400万年，即地质年代的新生代的第四纪初2、劳动使猿变成了人二、石器和弓箭1、制造工具是人与动物的本质区别2、使用石器生产的时代称为石器时代，分为旧石器时代和新石器时代。
3、人类早在260万年前就学会使用石器生产了。
4、大约在14000年前，旧石器时代末期，原始人发明了弓箭。
弓箭的发明和使用是人类认识和改造自然中迈出的具有重大意义的一步。
三、火的利用和人工取火方法的发明1、人类在50万年前就学会了用火。
2、火的使用和人工取火方法的发明具有划时代的意义和世界性的解放作用。
它表明人类第一次征服一种自然力，并且最终把人和动物彻底分开。
四、农业和畜牧业的出现1、农业和畜牧业的出现标志着原始人结束了依赖天然食物而生存的历史，表明人类可以在自然界中创造自己所需要的生活必需品。
发生在从旧石器时代向新石器时代的过渡时期，即大约1万年前。
2、最早出现农业生产的地区是西亚。
3、农业生产从最初的刀耕火种到耕锄农业，新石器时代后期人们已经懂得灌溉技术和施肥技术。
主要农具有木？、石？石犁。
4、大约一万年前，人们已经懂得饲养动物。
人类最初驯养的动物有猪、羊、牛、鸡、狗。
畜牧业从农业中分离出来是人类社会的第一次大分工。
5、由采集经济发展到农业经济，由渔猎经济发展到畜牧经济是人类继使用火之后的又一伟大创举。
农业和畜牧业的生产不同于简单的采集和渔猎，它要求有较丰富的自然知识，要懂得动植物的生长规律，要学会育种，要有一些天文、气象、土壤等方面的知识，这些知识就是人类对自然界的最初的认识，也可以说是自然科学知识的萌芽。
五、制陶技术和手工业的出现1、陶轮的发明是科技史上的一件大事，它是人类最早的加工机械。
公元前7000-5000年，我国河南仰韶和西亚地区居民都已经掌握这种制陶技术。
2、制陶业的发展促成了手工业的出现，手工业的出现是人类社会的第二次大分工。
近代自然科学发展历程要点解读
近代⾃然科学发展历程要点解读⽂艺复兴以后，理性主义的确⽴，促进了科学和⽂学艺术的迅速发展。
近代⾃然科学成就巨⼤，出现了⾼等数学；建⽴了⽜顿⼒学体系和相对论⼒学体系；⽣物进化论学说诞⽣；物理、化学等也有突出成就。
近现代⾃然科学的发展，⼤体经历了三个阶段：1、近代⾃然科学的兴起阶段：近代⾃然科学的开端就是天⽂学⾰命，⾃然科学的创始⼈哥⽩尼的“太阳中⼼说”动摇了封建神学的基础。
笛卡尔创⽴了解析⼏何，成为数学中的转折点。
⽜顿⼒学体系建⽴标志着近代科学的形成，这是⼈类认识史上对⾃然规律的第⼀次理论性的概括和综合。
把实验法引进化学的波义尔成为近代化学的创始⼈。
哈维的⾎液循环学成为现代⽣理学的起点。
2、19世纪综合化阶段：电磁感应现象的发现是电磁学的辉煌成就。
电磁学的建⽴，为⼈类打开了“电⽓时代”的⼤门。
道尔顿建⽴的科学的原⼦论开创了⼈类在物质认识⽅⾯的新纪元。
物质的分⼦——原⼦结构学说确⽴使化学取得了飞速发展。
门捷列夫发现化学元素周期规律，制定了化学元素周期表。
周期律的发现，是⽆机化学的系统化和⼤综合。
达尔⽂创⽴的⽣物进化论学说，是对⽣物学的伟⼤综合，从根本上推翻了统治⽣物学的“神创论”思想。
爱因斯坦提出的相对论是天体物理学和宇宙学的基础，是利⽤原⼦能的理论基础，是物理学思想的⼀场重⼤⾰命。
3、飞跃阶段：20世纪四五⼗年代兴起的新科技⾰命即第三次科技⾰命，以原⼦能技术、航天技术、电⼦计算机的应⽤为代表，还包括⼈⼯合成材料、分⼦⽣物学和遗传⼯程等⾼新技术。
新科技⾰命使科技在推动⽣产⼒的发展⽅⾯起着越来越重要的作⽤，科技转化为直接⽣产⼒的速度加快。
科学和技术密切结合，相互促进。
随着科学实验⼿段的不断进步，科研探索的领域不断开阔。
科技各领域之间相互渗透：⼀⽅⾯学科越来越多，分⼯越来越细，研究越来越深⼊；另⼀⽅⾯学科间的联系越来越密切，科学研究朝着综合性⽅向发展。
四、⾃然科学的进步与⽣产⼒的发展近代⾃然科学是随⽣产⼒的进步⽽产⽣和发展的。
现代科技概论(第三部分)近代科学技术的产生和发展史
开普勒的三定律是天文学的又一次革命，它彻底 摧毁了托勒密繁杂的本轮宇宙体系，完善和简化 了哥白尼的日心宇宙体系。也正因如此，开普勒 被人们称为“太空律师”。
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3、荷兰物理学家惠更斯：“物体保持圆周运动需要一种向 心力”； 4、英国物理学家虎克：“天体离运转离引力中心越近、引 力越大” 5、英国物理学家牛顿：万有引力定律－－F＝Gm1 m2 /r2 .
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新兴资产者为了加速资本和扩大资本的原始积累，开拓新市 场，获得劳动力，迫切需要进行大规模远洋探险，航海探险 推动了科学技术的发展。首先，它证明地球是球形的，又发 现了新大陆，加深了人们对地球的认识。同时，它推动了天 文学、大地测量学、数学和力学的发展。推动了造船技术等 的进步。航海探险开拓了欧洲人的视野，向人们展示了一种 开拓进取精神。 • 远洋探险的代表国家：葡萄牙，西班牙 • 代表人物：迪亚士、达伽马，哥伦布，麦哲伦
1、描绘了太阳系的真实结构，正确说明了一些天象； 2、结束了长达1000年之久的地心说和日心说之争，使得天文学建立在科学 的基础之上； 3、它是自然科学向宗教神学的挑战，自然科学从此从神学的禁锢中解放出来。
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布鲁诺和伽利略对于“太阳中心说”的发展
1、1584年，布鲁诺出版了《论无限性、宇宙及世界》，发 展了“太阳中心说”，提出了太阳系和宇宙无限性的思想； 2、1632年，伽利略出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界 体系的对话》（简称《对话》），支持哥白尼的思想。
现代科技概论（第三部分 ）：
近代科学技术的产生与发展
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讲解内容：
1、近代自然科学的产生与发展 2、近代两次工业技术革命
2
近代科学技术的产生和发展
历史分期：
5－15世纪－－欧洲中世纪； 15－18世纪－－自然科学在欧洲大力发展的世纪；
科技史：第十五讲近代第一次技术革命
?分离冷凝器的发明，对蒸汽机的发展起了 关键性作用；其改进使蒸汽机的效率由纽 可门机的 1% 提高以 3%，耗煤量仅为纽可门 机的1/4。
供应市场
?瓦特采用了另外几项 独创性的改进
?比如让蒸汽在活塞两 边交替进入和冷凝， 这样就可以在两个方 向交替驱动活塞。
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蒸汽机的原理
?蒸汽冷凝产生真空；活塞在汽缸中 的运动产生动力
?纽可门的发明解决了当时急需解决 的深矿井排水难题
?但使用代价太大
2.瓦特蒸汽机
?1763年，瓦特应邀修理 格拉斯哥大学的一具纽 可门式蒸汽机。
?他成功地使之工作起来 了，
?但是他对所产生的蒸汽 量之大和工作汽缸尺寸 之小，感到吃惊。
单独冷凝室
?继续钻研两年之后，瓦特终 于想出了一个解决办法。
?采用一个能将蒸汽引入的第 二室，叫作冷凝室。
?冷凝室持续保持冷却，工作 汽缸一直保持高热。
?据此造出的一具实验模型工 作十分良好
高效率的蒸汽机
?1769年瓦特制造出高效率的蒸汽机。
?这台蒸汽机由于消除了每一个循环中因加 热蒸汽室而造成的长时间停顿，所以作功 更快。
瓦特
布莱克
?瓦特同格拉斯哥大学约瑟夫 ·布 莱克一起讨论了蒸汽性质问题。
?思索如何提高蒸汽机的工作效率。 ?布莱克是潜热的发现者。
散步中的顿悟
?据说在一次星期天的散步中，瓦特突然 悟到了纽可门式的蒸汽机效率低下的结 症所在。
?为了冷凝蒸汽和形成真空，纽可门式蒸 汽机的工作汽缸必须冷却到水的沸点以 下，一个冲程过后，又再次冲满蒸气时， 因为汽缸已经冷却，就需要大量的蒸汽 来加热汽缸，而这些蒸汽是白白浪费掉 的。
近代自然科学的兴起与发展
近代自然科学的兴起与发展一、近代自然科学兴起和发展的原因1.资本主义的发展需要科学知识，又为科技进步奠定了物质基础。
近代自然科学是资本主义生产发展的产物， 手工工场、 大机器生产不断地采 用新工具、 新能源， 追求最高的劳动生产率， 在生产和技术上向科学家提出新的 任务和要求， 这是推动自然科学创立与发展的前提。
同时， 新兴资产阶级要求掌 握政治权力，他们需要把自然科学作为反对宗教统治争取思想自由的理论武器。
资本主义生产方式的产生和发展， 不仅向自然科学提出大量的研究课题， 还 提供了丰富的经验材料以及新的科学实验条件。
能够支持、吸引和稳定一批优秀 的科学人材，使他们从事科学研究。
2.资产阶级力量的壮大和资产阶级统治的确立为科技发展提供政治前提。
如：建立良好的科学教育基础和保持较高的科学普及水平。
科学不可能孤立 地产生， 必须有相应的科学普及、有较高程度的科学教育和国民科学素质才有可 能产生一定数量和水平的优秀科学家队伍。
政策保护。
欧洲先进国家进行保护科学发展的政策，允许自由讨论学术问题 和学术思想的自由发展等等又为近代科学的创立和发展提供了极其有利的条件。
即欧洲国家保护、奖励科技发明,重视科技发展推动了近代科学的发展.3.人文主义、 地理大发现和理性主义的兴起解放了人们的思想， 为科技发展奠定近代自然科学的兴起和发展主要著作 / 天文学 / 《自然哲学的 数学原理》《物种起源》 《人类的起源》 生物学 《人在自然界 中的地位》 //成就与贡献 日心说 证明日心说 “近代科学之父” 万有引力定律三大力学定律进化论 论证人猿同祖 进化论逐渐被接受 改良蒸汽机 推动电力广泛应用 人物 哥白尼伽利略牛顿 达尔文赫胥黎 瓦特 爱迪生 国别 波兰 意大利 英国 英国英国英国 美国 研究领域物理学 动力了思想基础.文艺复兴反对盲从和迷信，提倡独立的学术研究，为资产阶级在政治上取代封建统治作舆论准备，它打破了教会的精神统治，动摇了封建制度的政治思想基础，为把自然科学从神学中解放出来创造了必要的条件。
第七讲 近代科学的诞生——第一次科学革命
神启
人性
人的主体 地位确立
信仰
理性
天堂
世俗
上帝力量 被弱化
2.文艺复兴运动的伟大旗手：达·芬奇
❖ A、达·芬奇的科学成就：
❖ 天文学 ：早于哥白尼否定“地心说”，提出“太阳中心说” 。 ❖ 物理学：重新发现了液体压力的概念，提出了连通器原理；发
现了惯性原理；发展了杠杆原理。 ❖ 生物学 ：发现了血液的功能；发现了心脏的四腔和心脏瓣膜。 ❖ 军事和机械：发明了飞行机械、直升飞机、降落伞、机关枪、
4.文艺复兴运动的主要成就
但丁 ：《神曲》；薄伽丘：《十日谈》；达芬奇：《最后的晚餐》、 《蒙娜丽莎》； 塞万提斯：《堂吉诃德 》；莎士比亚：《罗米欧与朱丽 叶》、《威尼斯商人》、《哈姆雷特》、《奥赛罗》、《李尔王》； 它们所共同体现的主旨，就是提倡个性解放，反对封建势力和神权统治。
（摄于但丁故居）
区发展起来，随后，德，法，英，荷，西班牙，葡萄牙资 本主义经济快速发展。而经济的发展需要相应的生产技术， 为此需要有科学的发展。
2.城市和资本主义生产方式出现的意义：
❖ A、资本主义生产方式的出现促进了生产技术的改进： 纺织业、采矿业、冶金业中开始使用一些新式机器。
❖ B、技术上的改进给自然科学的发展开辟了道路 （1）水轮、风车的制造和使用推动了力学的发展； （2）治金、纺织、玻璃和眼镜制造业的发展向化学和光学 提出了需要解决的问题；给自然科学的研究提供了观察和 实验手段。
第七讲 近代科学的诞生 ——第一次科学革命
第七讲 近代科学的诞生——第一次科学革命
教学目的
❖ 1.了解近代科学技术产生的社会条件 ❖ 2.能够正确评价欧洲文艺复兴和宗教改革，明确
近代自然科学在欧洲产生的原因。 ❖ 3.知道天文学革命与行星运动三定律的发现 ❖ 4.知道血液循环的发现与医学革命以及经典力学
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资本主义生产方式的出现促进了生产技术的改进,手 工工场的分工和协作的发展使生产过程更加专业化,劳 动技艺更加熟练,这为改进技术和使用机器创造了条件。 从15世纪起,欧洲手工业各部门,如纺织业、采矿业、 冶金业中都开始使用一些新式机器,或采用一些新技术, 生产各种新的、大型的器件。生产工具的改革又引起 了动力和传动机械的变化,水轮和风车得到普遍应用, 包括曲柄和齿轮联动机构的传动装置越来越复杂。在 14世纪就兴盛起来的钟表制造业为这些机械传动装置 的研制提供了技术基础。此外,随着城市的发展,玻璃 制造业、眼镜磨制业、造纸业等,在技术上也有很大改 进。
技术上的改进给自然科学的发展开辟了道路。 像水轮、风车的制造和控制、使用,就极大地推 动了力学的发展;治金、纺织、玻璃和眼镜制造 业的发展不仅向化学和光学提出了大量需要解 决的问题,而且给自然科学的研究提供了诸如望 远镜和显微镜之类的观察和实验手段。这些事 实表明,资本主义生产方式产生后,经济上的需 要越来越成为科学技术发展的动 力。
3．文艺复兴运动
发生于14力16世纪的欧洲文艺复兴是近代史上一次著名 的思想文化运动,它从意大利开始,以后扩展到欧洲的许多国家。 这一运动以复兴古希腊罗马的学术和艺术为口号,故名文艺复兴。 它是要从古代文化中吸取民主思想和理性主义,造成新的世界观, 以与封建的宗教世界观相抗衡。文艺复兴运动的主旨是肯定人 的价值,要求运用文学艺术表达人的思想感情,主张教育要发展 人的个性,社会要发挥人的才能,满足人的欲望,这些主张构成被 人们称为"人文主义"的思潮。这股思潮有 力地冲击了中世纪以 来形成的教会的绝对权威,解放了人的思想。文艺复兴运动不仅 造成了欧洲近代文学和艺术的繁荣,产生了大量的文学艺术史上 不朽的戏剧、小说、绘画和雕刻作品,同时也有 力地促进了自 然科学的解放。
年麦哲伦(1480～1521)的船队完成了环球航行。
航海和地理发现对近代科学技术的直接推动,首先表 现在航海。促进了与之有关的科学技术的发展。远航 探险离不开大量的星表、星图和航海地图,而远航和地 理发现的结果又给绘制和修正这些图表提供了丰富的 材料,这就推动了天文学、大地测量学、地理学和数学 的发展。制造舰船和大炮需要解决大量的 力学、数学 和技术问题,这些学科也由此得到发展。如在16世纪, 三角学就从天文学中分化出来成为独立学科；为了简 化计算,耐普尔(1550～1617）发明了对数。其次,航 海和地理发现开阔了欧洲人的视野,一些前所未见、闻 所未闻的自然现象丰富了他们的知识,启迪了他们的思 想,从而推动科学观念上的突破和新学科的建立。
古代科学的发展主要依赖学者的潜心研究,而 技术的进步则主要依赖工匠的娴熟技巧,科学和 技术两相分离的状况;与古代科学技术发展不同 的是：近代科学与技术从开始相互联系,逐步走 向密切结合。一方面,科学越来越自觉地以技术 上的要求作为自己的研究课题,并给技术的发展 指出方向；另一方面,技术上的进步也为科学发 展提供日益精确的测试手段和实验装备。近代 技术在自然科学的指导和推动下取得了长足的 进步,实现了两次技术革命,大大地推动了社会
第二篇 近代科学技术
第五章 近代前期自然科学的产生 和第一次技术革命
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
一 近代前期科学技术产生的历史背景
15世纪下半叶,西欧封建社会内部逐渐形成和发展了资本主 义的生产方式,开始了人类社会的一个新时代。近代科学技术 即诞生于此时。它经历了400年的发展,于19世纪末终结。
和古代人们把自然界作为一个整体加以考察的方法不同,近 代科学把自然界划分为不同的领域和侧面,分门别类地加以研 究,逐步形成了以研究某一类自然现象为对象的自然科学各门 学科。近代科学与古代科学的另一个重大区别就是它依靠科 学实验来检验和发展科学理论,而不像古代学者那样只是依靠 直观和哲学思辨对自然界提出种种猜测。科学实验是把自然 现象从实际的自然过程或生产技术实践中抽取出来,在人为的 控制下加以研究,它是近代自然科学赖以发展的一个最直接、 最切近的基础。
经济的发展.
西班牙
意大利
近代前期自然科学
英国
德国
1．资本主义生产方式的出现
▪ 随着资本主义生产方式的产生,在欧洲出现了 航海探险活动、文艺复兴运动和宗教改革运动。 这些经济活动和文化活动,为近代科学技术的产生 创造了良好的社会条件。 欧洲中世纪晚期,由于广泛运用包括中国四大 发明在内的新技术,在封建社会内部发展起来的手 工工场和商业活动导致了生产力水平的提高和商 品经济的活跃,也逐渐突破了自然经济的局限,出 现了资本主义生产方式的萌芽。
2．航海探险与地理大发现 欧洲工商业的发展,使封建贵族和新兴的资产阶级 都想从扩大对外贸易中得到更丰足的东方财富。15世 纪初,原来东西方贸易的陆路通道由于土耳其的扩张而 受阻,海路通道又为阿拉伯人所垄断,因此欧洲人试图 渡过大西洋,另辟通往印度和中国的通路,掀起了远航 和探险的热潮。在近一个世纪的时间里,一批又一批的 探险家不屈不挠地与惊涛骇浪博斗,他们获得了一系列 的地理发现。其中最重大的成就有:1492年哥伦布 (1451～1506)发现了美洲大陆;1497年达.伽马 (1460～1524)开辟了通往印度的新航路;1519~1522
文艺复兴破除了人们对宗教神圣不可侵犯的迷信, 培育了自由研究的精神,引导人们去观察和研究自然 界。古典学术的复兴使那时的知识分子了解到古希腊 罗马十分活跃的学术思想和科学技术成就,这不仅鼓 舞了他们进行独立思考的勇气,而且为他们研究科学 技术提供了丰富的思想营养和方法启示。为近代科学 奠基的著名人物哥白尼、伽利略、维萨里和哈维等, 都是在文艺复兴的氛围中成长的、通晓古典学术的大 师,他们从古代人那里找到了自己学说的种子和雏形, 并且敢于对抗宗教的势 力,提出离经叛道的新的科学 学说。文艺复兴的文学艺术代表人物还有：但丁、薄
伽丘、达﹒芬奇、塞万提寺、莎士比亚等人。
二 哥白尼太阳中心说像宗教神学的挑战
1.哥白尼日心说 波兰天文学家哥自尼(1473～1543)曾在文艺复兴运动的中心意