第二节 近代科学革命与形而上学自然观

五、形而上学自然观的历史作用
积极的一面：在反对神学的斗争中曾起到一定的积极作用。 危害：使18世纪自然科学在自然观上低于古希腊，甚至导致唯心主义和神秘
主义的目的论。虽然十八世纪上半叶的自然科学在知识，甚至在材料的 整理上高过了希腊古代。在希腊哲学家看来，世界在本质上是某种从浑 沌中产生出来的东西，是某种发展起来的东西、某种逐渐生成的东西。 在我们所考察的这个时期的自然科学家看来，它却是某种僵化的东西、 某种不变的东西，而在他们中的大多数人看来，则是某种一下子造成的 东西。科学还深深地禁锢在神学之中。它到处寻找，并且找到了一种不 能从自然界本身来说明的外来的推动力作为最后的原因。如果牛顿所夸 张地命名为万有引力的吸引被当作物质的本质的特性，那末首先造成行 星轨道的未被说明的切线力是从哪里来的呢？植物和动物的无数的种是 如何产生的呢？而早已确证并非亘古就存在的人类最初是如何产生的呢？ 对于这样的问题，自然科学常常以万物的创造者对此负责来回答。 牛顿：神的第一推动；林耐：上帝创造最初的物种；冯·哈勒：第一物种； 居维叶：上帝的连续创造。 恩格斯不无遗憾地说：哥白尼在这一时期的开端向神学写了挑战书，牛顿却 以神的第一推动的假设结束了这一时代。
• 推动了与之相关的学科的发展 • 开阔了欧洲人的眼界
二、自然科学的独立
哥白尼的《天体运行论》(next page) 维萨里的《人体构造》
哥白尼的《天体运行论》(1543)
太阳中心说的主要内容 太阳中心说的意义 哥白尼体系的不足之处
维萨里的《人体构造》（1543）
维萨里的《人体构造》（1543）
恩格斯：“把自然界分解为各个部分，把自然界的各种过程和事物分成一定的门类， 对有机体的内部按其多种多样的解剖动态进行研究，这是最近四百年来在认识自然界 方面获得巨大进展的基本条件。”(恩格斯，《反杜林论》)
3、研究对象主要是既成的事物
没有深入到事物的演化发展：
• 天文学——现有的天体结构 • 生物学——现有动植物种类和分布
两朵乌云
• 以太漂移问题 • 紫外灾难
（二）相对论的建立
费兹杰拉德、罗仑兹和彭加勒：走到相对论的 门口，但由于传统观念的束缚，因而没有成为 相对论的缔造者
爱因斯坦的狭义相对论
• 狭义相对性原理 • 光速不变原理 • 推论
广义相对论
• 广义相对性原理 • 等效原理 • 推论
（三）量子力学的建立
文艺复兴与科学解放
文艺复兴的中心思想：人文主义
• 提倡人性，批判神性 • 提倡人权，鄙薄神权 • 歌颂世俗，蔑视天堂 • 崇尚理性，摈弃神启 • 鼓吹个性解放，反对封建桎梏 • 主张人要从神的统治下解放出来
文艺复兴与科学解放
文艺复兴的后果
• 造成了欧洲近代文学艺术的繁荣 • 促进了科学的解放 • 造就了一批时代巨人：达·芬奇
之事的知识，甚至在那些本质上原无先后次序的事物，也为假定排列层次。
• 最后，在每一种研究上，枚举事实要那么周全，而且审查要那么普遍，但可确实地知道没有任何遗 漏。
牛顿：“在自然科学里，应该像在数学里一样，在研究困难的事物时，总是应当先用 分析的方法，然后才用综合的方法……。一般地说，从结果到原因，从特殊原因到普 遍原因，一直论证到最普遍的原因为止，这就是分析的方法；而综合的方法则假定原 因已找到，并且已经把它们定为原理，再用这些原理去解释由它们发生的现象，并证 明这些解释的正确性”。
（四）化学上的新发现
原子-分子学说的建立：确立了化学的基 础
元素周期律的发现：揭示了自然界的量转 化为质的规律
从无机物合成有机物：揭示了无机结合有 机界的联系
（五）生物学上的新进展
细胞理论的建立：揭示了生物界的统一性 生物进化论的建立：有力地批判了目的论、
神创论、不变论
二、近代后期自然科学的特征
五、形而上学自然观的形成
形而上学自然观的形成的原因
• 用“力”解释一切，把一切都解释为必然的 • 孤立地、片面地看问题： • 看不到事物的发展变化
五、形而上学自然观的形成
形而上学自然观的中心思想
• 这个时代的特征是一个特殊的总观点的形成，这个总观点的中心是自然
界绝对不变这样一个见解。不管自然界本身是怎样产生的，只要它一旦 存在，那末在它存在的时候它始终就是这样。行星及其卫星，一旦由于 神秘的“第一次推动”而运动起来，它们便依照预定的椭圆轨道继续不 断地旋转下去，或者无论如何也旋转到一切事物消灭为止。恒星永远固 定不动地停留在自己的位置上，凭着“万有引力”而互相保持这种位置。 地球亘古以来或者从它被创造的那天起（不管那一种情形）就毫无改变 地总是原来的样子，现在的“五大洲”始终存在着，它们始终有同样的 山岭、河谷和河流，同样的气候，同样的植物区系和动物区系，而这些 植物区系和动物区系只有通过人手才发生变化或移植，植物和动物的种， 一产生便永远确定下来，相同的东西总是产生相同的东西，而当林耐承 认往往由杂交可能产生新种的时候，这已经是作了很大的让步了。和在 时间上发展着的人类历史相反，自然界的历史被认为只是在空间中扩张。 自然界的任何变化、任何发展都被否定了。开始时那样革命的自然科学， 突然站在一个彻头彻尾保守的自然界面前，在这个自然界中，今天的一 切都和一开始的时候一样，而且直到世界末日或万古永世，一切都将和 一开始的时候一样。
四、近代前期科学的特点
只有力学比较完善，其 他科学还处于搜集材料 的阶段
研究方法主要是分析解 剖的方法
研究对象主要是既成的 事物，还没有深入到事 物的演化发展
1、只有力学比较完善，其他科学还 处于搜集材料的阶段
自然科学的其他部门甚至离这种初步的完 成还很远。
• 物理学：声、光、电、热、磁，初步研究 • 化学：刚刚借元素说摆脱炼金术 • 生物学：血液循环、分类学和生物来源的争论
第四节 现代科学革命与辩证唯物主义自 然观的发展
现代物理学革命 现代科学的发展 辩证唯物主义自然观的发展
一、现代物理学革命
物理学革命的序幕 相对论的建立 量子力学的建立
（一）物理学革命的序幕
三大实验发现
• 1895：伦琴发现X射线 • 1896：贝克莱尔发现放射性 • 1897：汤姆逊发现电子 • 三大实验发现冲击着经典物理学
普朗克：量子论的提出 爱因斯坦的光量子理论 波尔的量子化原子轨道理论 德布罗意的物质波概念 海森堡的矩阵力学 薛定谔的波动力学 矩阵力学和波动力学的统一
二、现代科学的发展
粒子物理学 化学 天文学 地学 生物学 系统科学
三、现代自然科学的特征
科学技术加速发展
• 科学技术新成果的高速增长。第二次世界大战后，科学发现和技术发明的数量大 约每l0年翻一番。近30年来人类的知识，大概等于过去2000年的总和，未来10年， 还将翻一番。预测到2020年，人类的知识比现在增加3~4倍;到2050年，今天运用 的科技知识可能只占那时所拥有的知识的1%。
拉普拉斯的星云假说
（二）地质学中的新理论
赖尔：将今论古的方法 用地球表面对立的力量解释了地球表面的
发展变化：水成作用和火成作用 批判了当时占统治地位的灾变说，打开了
形而上学自然观的又一个缺口
（三）物理学的新综合
能量守恒和转化定律的发现：揭示各种运 动形式之间的普遍联系
电磁理论的大统一：揭示了光电磁的统一
现代科学的研究对象，已不仅仅限于宏观领域，而且还深入到微观领域、 扩展到宇观领域。研究关注的重点不仅有客体的动力学运动，而且开始 关注客体的信息流动。
研究方法综合化、模型化。
• 现代科学的发展一方面学科越分越细，分支越来越多，即高度分化。而另一方面各学科
间的相互依赖、相互渗透、相互交叉的高度融合的整体化趋势，也越来越明显，越来越 突出。现在的一些举世瞩目的重大科学问题，几乎都是跨学科问题；科学和技术 的融合成为当今科技发展的重要特征，许多学科之间的边界将变得更加模糊，未 来重大创新更多地出现在学科交叉领域，学科之间、科学与技术之间的相互融合、 相互作用和相互转化更加迅速，逐步形成统一的科学技术体系。
2、研究方法主要是分析解剖的方法
笛卡尔方法论四原则：
• 第一条，在不清楚明白知道某件事为真之前，就绝对不要接受它。换言之，即谨慎地避免卤莽和偏
见，并除了那呈现在我的理性之中既极清晰明了，而又毫无怀疑余地的事物之外，不作任何其它的 判断。
• 第二条，要把每一项在审察中的困难，尽问题所许可地划分成若干部分，好达到充分的解决。 • 第三条，要按次序引导我的思想，由最简单和最容易明了的事物着手，渐渐地和逐步地达到最复杂
化学上的新发现：冲击形而上学自然观
生物学的新进展：为辩证唯物主义自然观 提供基础
（一）天文学中的新观念
康德的星云假说：用原始星云的吸引和排 斥作用解释了太阳系的起源，否定了神的 第一推动，包含着继续进步的起点，在僵 化的形而上学自然观上打开了第一个缺口
康德的潮汐摩擦理论：说明了太阳系不仅 有一个起源过程，而且还有一个演变灭亡 的过程。
• 艺术与科学相统一传统的再现 • 维萨里注重实际的方法 • 维萨里的解剖学成就
自然科学争取独立的伟大斗争
布鲁诺被烧 伽利略被判终身监禁 维萨里被判死刑，后又被判朝圣，死于一
个荒岛 塞尔维特被新教用文火烧死
三、经典力学体系的建立
第谷和开普勒
• 地谷的天文观测 • 开普勒的三定律
三、经典力学体系的建立(2)
伽利略的实验结果
• 摆的等时性的发现 • 望远镜的发明及“新天空”
的发现
• 关于落体运动的思考和实
验
• 斜面实验与惯性定律 • 关于抛体运动的研究 • 伽利略的科学方法自由落体定律的发现S源自t2惯性的发现示意图
三、经典力学体系的建立（3）
牛顿的综合
• 站在巨人的肩上 • 牛顿三定律 • 万有引力定律 • 微积分 • 光学
第二节 近代科学革命与形而上学自然观