第三章经典力学的建立
高中历史会考知识：经典力学的建立
高中历史会考知识：经典力学的建立经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学。
下面小编收集整理的高中历史《经典力学的建立》会考知识点以供大家学习。
高中历史会考知识：经典力学的建立奠基：17世纪初，意大利科学家伽利略发现自由落体定律，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为经典力学的建立奠定了基础，标志着物理学的真正开端。
建立：1687年，英国科学家牛顿发表了科学巨著《自然哲学的数学原理》，在这本书中提出了物体运动三大定律和万有引力定律等，形成了一个以实验为基础和以数学为表达形式(实验和数学为该体系的两大特点)的牛顿力学体系，即经典力学体系，标志着近代自然科学的形成。
相对论：德国物理学家爱因斯坦，在20世纪初，提出了狭义相对论和广义相对论，两者统称为相对论。
相对论的提出否定了经典力学的绝对时空论，是物理学领域的一次重大革命。
量子论：1900年，德国物理学家普朗克提出了量子假说，宣告了量子论的诞生。
爱因斯坦则进一步推动了量子论的发展。
它们的提出，不仅推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度、方式。
进化论：1859年，英国生物学家达尔文的《物种起源》一书出版，标志着生物进化论诞生。
他认为，一切生物都经历了由低级向高级，由简单到复杂的发展过程，生物界现存的物种具有共同的原始起源，不同物种的变异是“自然选择”的结果。
这就是以自然选择为基础的生物进化学说。
工业革命时期，英国人瓦特对蒸汽机作了进一步改进，促使人类进入“蒸汽时代”。
第二次工业革命时期，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，为发电机的研制奠定了理论基础，人类社会进入“电气时代”。
这一时期的发明有电灯、电话、电车、电影和电视。
1946年，美国研制成世界上第一台电子计算机，奠定了现代信息技术的基础。
20世纪60年代末，美国出于“冷战”的需要，加紧对信息技术的研究和开发，促进了互联网的产生。
04 经典力学的建立
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（三）牛顿的总结
牛顿（公元1642～1727年）是英国数学家、天文学家和 物理学家。 1703年当选皇家学会会长，并连选连任， 直到逝世。
1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理 》，从力学的基本概念（质量、动量、惯性、 力）和基本定律（运动三定律）出发，运用微 积分这一数学工具，建立了经典力学的完整而 严密的体系，把天体力学和地面上的物体力学 统一起来，实现了物理学史上第一次大的综合。
3)观点：他将托勒密的地心体系和哥白尼的日心体系进行了 折中，认为：除地球和围绕它的月亮外，其他天体都绕太阳运 转，太阳率领众行星围绕地球运转，地球是静止不动的。被人 誉为“星学之王”。
后来，惠更斯继续了伽利略的研究工作，他导出了单摆的周期公式和 向心加速度的数学表达式。
牛顿在系统地总结了伽利略、开普勒等人的工作后，得到了牛顿运动 三定律和万有引力定律。
爱因斯坦的评价：“伽利略的发现，以及他所用的科学推理方法，是 人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正的开端！” 6
（二） 笛卡儿的运动理论
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根据这些假设，惠更斯作出断言：两个质量相同并以相同的 速度相向运动的物体，在发生刚性的对心碰撞之后，都保留碰 撞前的速度而相互弹开。
动量守恒律的表述：“两个物体所具有的运动量在碰撞中都 可以增多或减少，但是它们的量值在同一个方向的总和却保持 不变，如果减去反方向的运动量的话。”他还指出：“两个， 三个或任意多个物体的共同重心，在碰撞前后总是朝着同一方 向作匀速直线运动。”
引入矢量概念：强调动量数值的变化又强调了方向的问题。
“活力定律”：“在两个物体的碰撞中，它们的质量和速 度平方乘积的总和，在碰撞前后保持不变。”——完全弹性碰 撞中机械能守恒定律。
经典力学的建立
帕斯卡（1623-1662）法国数学家，物理学家，哲学家。 1631年移居巴黎，12岁时对数学感兴趣，物理主要贡 献有大气压强和流体静力学。 马略特（1620-1684）
荷兰：
惠更斯（1620-1695）物理、天文数学家，出 生于海牙，自幼聪慧，13岁自制车床，1645-1647年在 莱顿大学学习法律与数学。1647-1649年转入布雷达学 院，致力于力学，光学，天文学。一生体弱多病终生 未婚。
6. 关于单摆 关于摆的研究是伽利略在物理学上的第一 个重要贡献。1583年的一天，伽利略在比萨 大教堂做弥撒时，用自己的脉搏测定了天花板 上来回摆动着的大灯的摆动周期。他惊奇的发 现，尽管灯每次摆动幅度越来越小，但摆动所 持续的时间却准确的相等，他马上回家，将石 头系在绳子上，重复这个实验。 结果：摆动的周期与摆动的幅度无关。 还发现：给定的绳长，用重石块还是轻 石块摆动周期相同。单摆的运动是重力引起物 体下落的一个特例。
二. 伽利略对于经典力学的主要贡献及其 科学方法. 伽利略的主要贡献:
(1) 天文学上以望远镜和« 两大体系对话» 为代表,给哥白尼 体系已决定性的支持. (2) 以《关于力学与位移运动两门新科学的讨论及数学证 明》（1638）一书为代表，奠定了经典力学中运动学与动力学 的基础。 (3) 创建了一整套科学方法，也就是伽利略所首创的实验、 物理思维和数学演绎三者巧妙结合的科学方法。
(1)永动机不可能原理和力的平行四边形法则.
由于两侧重量不同,链条要做逆时针运动,由于 链条的连续性,这种运动将会持续下去.这就是 原始“永动机”. 但实际处于平衡状态,这一 现象意味着斜面方向拉力随着斜面与水平面 夹角的减小而减小. 因为斜面左右两边小球的 数目与斜面长度成正比,
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第三章力学发展（2）§4牛顿的伟大综合和理论飞跃一牛顿简介
第三章 力学发展（2）§4.牛顿的伟大综合和理论飞跃一.牛顿简介1．牛顿1642年生于英国。
还未出生，父亲逝世，两岁母亲改嫁，在舅舅和姥姥家长大。
2．1661年考入剑桥大学31 学院。
由于学习勤奋，受到巴罗教授的赏识，1665年获文学学士学位，1668年获剑桥文学硕士学位，1669当该校数学教授.(27岁).3．1665年开始研究微分和积分及万有引力定律等。
1665年—1667年，伦敦大瘟疫，第一个夏天就病逝3万人。
牛顿回到家乡，留下了脍炙人口的“苹果落地”的故事。
牛顿在家躲避瘟疫的18个月内，对力学、天文学、数学和光学等方面进行了伟大的基础性研究工作，几乎孕育了他一生作出重大贡献的所有思想基础。
他在自转中写到：“1665年初，我发现了……把任意指数（幂次）的二项式简化为级数的法则。
同年5月我发现了正切方法…11月发现了直接流数法（即微分学）。
次年1月发现了色彩理论。
接着5月着手研究流数法的逆运算（积分）。
同年我开始考虑如何把重力推广到月球轨道…以及将维持月球在其轨道上运动所需要的力与地球表面上的重力加以比较……”。
“在这些日子里，我正处在发现力最旺盛的时期。
”4．1687年出版旷世之作《自然哲学的数学原理》由好朋友哈雷资助出版。
该书的出版标志着经典力学体系的建立。
5．1671因发明反射式望远镜被选为皇家学会会员.1689:国会议员.1699:造币厂长. 6．1703年任英国皇家学会终身会长。
与胡克,莱布尼茨等人官司不断,脾气变坏。
7．1705年被英国女王授予爵士称号。
8．1727.3.20去世(85岁).隆重国葬，葬于威斯敏斯特教堂。
小故事：中学将毕业时,母亲让他去经商.结果他将店铺交给伙计,自己埋头解数学难题,被舅发现劝其母供他上大学.请朋友吃饭,忽然想到一道题解,进书房去算,时间一长,朋友吃饱就走了,等他回到餐厅看到桌上的剩菜饭.以为自己已经吃过了,又进书房.第一次与女友约会,因沉醉思考题目,穿错裤子,引起误会.导致终生未娶.厌烦国会无聊的辩论,闭目思考,忽然开朗,失声一叫,全场静,等他发言,他尴尬站起“请把后面的窗关一下,我怕风.”这是五年议员生涯的唯一发言记录.墓志铭（模仿《创世纪》）“Nature and Nature’s law lay hid in night,God said let Newton be and all was light”牛顿：“我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。
哥白尼与天体运行论第谷与开普勒运动学的奠基
对火星轨道的研究是开普勒重新研究天体运动的起点。开 始，开普勒用正圆编制火星的运行表，发现火星老是出轨。他 便将正圆改为偏心圆。可是，依照这个方法来预测火星的位置， 跟第谷的观测数据仍然不符，产生8’的误差。 开普勒知道第谷观测数据的准确性，所以他没有将这一误 差“观测范围内的允许误差”，而是认为“匀速圆周运动”的 假设存在错误。此后，开普勒转向了用第谷的观测数据去确定 行星的运行轨道。从而发现火星轨道是一种椭圆，并进而发现 每个行星都沿椭圆轨道运动，太阳就在一个焦点上；接着又发 现面积定律。上述两定律发表在1609年出版的《新天文学》上。 在1619年出版的《世界的和谐》中公布了周期定律。 ※开普勒的上述重要发现，为牛顿创立天体力学理论奠定 了基础。开普勒是用数学公式表达物理定律并成功的人之一。 从此开始，数学方程就成为表达物理定律的基本方式。
哥白尼的学说不仅改变了那个时代人类对宇宙的认识， 而且根本动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。“从此自 然科学便开始从神学中解放出来”，“科学的发展从此便大 踏步前进”
二.第谷与开普勒
1.第谷(Tycho
Brahe,1546-1601)的天文观测
丹麦人，生于贵族家庭，1576年在丹麦国王腓特烈二世 资助下在哥本哈根海峡的一个小岛上修建了一座完善的天文 台，测量精度较前人提高了几十倍至上百倍，在21年的观测 中，各行星角位置的误差仅为2’(即0.033°，1°=60’)。他 将亚里士多德理论和哥白尼体系进行了折中，认为，除地球 和围绕它的月亮外，其他天体都绕太阳运转，太阳率领众行 星围绕地球运转，地球是静止不动的。被人誉为“星学之 王”。 腓特烈二世逝世后，第谷失去了资助。1599年，他在布 拉格得到了奥皇卢道夫的一份赠款，于是他把部分仪器搬到 了布拉格。在这里，他得到了一个青年助手开普勒。他们共 同进行观察，直到1601年第谷去世。
第三章 经典力学的建立的社会背景
新 芽 破 土 ：一. 资 本 主 义 萌 芽 带 来 的 契 机
3.代表人物及其观点---达·芬奇(1452-1519)
14岁开始学绘画，他把绘画艺术和科学研究密切结合起 来，通过绘画深入研究人体解剖、动植物以及力学、光学、 地质学、数学等多方面知识，力求成为“认识自然和模仿自 然的巨匠”。他是画家、雕刻家、音乐家、工程师、物理学 家、数学家、生物学家和哲学家。在当时的每一个领域，他 都取得了极高的成就。
⑦眼睛业的发展，为望远镜、显微镜的制造作了准备，为光 学发展打下基础。
资本主义生产的发展，不仅提供了发展科学的需要和课 题，还提供了科学发展所需要的材料和仪器。恩格斯说： “如果说，在中世纪的黑夜之后，科学以意想不到的力量 一下子重新兴起，并且以神奇的速度发展起来，那么，我 们要再次把这个奇迹归功于生产。
③磨机及钟表等的发展，逐渐产生了关于摩擦、动力测量、 齿轮传动和匀速运动的理论；
④火药由中国传入欧洲后，射击武器的发展，从而提出了枪 炮构造、子弹弹道、空气对子弹的阻力以及抛பைடு நூலகம்体运动等 问题；
⑤采矿等，推动了矿井通风、排水、矿石粉碎和打击碰撞等 方面的研究。
⑥造船业的发展，提出了船所受浮力、船的载重和坚固性等 问题；
达芬奇关于杠杆原理的证明：
如图，当长为L的长臂被一个小重量ω以速度V迅速的
向下拉时，另一长为l的短臂就缓缓的以速度v把较大的重
物W向上举，由于没有运动的得失，所以两端的重量和速度
的乘积应相等。即： ωV = Wv
由于
V：v = L：l
所以有： ω：W = l：L
有道是“山雨欲来风满楼”，一场科学革 命的风暴已经不可避免了。
文艺作品：但丁的神曲，米开朗基诺的雕塑，莎士比亚的 “罗米欧与朱丽叶” 等，都代表了人们要求思想自由，科 学要求摆脱神学附庸地位，反对迷信和权威的心声。
经典力学发展简史
经典力学发展简史1. 引言经典力学是物理学中最基础、最重要的分支之一，它以牛顿力学为基础，研究物体的运动规律和力的作用。
本文将从经典力学的起源开始，逐步介绍其发展历程，包括牛顿力学的建立、拉格朗日力学的提出、哈密顿力学的发展以及经典力学在现代物理学中的地位。
2. 牛顿力学的建立17世纪末，英国物理学家牛顿提出了经典力学的基本原理，即牛顿三定律。
他认为物体的运动状态由力来决定，物体受到的力越大，加速度就越大。
牛顿力学的建立奠定了经典力学的基础，为后来的科学研究提供了重要的理论依据。
3. 拉格朗日力学的提出18世纪末，意大利物理学家拉格朗日提出了一种全新的描述物体运动的方法，即拉格朗日力学。
他将物体的运动状态用广义坐标来描述，通过定义一个称为拉格朗日量的函数，可以得到物体的运动方程。
拉格朗日力学的提出使得研究物体运动更加简洁、优雅，并且可以应用于各种复杂的力学系统。
4. 哈密顿力学的发展19世纪初，爱尔兰物理学家哈密顿对拉格朗日力学进行了改进和推广，提出了哈密顿力学。
哈密顿力学使用广义坐标和广义动量来描述物体的运动状态，通过定义一个称为哈密顿量的函数，可以得到物体的运动方程。
哈密顿力学在处理一些具有较高自由度的力学系统时更加方便，也为量子力学的发展奠定了基础。
5. 经典力学在现代物理学中的地位尽管经典力学在19世纪末被量子力学所取代，但它仍然在现代物理学中占领重要地位。
经典力学是研究宏观物体运动的理论，对于描述行星运动、天体力学、机械系统等具有广泛的应用。
此外，经典力学也是量子力学的经典极限，通过量子力学的形式化处理，可以得到经典力学的结果。
6. 结论经典力学作为物理学中最基础的分支之一，经历了从牛顿力学到拉格朗日力学再到哈密顿力学的发展过程。
尽管在20世纪量子力学的兴起使得经典力学的地位有所下降，但它仍然在现代物理学中具有重要的地位。
经典力学的发展不仅为科学研究提供了重要的理论基础，也为后来的物理学发展奠定了基础。
经典力学的建立
1643年 1643年1月4日诞生于英格 兰东部小镇乌尔斯索普 (Woolsthorpe)一个自耕 ) 农家庭。 农家庭。
物理学与电子工程学院 陆 智
遗腹子，早产儿，先天不足； 遗腹子，早产儿，先天不足；3岁母亲改嫁， 改嫁， 由外婆抚养长 抚养长大 孤僻、腼腆、 由外婆抚养长大；性格孤僻、腼腆、体弱多 但发奋读书，喜欢制作模型。 病；但发奋读书，喜欢制作模型。
斜面实验被评为历史上“最美丽” 斜面实验被评为历史上“最美丽”的十 大物理实验之一。 大物理实验之一。
物理学与电子工程学院 伽利略被后人称为 近代物理之父” 被后人称为“ 伽利略被后人称为“近代物理之父”。 陆 智
三、牛顿和经典力学的成熟 大自然及其法则在黑暗中隐藏， 大自然及其法则在黑暗中隐藏， 上帝说： 派牛顿去吧！ 上帝说：“派牛顿去吧！” 于是，一切豁然开朗。 于是，一切豁然开朗。
重的快！ 重的快！ 一样快！ 一样快！ 跨越时空的对话
物理学与电子工程学院 陆 智
思想实验和逻辑的力量 思想实验和逻辑的力量
v2=4 4<v12<8 v1=8 v12>8 伽利略：重物与轻物应该下落得同样快。 伽利略：重物与轻物应该下落得同样快。
物理学与电子工程学院 陆 智
单斜面实验与 单斜面实验与自由落体定律
——18世纪英国诗人 18世纪英国诗人
蒲柏（ Pope） 蒲柏（Von Pope）
物理学与电子工程学院 陆 智
牛顿（ 牛顿（Isaac Newton.1643Newton.16431727年）：英国著名的物理学 1727年）：英国著名的物理学 家、数学家和天文学家，是十 数学家和天文学家， 七世纪最伟大的科学巨匠。 七世纪最伟大的科学巨匠。
《力学的建立》课件
经典力学面临的挑战与未来发 展
相对论与量子力学的挑战
01
相对论与量子力学对经典力学的挑战
相对论和量子力学的发展对经典力学提出了新的挑战，因为它们揭示了
经典力学在高速和微观尺度上的局限性。
02 03
相对论的时空观念
相对论提出了新的时空观念，即时间和空间是相对的，并且质量和能量 可以相互转换。这使得经典力学在描述高速运动和强引力场中的物体时 遇到困难。
详细描述
万有引力定律由牛顿提出，他通过观察行星运动规律和地球 上物体自由落体的规律，发现了物体之间普遍存在的相互吸 引力。这一发现为经典力学的发展奠定了基础。
三大运动定律的提
总结词
三大运动定律是经典力学的基本规律，它们分别描述了物体运动的基本属性、 改变运动状态的原因以及力的作用方式。
详细描述
牛顿提出的三大运动定律包括：惯性定律、动量守恒定律和力的作用定律。这 些定律构成了经典力学的基本框架，为描述和预测物体运动提供了重要的理论 依据。
Part
03
经典力学的基本原理
绝对时空观
01
绝对时空观认为时间和空间是绝 对的，不受物质和运动的影响。 时间和空间是绝对的量度，不受 物体运动状态的影响。
02
绝对时空观是经典力学的基础， 为经典力学提供了确定性和可预 测性的框架。
经典力学的数学基础
经典力学主要基于微积分和线性代数 的数学工具。微积分用于描述物体的 运动状态随时间的变化，线性代数用 于描述物体之间的相互作用。
经典力学在工业制造领域中，如 机械设计、制造工艺等方面有重 要应用。
相对论力学的发展
相对论力学的基本原理
相对论力学是由爱因斯坦提出的，其基本原理包括相对性 原理、光速不变原理和等效原理等。
经典力学的建立和发展
第二章经典力学的建立和发展牛顿在“原理”一书中一开始便说:我把这部著作叫做《自然哲学的数学原理》，因为哲学的全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力，而后用这些力去论证其他的现象。
本章主要四方面内容:1.近代科学诞生是从天文学的突破开始 —— 哥白尼日心说。
2.经典力学是从伽利略和开普勒时代开始的，到牛顿时代到达成熟阶段。
3.牛顿的哲学思想、科学研究方法和力学机械观。
4.具体知识 —— 着重几个守恒定律。
§2.1 坐标系、位置矢量、速度先介绍在力学中的基本物理量:1.力学是定量的科学，为了描写物体运动，必须引入基本量位置、时间、速度。
2. 在牛顿力学中，坐标和时间是独立的，且测量长度的尺在不同参考系中“长度是不变的”和所用的钟测得的是“绝对时间”（即不同参考系中钟的快慢一样）。
3. 速度是矢量，速度合成用平行四边形法则。
4.在数学和物理中，作图法很重要，可帮助我们理解。
希望同学们在学习中重视图形的用处，体会用图形来分析说明问题的重要性和必要性。
§2.2 从哥白尼到开普勒一、向地心说挑战——哥白尼创立日心说1.为什么近代科学诞生是从天文学的突破开始的？早在公元前4世纪，古希腊哲学家亚里士多德就已提出了“地心说”，即认为地球位于宇宙的中心。
公元140年，古希腊天文学家托勒密发表了他的13卷巨著《天文学大成》，在总结前人工作的基础上系统地确立了地心说。
根据这一学说，地为球形，且居于宇宙中心，静止不动，其他天体都绕着地球转动。
这一学说从表观上解释了日月星辰每天东升西落、周而复始的现象，又符合上帝创造人类、地球必然在宇宙中居有至高无上地位的宗教教义，因而流传时间长达1300余年。
2. 日心说提出的科学根源、哲学根源和历史根源是什么？(1) 科学根源：随着天文学观察数据越来越多，为了给予解释，托勒密的地心说不断修补，越来越复杂，难以使人信服。
(2) 哲学根源：他接受毕达哥拉斯学派提出的“宇宙是和谐的，可用简单的数学关系来表达宇宙规律”的基本思想。
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在1543年出版的《天体运行论》的第一卷中，哥白 尼明确的把地球从宇宙中心的位置排除开去，提出地球自 身有三种运动： ①地球自西向东绕轴昼夜自转； ②地心同地球上的一切周年旋转，在金星与火星轨道间 的黄道上从西向东运行； ③倾斜面的运动，即赤道面或自转轴相对日--地联线的 运动。 哥白尼认为，古人为了建立一种地球静止于宇宙中 心的体系，而把地球自身的三种运动加给了每一个天体， 这使他们的宇宙体系人为地复杂化了。他质问到：“为什 么不承认天穹的周日旋转只是一种视运动，实际上是地球 运动的反映呢？”
地心说的非难和攻击： ①如果地球以24小时转一圈的速度快速旋转，地球早就 会分崩离析了； ②由于地球在运动，落体也不会垂直下落了；云和空气 中的一切都会被抛向西方。 哥白尼对地心说的驳斥： 哥白尼在书中专设一章“驳地心说”预作答复。 ①地球运动是自然运动，而不是受迫运动，受迫运动才 会分崩离析，自然运动总是平稳的；另外，他还说：“为什 么不替比地球大的多而又运动的快的多的宇宙担心呢？在快 速运动的离心力作用下，天穹不是变得更加广阔，以至瓦解 了吗？” ②关于第二个问题，哥白尼的回答是这样的：一、可能 是近地面的空气中含有水和土的混合物，它们遵循和地球一 样的自然法则；二、可能是由于这部分空气靠近地球而又不 受阻力，从而从旋转着的地球获得了运动。
由于担心教会谴责，他迟迟没有公开发表自己的见解。 1530年，哥白尼才将他的学说写成一个小册子《纲要》，以手 稿形式在友人中流传。直到1542年，在他生命垂危之际，才同 意将他的主要著作《天体运行论》交付印行。并且在书的序中 写明，将他的著作献给教皇保罗三世。他认为，在这位比较开 明的教皇的庇护下，《天体运行论》也许可以问世。 除了这篇序之外，《天体运行论》还有另外一篇别人写的 前言。前言中说，书中的理论不一定代表行星在空间的真正运 动，不过是为编算星表、预推行星的位置而想出来的一种人为 的设计。 应该说，哥白尼并不是一个想要彻底推翻全部传统观念的 革命派，而是一个深受毕达哥拉斯学派思想影响的人，他的出 发点是：考虑能否用尽可能少的匀速圆周运动的组合来构造一 个宇宙体系，以符合毕达哥拉斯学派的简单、均匀等和谐思想。 因此，在很大程度上可以说，哥白尼太阳中心说体系的建立， 是深受毕达哥拉斯学派和谐思想影响的结果。
新
芽
破
土 ：一. 资
本
主
义
萌
芽
带
来
的
契
机
3.代表人物及其观点---达· 芬奇(1452-1519)
14岁开始学绘画，他把绘画艺术和科学研究密切结合起 来，通过绘画深入研究人体解剖、动植物以及力学、光学、 地质学、数学等多方面知识，力求成为“认识自然和模仿自 然的巨匠”。他是画家、雕刻家、音乐家、工程师、物理学 家、数学家、生物学家和哲学家。在当时的每一个领域，他 都取得了极高的成就。 达· 芬奇把观察和实验当作科学的独一无二的真正方法， 他认为“智慧是经验的产儿”，他既重视实践经验，又重视 数学和理论的作用。 他用虚速度证明了阿基米德的杠杆原理； 他发现了阿基米德液体压力的概念，提出了连通器原理； 他用染色的水研究了液体的流动； 他研究过眼球的构造，并说明了像是如何在视网膜上形成 的等.
1503年，哥白尼回到波兰后，在担任牧师职务期间坚持进行 天文学观测和新的宇宙体系的研究。 当时的欧洲正处在黑暗的中世纪的末期。亚里士多德－ 托勒密的地球中心说早已被基督教会改造成为基督教义的支 柱。然而,由于观测技术的进步,在托勒密的地心体系里必须 用八十个左右的均轮和本轮才能获得同观测比较相合的结果， 而且这类小轮的数目还有继续增加的趋势。当时一些具有进 步思想的哲学家和天文学家都对这个复杂的体系感到不满。 哥白尼接受了这种进步思想。他在意大利时研究过大量的古 希腊哲学和天文学著作。他赞成毕达哥拉斯学派的治学精神， 主张以简单的几何图形或数学关系来表达宇宙的规律。他了 解到古希腊人阿利斯塔克等曾有过地球绕太阳转动的学说， 受到很大启发。
的
契
机
一.资本主义萌芽 (15世纪中叶开始)
1.社会物质条件
欧洲社会生产力迅速发展，农耕得到改进，风力水力得 到普遍使用。特别是我国的四大发明经蒙古，丝绸之路传入 欧洲，更为其发展推波助澜。 ①资本主义发展商业、扩大市场、繁荣贸易的要求，推动了 地理上的新发现和新航路的开辟：哥伦布1492年发现美洲； 达•伽马1497年绕过好望角抵达印度；麦哲伦1519年环游世 界等。这些新发现又反过来促进了贸易和商品的生产，争夺 市场和殖民地的战争也日渐激烈。这些又必然引起生产技术 的一系列革新，使科学的发展有了社会物质利益的驱动。 ②贸易、航海、战争，使欧洲工业巨大发展，同时也引起生 产技术上的一系列革命：脚踏纺车、脚踏织布机和水力、风 力发动机、磨机及钟表等；
新
芽
破
土 ：一. 资
本
主
义
萌
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带
来
的
契
机
哥伦布航海船图
新
芽
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土 ：一. 资
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2.社会文化思想方面:
出现了以文艺复兴和宗教改革为标志的思想解放运动。 在欧洲，天主教会是最有势力的封建领主，统治着社会 生活和思想文化的各个方面。反封建的矛头首先指向教会。 ①宗教改革：1517年，德国马丁•路德(Martin Luther)提出 “宗教改革”，要求建立适合资产阶级需要的教会。动摇了 教会的精神统治。 ②文艺复兴运动：随着资产阶级运动的发展，在思想文 化领域内出现了一个反映新兴资产阶级要求、反对封建思想 统治和束缚的强大运动，这就是以恢复古代文化面目出现的 “文艺复兴运动”。即恢复古希腊古罗马文化的运动。这一 运动首先从意大利开始，并很快蔓延到整个欧洲。他们宣扬 “人文主义”，提倡人权，反对神权，提倡思想自由，尊重 人、关心人、以人为本；重视人与自然的统一，倡导研究自 然认识自然，用知识和教养同愚昧和世俗作斗争。
文艺作品：但丁的神曲，米开朗基诺的雕塑，莎士比亚的 “罗米欧与朱丽叶” 等，都代表了人们要求思想自由，科 学要求摆脱神学附庸地位，反对迷信和权威的心声。 总之，思想的解放，对实践经验的重视，成为当时科学 起飞的思想基础和认识基础。为科学的振兴铺平了道路。 资产阶级反封建教会的政治、文化运动的一个重要成果， 就是近代自然科学的兴起。 教会的残酷镇压 由于自然科学证明了物质世界有其自身的客观规律，证 明了创世说的荒诞无稽，所以沉重打击了宗教神学。这样必 然受到教会的残酷镇压。布鲁诺……；西班牙医生塞尔维特 （Servetus)将要发现血液循环过程时被法国新教处以火刑；法 国陶瓷技师帕利(Palissy)因有许多科学创见被判无期徒刑，最 后死于巴士底狱；意大利思想家康帕内拉(T.Campanella) 坐了 三十年死牢等等，充分表明了宗教与自然科学的对立。
托勒密和哥白尼天体图对比
三.第谷与开普勒
1.第谷(Tycho
Brahe,1546-1601)的天文观测
丹麦人，生于贵族家庭，1576年在丹麦国王腓特烈二世 资助下在哥本哈根海峡的一个小岛上修建了一座完善的天文 台，测量精度较前人提高了几十倍至上百倍，在21年的观测 中，各行星角位置的误差仅为2’(即0.033°)。他将亚里士 多德理论和哥白尼体系进行了折中，认为，除地球和围绕它 的月亮外，其他天体都绕太阳运转，太阳率领众行星围绕地 球运转，地球是静止不动的。被人誉为“星学之王”。 腓特烈二世逝世后，第谷失去了资助。1599年，他在布 拉格得到了奥皇卢道夫的一份赠款，于是他把部分仪器搬到 了布拉格。在这里，他得到了一个青年助手开普勒。他们共 同进行观察，直到1601年第谷去世。
哥 白 尼 像
哥白尼是波兰伟大的天文学家，十 岁父亲去世，被舅父收养，其舅父是当 地的主教，很注意对哥白尼的培养。18 岁入克拉科夫大学学习数学和天文学； 在这里受到文艺复兴运动思想的影响。 1496年到文艺复兴的意大利留学，波伦亚大学天文学教授诺瓦 拉(Novara)关于托勒密体系过于复杂，不符合数的谐和原则的 评论，对哥白尼产生了影响。在留学期间，他还阅读了大量古 希腊学者的著作，受到了其中有关地球运动的思想的启发，为 他创立新的宇宙体系奠定了思想基础。
新
芽
破
土 ：二. 哥
白
尼
与
“天
体
运
行
论”
“天体运行论” 被誉为自然科学的独立宣言。
恒星 土星 木星 火星 地球和月亮 金星 水星
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土 ：二. 哥
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体Leabharlann 运行论”日 心 说
优点（同托勒密体系相比）： ①内在的简单性：由托勒密体系的80多个圆减少 到34个，使天文测算更容易。 ②内在的谐和性：把每个行星轨道的大小、运动 的速率和排列顺序关联起来，形成一个紧密有序 的整体，由于把中心让给了太阳，从而使宇宙显 示出其真实的对称美。 缺陷： ①天体运动为匀速圆周运动；哥白尼仍把圆周运 动看作是最完美最和谐的运动，因而坚持以偏心 轮和均轮-本轮的组合来说明宇宙结构，使他的 体系失去了更彻底的简单性。 ②天文测算精度提高很少等。
哥白尼分析了托勒密体系中的行星运动，发现每个行星 都有三种共同的周期运动,即:一天一周、一年一周和相当于 岁差的周期运动。他认为，如果把这三种运动都归到被托勒 密视为静止不动的地球身上，就可消除他的体系里不必要的 复杂性。只有月球绕地球转动。恒星则在离太阳很远的一个 天球面上静止不动。这样，哥白尼提出了一个以太阳为中心 的宇宙体系。在这个体系中，天体从远到近的顺序是：恒星 不动；土星，30年转一周；木星，12年一周；火星，2年一周； 地球和月亮一年一周；金星，9个月一周；水星，80天一周等。 哥白尼把统率整个宇宙的支配力量赋予太阳，而各个天体则 都有其自然的运动。
第三章 经典力学的建立
§1.前奏--资本主义萌芽、哥白尼与“天体运行