科学技术史第三讲

F = ma
（3）牛顿第三定律又称作用和反作用定律：作用力与反作用 力大小相等，方向相反，分别作用于不同的物体上。
2.万有引力定律
F = G （ m
1
m
2
/ R
2）
《自然哲学的数学原理》，近代科学的第一次大综合。
“牛顿由于发现了万有引力定律而建立了科学 的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学 的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而 创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创 立了科学的力学。” ——恩格斯
其他观点：发展资本主义、海外扩张和殖民、支持 商人和新贵族。 罗吉尔· 培根，13世纪
2.笛卡尔(RenéDescartes，1596-1650)
法国哲学家、 数学家和物理 学家
解析几何；
推崇理性，唯理论代表，我思故我 在，理性高于感性知觉；
精神和物质互不相干，二元论；
要求演绎要有简单、清晰、明了的 特点；
机械唯物论，《动物是机器》。
3.伽利略，近代科学方法论的奠基人：
观察实验—— 推理计算——假设—— 模型— —检验； 强调数学，重视观察实验和数学的结合。
4.牛顿：归纳-演绎法；模型和数学相结合 归纳法：从实验出发，由特殊到一般 演绎法：以理论为主，有一般到特殊
（二）科学仪器发明
望远镜 显微镜 温度计 气压机 抽气机 摆钟
二、天文学的革命
2.哥白尼(Nicolas Copernicus，1473-1543)
波兰天文学家和数学家；
在意大利波伦亚等三所大学 留学多年，广泛涉猎天文学和 数学，对日心说产生兴趣； 1505年回国担任牧师，利用 业余时间研究天文学，利用将 近10年时间、于1525年完成 《天体运行论》； 1543年，临终前正式发表。
第三定律——行星公转的周期的平方与它同太阳 的距离的立方成正比。
T
2
=
AR
3
• 这是自然科学史上，第一次用数学语言定量地 描述一条物理定律。 • 为牛顿的万有引力定律打下基础。
四、伽利略对经典力学的重大贡献
1.经典力学的基础性研究工作
单摆运动 自由落体运动
A B C D
惯性定律
抛物运动理论

2. 开普勒(Johann Kepler，1571-1630)
开普勒（Johannes Kepler, 1571-1630），德国天文学家。 在第谷· 布拉赫的资料基础上 发现了行星运动三定律。 “天空的立法者”
第一定律——行星绕太阳的运行轨道是一 以太阳为一个焦点的椭圆；
第二定律——行星到太阳的矢径在相等时间内划出相 等的面积；
2、天文学研究 1609年，自行制造放大30倍的望远镜（可与当今 的计算机媲美），观察到了月亮上的山脉、木星 有卫星、 太阳黑子;支持日心说。
3、开创了实验和数学结合的科学研究方法，他认 为，只有被数学证明了东西才是科学的。
对现象的观察 实验验证 提出假设 形成理论 进行数学和逻辑的推理

如果要弄清事实，那么就审视你所看到的 事实。不要浪费时间去编造一些空洞的听 起来不错的故事。真正有生命力的猜想来 源于观测证据，并且能被证据反复地检验 加以确定其真伪。 ——伽利略《星际使者》
哥白尼那本不朽的著作是自然科学借以宣告独立的宣言。 ——恩格斯 哥白尼对西方摆脱教权统治和学术统治枷锁的精神解放所 做的贡献，几乎比谁都大。 ——爱因斯坦（1953）
哥白尼的缺陷： （1）理论是在总结托勒密“地心说”和古希腊“日心说” 基础上，通过观察和计算核对所得，在地球运动动力学科 学理论的不足。 （2）深受天体运动必然是圆周匀速运动观点的影响。 不能回答如下问题： (1)地球为什么不会飞散？ (2)地球上的物体会何没有被抛在后面？ (3)恒星视差？
3、哈维（William
Harvey, 1578-1657）
英国著名的生理学家。 血液循环理论的提出者，并 用实验证明。1628年，出版 《心血运动论》一书。
七、近代科学方法与实验工具
科学发展仅有成就是不够的，任何科学革 命必须而且必定伴随科学方法与实验工具 的变革。 中世纪以前的方法：请教权威；从思辨到 思辨。 近代科学方法：实验第一，逻辑与数学的 定量方法，追求精确。

（一）科学方法与科学思想的发展
1.培根(Francis Bacon, 1561-1626)与归纳法
英国唯物主义和整个现代实 验科学的真正始祖 －－马克思
《新工具》与归纳法： · 反对亚里士多德以及经院哲学对演绎法的过分依赖， 反对空谈公理、死扣教条，认为三段论不能给人以 新知识； · 强调实验和归纳。只有精心安排的实验，才能揭开 自然界的奥秘； · 局限：忽视演绎和数学方法。
牛顿及经典力学的局限：
绝对时空观 机械论：机械力学解释一切 存在全能的上帝
六、人体解剖学与生理学中的革命
在文艺复兴的背景下，通过对观察方法和观察 技巧的强调，人体解剖学形成了科学的一个分 支。血液循环的发现，更是使生理学领域中产 生了革命。
1、维萨里（Andreas Vesalius, 1514-1564）
主要观点：
地球不是静止不动的；
地球不是宇宙的中心，太阳才是； 地球既有自转又有公转； 太阳照亮整个宇宙，并驾驭着周围的行星； 天体的视运动包含着地球运动的因素。
意义：
（1）它宣告了神学宇宙观的破产，将自然科学从神学的奴 役下解放出来。 （2）既然传统的天文观不是亘古不变的绝对真理，那就没 有什么信条不可怀疑。
五、牛顿的综合(Issac Newton,1643-1727)
三大定律：地面物体运动的基本定理
（1）牛顿第一定律又称惯性定律： 任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，知道其它任何 物理所作用的力迫使它改变这种状态为止。 （2）牛顿第二定律又称运动基本定律：物体在受到外力时， 物理所获得的加速度的大小和外力成正比，而与物体的质量 成反比，加速的的方向与外力方向相同。
本讲基本内容
一、历史背景回顾 二、天文学的革命 三、开普勒的行星运动定律 四、伽利略的贡献 五、牛顿的综合 六、医学生理学中的革命 七、近代科学方法与实验工具 八、科学社团开始兴起 九、自然观与科学思想
一、近代科学产生的社会历史背景回顾
1.十字军东征（1096～1291） 2.文艺复兴（14-16世纪） 3.地理大发现（1450-1521） 4.宗教改革运动（14-16世纪）
课后思考问题
近代科学精神与科学方法的特点及其 现实意义。
（2）伽利略(G. Galileo ，1564-1642)
——近代科学之父
1615年、1633年两次被罗马教皇 宗教裁判所传讯。 1633年被判终生监禁。 1642年在囚禁中病死。
1979年，世界范围内成立的专门 调查该案件的委员会，并于1983 年公布了审查结果，主编《伽利 略· 伽利莱》一书的主教写道： “给伽利略定罪的法官犯了错 误。”

八、科学社团开始兴起
意大利：1560年创立“自然秘密研究会”， 很快被取缔；罗马1603年建立“山猫学 院”，1630年解散；佛罗伦萨1657年创立 齐曼托学院。 英 国：1662年成立皇家学会；1665年出 版《皇家学会哲学学报》。 法 国：1666年成立巴黎科学院。 德 国：1700年建立柏林科学院，著名数 学家和哲学家莱布尼兹担任第一任院长。

九、自然观和科学思想

恩格斯：“不管自然科学家采取什么样的 态度，他们还是得受哲学的支配。”
玻恩：“真正的科学是富于哲学理性的， 尤其是物理学，它不仅是走向技术的第一 步，而且还是通向人类思想的最深层的途 径。”

所有的物质都是由同一质料的微粒组成，区别只表 现在微粒的形状和运动。 古典力学的质量是物质固有的属性，在任何情况下 都是一个固定的、不变的物理量。 宇宙的空间像是一个空架子，它是绝对静止的－－ 绝对空间；时间永远以等速流逝，与物体运动无关－ －绝对时间。 世界图景的机械化：机械运动规律是宇宙间一切事 物所固有的、唯一的运动规律，这些规律由上帝创造。 宇宙像是一部庞大的机器。 分析、分解的研究方法是研究自然的主要方法。
三、开普勒的行星运动定律
1．第谷· 布拉赫(Tycho Brahe，1546-1601)的观测
丹麦贵族出身的天 文学家
托勒密的忠实信徒；
1580年丹麦建成近代第一个真正的天文台。 在此工作了21年，完成了750颗星的观测记录； 创造了一套天象观测方法，成为近代天文学 的奠基者； 提出弟谷体系。
3.布鲁诺和伽Leabharlann 略对哥白尼学说的传播（1）布鲁诺(Giordano Bruno，1548-1600)
代表作《论无限性、宇宙和世界》，发展了哥学说， 认为：
宇宙是统一的、物质的、无限的，太阳系之外还有无限 多个世界。太阳并不静止，也在运动之中； 太阳不是宇宙的中心，无限的宇宙根本没有中心。 因为抨击教会的黑暗和经院哲学的虚伪而被打成异教徒。 1600年2月17日，在罗马鲜花广场接受火刑。
比利时解剖学家。在 哥白尼出版《天体运 行论》的同一年 （1543年），出版了 七卷本的巨著《人体 的构造》。推崇观察， 对盖仑学说中的许多 说法（自然、活力、 灵魂灵气）提出挑战， 发现：男女肋骨一样 多；左右心室不相通。
2、塞尔维特（Miguel Serveto, 1511-1553）
西班牙神学家和医生，提出 与统治了学术界长达1500年 之久的盖仑学说不同的理论 --肺循环假说，并推断血液 不能在心室间流动，而是经 肺从右心到左心，这是通向 后来的血液循环理论的重要 的一步。