近代自然科学的诞生和发展
第四章 近代自然科学的诞生
伽利略绘制的月面图和星空图
近代实验科学的开端
伽利略还是一位卓越的物理学家，他发现摆 的摆动，虽然摆幅大小一次比一次减小，但每次 摆动的时间却总是相等的，由此发现了著名的摆 的等时性定律，并用单摆周期作为时间量度的单 位（1583年）。 伽利略还做了自由落体的理想实验，发现物 体的加速度与重量无关，这样就否定了亚里斯多 德关于落体加速度与重量成正比的臆断。
但是，细心的开普勒发现，由此算出的火星位
置同第谷的数据间相差8分，就是0.133度。这是第
谷的数据发生了误差，还是火星的轨道根本就不是
圆呢？开普勒凭借着自己良好的科学素养，毫不犹 豫地选择了后者，他坚定地说：“这8分是不允许 忽略的，它使我走上了改革整个天文学的道路。” 后来，开普勒向行星轨道形状也许是椭圆的方向进
牛顿力学是伽利略、开普勒研究成果的综合
牛顿认为一个球体如果与球外一个物质粒子相
互吸引，这个球体的整个质量可看成是集中于它的
球心上。这一定理使牛顿得出了下面的结论：地面
附近落体加速度和月球的向心加速度之比，应该等
于月球离地球的距离与地球半径之比的平方。这一 结论可以用实验验证。
这定理还使他可以把行星都看成质点，各行星 沿它们之间的连线方向相互加速。这一想法再加上 惯性定理，就可得到开普勒的面积定律。牛顿把伽 利略关系(即以恒定加速度下落的物体．其下落的 时间与距离间的关系)应用到受一瞬时向心冲力的 行星的运动上，就推出了平方反比定律，由此得出 行星运动轨迹是椭圆的结论。
牛顿(1642──1727年)
在伽利略、开普勒、笛卡儿等人研究工作的基础 上，英国物理学家牛顿把物体的运动规律归结为三条 基本运动定律和万有引力定律，由此建立起一个完整 的力学理论体系。这样，他就把过去一向认为是截然 无关的地球上所谓“世俗”的运动和日月星辰那些属 于神圣的“天堂”的运动统一在同一理论框架之中。 这可以说是人类认识自然的历史中第一次理论的大综 合。
5近代自然科学(16-18世纪)
近代自然科学
——16-18世纪的自然科学 ——16-18世纪的自然科学 16
16-18世纪的自然科学 16-18世纪的自然科学
经过近代科学革命洗礼的自然科学在18 世纪末之前，主要还处于搜集材料的阶段。 这一时期唯有经典力学得到较完善的发展， 形成了经典力学体系。其他学科虽有了初步 的研究或较大的发展，但其水平还不高，真 正的科学还没有超出力学的范围。
但是，细心的开普勒发现，由此算出的火星 位置同第谷的数据间相差8分，就是0.133度。这 是第谷的数据发生了误差，还是火星的轨道根本 就不是圆呢？开普勒凭借着自己良好的科学素养 ，毫不犹豫地选择了后者，他坚定地说：“这8 分是不允许忽略的，它使我走上了改革整个天文 学的道路。”后来，开普勒向行星轨道形状也许 是椭圆的方向进行了大胆的探索，终于取得了成 功。
第三定律（作用力与反作用力定律） 第三定律（作用力与反作用力定律）：对每一个作
用力，总存在一个相等的反作用力和它对抗；或者说，两 个物体彼此施加的相互作用力总是相等的，并各自指向其 对方。
自然辩证法概论 张胜光制作
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1687年，牛顿《自然哲学之数学原理》出版。这是 经典力学的第一部经典著作（标志着经典力学体系的创 立），也是人类掌握的第一个完整的科学的宇宙论和科 学理论体系，其影响遍布经典自然科学的所有领域。牛 顿力学是整个近代物理学和天文学的基础，也是现代一 切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。 牛顿在整个科学史上占有独特的地位，他给以后整 整两个多世纪的科学思想深深地打上了自己的烙印。他 的伟大不能完全归功于个人的聪明才智，牛顿自己也承 认他是站在巨人肩上，因此比别人站得更高看得更远。
伽利略绘制的月面图 和星空图
伽利略
近代自然科学的产生
近代自然科学的产生近代自然科学的产生近代自然科学的产生是一个漫长而又复杂的过程，它涉及到了哲学、数学、物理、化学等多个领域。
以下将从欧洲文艺复兴时期开始，逐步展开近代自然科学的发展历程。
欧洲文艺复兴时期欧洲文艺复兴时期（14世纪至17世纪）是近代自然科学产生的重要背景之一。
在这一时期，人们开始对古希腊和罗马文化进行重新研究和发掘，并且开始对自然界进行更加深入的观察和研究。
哥白尼和伽利略哥白尼（1473-1543）是近代天文学的开创者之一。
他提出了日心说，即认为太阳是宇宙中心而地球则绕着太阳公转。
这一理论打破了古老的地心说，并成为后来天文学发展的基础。
伽利略（1564-1642）则是现代物理学和天文学的奠基人之一。
他通过望远镜观察到了许多天体现象，如木星卫星、月球表面等，这些观察结果支持了哥白尼的日心说，并且也证明了古老的天文学理论是错误的。
牛顿牛顿（1642-1727）是近代自然科学的巨人，他创立了经典物理学，并提出了万有引力定律。
这一定律解释了行星运动、地球引力等现象，成为后来天文学和物理学研究的基础。
达尔文达尔文（1809-1882）是现代生物学的奠基人之一。
他在《物种起源》中提出了进化论，认为生物种类是通过适应环境而不断演化而来。
这一理论打破了传统神创论观念，并成为后来生物学研究的基础。
化学化学作为一门独立的自然科学也在近代产生并发展起来。
拉瓦锡（1743-1794）提出了元素概念，将化合物分解成各种元素，并且开创了现代化学分析方法；门捷列夫（1834-1907）则提出了周期表，将元素按其原子结构排列，并且预测了未被发现的元素。
结语可以看出，近代自然科学产生并非某个人或某个时期的功劳，而是一个漫长而又复杂的历史过程。
它涉及到哲学、数学、物理、化学等多个领域，也受到社会、文化等因素的影响。
近代自然科学的产生不仅改变了人们对自然界的认识，也推动了科技和社会的进步。
简述自然科学的起源和发展
简述自然科学的起源和发展摘要：一、自然科学的起源1.古代的自然哲学2.欧洲文艺复兴时期的科学萌芽3.科学革命与现代自然科学的形成二、自然科学的发展1.经典物理学2.化学的兴起与应用3.生物学与进化论4.20世纪以来的重大科学发现三、我国自然科学的发展1.古代的科学成就2.近现代自然科学的振兴3.当代我国自然科学的辉煌正文：自然科学是人类对自然界现象进行探究和研究的一门学科，它的起源和发展见证了人类社会的进步。
从古至今，自然科学经历了多个阶段，不断拓展我们的认知边界。
自古以来，人类就对自然现象产生了浓厚的兴趣。
最早的自然科学起源于古希腊时期的自然哲学，当时的哲学家们试图寻找自然界背后的规律。
亚里士多德是这一时期的代表人物，他的著作《自然学》对后世产生了深远的影响。
欧洲文艺复兴时期，自然科学得到了进一步的发展。
这一时期的科学家们，如哥白尼、伽利略等，提倡观察和实践，为现代自然科学的形成奠定了基础。
科学革命是自然科学发展史上的一个重要转折点。
17世纪，牛顿的经典力学体系建立，标志着现代自然科学的诞生。
此后，自然科学领域涌现出大量杰出人才，如莱布尼兹、伏特、达尔文等，他们的研究成果推动了自然科学的全面发展。
经典物理学、化学、生物学等学科在此阶段得到了迅猛发展，人类对自然界的认知不断深入。
20世纪以来，自然科学研究取得了更多突破性成果。
量子力学、相对论、宇宙学等领域的研究，使我们对宇宙的本质有了更加深刻的理解。
同时，自然科学的应用也取得了巨大成功，如核能、信息技术、生物工程等，这些都为人类的幸福生活奠定了基础。
在我国，古代自然科学成就辉煌，如四大发明等。
近现代以来，我国自然科学得到了振兴。
新中国成立后，我国自然科学研究取得了举世瞩目的成果，如载人航天、高速铁路、基因编辑等。
当前，我国自然科学正处于辉煌时期，国家对科学研究的投入和支持不断加大，相信未来我国自然科学将会有更大的突破。
总之，自然科学的发展历程是人类探索自然界、认识自然规律的过程。
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
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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；
近代自然科学发展的四个阶段-概述说明以及解释
近代自然科学发展的四个阶段-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述:自然科学是人类对自然界规律的研究和认知的过程。
近代自然科学的发展经历了四个阶段，每个阶段都有其独特的特点和贡献。
本文将对这四个阶段进行详细介绍和探讨。
第一阶段是近代自然科学的起步阶段，也是观察和实证研究阶段。
在这个阶段，科学家主要通过观察和实验来收集数据和获取关于自然现象的信息，推动了自然科学的发展。
经典力学的奠基者牛顿和开普勒就是这个阶段的代表人物。
第二阶段是理论建模的发展阶段。
在这个阶段，科学家开始尝试建立数学模型来解释和预测自然现象，并通过理论来解析和推导实验结果。
电磁学和物理学的发展进入了这个阶段，麦克斯韦和法拉第等科学家的贡献在此阶段功不可没。
第三阶段是量子力学的诞生和发展阶段。
在这个阶段，科学家发现了微观世界的奇异现象，并建立了量子力学这一新的物理学理论。
量子力学不仅革新了自然科学的思维方式，也对物质和粒子的本质有了更深入的认识。
爱因斯坦、波尔等科学家在发展量子力学方面作出了重要贡献。
第四阶段是近代自然科学的多学科交叉阶段。
在这个阶段，自然科学与其他学科领域的交叉研究变得越来越重要。
生物学、化学、地球科学等学科相互渗透和融合，推动了自然科学的进一步发展。
现代天文学、生物技术等新兴学科的出现，标志着近代自然科学取得了前所未有的成就。
总之，近代自然科学的发展经历了四个阶段，从观察实证到理论建模，再到量子力学的发现与应用，最后进入了多学科交叉的阶段。
这四个阶段构成了近代自然科学发展的历程，为人类对自然界规律的认知提供了坚实的基础，也为人类社会的进步和发展作出了巨大贡献。
文章结构部分的内容可参考以下写法：1.2 文章结构本文将对近代自然科学发展的四个阶段进行详细探讨。
整篇文章将分为三个主要部分：引言、正文和结论。
引言部分将提供对整篇文章的概述，包括简要介绍近代自然科学的演进背景和意义。
同时，我们将明确文章的目的，即探讨近代自然科学发展的四个阶段。
近代自然科学兴起和发展的原因
学兴起和发展的原因1.资本主义经济的发展需要科学知识，又为科技进步奠定了物质基础。
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。
3.人文主义和理性主义的兴起为科技发展奠定了思想基础.4.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.5.科学家献身科学的勇气、严谨的态度和锲而不舍的精神为科技进步作出了巨大贡献。
蒸汽机的发明和电气技术对人类社会发展的作用和影响？1.促使生产力大幅度提高2.改变着社会结构和世界形势资产阶级确立对世界的统治世界日益成为一个整体3.新城市形成和城市面貌发生巨大变化4.人们的生活更加丰富多彩5.经济迅速发展同时，污染环境，破坏了生态平衡（一）现代科学技术的发展一.现代物理学1、背景：经典物理学的危机1）17—19世纪牛顿经典力学日趋完善、成熟积极意义：把人类对自然界的认识推进到前所未有的深度和广度。
(如:海王星和冥王星的发现)局限性：①建立在绝对时空观的理论之上②适用的范围主要是人们日常生活中的物理现象2）19世纪末以牛顿力学为基础的经典物理学陷入危机经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题：①高速运动中的物理现象②微观粒子的运动性的进步牛顿力学体系与爱因斯坦相对论的关系1.牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律，这些定律有3、普朗克与量子理论1）量子论的提出和发展：•1900年普朗克提出量子假说,宣告量子论诞生•1905爱因斯坦提出了光的量子理论；•丹麦物理学家玻尔提出了原子的量子理论；•在这个基础上，一门新的物理学分支量子力学建立起来。
2）量子论提出的意义：•量子理论是现代物理学的另一支柱，是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对微观世界的认识有了革命性的进步。
•量子力学对化学、生物学、医学、古生物学和地质学等科学领域都产生了重大的影响，带来了许多划时代的技术创新，直接推动了社会生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活。
近代自然科学的兴起
物理学领域： 迈尔（德国）、焦耳（英国）等 能量转化与守恒定律 1786年，伽伐尼发现电流
1820年，丹麦人奥斯特发现电流的磁效应
1831年，英国人法拉第提出电磁感应定律Байду номын сангаас
六、现代自然科学（20世纪初——）
三大发现： 电子的发现：英汤姆生1897年 X 射线：德国人伦琴研究阴极射线，意外发 现放在距离放电馆 2 米远的铂氰化钡的屏上 发出了荧光。 放射性现象：法国人贝克勒尔研究 X 射线产 生的原因时，1896年，发现铀盐会自动发出 具有穿透力很强的射线。
三大发现：
X 射线：德国人伦琴研究阴 极射线，意外发现放在距 离放电馆 2 米远的铂氰化钡 的屏上发出了荧光。
伦琴发现X 射线后仅仅几个月时 间内，它就被应用于 医学影像。 1896 年 2 月 ， 苏 格 兰 医 生 约 翰· 麦金泰在格拉斯哥皇家医院 设立了世界上第一个放射科。
两大成就： 相对论： 1905 年狭义， 1936年广义 量子力学：德布罗意 ( 法 国） 薛定谔 （奥地 利） -- 波动力学；波恩 （德） -- 矩阵力学，海 森堡（德），狄拉克 （英）等人。
生物学领域： 细胞假说： 德国植物学家施莱登（ 1804-1881 ）于 1838 年发表《关于论植物起源的资料》，动物学 家施望（ 1810-1882 ）于 1839 年发表《关于 动植物的结构和生长的一致性的显微研究》， 指出动植物都是由细胞组成，按同样的规律 形成和生长。 。
达尔文（1809-1882）（英国） ——1859年发表《物种起源》
近代后期自然科学（18世纪后叶-19世纪末） 天文学领域：星云假说：康德-拉普拉斯假说— —太阳系是又弥漫尘粒通过吸引和排斥逐步形 成的。
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。
近代自然科学开端是什么
近代自然科学开端是什么近代自然科学开端是什么近代自然科学是以天文学领域的革命为开端的。
天文学是一门最古老的科学。
在西方，通过毕达哥拉斯、柏拉图、喜帕恰斯、托勒密等人的研究，已经提出了几种不同的理论体系，成为一门最具理论色彩，又是提出理论模型最多的一门学科。
波兰天文学家哥白尼从1506年开始，在弗洛恩堡一所教堂的阁楼上对天象仔细观察了30年，从而创立了一种天文学的新理论日心说。
1543年，哥白尼公开发表《天体运论》，这是近代自然科学诞生的主要标志。
化学的由来化学是从炼金术和化学工艺中发展而来，从远古到公元前1500年，人类学会在熊熊的烈火中由黏土制出陶器、由矿石烧出金属，学会从谷物酿造出酒、给丝麻等织物染上颜色，这些都是在实践经验的直接启发下经过长期摸索而来的最早的化学工艺，但还没有形成化学知识，只是化学的萌芽时期。
约从公元前1500年到公元1650年，化学被炼丹术、炼金术所控制。
为求得长生不老的仙丹或象征富贵的黄金，炼丹家和炼金术士们开始了最早的化学实验，而后记载、总结炼丹术的书籍也相继出现。
燃素时期从1650年到1775年，是近代化学的孕育时期。
随着冶金工业和实验室经验的积累，人们总结感性知识，进行化学变化的理论研究，使化学成为自然科学的一个分支。
这一阶段开始的标志是英国化学家波义耳为化学元素指明科学的概念。
从1775年到1900年，是近代化学发展的时期。
1775年前后，拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说，开创了定量化学时期，使化学沿着正确的轨道发展。
19世纪初，英国化学家道尔顿提出近代原子学说，突出地强调了各种元素的原子的质量为其最基本的特征，其中量的概念的引入，是与古代原子论的一个主要区别。
二十世纪的化学是一门建立在实验基础上的科学，实验与理论一直是化学研究中相互依赖、彼此促进的两个方面。
进入20世纪以后，由于受到自然科学其他学科发展的影响。
并广泛地应用了当代科学的理论、技术和方法，化学在认识物质的组成、结构、合成和测试等方面都有了长足的进展，而且在理论方面取得了许多重要成果。
近代自然科学发展史
近代自然科学发展史自然科学发展史是研究自然科学发展过程及其规律的科学。
它依据历史事实，通过对科学发展历史过程的分析来总结科学发展的历史经验并揭示其规律。
在漫长的自然科学发展史上，近代曾出现了三次严重的危机，并由此也带来了三次重大的突破，从而推动自然科学向前进一步发展。
近代自然科学是以天文学领域的革命为开端的。
天文学是一门最古老的科学。
在西方，通过毕达哥拉斯、柏拉图、喜帕恰斯、托勒密等人的研究，已经提出了几种不同的理论体系，成为一门最具理论色彩，又是提出理论模型最多的一门学科。
同时，天文学与人们的生产和生活密切相关，人们种田靠天、畜牧靠天、航海靠天、观测时间也靠天，这就必然会有力推动天文学的发展。
然而，天文学在当时又是一门十分敏感的学科。
在天文学领域，两种宇宙观，新旧思想的斗争十分激烈。
特别是到了中世纪后期，天主教会还别有用心地为托勒密的地心说披上了一层神密的面纱。
硬说地球处于宇宙中心，证明了上帝的智慧，上帝把人派到地上来统治万物，就一定让人类的住所??地球处于宇宙中心。
这种荒唐说法被当作权威加以崇信之后，托勒密的学说就成为不可怀疑的结果而严重阻碍着天文科学的进步。
然而，地心说基础上产生的儒略历在325年被确定为基督教的历法后，它的微小误差经过长时间的积累已经到了不可忽视的地步，同观测资料大相径庭。
葡萄牙一位亲王的船长曾说:“尽管我们对有名的托勒密十分敬仰，但我们发现，事事都和他说的相反。
”托勒密体系的错误日益暴露，人们急需建立新的理论体系。
当时，文艺复兴正蓬勃开展，它不仅大大解放了人们的思想，同时也推动了近代自然科学的产生。
波兰天文学家哥白尼适应时代要求，他从1506年开始，在弗洛恩堡一所教堂的阁楼上对天象仔细观察了30年，从而创立了一种天文学的新理论--日心说。
1543年，哥白尼公开发表《天体运行论》，这是近代自然科学诞生的主要标志。
日心说的提出恢复了地球普通行星的本来面貌，猛烈地震撼了科学界和思想界，动摇了封建神学的理论基础，是天文学发展史上一个重要的里程碑。
第2章 近代自然科学的发展
3、麦克斯韦总结的经典电磁理论，揭示了电、磁、光的统一性， 实现了物理学理论的第三次综合。
• 电视机变身记:多年贵族变白菜
第2章 近代自然科学的发展
四、天学、地学的发展过程 P15-16 五、细胞学说的建立过程及意义。P16 ①1665年，英国物理学家胡克用显微镜观察到木栓细胞。 ②随着生物学基础研究的发展和显微镜技术的改进，对细 胞的观察取得了一系列的成果。
③1838年，德国植物学家施莱登提出细胞是一切植物中普 遍存在的基本构造，是一切植物赖以发展的基本实体。
第2章 近代自然科学的发展
三、化学科学的确立过程 P14 1、波义耳提出科学的元素概念，使化学成为一门独立的 自然科学。 2、拉瓦锡提出科学的氧化燃烧理论。 3、道尔顿的原子论和阿佛加德罗的分子论相结合，形成 了科学的原子--分子论。 4、门捷列夫提出化学元素周期律，排出第一张元素周期 表。 5、维勒用无机物人工合成了有机物--尿素，沟通了无机 界和有机界的联系，成为有机化学发展史上的重要里程碑。
第2章 近代自然科学的发展
一、教学要求 理解牛顿力学体系的建立、经典电磁理论的建立、化学科学的 建立、细胞学说的建立、生物进化论的建立. 掌握力的概念，掌握经典物理学理论的三次大综合。 了解康德--拉普拉斯星云假说、19世纪自然科学的特点。 二、内容要点 （一）近代自然科学诞生阶段的三件大事 （二）近代自然科学的进展 1、物理学 2、化学 3、天文学 4、地学 5、生物 6、数学 （三）1 9世纪科学发展的基本特点和思想 1、1 9世纪自然科学的特点 2、1 9世纪的科学思想
④1839年施旺把这一学说推结构和发育上的统一性，为人们在 细胞水平上说明整个生物界的统一性提供了科学基础，是生物 科学发展史上的重大综合。
近代自然科学的诞生和发展
第二章：近代自然科学的诞生和发展第一节近代科学革命1．1天文学革命一．哥白尼的日心地动说哥白尼(Nicolaus Copernicus，1473—1543)是波兰数学家兼天文学家，于1543午发表了《天体运行论》一书，全面地阐述了他的日心地动说。
其要点是：太阳是宇宙的中心，所有行星在以太阳为公共圆心的圆形轨道上绕日旋转；地球是一颗普通的行星，它有自转并与其他行星一样绕太阳公转。
根据这两个基本观点，哥白尼指出，太阳的东升西落不是太阳绕地球旋转，而是地球自转的表现；天球上恒星位置每年所发生的周期性变化也不是恒星运动所致，而是地球绕太阳公转的结果。
以现代的观点来看，哥白尼的学说并非完美无缺，但是它从根本上纠正了自古流传并为基督教会所支持的地心和地静说的错误，当哥白尼的学说为世人所接受之后，它就不可避免地动摇了教会的权威，从而解放了人们的思想。
）称哥白尼日心体系的诞生为“西方人知识发展的划时代的转折点”，因为它不仅是天文学基本概念的变革，而且是人对自然的理解的根本变革，甚至是西方人价值观念变更的一部分。
但也有些人断言，哥白尼革命只不过是提出了地球每日绕自身轴旋转一周，每年绕太阳公转一周，甚至有些科学史家根本否认存在一场“哥白尼革命”。
我们认为，尽管哥白尼体系有很多旧理论的痕迹和不完善之处，甚至在得到观测证实的精确程度上一度比托勒密理论还逊色些，但是它用日心、地动说代替统治天文学界多年的地心、地静说，是在重大理论问题上用正确认识取代了谬误的认识。
哥白尼理论的意义至少有两方面：其一，它引起了整个宇宙观、世界观的巨大变革。
长期以来，教会利用地心说来说明上帝创造世界，说明上帝创造一切都是为了地球上的人类，所以有意把地球摆在字宙的中心。
而现在，在宗教教义中被说成是宇宙中心的地球已沦为一个普通行星，于是，上帝这个不可动摇的偶像也就随之而倒台了。
日心说动摇了宗教的自然观支柱，也就是动摇了宗教世界观的基础。
从社会文化心理层面讲，日心说对地心说的背叛也是对近千年形成的精神生活方式和浓厚宗教情结的挑战。
近代自然科学的发展和影响
近代自然科学的发展和影响
近代自然科学的发展和影响可以追溯到17世纪的科学革命开始，这一时期标志着科学方法的兴起和自然科学知识的快速积累。
在近代自然科学的发展过程中，有一些重要的里程碑事件，例如：
1. 科学方法的兴起：科学方法的建立和应用，如实证主义和实验方法的发展，为近代科学的研究奠定了基础。
通过观察、实验、假设和验证等方法，科学家们能够确立可靠的科学理论和定律。
2. 牛顿力学的诞生：17世纪末，英国科学家牛顿提出了经典力学体系，解释了运动物体的力学规律。
牛顿的力学成果被广泛应用于物理学、工程学等领域，对后续科学的发展产生了重要影响。
3. 科学分支的建立：在近代，自然科学分支纷繁涌现，如生物学、化学和物理学等。
随着科学研究的不断深入，这些分支学科逐渐形成独立的研究领域，并且互相之间交叉融合，推动了自然科学的进步。
近代自然科学的发展对社会产生了深远影响，如下：
1. 技术革命：自然科学的发展推动了技术的进步和革命，如工业革命的发生与自然科学的快速发展密切相关。
新的科学知识
和研究方法为技术发展提供了坚实基础，推动了人类社会的工业化、城市化和现代化进程。
2. 科学思维的普及：近代自然科学的发展促使科学思维在社会中得到普及。
人们逐渐接受科学知识的重要性，通过科学方法进行研究与思考，科学理性成为思维方式的一部分。
这种科学思维方式为人类进步提供了有力支持。
3. 环境保护与可持续发展：近代自然科学的发展对人类对环境的认识和保护意识产生了重要影响。
科学研究揭示了自然界的脆弱性和人类活动对环境的影响，推动了环境保护和可持续发展的理念的兴起。
近代自然科学发展的历史渊源
近代自然科学发展的历史渊源近代自然科学的发展起源于15世纪末至19世纪这一段时期，其历史渊源主要包括以下几个方面：1. 古希腊自然哲学的遗产：近代科学的起源可以追溯到古希腊的自然哲学传统，如亚里士多德的逻辑推理方法、欧几里得几何学的严密体系和阿基米德在物理学与工程学方面的贡献。
这些思想为后来的科学研究奠定了理性分析和实证探究的基础。
2. 中世纪学术复兴：文艺复兴时期的欧洲，对古典文化尤其是古希腊罗马文化的重新发现和学习，促进了知识的更新和扩展。
学者们开始质疑和探索传统的神学解释，转向更为理性和经验主义的研究路径。
3. 天文学的重大突破：哥白尼的日心说挑战了地心说，开普勒继承和发展了哥白尼的工作，提出了行星运动三定律；伽利略通过望远镜观测天体，进一步证实了日心说，并推动了实验科学方法的建立。
4. 数学和力学的发展：牛顿的《自然哲学的数学原理》出版，建立了经典力学体系，这是对宇宙规律进行定量描述的典范，极大地推动了自然科学的进步。
5. 化学和生物学的兴起：波义耳等人的工作初步奠定了现代化学基础，而生物学领域则经历了从解剖学到生理学再到进化论的发展历程，其中达尔文的进化论理论是生物科学的重大转折点。
6. 社会经济背景：15世纪中叶，随着资本主义生产方式的萌芽和资产阶级革命的发生，新的社会需求促使科技发展，人们对自然界的认识有了更加实用和系统的追求。
7. 实验科学精神的确立：以培根为代表的科学家提倡实证主义原则，主张通过观察和实验来获取知识，而非仅仅依赖于先验推理或权威观点，这成为近代自然科学的一个重要标志。
综上所述，近代自然科学的历史渊源既包括古代文明的知识积累，也有中世纪晚期以来社会变革带来的新思维模式和研究方法的创新，以及科学界自身不懈努力和不断探索的结果。
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才，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养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为有利的条件。
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。
近代自然科学革命就是在文艺复兴运动的高潮中拉开序幕的，首先向宗教神学发起冲击的是天文学。
随后的宗教改革摧毁了天主教会的精神独裁，对科学革命也产生了巨大的影响。
地理大发现也有重要意义，它以实践证实了地圆学说，为建立新的天文学和地理学奠定了基础，对近代科学技术的发展有不可估量的意义。
更重要的是它所引起的思想观念的革命，它用实践突破了所谓经典知识界限，使人的思维方式从权威的盲目崇拜中解放出来。
近代自然科学的产生
近代自然科学的产生的原因和条件西方社会15世纪中叶，资本主义政权陆续在欧洲各国建立,资产阶级革命为近代自然科学的诞生提供了社会条件。
在这同时，科学本身为争得自己的独立地位，摆脱宗教的桎梏，也进行了不屈不挠的斗争。
许多科学家为坚持真理而献身的精神，在科学史上写下了壮丽的篇章，实验科学的兴起，更使自然科学有了独立的实践基础。
从此，近代自然科学开始了它的相对独立发展的新时代。
第一节近代自然科学产生的社会基础和条件欧洲从13世纪中叶开始，技术的社会应用促进了生产力的发展，导致资本主义生产方式的出现和发展。
资本主义生产方式的形成和发展，又促进了技术的社会应用。
随着资本主义生产方式的产生，在欧洲出现了航海探险运动、文艺复兴运动和宗教改革运动。
这些由资产阶级发动的经济活动和文化运动，对近代自然科学的产生有着极为重要的影响。
一、航海运动与地理大发现工商业的发展，使商人和工场主的经济实力日益雄厚。
他们不仅极力扩大欧洲各国间的贸易，又再次想到东方去寻找市场和黄金。
在此欲望的驱使下，开始了大规模的航海探险活动。
这种航海探险活动首先在葡萄牙和西班牙兴起。
1487年，葡萄牙人迪亚士率领船队，沿非洲西岸南行，到达非洲最南端，证明了由此继续航行可以到达印度。
意大利人哥伦布得到西班牙国王的赞同和资助，于1490年8月经过70天的航行，到达美洲，并于1493年3月回到西班牙。
15世纪末，意大利商人阿美利哥·味斯普奇再次前去美洲，后来使用他的名字将这块大陆命名为阿美利加洲。
葡萄牙人伽马沿迪亚士的航路于1497年绕过好望角，终于到达印度。
麦哲伦又得到西班牙国王的支持，于1519年9月从西班牙出发渡过大西洋，绕过南美洲南端海峡，进入太平洋，到达印度，又绕过非洲，于1522年9月回到西班牙海岸，完成了人类历史上第一次环球航行。
伟大的航海活动对经济的影响是十分深远的，不仅使航海者直接受益，而且推进了海外贸易，开辟了新市场，开拓了殖民地，掠夺了海外的原料和奴隶劳动力，大大加速了西欧资本主义生产关系的形成和发展。
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第二章：近代自然科学的诞生和发展第一节近代科学革命1．1天文学革命一．哥白尼的日心地动说哥白尼(Nicolaus Copernicus，1473—1543)是波兰数学家兼天文学家，于1543午发表了《天体运行论》一书，全面地阐述了他的日心地动说。
其要点是：太阳是宇宙的中心，所有行星在以太阳为公共圆心的圆形轨道上绕日旋转；地球是一颗普通的行星，它有自转并与其他行星一样绕太阳公转。
根据这两个基本观点，哥白尼指出，太阳的东升西落不是太阳绕地球旋转，而是地球自转的表现；天球上恒星位置每年所发生的周期性变化也不是恒星运动所致，而是地球绕太阳公转的结果。
以现代的观点来看，哥白尼的学说并非完美无缺，但是它从根本上纠正了自古流传并为基督教会所支持的地心和地静说的错误，当哥白尼的学说为世人所接受之后，它就不可避免地动摇了教会的权威，从而解放了人们的思想。
）称哥白尼日心体系的诞生为“西方人知识发展的划时代的转折点”，因为它不仅是天文学基本概念的变革，而且是人对自然的理解的根本变革，甚至是西方人价值观念变更的一部分。
但也有些人断言，哥白尼革命只不过是提出了地球每日绕自身轴旋转一周，每年绕太阳公转一周，甚至有些科学史家根本否认存在一场“哥白尼革命”。
我们认为，尽管哥白尼体系有很多旧理论的痕迹和不完善之处，甚至在得到观测证实的精确程度上一度比托勒密理论还逊色些，但是它用日心、地动说代替统治天文学界多年的地心、地静说，是在重大理论问题上用正确认识取代了谬误的认识。
哥白尼理论的意义至少有两方面：其一，它引起了整个宇宙观、世界观的巨大变革。
长期以来，教会利用地心说来说明上帝创造世界，说明上帝创造一切都是为了地球上的人类，所以有意把地球摆在字宙的中心。
而现在，在宗教教义中被说成是宇宙中心的地球已沦为一个普通行星，于是，上帝这个不可动摇的偶像也就随之而倒台了。
日心说动摇了宗教的自然观支柱，也就是动摇了宗教世界观的基础。
从社会文化心理层面讲，日心说对地心说的背叛也是对近千年形成的精神生活方式和浓厚宗教情结的挑战。
其二，哥白尼日心理论引起了人类认识史上的变革。
因为哥白尼的着作宣布不服从权威和教条，不把宗教所尊奉的托勒密学说视为神圣的；同时，宣布了自然科学就是要按自然界的本来面目来认识自然，也就是说，凡是不符合自然界本来面目的东西，都要加以批判和修正。
正因为如此，恩格斯称哥白尼的《天体运行论》是自然科学从宗教下面解放出来的“独立宣言”。
正是在它的带动和影响下，整个自然科学各个领域都纷纷与宗教教义相决裂，并大踏步地前进着。
可以说，这部着作是近代自然科学思想革命的起点。
在一定意义上可以说，哥白尼日心理论在哲学世界观方面的价值大于其在科学上的价值，对于思想解放的意义大于其方法论的意义。
也正是因为如此，这本书一发表就被列为禁书，教会对它极端仇视和恐惧，直到200多年后的1758年才被开禁。
二．布鲁诺和伽利略扞卫和发展日心说哥白尼学说经过近两个世纪才被牢固地树立起来。
尽管哥白尼学说一开始就遭到天主教、路德教和加尔文教的反对，甚至弗兰西斯·培根也不接受这一理论，但这一学说还是被广泛地传播到整个欧洲。
其中，布鲁诺和伽利略在哥白尼之后对日心说的扞卫和发展作出很大的贡献。
虽然作为天文学史可以不涉及，但作为近代宇宙观史，决不能忘记为哥白尼理论的传播而献出生命的意大利哲学家布鲁诺(GiordanoBruno，1548—1600)的名字。
布鲁诺年轻时就读过《天体运行论》，并成为哥白尼学说的传播者。
但他比他的先师更进一步，即抛弃了恒星固定在以太阳为中心的最高天球的信念。
他在1584年出版的《论无限、宇宙和世界》中阐述了他的字宙无限、世界无限的观念，并做了哲学上的论证。
他指出，宇宙是无边际的，因而没有中心；太阳是太阳系的中心而不是宇宙的中心，宇宙中存在着无数个太阳系一样的天体，恒星就是散布在无限空间中的一个个太阳。
他关于类似太阳系这样的世界有无数多个的思想，先于牛顿关于天上、地上都遵守同一运动规律的发现。
意大利科学家伽利略(GalileoGalilei，1564～1642)对近代天文学革命的贡献就在于他借助望远镜和力学(主要是动力学)思想证实和扞卫了哥白尼日心体系。
伽利略根据他对光的折射的知识制作了可将物体直径放大30倍的望远镜，于1610年在《星际使者》中公布了由此得到的若干重大发现。
其一，他发现木星有四个较小的“行星”(后来被开普勒称为“卫星”)围绕它旋转，这就好像一个缩小了的太阳系模型，这四个卫星各有其可量度的周期。
这就用科学事实推翻了地球之外只有7个天体(恒星除外)的传统观念，并且向世人表明，地球不可能是宇宙中所有天体绕之旋转的中心。
其二，他还发现月球表面并不是乎坦、均匀的圆球形，而是凹凸不平和粗糙的，有的山脉高达4英里。
这个发现加上他后来观测到的太阳黑子(记叙于1613年发表的《关于太阳黑子的书信》一书中)存在的事实(其面积大于地球亚非两洲面积之和)，打破了中柏拉图、亚里士多德以来关于天上事物是完美无瑕的神话，驳斥了“月上世界”与“月下世界”属于截然不同的两个世界和“天贵地贱”的神秘主义的观点。
其三，银河在以往用肉眼看上去好像是延绵不绝的一片光区，而从望远镜中他分辨出这不过是数以万计单独恒星(其中包括用肉眼连细微的光线都看不见的成千上万个恒星)分布较为集中的结果。
这个发现使人们不禁要怀疑：如果上帝为人类利益而创造了宇宙，那为什么把如此之多不可见的东西放在天上?尽管伽利略在理论上没有给哥白尼的宇宙体系增加什么内容，但上述发现以其为日心体系提供的强有力的证据而沉重地打击了经院哲学和传统教条。
当时惟一公开支持伽利略的科学家只有开普勒，他在《同星际使者的对话》一书中指出，这些新发现同他本人的理论是一致的。
但教会却把日心说视为洪水猛兽。
1616年教会把哥白尼着作列为禁书，并警告伽利略，让他放弃地动说。
伽利略经过长期准备和精心构思，在16年之后的1632年发表了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，在这部着作中最重大的贡献在于他成功地分析了反对日心说的两个主要理由即没有恒星视差和地上物体垂直坠落的问题，从而使哥白尼日心体系得到进一步论证。
1．2医学革命近代初期，在医学领域中，希波克拉底的“四体液”之类空想仍占重要地位，因此治疗人的疾病，通常还是试图重新调整人体中体液的比例，而不大注意对疾病的专门化研究。
然而到了16、17世纪，在用经验主义代替思辨的科学变革的影响下，比较明智的医生开始密切注意各种疾病的差异及其不同要求，在文献中出现了对不同疾病的仔细观察和详尽描述的记载。
在近代科学诞生之前，在医学生理学中居统治地位的是罗马名医盖伦的生理学说。
他的生命元气等学说尽管距真理很远，却由于基督教的思想统治使他的学说在整个中世纪欧洲，人的眼中比他的自由探讨精神更为重要，从而堵塞了生理学探索的道路。
第一个敢于起来批判盖伦学说的是比利时医生、近代解剖学奠基人安法勒斯·维萨里(A．Vesalius，1514—1564)。
他于1543年发表了《人体的构造》一书，他以多年从事人体解剖之所见，揭露了古代权威盖伦等人的某些结论缺乏根据。
接着就是西班牙医生塞尔维特(Michael Servetus，1511～1553)于1553年发现了人体血液的小循环，他指出静脉血是通过肺部为空气“净化”之后变为动脉血的。
其后，英国医生哈维（William Harvey,1578～1657）在1628年发表的着作中系统地阐述了他所发现的人体血液运动的大循环。
他指出：血液在人体中是沿着心脏→动脉→静脉→心脏这样的路线循环流动的；在动脉和静脉之间必定还有人们看不见的细微通道相连；流回心脏的静脉血经过小循环(即在肺部经过空气的作用)变为动脉血，接着由心脏流出；心脏是血液循环的出发点，又是血液循环的归宿，心脏的脉动是血液循环的动力。
动脉血和静脉血是分别流经心脏的左、右两部分房、室，这两部分并不直接沟通。
哈维的学说彻底推翻了盖伦的观点，同时给了教会的神学说教以沉重打击。
哈维的学说有大量事实为据，虽然还有不完善之处，但终究为科学的生理学奠定了基础。
1．3科学方法革命一．伽利略开创实验方法伽利略发明了光学望远镜，用大量天文观测事实论证哥白尼日心地动说。
1609年，伽利略用自制的望远镜观察天空，发现了一系列前所未知的现象，如月球表面凹凸不平，犹如地球表面的山岳和湖海，太阳表面有黑子；木星至少有四颗卫星等等。
这些发现证明了天界并非有如亚里士多德所说的那样圣洁无瑕，宇宙中也并非只有一个中心。
伽利略开创了实验力学，标志着科学实验方法的诞生。
伽利略是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。
通过实验，伽利略发现了自由落体定律：物体从静止开始的自由下落是一种匀加速运动，物体下落的速度与其经历的时间成正比，下落的距离与其经历的时间的平方成正比。
根据这个定律，在忽略空气阻力的情况下，从同一高度自由下落的轻重不同的物体应该同时到达地面，因为物体下落的速度与它们的质量无关。
伽利略还从逻辑上论证了重物先到达地面的不合理性。
从而彻底地批判了亚里士多德的错误观点。
在研究落体运动的基础上，进一步的实验使伽利略想到：沿斜面滚落的小球，如果再沿一无限光滑的平面继续滚动的话，这时既没有使小球加速的因素，也没有使小球减速的因素．它必将在这个平面上保持原有的速度匀速前进，永不停止，这就是惯性运动。
惯性运动指出运动的物体具有维持原有运动状态的特性，这就是说，亚里士多德认为必须有外力才能维持物体运动的观点也是站不住脚的。
伽利略通过观察匀速前进的船舱内舱顶水滴下落和舱内苍蝇飞行的状况，发现它们都没有因船只的航行受到干扰，它们的运动状况与静止的船舱毫无二致。
据此他提出了运动的相对性原理：在匀速运动系统内的力学现象与静止系统内的力学现象并无区别。
这个原理告诉我们，不能根据地面上的力学运动来判断地球是处在静止状态还是在作惯性运动(假若我们把地球近似地看作一个惯性系统的话)。
二．经验论与唯理论英国弗兰西斯·培根的《新工具论》倡导归纳法，成为近代科学的主要方法。
弗·培根在他的经验主义认识论的基础上，首创了科学中的排除——归纳法。
弗·培根在《新工具论》中多处批评了自亚里士多德以来，仅仅根据少数观察、用简单枚举法匆忙地从感觉和特殊中抽象出最普遍公理的传统作法；认为这种抽象由于“没有采取对自然作排除和分解或分离的方法”，其所得出的概括必定“是不确定的和含混的”。
为此，应当用科学归纳法取而代之。
他提出的排除——归纳法的基本思路是： 1．通过实验观察获得有关某类现象的一切事实知识，其中包括对该类现象的肯定事例、否定事例和该类现象所具物理性质的程度不同的表现；2．然后将全部事例编制成肯定事例表、否定事例表和程度表(即比较表)；3．借助逐步归纳和排除法，从事例中抽象出最低层次的公理(假说)；4．应用同样方法从低层次的公理(假说)中构造出较高层次的公理(假说)，直至最终达到普遍性程度最高的公理(即“形式”)。