自然辩证法 近代初期机械的自然观

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2020/3/28
伽利略的斜面实验
伽利略采用了一个很光滑的斜面,让两个不同重量的 金属球滚落,结果还是同时落地,这才彻底推翻了流 行千年的亚里士多德的错误观点。伽利略在此基础上 总结出了自由落体定律和惯性定律。
2020/3/28
3、解剖学革命—血液循环的发现及其对宗教的冲击
生命科学中的两种传统: (1)博物学传统。这是古已有之的传统。它通过 搜集生物界的多样化以及通过分类来把握生命、 建立生物科学的知识体系,亚里士多德、普林尼 是这一传统的杰出代表。 (2)实验生理学传统。这是近代以来,与物理科 学相伴随而成长出的另一种理解生命的新的范式。 它把生物体看成一台机器,认为通过了解其生理 结构就可以解释其生命功能。与哥白尼的《天体 运行论》同年出版的维萨留斯的《人体结构》宣 告了这一新传统的诞生。
2020/3/28
贡献:
不拘泥于盖仑医学,Байду номын сангаас持亲自主刀解剖, 纠正了盖仑医学200多处错误,并按系统 叙述了人体结构。 他用医学事实批驳了宗教宣扬的体内存在 “复活骨”、以及男人比女人少一根肋骨 的胡说。
2020/3/28
(2)塞尔维特发现血液小循环
• 塞尔维特(1511-?),西班牙医 生,毕业于巴黎大学,是维萨留斯 的同学。他通过对人体解剖生理学 的研究,发现了血液小循环(心脏 循环),于1553年出版了《基督教 的复兴》一书。
2020/3/28
伽利略揭示了亚氏观点中的逻辑矛盾
• 伽利略指出,A物比B物重,A物应当先落 地,如果把两物捆在一起,亚里士多德的 观点就会出现自相矛盾的情形。
• 一方面,因为A+B比A重,它应先于A落地 ,另一方面A快B慢,B就会减慢A下落的速 度,A+B比A后落地。
• 这样,从同一前提出发就推出了截然对立 的两种结论。这一矛盾表明,亚里士多德 的论断不能自圆其说。
2020/3/28
《自然哲学的数学原理》(1687)
把力学确立为完整、严密、系统的科学。
• 确定了质量、动量、惯性、力等基本概念,以 及绝对时间、绝对空间的概念,这些概念构成 了经典物理学的基石。提出了运动三定律,从 数学上论证了万有引力定律,构成了力学宏伟 大厦的基础。
• 以万有引力论证了彗星沿抛物线轨道运动,说 明了地球上的潮汐是太阳和月亮引力作用的结 果等。
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4、其他成果:
• 磁与流体力学:[英]吉尔伯特(1544-1603)《论磁 》(1600)开创磁学研究;[意]托里拆利、[法]帕斯 卡等研究了真空问题,[德]盖里克的马德堡半球真空 实验(1654)演示了大气压力(16匹马)。
• [荷]惠更斯(1629-1695):摆钟研究与波动说。钟 的发明的社会和思想意义。
2020/3/28
爱因斯坦评价哥白尼
爱因斯坦评价说:“他对于西方摆脱教权统治 和学术统治枷锁的精神解放所做的贡献几乎比谁 都要大……哥白尼的这个伟大的成就,不仅铺平 了通向近代天文学的道路,而且也帮助人们在宇 宙观上引起了决定性的变革。一旦认识到地球不 是世界的中心,而只是较小的行星之一,以人类 为中心的妄想也就站不住脚了”。
2020/3/28
1687-1727(40年):没有大的科学成就
•1689年,代表剑桥大学当选为国会议员。 •1690年以后,花费许多精力致力于《圣经》的研究和注释。 •1695年,被任命为造币厂督办。1699年,被任命为造币 厂厂长。 •1701年,辞去三一学院研究员和卢卡斯教授的职位。 •1703年,当选为皇家学会会长,并连年连选连任,直到去 世。 •1705年,安妮女王封牛顿为爵士。 •1727年3月20日,牛顿去世,享年85岁。死后葬于威斯敏 斯特教堂。
• 伽利略的理想实验方法: -数学+实验; -“理想化”方法:直观分解-数学演绎-实验
证明。 • 牛顿的“归纳-演绎方法”:通过实验获得
经验,通过数学演绎获得的结论再回到实 验中,被实验检验。
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(二)科学社团与学术研究机构的建立
• 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:1660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。
• 哥白尼(N·Copernicus, 波兰僧侣教徒,1473-1543 ),对一直占据统治地位、 并且受到教会支持被奉为神 明不可侵犯的地心说提出异 议。但是提出者为避免迫害 ,迟迟到临终前发表,并且 申明是“工作假说”。
2020/3/28
太阳中心说
– 内容:
• 太阳是宇宙的中心,各行星绕太阳运转 • 地球在运动,绕太阳公转自转,由此而形成
四季和昼夜 • 月亮是地球的卫星 • 行星按距太阳由近至远的排列为水星、金星
、地球、火星、木星、土星,最外层是恒星 天
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日心说的意义
• 它否定了上帝把地球置于宇宙中心的宗教 教条,标志着近代自然科学开始从宗教神 学的统治下解放出来。
• 它当时的宇宙图式挑战,把人类从以自我 为中心的沉湎状态中摆脱出来
• 1597年留学意大利帕多瓦大学。 24岁回国,先为一名开业医生, 后来先后成为英国国王詹姆斯一世 和查理一世的御医,与查理一世关 系很好。
• 哈维的解剖实验得到了国王的支持 ,并向他提供了方便条件。
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贡献
他解剖活体动物,观察其心脏搏动,推测血液 在全身沿着一条闭合线路作循环运动。哈维解剖 了一条活蛇,证实了他的这一血液循环思想。 1628年,哈维出版了《动物的心血运动及解剖 学研究》,阐明了他的血液循环理论。 由于哈维发现了血液循环,开创了活体解剖实 验法,从而奠定了生理学发展的基础,使生理学 成为一门科学。
• [英]胡克(1635-)弹性定律发现和显微镜实验。 • [意、德]阿格里科拉:近代矿物学之父;《论金属》
(1556)。 • [英]波义耳(1627-1691)近代化学之父;《怀疑的
化学家》(1661)
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5、牛顿:近代早期科学革命的完成者
伊萨克•牛顿, (1642-1727), 1642年12月25日生于 英国林肯郡的一个农户 家庭,是遗腹子。独身 一生。终年85岁。
二、从哥白尼到牛顿——近代科学标志 性成果及其意义
近代科学革命的主题
•自然的祛魅 :从自然哲 学体系中剔除所有带有神 秘色彩的内容 •人们以几何学的眼光看 待自然界,确信宇宙是按 照数学秩序原理建构的。
2020/3/28
1、近代天文学革命的兴起和发展
(1)1543年哥白尼发表了《天体运行论》: 近代自然科学产生和发生革命的标志。
• 真正的哲理应向自然界这本大书里寻找, 而“自然之书”是用数学的“文字”写成 的,并且可以用固定的数学规律去测量。
2020/3/28
亚里士多德曾经断言:物体 从高空下落的速度与其重量 成正比。
16世纪,意大利著名物理学家斯台文他拿 了两个相差10倍的铅球从30英尺的高度 同时抛下,结果仅需1.4秒便同时落地。 但是,当时难以测定精确的结果。
• 此力学体系是近代天文学和力学发展的基础, 是机械、建筑等工程技术发展的基础,也是机 械唯物论自然观统治自然科学的基础。
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牛顿所著的《原理》的第一页
2020/3/28
英国著名诗人蒲柏赞美牛顿的诗歌
Nature and nature’s law lay hid in night, God said, let Newton be! And all was light. 大自然和它的规律 隐藏在黑暗之中, 上帝说:让牛顿去吧! 一切便灿烂光明。
• 受惠于文艺复兴时期的新柏拉图主义,并 且吸纳了“宇宙按和谐原理建构”的思想 。
• 破除了天体必须以完美正圆运行的观念, 行星天的水晶天球观念顿时化为乌有,被 当时的人们称为“天空的立法者”。
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2、伽利略(1564-1642):近代物理学之父。
• 建立了加速度的概念,研究了自由落体运动, 抛体运动,发现了自由落体定律、惯性定律等 ,奠定了经典力学的基础;
• 他终生贫困交加,靠教书和 占星术维持生活,最后死于 索取薪金的旅途中。
2020/3/28
在科学上的贡献
• 提出了行星运动的三大定律:轨道定律、 面积定律和周期定律 。
• 发现了行星运行速度不均匀的特性,探求 行星运动的原因 ,开始认为是灵魂,后来 认为是力。
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在自然观上的贡献
2020/3/28
播放《伽利略生平和贡献》(3分24秒)
对伽利略的审判
1633年,罗马教会审判伽利略。他在宣判后仍然喃喃的说:可是地球 仍然在转动! 247年后,即1980年罗马教会宣布当年(1633年)对伽利略的裁判是 错误的,为伽利略平反。
2020/3/28
科学方法=逻辑分析+科学实验
• 正确的科学理论应是任何人用相同的材料 和方法都能够、并且必然会得到相同的结 果,这就为近代实验科学的确立提供了理 论基础。
2020/3/28
播放《牛顿的生平和贡献》 (7分44秒)
2020/3/28
生平
•生前丧父,三岁后母亲改嫁,14岁务农, •12岁被送进文科中学读书。 •1656年,在舅父的帮助下进入剑桥大学深造。1661年6月, 18岁,进入三一学院。 •1665到1666年(18个月),在家乡躲避瘟疫,24岁,发 现了二项式定理,发明了流数法,产生了万有引力的思想。 •1667年,25岁,当选为三一学院的研究员。 •1669年,27岁,接替伊萨克•巴罗就任数学卢卡斯教授,从 事光学和力学研究。 •1672年,发现了光的合成性。 •1687年7月,43岁,出版《自然哲学的数学原理》,最终发 现了万有引力定律。
2020/3/28
(1)维萨留斯对解剖学的贡献
• 维萨留斯(1514-1564), 比利时医生, 1543年,出版 了《人体的构造》一书,奠定 了近代医学基础。
• 毕业于巴黎大学,后到意大利 帕多瓦大学任教。移居西班牙 ,成为王室御医。
• 1563年旧势力暗害他,要定 他死罪。由于西班牙国王的周 旋,改为去耶路撒冷朝拜,以 赎“故意杀人罪”,在途中病 故,年仅50岁。
• 创造并且示范了新的科学实验传统,数学与实 验相结合的科学方法,
• 发明了天文望远镜,发现了月亮有环形山,发 现木星的4个卫星,由此证明天体与地球是一 样的,月上与月下相同。
• 传播哥白尼的日心说。《关于托勒密和哥白尼 两大世界体系的对话》(1632)、《两门新 科学》(1638)。
2020/3/28
2020/3/28
二.近代科学革命:科学方法和科学团体的建立 (一)发生近代科学革命的必要条件:科学方 法的变革
• 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。
2020/3/28
第一个倡导“实验方法”
笛卡尔像
2020/3/28
倡导数学演绎方法
• 由于塞尔维特违背宗教不许解剖人 体的禁令,坚持人体解剖,又批判 了权威,亵渎了圣经。因异端罪被 革除了教籍,判处死刑。于1553年 10月27日被火烤2小时后烧死。
2020/3/28
(3)哈维确立血液循环理论
• 哈维(1578-1657),英国生理 学家。16岁因学习成绩优异,免 费进入剑桥大学学习医学。
—《爱因斯坦文集》第1卷,商务印书馆,1977 年版,第601页。
2020/3/28
(2)开普勒(J·Kepler,1571-1630):“天空的立法者”
• 幼年体弱多病,一只手半残 ,视力衰弱,妻死子病,母 亲曾经被指控为施行巫术而 遭到拘禁;
• 在大学学习期间,他受到天 文学教授麦斯特林的影响, 成为哥白尼学说的拥护者, 同时对神学的信仰发生了动 摇。
2020/3/28
牛顿墓志铭
• 墓志铭:“ 他以 几乎神一般的想象 力,最先说明大海 的潮汐和彗星的运 动。”
2020/3/28
牛顿名言
“如果说我比别人看得更远一 些,那是因为我站在巨人的肩膀 上。”
“我只是一个在沙滩上玩耍 的男孩,一会儿找到一颗特别光 滑的卵石,一会儿又发现一只异 常美丽的贝壳,就这样使自己娱 乐和消遣;而与此同时,真理的 汪洋大海,在我眼前未被认识, 未被发现。”
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