第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命

第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第一节 历史背景
手工工场（集中、分工、协作）—— 专门化的工具、机器 有效利用风力、水力 —— 测量动力强度 控制水流、调节水位 —— 流体动力学 减少动力传递的损失 —— 关于摩擦的理论 冶金、纺织、玻璃和眼镜等行业 —— 向光学、化学提出了大量需解决的问题 为整个自然科学研究提供了必要的实验手段
1519-1521 环球航行
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第一节 历史背景
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第一节 历史背景
1.哥伦布发现了新人种、新植物等； 注意到指南针指向随着地点的变化而变化。 2.麦哲伦在南天发现了麦哲伦星云； 证实了球形地球观。 3.推动了其学科的繁荣：天文学、地理学、力学、 数学、植物学、生物学、人种学等； 4.大大突破了亚里士多德和托勒密的知识范围，使欧洲 知识阶层从对古典作家的绝对权威和迷信中解放出来， 为近代科学革命提供了良好的心理氛围和精神动力。
牛顿 (英国，1643-数学：发明了微积分； 天文学：万有引力定律； 1727) 力学：运动三大定律，创造了完成的经典力学体系； 光学：发现了太阳光谱，发明了反射式望远镜。
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第二节 主要成就
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物理学——热学
1593年发明温度计 提出热质说：热是流体物质，总量守恒。
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第一节 历史背景
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文艺复兴（14世纪中-17世纪初）
以复兴古典文化为手段，歌颂人性，反对神性；提倡人 权，反对神权；提倡个性自由，反对宗教桎梏；赞颂世 俗生活，反对来世观念和禁欲主义。不只是一场复兴古 典文化的运动，更是一场新时代的启蒙运动。 人文主义：民主思想、探索精神、理性主义、世俗观念 “人是一件多么了不起的杰作！多么高贵的理性！多么 伟大的力量！多么优美的仪表！多么文雅的举动！在行 为上多么象一个天使！在智慧上多么象一个天神！宇宙 的精华！万物的灵长！” ——莎士比亚《哈姆雷特》
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第二节 主要成就
①行星轨道 (逆行)问题
行星公转 速度不一
逆行系周年视 运动的结果
②行星运行 动力问题
伽利略：新物理学 牛顿：经典力学体系
③ 地球上的抛物问题 ④ 行星轨道的计算 开普勒：行星运行三大定律
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
布鲁诺 1.宇宙无限 2.太阳也在运动 3.宇宙没有中心
吉尔伯特(英，1540-1603) 克莱斯(荷，？-1748) 穆欣布罗克(荷，1692-1761) 格里凯(德，1602-1686) 卡文迪许(英，1731-1810) 库仑(法，1736-1806) 高斯(德，1629-1695) 富兰克林(美，1706-1695) 伽伐尼(意，1706-1695) 伏打(意，1745-1827)
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第二节 主要成就
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生物学 化学 数学
源自文库
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
目 录
第一节 历史背景 第二节 主要成就 第三节 哥白尼革命 第四节 实验理性 第五节 数学理性 第六节 第一次技术革命
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
毕达哥拉斯 1.地球是球形 2.宇宙是球形 中心火 同心球 3.匀速圆周运动 柏拉图 1.继承了毕 2.“拯救现象”
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
《论新星》(1573)、
第二节 主要成就
地谷·布拉赫 (丹麦，1546-观察记录了750颗星，编制了恒星表；建立了一整套 1601) 天象观测方法；发现彗星轨道并非正圆；混合体系： 行星绕太阳转，太阳、恒星、月亮绕地球转。 《以对火星运动的评论表达的新天文学或天空物理学》 (1609)、《哥白尼天文学概论》(1618)、《宇宙的和谐》 (1619)、 《鲁道夫星表》(1627) 改进了天文望远镜；编制了行星运行表；行星运行三 大定律： 开普勒 (德国，1571-1.轨道定律：行星分别在大小不同的椭圆轨道上运动。 太阳不在轨道中心，而在轨道的两个焦点之一。 1630) 2.面积定律：在同样的时间里，行星向径在其轨道平 面上所扫过的面积相等。 3.周期定律：行星公转周期的平方与它同太阳距离的 立方成正比。
伽利略(意，1564-1642) 布莱克(英，1728-1799)
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物理学——光学
光度学定律；研究了光的折射、透镜成像 1621年发现光的折射定律
开普勒(德，1571-1630) 斯涅耳(荷，1594-1676)
格里马蒂(荷，1618-1663) 1655年发现光的衍射现象、薄面干涉现象 牛顿(英，1643-1727) 巴塞林(丹，1625-1698) 惠更斯(荷，1629-1695) 发现太阳光谱。主张光的微粒说 1670年发现光的双折射现象 改进望远镜、显微镜。主张光的波动说
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第一节 历史背景
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航海与地理大发现（15-16世纪）
人物 迪亚士 (1450-1500) 哥伦布 (1480-1506) 达·伽马 (1460-1524) 麦哲伦 (1480-1521) 国籍 葡萄牙 意大利 葡萄牙 葡萄牙 派出国 葡萄牙 西班牙 葡萄牙 西班牙 年代 1487 1492 1497 发现 好望角 美洲 经好望角 到达印度
内
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第二节 主要成就
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第二节 主要成就
优势
1.简洁：只有34个轮子 2.恢复了毕达哥拉斯的理想：正圆运动被保持， 取消了偏心等距点，太阳真正成为宇宙中心。
引起的观念变革
1.地球是行星之一，打破了亚氏物理学中天地有别的界限。 2.破除了亚氏绝对运动的概念，引入运动相对性的观念。 3.宇宙中心的转变，暗示了宇宙可能根本没有中心。 4.恒星层静止不动，诸恒星就不必处于同一球层。
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
上帝
第一节 历史背景
教会
上帝
人
自然
人
自然
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
目 录
第一节 历史背景 第二节 主要成就 第三节 哥白尼革命 第四节 实验理性 第五节 数学理性 第六节 第一次技术革命
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第二节 主要成就
¾天文学
第二节 主要成就
欧多克斯 27个同心球叠 日月：各3个球 行星：各4个球 恒星天：1个球
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
毕达哥拉斯 1.地球是球形 2.宇宙是球形 中心火 同心球 3.匀速圆周运动 柏拉图 1.继承了毕 2.“拯救现象” ①行星运行 轨道问题
第二节 主要成就
欧多克斯 27个同心球叠加 日月：各3个球 行星：各4个球 恒星天：1个球
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第一节 历史背景
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宗教改革（14世纪中-16世纪初）
德国教士马丁·路德(1483-1546)于1517年10月31日在维 滕贝格教堂门口贴出了九十五条论纲：赎罪券并不能赦免 上帝的惩罚，而只能赦免教会的惩罚，它只代表教会的意 志，不代表上帝的意志。 1. 因信称义 2. 上帝仁慈 人与上帝和解 人与自然和解
科 学 技 术 史
付 敏
第四章 近代科学的兴起与第一次 技术革命
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
目 录
第一节 历史背景 第二节 主要成就 第三节 哥白尼革命 第四节 实验理性 第五节 数学理性 第六节 第一次技术革命
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第一节 历史背景
“这个时代，我们德国人由于当时我们所遭遇的民族不幸而称 之为宗教改革，法国人称之为文艺复兴，而意大利人则称之为 五百年代（即十六世纪），但这些名称没有一个能够把这个时 代充分地表达出来。这是从十五世纪下半叶开始的时代。…… 拜占庭灭亡时抢救出来的手抄本，罗马废墟中发掘来的古代雕 像，在惊讶的四方面前展示了一个新世界——希腊的古代；在 它的光辉形象面前，中世纪的幽灵消逝了；意大利出现了前所 未有的艺术繁荣，这种艺术繁荣好像古典古代的反照，以后就 再也不曾达到了。……旧的界限被打破了；只是在这个时候才 真正发现了地球，奠定了以后的世界贸易以及从手工业过度到 工场手工业的基础，而工场手工业又是现代大工业的出发点。 教会的精神独裁被摧毁了，德意志诸民族大部分都直截了当地 接受了新教……” ——恩格斯《自然辩证法》导言，人民出版社，1984。
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第二节 主要成就
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物理学——电磁学
1600年发现磁偏角；首先使用词“电” 1745-1746年间，发现电震现象，发明 了能储存电荷的莱顿瓶 1672年制造了起电机 证明静电荷之间的作用力与其它们之间 距离的平方成反比 1785年发现库仑定律，标志着电学研究 从定性进入定量阶段 高斯定律（静电作用基本定律之一） 1752年风筝实验；发明避雷针 发现电流，电学研究由静电转向动电 发明产生电流的装置——伏打电池
第二节 主要成就
欧多克斯 27个同心球叠加 日月：各3个球 行星：各4个球 恒星天：1个球
亚里士多德 ②行星运行 动力问题 1.56个同心球 2.物理学解释 原动天(最外层)
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托勒密
第二节 主要成就
1.完整的地心体系 月-水-金-日-火-木-土-恒星天-原动天(水晶天、最高天) 2.继承了本轮-均轮模型 3.80个圆形轨道 4.匀速圆周绕地运动
第二节 主要成就
地谷·布拉赫 1.观察到新星 星空并不完美 2.观察到彗星 水晶天球概 3.彗星轨道非正圆 念不成立
哥白尼 (波兰， 1473-1543) 《天体运行论》 日心说：太阳、恒星静止，太阳是宇宙中心；地球自 转，与其他行星一起绕太阳公转；月亮绕地球转。 《论原因、本原和太一》(1584)、 《论无限性、宇宙和诸事界》(1584)
布鲁诺 (意大利 1548-1600) 论证、传播日心说；时空无限、宇宙无中心；宇宙的动 因在其自身；只有理性才能认识自然。 伽利略 (意大利， 论证、传播日心说；发明天文望远镜(1609)；发现月球 1564-1642) 上有山脉、山谷；木星有四个卫星；太阳有黑子银河由 无数发光的恒星组成。 《星际使者》(1610)、《关于太阳黑子的通讯》(1610)、 《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》(1632)
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第二节 主要成就
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物理学——经典力学体系
《试金者》(1623)、《两门新科学》
伽利略 (意大利， 发现钟摆运动；自由落体运动定律；力是运动产生和 1564-1642) 改变的原因；运动叠加原理：开创了把复杂运动分解 为简单运动的运动学方法。 《自然哲学的数学原理》(1687)、《光学》(704)、 (1619)、 《鲁道夫星表》(1627)
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第二节 主要成就
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第二节 主要成就
http://www.tudou.com/programs/view/E2uQBg8 Oy3s#http://www.tudou.com/programs/view/E2 uQBg8Oy3s/?FR=LIAN
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
哥白尼 1.天是球形 2.地球是球形 3.太阳是宇宙中心 4.匀速正圆运动 5.地球自转、公转 6.恒星静止 7.月亮是地球卫星
第二节 主要成就
外
恒星天 土星 木星 火星 地球 金星 水星
(静止) (周期30年) (12年) (2年) (1年) (9个月) (88天)
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第二节 主要成就
地 月
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
毕达哥拉斯 1.地球是球形 2.宇宙是球形 中心火 同心球 3.匀速圆周运动 西帕克斯 1.球面三角 (行星位置变化) 2.本轮-均轮体系 3.行星偏心运动 柏拉图 1.继承了毕 2.“拯救现象” ①行星轨道 (逆行)问题
第四章 近代科学的兴起与第一次技术革命
第一节 历史背景
¾资本主义的兴起（14-16世纪）
“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。”
——恩格斯《自然 辩证法》，人民出版 社，1971，pp162-163。