第二章近代前期科学发展与机械自然观

1、1第二章第二章 近代前期自然科学近代前期自然科学与机械自然观与机械自然观22.1 历史的曲折历史的曲折:中世纪中世纪 中世纪：一般指公元中世纪：一般指公元5世纪西罗马帝国灭世纪西罗马帝国灭亡至亡至15世纪。世纪。对中世纪的评价：对中世纪的评价：“黑暗的中世纪黑暗的中世纪” 东方与西方的差异东方与西方的差异 513世纪世纪 与与 1315世纪的差异世纪的差异3 2. 2 思想革命与近代科学革命思想革命与近代科学革命1、思想革命：、思想革命：（1 1）从神学中解放出来）从神学中解放出来 文艺复兴运动文艺复兴运动 ：复兴古希腊罗马文化，：复兴古希腊罗马文化，复兴是为了新生。复兴是为了新生。 宗教改革

2、宗教改革 ： 宗教信仰是个人的事情，不宗教信仰是个人的事情，不需要依靠教会的权威需要依靠教会的权威 哥白尼日心说：自然科学的贡献哥白尼日心说：自然科学的贡献45哥白尼日心说哥白尼日心说 哥白尼哥白尼（NCopernicusNCopernicus）, ,天体运行论天体运行论 （15431543）, ,日心说。日心说。 否定了上帝把地否定了上帝把地球置于宇宙中心球置于宇宙中心的宗教教条的宗教教条, ,标志标志了近代自然科学了近代自然科学从宗教神学中的从宗教神学中的解放。解放。67 培根的贡献：知识就是力量培根的贡献：知识就是力量 “科学的真正合法目标，就只是给人类生活提供新的发现和力量。但是一般说

3、来，人们不但不把增加技术科学财富的任务自己担负起来，而且从已有的财富中他们所采取和寻求的并不是什么别的东西，只是他们可以转用到他们的讲演中去的东西，或者是他们可以用来得到什么、取得名誉以及某种类似的好处的东西。（2）知识观念的变革）知识观念的变革8英国皇家学会章程草案：英国皇家学会章程草案： 我们明白，再没有什么比提倡有用的技术和科学更能我们明白，再没有什么比提倡有用的技术和科学更能促进这样圆满的政治的实现了。通过周密的考察，我们发促进这样圆满的政治的实现了。通过周密的考察，我们发现有用的技术和科学是文明社会和自由政体的基础。它们现有用的技术和科学是文明社会和自由政体的基础。它们通过奥菲士（希

4、腊神话中的歌手，善弹竖琴，歌声富有魔通过奥菲士（希腊神话中的歌手，善弹竖琴，歌声富有魔力，可感动鸟兽草木。）的魔力把众人组织成城市，结合力，可感动鸟兽草木。）的魔力把众人组织成城市，结合为行会。这样，通过把好几种技术和工业生产方法汇集起为行会。这样，通过把好几种技术和工业生产方法汇集起来，就可以用互相交流的办法使全体都学会每个人的特殊来，就可以用互相交流的办法使全体都学会每个人的特殊才能；才能；我们只有增加可以促进我国臣民的舒适、利润我们只有增加可以促进我国臣民的舒适、利润和健康的有用发明，才能有效地发展自然实验哲学，特别和健康的有用发明，才能有效地发展自然实验哲学，特别是其中同增进贸易有关的

5、部分；这项工作最好由有资格研是其中同增进贸易有关的部分；这项工作最好由有资格研究此种学问的有发明天才和有学问的人组成的一个团体来究此种学问的有发明天才和有学问的人组成的一个团体来进行。他们将以此事件作为自己的主要工作和研究内容，进行。他们将以此事件作为自己的主要工作和研究内容，并组成为拥有一切正当特权和豁免权的正式学会。并组成为拥有一切正当特权和豁免权的正式学会。92、近代科学革命：知识生产方式的变革近代科学革命：知识生产方式的变革（1）知识生产的两种方式）知识生产的两种方式 知识的生产总是通过不断的知识的生产总是通过不断的“试错和改试错和改错错”得以实现的；得以实现的； 试错和改错有两种方法

6、：试错和改错有两种方法：“经验性的经验性的”与与“实验性的实验性的”。10“经验性经验性”试错和改错：试错和改错： 知识的生产不是目的，只是另一种目的性知识的生产不是目的，只是另一种目的性行为的行为的“溢出溢出”； 知识的生产是偶然发生的；知识的生产是偶然发生的； 由于依附于另一种目的性行为，知识的生由于依附于另一种目的性行为，知识的生产原则上产原则上“没有成本没有成本”。11“实验性实验性”试错和改错：试错和改错： 知识生产本身构成一种目的性行为，它是一种知识生产本身构成一种目的性行为，它是一种有意识的有意识的“设计设计”活动。活动。 “实验性实验性”试错和改错往往只有具有特定能力试错和改错

7、往往只有具有特定能力的人才能完成。的人才能完成。 通过通过“实验性实验性”试错和改错生产知识，不再依试错和改错生产知识，不再依附于其他活动，它所要求的资金、时间、人力附于其他活动，它所要求的资金、时间、人力和材料等投入失去了转嫁的可能。因此，和材料等投入失去了转嫁的可能。因此，“实实验性验性”试错和改错试错和改错“需要成本需要成本”。12（2）知识生产方式变革的后果）知识生产方式变革的后果 知识生产效率大幅度提高知识生产效率大幅度提高 知识生产方法中心化知识生产方法中心化 知识生产社会化知识生产社会化 知识生产专业化知识生产专业化 放大不同知识生产方式下的竞争差距放大不同知识生产方式下的竞争差

8、距13 （3）对历史的影响：两个案例）对历史的影响：两个案例 案例案例1：中国与欧洲在世界科技发展中：中国与欧洲在世界科技发展中作用的比较；作用的比较； 案例案例2：英国和印度纺织业的比较：英国和印度纺织业的比较14 2. 3 近代科学革命近代科学革命的主要成就的主要成就15伽利略的开创性工作伽利略的开创性工作 伽利略（伽利略（Galileo Galilei，1564-1642） 关于托勒密和哥白尼两大世界体系的关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话对话 关于两种新科学的对话关于两种新科学的对话 经典动力学；落体运动；抛体运动；惯经典动力学；落体运动；抛体运动；惯性定律；实验与数学结合；天文望远

9、镜性定律；实验与数学结合；天文望远镜。1617开普勒开普勒：天空立法者天空立法者 开普勒（开普勒（JKepler，15711630）：）： 新天文学新天文学 哥白尼天文学概论哥白尼天文学概论 行星运动三定律行星运动三定律；打破天体圆周匀速运打破天体圆周匀速运动的观念。动的观念。1819牛顿的综合牛顿的综合 牛顿（牛顿（INewton，16421727） 自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 光学光学 总结了天体力学和地面力学的成就总结了天体力学和地面力学的成就, ,为经为经典力学规定了一套基本概念典力学规定了一套基本概念, ,提出了运动提出了运动三定律和万有引力定律三定律和万有引力定律, ,从

10、而使经典力学从而使经典力学成为一个完整的理论体系成为一个完整的理论体系, ,实现了自然科实现了自然科学的第一次大综合。学的第一次大综合。20大自然与它的规律为夜色所掩盖上帝说，让牛顿出来吧于是一切变得光明 21其他成就：其他成就： 物理学：光学，静电学的初步认识。物理学：光学，静电学的初步认识。 生物学：哈维的血液循环理论；林耐的分类学；生物学：哈维的血液循环理论；林耐的分类学；显微镜的运用。显微镜的运用。 化学：波义耳批判炼金术士物质原性学说，提出化学：波义耳批判炼金术士物质原性学说，提出元素概念，奠定化学的基础；拉瓦锡批判燃素说，元素概念，奠定化学的基础；拉瓦锡批判燃素说，建立氧化说，化学

11、成为科学。建立氧化说，化学成为科学。22 2. 4 对近代前期自然科学的总体评对近代前期自然科学的总体评价和哲学概括价和哲学概括 整个科学总体上是关于存在的科学整个科学总体上是关于存在的科学 主要的成就是力学：机械论自然观主要的成就是力学：机械论自然观 主要的方法是分析方法：还原主义与形主要的方法是分析方法：还原主义与形而上学思维方式而上学思维方式231、机械自然观、机械自然观 近代前期自然科学主要是力学得到充分近代前期自然科学主要是力学得到充分发展，力学的辉煌成就引导人们用力学发展，力学的辉煌成就引导人们用力学的观点来解释客观世界：机械自然观的观点来解释客观世界：机械自然观 动物是机器（笛卡

12、尔）；人是机动物是机器（笛卡尔）；人是机器（拉美特利）；社会静力学器（拉美特利）；社会静力学（斯宾塞）。（斯宾塞）。 拉普拉斯设想的全能全知的妖精，被认拉普拉斯设想的全能全知的妖精，被认为是最为明确、最为彻底地表述了机械为是最为明确、最为彻底地表述了机械决定论的理想：严格因果决定论决定论的理想：严格因果决定论24 机械自然观主要以物质的原因来解释各种自然机械自然观主要以物质的原因来解释各种自然现象，在反对宗教神学的斗争中，把自然科学现象，在反对宗教神学的斗争中，把自然科学从宗教神学中解放出来，有重要的积极作用。从宗教神学中解放出来，有重要的积极作用。 机械自然观认为运动可以归结为机械运动，一机

13、械自然观认为运动可以归结为机械运动，一切现象都可用力学来加以解释。为了根据力学切现象都可用力学来加以解释。为了根据力学去解释新的自然现象，引入多种多样的去解释新的自然现象，引入多种多样的“力力”和适用于经典力学的虚假物质，不仅没有促进和适用于经典力学的虚假物质，不仅没有促进这些学科的进展，反而造成了许多困难。这些学科的进展，反而造成了许多困难。 仍然需要仍然需要“第一推动第一推动”。在向神学挑战中诞生。在向神学挑战中诞生的自然科学，在的自然科学，在18世纪未能彻底摆脱宗教神学世纪未能彻底摆脱宗教神学的束缚。把上帝从前面赶出去，最终又把上帝的束缚。把上帝从前面赶出去，最终又把上帝从后门请进来。从

14、后门请进来。25 机械自然观主张用牛顿力学规律去解释机械自然观主张用牛顿力学规律去解释自然，导致诸如夸大必然性否认偶然性自然，导致诸如夸大必然性否认偶然性存在的机械决定论。拉普拉斯的机械决存在的机械决定论。拉普拉斯的机械决定论主张，就是其经典表述。而且机械定论主张，就是其经典表述。而且机械决定论的科学家在科学方法上由片面夸决定论的科学家在科学方法上由片面夸大归纳法的作用，否定和排斥演绎法在大归纳法的作用，否定和排斥演绎法在科学方法论中的地位。科学方法论中的地位。262、方法论与形而上学思维方式、方法论与形而上学思维方式培根（培根（F.Bacon,1561-1624年）与归纳法：年）与归纳法：

15、科学方法论著作新工具；科学方法论著作新工具； 归纳方法论：正确进行科学研究是从命题金字归纳方法论：正确进行科学研究是从命题金字塔的底部一步一步上升到顶部，即以自然为对塔的底部一步一步上升到顶部，即以自然为对象，以感官知觉为起点，让心灵顺着一条全然象，以感官知觉为起点，让心灵顺着一条全然循序递进的阶梯向前推进，归纳而逐步上升到循序递进的阶梯向前推进，归纳而逐步上升到公理。培根的方法主要强调归纳的一面。公理。培根的方法主要强调归纳的一面。27笛卡儿（笛卡儿（RDescartes，1596-1650年）与分析方法年）与分析方法： 唯理论方法的创立者，在方法谈中，笛卡儿唯理论方法的创立者，在方法谈中，

16、笛卡儿给出指导人们理智的四条原则。给出指导人们理智的四条原则。 第一条：避免第一条：避免“急躁与偏见急躁与偏见”，只接受清晰和独，只接受清晰和独特的思想；特的思想； 第二条：第二条：“把我正在考虑的难题分成尽可能多和把我正在考虑的难题分成尽可能多和必要的部分，以便把它最好地加以解决。必要的部分，以便把它最好地加以解决。” 第三条：从简单到复杂渐次前进；第三条：从简单到复杂渐次前进； 第四条：进行无一遗漏的完整分析。第四条：进行无一遗漏的完整分析。28 其中第二条被认为是统治了西方世界科学方法世界其中第二条被认为是统治了西方世界科学方法世界达达350年之久的最为重要的原则。年之久的最为重要的原则

17、。 切克兰德在系统论的思想与实践一书中将其称切克兰德在系统论的思想与实践一书中将其称为为“标示了西方知识传统之特征的分析还原原理标示了西方知识传统之特征的分析还原原理”。 还原论的观点，奠定了追求简单性的思想基础。即还原论的观点，奠定了追求简单性的思想基础。即认为总体总是可以分解为部分的，复杂的现象总是认为总体总是可以分解为部分的，复杂的现象总是可以分解成为简单的现象来理解的，非线性系统就可以分解成为简单的现象来理解的，非线性系统就总是可以化简为线性问题来解决的。总是可以化简为线性问题来解决的。29牛顿：牛顿： 在自然科学里，应该象在数学里一样，在研究困在自然科学里，应该象在数学里一样，在研究

18、困难问题时，总是应当先用分析的方法，然后才用难问题时，总是应当先用分析的方法，然后才用综合的方法。这种分析方法包括做实验和观察，综合的方法。这种分析方法包括做实验和观察，用归纳法去从中作出普遍的结论，并且不使这些用归纳法去从中作出普遍的结论，并且不使这些结论遭到异议，除非这些异议来自实验或者其他结论遭到异议，除非这些异议来自实验或者其他可靠的真理方面。可靠的真理方面。用这样的分析方法，我们用这样的分析方法，我们就可以从复合物论证到它们的特殊成份，从运动就可以从复合物论证到它们的特殊成份，从运动到产生运动的力，一般地说，从结果到原因，从到产生运动的力，一般地说，从结果到原因，从特殊原因到普遍原因，一直论证到最普遍的原因特殊原因到普