自然科学史05近代科学技术的兴起

第四章

近代科学技术的兴起—

16-17世纪的科学技术

16、17世纪的文艺复兴和科学革命

近代科学的诞生社会背景：东西方的交流，促进了欧洲的发展。欧洲手工业的高度发达，资本主义生产方式的形成。对外扩张、航海冒险活动推动了资本主义的迅速发展。宗教神权受到挑战，解放人性呼声日益高涨。文艺复兴、宗教改革与地理大发现意大利的文艺复兴德国的宗教改革航海探险与地理大发现四大发明的传入与科技进步

复兴古典文化，鼓吹资本主义人文主义。批判神权，提倡人性和个性解放。为资本主义的道德观念、文化艺术经济制度的建立打下了基础。但丁、达.芬奇、莎士比亚、哥伦布、麦哲伦、达迦马

文艺复兴以复兴古典文化为口号，发掘、光大古希腊文化，树立理性主义和人文主义大旗，反对神权和封建特权，提倡个性自由。它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，导致了欧洲历史转折、思想解放、学术发达、巨人辈出，开创了人类历史长河中的一个光辉时代。

文艺复兴运动的发源地在今天意大利国家的北部。从地理上来说，这里拥有威尼斯和热那亚两大欧洲著名的商业港口。另一个契机是，1453年土耳其人攻入东罗马帝国首都君士坦丁堡，一批希腊学者带着大批典籍逃到这里。文艺复兴达•芬奇—时代造就的巨人

文艺复兴不仅在精神和物质两个方面为近代科学的诞生奠定了基础，更重要的是为时代造就了一批开拓未来的巨人，达•芬奇即是杰出的代表。

1452年，达•芬奇生于佛罗伦萨附近的芬奇，是一位名律师与农家女的私生子。他对各种知识无不研究，对于各种艺术无不擅长。他是画家、雕塑家、工程师、建筑师、物理学家、哲学家，而且在每一学科他都登峰造极。在世界历史上可能没有人有过这样的纪录。（[英]W.C.丹皮尔）赞颂了生命的可爱和新时代人性的觉醒。蒙娜丽莎的右手，被誉为美术史上最美的一只手。他一生留下5000页以上的手稿，生前没有公之于世。所有文字都是自右向左排列，写成反体。人们只有在镜中去读才能看清楚。（这些笔记用所谓的暗码写成—他根本没想公诸于世，所以有人说：假如达•芬奇“把他的研究成果都发表出来的话，科学一下子跳到100年以后的局面。”）意大利馆展出根据达·芬奇1495年画作等比例复制的滑翔机。

它象征了伦巴第地区不断走向繁荣的深刻寓意。达芬奇画中飞机现身意大利馆外形酷似大蝙蝠（2010.10.27）列奥纳多·达·芬奇在世人心中，这个如雷贯耳的名字不仅仅是一个思想深邃、学识渊博又多才多艺的画家，他更是勇于探索、创新的科学实践者。2015年可以去米兰参观世博会，了解意大利城市、感受意式生活。”

英国伟大剧作家、诗人，欧洲文艺复兴时期人文主义文学的集大成者，代表作有四大悲剧《哈姆雷特》，《奥赛罗》，《李尔王》，《麦克白》。四大喜剧《第十二夜》《仲夏夜之梦》《威尼斯商人》《无事生非》（人教版教材称《皆大欢喜》）。历史剧《亨利四世》《亨利五世》《理查二世》等。莎士比亚（1564～1616）“人是一件多么了不起的杰作！人的理性多么高贵！人的能力无穷无尽！人的洞察力多么宛若神明！”（是对人文主义思想的一个精彩的概括）

─莎士比亚“英国戏剧之父”，马克思称他为“人类最伟大的天才之一”。被称为“人类文学奥林匹斯山上的宙斯”。虽然他只用英文写作，但却是世界著名作家。他的大部分作品译成多种文字，其剧作也在许多国家上演。莎士比亚故居画中地点：罗马圣彼得教堂梵蒂冈教皇宫拉斐尔的《雅典学院》（1510～1511），以古希腊哲学家柏拉图所建雅典学院为题，以古代七种自由艺术—即语法、修辞、逻辑、数学、几何、音乐、天文为基础，以表彰人类对智慧和真理的追求。表现了文艺复兴时代的人们对希腊理性精神的崇拜。米开朗基罗·博那罗蒂

意大利文艺复兴时期伟大的绘画家、雕塑家、建筑师和诗人，文艺复兴时期雕塑艺术最高峰的代表。与拉斐尔和达芬奇并称为文艺复兴后三杰。最后的审判

创造亚当

哀悼基督

19世纪末20世纪初法国著名批判现实主义作家罗曼·罗兰创作的传记作品《名人传》，包括《贝多芬传》、《米开朗琪罗传》、《托尔斯泰传》。马丁·路德（1483～1546)，16世纪欧洲宗教改革倡导者，新教路德宗创始人。

路德张贴《九十五条论纲》的服从，则是完全不重要的，因为教会仍是人为制造的，并不能真正代表天国的意志。，至于对教会钟表的出现钟表使人类的生活进入了一个高节奏、人工化的时代。

1500年以来，“新思想”的传播，如和煦的春风，逐渐吹散了笼罩在欧洲上空的“中世纪”阴霾。这场基本思维方式的巨变发生在天上：1543年哥白尼《天球运行论》的出版开启了一场影响深远的科学革命；这场巨变发生在地上：1492年哥伦布发现新大陆，开阔了欧洲人的视野和胸襟，商业贸易与航海探险一起向欧洲人展示了无限广阔的前景。这场巨变发生在人间：1543年维萨留斯《人体结构》为血液循环的发现奠定了重要的基础。哥伦布（1451-1506）1492年发现美洲大陆。麦哲伦（1480-1521）麦哲伦船队历时三年首次完成了环球航行。地理大发现：哥伦布、达•伽马、麦哲伦加尔各答——印度最大城市，主要港口。哥伦布“发现新大陆”意大利人，西班牙著名航海家，地理大发现的先驱者。

1492年到1502年间4次横渡大西洋，发现美洲大陆，因此成为名垂青史的航海家。哥伦布(145l-1506)

1492年8月3日，哥伦布率领87名水手，分乘“圣玛利亚”号、“品脱”号、“尼雅”号三艘海船（载重量分别为100、60和40吨），带着三份国书（一份是西班牙国王写给中国“大汗”的，其余两份空白）。

从西班牙南端帕洛斯港出发，向西航行。经过53天的航行，终于横跨大西洋，抵达欧洲人从未到达的地方—巴哈马群岛中的一个小岛，哥伦布命名为圣萨尔瓦多（今巴哈马群岛中的华特林岛）。哥伦布以为到了印度，但没有找到黄金。他将这里的居民称为印第安人，次年3月回到西班牙。就在哥伦布探航期间，意大利另一个航海家亚美利哥考察了南美洲东北部沿海，断定这个地区不是印度，而是一块新大陆。后来，人们用他的名字给新大陆命名为亚美利加洲（America）。哥伦布乘坐的“圣玛利亚”号1520年3月31日在今阿根廷南部的圣胡利安港过冬。8月24日继续南下通过“麦哲伦海峡”，驶入了太平洋。1520年11月底到次年3月初，船队在太平洋连续航行3个多月。1521年3月16日，麦哲伦船队到达菲律宾群岛中的三描岛，25日来到马索华岛。4月27日，麦哲伦在与土著居民的冲突中丧生。船队在德尔·卡诺的指挥下继续横越，绕过好望角，于1522年9月8日回到西班牙的塞维利西港，完成了人类历史上第一次环球航行。1519年9月20日从西班牙圣罗卡港出航，越过大西洋后沿南美洲东海岸南行。麦哲伦船队环球航行行程世界在欧洲人的眼中突然变小了哥白尼的天体学说哥白尼的“天体运行论”布鲁诺的宇宙无限论第谷：天才的观测家开普勒：天空立法者

哥白尼（1473-1543）波兰人著有“天体运行论”

18岁进克拉科夫大学

1497～1500年在波洛尼亚大学读书

1501年在帕多瓦大学读书

1503年，获费拉拉大学博士学位

1506年，从意大利返回波兰

1543年临终前发表了《天体运行论》

出生在一个殷实的商人家庭，父亲担任过市政官吏。10岁时父亲去世，由舅父卢卡斯·瓦采尔罗得领养。

哥白尼的《天体运行论》

哥白尼《天体运行论》手稿批判了地球静止不动的观点。提出了太阳为宇宙的中心。确定了各行星的排列次序。指明月亮是地球的卫星。提出了地球自转和公转概念。认为天体运动方式是圆运动。罗马教廷于公元1616年把《天体运行论》列为禁书“太阳在万物的中心统驭着；在这座最美的神庙里，另外还有什么更好的地点能安置这个发光体，使它能一下子照亮整个宇宙呢？……事实上，太阳是坐在宝座上率领着它周围的星体家族……地球由于太阳而受孕，并通过太阳每年怀胎、结果。我们就是在这种布局里发现世界有一种美妙的和谐，和运行轨道与轨道大小之间的一种经常的和谐关系，而这是无法用别的方式发现的。”哥白尼的日心宇宙体系图

太阳位居于宇宙的中心静止不动，而包括地球在内的行星都绕太阳转动的日心体系。离太阳最近的是水星，其次是金星、地球、火星、木星和土星。只有月球绕地球转动。恒星则在离太阳很远的一个天球上静止不动。哥白尼把统率整个宇宙的支配力量赋予太阳，而各个天体则都有其自然的运动。哥白尼诞生500周年

波兰1970年6月26日(波洛尼亚、帕多瓦、费拉拉的风景）意大利

日心说的发表是近代科学革命的首要标志,它推翻了1000多年来占统治地位的、在中世纪被基督教神学教条化了的托勒密地心说宇宙观,描绘了一幅关于太阳系的科学图景,

为近代天文学奠定了基础。尤其重要的是,这一学说宣告了神学宇宙观的破产,开始了自然科学从神学中解放出来的运动。

“对于西方摆脱教权统治和学术统治枷锁的精神解放所作的贡献几乎比谁都要大”，“要令人信服地详细说明太阳中心概念的优越性，必须具有罕见的思考的独立性和直觉，也要通晓天文事实，而这些事实在那个时代是不易得到的。

哥白尼的伟大成就，不仅铺平了通向近代天文学的道路；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。”

爱因斯坦第一条，观测不到恒星的周年视差（地球如确实绕日公转，则从椭圆轨道之此端运行至彼端，在此两端观测远处恒星，方位应有所改变），这就无法证实地球是在绕日公转。这确实是事实。第二条，如果认为地球自转，则垂直上抛物体的落地点应该偏西，而事实上并不如此。哥白尼不能解释的两个问题：哥白尼在《天体运行论》中只能强调恒星非常遥远，因而周年视差非常微小，无法观测到。布鲁诺

哥白尼的宇宙是有限的，而布鲁诺的宇宙是无限的；哥白尼以太阳取代地球居于宇宙中心，布鲁诺又将太阳逐出宇宙的中心，彻底捣碎了千百年来人类思想难以突破的天球硬壳。布鲁诺的宇宙没有任何中心，当然也就没有了上帝的地位。

1889年，人们在布鲁诺殉难的鲜花广场上竖起了他的铜像，永远纪念这位为科学献身的勇士。

1559-1562年，在哥本哈根大学学习古典文学和法律。

1573年，出版了《新星》一书。第谷·布拉赫对于火星运动的精确观测，其精度达到1-2’，导致开普勒后来发现行星运动定律，他的天文观测资料与技术被广泛传播。他不赞同日心说，在哥白尼模型的基础上提出了一种修正方案，折中了哥白尼与托勒密的理论，建立了一种新的地心说模型。1609年，发表《新天文学》开普勒

提出了星体椭圆轨道的理论。提出了行星运动三定律。对星星位置进行计算。同时也是一个杰出的数学家。擅长抽象思维和理论分析。很好利用了第谷的观测结果。开普勒（一）每一行星沿一个椭圆轨道环绕太阳，而太阳则处在椭圆的一个焦点中；（二）从太阳到行星所联接的直线在相等时间内扫过同等的面积；（三）行星绕日一圈时间的平方和行星各自离日的平均距离的立方成正比。开普勒认为行星的运动是受太阳的驱使。太阳上可能有一个运动精灵，发出直的力线（象车轮的辐条），随着太阳绕其轴自转，正是这些力线推动着行星在各自轨道上绕太阳运动。他认为整个宇宙就是三位一体的现象和模式。圣父是中心，圣子是环绕中心的星球，而圣灵则是宇宙间的那许多复杂关系。

开普勒行星三定律

开普勒发展了哥白尼的学说，他终于抛弃了哥白尼没有抛弃的均匀圆周运动的古希腊观念，比较彻底地解决了行星运动的几何形状或真实结构问题，完成了认识过程的实体阶段的认识，并总结出行星运动的各种经验公式。这样就为用力学观点阐明天体运动开辟道路。。

哈雷。17岁进牛津大学。19岁时发表文章指出开普勒的某些错误。曾任格林威治天文台第2任台长。

21岁毅然放弃获得学位的良机，决心测定南天星辰的位置，1年之内便作成第1个南天星表，包括381颗恒星的方位，发表于他回国的1678年，22岁便享有盛名，人们称他为“南天的第谷”。哈雷1656-1742英国天文学家哈雷慧星轨道的推算

长期以来，人们一直认为彗星是神秘、不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿好友哈雷用牛顿力学算出1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76年，由此预言它将在1758年再次出现。53年以后的1758年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。物理革命（新物理学的诞生）背景：

哥白尼天体学说遇到的难题开普勒星体运动学说需要动力学解释标志：

天体力学和地球上物体力学统一

实验与数学的完美结合重大发现和重要定律的出现

被称为近代物理学之父，开创了科学实验以及将实验与数学方法相结合的科学方法。伽利略月亮不是那样完美无缺全书笔调诙谐，在意大利文学史上列为文学名著。《对话》出版后6个月，罗马教廷便勒令停止出售，1633年6月22日在圣玛丽亚修女院的大厅上由10名主教联席宣判，主要罪名是违背“1616年禁令”和圣经教义。伽利略被迫跪在冰冷的石板地上，在教廷已写好的“悔过书”上签字。主审官宣布：判处伽利略终身监禁；《对话》必须焚绝，并且禁止出版或重印他的其他著作。

《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》一书1632年出版。此书表面上保持中立，但实际上却为哥白尼体系辩护，并多处对教皇和主教隐含嘲讽，远远超出了仅以数学假设进行讨论的范围。牛顿（1642-1727）英国物理和数学家

三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。

—《大国崛起》解说词1661年(19岁)进入剑桥大学，成为三一学院的减费生;1665年,获得文学学士学位;1665-1666回到乡下;在剑桥求学期间大量接触自然科学著作,师从巴罗教授,将其引导到数学前沿;1669年(27岁)成为数学教授(直至1701年).1672年,成为皇家学会会员;1703年,成为皇家学会会长;1706年受英国女王封爵;1727年3月20日逝世,享年84岁.(晚年,兴趣转向神学,写了近200万言的著作.)IsaacNewton.(1642~1727)人生历程一、牛顿出生，他来到了怎样的世间？1651年8月，英国（克伦威尔统治）颁布《航海条例》，规定英国及其殖民地的进出口货物必须由英国的船只运输。不久，英荷发生冲突，荷兰战败，英国迈出海上称霸的第一步。1651年英国早期启蒙思想家霍布斯完成《利维坦》一书，对君权神授和教会大加讨伐。1651年，英国生物学家哈维发表《论动物的生殖》，记述了自高等哺乳动物至低等昆虫的生长发育变化，记载了它们的胚胎发育过程。童年牛顿1651年8月，英国（克伦威尔统治）颁布《航海条例》，规定英国及其殖民地的进出口货物必须由英国的船只运输。不久，英荷发生冲突，荷兰战败，英国迈出海上称霸的第一步。政治经济——资产阶级革命、资本主义工商业发展,需要世界市场1651年英国启蒙思想家霍布斯完成《利维坦》一书，对君权神授和教会大加讨伐。1651年，英国生物学家哈维发表《论动物的生殖》，记述了自高等哺乳动物至低等昆虫的生长发育变化，记载了它们的胚胎发育过程。思想文化——思想解放、民主平等等理性观念启蒙自然科学——正在兴起政治经济上：英国资产阶级革命也正蓬勃展开，资产阶级为了更好地发展经济，赢得更广阔的市场，渴求科学知识。思想上：14世纪以来，文艺复兴、宗教改革、早期启蒙运动等造成的思想解放和观念启蒙，给英国以及欧洲带来了精神文化的空前繁荣；科学上：自然科学获得新的生命并蓬勃成长，但对于自然和自然规律的认识仍然不完整。一、牛顿出生时的社会背景古希腊哲学家亚里士多德（BC384-BC322）“地球是球形的，是宇宙的中心。”“太阳是宇宙的中心。”波兰天文学家哥白尼（1473—1543）

意大利天文学家布鲁诺（1548—1600）为捍卫真理被教会烧死。

“宇宙是无限的，没有中心。”“天空立法者”开普勒没能说明行星按其规律在轨道上运行的原因。德国天文学家开普勒（1571～1630年）

每个行星都在一个椭圆形的轨道上绕太阳运转，而太阳位于这个椭圆轨道的一个焦点上……“我们被放在这有如戏院的世界上，每个事件的起源和缘由却完全隐瞒不让我们知道，我们既没有足够的智慧预见未来，也没有能力防止那些使我们不断受伤害的不幸事件发生。我们被悬挂在永恒的疑惧之中……”——英国哲学家休谟被动心态自然哲学的数学原理（1686年完成，1687年出版，共分三篇）

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

在伽利略、开普勒、笛卡儿等人的研究基础上，牛顿把物体运动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”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。牛顿力学是伽利略、开普勒研究成果的综合牛顿力学三大定律第一定律（惯性定律或伽利略定律）：物体在无外力作用时，或者保持它的静止状态，或沿着笔直的线作匀速运动的状态。（静者恒静，动者恒动）

第二定律（加速度定律）：运动的变化与外加推动力成正比；并发生在该力的作用线方向上。F=ma

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。

海王星和冥王星的发现

1687年，牛顿《自然哲学数学原理》出版。1846年依据牛顿力学，发现了海王星，牛顿力学得到了辉煌的验证。根据万有引力定律，人们准确地算出地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因。根据这一定律，人们还发现了海王星、冥王星。牛顿科学成就对人类文明发展的影响——牛顿的发现表明，自然界中一切在引力作用下产生的运动均可从物质自身的原因得到说明，因此无需借助于超自然因素的作用；一切力学事件不再是孤立的、偶然的事件，而是一系列运动变化中的一个环节，人们只要通过运用力学三定律，便可以从物体在某一给定时刻的运动状态推知其在此之前或之后某一时刻的运动状态。——《世界文明史简编》使人类认识摆脱了神学的束缚。完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。

牛顿力学体系的建立，使人类对自然界的认识方式上出现了什么变化？牛顿……确立了充分尊重经验事实的理性化或科学化的思维传统。……牛顿革命还告诉人们，科学研究最好的方法有综合与分析两种。……正是牛顿，以他的巨大成功为动力，推动了这种科学思维方式在知识界的迅速普及。……一系列学科领域的飞跃发展，汇同牛顿革命一起，构成了人类历史上第一个科学革命时代。

——马克垚《世界文明史》牛顿力学体现的科学思维和研究方法带动了各门科学的发展，引起了巨大的科学革命。牛顿科学成就对人类文明发展的影响——牛顿力学在什么方面，为近代科学的整体发展提供了启示？牛顿的思想在英国和全欧洲出版的许多大众读物中传播。迄1784年，关于牛顿的书的就有40本，法文的17本，德文的3本，拉丁文的11本，葡萄牙文和意大利文的各1本。启蒙运动的史学家们相当严格地认识到牛顿作为某种象征的重要性。

——《科学与启蒙运动》

牛顿科学成就对人类文明发展的影响——启蒙思想家们在牛顿革命启发、激励下所进行的种种思考，在历史上曾起过非常积极的作用，有力地推动了现代文明的发展和人类社会的进步。

——马克垚《世界文明史》在瓦特研制蒸汽机之前的一个世纪里，正是欧洲历史上一个科学鼎盛的时期。从17世纪中期开始，近代科学在一批巨人的推动下产生。在这批科学巨人当中排在最中心位置的是一位妇孺皆知的人，他就是艾萨克·牛顿。许多历史学家认为，如果从近代科学的角度看，正是牛顿开启了工业革命的大门。——《大国崛起•工业先声》

牛顿的科学成就为英国工业革命提供科学理论。

“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他”。

——爱因斯坦

（1942年，纪念牛顿诞生300周年）

英国著名诗人亚历山大·波普曾经写诗赞美牛顿：

自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。上帝说：“让牛顿出生吧!”

于是，一切成为光明。

“我不知道世人怎么看，但在我自己看来，我只不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为比别人找到一块更光滑、更美丽的卵石和贝壳而感到高兴，而在我面前的真理的海洋，却完全是个谜”。

──牛顿“巨人肩上的思索”

牛顿曾谦逊地说：“如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人们的肩上。”牛顿之墓同其他很多杰出的英国人一样，他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。

墓碑上镌刻着：让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在。

胡克

1662年任皇家学会“实验总监”1663年成为皇家学会会员最早提出了“细胞”一词是最著名的显微镜学家是一位极为出色的实验大师

惠更斯（1629-1695）荷兰物理学家和天文学家

1656年发现猎户座星云，和土星的光环和卫星；

1656年制造第一架摆钟，1658年出版《钟表论》；

1690年出版《论光》，主张光的波动说，但误认为光跟声音一样是纵波；离心力公式：离心力与速度的平方成正比，与运动半径成反比；1663年被英国皇家学会聘为第一个外国会员。终生未婚。莱布尼兹

(1646-1716)被誉为“17世纪的亚里士多德”

17、18世纪之交德国最重要的数学家、物理学家和哲学家，一个举世罕见的科学天才。他博览群书，涉猎百科，对丰富人类的科学知识宝库做出了不可磨灭的贡献。莱布尼兹17岁在耶拿大学学习了短时期的数学，并获得哲学硕士学位。20岁发表了第１篇关于数理逻辑的数学论文《论组合的艺术》。

在阿尔特道夫大学获得博士学位后便投身外交界。第１篇微分学的文章1684年在《学艺》上发表，第１篇积分学的文章1686年在同一杂志发表。真空的研究原理：因为玻璃管装“满”水银，所以里面没有空气—水银柱上方真空状态，没有气体压强。根据帕斯卡原理，大气压强可以通过水槽中的水银传递到玻璃管中。所以，玻璃管中的水银柱受到一个向上的大气压强，而水银柱本身会对下表面产生一个液体压强。水银柱不再下降时，说明这两个压强产生的压力相等，根据P=ρgh就可以计算出大气压强了。

1643年，托里拆利做了著名的“托利拆里实验”。他在一个长4英尺，一端封闭的玻璃管内注满水银，用手堵住开口的一端将管子倒立放入水银盘中，松手后水银向下流，但当流到水银柱高度为30英寸时，水银不再下流了。密度很大的水银柱的高度不超过30英寸。760mmHg真空的研究托里拆利1608-1647意大利人帕斯卡对液体的平衡进行了实验，得出了“帕斯卡定律”。发现大气压力随高度和地点不同的变化。16岁出版关于圆锥曲线的书《圆锥截线论》。奠定了近代概率论基础。

从小体弱多病，曾受反耶酥会的天主教影响，后改教。1654年后停止科学研究，沉迷宗教著述之中。帕斯卡在19岁时发明的加减法机帕斯卡（1623-1662）法国数学家、物理学家1971年面世的PASCAL语言，其名字就是是为了纪念帕斯卡。数学的进展

对数解析几何微积分的创立最重要的数学方法基本上被确立了。

恩格斯微积分的创立

微积分好比一棵大树的树干，堪称人类智慧最伟大的成就之一。

17世纪，随着社会进步和生产力的发展（航海、天文、矿山建设等），数学进入“变量数学”时代，数十位科学家为微积分的创立做了开创性研究，但使微积分成为数学的一个重要分枝还是牛顿和莱布尼茨。四类问题

1、速率问题：

2、切线问题：

3、最大和最小值问题；

4、曲线长度和曲线包围的面积问题。微积分的创立莱布尼茨使微积分更加简洁和准确

牛顿和莱布尼茨之前有数十位数学家为微积分的诞生作了开创性贡献。但他们的工作是零碎、不连贯、缺乏统一性的。

德国数学家莱布尼茨独立发现微积分，创立的途径与方法与牛顿不同，是经过研究曲线的切线和曲线包围的面积，运用分析学方法引进微积分概念、得出运算法则的。微积分的创立

牛顿结合运动学，造诣高一等，但莱布尼茨的表达形式采用数学符号（简洁、准确，现今仍在使用，牛顿符号现在不用了）又远优于牛顿一筹，强有力地促进了高等数学的发展。莱布尼茨创造的微积分符号，正像印度―阿拉伯数字促进算术与代数发展一样，促进了微积分学的发展。莱布尼茨是数学史上最杰出的符号创造者之一。他认为好的符号能大大节省思维劳动，运用符号的技巧是数学成功的关键之一。微积分的创立

不幸的是历史上发生了微积分创立优先权的争论。欧洲大陆的数学家，尤其是瑞士数学家雅科布·贝努利、约翰·贝努利兄弟支持莱布尼茨，而英国数学家捍卫牛顿，两派争吵激烈，甚至尖锐到互相敌对、嘲笑。牛顿死后，经过调查核实，他们各自独立创立了微积分。这件事的结果致使英国人在数学上落后了100多年（照旧使用几何工具），而大陆数学家继续使用莱布尼茨的分析方法，并使微积分更加完善，在这100年中英国甚至连大陆通用的微积分都不认识。虽然如此，科学家对待科学谨慎和刻苦的精神还是值得我们学习的。

1734年，英国基督教大主教贝克莱写了本《分析学家》的小册子，揭示了无穷小包含的逻辑矛盾。即“贝克莱悖论”（无穷小如果是零就不能作除数，如果不是零，就不能舍弃”）（引发第二次数学危机）。

因为无穷小在牛顿的理论中一会儿是零，一会儿又不是零。因此，贝克莱嘲笑无穷小量是“已死量的幽灵”。贝克莱的攻击虽出自维护神学的目的，但却真正抓住了牛顿理论中的缺陷，是切中要害的。就实际应用而言，它必须既是零，又不是零。而从形式逻辑角度而言，这无疑是一个矛盾。笛卡儿（1596-1650）法国哲学家、物理学家和数学家生于法国贵族家庭，父亲是地方议会议员，地方法院法官，就读欧洲最有名的贵族小学，20岁在普依托大学学习法律与医学。过着豪华的生活。母亲病故后一直由保姆照看。从小多病，学校允许他在床上早读，养成终生沉思的习惯和孤僻的性格。对各种知识特别是数学深感兴趣。

1637年出版《方法谈》，提出了直角坐标系概念。死后还出版有《论光》。笛卡儿—欧洲近代哲学奠基人之一，黑格尔称他为“现代哲学之父”。他自成体系，熔唯物主义与唯心主义于一炉，在哲学史上产生深远影响。同时，他又是一位勇于探索的科学家，建立的解析几何在数学史上具有划时代意义。笛卡尔堪称17世纪欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一，被誉为“近代科学的始祖”。我思故我在（Cogito,ergosum）

1649年冬，瑞典女王执意邀请笛卡尔为宫廷哲学家，他盛情难却（瑞典女王专门派一艘军舰接他），只好来到斯德哥尔摩。这里气候寒冷，而偏偏这位刚愎自用的19岁女王认为凌晨5点钟学习哲学最合适，笛卡尔不得不改变他一生睡懒觉的习惯，冒着严寒去王宫图书馆授课。果然不久就染上肺炎，终于不治，于1650年2月11日在斯德哥尔摩病逝，终年54岁。1799年法国大革命后，笛卡尔的骨灰被送到法国历史博物馆。

笛卡尔的婚姻：与惠更斯、莱布尼茨一样，终身未婚，没有享受到家庭生活所带来的快乐。笛卡儿韦达

(1540-1603)法国数学家

法国16世纪最有影响的数学家之一。第一个引进系统的代数符号，并对方程论做了改进。

早年学习法律，当过律师，后从事政治活动，当过议会的议员。在西班牙的战争中曾为政府破译敌军的密码。韦达1591年左右，在《美妙的代数》中第1次用字母表示数字系数，推进了代数问题的一般讨论。指出了根与系数的关系（人们把一元二次方程根与系数关系的结论称为“韦达定理”）。给出三次方程不可约情形的三角解法。著有《分析方法入门》、《论方程的识别与订正》等多部著作。在欧洲被尊称为“代数学之父”。16、17世纪数学发展的特点

产生了几个影响很大的新领域，如解析几何、微积分、概率论等。

代数化的趋势，希腊数学的主体是几何学，代数问题也要用几何方法去论证。

16、17世纪的代数学比几何学占有更重要的位置，进一步向符号代数转化。

16、17世纪数学发展的特点

出现了大量新概念，如无理数、虚数、瞬时变化率、导数、积分等，都不是经验事实的直接反映，而是由数学理论进一步抽象所产生。

数学和其他自然科学的联系更加紧密，实验科学（从伽利略开始）的兴起，促进数学的发展，而数学的成果又渗透到其他科学部门中去。

数学知识广泛交流传播，希腊时代只有少数人研究数学，到17世纪，研究人员大增，数学知识得到普遍的推广和应用。

从17世纪开始，化学逐渐成为一门理论科学，是自然哲学的一个分支，这标志着近代化学的诞生。

英国科学家波义耳为把化学从炼金术中解放出来,确立为一门科学,作出了重要贡献。恩格斯说：“是波义耳把化学确立为科学”。近代化学的诞生

爱尔兰贵族后代，幼年时就聪慧过人，有超人的记忆力和非凡的语言才能。

家庭富有，先是周游列国，1644年回到英国，接受一大笔遗产。雇胡克为实验助手，胡克替他制造了抽气机。

波义耳是伦敦皇家学会创始人之一，因研究气体性质而闻名，是近代化学元素理论的先驱。主张“实验决定一切”。波义耳(1627-1691)英国化学家自然哲学家

1660年波义耳出版第1部著作《涉及空气弹性及其效果的新物理—力学实验》，用实验论证了：空气是有重量和弹性（当时波义耳称之为弹力）的物质。空气对于燃烧、呼吸和传声是必不可少的。压强对水的沸点的影响，真空中虹吸失效。指出当周围空气稀薄时热水就能沸腾。论证了细管中液体的上升（毛细现象）和大气压力无关，这与当时的观点截然相反。★区别混合（机械混合）与化合（完全混合），正确评价“火”作为化学解析工具的作用，火不是像炼金术所说的万能的。★燃烧研究。在真空中做燃烧实验（带有硫磺的纸卷）；发现空气而且只是一部分空气对于燃烧是必要的（氧）（一个未完全抽空的容器里油灯熄灭）。★他也意识到，动物的生命靠空气维持。可惜他没有意识到这两种情况本质上是一回事。但胡克意识到了。波义耳

1661年发表《怀疑的化学家》，标志着近代化学从炼金术中脱胎出来。波义耳认为无论是亚里士多德的“四元素”(土、气、水、火)理论和帕拉塞尔苏斯（瑞士医学家）的医学化学家们的“盐、硫、汞三要素”学说，都不能看做是化学元素，只有那些由复合物分解后，得到的最终产物才能被看成为元素。炼金术—中世纪一种化学哲学的思想和始祖，其目标是通过化学方法将一些基本金属转变为黄金，制造万灵药及长生不老药。现代科学表明这种方法是行不通的。但是直到19世纪之前，炼金术尚未被科学证据所否定。包括牛顿在内的一些著名科学家都曾进行过炼金术尝试。现代化学的出现才使人们对炼金术的可能性产生了怀疑。波义耳还给元素下了一个新定义，提出元素是某种不由任何其他物体构成的或是相互构成的原始的和简单的物质，元素不会只有4个或3个。这个定义没有区分元素和单质，还不是现代意义下的元素概念,但在当时对否定炼金术的元素学说起了决定性作用。

1661年6月18日波义耳公布实验结果：“空气是可压缩的”，而且这种可压缩性与加在气体上的压强成简单的反比关系。这就是人们所熟知的波义耳定律。该定律因在14年后又为法国科学家马略特独立发现，故用他们两个人的名字命名,称为波义耳-马略特定律。

1680年，波义耳从尿中提取了磷。但在此之前大约5～10年间，布兰德（德国化学家）先于波义耳作出此项发现。究竟谁先发现了磷，发生了激烈争论。

波义耳坚决主张一切实验成果应该清楚而迅速地予以报道，以便让其他人重做、证实和受益。这一主张以后就成为一条公认的科学原则。波义耳运用实验主义哲学研究物质以及使其所能发生的变化，从这个意义上讲，波义耳堪称“化学之父”。拉瓦锡

(1743-1794)

法国著名化学家

生于巴黎，与他人合作制定出化学物种命名原则，创立了化学物种分类新体系。根据化学实验的经验，用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。特别是他所提出的新观念、新理论、新思想，为近代化学的发展奠定了重要基础，因而后人称他为“近代化学之父”。拉瓦锡用大量实验澄清当时一些化学家所持有的错误或模糊观点拉瓦锡经反复实验和分析，大胆提出假设：金属锻烧，并不是放出燃素，而是与空气结合形成新的化合物，而且一定能从这种锻烧后的金属灰烬中再将那部分空气析出。拉瓦锡沿着这个正确思路反复实验，都没找到理想的物质。当然，这主要是实验条件的限制。拉瓦锡对氧气的研究是300年前化学家们对燃烧的解释，他们认为火是由无数细小而活泼的微粒构成的物质实体。这种火的微粒既能同其他元素结合而形成化合物，也能以游离方式存在。大量游离的火微粒聚集在一起就形成明显的火焰，它弥散于大气之中便给人以热的感觉，由这种火微粒构成的火的元素就是“燃素”。

燃素学说

1774年普利斯特访问巴黎，向拉瓦锡介绍了氧化汞加热实验，拉瓦锡豁然开朗，沿着普利斯特的思路，反复进行了一系列较为精确的定量实验，终于找到了他要寻找的纯净空气，当时他把这种纯净空气命名为“氧气”。

氧气的发现推翻了长期统治化学领域的“燃素说”，是化学领域里的一场深刻革命。

1789年拉瓦锡出版《初等化学概论》Traité

élémentairedechemie这是第一本现代化学教科书，书中叙述了质量守恒定律。列出了当时已知的所有元素表。这个表的大部分是正确的，但拉瓦锡把热和光也列为元素。1771年与玛丽·安娜结婚

1768年拉瓦锡在“包税局”投资了50万法郎，每年可获10万法郎收益。

1789年法国大革命爆发，由于拉瓦锡曾担任过包税官，被诬陷与法国的敌人有来往，犯有叛国罪而入狱，于1794年5月8日处以绞刑。著名的法籍意大利数学家拉格朗日痛心地说：“他们可以一瞬间把他的头割下，而他那样的头脑100年也许长不出一个来。”1768年拉瓦锡仅23岁就被选进法兰西科学院

塞尔维特发现血液的小循环2维萨留斯为血液循环的发现开辟道路31哈维建立血液循环学说33近代生命科学的开始★1533年进入巴黎大学。★

盖伦的解剖学当时支配着巴黎大学课堂，教授们不屑于亲自动手解剖（屠夫或理发师演示），维萨留斯亲自解剖尸体。因与教授们就盖仑学说的对错发生争执。巴黎大学不授学位。★

意大利帕多瓦大学授予其医学博士学位，并聘为教授（1537）★

1543年发表《人体结构论》。不以盖伦学说为依据，而以他在解剖过程中所看见的为根据。他对骨、脉、腹、脑各器官的研究尤为出色。维萨留斯

1515-1564比利时世代名医之后

“我在这里并不是无故挑剔盖仑（古罗马医师、自然科学家和哲学家，继希波克拉底之后的古代医学理论家）缺点，相反地，我肯定盖仑是一位大解剖学家。他解剖过很多动物，但限于条件，就是没有解剖过人体，以致造成很多错误。在一门简单的解剖课程中，我能指出他的200种错误。但我还是尊重他。”

1543《论人体构造》七卷，骨骼系统、肌肉系统、血液系统、神经系统、消化系统、内脏系统、脑感觉器官。插图丰富，而且精美，著名画家提香的一位高足绘制，令人亦叹为观止。

维萨留斯的著作引起人们的非难，他不得不在1544年离开帕多瓦大学，前往西班牙担任查理五世的宫廷御医。一次，他为西班牙一位贵族做验尸解剖，当剖开胸膛时，监视官说心脏还在跳动，诬陷维萨留斯用活人做解剖。宗教裁判所趁机提起公诉，判维萨留斯死罪。由国王菲里普出面干预，才免于死罪，改判耶路撒冷朝圣赎罪。但在归航途中，航船遇险，全体乘客被困赞特岛，年仅50岁的维萨留斯病死在那里。维萨留斯的同学。1553年秘密出版的《基督教的复兴》中塞尔维特提出了小循环的机理：

血液并不是通过心脏中的隔膜由右心室直接流入左心室，而是由肺动脉进入肺静脉，与这里的空气相混合后流入左心室。塞尔维特

(1511—1553)西班牙塞尔维特在日内瓦被加尔文（新教领袖）抓住并被活活烧死，而且在烧死他之前还残酷地烤了两个小时。

塞尔维特对血液循环的研究才刚刚开始，完成肺循环的研究之后，就要着手体循环的研究，却遭到教会的残酷迫害。不但献出了生命，而且科学也因此蒙难。由于教会的迫害，血液循环的发现至少推迟了75年之久。直到1628年才由英国的内科医生威廉．哈维完成。哈维血液循环理论哈维1578～1657英国生理学家近代科学革命另一重要标志是哈维的血液循环理论。英国富农之子。19岁毕业于剑桥大学。1602年获帕多瓦大学医学博士，在意大利学医时常去听伽利略讲授力学和天文，深受影响。伽利略注重实验的做法为他日后研究医学，发现人的血液循环奠定了基础。

哈维通过科学实验和理论研究,提出血液循环理论,其要点是：(1)血液循环的原动力是心脏的收缩和舒张，而非任何灵气;(2)血液在全身沿一闭合路线循环运动。路线是从右心室输出的静脉血经肺部变为动脉血，然后通过左心房进入左心室;从左心室搏出的动脉血沿动脉到达全身,然后再沿静脉回到心脏;(3)哈维预言,在动脉和静脉的末端必定存在一种微小通道将二者联结起来。大循环（体循环）

小循环（肺循环）右心室

哈维逝世后的第4年，伽利略发明的望远镜，被意大利马尔比基教授改制为显微镜用于医学上，观察到毛细血管的存在，真正证实了哈维理论的正确性。

哈维的血液循环理论给了生理学中传统观念：盖仑的三灵气说（自然灵气、活力灵气、灵魂灵气）以致命打击。从此，生理学发展成为科学。哈维因此被誉为“生理学之父”。1628年《心血运动论》伽利略发现昆虫的复眼荷兰人列文虎克（1632-1723）使用单显微镜（放大倍率很高的透镜）发现大量新生物：单细胞有机体（原生动物），证实了血液循环，最早发现红血球、细菌，著有《大自然的奥秘》一书。胡克1665年著有《显微图》一书，发现了软木的多孔结构，首创细胞（cell）一词。显微镜下的新世界光的本质：波动说与微粒说的交锋1655年，意大利波仑亚大学数学教授格里马第在观测放在光束中的小棍子的影子时，首先发现了光的衍射现象。据此他推想光可能是与水波类似的一种流体。1663年，英国科学家波义耳提出物体的颜色不是物体本身的性质，而是光照射在物体上产生的效果。他第一次记载了肥皂泡和玻璃球中的彩色条纹。这一发现与格里马第的说法有不谋而合之处，为后来的研究奠定了基础。光的本质：波动说与微粒说的交锋英国物理学家胡克重复了格里马第的试验，通过对肥皂泡膜颜色的观察提出“光是以太的一种纵向波”的假说。根据这一假说，胡克也认为光的颜色是由其频率决定的。1672年，牛顿在论文《关于光和色的新理论》中谈到光的色散实验：让太阳光通过一个小孔后照在暗室里的棱镜上，在对面的墙壁上会得到一个彩色光谱。他认为，光的复合和分解就像不同颜色的微粒混合在一起又被分开一样。在这篇论文里他用微粒说阐述了光的颜色理论。1672年2月6日，由胡克（主席）和波义耳等组成的英国皇家学会评议委员会对牛顿提交的论文《关于光和色的新理论》持否定态度。1675年12月9日，牛顿在《说明在我的几篇论文中所谈到的光的性质的一个假说》一文中，再次反驳胡克的波动说，重申微粒说。惠更斯认为，光是一种机械波；光波是靠物质载体（以太）传播的纵向波。波动说与微粒说的交锋1678年，惠更斯向巴黎科学院提交光学论著《光论》。书中系统阐述光的波动理论。同年发表演说反对微粒说。1690年《光论》出版发行。牛顿一方面提出两点反驳理由：第一，光如果是一种波，它应该同声波一样可以绕过障碍物、不会产生影子；第二，冰洲石的双折射现象说明光在不同的边上有不同的性质，波动说无法解释其原因。另一方面，牛顿把他的物质微粒观推广到整个自然界，并与他的质点力学体系融为一体，为微粒说找到了坚强的后盾。科学方法论弗兰西斯·培根1561－1626生于英国贵族家庭，父亲是伊丽莎白女王政府的一名高级官员。23岁当选英国下议院议员。但女王拒绝给他高官厚禄。原因之一是他在议会强烈反对女王支持的税收计划。由于培根奢侈，经常负债，他负担不起这种税务。培根一生道德上颇多污点，但文笔出色。女王去世后，培根成为她的继承人的顾问，受到欣赏。

1584年进入议院；

1603年成为爵士；

1607年任副检察长；

1618年成为大法官；

1621年被控受贿，结束了政治生涯。1605年发表《学术的进展》，高度赞扬科技发明。知识就是力量！弗兰西斯·培根

1620年出版《新工具》，培根最重要的著作，阐述他的科学方法论。该书目的是让人们接