第七讲近代科学的诞生第一次科学革命

第七讲近代科学的诞生第一次科学革命1第1页，共87页，2023年，2月20日，星期一第七讲

近代科学的诞生

——第一次科学革命第2页，共87页，2023年，2月20日，星期一第七讲近代科学的诞生——第一次科学革命教学目的1.了解近代科学技术产生的社会条件2.能够正确评价欧洲文艺复兴和宗教改革，明确近代自然科学在欧洲产生的原因。3.知道天文学革命与行星运动三定律的发现4.知道血液循环的发现与医学革命以及经典力学理论的创立与物理学革命第3页，共87页，2023年，2月20日，星期一一、近代科学技术产生的社会条件二、第一次科学革命第七讲近代科学的诞生——第一次科学革命内容提要第4页，共87页，2023年，2月20日，星期一一、近代科学技术产生的社会条件第5页，共87页，2023年，2月20日，星期一第七讲近代科学的诞生——第一次科学革命一、近代科学技术产生的社会条件（一）城市和资本主义生产方式的出现（二）发现地球（航海探险与地理大发现）（三）人的觉醒（文艺复兴运动）（四）信仰里的冲突（宗教改革运动）第6页，共87页，2023年，2月20日，星期一

现代的自然研究，和整个近代史一样，是从这样一个伟大的时代算起······直到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渡到工场手工业的基础，而工场手工业则构成现代大工业的起点······这是人类以往从来没有经历过的一次最伟大的、进步的变革，是一个需要巨人而且产生了巨人——在思维能力、热情和性格方面，在多才多艺和学识渊博方面的巨人的时代。恩格斯：《自然辩证法》第7页，共87页，2023年，2月20日，星期一第七讲近代科学的诞生——第一次科学革命一、近代科学技术产生的社会条件（一）城市和资本主义生产方式的出现第8页，共87页，2023年，2月20日，星期一1.城市和资本主义生产方式的出现：欧洲中世纪缓慢的技术进步使手工业和商业有了更大规模；非农业人口增加，地中海沿岸形成大大小小的新城市。14世纪，资本主义性质的手工工场在意大利地中海沿岸地区发展起来，随后，德，法，英，荷，西班牙，葡萄牙资本主义经济快速发展。而经济的发展需要相应的生产技术，为此需要有科学的发展。

第9页，共87页，2023年，2月20日，星期一2.城市和资本主义生产方式出现的意义：A、资本主义生产方式的出现促进了生产技术的改进：

纺织业、采矿业、冶金业中开始使用一些新式机器。B、技术上的改进给自然科学的发展开辟了道路（1）水轮、风车的制造和使用推动了力学的发展；（2）治金、纺织、玻璃和眼镜制造业的发展向化学和光学提出了需要解决的问题；给自然科学的研究提供了观察和实验手段。第10页，共87页，2023年，2月20日，星期一第七讲近代科学的诞生——第一次科学革命一、近代科学技术产生的社会条件（一）城市和资本主义生产方式的出现（二）发现地球（航海探险与地理大发现）第11页，共87页，2023年，2月20日，星期一1.航海探险与地理大发现：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。远洋探险的代表：葡萄牙，西班牙代表人物：迪亚士、达伽马，哥伦布，麦哲伦第12页，共87页，2023年，2月20日，星期一第13页，共87页，2023年，2月20日，星期一2.远洋探险和地理大发现的意义：A、大大推进了商业、航海业、和工业的发展，扩大了人们的眼界，鼓舞了人们的探索精神。B、航海活动为天文、地理、植物学、生物学、人种学等提供了经验事实，在推进科学发展的同时，也推进技术的发展。第14页，共87页，2023年，2月20日，星期一黑人奴隶乌檀木象牙印度香料第15页，共87页，2023年，2月20日，星期一茶叶瓷器蔗糖第16页，共87页，2023年，2月20日，星期一第17页，共87页，2023年，2月20日，星期一讨论地理大发现的主要事件有哪些？第18页，共87页，2023年，2月20日，星期一第七讲近代科学的诞生——第一次科学革命一、近代科学技术产生的社会条件（一）城市和资本主义生产方式的出现（二）发现地球（航海探险与地理大发现）（三）人的觉醒（文艺复兴运动）第19页，共87页，2023年，2月20日，星期一1、文艺复兴运动：

14－16世纪末，欧洲新兴资产阶级，复兴古希腊，古罗马文化，反对宗教神学，颂扬人文主义，是一场思想文化运动。波及范围很广，除当时的意大利外，西班牙、尼德兰、英国、法兰西和德国中部等地方都受到其影响，形成一个时代的风尚。神启人性信仰理性人的主体地位确立天堂世俗上帝力量被弱化第20页，共87页，2023年，2月20日，星期一2.文艺复兴运动的伟大旗手：达·芬奇A、达·芬奇的科学成就：天文学：早于哥白尼否定“地心说”，提出“太阳中心说”。物理学：重新发现了液体压力的概念，提出了连通器原理；发现了惯性原理；发展了杠杆原理。生物学：发现了血液的功能；发现了心脏的四腔和心脏瓣膜。军事和机械：发明了飞行机械、直升飞机、降落伞、机关枪、手榴弹、坦克车、潜水艇、起重机、车床、服装剪机、自动剪切机、大理石切割机、提水机、以及用作船舶推进的桨轮。

第21页，共87页，2023年，2月20日，星期一第22页，共87页，2023年，2月20日，星期一B、达·芬奇的科学贡献：

认为知识起源于实践，只有通过实践才能探索科学的奥秘。采用实验科学方法进行科学研究，在自然科学方面作出了巨大的贡献。提出的实验科学方法成为近代自然科学的最基本方法，为后来哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿等人的发明创造开辟了道路。

第23页，共87页，2023年，2月20日，星期一3、文艺复兴运动的主旨（1）肯定人的价值,主张教育要发展人的个性，社会要发挥人的才能，满足人的欲望。（2）抨击封建神学的蒙昧主义和禁欲主义，要求以“人”为中心考察一切，提倡“人性”，反对教会的“神性”，以“人权”来反对封建的“神权”，用“人道”来反对为封建制度辩护的“神道”，主张个性解放和自由。第24页，共87页，2023年，2月20日，星期一

4.文艺复兴运动的主要成就

但丁：《神曲》；薄伽丘：《十日谈》；达芬奇：《最后的晚餐》、《蒙娜丽莎》；塞万提斯：《堂吉诃德》；莎士比亚：《罗米欧与朱丽叶》、《威尼斯商人》、《哈姆雷特》、《奥赛罗》、《李尔王》；它们所共同体现的主旨，就是提倡个性解放，反对封建势力和神权统治。（摄于但丁故居）

（塞万提斯）薄伽丘《十日谈》黑死病描述第25页，共87页，2023年，2月20日，星期一

画家和雕刻家成为成为文艺复兴的主角，创造了比文学更生动直观的形象。第26页，共87页，2023年，2月20日，星期一波提切利的《维纳斯》第27页，共87页，2023年，2月20日，星期一《岩间圣母》第28页，共87页，2023年，2月20日，星期一第29页，共87页，2023年，2月20日，星期一《圣安娜与圣母子》第30页，共87页，2023年，2月20日，星期一第31页，共87页，2023年，2月20日，星期一拉斐尔的《雅典学派》第32页，共87页，2023年，2月20日，星期一第33页，共87页，2023年，2月20日，星期一第34页，共87页，2023年，2月20日，星期一第35页，共87页，2023年，2月20日，星期一5.文艺复兴运动的意义A、破除了人们对宗教神圣不可侵犯的迷信，培育了自由研究的精神，引导人们去观察和研究自然界。B、文艺复兴促进了技术和知识的结合：手工艺人（最初缺乏文化知识）＋以文本为导向的知识者（这些知识最初总是被手工艺人和工匠所忽视）。手工艺人和学者的相互作用，“艺术家－科学家”的诞生。第36页，共87页，2023年，2月20日，星期一第七讲近代科学的诞生——第一次科学革命一、近代科学技术产生的社会条件（一）城市和资本主义生产方式的出现（二）发现地球（航海探险与地理大发现）（三）人的觉醒（文艺复兴运动）（四）信仰里的冲突（宗教改革运动）第37页，共87页，2023年，2月20日，星期一

1.宗教改革运动：

16世纪，德国神甫马丁·路德倡导宗教改革运动，反对教会特权，主张自己寻求信仰，动摇了封建教会和宗教神学，再次强调了人的主体地位和主体意识－－中国的印刷术为新教的思想宣传奠定技术基础。第38页，共87页，2023年，2月20日，星期一2.宗教改革运动的意义A、宗教改革运动对科学从神学中解放出来有积极作用。B、新教鼓励人们研究和认识自然，认为上帝的智慧完全体现在他所创造的自然秩序中；鼓励人们运用科学技术为社会创造更多的物质财富，认为为社会创造财富是对上帝的爱戴。第39页，共87页，2023年，2月20日，星期一讨论如何评价欧洲的文艺复兴和宗教改革？近代自然科学为什么在欧洲产生？第40页，共87页，2023年，2月20日，星期一二、第一次科学革命第41页，共87页，2023年，2月20日，星期一第七讲近代科学的诞生——第一次科学革命二、第一次科学革命（一）天文学革命与行星运动三定律的发现（二）血液循环的发现与医学革命（三）经典力学理论的创立与物理学革命第42页，共87页，2023年，2月20日，星期一第七讲近代科学的诞生——第一次科学革命二、第一次科学革命（一）天文学革命与行星运动三定律的发现1.由哥白尼发起的天文学革命（重新安排宇宙）2.行星运动三定律的发现（开普勒定律）第43页，共87页，2023年，2月20日，星期一

在所有这些行星中间，太阳傲然坐镇。在这个最美丽的庙堂中，我们难道还能把这发光体放到更恰当的别的什么位置使它同时普照全体吗？人们正确地把太阳称为“巨灯”、“理智”、“宇宙之王”，······太阳就这样高居王位之上，统治着围绕膝下的子女一样的众行星。

哥白尼：《天体运行论》第1卷第44页，共87页，2023年，2月20日，星期一1.由哥白尼发起的天文学革命天文学革命——哥白尼的太阳中心学；

哥白尼（1473—1543），文艺复兴时期波兰著名的天文学家，太阳中心说的创始人，近代天文学的奠基人。回答了“是什么（太阳还是地球）在运动”的问题第45页，共87页，2023年，2月20日，星期一A、“日心说”的提出诺瓦腊批评托勒密地心宇宙模型结构的复杂及在数学上的不合理给哥白尼以深刻影响；哥白尼受到毕达哥拉斯学派思想的影响，他把数学上是否简单完美作为评价一个学说的标准，而托勒密天文学体系不符合这一标准，于是其另寻新路。第46页，共87页，2023年，2月20日，星期一哥白尼创立的日心说，即天文学名著《天体运行论》的发表，不但是天文学上的一次伟大革命，推动了天文学研究的飞速发展，成为近现代天文学和天体力学的真正出发点，而且引起了人类宇宙观的重大革新，沉重地打击了封建神权的统治，“从此自然科学便开始从神学中解放出来”。

A、“日心说”的提出第47页，共87页，2023年，2月20日，星期一

地球不是宇宙的中心，而是一颗普通的行星，太阳才是宇宙的中心，行星运动的一年周期是地球每年围绕太阳公转一周的反映。

1912年哥白尼迁到波兰的一个古代城堡——弗隆堡。在城堡的西北角，有一座箭楼。这座箭楼，就是举世闻名的天文学家哥白尼观察天文的天文台、天文学史上著名的“哥白尼塔”。无论盛夏或严冬，他用自制的、粗劣的仪器，不分昼夜地观察天文，完成了对天体的观测，写成了不朽的巨著《天体运行论》。第48页，共87页，2023年，2月20日，星期一B、基本观点（1）月亮是地球的卫星，在以地球为中心的圆周轨道上每月绕地球公转一周。同时伴随地球一起绕太阳公转。（2）地球每天自转一周，天穹实际并不转动，是由于地球自转才出现日月星辰的东升西落现象。（3）行星和地球一样，都在圆形的轨道上匀速地绕太阳公转。

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哥白尼通过天文观察和数学计算创立了“日心说”，认为太阳位于宇宙的中心，地球和其他星球都围绕太阳运转。哥白尼的《日心说》示意图第50页，共87页，2023年，2月20日，星期一C、意义

从根本上动摇了中世纪宗教神学的基础。被恩格斯誉为“向神学发出的挑战书”，是“自然科学的独立宣言”。

哥白尼开创了人类在宇宙观上的根本变革，揭开了近代自然科学革命的序幕。从此自然科学便开始从神学中解放出来，大踏步前进了。第51页，共87页，2023年，2月20日，星期一布鲁诺捍卫了日心说，并认为太阳也不是宇宙的中心，无垠的宇宙没有中心；伽利略对其进行了发展，并采用了天文望远镜第52页，共87页，2023年，2月20日，星期一

伽利略（1564—1642），伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了《星空使者》一书。1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。

伽利略第53页，共87页，2023年，2月20日，星期一伽利略的手稿伽利略的折射式望远镜

1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。第54页，共87页，2023年，2月20日，星期一

“在我们的时代，的确有些新的事物和新观察到的现象，如果亚里士多德现在还活着的话，我敢说他一定会改变自己的看法。······现在多谢有了望远镜，我已经能够使天体离我们比离亚里士多德近三四十倍······单是这些太阳黑子就是他绝对看不到的。······你难道会怀疑，如果亚里士多德能看到天上的那些新发现，他将会改变自己的意见，并修改自己的著作，使之能够包括那些最合理的学说吗？”

《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》第55页，共87页，2023年，2月20日，星期一伽利略因支持哥白尼的日心说而接受教廷审讯

1633年，罗马召令伽里略到罗马受审，强迫他签字“悔过”并放弃哥白尼学说。伽利略受审近300年后，即1928年，罗马教皇才在公开集会上承认对伽利略的审判是错误的。第56页，共87页，2023年，2月20日，星期一2.行星运动三定律的发现回答了“天体如何运动”的问题第57页，共87页，2023年，2月20日，星期一开普勒对天体之间作用力的研究1.开普勒简介:开普勒(1571~1630)生于德国南部瓦尔城.家境贫寒.父亲是位职业军人,祖父曾当过市长.小时候得过天花和猩红热,使得手、眼等落下了轻度残疾.开普勒年轻时进图宾根大学学习，指望将来当一个牧师.求学期间,他显示出了出众的数学才华.图宾根大学的天文学教授麦斯特林(1550~1631)是一位哥白尼学说的同情者.开普勒就是从他那里得知哥白尼学说,并立即成为哥白尼的拥护者的.毕业后他来到了奥地利,在格拉茨大学任数学和天文学讲师.第58页，共87页，2023年，2月20日，星期一

在奥地利期间他致力于探测六大行星轨道大小之间的关系,围绕这个问题展开了多方面的研究.1596年,开普勒把他的所有研究成果及构想写在《宇宙的奥秘》一书中.该书引起了丹麦物理学家第谷(1546～1601)的重视.1600年邀请他到布拉格观察台工作,当他的助手.可惜的是他们相处没多久,第谷就去世了.临终前第谷告诫开普勒:一定要尊重观测事实.2.开普勒的研究成果:开普勒三定律.主要研究方法就是:在尊重事实的基础上进行数学计算.第59页，共87页，2023年，2月20日，星期一开普勒为“天空立法”——行星运动三大定律（经典力学的奠基）第一定律：行星运行的轨道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，即轨道定律.水金地火图1第60页，共87页，2023年，2月20日，星期一第二定律:单位时间内行星中心同太阳中心的连线（内径）扫过的面积相等，即面积定律.第61页，共87页，2023年，2月20日，星期一第三定律:行星在轨道上运行一周的时间的平方和它至太阳的平均距离的立方成正比,即周期定律。（T²=k·R³）第62页，共87页，2023年，2月20日，星期一太阳与行星水金地火F1F2AttS1S2RS1=S2开普勒三大定律图1图2图3T²=k·R³第63页，共87页，2023年，2月20日，星期一讨论开普勒遗留的问题：是什么力量维持着行星绕着太阳旋转?第64页，共87页，2023年，2月20日，星期一（一）个体生物学（研究单个生物个体身体结构和微观组织：解剖学、生理学以及细胞学。）（二）群体生物学（从整体上、宏观地研究多个生物个体和生物种群之间的关系。）一、探索生命的奥秘第65页，共87页，2023年，2月20日，星期一（一）个体生物学对人体结构的研究血液循环的发现从细胞的发现到细胞学说微生物的发现和研究第66页，共87页，2023年，2月20日，星期一对人体结构的研究列奥那多·达·芬奇（1452年4月15日－1519年5月2日；意大利语发音：[leoˈnardodaˈvintʃi] pronunciation（帮助·信息））,又译达文西，全名列奥纳多·迪·瑟皮耶罗·达·芬奇（LeonardodiserPierodaVinci，意为“芬奇城梅瑟·皮耶罗之子──列奥纳多”），是意大利文艺复兴时期的一个博学者：除了是画家，他还是雕刻家、建筑师、音乐家、数学家、工程师、发明家、解剖学家、地质学家、制图师，植物学家和作家。他的天赋或许比同时期的其他人物都高，这使他成为文艺复兴时期人文主义的代表人物，也使得他成为文艺复兴时期典型的艺术家，也是历史上最著名的画家之一，与米开朗基罗和拉斐尔并称文艺复兴三杰。小行星3000被命名为“列奥那多”以表示人们对列奥那多·达·芬奇的尊敬和怀念。列奥那多·达·芬奇第67页，共87页，2023年，2月20日，星期一安德烈亚斯·维萨留斯（1514—1564年）是尼德兰医生、解剖学家。文艺复兴时期比利时人，曾祖始，世代行医。曾任神圣罗马帝国和西班牙宫廷医生，最早使用人的尸体进行解剖，对解剖学命名加以标准化，是近代解剖学的奠定人，是人体结构研究的开创者。维萨留斯是与哥白尼齐名的近代科学的开创者，他不迷信权威，坚持从实际出发研究人体，以自己的解剖学成就指出了被奉为权威的盖仑的多处的错误，他因此被教会所迫害，成为近代科学革命中为科学献身的第一人。1543年，也即哥白尼的革命著作问世那年，29岁的维萨留斯发表了他的伟大著作《人体的构造》（Dehumanicorporisfabrica）。论述骨骼、肌肉、血管、神经，腹部、胸部内脏、脑。维萨留斯对人体结构的研究第68页，共87页，2023年，2月20日，星期一血液循环的发现塞尔维特（MichaelServetus，1511～1553）西班牙医生，文艺复兴时代的自然科学家，肺循环的发现者。他亦是一位神学家。后人基于他的功绩，常将肺循环称为“塞尔维特循环”。1553年，他秘密出版了《基督教的复兴》（ChristianismRestitutes）一书，在此书中，他用一元论的观点，并阐述了上述有关肺循环的看法。他的书，被天主教徒与基督教徒视为异端邪说，宗教裁判所对他进行缉捕并判处火刑。他拒绝放弃自己的观点，于1553年在日内瓦被烧死在火刑柱上。他的所有著作也同他一起上了火刑场，通通被烧毁。塞尔维特第69页，共87页，2023年，2月20日，星期一法布里修斯（1537—1619）在1603年发表了《论静脉的瓣膜》一书，但没弄明白瓣膜的作用是使血液单向地流回心脏，二真正理解这一点并发现了人体血液大循环的是他的英国学生哈维。血液循环的发现第70页，共87页，2023年，2月20日，星期一威廉·哈维（公元1578～公元1657），英国17世纪著名的生理学家和医生。他发现了血液循环的规律，奠定了科学的生理学基础。哈维是伽利略同时代的人。他们在不同的领域内都对人类作了重大的贡献，但是由于身处的环境不同，个人的遭遇也迥然不同。伽利略受到有权势的罗马天主教会的迫害，在幽禁中悲惨地死去。哈维却成为詹姆士一世父子的上宾。他通过绑扎上臂血管和计算心脏的血流量两个实验做出了划时代的发现，并预言了毛细血管的存在。后来，意大利人马尔比基用显微镜观察青蛙肺部毛细血管，证实了哈维的预言。荷兰人列文虎克也用显微镜观察了蝌蚪尾巴，发现其中动脉血管的血液通过毛细血管回到了静脉。血液循环的发现威廉·哈维第71页，共87页，2023年，2月20日，星期一第72页，共87页，2023年，2月20日，星期一第73页，共87页，2023年，2月20日，星期一（二）对地上物体的运动的理解伽利略的研究牛顿的综合第74页，共87页，2023年，2月20日，星期一伽利略的研究回答了“物体如何运动”的问题第75页，共87页，2023年，2月20日，星期一(1)发现了自由落体定律伽利略对经典力学的贡献第76页，共87页，2023年，2月20日，星期一(2)发现了惯性运动：物体维持其原来的运动状态,并不需要外力,外力是改变其原有运动状态的原因.第77页，共87页，2023年，2月20日，星期一匀速直线运动自由落体运动(3)发展了抛物体运动轨迹理论第78页，共87页，2023年，2月20日，星期一牛顿的综合

回答了“物体为什么按规律运动”的物体第79页，共87页，2023年，2月20日，星期一牛顿

牛顿（1642—1727），英国物理学家、天文学家和数学家，出生于英国的林肯郡，1661年进入剑桥大学学习，1665年发现了二项式定理。牛顿的三大发现，即光的光谱分解，万有引力定律和微积学，奠定了经典物理学及某些学科的理论基础，导致了世界史上的一次科学革命。牛顿还在代数和数论、计算方法、概率论等方面有创造性的成就和贡献。第80页，共87页，2023年，2月20日，星期一

1687年，牛顿出版了力学经典著作《自然哲学的数学原理》，建立起了完整的力学理论体系，实现了