近代自然观课件

1、背景：文艺复兴运动 一、概述 文艺复兴运动，是14-16世纪出现在欧洲近代史上的一次著名的思想文化运动。文艺复兴运动是从学习古典文化开始的。人文主义思想，以及对于人性的重视，是这场运动的重要核心思想之一。,近代科学的诞生,1，造成了欧洲近代文学和艺术的繁荣 2，导致了科学发展的转折，为近代科学的诞生做了重要的准备 3，造就了一批巨人。,二、文艺复兴运动的直接后果,恩格斯在自然辩证法导言中指出： “这是一次人类从来没有经历过的最伟大的、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，在多才多艺和常识渊博方面的巨人的时代。”,在此时期，自然科学中的新发现，新进展，证明了宗教神

2、话、上帝创世等学说的不合理性，宗教神学的唯心论和烦琐哲学，不能给我们提供科学的知识，只有依靠经验，依靠科学实验，才能认识真理。,例：人物，列奥那多达芬奇（Leonardo Da Vinci，1452-1519），意大利著名人文主义者，画家、雕刻家、音乐家、工程师、建筑师、物理学家、生物学家、哲学家在每一个领域里，都取得了很高的成就。,地理大发现,一、背景在欧洲，地理大发现与航海事业的发展密切相关，而航海事业的发展，又与商业资本主义的兴起密切相关。它带来了人们对地球的认识的跃进。,哥伦布 （Christopher Coulmbus,1451-1506）,意大利著名航海家，“新大陆”的发现者。,麦

3、哲伦 (Ferdinand Magellan, 1480-1521）,葡萄牙航海家，首次环球航行的领导和参与者。,二、地理大发现的意义 1，证实了地球是一个球体。 2 ，由于发现了沟通大西洋和太平洋的海峡，证明地球上水体是连在一起的，且十分肯定地确定了地球表面占优势的是大洋，而不是大陆。 3，对地球上的气候带和风系有了进一步的认识。 4，此后，一批反映新时代内容的地理著作和地图相继出版。 5，美洲的发现和第一次环球航行的胜利，刺激了欧洲其它国家的航海热情。,哥白尼“革命”,一、背景 古希腊和古罗马发展起来的托勒密的地心说宇宙体系，在中世纪被纳入宗教神学的理论体系中。这个等级式的宇宙体系，是以亚

4、里士多德的物理学相一致的。因此，对此宇宙图景的改变，不仅是天文学和宇宙观的进步，也是对中世纪宗教神学的反叛和革命。,二、哥白尼及其日心说的提出 哥白尼（Nicolaus Copernicus, 1473-1543），波兰天文学家，以提出著名的日心说闻名。 1541年 ,天体运行论出版。,1，理论基础问题：需要进一步对亚里士多德理论的推翻。 2，自然观的局限：圆轨道的“完美运动”观念的限制。 3，理论的精度问题。 4，与宗教教义的矛盾。,三、哥白尼的日心说遇到的困难,第谷与开普勒,1，第谷布拉赫（Tycho Brahe, 1546-1601），丹麦天文学家。长期的天文观测与资料的积累。对日心说的

5、修正。,2，开普勒（Johannes Kepler, 1571-1630），德国天文学家。在第谷布拉赫的资料基础上发现了行星运动三定律，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；发现了运行速度不均匀的特性。,第一定律行星绕太阳的运行轨道是一以太阳为一个焦点的椭圆；,第二定律行星到太阳的矢径在相等时间内划出相等的面积； 第三定律行星公转的周期的平方与它同太阳的距离的立方成正比。,人体解剖学与生理学中的革命,在文艺复兴的背景下，通过对观察方法和观察技巧的强调，人体解剖学形成了科学的学科。血液循环的发现，更是使生理学领域中产生了革命。,1，维萨留斯 （Andreas Ve

6、salius, 1514-1564），解剖学家，在哥白尼出版天体运行论的同一年（1543年），出版了七卷本的巨著人体的构造。推崇观察，对盖仑学说中的许多说法提出挑战，引起神学家和一些保守的医学家的反对，也为后来的血液流动问题的研究提供了基础。,2，塞尔维特 （Miguel Serveto, 1511-1553），西班牙神学家和医生，提出与统治了学术界长达1500年之久的盖仑学说不同的理论-肺循环假说，并推断血液不能在心室间流动，而是经肺从右心到左心，这是通向后来的血液循环理论的重要的一步。,3，哈维 （William Harvey, 1578-1657）,血液循环理论的提出者，并用实验证明。1

7、628年，出版心血运动论一书。,一、背景 经过16世纪下半叶一段时间的准备，物理学在17世纪有了突飞猛进的发展，当时，物理学的主要生长点是力学。,斯台文（S. Stevin,1548- 1620）的静力学研究。,近代科学与机械论自然观的产生,（Galilei Galileo, 1564-1642），意大利科学家。“近代科学之父”。 1，天文学发现 2，力学研究 3，科学方法,二、伽利略,牛顿（Isaac Newton, 1642-1727），英国科学家。科学贡献：万有引力的发现，运动定律与力学体系，光学，数学，化学。 Nature and natures law lay hid in nigh

8、t； God said，let Newton be！ And all was light。 自然与自然规律隐蔽在黑暗之中； 上帝说，让牛顿去吧！ 一切遂真光明。,三、牛顿对近代科学的贡献,1686年底，牛顿写下了划时代的巨著自然哲学的数学原理。 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。 不但从数学上论证了万有引力定律，而且把力学确立为完整、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。 提出的运动的三定律和万有引力定律，构成了力学宏伟大厦的基础，此力学体系是近代天文学和力学发展的基础，

9、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。,1，培根（Francis Bacon, 1561-1626），英国哲学家，近代科学方法：实验的、定性的、归纳的方法。提出“知识就是力量”。新工具的作者。,方法论与形而上学思维方式,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，归纳而逐步上升到公理。培根的方法主要强调归纳的一面。,2，笛卡尔（Rene Descartes,1596-1650），法国哲学家、数学家和自然科学家。科学方法：数学演绎方法。,唯理论方法的创立者，在方

10、法谈中，笛卡儿给出指导人们理智的四条原则。 第一条：避免“急躁与偏见”，只接受清晰和独特的思想； 第二条：“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。” 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。,其中第二条被认为是统治了西方世界科学方法达350年之久的最为重要的原则。 切克兰德在系统论的思想与实践中将其称为“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，非线性系统就总是可以化简为线性问题来解决的。,牛顿：“在自然科学里，应该象在

11、数学里一样，在研究困难问题时，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，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可靠的真理方面。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为止。” （牛顿自然哲学著作选212页）,恩格斯：“把自然界分解为各个部分，把自然界的各种过程和事物分成一定的门类，对有机体内部按多种多样的解剖形态进行研究，这是最近四百年来在认识自然界方面获得巨大进展的基础条件。”,然而，“这种做法给我们留下了一

12、种习惯：把自然界的事物和过程孤立起来，撇开广泛的总的联系去进行考察，因此不是把它们看作运动的东西，而是看作静止的东西，不是看作本质上变化着的东西，而是看作永恒不变的东西；不是看作活的东西，而是看作死的东西。” 由此，造成近代前期特有的局限性形而上学的思维方式。,机械论自然观的形成与进化,一、概述 17世纪，由于伽利略、牛顿等人的工作，力学领域发生了天翻地复的变化，取得了极其显著的进步。同时，由于钟表、机械技术的发展及其在社会上的流行，使得人们越来越乐于用力学的或机械论的观念看待一切，甚至把整个宇宙也看成是一只硕大的机械钟。,“这个时代的特征是一个特殊的总观点的形成，这个总观点的中心是自然界绝对

13、不变这样一个见解。”,许多哲学家，如培根、伽利略、笛卡尔等人都试图用物质和运动来解释物理世界。笛卡尔宣称：给他广延和运动，他将造出这个世界。他曾用微粒的圆周运动或涡旋运动来说明太阳、地球和其它行星及彗星的形成，还把这种机械论的解释方式应用于生命物体，甚至把人体也看作是一具机械自动机。哈维对血液循环的机械过程的论证，也助长了这种倾向。 用力学的观点解释客观世界： 动物是机器（笛卡尔） 人是机器（拉美特利） 社会静力学（斯宾塞）,机械论自然观的要点,大约在牛顿的时代，随着经典力学之成功，以及在其它自然科学领域中的发展和机械论哲学的发展，机械论自然观的核心思想基本确立。在初期，这种自然观包括如下要点

14、： 1，物质由原子构成，原子是物质不可再分的最小粒子，所有的物质都是由同一质料的微粒组成，区别只表现在微粒的形状和运动上； 2，古典力学的质量是物质固有的属性，对于一切物体来说，不管在任何情况下，质量是一个固定的、不变的物理量；,3，宇宙空间像是一个空架子，它是绝对静止的绝对空间； 4，时间永远以等速流逝，与物体运动无关绝对时间； 5，机械运动规律是宇宙间一切事物所固有的、唯一的运动规律，这些规律由上帝创造。宇宙像是一部庞大的机器； 6，分析、还原性研究方法是研究自然的主要方法。,机械论自然观的进化,牛顿机械论自然观形成之后，主宰了绝大多数世人的文化观念近200年。在此，期间种自然观也并不是一

15、成不变的，而是随着自然科学本身的变化而变化的，当然这种变化是局部性的，而不是整体性的。,一、意义：机械论自然观是自然观发展中的一次进步，是自然科学发展到一定阶段的必然产物，与当时科学的发现水平相适应，并成为此后相当时间中绝大多数科学家所持的自然观。 机械自然观终究是以物质的原因来解释各种自然现象的，因而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。,机械论自然观的意义与局限：,机械自然观认为用牛顿力学的规律可以解决一切科学问题，一切现象都可用力学来加以解释。随着自然科学的发展，许多领域出现了许多新问题，实际上是力学解释不了的，但为了根据力学去解释，就不得不引入多种多样的“力”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。,特别是机械自然观并不回答诸如运动是如何发生的这样的问题，天体是怎样运动起来的，不同的物质形态是如何转化的，最终就不得不把造物主请回来，这就使得在向神学挑战中诞生的自然科学，在18世纪未能彻底摆脱宗教神