第二讲机械自然观课件资料.ppt

第二讲 近代机械自然观,一、 近代科学的诞生 二、 近代机械论自然观,一、 近代科学的诞生,,（一）背景,文艺复兴运动 地理大发现 宗教改革,1 、文艺复兴运动,,1）概述：,文艺复兴运动时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始于意大利，这场运动是从学习古典文化即古希腊和罗马文化开始的人文主义思想，即对人性的重视，是这场运动的重要核心思想之一 提倡人性，批判神性 提倡人权，鄙薄神权 歌颂世俗，蔑视天堂 崇尚理性，摒弃神启 鼓吹个性解放，反对封建桎梏 主张人要从神的统治下解放出来,2）代表人物：达 芬奇（1452-1519）,画家、雕塑家、工程师、建筑师、物理学家、生物学家、哲学家，而且在每一门学科里都达到登峰造极 科学上的贡献： 1）达 芬奇是从实用方面接近科的； 2）认为观察与实验是科学的独一无二的方法； 3)预见到惯性原理：“凡是感官觉察到的东西都不能自己运动，每一物体在其运动方向上都有一重量”；知道落体的速度随时间而增加； 4)认为天体是一架服从确定的自然法则的机器，自然是有规律的； 5）他鄙视炼金术、占星术2 、地理大发现,1）意大利航海家 哥伦布（Christopher Columbus）：1492年 到达美洲。

2）达 珈玛1498年到达印度； 3）麦哲伦（Magellan）在1522绕地球一周，历时3年 4）地理大发现的意义： A 地球是球形的； B 发现沟通大西洋和太平洋的海峡，证明水 体是连在一起的，确定了占优势的是大 洋，不是大陆 C 与新地贸易的扩展，本国的工商业迅 速发展，欧洲的总财富增加了 D随着财富而来的闲暇时间，使得学问研究 的社会范围极为扩大了,3 、宗教改革,路德的宗教改革 加尔文的宗教改革 对科学发展的影响： 早期新教徒的风气和科学态度相一致 新教提倡用科学达到宗教的目的 主张上帝在开天辟地世界时就决定了世界的一切 当宗教和科学发生抵触时，新教依然站在反科学的一面,（二）哥白尼,1 、背景 ——托勒密的地球中心说体系，与亚里士多德天文学相一致，此体系的弱点是均轮u本轮的繁复性，受到常识和亚里士多德权威的支持； ——15-16世纪，含有毕达哥拉斯成分的新柏拉图主义在意大利复活，他们倾向于把自然事物的行为解释成它们的数学结构的效果，文艺复兴的哲学家聚在柏拉图的旗帜下反对亚里士多德亚里士多德的天文学：,宇宙分为月上区和月下区两个不同的世界，即天上的世界和地上的世界远离地球的星球的材料更加纯粹，它们每日的运行是神所引起的，神包容着它但不占有空间。

中世纪的宇宙：人类居于地球，地球是宇宙中心，置身于上帝的怀抱之中此体系是一等级结构，天上高贵，地下卑贱讽刺亚里士多德的例子：,莫里哀的喜剧《没病找病》片段 Domandatur Causam et rationem quare Opium facit dormire Aquoi responde'o: Quia est in eo Vertus dormitira Cuius est natura Sensus assoupire 监考官：Bene bene bene respondere ()Dignus,dignus est intrare In nostro docto corpo' re,大意是说：,应试者：渊博的博士问我， 是什么原因， 鸦片烟能是人睡着，我的回答是 因为它有睡眠的力， 所以自然有催眠的感觉 监考官：回单的很好！好！好！ 它可以进我们博学的圈子里了2 、哥白尼（1473-1543）及其日心说的提出,文艺复兴以后，科学观点的第一次重大改变，是尼古拉 哥白尼完成的；他是数学家与天文学家,哥白尼的日心说：,1 恒星天层，不动；2 土星，三十年一转； 3 木星，十二年一转；4 火星，两年一转； 5 地球带着月球，一年一转； 6 金星，九月一转；7 水星，八十天； 中心是太阳； 此时，托勒密体系，轮子增加到80多个，极为复杂。

3 、哥白尼日心说的理论基础与遇到的困难,理论基础：依据毕达哥拉斯理论，行星怎样运动才能产生最简单而和谐的天体几何学； 遇到的困难：1）对亚里士多德理论进一步推翻； 2）自然观的局限:圆轨道的完美运动观念的限制； 3）理论精度； 4)与宗教教义的矛盾;,4 、哥白尼革命的哲学意义：,1）暗含对世界有一个中心的否定，地球只是众行星之一； 2）打破了自然界有机论； 3）取消了天与地的差别，适用于天的运动规律也是用于人类； 4）新的宇宙论认为不存在质的自然差异，差异仅表现为量和几何结构的差异三) 吉尔伯特（1540-1603）和 开普勒（1571-1630）,,1 、吉尔伯特：,——伊丽莎白女王的御医，王室奖以年金，使他用于实验研究； ——1600年出版《论磁》一书； ——此书中提出吸引力理论：吸引力遍及整个自然，任何一物体都将这吸引力施与所有其他物体； ——哲学上的意义：标志着关于自然的一般理论发展的新阶段；,2 、开普勒,毕达哥拉斯主义者； 追求的是造物主心中的数学的和谐；,开普勒在自然观上的功绩：,1）惯性思想：无论在什么地方，只要一旦静止，所有的物体凭本性都要趋于保持这种静止，抛弃了天然运动的观念； 2）吸引力思想：每当一个物体靠近另一物体，它的静止就被一个相互作用力破坏了这种力趋向于把每一物体拉向它的附近；,3）机械论代替活力论：,认为物理学中“灵魂”这个词应当用力来代替，或者说自身是数量性的节些能产生量变的概念，应该取代活力能引起质变的概念。

四）伽利略（1564-1641）,近代科学之父,1 、伽利略的贡献：,1）建立物理科学的真正方法：把试验方法和归纳方法与数学演绎方法结合起来； 2）伽利略的主要的和最具独创性的工作是为动力学奠定了基础；他证明地球各部分在“局部运动”中也是按数学方式运动的； 3）他问的不是亚里士多德的问题“为什么降落”，而是“怎样降落？”，即从宇宙论问题转到了近代科学问题上,2 、伽利略的自然观：,1）自然的真理存在于数学的事实之中； “自然就是用数学语言写成的一本书” 2）真实的和可理解的是那些可测量并且是定量的东西； 3）颜色、气味、声音等是第二性的、衍生的，并依附于纯量的世界五）牛顿（1642-1727）对近代科学的贡献,牛顿：超一流的科学家 研究范围：力学、光学、 数学、化学和神学； 牛顿的工作是科学史上的 第一次大综合英国诗人波普（Alexander Pope，1688～1744）赞美牛顿：,Nature and nature‘s law Lay hid in night; God said, Let Newton be! And all was light.,牛顿的墓志铭：,这儿安睡着伊萨克·牛顿爵士。

他以超乎常人的智力，用他所发明的数学方式，第一次证明了行星的运动和图像，彗星的轨道和大海的潮汐；他研究了各种不同的光线，以及由此所产生的颜色的性质，而这些都是别人连想都没想到的；对于自然、历史和圣经，他是一个勤奋、敏锐而忠实的铨释者他用他的哲学证明了上帝的威严；他渡过了新教徒式的简朴的一生所有活着的人都为有他这样一位伟人而感到幸福1 、牛顿的贡献：,1）1686年底《自然哲学的数学原理》出版； 2）彗星沿抛物线轨道运动，地球的潮汐现象； 3）万有引力定律，力学体系； 4）确定了质量、动量、惯性和力等基本概念，以及绝对时间和绝对空间； ）提出的运动定律和万有引力定律是力学的基础，也是机械论自然观的基础2 、牛顿工作的自然观含义：,1）证明地上的力学也是能应用于星球； 2）从自然科学的大厦中排除掉不必要的成见3 、牛顿体系中存在的问题：,绝对时间与绝对空间的观念，“神是永久存在，而且是无所不在的，由于永久存在及无所不在，他就成为时与空二、 近代机械论自然观,,（一）哲学背景：弗朗西斯 培根与笛卡尔,1）弗朗西斯 培根（Francis Bacon ，1561—1626） ： ——英国经验主义的 代表人物； ——大法官； ——提倡获得知识的实验 的、定性的和归纳的方法。

2）笛卡尔（1596-1650）,大陆理性主义的 代表人物； 法国数学家、自然 科学家和哲学家； 强调演绎法可得到 可靠的科学知识,笛卡尔的心物二元论：,笛卡尔把人看作是与机械相类似的，灵魂（有理性的灵魂）与它所居住而控制的类似机械的肉体完全不同提出了灵魂与肉体，心与物的二元说同时在研究宇宙论时，把精神世界与物质世界对立起来思想与物质是同样实在的，——“我思故我在”构成其哲学的第一原则宇宙是物质的，并用机械的漩涡来解释天体运动问题二）机械自然观的要点：,1 、宇宙象空架子，绝对静止——绝对空间； 2 、时间永久以等速流逝，与物体运动无关； 3 、机械运动是唯一的运动规律，宇宙是一架大机器，提出“动物是机器”的论断； 4 、分析、分解的方法是研究自然的主要方法机械自然观与古希腊自然观的比较：,机械自然观： 自然是一架机器 这架机器的运动和规律是由外在的理智强加给它的； 自然界的秩序是理智的表现； 这理智是非凡的创造者和统治者；,古希腊自然观： 自然是一个有机体； 自然的运动是自身的运动，是自我运动； 自然界的秩序是理智的表现； 这理智是自然本身的理智；,（三) 机械自然观的意义与局限,1 、意义：自然科学发展到一定阶段的产物，与当时科学的发现水平相适应。

机械自然观成为此后相当长时间中绝大多数科学家所持有的观点； 2 、局限：静止片面孤立 绝对，最终回归神学的上帝——最后因。