现代科技概论（第三部分 ） ：近代科学技术的产生与发展1讲解内容：1、近代自然科学的产生与发展 2、近代两次工业技术革命2近代科学技术的产生和发展历史分期： 515世纪欧洲中世纪； 1518世纪自然科学在欧洲大力发展的世纪；1、近代自然科学在欧洲发展的两个历史前提：A、社会历史动因资本主义生产方式的出现和地理大发现 ； B、文化前提和思想基础文艺复兴和宗教改革运动3资本主义生产方式的出现和地理大 发现 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。1516世纪，纺织、酿酒、 玻璃制造、金属加工等行业部门逐渐形成。资本主义生产方式的兴 起，一方面迫切需要先 进的科学技术作依托， 另一方面，又为科学技 术的发展提供研究课题 、资料和必要的物质手 段。近代科学技术就是 在资本主义创业过程中 发展起来的。4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，航海 探险推动了科学技术的发展。首先，它证明地球是球形的 ，又发现了新大陆，加深了人们对地球的认识。同时，它 推动了天文学、大地测量学、数学和力学的发展。推动了 造船技术等的进步。航海探险开拓了欧洲人的视野，向人 们展示了一种开拓进取精神。 远洋探险的代表国家：葡萄牙，西班牙 代表人物：迪亚士、达伽马，哥伦布，麦哲伦5 欧洲自然科学产生的文化前提和思想基础：资本主义走向历史舞台，却受到封建制度和宗教力量的 束缚，资产阶级要想获得政治上的统治权，必须打败封 建势力和宗教势力。1、文艺复兴2、宗教改革运动61、文艺复兴：1416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。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7 文艺复兴以复兴古典文化为口号，发掘、光大古希腊文 化，树立起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。文艺复兴增进了人对 自然观察的兴趣，通过对自然的研究，科学研究开始走 向重视实验的道路。这时候，人们的思想空前活跃，艺 术创造空前繁荣，使得久已压抑的人性和主体理性得到 空前拓展。出现了文艺复兴时期美术三杰：拉斐尔、米 开朗基罗、达芬奇；以及三大作家：莎士比亚、塞万提 斯、但丁。同时，文艺复兴促进了技术与知识的集合 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”（ Artist-scientist）的诞生“Renaissance Men（ Leonardo达芬奇）。8但丁最先主张人有自由意志，他说“自由的第一原则是意志的自由，意 志的自由就是意志的自由判断，”但丁从自由意志的存在推出人应思想自由 和行动自由。薄加丘在中表达了平等的愿望:“人类的骨肉都是用同样的 物质构成的，我们的灵魂都是天主赐给的，具备着同等的机能和一样的效 用，我们人类天生是一律平等的”。莎士比亚在名剧中说出了“国王就跟我一样，也是一个 人罢了，”表达了平等和民主的观念。针对教会要求人们献身于天主、追求 来世的教义。彼特拉克宣称:“我自己是个凡人，我只要求凡人的幸福，”这句话成了 人文主义的名言。拉伯雷在其所著中描绘的新人应该过的生活方式，已具有 现代人的某些特征。基督教的修道院规定修士要禁欲，贫穷自安，遵守教 规，拉伯雷主张“男女修士可以光明正大地结婚，人人都可以拥有钱财，自 由自在地生活，”拉伯雷给他们确立的原则是:“他们的规则只有一条，想做 什么就做什么”。这条规则欲使每个人都能得到自由发展，现代个人主义的 观点在此得到充分的表达。9达芬奇科学技术研究手稿102、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，追求 自由与平等，动摇了封建教会和宗教神学。为近 代自然科学的产生逐渐铺平道路 中国的印刷术为新 教的思想宣传奠定技术基础。11启蒙运动 继文艺复兴之后，17、18世纪在但是封建 制度最为顽固的法国兴起了启蒙运动，启 蒙运动是继文艺复兴后，在欧洲历史上出 现的第二次伟大的思想解放运动。启蒙， 就是启迪和开导人们的反封建意识，给尚 处在黑暗中的人们带来光明与希望，反对 蒙昧主义、专制主义和宗教迷信，打破旧 的传统观念，传播新思想，新观念，强调 理性和自由民主。12近代自然科学产生（第一次科学革 命）事件： 1、天文学革命 2、医学革命 近代自然科学产生的标志： A. 哥白尼天体运行论的发表与“太阳中心说”的创立；人物：哥白尼伽利略布鲁诺 B. 血液循环理论的建立；人物：维萨留斯塞尔维特哈维131543年5月24日，已经双目失明的哥白尼抚 摸着刚刚出版的天体运行论说：“我终于 推动了地球。” 哥白尼 Mikolaj Kopernik （ 1473.2.19 1543.5,24 ） 14“太阳中心说”的创立天体运行论标志系统的太阳中心说的形成。其基本观点是：太阳是 宇宙的中心，行星都围绕太阳运转；地球是运动的，是围绕太阳运转的 一颗普通行星，地球本身也在自转；月亮是地球的卫星，绕地球一周为 一个月，地球带着月亮绕太阳运行；行星在太阳系中的排序以及运转周 期，由近至远，分别为水星、金星、地球和月球、火星、木星、土星。 中心是太阳。1、描绘了太阳系的真实结构，正确说明了一些天象； 2、结束了长达1000年之久的地心说和日心说之争，使得天文学建立在科学 的基础之上； 3、它是自然科学向宗教神学的挑战，自然科学从此从神学的禁锢中解放出 来。15布鲁诺和伽利略对于“太阳中心说”的发 展1、1584年，布鲁诺出版了论无限性、宇宙及世界， 发展了“太阳中心说”，提出了太阳系和宇宙无限性的思 想； 2、1632年，伽利略出版了关于托勒密和哥白尼两大世 界体系的对话（简称对话），支持哥白尼的思想 。 16血液循环理论的发现1、比利时医生维萨留斯1543年发表了人体的结构，批 判了盖伦医学体系； 2、西班牙医生塞尔维特批判了盖伦的“三灵气” 说并提 出了人体“血液小循环”理论； 3、英国医生哈维，提出了人体血液大循环理论。1628年， 哈维出版动物的心血运动及解剖学研究，阐明了血 液大循环理论。从而奠定了生物学发展的基础，使生理 学成为一门学科。他本人也被誉为“近代生理学之父” 。17近代自然科学最辉煌的成就： 经典力学体系的建立力学体系为什么首先建立？1资本主义发展的需要。开矿、建筑、机械制造、航海 等，需要力学的发展； 2受到天文学发展的影响。是什么力量使得运转中的行 星既不飞离，也不相撞？ 3力学比较简单和直观。181、伽利略（“近代科学之父”）对经典力学的贡献： 进行了著名的斜面实验并发现了； （1）发现了自由落体定律； （2）发现惯性定律； （3）发展了抛物体运动轨迹理论，论证了炮身倾斜角在45度射程最远。ABCDS1/2gt2自由落体定律F=0,惯性定律抛物定律伽利略伽利雷 (Galileo Galilei，1564-1642 ）192开普勒(J Kepler, 15711630）继承第古布拉赫对天体之间作用 力的研究：发现了行星运动三定律；约翰尼斯开普勒(Johannes Kepler)公元1571年公元1630年 开普勒的三定律是天文学的又一次革命，它彻底 摧毁了托勒密繁杂的本轮宇宙体系，完善和简化 了哥白尼的日心宇宙体系。也正因如此，开普勒 被人们称为“太空律师”。203、荷兰物理学家惠更斯：“物体保持圆周运动需要一种向 心力”； 4、英国物理学家虎克：“天体离运转离引力中心越近、引 力越大” 5、英国物理学家牛顿：万有引力定律FGm1 m2 /r2 . 1687年，牛顿（I Newton，16421727）出版了自然哲学的数学 原理，第一次把地面力学（运动三定律）和天体力学（万有引力 定律）统一起来，建立其经典力学体系，完成了近代自然科学史上 的第一次大综合。F=0 ； Fma ； F =-F； FGM1 M2 /R2 （天体力学诞生）21艾萨克牛顿，Isaac newton (1642年1月4日1727年3月20日) 牛顿发现万有引力定律的特殊意义：（1）把其它科学家以前以为只是局限在天体之间的引力作用推广到宇 宙中一切具有质量的物体之间； （2）从理论上精确计算出这种引力的大小； （3）证明了任何两个物体之间的万有引力都可以看作集中于物体的质 点上； （4）从万有引力定律可以推出行星运动三定律。运用他的运动定律和万有引力定律对极其广泛的自然现象，从天体 运行、潮汐涨落到物体坠地，做出统一解释，成为科学史上伟大的成就之 一。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。22近代自然科学特征及思维模式1分科研究 在牛顿力学体系建立之后，物理学研究出现 了纵向分化，出现了声光电磁热等专门的学科。 2实证科学（实验科学）近代自然科学开始建立在实验 的基础上，不是自然哲学的那种直观思辨。 3自然科学与数学（演绎）的紧密结合 实现数学与实验 的结合。 4形而上学的自然科学为了获取科学事实，进行归纳， 并进行定量的数学分析，必须先对自然现象分门别类，暂 时割断其内在联系，静止下来研究。 5机械论和还原论的自然科学严格遵循因果决定论，用 机械运动和“力”解释一切自然现象甚至社会现象；同时把 复杂问题简单化，科学研究通过研究部分而认识整体，后 来被系统论代替。23近代科学方法1、培根的经验归纳法；2、笛卡儿的数学演绎法； （培根）3、伽利略的数学和实验相结合的方法 ；24培根的经验归纳法 弗兰西斯培根（Francis Bacon,1561-1626）培根认为当时科学落后的原因主要有二： （1）人们轻视经验，轻视实验，鄙视工匠传统和职业； （2）学校教育反科学，学生只读经典作品而反对一切科 学创见。培根提出“四假相说”。支持科学观察和实验，倡导把学者 传统与工匠传统结合起来，推进经验和理性的结合。经验归纳法：科学知识是经过证明了的知识，理论的基础 、原始的概念和命题是依靠经验得出来的，从经验上升 到理论是一个逐步上升的过程： 放弃所有先入为主 的概念而重新开始； 暂时不要企图上升到一般的结 论（反对亚里士多德的归纳法，提出自己的科学归纳法 ）。25 培根归纳法的程序：具体事例普遍性最低 的理论普遍性最高的理论最一般的理 论。 Bacon：严格运用这种“唯一的科学归纳法”， 就可以让科学家避免犯错误，并顺利获得科学 真理。归纳法一般原理科学命题事物的相互联系经验观察与科学实验26 罗素尊称培根为“给科学研究程序进行逻辑组织 化的先驱” 马克思：“英国唯物主义和整个现代实验科学的 真正始祖”； 但是，培根本人并不是一位科学家，几乎没有 进行过任何科学实验，也没有获得任何科学成 果。他对科学主要的贡献在于提倡科学并推动 科学方法的发展。27培根的科技乐观主义 弗朗西斯培根提出了“知识就是力量”，培根的新大西岛描 述了科学技术主宰一切的理想社会，突出特征是科学技术在社会生 活中起着巨大作用，通过科技对自然的探索、支配，推动社会的进 步。在新大西岛中，培根通过对本色列岛上的科研机构“所罗 门宫”的述说，向人们展示了有组织的科学研究对科技进步乃至社 会发展的巨大促进作用。 “所罗门宫”是大西岛国开国国王所罗门那按上帝的旨意创建的一 个机构。这个机构“是专门为研究上帝创造的自然和人类而建立的 ”。其“目