1、第一次技术革命近代前期科学技术产生的历史背景本章主要内容本章主要内容近代前期科学技术的主要成就第五章第五章 近代前期自然科学的产生与第一次技术革命近代前期自然科学的产生与第一次技术革命第一次技术革命的主要成就近代前期科学技术产生的历史背景本章重点本章重点近代前期科学技术的主要成就第五章第五章 近代前期自然科学的产生与第一次技术革命近代前期自然科学的产生与第一次技术革命自然科技的近代自然科技的近代所谓近代，大约从公元所谓近代，大约从公元1515世纪下半叶世纪下半叶1919世纪世纪末、末、2020世纪初，又可分为前、后两个时期。世纪初，又可分为前、后两个时期。前期约从公元前期约从公元1515世纪下
2、半叶世纪下半叶1818世纪中叶；世纪中叶；后期约从后期约从1818世纪中叶世纪中叶1919世纪末世纪末2020世纪初。世纪初。第一节第一节 近代前期自然科学的产生近代前期自然科学的产生一、近代前期科学技术产生的历史背景一、近代前期科学技术产生的历史背景二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战 三、血液循环的发现及其对宗教的冲击三、血液循环的发现及其对宗教的冲击四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成 五、数学的发展五、数学的发展0101020203030404自然科学开始从宗教神学的禁锢中解放出来，并建立在实验基础之上，形成了以牛顿为中心的科学体系完成了第一
3、次技术革命在方法论上形成了较为完整、系统的归纳法和演绎法在自然观上形而上学唯物主义占有重要地位，产生深远影响近代前期科学技术发展的主要特点一、近代前期科学技术产生的一、近代前期科学技术产生的历史背景历史背景1资本主义生产方式的兴起和基督教的衰落资本主义生产方式的兴起和基督教的衰落中世纪之后，科学以意想不到的神奇速度一下发展起来，其首要原因中世纪之后，科学以意想不到的神奇速度一下发展起来，其首要原因应归功于资本主义兴起。应归功于资本主义兴起。公元1414世纪0101资本主义生产方式首先在意大利兴起，然后波及英、法等国受意大利影响，西欧一些国家的资本主义生产方式也逐渐形成公元15151616世纪0
4、202一、近代前期科学技术产生的一、近代前期科学技术产生的历史背景历史背景1资本主义生产方式的兴起和基督教的衰落资本主义生产方式的兴起和基督教的衰落中世纪之后，科学以意想不到的神奇速度一下发展起来，其首要中世纪之后，科学以意想不到的神奇速度一下发展起来，其首要原因应归功于资本主义兴起。原因应归功于资本主义兴起。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发展提供了研究课题、资料和必要的托，另一方面又为科学技术发展提供了研究课题、资料和必要的物质手段。物质手段。一、近代前期科学技术产生的一、近代前期科学技
5、术产生的历史背景历史背景1资本主义生产方式的兴起和基督教的衰落资本主义生产方式的兴起和基督教的衰落“清教清教”运动产生了许多新教派，他们拥有共同的价值核心运动产生了许多新教派，他们拥有共同的价值核心对“善行”的看法改变“知识按其有用性来评价”的原则，无疑会把科学的价值大大提高“颂扬上帝”内涵的改变“公益服务是对上帝的最伟大服务”，把研究自然现象看做是从上帝的作品中研究上帝01010202一、近代前期科学技术产生的一、近代前期科学技术产生的历史背景历史背景1资本主义生产方式的兴起和基督教的衰落资本主义生产方式的兴起和基督教的衰落新教徒观念的变化促使他们对阻碍科学发展的阻碍进行批评新教徒观念的变化
6、促使他们对阻碍科学发展的阻碍进行批评或反对或反对为科学发展做出了具体贡献，对近代科学的贡献不可磨灭为科学发展做出了具体贡献，对近代科学的贡献不可磨灭一、近代前期科学技术产生的历史背景一、近代前期科学技术产生的历史背景2航海探险航海探险（地理大发现）随着资本主义的发展，需要充足的原料、资金、劳动力随着资本主义的发展，需要充足的原料、资金、劳动力和市场，急需打开通往外界的通道，于是一些冒险家先和市场，急需打开通往外界的通道，于是一些冒险家先后组织船队进行航海探险。后组织船队进行航海探险。最先组织大规模航海探险的国家是最先组织大规模航海探险的国家是葡萄牙葡萄牙和和西班牙西班牙。他。他们早就利用航海到
7、非洲掠夺黑奴，寻找黄金和象牙。们早就利用航海到非洲掠夺黑奴，寻找黄金和象牙。14871487年14921492年14971497年15171517年葡萄牙人巴尔托洛梅乌.迪亚士率船队抵达“好望角”意大利人克里斯托弗.哥伦布率船队抵达巴哈马群岛葡萄牙贵族达.伽马在阿拉伯人的帮助下到达印度葡萄牙人费迪南德.麦哲伦的船队在西班牙国王的资助下完成了第一次环球航行一、近代前期科学技术产生的历史背景一、近代前期科学技术产生的历史背景2航海探险航海探险 航海探险直接或间接地推动了科学技术的发展。航海探险直接或间接地推动了科学技术的发展。首先首先，它证明了大地是球形，又发现了新大陆，这就加深，它证明了大地是球
8、形，又发现了新大陆，这就加深了人们对地球的认识；了人们对地球的认识；同时同时，它也推动了天文学、大地测，它也推动了天文学、大地测量学、数学和力学的发展。量学、数学和力学的发展。航海探险开阔了欧洲人的眼界，使他们从狭小的欧洲走向航海探险开阔了欧洲人的眼界，使他们从狭小的欧洲走向广阔的亚、非、美，所见所闻丰富了他们的头脑和思想。广阔的亚、非、美，所见所闻丰富了他们的头脑和思想。一、近代前期科学技术产生的历史背景一、近代前期科学技术产生的历史背景3文艺复兴文艺复兴 文艺复兴发生在公元文艺复兴发生在公元14141616世纪，它是资产阶级在世纪，它是资产阶级在意识形态领域发动的一场反封建、反宗教的文化意
9、识形态领域发动的一场反封建、反宗教的文化运动，争取政治上的统治权运动，争取政治上的统治权 。文艺复兴首先在意大利出现，后来遍及欧洲各国文艺复兴首先在意大利出现，后来遍及欧洲各国。Renaissance原意指原意指“希腊、罗马古典希腊、罗马古典文化的再生文化的再生”，泛指古希，泛指古希腊、古罗马学术与思想的腊、古罗马学术与思想的再度弘扬再度弘扬naissance（naiturenaiture）生生Re再再文艺复兴（Renaissance）含义 从地理上讲外部环境01010202著名的商业港口威尼斯和热那亚造就了当地的经济繁荣，形成了新兴的上流阶层，增进了人们思想和知识的交流1453年土耳其人攻入
10、东罗马帝国，使一批希腊学者带着大批古希腊典籍逃至意大利北部，对这些典籍的学习成了那个时代人们的时尚和需求意大利北部成为文艺复兴发源地的原因一、近代前期科学技术产生的历史背景一、近代前期科学技术产生的历史背景0 01 10 02 20 03 30 04 4提倡“以人为中心”，充分肯定人的价值，认为人是现实生活的创造者和享受者，赞扬人的智慧和才能反对“以神为中心”、贬低认得作用的旧观念批判了宗教宣扬的来世思想和禁欲主义鼓吹人性、个性解放和个人自由文艺复兴的核心思想一、近代前期科学技术产生的历史背景一、近代前期科学技术产生的历史背景3文艺复兴文艺复兴 文艺复兴的基本内容可以概括为：提倡人权，反对神权
11、；文艺复兴的基本内容可以概括为：提倡人权，反对神权；提倡人性，反对神性；歌颂世俗，蔑视天堂；推崇理性，提倡人性，反对神性；歌颂世俗，蔑视天堂；推崇理性，反对神启。可见，文艺复兴具有明显的反对神启。可见，文艺复兴具有明显的反封建、反宗教反封建、反宗教的的倾向性，是一场思想解放运动。倾向性，是一场思想解放运动。文艺复兴的主要代表人物有但丁、薄伽丘、达文艺复兴的主要代表人物有但丁、薄伽丘、达芬奇、塞芬奇、塞万提斯、莎士比亚、哥白尼等人。万提斯、莎士比亚、哥白尼等人。但丁.阿利格里中世纪末最伟大的诗人他的代表作品神曲分为“地狱”、“炼狱”和“天堂”三篇，原本是思念其童年女友碧亚特丽而作，好发展成为政治
12、诗，激烈抨击了教会。薄伽丘中世纪末意大利杰出小说家他的代表作品十日谈被视为神曲的姐妹篇，以佛罗伦萨的瘟疫为背景，抒发了反封建、反宗教、争民主的情怀。达.芬奇思想家、哲学家、艺术家、科学家、工程师1）反对封建暴政和侵略战争，反对天主教会的统治，把天主教会看做“贩卖欺骗的店铺”；2）把经院哲学的论点成为诡辩；3）主张向大自然请教，重视经验和实验塞万提斯西班牙没落贵族的小说家代表作堂.吉诃德详细描绘了当时西班牙社会生活，是欧洲历史最早的优秀现实主义作品之一。其一生站在人民方面，主持正义，反对教会通知莎士比亚英国剧坛的“巨人”其作品都反映封建社会向资本主义社会过渡的历史现实，宣扬了新兴资产阶级的人道主
13、义思想和个性论观点波提切利文艺复兴时期的代表人物维纳斯的诞生是最能体现他绘画风格的作品，体现了那个时代人们对中世界禁欲主义的抗争和追求现世幸福的愿望拉斐尔意大利画家他的一系列圣母画像，都已母性的温情和青春健美而体现了人文主义思想。最著名的是带金莺的圣母、草地上的圣母和花园中的圣母米开朗基罗文艺复兴时期的巨匠之一伟大的绘画家、雕塑家和建筑师，文艺复兴时期雕塑艺术最高峰代表。他的创作以现实主义的手法和浪漫主义的幻想，表现当时市民阶级的爱国主义和为自由而斗争的精神面貌，体现了很强的人文主义色彩一、近代前期科学技术产生的历史背景一、近代前期科学技术产生的历史背景3文艺复兴文艺复兴 文艺复兴为资产阶级争
14、取政治权利作舆论准备的同时，也文艺复兴为资产阶级争取政治权利作舆论准备的同时，也为科学技术的发展起到了鸣锣开道的作用。为科学技术的发展起到了鸣锣开道的作用。文艺复兴冲破了宗教设下的种种禁锢，拉开了科学技术发文艺复兴冲破了宗教设下的种种禁锢，拉开了科学技术发的序幕。的序幕。一、近代前期科学技术产生的历史背景一、近代前期科学技术产生的历史背景4中国文化的影响中国文化的影响 马可波罗游记极大地刺激了欧洲人要改变现状的信心和决心；中国哲学对西方的重要影响四大发明的影响中国的四大发明变成科学复兴的手段，变成精神发展创造必要前提的最强大杠杆，使希腊文学的输入和传播、海上探险以及资产阶级宗教改革真正成为可能
15、中国的著作及中国的思想道德对西方产生的影响一、近代前期科学技术产生的历史背景一、近代前期科学技术产生的历史背景4中国文化的影响中国文化的影响 中国文化是近代科学诞生的重要源头，也是一个必不可少中国文化是近代科学诞生的重要源头，也是一个必不可少的条件的条件二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战资本主义生产方式的兴起、航海和地理大发现以及文艺资本主义生产方式的兴起、航海和地理大发现以及文艺复兴运动虽然为科学技术的发展创造了有利条件，但并复兴运动虽然为科学技术的发展创造了有利条件，但并没有铺平科学技术发展的道路，尤其是自然科学，为了没有铺平科学技术发展的道路，尤其是
16、自然科学，为了生存和发展必须同宗教神学的禁锢开展针锋相对的斗争生存和发展必须同宗教神学的禁锢开展针锋相对的斗争。二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战1哥白尼的生平及学说哥白尼的生平及学说 哥白尼哥白尼(NicolausNicolaus Copernicus Copernicus，14731473一一1543)1543)1506151215061512期间，用了期间，用了6 6年时间写下了代表作年时间写下了代表作天体天体运行论运行论，创立了近代天文学。，创立了近代天文学。成书后又用了成书后又用了3030年的时间进行修改，书中所有年的时间进行修改，书中所有272
17、7个例子个例子，2525个是他自己观察所得。个是他自己观察所得。天体运行论天体运行论标志系统的太阳中心说的形成。标志系统的太阳中心说的形成。二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战天体运行论天体运行论 第一卷是宇观概论，介绍日心说的基本观点，论证地球第一卷是宇观概论，介绍日心说的基本观点，论证地球是太阳的一个行星，解释春夏秋冬四季循环的原因等；是太阳的一个行星，解释春夏秋冬四季循环的原因等；第二卷是应用球面三角解释天体在地球上的自转；第二卷是应用球面三角解释天体在地球上的自转；第三卷是讲太阳运动的计算方法；第三卷是讲太阳运动的计算方法；第四卷是讲月亮运动；第四卷
18、是讲月亮运动；第五、六卷是讲行星的运动，推算星历表，预告星位。第五、六卷是讲行星的运动，推算星历表，预告星位。二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战太阳中心说的基本观点太阳中心说的基本观点：1)1)太阳是宇宙的中心太阳是宇宙的中心:行星都绕太阳运转，地球是围绕太行星都绕太阳运转，地球是围绕太阳运转的一颗普通行星，本身在自转着；阳运转的一颗普通行星，本身在自转着；2)2)月球是地球月球是地球的卫星的卫星:地球带着月球绕日运行地球带着月球绕日运行;3)3)行星在太阳系中的排行星在太阳系中的排列次序是列次序是:土、木、火、地、金、水，它们的绕日周期分土、木、火、地、
19、金、水，它们的绕日周期分别为别为 30 30 年、年、12 12 年、年、2 2 年、年、1 1 年、年、9 9 个月、个月、80 80 天天（后来精确测量为（后来精确测量为 88 88 天）；天）；4)4)处于行星中心的是太阳处于行星中心的是太阳。二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战哥白尼太阳中心说创立的重要意义哥白尼太阳中心说创立的重要意义：1)1)大体描述了太阳系的真实结构，正确说明了一些天象；2)2)天文学史上的一项重要突破，它是在与达.芬奇等人对古代毕达哥拉斯等人的太阳是宇宙中心的猜测进行探讨改进的基础上通过亲自观测形成的；3)3)自然科学向宗教神
20、学的一次挑战，使自然科学从宗教神学的禁锢中解放出来；二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战2布鲁诺和伽利略布鲁诺和伽利略对哥白尼太阳中心说的捍卫和发展对哥白尼太阳中心说的捍卫和发展(1)布鲁诺布鲁诺的捍卫和发展。的捍卫和发展。他是哥白尼太阳中心说的忠实捍卫者和发展者，在近代科他是哥白尼太阳中心说的忠实捍卫者和发展者，在近代科学史上是向宗教神学斗争的勇士。学史上是向宗教神学斗争的勇士。15841584年，他在英国出版了年，他在英国出版了论无限性、宇宙和诸世界论无限性、宇宙和诸世界，宣传并发挥了哥白尼的太阳中心说，提出了多太阳系和宇宣传并发挥了哥白尼的太阳中心说，
21、提出了多太阳系和宇宙无限性思想。宙无限性思想。在哲学上，他认为最好的哲学是在哲学上，他认为最好的哲学是“最符合于自然的真理最符合于自然的真理”。论无限性、宇论无限性、宇宙和诸世界宙和诸世界宇宙是无限大的，太阳并不是宇宙的中心，而是千万颗恒星之一，不仅太阳有行星，其他恒星也有行星，甚至也可以有居住的行星01010202宇宙有统一的法则，但无中心宇宙是物质的0303二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战2布鲁诺和伽利略布鲁诺和伽利略对哥白尼太阳中心说的捍卫和发展对哥白尼太阳中心说的捍卫和发展(2)伽利略伽利略的捍卫和发展。的捍卫和发展。16091609年，他用自制
22、的、可放大年，他用自制的、可放大3030倍的望远镜观察天空时发现：太阳有倍的望远镜观察天空时发现：太阳有黑子；月亮有山谷；木星犹如一个小太阳系，有黑子；月亮有山谷；木星犹如一个小太阳系，有4 4颗卫星；还证实了颗卫星；还证实了哥白尼所说的金星有盈亏。哥白尼所说的金星有盈亏。这些都直接或间接地证明了哥白尼太阳这些都直接或间接地证明了哥白尼太阳中心说的正确性，打击了宗教所支持的旧宇宙观中心说的正确性，打击了宗教所支持的旧宇宙观16321632年，他出版了年，他出版了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话，分，分析了托勒密体系的不合理性，论证了哥白尼体系的合理性，支
23、持哥白析了托勒密体系的不合理性，论证了哥白尼体系的合理性，支持哥白尼太阳中心说的立场。尼太阳中心说的立场。二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战二、哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战2布鲁诺和伽利略布鲁诺和伽利略对哥白尼太阳中心说的捍卫和发展对哥白尼太阳中心说的捍卫和发展(2)伽利略伽利略的捍卫和发展。的捍卫和发展。罗马教廷以欺骗教廷罪将伽利略判以终身监禁。罗马教廷以欺骗教廷罪将伽利略判以终身监禁。罗马教廷给伽利略的定罪抹杀不了伽利略对天文学的贡献罗马教廷给伽利略的定罪抹杀不了伽利略对天文学的贡献。19791979年，罗马教廷在世界舆论的压力下，由杨振宁、丁年，罗马教廷在世界舆论的压力下，由杨振宁
24、、丁肇中等科学家参加的审查委员会重审伽利略一案，罗马教肇中等科学家参加的审查委员会重审伽利略一案，罗马教廷承认了三百多年前对伽利略的审讯是不公平的。廷承认了三百多年前对伽利略的审讯是不公平的。三、血液循环的发现及其对宗教的冲击三、血液循环的发现及其对宗教的冲击1维萨留斯对解剖学的新贡献维萨留斯对解剖学的新贡献 维萨留斯坚持亲自主刀解剖，按系统叙述了人体结构；同时，维萨留斯坚持亲自主刀解剖，按系统叙述了人体结构；同时，用事实批驳了宗教宣扬的在人体内存在用事实批驳了宗教宣扬的在人体内存在“复活骨复活骨”以及男人的以及男人的肋骨比女人少一根的胡说。肋骨比女人少一根的胡说。人体内根本不存在什么永不毁坏
25、的人体内根本不存在什么永不毁坏的“复活骨复活骨”，男人和女人的，男人和女人的肋骨数是相同的，都是肋骨数是相同的，都是2424根；在解剖基础上维萨留斯于根；在解剖基础上维萨留斯于15431543年年出版了出版了人体的构造人体的构造一书，奠定了医学的基础。一书，奠定了医学的基础。通过解剖，纠正了概论医学中的二百多处错误。通过解剖，纠正了概论医学中的二百多处错误。三、血液循环的发现及其对宗教的冲击三、血液循环的发现及其对宗教的冲击2塞尔维特发现血液小循环塞尔维特发现血液小循环 塞尔维特塞尔维特(15111553)(15111553)是西班牙医生，是维萨留斯的同学是西班牙医生，是维萨留斯的同学。通过对
26、人体解剖生理学的研究，发现了血液小循环。通过对人体解剖生理学的研究，发现了血液小循环(心肺心肺循环循环)。15531553年，他出版了年，他出版了基督教的复兴基督教的复兴一书，其中用一书，其中用6 6页左右页左右的篇幅描述了血液小循环的情景。的篇幅描述了血液小循环的情景。三、血液循环的发现及其对宗教的冲击三、血液循环的发现及其对宗教的冲击2塞尔维特发现血液小循环塞尔维特发现血液小循环 塞尔维特坚持人体解剖，违背了宗教的教义，又批判权威塞尔维特坚持人体解剖，违背了宗教的教义，又批判权威，参与宗教纷争，亵渎圣经，因而遭到了新旧二教的，参与宗教纷争，亵渎圣经，因而遭到了新旧二教的反对。被教廷判以火刑
27、。反对。被教廷判以火刑。三、血液循环的发现及其对宗教的冲击三、血液循环的发现及其对宗教的冲击3哈维确立血液循环理论哈维确立血液循环理论 哈维哈维(15781657)(15781657)是英国生理学家，解剖过七十多是英国生理学家，解剖过七十多种动物，观察其心脏搏动，发现心脏每分钟大约跳种动物，观察其心脏搏动，发现心脏每分钟大约跳动动7272次，次，1 1小时，心脏排出的血量为相当于人体重量小时，心脏排出的血量为相当于人体重量的的1.51.5倍。倍。哈维意识到可能是血液在全身沿着一条闭合路线作哈维意识到可能是血液在全身沿着一条闭合路线作循环运动。循环运动。三、血液循环的发现及其对宗教的冲击三、血液
28、循环的发现及其对宗教的冲击3哈维确立血液循环理论哈维确立血液循环理论 哈维意识到：哈维意识到：血液从右心室输出的静脉血经过肺部变为血液从右心室输出的静脉血经过肺部变为动脉血，然后通过左心耳进入左心室；从左心室搏出的动脉血，然后通过左心耳进入左心室；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。动脉血，沿动脉到达全身，然后再沿静脉回到心脏。他还预言他还预言：在动脉和静脉的末端必定有一种微小的通道：在动脉和静脉的末端必定有一种微小的通道(毛细血管毛细血管)把二者联结起来，这就是血液大循环。把二者联结起来，这就是血液大循环。用实验检验血液循环，他用蛇用实验检验血液循环，他用蛇做活体解剖
29、做活体解剖。三、血液循环的发现及其对宗教的冲击三、血液循环的发现及其对宗教的冲击3哈维确立血液循环理论哈维确立血液循环理论 1628年，哈维出版了年，哈维出版了动物的心血运动及解剖学研究动物的心血运动及解剖学研究，阐明了他的血液循环理论。，阐明了他的血液循环理论。由于哈维贡献，他被誉为由于哈维贡献，他被誉为“近代生理学之父近代生理学之父”。哈维去世后，意大利解剖学家哈维去世后，意大利解剖学家马尔比基马尔比基、荷兰科学家荷兰科学家列列文虎克文虎克分别于分别于1660年和年和1688年通过显微镜观察发现了毛年通过显微镜观察发现了毛细血管，证实了哈维的在动、静脉末端有通过毛细血管细血管，证实了哈维的
30、在动、静脉末端有通过毛细血管把二者相连的预言。把二者相连的预言。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成自然科学从宗教神学的禁锢中解放出来，首先自然科学从宗教神学的禁锢中解放出来，首先发展并成熟起来、形成独立体系的是发展并成熟起来、形成独立体系的是经典力学经典力学。经典力学体系的形成不是哪一个人的功劳，而经典力学体系的形成不是哪一个人的功劳，而是一批科学家共同努力的结果。这些科学家主是一批科学家共同努力的结果。这些科学家主要有伽利略、开普勒、惠更斯、胡克、哈雷、要有伽利略、开普勒、惠更斯、胡克、哈雷、牛顿牛顿等。等。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成1伽利略对经典力学的贡献伽利略
31、对经典力学的贡献(1)发现了自由落体定律。发现了自由落体定律。在伽利略时代人们对物体下落的认识还停留在伽利略时代人们对物体下落的认识还停留在亚里士多在亚里士多德的重物体比轻物体下落得快的水平德的重物体比轻物体下落得快的水平（亚里斯多德理论（亚里斯多德理论：速度和质量有关：速度和质量有关）。）。伽利略从逻辑推理和实验两个方面开展了工作伽利略从逻辑推理和实验两个方面开展了工作（落体下（落体下落距离跟运动时间的平方成正比）落距离跟运动时间的平方成正比）。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成1伽利略对经典力学的贡献伽利略对经典力学的贡献（2）发现惯性运动）发现惯性运动 伽利略又发现了惯性运动，
32、伽利略又发现了惯性运动，推翻推翻了亚里士多德关于物体运动必了亚里士多德关于物体运动必须有力连续作用的观点须有力连续作用的观点（亚里斯多德的动力学理论：力是运动（亚里斯多德的动力学理论：力是运动的原因的原因）。惯性运动的发现证明了物体不仅有保持其静止状态不变的特性惯性运动的发现证明了物体不仅有保持其静止状态不变的特性，而且有保持其匀速直线运动不变的特性；物体维持其原来的，而且有保持其匀速直线运动不变的特性；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（外力不是维持运动的原因，而只是改变运动状态的原因）。（外力不是维持
33、运动的原因，而只是改变运动状态的原因）。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成1伽利略对经典力学的贡献伽利略对经典力学的贡献(3)发展了抛物体运动轨迹理论。发展了抛物体运动轨迹理论。伽利略用几何方法证明：伽利略用几何方法证明：一个平抛可以分解为两种运动：一是一个平抛可以分解为两种运动：一是水平方向的匀速直线运动，根据惯性原理，它使物体始终保持水平方向的匀速直线运动，根据惯性原理，它使物体始终保持这一运动不变；另一个是在引力作用下，沿垂直方向上的自由这一运动不变；另一个是在引力作用下，沿垂直方向上的自由落体运动，这一运动使物体在这个方向上的速度按时间成正比落体运动，这一运动使物体在这个方向
34、上的速度按时间成正比地增加。这两种运动综合起来，便得出路程为抛物线状。他还地增加。这两种运动综合起来，便得出路程为抛物线状。他还论证了论证了为什么在抛射仰角为为什么在抛射仰角为45时射程最远。时射程最远。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成1伽利略对经典力学的贡献伽利略对经典力学的贡献伽利略在动力学上的成就，集中反映在他的伽利略在动力学上的成就，集中反映在他的关于力学关于力学和位置运动的两种新科学的对话与数学证明和位置运动的两种新科学的对话与数学证明(简称简称关关于两种新科学的对话于两种新科学的对话)一书中，这本书的出版标志着经一书中，这本书的出版标志着经典力学作为一门独立学科的诞生。
35、典力学作为一门独立学科的诞生。伽利略伽利略创立的实验和数学相结合的科学研究方法创立的实验和数学相结合的科学研究方法也成为也成为经典方法，对整个近代科学产生了深远影响。经典方法，对整个近代科学产生了深远影响。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成2开普勒对天体之间作用力的研究及其影响开普勒对天体之间作用力的研究及其影响 开普勒开普勒(Johannes(Johannes KeplerKepler，15711630)15711630)是德国第一位伟大是德国第一位伟大的新教徒数学家和天文学家。的新教徒数学家和天文学家。15961596年，他发表了年，他发表了宇宙的奥秘宇宙的奥秘。16091609
36、年，开普勒发表了年，开普勒发表了新天文学新天文学一书和一书和论火星运动论火星运动一文，公布了两个定律：一文，公布了两个定律：第一定律（轨道定律）：第一定律（轨道定律）：所有行星都沿椭圆轨道运行，太阳位于这些椭圆的一所有行星都沿椭圆轨道运行，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。个焦点上。第二定律（面积定律）：第二定律（面积定律）：太阳至行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。太阳至行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成2开普勒对天体之间作用力的研究及其影响开普勒对天体之间作用力的研究及其影响 16191619年，他又在年，他又在宇宙的和谐宇宙的和谐一书中，
37、阐明了行星运行的第三定律一书中，阐明了行星运行的第三定律，即，即周期定律周期定律。他发现，行星绕日运行周期的平方与它到太阳的平均。他发现，行星绕日运行周期的平方与它到太阳的平均距离的立方成正比。距离的立方成正比。开普勒运用这一定律算出了当时已知的太阳系六大行星开普勒运用这一定律算出了当时已知的太阳系六大行星(水星、金星水星、金星、地球、火星、木星、土星、地球、火星、木星、土星)的运行周期和与太阳的平均距离，的运行周期和与太阳的平均距离，荣获荣获“太空律师太空律师”的美名。的美名。在研究火星运动的真实轨道时，发现观察值与按照哥白尼学说推算出在研究火星运动的真实轨道时，发现观察值与按照哥白尼学说推
38、算出的值有的值有0.1330.133(即约即约8)8)的差数。他大胆地改用椭圆进行计算，结的差数。他大胆地改用椭圆进行计算，结果与观察值完全吻合。果与观察值完全吻合。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成3万有引力定律的发现万有引力定律的发现(1)惠更斯的工作。惠更斯的工作。惠更斯惠更斯(Christan HuyRens，1629一一1695)是荷兰物理学家是荷兰物理学家，是英国皇家学会的外籍会员，在科学上有很多成就，是英国皇家学会的外籍会员，在科学上有很多成就，牛顿称他是尽善尽美的科学家。牛顿称他是尽善尽美的科学家。通过对自己发明的钟摆进行研究，发现物体保持圆周运通过对自己发明的钟摆进
39、行研究，发现物体保持圆周运动需要一种向心力，并得出了向心加速度公式：动需要一种向心力，并得出了向心加速度公式：a=v2/R。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成3万有引力定律的发现万有引力定律的发现(2)胡克的工作。胡克的工作。胡克长期从事物理学和天文学研究，并自制仪器。根据胡克长期从事物理学和天文学研究，并自制仪器。根据弹簧实验的结果，提出了弹簧实验的结果，提出了胡克定律胡克定律；用自制的显微镜发；用自制的显微镜发现了细胞。现了细胞。1674年，胡克在年，胡克在从观察角度证明地球周年运动的尝试从观察角度证明地球周年运动的尝试一文中，提出了关于天体引力问题的三个假设，并明一文中，提出了
40、关于天体引力问题的三个假设，并明确认识到力和距离的平方成反比。确认识到力和距离的平方成反比。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成3万有引力定律的发现万有引力定律的发现(3)牛顿对万有引力定律的贡献。牛顿对万有引力定律的贡献。16651666年，牛顿通过对地球对月球的引力研究。年，牛顿通过对地球对月球的引力研究。独立发现了天体间的引力与其距离平方成反比的关系，独立发现了天体间的引力与其距离平方成反比的关系，并认为，这一引力并非磁力，本质上就是地球的重力，并认为，这一引力并非磁力，本质上就是地球的重力，地球把它对地面物体的吸引力伸展到月球上，从而使月地球把它对地面物体的吸引力伸展到月球上，
41、从而使月球绕地球旋转。球绕地球旋转。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成3万有引力定律的发现万有引力定律的发现(3)牛顿对万有引力定律的贡献。牛顿对万有引力定律的贡献。至于万有引力定律的发现，则是广泛地利用前人及他同至于万有引力定律的发现，则是广泛地利用前人及他同辈人的成果进行推论，以及自己努力而获得的。辈人的成果进行推论，以及自己努力而获得的。万有引力定律表明：万有引力定律表明：任何两个天体间都存在着相互吸引任何两个天体间都存在着相互吸引的作用力，而且这一引力也存在于地面上任何两个物体的作用力，而且这一引力也存在于地面上任何两个物体之间，故称为万有引力。之间，故称为万有引力。四、经典
42、力学体系的形成四、经典力学体系的形成3万有引力定律的发现万有引力定律的发现 牛顿发现万有引力定律的特殊功绩在于：牛顿发现万有引力定律的特殊功绩在于：第一，他把其他科学家以为只是局部天体之间的引力作第一，他把其他科学家以为只是局部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；用推广到宇宙中一切具有质量的物体之间；第二，从理论上精确计算出这种引力的大小；第二，从理论上精确计算出这种引力的大小；第三，证明了任何两个物体间的万有引力可以看作集中第三，证明了任何两个物体间的万有引力可以看作集中作用于物体的质点上；作用于物体的质点上；第四，从万有引力定律可以推出行星运动的三定律。第四，从万有引力定
43、律可以推出行星运动的三定律。四、经典力学体系的形成四、经典力学体系的形成4牛顿对经典力学的综合牛顿对经典力学的综合 16781684年，牛顿完成了引力问题的论证。年，牛顿完成了引力问题的论证。1687年，在哈雷的支持下，出版了他的年，在哈雷的支持下，出版了他的自然哲自然哲学的数学原理学的数学原理，第一次把地面力学和天体力学，第一次把地面力学和天体力学统一起来，建立起经典力学体系，完成了近代自统一起来，建立起经典力学体系，完成了近代自然科学史上第一次大综合。然科学史上第一次大综合。牛顿力学体系的建立（一）牛顿力学体系的建立（一）牛顿运动第一定律牛顿运动第一定律牛顿运动第二定律牛顿运动第二定律牛顿
44、运动第三定律牛顿运动第三定律牛顿力学体系的建立（一）牛顿力学体系的建立（一）牛顿运动第一定律：牛顿运动第一定律：除非受到外来的作用力，否则物体的速度除非受到外来的作用力，否则物体的速度(v)会保持不变。也叫做惯性定律：物体都具有保持原有运动会保持不变。也叫做惯性定律：物体都具有保持原有运动状态的特性。状态的特性。牛顿运动第二定律：牛顿运动第二定律：质量为质量为m的物体动量的物体动量(p=mv)变化率是正变化率是正比于外加力比于外加力 F 且发生在力的方向。即物体的加速度和它所受且发生在力的方向。即物体的加速度和它所受的外力大小成正比。的外力大小成正比。牛顿运动第三定律：牛顿运动第三定律：作用力
45、与反作用力是数值相等且方向相反作用力与反作用力是数值相等且方向相反,即每一个作用力都有一个方向相反大小一样的反作用力。即每一个作用力都有一个方向相反大小一样的反作用力。牛顿力学体系的建立（二）牛顿力学体系的建立（二）万有引力定律向心力F=mv2/r 惠更斯惠更斯r r是行星和太阳的距离，是行星和太阳的距离，v v是是行星运动的线速度，行星运动的线速度，m m是行星的质量。是行星的质量。由由v=2r/Tv=2r/T得得F=4 F=4 2 2()()r3T2mr2r3T2开普勒（行星运动第三定律）开普勒（行星运动第三定律）mm/r2 F=G mmr2在万有引力定律发现的过程中在万有引力定律发现的过
46、程中,第第谷、开普勒、牛顿谷、开普勒、牛顿各作了哪些工作？各各作了哪些工作？各有哪些贡献？有哪些贡献？思考一：第谷经过连续经过连续2020年的观测，年的观测，获得了获得了大量的数据资料，大量的数据资料，为发现行星运动的本质和规为发现行星运动的本质和规律准备了十分丰富和准确的律准备了十分丰富和准确的感性材料感性材料。开普勒开普勒以感性材料为基础，开动脑以感性材料为基础，开动脑筋，反复计算，发现了现象间的真实联系，筋，反复计算，发现了现象间的真实联系，提出了提出了行星运动的三大定律行星运动的三大定律，科学地回答了科学地回答了“行星是怎样运动的行星是怎样运动的”问题。问题。迈入了迈入了理性认识理性认
47、识的大门。的大门。牛 顿发现了发现了万有引力定律万有引力定律，回，回答了答了“行星为什么这样运动行星为什么这样运动”的问题。的问题。完成了对这个问题完成了对这个问题由感性认由感性认识上升到理性认识识上升到理性认识的过程。的过程。2 2、开普勒为什么能认识行星运动的规律、开普勒为什么能认识行星运动的规律?3 3、牛顿为什么能比别人看得更远些、牛顿为什么能比别人看得更远些?他停留在观测水平，未能对这些感性材料正确地进行加工制作。运用理性思维，对第谷留下的感性材料进行了正确的加工制作。思考二：思考二：1 1、第谷为什么没能认识行星运动的规律、第谷为什么没能认识行星运动的规律?牛顿牛顿在前人的基础上，
48、运用了自己的力学成就，在前人的基础上，运用了自己的力学成就，在更广阔的范围里，在在更广阔的范围里，在更抽象的程度更抽象的程度上，对感性材料上，对感性材料由此及彼，由表及里由此及彼，由表及里进行进行思考思考、计算，付出了艰辛的、计算，付出了艰辛的劳动，发现了万有引力定律。劳动，发现了万有引力定律。具备了良好的主观条件，充分利用了客观条件，具备了良好的主观条件，充分利用了客观条件，正确地发挥了主观能动性。正确地发挥了主观能动性。由感性认识上升到理性认识，透过现象认识本由感性认识上升到理性认识，透过现象认识本质，必须具备哪些条件质，必须具备哪些条件?一、占有十分丰富和合乎实际的感性材料一、占有十分丰
49、富和合乎实际的感性材料二、运用科学的思维方法对感性材料进行加工制作二、运用科学的思维方法对感性材料进行加工制作思考三：五、数学的发展五、数学的发展1解析几何学的创立解析几何学的创立 解析几何学的主要创立者是法国的笛卡尔解析几何学的主要创立者是法国的笛卡尔(15961650)和和费尔马费尔马(16011665)。解析几何学是运用代数的方法，借助解析几何学是运用代数的方法，借助坐标坐标研究几何对象。研究几何对象。作为数学家和哲学家的笛卡儿于作为数学家和哲学家的笛卡儿于1637年发表的年发表的更好地指更好地指导推理和寻求科学真理的方法论导推理和寻求科学真理的方法论一书，作为该书三篇附一书，作为该书三
50、篇附录之一的录之一的几何学几何学，标志着解析几何学的诞生。，标志着解析几何学的诞生。五、数学的发展五、数学的发展2.微积分的创立微积分的创立(1)微积分思想的历史渊源。微积分思想的历史渊源。公元前公元前3世纪希腊的阿基米得在研究解决抛物弓形的面积、球世纪希腊的阿基米得在研究解决抛物弓形的面积、球和球冠面积、螺线下的面积和旋转双曲线体的体积的问题中，和球冠面积、螺线下的面积和旋转双曲线体的体积的问题中，就隐含着近代积分学思想。就隐含着近代积分学思想。到了到了17世纪，有许许多多的科学问题需要解决世纪，有许许多多的科学问题需要解决，许多著名的数，许多著名的数学家、物理学家、天文学家如费尔马、笛卡儿
