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1、CompanyCompany LOGOLOGO第三讲第三讲 17171818世纪的科学技术世纪的科学技术Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 第一次科学革命带动了第一次科学革命带动了1718世纪数学、物世纪数学、物理学、化学和生物学的发展，从本讲开始，我们按理学、化学和生物学的发展，从本讲开始，我们按分门别类来讲，分成数学、物理学、化学、生物学、分门别类来讲，分成数学、物理学、化学、生物学、天文学等；介绍的重要人物有：笛卡尔和费尔马、天文学等；介绍的重要人物有：笛卡尔和费尔马、耐普尔、牛顿和莱布尼茨、富兰克林、伽伐尼与伏耐普尔、牛顿和莱布尼茨、富兰克林、伽伐尼与
2、伏特、玻意耳、拉瓦锡、林奈、布丰、居维叶、拉马特、玻意耳、拉瓦锡、林奈、布丰、居维叶、拉马克、康德；近代自然科学方法论、形而上学机械唯克、康德；近代自然科学方法论、形而上学机械唯物主义自然观。物主义自然观。 Company Logo科技发展史科技发展史第三讲第三讲17171818世纪世纪的科学技术的科学技术第一次技术革命第一次技术革命数学数学化学化学物理学物理学生物学生物学Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术一、数学的发展一、数学的发展 这个时期的数学是从常量数学到变量数学的转这个时期的数学是从常量数学到变量数学的转折时期。这个时期的数学领域有三项重大发明：第折
3、时期。这个时期的数学领域有三项重大发明：第一，笛卡尔和费尔马创立的一，笛卡尔和费尔马创立的解析几何学解析几何学；第二，耐；第二，耐普尔发明了普尔发明了对数对数；第三，牛顿和莱布尼茨创立了微；第三，牛顿和莱布尼茨创立了微积分学。积分学。 牛顿牛顿 莱布尼茨莱布尼茨 笛卡儿笛卡儿 费尔马费尔马Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术1 1解析几何学的创立解析几何学的创立v法国大数学家法国大数学家费尔马费尔马（16011665）和）和笛卡笛卡 尔尔(1596-1650)用代数方法研究几何问题，用代数方法研究几何问题， 创立了解析几何学或称作坐标几何学。其中创立了解析几何学
4、或称作坐标几何学。其中 心思想是把代数方程同曲线、曲面等几何概心思想是把代数方程同曲线、曲面等几何概 念联系起来。念联系起来。v在在17世纪，数学中需要处理的许多问题都与世纪，数学中需要处理的许多问题都与 变量有关，例如求任一曲线的切线，求曲线下的变量有关，例如求任一曲线的切线，求曲线下的面积，求极大值和极小值等。这些问题单用几何面积，求极大值和极小值等。这些问题单用几何方法困难既多又繁琐，而用代数方法则可化繁为方法困难既多又繁琐，而用代数方法则可化繁为简。简。费尔马费尔马是最早采用这一方法的数学家。由于是最早采用这一方法的数学家。由于写作早，成书比写作早，成书比笛卡儿笛卡儿晚，人们往往忽视晚
5、，人们往往忽视费尔马费尔马在解析几何学上的贡献。在解析几何学上的贡献。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 笛卡尔笛卡尔认为数学可以有效地应用到认为数学可以有效地应用到科学中去。但古希腊人的几何学过于抽科学中去。但古希腊人的几何学过于抽象，而且过多地依赖于图形；当时通行象，而且过多地依赖于图形；当时通行的代数学又完全受法则和公式的控制，的代数学又完全受法则和公式的控制，以至于成为一种充满混杂和晦暗，故意用来阻碍思以至于成为一种充满混杂和晦暗，故意用来阻碍思想的艺术。想的艺术。 笛卡尔笛卡尔主张采取代数和几何中的一切最好的东主张采取代数和几何中的一切最好的东西，互
6、相取长补短，以形成一个新的数学分支学科。西，互相取长补短，以形成一个新的数学分支学科。笛卡儿开始用代数方法来解决几何作图问题，后来笛卡儿开始用代数方法来解决几何作图问题，后来又产生了用方程表示曲线的思想。又产生了用方程表示曲线的思想。 笛卡儿笛卡儿把代数学和几何学有机的结合起来，解把代数学和几何学有机的结合起来，解决了空间形式和数量关系间的问题。决了空间形式和数量关系间的问题。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 拉格朗日拉格朗日在评论解析几何的优点时曾指在评论解析几何的优点时曾指出：只要代数和几何分道扬镳，它们的进展出：只要代数和几何分道扬镳，它们的进展就缓慢
7、，它们的应用就狭窄。但是，当这两门科学就缓慢，它们的应用就狭窄。但是，当这两门科学结合成伴侣时，它们就相互吸取新鲜的活力。从此结合成伴侣时，它们就相互吸取新鲜的活力。从此以后，就以快速的步伐走向完善。以后，就以快速的步伐走向完善。 笛卡尔笛卡尔创立的解析几何学，既促进了代数同几创立的解析几何学，既促进了代数同几何两个学科的发展，又极大地推动了数学乃至整个何两个学科的发展，又极大地推动了数学乃至整个自然科学的大发展。自然科学的大发展。 笛卡儿笛卡儿的变量和解析几何方法是数学发展的转的变量和解析几何方法是数学发展的转折点，为以后微积分学的创立和发展打下了基础。折点，为以后微积分学的创立和发展打下了
8、基础。 17351813 Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术2 2对数的发明对数的发明为了改进和简化数学计算，英国人为了改进和简化数学计算，英国人耐普尔耐普尔(1552-1632)(1552-1632)发明了对数，并在发明了对数，并在16141614年出版年出版奇妙的对数定律说明书奇妙的对数定律说明书中总结并发表了中总结并发表了他的这项发明。他的这项发明。 英国人英国人布里格斯布里格斯（15611630 ）把对数）把对数发展为以发展为以10为底的常用对数，并作出了常用为底的常用对数，并作出了常用对数表。对数表。 拉普拉斯拉普拉斯在评价对数方法的意义时说，在评价
9、对数方法的意义时说，它它“用缩短计算的时间来使天文学家的寿命用缩短计算的时间来使天文学家的寿命加倍。加倍。” 拉普拉斯拉普拉斯 (17491827) Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术3 3微积分的创立微积分的创立 17世纪数学面临四个急需解决的难题世纪数学面临四个急需解决的难题: 第一，已知物体运动的距离是时间的函数，如第一，已知物体运动的距离是时间的函数，如何求出物体在任意时刻的速度和加速度，反之，已何求出物体在任意时刻的速度和加速度，反之，已知加速度，如何求速度和距离；知加速度，如何求速度和距离； 第二，如何求曲线的切线；第二，如何求曲线的切线； 第三，
10、如何求函数的最大值与最小值问题，如第三，如何求函数的最大值与最小值问题，如求炮弹获得最大射程的发射角等；求炮弹获得最大射程的发射角等； 第四，如何求曲线围成的面积和曲面围成的体第四，如何求曲线围成的面积和曲面围成的体积，如何求物体的重心等。积，如何求物体的重心等。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 上述这些问题都要求数学能提供一种方便而可上述这些问题都要求数学能提供一种方便而可靠的运算方法。而靠的运算方法。而欧几里德欧几里德几何学和几何学和16世纪的代数世纪的代数学都还不能满足这种需求。这就促使科学家去寻找学都还不能满足这种需求。这就促使科学家去寻找新的数学方
11、法。新的数学方法。 在在牛顿牛顿和和莱布尼茨莱布尼茨之前，已先后有许多科学家之前，已先后有许多科学家从不同的方面探索和研究这些问题。从不同的方面探索和研究这些问题。 开普勒开普勒在关于求最大值和最小值问题上曾做在关于求最大值和最小值问题上曾做过具有开创性的研究。过具有开创性的研究。 伽利略伽利略用不可分量和数学无限小概念讨论自用不可分量和数学无限小概念讨论自由落体运动。由落体运动。 卡瓦列里卡瓦列里和和华利斯华利斯的贡献在于求曲线下的面的贡献在于求曲线下的面积。积。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 牛顿牛顿（16421727）创立了微积分学创立了微积分学 :
12、牛牛顿把自己发明的微积分方法称为流数法。写在顿把自己发明的微积分方法称为流数法。写在自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理里。里。 莱布尼茨莱布尼茨(16461716）德国著名哲学家德国著名哲学家和数学家，独立地创立了微积分，享年和数学家，独立地创立了微积分，享年70岁。岁。 科学史家认为，科学史家认为，牛顿牛顿是微积分的第一个发是微积分的第一个发明者，明者，莱布尼茨莱布尼茨是第二个发明者。是第二个发明者。 牛顿牛顿比比莱布尼茨莱布尼茨早早10年发明微积分。他们二人的主年发明微积分。他们二人的主要贡献是提供了一种比要贡献是提供了一种比欧几里德欧几里德几何学更为有效的数学几何学更为有效的数学工具。
13、工具。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 进入进入18世纪以后，许多科学家对微积分作了进世纪以后，许多科学家对微积分作了进一步的研究，从而产生了许多新的数学分支学科。一步的研究，从而产生了许多新的数学分支学科。 最著名的人物有最著名的人物有欧勒、拉格朗日欧勒、拉格朗日和和拉普拉斯拉普拉斯等。但等。但牛顿牛顿所留下的微积分的基础问题仍然没有得到很好所留下的微积分的基础问题仍然没有得到很好的解决。的解决。欧勒欧勒(Leonhard Euler, 1707-1783) 生于瑞士。生于瑞士。 拉格朗日拉格朗日 拉普拉斯拉普拉斯（17361813 ） （17491827
14、 ）Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 直到直到19世纪，法国数学家世纪，法国数学家柯西柯西(Cauchy，1789-1857)用极限理论把微用极限理论把微分、积分、无穷级数的概念分、积分、无穷级数的概念严密化，使微积分学才有了今天这样的特色。柯西严密化，使微积分学才有了今天这样的特色。柯西被后世尊称为近代意义严格微积分的奠基者。被后世尊称为近代意义严格微积分的奠基者。柯西柯西1789年年8月月2l日出生于巴黎，日出生于巴黎，在幼年在幼年时，他父亲常带他到参议院内的办公室时，他父亲常带他到参议院内的办公室指导他学习，因此他有机会遇到参议员指导他学习，因此他有机
15、会遇到参议员拉普拉斯拉普拉斯和和拉格朗日拉格朗日两位大数学家。他两位大数学家。他们对他的才能十分赏识；们对他的才能十分赏识；拉格朗日拉格朗日认为认为他将来必定会成为大数学家，但建议他他将来必定会成为大数学家，但建议他的父亲在他学好文科前不要学数学。的父亲在他学好文科前不要学数学。 Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术二、物理学的发展二、物理学的发展 热学瓦特热学瓦特（1736-1819） 静电学库仑静电学库仑（1736-1819）电学电学 富兰克林富兰克林（1706-1790）电池伏打电池伏打（1745-1827）电磁学奥斯特电磁学奥斯特（1777-1851）C
16、ompany Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术二、物理学的发展二、物理学的发展v古希腊给后世留下了古希腊给后世留下了欧几里德欧几里德几何学和几何学和托勒密托勒密太太阳系，阿拉伯人流传下十进位制、代数学、现代阳系，阿拉伯人流传下十进位制、代数学、现代的数字和炼金术。的数字和炼金术。v中世纪给后人留下的东西不多。从中世纪给后人留下的东西不多。从哥白尼哥白尼开始，开始，当时的自然科学的主要工作就是掌握手边现有的当时的自然科学的主要工作就是掌握手边现有的材料。在大多数部门还必须完全从头做起。材料。在大多数部门还必须完全从头做起。v17世纪，实验科学如雨后春笋般地发展，在自然世纪，实
17、验科学如雨后春笋般地发展，在自然科学的园地里，人们从实验和理论结合上对自然科学的园地里，人们从实验和理论结合上对自然进行探索，工匠传统和学者理性结合，产生了新进行探索，工匠传统和学者理性结合，产生了新的研究方法，造成了近代科学的最初成果。的研究方法，造成了近代科学的最初成果。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术1 1热学热学 伽利略伽利略1593年制成第一个空气式温度计。研究年制成第一个空气式温度计。研究热现象从测温开始。热现象从测温开始。 18 18世纪世纪布莱克布莱克提出热质说，认为热是一种特殊提出热质说，认为热是一种特殊的物质，是一种流体，它可以渗透到物体
18、中去，并的物质，是一种流体，它可以渗透到物体中去，并在热交换中从一个物体流向另一个物体，但热质的在热交换中从一个物体流向另一个物体，但热质的总量守恒。总量守恒。 化学家布莱克化学家布莱克（Joseph Black ） 1728年年4月月16日日生于法国。生于法国。 Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 由于热质说能解释许多已知的热现象，因而一由于热质说能解释许多已知的热现象，因而一度成为度成为18世纪占统治地位的热学学说。世纪占统治地位的热学学说。 1760年年布莱克布莱克还区分了热和温度，提出了还区分了热和温度，提出了“潜潜热热”、“比热比热”等概念，打下了量
19、热学的基础。这等概念，打下了量热学的基础。这些些观点对观点对瓦特瓦特改进蒸汽机有很大帮助。改进蒸汽机有很大帮助。 瓦特瓦特(James Watt,1736-1819年年) 苏格兰发明家苏格兰发明家 苏格兰苏格兰威尔士威尔士Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 2 2电学电学 威廉威廉吉尔伯特吉尔伯特（W.Gilbert,1540-1603）英国医生、）英国医生、物理学家。物理学家。1540年年5月月24日诞生于英格兰科尔切斯特的艾日诞生于英格兰科尔切斯特的艾塞克斯的一个中产阶级家庭。尽管以塞克斯的一个中产阶级家庭。尽管以磁学研究的先驱而闻名于世，但他终磁学研究的
20、先驱而闻名于世，但他终生的职业是医生。生的职业是医生。16011601年被招为伊丽莎白女王的宫廷医生。年被招为伊丽莎白女王的宫廷医生。吉尔伯特吉尔伯特起初研究过化学，后来花了二十年左右的时间，进起初研究过化学，后来花了二十年左右的时间，进行了关于电和磁的实验。行了关于电和磁的实验。16031603年年1212月月1010日在英国伦日在英国伦敦去世，终年敦去世，终年6363岁。岁。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 吉尔伯特吉尔伯特终生独身，将闲暇全都用于搞物理实终生独身，将闲暇全都用于搞物理实验。验。1600年出版的年出版的论磁论磁一书，是他在物理学史一书，是
21、他在物理学史上留下了不朽的位置。上留下了不朽的位置。 吉尔伯特吉尔伯特对电作过详细研究。他用琥珀、金刚对电作过详细研究。他用琥珀、金刚石、蓝宝石、硫黄、明矾等作了一系列实验，发现石、蓝宝石、硫黄、明矾等作了一系列实验，发现经过摩擦，它们都可以具有吸引轻小物体的性质。经过摩擦，它们都可以具有吸引轻小物体的性质。他认识到这是一种物质普遍具有的现象，因此根据他认识到这是一种物质普遍具有的现象，因此根据希腊文琥珀（希腊文琥珀（）引入）引入“电的电的”(electric)一词，并把像琥珀这样经过摩擦后能吸一词，并把像琥珀这样经过摩擦后能吸引轻小物体的物体称做引轻小物体的物体称做“带电体带电体”。吉尔伯特
22、还发。吉尔伯特还发明明了第一只验电器。了第一只验电器。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 1650年，德国物理学家年，德国物理学家格里凯格里凯（Otto von Guericke ， 1602 -1685），在对静电研究的），在对静电研究的 基础上。制造了世界上第一架起电机。实基础上。制造了世界上第一架起电机。实证了著名的马德堡半球实验。证了著名的马德堡半球实验。v法国人法国人丢费丢费通过实验发现自然界中有正、负两种不通过实验发现自然界中有正、负两种不同的电，并用实验证明了电有：同性相斥、异性相同的电，并用实验证明了电有：同性相斥、异性相吸的性质。吸的性质。1
23、745174617451746年荷兰莱顿大学的年荷兰莱顿大学的克莱克莱斯斯和和马森布洛克马森布洛克发明了一种能储存发明了一种能储存电荷的装置电荷的装置莱顿瓶。莱顿瓶。 Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术莱顿瓶莱顿瓶莱顿大学教授马森布洛克在收集电莱顿大学教授马森布洛克在收集电Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术v18世纪世纪70年代，英国年代，英国卡文迪什卡文迪什（ H. Cavendish， 17311810）用实验证明：）用实验证明： 静电荷之间的作用力和它们间静电荷之间的作用力和它们间 距离的平方成反比。距离的平方成反比。
24、他还确定了万他还确定了万有引力常数有引力常数G G，计算了地球的质量。，计算了地球的质量。后人称他为后人称他为“第一个称量地球的第一个称量地球的人人”。 1785年 库仑库仑1736-1819用自制的用自制的扭秤实测了电荷间作用力的大小，扭秤实测了电荷间作用力的大小，发现了库仑定律，这是电学史上第发现了库仑定律，这是电学史上第一个定量规律。这一成果标志着电一个定量规律。这一成果标志着电学研究从定性进入定量阶段，开始学研究从定性进入定量阶段，开始走上了科学的行列。走上了科学的行列。 Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 1752年年10月月富兰克林富兰克林在费城做
25、了著名的风筝实在费城做了著名的风筝实验，证明天空闪电和地电相同。他还发明了避雷针。验，证明天空闪电和地电相同。他还发明了避雷针。 富兰克林富兰克林 （1706-17901706-1790） 风筝雷电实验风筝雷电实验Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 意大利解剖学教授意大利解剖学教授伽伐尼伽伐尼在在1780年通过蛙腿实年通过蛙腿实验偶然发现了电流，伽伐尼认为存在着验偶然发现了电流，伽伐尼认为存在着“动物电动物电”。显然他的观点是错误的，但他的发现激发人们对电显然他的观点是错误的，但他的发现激发人们对电流的进一步研究。流的进一步研究。 伽伐尼伽伐尼 (173717
26、89 ) Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 17751800 17751800年间意大利巴维亚大学自然哲学教年间意大利巴维亚大学自然哲学教授、校长授、校长伏打伏打亲自作了蛙腿实验后，发现亲自作了蛙腿实验后，发现伽伐尼伽伐尼的的解释不对。他指出，伽伐尼电在本质上是两种不同解释不对。他指出，伽伐尼电在本质上是两种不同金属和湿的动物体连在一起引起的，不是动物电而金属和湿的动物体连在一起引起的，不是动物电而是金属电。伏打进一步研究发明了世界上第一个产是金属电。伏打进一步研究发明了世界上第一个产生电流的装置生电流的装置伏打电池。伏打电池。伏打在重做蛙腿实验伏打在重做蛙
27、腿实验 伏打伏打（1745-1827） 1800 1800年建立年建立伏打电堆模型伏打电堆模型Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术3 3电磁学电磁学 用实验方法探索磁的性质并从理论上加以用实验方法探索磁的性质并从理论上加以 概括的早期科学家是概括的早期科学家是吉尔伯特吉尔伯特。 吉尔伯特吉尔伯特（1540-1603）根据自己所知道的）根据自己所知道的 磁力现象，建立了一个初步的但相当重要磁力现象，建立了一个初步的但相当重要 的理论体系：的理论体系： 地球是一块巨大的磁石，只是表面上为一层水、地球是一块巨大的磁石，只是表面上为一层水、岩石和沙土遮盖着。岩石和沙土遮
28、盖着。 地球这块大磁石的两极与地理上的两极接近，地球这块大磁石的两极与地理上的两极接近，但不完全重合，地磁的北极所吸引的是磁石的真正但不完全重合，地磁的北极所吸引的是磁石的真正南极。南极。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 奥斯特奥斯特（1777-1851） 电磁理论产生的突破口，是丹麦物理电磁理论产生的突破口，是丹麦物理学家学家奥斯特奥斯特关于电流磁效应的发现。关于电流磁效应的发现。 自从自从吉尔伯特吉尔伯特提出电和磁彼此独立无提出电和磁彼此独立无关的论断以后，科学家们受这种思想的影关的论断以后，科学家们受这种思想的影响，只是孤立地研究电和磁。而响，只是孤立
29、地研究电和磁。而奥斯特奥斯特由由于受德国古典哲学的统一性的影响和启发，于受德国古典哲学的统一性的影响和启发，一直坚信电和磁之间有某种关系，电一直坚信电和磁之间有某种关系，电一定可以转化为磁。并于一定可以转化为磁。并于1807年开始研究探索。年开始研究探索。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 1819-1820年。年。奥斯奥斯特特在给学生讲课时，意在给学生讲课时，意外外发现电流附近的小磁针发现电流附近的小磁针发发生偏转的现象。随后又生偏转的现象。随后又做做了了60多次试验，确证了电多次试验，确证了电流磁效应的存在。流磁效应的存在。 奥斯特研究电流的磁效应奥斯特研
30、究电流的磁效应 Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术三、化学的发展三、化学的发展玻意耳玻意耳（16271691）使化学成为一门独使化学成为一门独立的科学立的科学拉瓦锡拉瓦锡（17431794）使化学发生了革命使化学发生了革命1993年两书由武汉出版社年两书由武汉出版社Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术三、化学的发展三、化学的发展1 1从炼丹术、炼金术到化学：从炼丹术、炼金术到化学：第一次化学革命第一次化学革命 玻意耳玻意耳（16271691）怀疑的化学家怀疑的化学家（1661），批判三），批判三元素说、四元素说，建立科学的元素元
31、素说、四元素说，建立科学的元素学说。波义尔从理论体系、研究对象学说。波义尔从理论体系、研究对象和研究方法上，完成了化学史上的第和研究方法上，完成了化学史上的第一次革命。一次革命。 武汉出版社1993北大出版社Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术2 2从燃素说到氧化说：第二次化学革命从燃素说到氧化说：第二次化学革命拉瓦锡拉瓦锡（17431794） 其代表作其代表作化学基础论化学基础论(17781780)提出的氧化说，把被燃素论者提出的氧化说，把被燃素论者颠倒颠倒的影像重新恢复过来。的影像重新恢复过来。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学
32、技术海尔蒙特柳树实验海尔蒙特柳树实验水变成土水变成土海尔蒙特海尔蒙特(15791644)很长一段时间人们相信水可以变成很长一段时间人们相信水可以变成土的观念。土的观念。海尔蒙特海尔蒙特曾做过有名的曾做过有名的柳树实验。柳树实验。5磅柳树杆磅柳树杆200磅烘干的土磅烘干的土树重树重169磅盎司磅盎司200磅土差盎司磅土差盎司164磅树杆来自水磅树杆来自水Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 1786 1786年，年，拉瓦锡拉瓦锡用蒸馏过用蒸馏过8 8次的纯净水在封口玻次的纯净水在封口玻璃容器内称重加热，让水整整煮沸了璃容器内称重加热，让水整整煮沸了100100天，
33、从实验天，从实验上更精确的证明了上更精确的证明了: :水并不能变成土。水并不能变成土。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 对燃素说的研究以及对燃素的对燃素说的研究以及对燃素的否定是否定是拉瓦锡拉瓦锡化学革命的核心问化学革命的核心问题。题。 拉瓦锡拉瓦锡重复了前人关于燃素重复了前人关于燃素问题的一些实验，甚至不惜用金问题的一些实验，甚至不惜用金刚石做试验，以证明没有空气金刚石做试验，以证明没有空气金刚石不会燃烧起来。刚石不会燃烧起来。 在实验中，他发现燃烧磷和在实验中，他发现燃烧磷和硫之后得到的物质比原来磷和硫之后得到的物质比原来磷和硫质量之和要重。他断定：硫质
34、量之和要重。他断定：“一定是空气中某种东西加入了一定是空气中某种东西加入了反应，才是的反应物质量变重反应，才是的反应物质量变重”。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 1744 1744年，年，拉瓦锡拉瓦锡设计了一个新的实验以验证这设计了一个新的实验以验证这种看法。在一个密闭容器中加热锡和铅，从前的实种看法。在一个密闭容器中加热锡和铅，从前的实验都表明，带有金属灰的金属比原来重，但这次却验都表明，带有金属灰的金属比原来重，但这次却发现整个容器加热后并不比从前重。这个实验充分发现整个容器加热后并不比从前重。这个实验充分证明：金属燃烧的结果是与部分空气相化合。证明：
35、金属燃烧的结果是与部分空气相化合。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 就在就在拉瓦锡拉瓦锡在科学研究上取得一个又一个的重要在科学研究上取得一个又一个的重要进展时，进展时，1789年法国大革命爆发，拉瓦锡由于曾经担年法国大革命爆发，拉瓦锡由于曾经担任过包税官而被捕入狱，并于任过包税官而被捕入狱，并于1794年年5月月8日处以绞刑。日处以绞刑。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术四、生物学的发展四、生物学的发展生物命名法生物命名法 林林 耐耐（1705-1778）自然史自然史布布 丰丰(1707-1788)进化论进化论拉马克拉马克(
36、1744-1829) 细胞发现者细胞发现者渐成说提出人渐成说提出人哈哈 维维（1578-1657）Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术四、生物学的发展四、生物学的发展v近代生物学革命性变化发生在生理学领域，而博近代生物学革命性变化发生在生理学领域，而博物学仍延续古代搜集材料的做法。物学仍延续古代搜集材料的做法。 v到了到了18世纪，博物学家所积累的物种数目大增，世纪，博物学家所积累的物种数目大增，客观上面临着由积累材料向整理材料，由经验向客观上面临着由积累材料向整理材料，由经验向理论概括的过渡。理论概括的过渡。 v这样，生物分类学提出来了，物种起源也被提出这样，
37、生物分类学提出来了，物种起源也被提出来了，生物进化思想开始了由萌芽状态不断走向来了，生物进化思想开始了由萌芽状态不断走向成熟。成熟。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术1 1林耐林耐生物分类学鼻祖生物分类学鼻祖 早在古希腊时期，亚里士多德就早在古希腊时期，亚里士多德就 提出了提出了“属属”和和“种种”的概念作为生的概念作为生 物分类的依据。物分类的依据。1623年，瑞士植物学家鲍兴（年，瑞士植物学家鲍兴（Bauhin， 15601634）描述了）描述了6000多种植物，多种植物，到了到了1700年，植物学家又发现了年，植物学家又发现了12000个新种。动物学也面
38、临着同样的材料个新种。动物学也面临着同样的材料“爆炸爆炸”问题，对生物物种进行科学分问题，对生物物种进行科学分类就变得极为迫切。类就变得极为迫切。林耐的林耐的自然系统自然系统书影书影Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 17世纪，生物学家逐渐形成了两套分类方法：世纪，生物学家逐渐形成了两套分类方法： 一是所谓一是所谓人为分类法人为分类法，以分类者的方便和，以分类者的方便和 考虑，选取植物和动物的少数甚至某一个考虑，选取植物和动物的少数甚至某一个 器官的形态特征作为分类标准，将生物物器官的形态特征作为分类标准，将生物物 种人为地划分为界限分明的、不连续的几种人为地
39、划分为界限分明的、不连续的几类，意大利的类，意大利的马尔比基马尔比基（16281694)是该类的代是该类的代表。表。 二是所谓二是所谓自然分类法自然分类法，它以生物的多个甚至全，它以生物的多个甚至全部器官的形态特征作为分类标准，将物种自然地划部器官的形态特征作为分类标准，将物种自然地划分为连续的、彼此有亲缘关系的多种类别，英国的分为连续的、彼此有亲缘关系的多种类别，英国的约翰约翰雷伊雷伊（16271705）是代表人物。是代表人物。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 林耐林耐生于瑞典一个园艺家庭。大学生于瑞典一个园艺家庭。大学毕业后周游欧洲列国，毕业后周游欧洲列
40、国，1739年任斯德哥年任斯德哥尔摩科学院第一任主席，尔摩科学院第一任主席，1741年回母校年回母校乌普萨拉大学任教直到逝世。乌普萨拉大学任教直到逝世。 林耐林耐在生物学中的在生物学中的主要贡献是建立主要贡献是建立了人为分类体系和双名制命名法。了人为分类体系和双名制命名法。“知知识的第一步，就是要了解事物本身。这识的第一步，就是要了解事物本身。这 林林 耐耐（1705-1778）就意味着对客观事物要具有确切的理解；通过有条理就意味着对客观事物要具有确切的理解；通过有条理的分类和确切的命名，我们可以区分并认识客观。物的分类和确切的命名，我们可以区分并认识客观。物体；体；分类和命名是科学的基础。分
41、类和命名是科学的基础。”Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 1735年出版的年出版的自然系统自然系统作为代表作，第一版作为代表作，第一版仅仅12页，到页，到1768年，第年，第12版时已成为版时已成为1327页的巨著。页的巨著。 林耐林耐把自然界分为把自然界分为三界：动物界、植物界三界：动物界、植物界和矿物界。对植物界，和矿物界。对植物界，林耐依据雄蕊和雌蕊的林耐依据雄蕊和雌蕊的类型、大小、数量及相类型、大小、数量及相互排列等特征，将植物互排列等特征，将植物分为分为24纲、纲、116目、目、1000多个属和多个属和10000多个种。多个种。纲、目、属、种的分类
42、纲、目、属、种的分类概念为林耐首创。概念为林耐首创。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 发表于发表于1745年的年的欧兰及高特兰旅行欧兰及高特兰旅行记记中，林耐提出了他的双名制命名法，中，林耐提出了他的双名制命名法，以后又在以后又在1753年的年的植物种志植物种志一书中全一书中全面推广。面推广。 所谓双名制是指每个物种均用两个拉所谓双名制是指每个物种均用两个拉丁字去命名。属名在前，种名在后，学名由属名和种丁字去命名。属名在前，种名在后，学名由属名和种名组成。这种命名方式简明而又精确，很快得到生物名组成。这种命名方式简明而又精确，很快得到生物学界的公认，结束了从
43、前在生物命名问题上的混乱局学界的公认，结束了从前在生物命名问题上的混乱局面。面。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 林耐的工作虽然主要在林耐的工作虽然主要在植物学领域，但也将人为分植物学领域，但也将人为分类法运用到了动物界。类法运用到了动物界。 1746 1746年出版的年出版的瑞典动瑞典动物志物志一书中，他将动物分一书中，他将动物分为为6 6大纲：哺乳纲、鸟纲、两大纲：哺乳纲、鸟纲、两栖纲、鱼纲、昆虫纲及蠕虫栖纲、鱼纲、昆虫纲及蠕虫纲。纲。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 引人注目的是，他发现了人与类人猿在身体构引人注目的
44、是，他发现了人与类人猿在身体构造上的相似性，从而将人与猿类归入同一个属。这造上的相似性，从而将人与猿类归入同一个属。这大概是近代以来首先确定人类在动物界的位置。大概是近代以来首先确定人类在动物界的位置。 再后来，林耐也意识到自己的人为体系的局限再后来，林耐也意识到自己的人为体系的局限性，他说：性，他说：“人为体系只有在自然体系尚未发现以人为体系只有在自然体系尚未发现以前才用得着；人为体系只告诉我们辨识植物，自然前才用得着；人为体系只告诉我们辨识植物，自然体系却能把植物的本性告诉我们体系却能把植物的本性告诉我们” 。但他又告诉我。但他又告诉我们，自然体系过于复杂和随意，很难成功的建立。们，自然体
45、系过于复杂和随意，很难成功的建立。 林耐本人虽然抗拒进化思想，但他的生物类工林耐本人虽然抗拒进化思想，但他的生物类工作客观上推动了进化思想的成长。作客观上推动了进化思想的成长。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 1778年年1月月10日日林耐去世，葬礼极为林耐去世，葬礼极为隆重。他的书籍和收藏的标本被富有的隆重。他的书籍和收藏的标本被富有的英国博物学家史密斯买去了，等瑞典人英国博物学家史密斯买去了，等瑞典人意识到他们丢失了多么贵重的东西是已意识到他们丢失了多么贵重的东西是已经晚了。据说瑞典海军曾接到命令截回经晚了。据说瑞典海军曾接到命令截回装载林耐遗物的英国船
46、只，无奈英国船装载林耐遗物的英国船只，无奈英国船太快，未能追上。太快，未能追上。林林 耐耐（1705-1778）Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 2 2布封布封进化思想的肇始进化思想的肇始18世纪中叶，生物学进入了大发展的前世纪中叶，生物学进入了大发展的前夜，彼此对立的观点分别成熟起来，物夜，彼此对立的观点分别成熟起来，物种不变和物种可变的两派观点之对立亦种不变和物种可变的两派观点之对立亦开始形成。林耐可看成是神创论、物种开始形成。林耐可看成是神创论、物种不变的代表，而与林耐同时代的法国生不变的代表，而与林耐同时代的法国生物学家布丰则在生物学中引进了变化和物
47、学家布丰则在生物学中引进了变化和发展的思想。发展的思想。布布 丰丰(17071788) 布丰只小林耐几个月。布丰只小林耐几个月。1739年布丰被任命为皇家年布丰被任命为皇家植物园园长，从此几十年如一日，以植物园为园地潜植物园园长，从此几十年如一日，以植物园为园地潜心研究自然史。每天工作在心研究自然史。每天工作在12小时以上，在这里历时小时以上，在这里历时50年写出宏篇巨著年写出宏篇巨著自然史自然史。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 自然史自然史全书共全书共44卷，卷，布丰布丰生前生前完成了前完成了前36卷，后卷，后8卷由他的助手整理卷由他的助手整理出版。这是
48、自出版。这是自普林尼普林尼以来，人类又一以来，人类又一次次全面描述自然的各个方面的百科全书全面描述自然的各个方面的百科全书式式的著作。的著作。 自然史自然史一书的重要意义不只是它在科学普及一书的重要意义不只是它在科学普及方面的重大影响，更重要的是它所表达的自然界的进方面的重大影响，更重要的是它所表达的自然界的进化思想。化思想。 布丰不同意林耐的人为分类体系。在他看来，自布丰不同意林耐的人为分类体系。在他看来，自然界的万事万物基本上是连续分布的，并不存在明显然界的万事万物基本上是连续分布的，并不存在明显的间断性，所谓纲、目、属、种纯粹是人为引进的，的间断性，所谓纲、目、属、种纯粹是人为引进的，在
49、自然界并不存在这类东西。在自然界并不存在这类东西。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 为了提高分类的真实性，人们就必为了提高分类的真实性，人们就必须不断增加分类的等级，这就使少数几须不断增加分类的等级，这就使少数几个分类范畴显得简单而武断。个分类范畴显得简单而武断。 布丰首次给出了自然界岩画的图景。布丰首次给出了自然界岩画的图景。在在自然史自然史（1778）以及以及地球理论地球理论（1749）和）和自然的世代自然的世代（1778）两本代表作中，）两本代表作中，他大胆地猜测地球经历了他大胆地猜测地球经历了7个发展阶段，布丰的地质分个发展阶段，布丰的地质分期理论在
50、今天看来虽然十分幼稚，但这种思想是极为期理论在今天看来虽然十分幼稚，但这种思想是极为了不起的创建。因为当时人们依据了不起的创建。因为当时人们依据圣经圣经普遍相信，普遍相信，地球和人类都是在大约地球和人类都是在大约6000年前被上帝创造出来的。年前被上帝创造出来的。Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 他还猜测到了生物变异与环境的相互关系，提出他还猜测到了生物变异与环境的相互关系，提出了物种可能拥有共同祖先的看法。但他关于进化的思了物种可能拥有共同祖先的看法。但他关于进化的思想基本上处于思辨和猜测阶段，没有从物种谱系中具想基本上处于思辨和猜测阶段，没有从物种谱系中