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1、第一章第一章第一章第一章 近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展 14世纪发端于意大利、随后波及世纪发端于意大利、随后波及整个欧洲的文艺复兴运动，是一场思整个欧洲的文艺复兴运动，是一场思想文化解放运动。文艺复兴不仅创建想文化解放运动。文艺复兴不仅创建了近代的古典文学和艺术，而且由于了近代的古典文学和艺术，而且由于它对经院哲学的蔑视和拒斥、对现实它对经院哲学的蔑视和拒斥、对现实世界和世俗生活的关注、对古典文化世界和世俗生活的关注、对古典文化资源的挖掘，为近代自然科学的诞生资源的挖掘，为近代自然科学的诞生创建了特别有利的文化氛围。创建了特别有利的文
2、化氛围。文艺复兴之城文艺复兴之城文艺复兴之城文艺复兴之城佛罗伦撒佛罗伦撒佛罗伦撒佛罗伦撒 文艺复兴，是文艺复兴，是文艺复兴，是文艺复兴，是14141414至至至至16161616世纪在欧世纪在欧世纪在欧世纪在欧洲兴起的一个思想文化运动，带来洲兴起的一个思想文化运动，带来洲兴起的一个思想文化运动，带来洲兴起的一个思想文化运动，带来一段科学与艺术革命时期，揭开了一段科学与艺术革命时期，揭开了一段科学与艺术革命时期，揭开了一段科学与艺术革命时期，揭开了现代欧洲历史的序幕，被认为是中现代欧洲历史的序幕，被认为是中现代欧洲历史的序幕，被认为是中现代欧洲历史的序幕，被认为是中古时代和近代的分界。马克思主义
3、古时代和近代的分界。马克思主义古时代和近代的分界。马克思主义古时代和近代的分界。马克思主义史学家认为是封建主义时代和资本史学家认为是封建主义时代和资本史学家认为是封建主义时代和资本史学家认为是封建主义时代和资本主义时代的分界。文艺复兴不仅创主义时代的分界。文艺复兴不仅创主义时代的分界。文艺复兴不仅创主义时代的分界。文艺复兴不仅创建了近代的古典文学和艺术，而且建了近代的古典文学和艺术，而且建了近代的古典文学和艺术，而且建了近代的古典文学和艺术，而且为近代自然科学的诞生也创建了特为近代自然科学的诞生也创建了特为近代自然科学的诞生也创建了特为近代自然科学的诞生也创建了特别有利的文化氛围。别有利的文化
4、氛围。别有利的文化氛围。别有利的文化氛围。列奥纳多列奥纳多列奥纳多列奥纳多 达达达达 芬奇的人体芬奇的人体芬奇的人体芬奇的人体 比例，表现了文艺复兴时期比例，表现了文艺复兴时期比例，表现了文艺复兴时期比例，表现了文艺复兴时期 把艺术与科学结合的特色把艺术与科学结合的特色把艺术与科学结合的特色把艺术与科学结合的特色 第一章第一章第一章第一章 近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展宗教改革运动从宗教改革运动从宗教改革运动从宗教改革运动从1414、1515世纪起先，世纪起先，世纪起先，世纪起先，在西欧与中欧国家兴起，它打破了教在西欧与中欧国家兴起，它
5、打破了教在西欧与中欧国家兴起，它打破了教在西欧与中欧国家兴起，它打破了教会的精神独裁，为自然科学从神学中会的精神独裁，为自然科学从神学中会的精神独裁，为自然科学从神学中会的精神独裁，为自然科学从神学中解放出来创建了必要的社会前提。解放出来创建了必要的社会前提。解放出来创建了必要的社会前提。解放出来创建了必要的社会前提。最终的审判 米开朗基罗大大大大卫卫卫卫米米米米开开开开朗朗朗朗基基基基罗罗罗罗第一章第一章第一章第一章 近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展在意大利和地中海沿岸的一些城市，由手工艺人集合在一起集体在意大利和地中海沿岸的一些城市，
6、由手工艺人集合在一起集体在意大利和地中海沿岸的一些城市，由手工艺人集合在一起集体在意大利和地中海沿岸的一些城市，由手工艺人集合在一起集体劳动的手工工场也起先出现了，它的出现促进了生产技术改进、劳动的手工工场也起先出现了，它的出现促进了生产技术改进、劳动的手工工场也起先出现了，它的出现促进了生产技术改进、劳动的手工工场也起先出现了，它的出现促进了生产技术改进、分工和协作的发展，为进一步改进技术和运用机器创建了条件。分工和协作的发展，为进一步改进技术和运用机器创建了条件。分工和协作的发展，为进一步改进技术和运用机器创建了条件。分工和协作的发展，为进一步改进技术和运用机器创建了条件。文艺复兴时期制作
7、乐器的工场文艺复兴时期制作乐器的工场文艺复兴时期制作乐器的工场文艺复兴时期制作乐器的工场工人正在进行印刷工作工人正在进行印刷工作工人正在进行印刷工作工人正在进行印刷工作第一章第一章第一章第一章 近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展1515世纪下半叶，新工厂主、商世纪下半叶，新工厂主、商世纪下半叶，新工厂主、商世纪下半叶，新工厂主、商人的经济实力愈加雄厚，他们人的经济实力愈加雄厚，他们人的经济实力愈加雄厚，他们人的经济实力愈加雄厚，他们要求扩大贸易和到海外找寻财要求扩大贸易和到海外找寻财要求扩大贸易和到海外找寻财要求扩大贸易和到海外找寻财宝，应
8、运而生的远航探险和地宝，应运而生的远航探险和地宝，应运而生的远航探险和地宝，应运而生的远航探险和地理大发觉对欧洲的社会和科学理大发觉对欧洲的社会和科学理大发觉对欧洲的社会和科学理大发觉对欧洲的社会和科学技术产生了极大的促进作用。技术产生了极大的促进作用。技术产生了极大的促进作用。技术产生了极大的促进作用。意大利航海家哥伦布塑像意大利航海家哥伦布塑像意大利航海家哥伦布塑像意大利航海家哥伦布塑像哥伦布归航后觐见国王哥伦布归航后觐见国王哥伦布归航后觐见国王哥伦布归航后觐见国王第一章第一章第一章第一章 近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展中国、印度和
9、阿拉伯等国的科技传入欧洲后，对欧洲的社中国、印度和阿拉伯等国的科技传入欧洲后，对欧洲的社中国、印度和阿拉伯等国的科技传入欧洲后，对欧洲的社中国、印度和阿拉伯等国的科技传入欧洲后，对欧洲的社会发展和科学技术进步产生了巨大的推动作用。英国政治会发展和科学技术进步产生了巨大的推动作用。英国政治会发展和科学技术进步产生了巨大的推动作用。英国政治会发展和科学技术进步产生了巨大的推动作用。英国政治家、哲学家培根家、哲学家培根家、哲学家培根家、哲学家培根(F.Bacon(F.Bacon，15611626)15611626)在在在在16201620年就曾指年就曾指年就曾指年就曾指出，出，出，出，“三大独创三大
10、独创三大独创三大独创”变更了整个世界事物的面貌和状态；没有变更了整个世界事物的面貌和状态；没有变更了整个世界事物的面貌和状态；没有变更了整个世界事物的面貌和状态；没有一个帝国、没有一个教派、没有一个大人物对人类事务的一个帝国、没有一个教派、没有一个大人物对人类事务的一个帝国、没有一个教派、没有一个大人物对人类事务的一个帝国、没有一个教派、没有一个大人物对人类事务的影响，能做这三种独创那样巨大和深远。影响，能做这三种独创那样巨大和深远。影响，能做这三种独创那样巨大和深远。影响，能做这三种独创那样巨大和深远。印刷术：唐代时传到日印刷术：唐代时传到日印刷术：唐代时传到日印刷术：唐代时传到日本，公元本
11、，公元本，公元本，公元1212世纪传到埃世纪传到埃世纪传到埃世纪传到埃及，及，及，及，1414世纪传入欧洲，世纪传入欧洲，世纪传入欧洲，世纪传入欧洲，为欧洲科学的兴起及文为欧洲科学的兴起及文为欧洲科学的兴起及文为欧洲科学的兴起及文艺复兴运动供应了重要艺复兴运动供应了重要艺复兴运动供应了重要艺复兴运动供应了重要的物质条件的物质条件的物质条件的物质条件 。第一章第一章第一章第一章 近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展近代自然科学的初步发展1.1 1.1 1.1 1.1 科学革命的突破科学革命的突破科学革命的突破科学革命的突破1.1.1 1.1.1 天文学革命天文学革命
12、天文学革命天文学革命 天文学作为一门古老的学科，天文学作为一门古老的学科，天文学作为一门古老的学科，天文学作为一门古老的学科，探讨广袤空间中天体的位置、分探讨广袤空间中天体的位置、分探讨广袤空间中天体的位置、分探讨广袤空间中天体的位置、分布、运动、形态结构、物理状态、布、运动、形态结构、物理状态、布、运动、形态结构、物理状态、布、运动、形态结构、物理状态、化学组成和演化规律。化学组成和演化规律。化学组成和演化规律。化学组成和演化规律。古代人为了生产等须要，已经古代人为了生产等须要，已经古代人为了生产等须要，已经古代人为了生产等须要，已经起先有目的地对星体、日、月进起先有目的地对星体、日、月进起
13、先有目的地对星体、日、月进起先有目的地对星体、日、月进行视察记录。古希腊天文学对后行视察记录。古希腊天文学对后行视察记录。古希腊天文学对后行视察记录。古希腊天文学对后世有很大影响，柏拉图提出地球世有很大影响，柏拉图提出地球世有很大影响，柏拉图提出地球世有很大影响，柏拉图提出地球的中心思想，后由托勒密发展为的中心思想，后由托勒密发展为的中心思想，后由托勒密发展为的中心思想，后由托勒密发展为地心说。地心说。地心说。地心说。托勒密的地心说体系托勒密的地心说体系托勒密的地心说体系托勒密的地心说体系 在托勒密的地心说看来，地球处于宇宙的中心，静止不动，在托勒密的地心说看来，地球处于宇宙的中心，静止不动，
14、在托勒密的地心说看来，地球处于宇宙的中心，静止不动，在托勒密的地心说看来，地球处于宇宙的中心，静止不动，太阳及其他行星围围着地球运行为了说明与弥合天文观测的差太阳及其他行星围围着地球运行为了说明与弥合天文观测的差太阳及其他行星围围着地球运行为了说明与弥合天文观测的差太阳及其他行星围围着地球运行为了说明与弥合天文观测的差距，托勒密构造出本轮距，托勒密构造出本轮距，托勒密构造出本轮距，托勒密构造出本轮均轮体系。以使地球中心体系符合视察均轮体系。以使地球中心体系符合视察均轮体系。以使地球中心体系符合视察均轮体系。以使地球中心体系符合视察到的星体运动路径。在中世纪西方、教会将其纳入到严密而浩大到的星体
15、运动路径。在中世纪西方、教会将其纳入到严密而浩大到的星体运动路径。在中世纪西方、教会将其纳入到严密而浩大到的星体运动路径。在中世纪西方、教会将其纳入到严密而浩大的神学体系中，作为上帝创世说的一个不行缺少的组成部分，这的神学体系中，作为上帝创世说的一个不行缺少的组成部分，这的神学体系中，作为上帝创世说的一个不行缺少的组成部分，这的神学体系中，作为上帝创世说的一个不行缺少的组成部分，这样一来。原本很单纯的天文学理论样一来。原本很单纯的天文学理论样一来。原本很单纯的天文学理论样一来。原本很单纯的天文学理论地心说地心说地心说地心说就变成了维护就变成了维护就变成了维护就变成了维护教会权威的一个重要理论支
16、柱。教会权威的一个重要理论支柱。教会权威的一个重要理论支柱。教会权威的一个重要理论支柱。本轮本轮均轮图均轮图1.1 1.1 科学革命的突破科学革命的突破科学革命的突破科学革命的突破尼古拉尼古拉尼古拉尼古拉哥白尼，波兰宏大的天哥白尼，波兰宏大的天哥白尼，波兰宏大的天哥白尼，波兰宏大的天文学家、太阳中心说的创始人、文学家、太阳中心说的创始人、文学家、太阳中心说的创始人、文学家、太阳中心说的创始人、近代天文学的奠基人。近代天文学的奠基人。近代天文学的奠基人。近代天文学的奠基人。随着时间延长，随着时间延长，随着时间延长，随着时间延长，“地心说地心说地心说地心说”与实际与实际与实际与实际的偏离越来越大。
17、哥白尼经过数十年的视的偏离越来越大。哥白尼经过数十年的视的偏离越来越大。哥白尼经过数十年的视的偏离越来越大。哥白尼经过数十年的视察和探讨，最终建方起以太阳为中心的宁察和探讨，最终建方起以太阳为中心的宁察和探讨，最终建方起以太阳为中心的宁察和探讨，最终建方起以太阳为中心的宁宙体系宙体系宙体系宙体系“日心说日心说日心说日心说”。日心说认为，地。日心说认为，地。日心说认为，地。日心说认为，地球是一颗一般的行星，它既有绕自转轴的球是一颗一般的行星，它既有绕自转轴的球是一颗一般的行星，它既有绕自转轴的球是一颗一般的行星，它既有绕自转轴的自转，又与其他行星一起围绕宇宙中心自转，又与其他行星一起围绕宇宙中心
18、自转，又与其他行星一起围绕宇宙中心自转，又与其他行星一起围绕宇宙中心太阳旋转。这就使得以前看来极不协调太阳旋转。这就使得以前看来极不协调太阳旋转。这就使得以前看来极不协调太阳旋转。这就使得以前看来极不协调的种种天象变得简洁而和谐。的种种天象变得简洁而和谐。的种种天象变得简洁而和谐。的种种天象变得简洁而和谐。哥白尼的著述哥白尼的著述哥白尼的著述哥白尼的著述1.1 1.1 科学革命的突破科学革命的突破科学革命的突破科学革命的突破 日心说，是天文学上一次宏大的革命，不仅引起了人类宇宙日心说，是天文学上一次宏大的革命，不仅引起了人类宇宙观的重大革新，而且从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论观的重大革
19、新，而且从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论支柱。支柱。“从今自然科学便起先从神学中解放出来从今自然科学便起先从神学中解放出来”，“科学的发科学的发展从今便大踏步前进展从今便大踏步前进”（恩格斯自然辩证法）。（恩格斯自然辩证法）。哥白尼的天体运行论（哥白尼的天体运行论（15431543年出版），由于受到时代的年出版），由于受到时代的局限，在日心说中保留了所谓局限，在日心说中保留了所谓“完备的完备的”圆形轨道等论点。其后圆形轨道等论点。其后开普勒建立行星运动三定律，牛顿发觉万有引力定律，以及行星开普勒建立行星运动三定律，牛顿发觉万有引力定律，以及行星光行差、视差相继发觉，日心说遂建立在更加稳固
20、的科学基础上。光行差、视差相继发觉，日心说遂建立在更加稳固的科学基础上。1.1.2 1.1.2 1.1.2 1.1.2 医学生理学革命医学生理学革命医学生理学革命医学生理学革命 自古以来，医学实践始终是人类活动的一个极为重要的方面，自古以来，医学实践始终是人类活动的一个极为重要的方面，自古以来，医学实践始终是人类活动的一个极为重要的方面，自古以来，医学实践始终是人类活动的一个极为重要的方面，探讨疾病产生、性质和治疗以及探讨人体结构和功能，始终是自探讨疾病产生、性质和治疗以及探讨人体结构和功能，始终是自探讨疾病产生、性质和治疗以及探讨人体结构和功能，始终是自探讨疾病产生、性质和治疗以及探讨人体结
21、构和功能，始终是自然科学不行缺少的组成部分。文艺复兴以来，一批艺术家、然科学不行缺少的组成部分。文艺复兴以来，一批艺术家、然科学不行缺少的组成部分。文艺复兴以来，一批艺术家、然科学不行缺少的组成部分。文艺复兴以来，一批艺术家、医学家从事人类解剖学和解剖生理学的探讨。医学家从事人类解剖学和解剖生理学的探讨。医学家从事人类解剖学和解剖生理学的探讨。医学家从事人类解剖学和解剖生理学的探讨。比利时医生维萨留斯比利时医生维萨留斯比利时医生维萨留斯比利时医生维萨留斯 发表人体结构，并证发表人体结构，并证发表人体结构，并证发表人体结构，并证 明男女肋骨数目相同。他明男女肋骨数目相同。他明男女肋骨数目相同。他
22、明男女肋骨数目相同。他 的结论动摇了天主教的教的结论动摇了天主教的教的结论动摇了天主教的教的结论动摇了天主教的教 条，并因此受到迫害。右条，并因此受到迫害。右条，并因此受到迫害。右条，并因此受到迫害。右 图为维萨留斯在书中描绘图为维萨留斯在书中描绘图为维萨留斯在书中描绘图为维萨留斯在书中描绘 的人体静脉系统，其精密的人体静脉系统，其精密的人体静脉系统，其精密的人体静脉系统，其精密 程度另人赞美。程度另人赞美。程度另人赞美。程度另人赞美。维萨留斯维萨留斯维萨留斯维萨留斯1.1 1.1 科学革命的突破科学革命的突破科学革命的突破科学革命的突破 17世纪，英国科学家哈维找到了血液世纪，英国科学家哈维
23、找到了血液流通的途径，为人们充分了解人和流通的途径，为人们充分了解人和 动物的动物的生理学开拓了新的途径。哈维从生理学开拓了新的途径。哈维从 试验入手，试验入手，做了绑扎人体上臂血管和计做了绑扎人体上臂血管和计 算血流量的实算血流量的实验。他发觉，动脉和静脉中血液流淌的方验。他发觉，动脉和静脉中血液流淌的方向相反。向相反。哈维还对血流量哈维还对血流量 进行了计算，从而发进行了计算，从而发 现，血液在全身沿着现，血液在全身沿着 一个闭合路径作循环一个闭合路径作循环 运动。血液循环理论运动。血液循环理论 的建立，具有重要的的建立，具有重要的 科学价值。科学价值。捆扎上臂血管试验捆扎上臂血管试验捆扎
24、上臂血管试验捆扎上臂血管试验哈维哈维哈维哈维血液循环血液循环血液循环血液循环 在血液循环理论的建立过程中，由于社会条件的缘由，在血液循环理论的建立过程中，由于社会条件的缘由，充溢着艰辛的斗争。教会为了神学的须要，把盖仑的医学理充溢着艰辛的斗争。教会为了神学的须要，把盖仑的医学理论确定化、凝固化，用来论证宗教神学的结论。论确定化、凝固化，用来论证宗教神学的结论。除了维萨留除了维萨留斯受到了教会的迫害以外，塞尔维特也因其异端的神学观点斯受到了教会的迫害以外，塞尔维特也因其异端的神学观点被加尔文派新教逮捕并处以死刑，在烧死之前还活活烤了两被加尔文派新教逮捕并处以死刑，在烧死之前还活活烤了两个钟头。个
25、钟头。血液循环理论的建立，具有重要的科学价值，成了临床血液循环理论的建立，具有重要的科学价值，成了临床医学的理论基础、同时也成了近代生理学的重要基础。在哈医学的理论基础、同时也成了近代生理学的重要基础。在哈维以后，比较解剖学、人体生理学、医学等生物学学科逐步维以后，比较解剖学、人体生理学、医学等生物学学科逐步建立起来。建立起来。1.2.1 1.2.1 开普勒对天空开普勒对天空开普勒对天空开普勒对天空“立法立法立法立法”1600 1600年，开普勒到布拉格担当第谷的年，开普勒到布拉格担当第谷的年，开普勒到布拉格担当第谷的年，开普勒到布拉格担当第谷的助手。助手。助手。助手。16011601年第谷去
26、世后，他继承了第谷年第谷去世后，他继承了第谷年第谷去世后，他继承了第谷年第谷去世后，他继承了第谷的事业，利用第谷多年积累的观测资料，的事业，利用第谷多年积累的观测资料，的事业，利用第谷多年积累的观测资料，的事业，利用第谷多年积累的观测资料，细致分析探讨，发觉了行星沿椭圆轨道运细致分析探讨，发觉了行星沿椭圆轨道运细致分析探讨，发觉了行星沿椭圆轨道运细致分析探讨，发觉了行星沿椭圆轨道运行，并且提出行星运动三定律（即开普勒行，并且提出行星运动三定律（即开普勒行，并且提出行星运动三定律（即开普勒行，并且提出行星运动三定律（即开普勒定律），为牛顿发觉万有引力定律打下了定律），为牛顿发觉万有引力定律打下了
27、定律），为牛顿发觉万有引力定律打下了定律），为牛顿发觉万有引力定律打下了基础。基础。基础。基础。1.2 1.2 1.2 1.2 经典力学的奠基经典力学的奠基经典力学的奠基经典力学的奠基开普勒（开普勒（Johannes Kepler，1571-1630），），德国天文学家。德国天文学家。开普勒是德国近代著名的天文学开普勒是德国近代著名的天文学 家、数学家、家、数学家、物理学家和哲学家。他物理学家和哲学家。他 以数学的和谐性探究宇以数学的和谐性探究宇宙，在天文学宙，在天文学 方面做出了巨大贡献。开普勒是方面做出了巨大贡献。开普勒是继哥继哥 白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心白尼之后第一个站出来捍卫太
28、阳中心 说、并在天文学方面有突破性成就的说、并在天文学方面有突破性成就的 人物，被人物，被后世科学史家称为后世科学史家称为“天空的天空的 立法者立法者”。开普勒生。开普勒生在德国威尔的一在德国威尔的一 个贫民家庭，个贫民家庭，1587年，他进入年，他进入蒂宾根蒂宾根 高校，很快成为哥白尼学说的忠实维高校，很快成为哥白尼学说的忠实维 护者。后来，由于学校被天主教会控护者。后来，由于学校被天主教会控 制，开普勒制，开普勒离开神学院前往布拉格，离开神学院前往布拉格，与卓越的天文学家第与卓越的天文学家第谷一起专心地从谷一起专心地从 事天文观测工作。他充分利用事天文观测工作。他充分利用了第谷了第谷布拉赫
29、留下的大量精确的天文观测资料，改进了哥自尼的布拉赫留下的大量精确的天文观测资料，改进了哥自尼的学说确立了行星运动三定律，为天体力学的诞生供应了坚实的学说确立了行星运动三定律，为天体力学的诞生供应了坚实的基础。基础。开普勒开普勒开普勒开普勒 开普勒主要著作有宇宙的奇妙、光学、宇宙和开普勒主要著作有宇宙的奇妙、光学、宇宙和谐论、哥白尼天文学概要、彗星论和稀奇的谐论、哥白尼天文学概要、彗星论和稀奇的16311631年天象等。其中，在宇宙和谐论中，开普勒找到了最简年天象等。其中，在宇宙和谐论中，开普勒找到了最简洁的世界体系，只需洁的世界体系，只需7 7个椭圆就可以描述天体运动的体系了；个椭圆就可以描述
30、天体运动的体系了；在彗星论中，他指出彗星的尾巴总是背着太阳，是因为太在彗星论中，他指出彗星的尾巴总是背着太阳，是因为太阳排斥彗头的物质造成的，这是距今半个世纪以前对辐射压力阳排斥彗头的物质造成的，这是距今半个世纪以前对辐射压力存在的正确预言；此外，开普勒还发觉了大气折射的近似定律。存在的正确预言；此外，开普勒还发觉了大气折射的近似定律。1.1.椭圆定律：开普勒的行星运动第确定律指出，行星的椭圆定律：开普勒的行星运动第确定律指出，行星的运动轨道不是传统认为的正圆形。而是椭圆形；而太阳运动轨道不是传统认为的正圆形。而是椭圆形；而太阳处于椭圆焦点之一的位置上。处于椭圆焦点之一的位置上。开普勒第确定律
31、开普勒第确定律开普勒第确定律开普勒第确定律2 2 2 2等面积定律等面积定律等面积定律等面积定律：在行星与太阳间作一条直线，则此直线：在行星与太阳间作一条直线，则此直线：在行星与太阳间作一条直线，则此直线：在行星与太阳间作一条直线，则此直线 在行星运动时于相同时间内扫过相等的面积。在行星运动时于相同时间内扫过相等的面积。在行星运动时于相同时间内扫过相等的面积。在行星运动时于相同时间内扫过相等的面积。3 3 3 3和谐定律和谐定律和谐定律和谐定律：行星运动周期：行星运动周期：行星运动周期：行星运动周期T T 的平方正比于行星与太阳平均距的平方正比于行星与太阳平均距的平方正比于行星与太阳平均距的平
32、方正比于行星与太阳平均距离离离离R R 的三次方，记为：的三次方，记为：的三次方，记为：的三次方，记为：开普勒其次定律开普勒其次定律开普勒其次定律开普勒其次定律1.2.2 1.2.2 伽利略对地面物体的探讨伽利略对地面物体的探讨伽利略对地面物体的探讨伽利略对地面物体的探讨 主要贡献：主要贡献：主要贡献：主要贡献：力学力学力学力学 伽利略是第一个把试验引进力学伽利略是第一个把试验引进力学伽利略是第一个把试验引进力学伽利略是第一个把试验引进力学的科学家，他利用试验和数学相结合的方的科学家，他利用试验和数学相结合的方的科学家，他利用试验和数学相结合的方的科学家，他利用试验和数学相结合的方法确定了一些
33、重要的力学定律。法确定了一些重要的力学定律。法确定了一些重要的力学定律。法确定了一些重要的力学定律。伽利略伽利略伽利伽利 意大利物理学、天文学家，试验意大利物理学、天文学家，试验物理学的先驱者，提出著名的相对性物理学的先驱者，提出著名的相对性原理、惯性原理、抛体的运动定律、原理、惯性原理、抛体的运动定律、摆振动的等时性等。关于两门新科摆振动的等时性等。关于两门新科学的对话和数学证明对话集总结了学的对话和数学证明对话集总结了他的科学思想以及在物理学和天文学他的科学思想以及在物理学和天文学方面的探讨成果。方面的探讨成果。天文学天文学天文学天文学 他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。他
34、是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。哲学哲学哲学哲学 他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争，主见用具他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争，主见用具他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争，主见用具他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争，主见用具体的试验来相识自然规律，认为阅历是理论学问的源泉。体的试验来相识自然规律，认为阅历是理论学问的源泉。体的试验来相识自然规律，认为阅历是理论学问的源泉。体的试验来相识自然规律，认为阅历是理论学问的源泉。伽利略发觉伽利略发觉伽利略发觉伽利
35、略发觉的四颗卫星的四颗卫星的四颗卫星的四颗卫星伽利略著名的伽利略著名的伽利略著名的伽利略著名的“斜面试验斜面试验斜面试验斜面试验”伽利略的最主要贡献或最主要的贡献之伽利略的最主要贡献或最主要的贡献之伽利略的最主要贡献或最主要的贡献之伽利略的最主要贡献或最主要的贡献之一在于对于地面物体运功的探讨。一在于对于地面物体运功的探讨。一在于对于地面物体运功的探讨。一在于对于地面物体运功的探讨。16381638年出年出年出年出版的他的关于两门自然科学的对话和数学版的他的关于两门自然科学的对话和数学版的他的关于两门自然科学的对话和数学版的他的关于两门自然科学的对话和数学证明一书，是他对地面物体起动探讨的一证
36、明一书，是他对地面物体起动探讨的一证明一书，是他对地面物体起动探讨的一证明一书，是他对地面物体起动探讨的一个总结。在该书中，伽利略叙述了个总结。在该书中，伽利略叙述了个总结。在该书中，伽利略叙述了个总结。在该书中，伽利略叙述了“斜面实斜面实斜面实斜面实验验验验”。亚里士多德认为两个物体以同一高度落亚里士多德认为两个物体以同一高度落亚里士多德认为两个物体以同一高度落亚里士多德认为两个物体以同一高度落 下，重的比轻的先着地。但伽利略经过反复下，重的比轻的先着地。但伽利略经过反复下，重的比轻的先着地。但伽利略经过反复下，重的比轻的先着地。但伽利略经过反复 的探讨与试验后，得出与之截然相反的结论的探讨
37、与试验后，得出与之截然相反的结论的探讨与试验后，得出与之截然相反的结论的探讨与试验后，得出与之截然相反的结论 ：物体下落的快慢与重量无关。：物体下落的快慢与重量无关。：物体下落的快慢与重量无关。：物体下落的快慢与重量无关。斜面试验斜面试验斜面试验斜面试验比萨斜塔比萨斜塔比萨斜塔比萨斜塔 综合斜面试验的过程，可以设计和制造一个光滑的斜面和平综合斜面试验的过程，可以设计和制造一个光滑的斜面和平面面(如图中由如图中由A经经B至至C)，再用一个光滑的球由，再用一个光滑的球由A经斜面落下。经过经斜面落下。经过多次的反复试验，伽利略得到以下的结论：多次的反复试验，伽利略得到以下的结论：1.在斜面在斜面AB
38、上，小球作加速运动。在斜面倾角确定时，无论小上，小球作加速运动。在斜面倾角确定时，无论小球重量如何，加速度值都一样，在斜面上滚动的铜球所经过的各球重量如何，加速度值都一样，在斜面上滚动的铜球所经过的各种距离总是同所用时间的平方成比例。这就是伽利略发觉的自由种距离总是同所用时间的平方成比例。这就是伽利略发觉的自由落体定律。落体定律。A AB BC CD D 2.在小球落到在小球落到B点并沿点并沿BC平面滑动时，在运动方向上小球并平面滑动时，在运动方向上小球并不受力。但它仍旧按起始速度作匀速直线运动。假如不受力。但它仍旧按起始速度作匀速直线运动。假如BC足够长，足够长，小球将恒久保持原速。这个说法
39、也就是惯性定律小球将恒久保持原速。这个说法也就是惯性定律。这一发觉表明。这一发觉表明速度并不是由外力引起的，力是产生加速度的缘由而不是产生速速度并不是由外力引起的，力是产生加速度的缘由而不是产生速度的缘由。度的缘由。3.假如小球运动至平面的一端的假如小球运动至平面的一端的C点落下，一方面物体要保持匀点落下，一方面物体要保持匀速运动接着前进，另一方面它又要在垂直方向下落，于是物体呈速运动接着前进，另一方面它又要在垂直方向下落，于是物体呈现出抛体运动状态，图中即小球将沿半抛物线现出抛体运动状态，图中即小球将沿半抛物线CD落至落至D点。点。伽利略的探讨成果，为后来牛顿的进一步综合奠定了基础。伽利略的
40、探讨成果，为后来牛顿的进一步综合奠定了基础。A AB BC CD D1.3 1.3 1.3 1.3 近代科学的第一次大综合近代科学的第一次大综合近代科学的第一次大综合近代科学的第一次大综合 1.3.1 1.3.1 牛顿的综合牛顿的综合牛顿的综合牛顿的综合 在哥白尼、开普勒关于天体运动规律和伽利略关于地面物体在哥白尼、开普勒关于天体运动规律和伽利略关于地面物体在哥白尼、开普勒关于天体运动规律和伽利略关于地面物体在哥白尼、开普勒关于天体运动规律和伽利略关于地面物体的动力学探讨的基础上。牛顿绽开了更全面的分析、综合和概的动力学探讨的基础上。牛顿绽开了更全面的分析、综合和概的动力学探讨的基础上。牛顿绽
41、开了更全面的分析、综合和概的动力学探讨的基础上。牛顿绽开了更全面的分析、综合和概括工作，最终建立了经典力学体系，实现了近代科学史上的第括工作，最终建立了经典力学体系，实现了近代科学史上的第括工作，最终建立了经典力学体系，实现了近代科学史上的第括工作，最终建立了经典力学体系，实现了近代科学史上的第一次大综合。一次大综合。一次大综合。一次大综合。英国著名诗人英国著名诗人英国著名诗人英国著名诗人PopePope写道：写道：写道：写道：自然界和自然界的规律隐自然界和自然界的规律隐自然界和自然界的规律隐自然界和自然界的规律隐 藏在黑暗中，藏在黑暗中，藏在黑暗中，藏在黑暗中，上帝说：上帝说：上帝说：上帝说
42、：“让牛顿去吧！让牛顿去吧！让牛顿去吧！让牛顿去吧！”于是一切成为光明。于是一切成为光明。于是一切成为光明。于是一切成为光明。牛顿在著名的自然哲学的数学原理一书中，给出了一种牛顿在著名的自然哲学的数学原理一书中，给出了一种力的定义：力的定义：“施加的力是能够使物体变更它的静止状态或匀速直线施加的力是能够使物体变更它的静止状态或匀速直线运动状态的一种作用运动状态的一种作用”。这几乎就是力的现代定义。事实上，力是。这几乎就是力的现代定义。事实上，力是代表物体间的一种相互作用，由于这种作用，物体会变更速度，代表物体间的一种相互作用，由于这种作用，物体会变更速度，即获得加速度。即获得加速度。自然哲学的
43、数学原理自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 在定义了力的概念以后，在定义了力的概念以后，在定义了力的概念以后，在定义了力的概念以后，牛顿在伽利略关于物体运动探牛顿在伽利略关于物体运动探牛顿在伽利略关于物体运动探牛顿在伽利略关于物体运动探讨的基础上，总结出来有关地讨的基础上，总结出来有关地讨的基础上，总结出来有关地讨的基础上，总结出来有关地面物体运动定律。面物体运动定律。面物体运动定律。面物体运动定律。牛顿第确定律又称惯性定律：任何物体都保持静止或匀速直牛顿第确定律又称惯性定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，知道其它任何物理所作用的力迫使它变更这种状态线运动状态，知道
44、其它任何物理所作用的力迫使它变更这种状态为止。为止。牛顿其次定律又称运动基本定律：物体在受到外力时，物理牛顿其次定律又称运动基本定律：物体在受到外力时，物理所获得的加速度的大小和外力成正比，而与物体的质量成反比，所获得的加速度的大小和外力成正比，而与物体的质量成反比，加速的的方向与外力方向相同。加速的的方向与外力方向相同。牛顿第三定律又称作用和反作用定律：作用力与反作用力大牛顿第三定律又称作用和反作用定律：作用力与反作用力大小相等，方向相反，分别作用于不同的物体上。小相等，方向相反，分别作用于不同的物体上。1.3.2 1.3.2 万有引力定律万有引力定律万有引力定律万有引力定律 牛顿在建立力学
45、的基本概念并发觉了力学的基本定律之后，牛顿在建立力学的基本概念并发觉了力学的基本定律之后，牛顿在建立力学的基本概念并发觉了力学的基本定律之后，牛顿在建立力学的基本概念并发觉了力学的基本定律之后，就试图用来解决一系列的问题。他在着手解决太阳系的动力学问就试图用来解决一系列的问题。他在着手解决太阳系的动力学问就试图用来解决一系列的问题。他在着手解决太阳系的动力学问就试图用来解决一系列的问题。他在着手解决太阳系的动力学问题中，进一步发觉了万有引力定律。题中，进一步发觉了万有引力定律。题中，进一步发觉了万有引力定律。题中，进一步发觉了万有引力定律。万有引力定律又称物质相互作用的普遍规律：任何两个物体万
46、有引力定律又称物质相互作用的普遍规律：任何两个物体万有引力定律又称物质相互作用的普遍规律：任何两个物体万有引力定律又称物质相互作用的普遍规律：任何两个物体都存在着相互作用的吸引力，吸都存在着相互作用的吸引力，吸都存在着相互作用的吸引力，吸都存在着相互作用的吸引力，吸引力的方向沿两个物体连线的方引力的方向沿两个物体连线的方引力的方向沿两个物体连线的方引力的方向沿两个物体连线的方向，力的大小与两个物体质量乘向，力的大小与两个物体质量乘向，力的大小与两个物体质量乘向，力的大小与两个物体质量乘积成正比，与两个物体之间的距积成正比，与两个物体之间的距积成正比，与两个物体之间的距积成正比，与两个物体之间的
47、距离的平方成反比。离的平方成反比。离的平方成反比。离的平方成反比。1.4 1.4 1.4 1.4 其它学科的初步发展其它学科的初步发展其它学科的初步发展其它学科的初步发展数学：数学：数学：数学：16 161818世纪是常量数学到变量数学的时期。世纪是常量数学到变量数学的时期。世纪是常量数学到变量数学的时期。世纪是常量数学到变量数学的时期。法国人笛卡儿（法国人笛卡儿（法国人笛卡儿（法国人笛卡儿（1596-16501596-1650年）分析了几何学与年）分析了几何学与年）分析了几何学与年）分析了几何学与代数学的优缺点，表示要寻求一种包含这两门科代数学的优缺点，表示要寻求一种包含这两门科代数学的优缺
48、点，表示要寻求一种包含这两门科代数学的优缺点，表示要寻求一种包含这两门科 学的优点而没有它们缺点的方学的优点而没有它们缺点的方学的优点而没有它们缺点的方学的优点而没有它们缺点的方 法，这种方法就是他在法，这种方法就是他在法，这种方法就是他在法，这种方法就是他在1717世纪世纪世纪世纪 上半叶创立的用代数方法来研上半叶创立的用代数方法来研上半叶创立的用代数方法来研上半叶创立的用代数方法来研 究几何问题究几何问题究几何问题究几何问题解析几何。解析几何。解析几何。解析几何。笛卡儿笛卡儿笛卡儿笛卡儿分型分型分型分型耐普尔的计算器耐普尔的计算器耐普尔的计算器耐普尔的计算器 17世纪上半叶英国人耐普尔独世
49、纪上半叶英国人耐普尔独创了对数，对数的独创，有助于改进创了对数，对数的独创，有助于改进和简化计算，拉普拉斯这样来评价这和简化计算，拉普拉斯这样来评价这一独创：它用缩短计算的时间来使天一独创：它用缩短计算的时间来使天文学家的寿命加倍。文学家的寿命加倍。牛顿和莱布尼茨在牛顿和莱布尼茨在牛顿和莱布尼茨在牛顿和莱布尼茨在1717世纪下半世纪下半世纪下半世纪下半叶各自独立的创立了微积分学。他叶各自独立的创立了微积分学。他叶各自独立的创立了微积分学。他叶各自独立的创立了微积分学。他们的功绩主要在于：把各种有关问们的功绩主要在于：把各种有关问们的功绩主要在于：把各种有关问们的功绩主要在于：把各种有关问题的解
50、法统一成微分法和积分法。题的解法统一成微分法和积分法。题的解法统一成微分法和积分法。题的解法统一成微分法和积分法。（右图为莱布尼茨）（右图为莱布尼茨）（右图为莱布尼茨）（右图为莱布尼茨）化学：化学：化学：化学：近代化学的前身是古代的炼丹术和炼金术。炼丹术和炼金术近代化学的前身是古代的炼丹术和炼金术。炼丹术和炼金术近代化学的前身是古代的炼丹术和炼金术。炼丹术和炼金术近代化学的前身是古代的炼丹术和炼金术。炼丹术和炼金术与奇妙主义有关，炼丹术士和炼金术士以分散的奇妙活动为特色，与奇妙主义有关，炼丹术士和炼金术士以分散的奇妙活动为特色，与奇妙主义有关，炼丹术士和炼金术士以分散的奇妙活动为特色，与奇妙主