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1、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、数学的发展第一节第一节 近代前期自然科学近代前期自然科学主要内容主要内容第1页/共54页历史背景历史背景 资本主义生产方式的兴起；资本主义生产方式的兴起；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；文艺复兴推动的思想解放运动。文艺复兴推动的思想解放运动。近代前期自然科学近代前期自然科学
2、第2页/共54页哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战哥白尼哥白尼(Nicolaus Copernicus(Nicolaus Copernicus，14731473一一1543)1543)1506150615121512期期间间，用用6 6年年时时间间写写下下了了代代表表作作天体运行论天体运行论，创立了近代天文学。，创立了近代天文学。成成书书后后又又用用了了3030年年的的时时间间进进行行修修改改，书书中中所所有有2727个例子，有个例子，有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。近代
3、科学技术的发展近代科学技术的发展第3页/共54页布鲁诺对太阳中心说的捍卫和发展布鲁诺对太阳中心说的捍卫和发展布布鲁鲁诺诺是是哥哥白白尼尼太太阳阳中中心心说说的的忠忠实实捍捍卫卫者者和和发发展展者者，在在近近代科学史上是向宗教神学斗争的勇士。代科学史上是向宗教神学斗争的勇士。15841584年年，他他在在英英国国出出版版了了论论无无限限性性、宇宇宙宙和和诸诸世世界界，宣宣传传并并发发展展了了哥哥白白尼尼的的太太阳阳中中心心说说，提提出出了了多多太太阳阳系系和和宇宇宙宙无限性思想。无限性思想。在在哲哲学学上上，他他认认为为最最好好的的哲哲学学是是“最最符符合合于于自自然然的的真真理理”。近代科学技
4、术的发展近代科学技术的发展第4页/共54页维萨留斯对解剖学的新贡献维萨留斯对解剖学的新贡献 维维萨萨留留斯斯坚坚持持亲亲自自主主刀刀解解剖剖，按按系系统统叙叙述述了了人人体体结结构构；同同时时，用用事事实实批批驳驳了了宗宗教教宣宣扬扬的的在在人人体体内内存存在在“复复活活骨骨”以以及及男人的肋骨比女人少一根的胡说。男人的肋骨比女人少一根的胡说。人人体体内内根根本本不不存存在在什什么么永永不不毁毁坏坏的的“复复活活骨骨”，男男人人和和女女人人的的肋肋骨骨数数是是相相同同的的，都都是是2424根根；在在解解剖剖基基础础上上维维萨萨留留斯斯于于15431543年出版了人体的构造一书，奠定了医学的基础
5、。年出版了人体的构造一书，奠定了医学的基础。血液循环的发现及其对宗教的冲击血液循环的发现及其对宗教的冲击第5页/共54页塞尔维特发现血液小循环塞尔维特发现血液小循环 塞塞尔尔维维特特(1511(15111553)1553)是是西西班班牙牙医医生生，是是维维萨萨留留斯斯的的同同学学。他他通通过过对对人人体体解解剖剖生生理理学学的的研研究究，发发现现了了血血液液小小循循环环(心心肺肺循环循环)。15531553年年，他他出出版版了了基基督督教教的的复复兴兴一一书书，其其中中用用6 6页页左左右的篇幅描述了血液小循环的情景。右的篇幅描述了血液小循环的情景。血液循环的发现及其对宗教的冲击血液循环的发现
6、及其对宗教的冲击第6页/共54页哈维确立血液循环理论哈维确立血液循环理论 哈哈维维(1578(15781657)1657)是是英英国国生生理理学学家家，解解剖剖过过七七十十多多种种动动物物，观观察察其其心心脏脏搏搏动动，发发现现心心脏脏每每分分钟钟大大约约跳跳动动7272次次，1 1小时，心脏排出的血量为相当于人体重量的小时，心脏排出的血量为相当于人体重量的1.51.5倍。倍。哈哈维维意意识识到到可可能能是是血血液液在在全全身身沿沿着着一一条条闭闭合合路路线线作作循循环运动。环运动。血液循环的发现及其对宗教的冲击血液循环的发现及其对宗教的冲击第7页/共54页哈维确立血液循环理论哈维确立血液循环
7、理论 16281628年年，哈哈维维出出版版了了动动物物的的心心血血运运动动及及解解剖剖学学研研究究，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”。哈哈维维去去世世后后，意意大大利利解解剖剖学学家家马马尔尔比比基基、荷荷兰兰科科学学家家列列文文虎虎克克分分别别于于16601660年年和和16881688年年通通过过显显微微镜镜观观察察发发现现了了毛毛细细血血管管，证证实实了了哈哈维维的的在在动动、静静脉脉末末端端有有通通过过毛毛细细血血管管把把二二者者相相连连的的预言。预言。血液循环的发现及其对宗教的冲击血液循环的
8、发现及其对宗教的冲击第8页/共54页自自然然科科学学从从宗宗教教神神学学的的禁禁锢锢中中解解放放出出来来，首首先先发发展展并成熟起来、形成独立体系的是经典力学。并成熟起来、形成独立体系的是经典力学。经经典典力力学学体体系系的的形形成成不不是是哪哪一一个个人人的的功功劳劳，而而是是一一批批科科学学家家共共同同努努力力的的结结果果。这这些些科科学学家家主主要要有有伽伽利利略略、开普勒、惠更斯、胡克、哈雷、牛顿等。开普勒、惠更斯、胡克、哈雷、牛顿等。经典力学体系的形成经典力学体系的形成第9页/共54页伽利略对经典力学的贡献伽利略对经典力学的贡献 发现了自由落体定律发现了自由落体定律 发现发现了了惯性
9、运动惯性运动 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伽利利略略在在动动力力学学上上的的成成就就，集集中中反反映映在在他他的的关关于于力力学学和和位位置置运运动动的的两两种种新新科科学学的的对对话话与与数数学学证证明明(简简称称关关于于两两种种新新科科学学的的对对话话)一一书书中中，这这本本书书的的出出版版标标志志着着经经典典力力学学作作为为一一门门独独立立学科的诞生。学科的诞生。伽伽利利略略创创立立的的实实验验和和数数学学相相结结合合的的科科学学研研究究方方法法也也成成为为经经典典方方法，对整个近代科学产生了深远影响。法，对整个近代科学产生了深远影响。经典力学体系的形成经典力学体系
10、的形成第10页/共54页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 开开普普勒勒(Johannes(Johannes KeplerKepler，157115711630)1630)是是德德国国第第一一位位伟伟大大的的新教徒数学家和天文学家。新教徒数学家和天文学家。15961596年，他发表了宇宙的奥秘。年，他发表了宇宙的奥秘。16091609年年，开开普普勒勒发发表表了了新新天天文文学学一一书书和和论论火火星星运运动动一一文，公布了两个定律：文，公布了两个定律：第第一一定定律律（轨轨道道定定律律）：所所有有行行星星都都沿沿椭椭圆圆轨轨道道运运行行，太太阳阳位位于这
11、些椭圆的一个焦点上。于这些椭圆的一个焦点上。第第二二定定律律（面面积积定定律律）：太太阳阳至至行行星星的的连连线线在在相相等等的的时时间间内内扫扫过相等的面积。过相等的面积。经典力学体系的形成经典力学体系的形成第11页/共54页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年年，他他又又在在宇宇宙宙的的和和谐谐一一书书中中，阐阐明明了了行行星星运运行行的的第第三三定定律律，即即周周期期定定律律。他他发发现现，行行星星绕绕日日运运行行周周期期的的平平方方与与它它到太阳的平均距离的立方成正比。到太阳的平均距离的立方成正比。开开普普勒勒运运用用这这一一定定
12、律律算算出出了了当当时时已已知知的的太太阳阳系系六六大大行行星星(水水星星、金金星星、地地球球、火火星星、木木星星、土土星星)的的运运行行周周期期和和与与太太阳阳的的平平均均距距离，荣获离，荣获“太空律师太空律师”的美名。的美名。在在研研究究火火星星运运动动的的真真实实轨轨道道时时，发发现现观观察察值值与与按按照照哥哥白白尼尼学学说说推推算算出出的的值值有有0.133 0.133(即即约约8)8)的的差差数数。他他大大胆胆地地改改用用椭椭圆圆进进行计算，结果与观察值完全吻合。行计算，结果与观察值完全吻合。经典力学体系的形成经典力学体系的形成第12页/共54页万有引力定律的发现万有引力定律的发现
13、 惠更斯的工作惠更斯的工作惠惠更更斯斯(Christan(Christan HuyRensHuyRens，16291629一一1695)1695)是是荷荷兰兰物物理理学学家家，是是英英国国皇皇家家学学会会的的外外籍籍会会员员，在在科科学学上上有有很很多多成成就就，牛牛顿顿称称他他是是尽尽善善尽尽美美的的科学家。科学家。通通过过对对自自己己发发明明的的钟钟摆摆进进行行研研究究，发发现现物物体体保保持持圆圆周周运运动动需需要要一一种种向向心心力力，并并得得出出了了向向心心加速度公式：加速度公式：a=v2/R。经典力学体系的形成经典力学体系的形成第13页/共54页万有引力定律的发现万有引力定律的发现
14、 胡克胡克的工作的工作胡胡克克长长期期从从事事物物理理学学和和天天文文学学研研究究，并并自自制制仪仪器器。根根据据弹弹簧簧实实验验的的结结果果，提提出出了了胡胡克克定定律律；用用自自制制的的显微镜发现了细胞。显微镜发现了细胞。16741674年年，胡胡克克在在从从观观察察角角度度证证明明地地球球周周年年运运动动的的尝尝试试一一文文中中，提提出出了了关关于于天天体体引引力力问问题题的的三三个个假设，并明确认识到力和距离的平方成反比。假设，并明确认识到力和距离的平方成反比。经典力学体系的形成经典力学体系的形成第14页/共54页万有引力定律的发现万有引力定律的发现 牛顿对万有引力定律的贡献牛顿对万有
15、引力定律的贡献1665166516661666年，牛顿通过对地球对月球的引力年，牛顿通过对地球对月球的引力进行了进行了研究。研究。独独立立发发现现了了天天体体间间的的引引力力与与其其距距离离平平方方成成反反比比的的关关系系，并并认认为为，这这一一引引力力并并非非磁磁力力，本本质质上上就就是是地地球球的的重重力力，地地球球把把它它对对地地面面物体的吸引力伸展到月球上，从而使月球绕地球旋转。物体的吸引力伸展到月球上，从而使月球绕地球旋转。至至于于万万有有引引力力定定律律的的发发现现，则则是是广广泛泛地地利利用用前前人人及及他他同同辈辈人人的的成果进行推论，以及自己努力而获得的。成果进行推论，以及自
16、己努力而获得的。万万有有引引力力定定律律表表明明：任任何何两两个个天天体体间间都都存存在在着着相相互互吸吸引引的的作作用用力力，而而且且这这一一引引力力也也存存在在于于地地面面上上任任何何两两个个物物体体之之间间，故故称称为为万有引力。万有引力。经典力学体系的形成经典力学体系的形成第15页/共54页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：p第第一一，他他把把其其他他科科学学家家以以为为只只是是局局部部天天体体之之间间的的引引力作用推广到宇宙中一切具有质量的物体之间；力作用推广到宇宙中一切具有质量的物体之间；p第二，从理论上精
17、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；p第第三三，证证明明了了任任何何两两个个物物体体间间的的万万有有引引力力可可以以看看作作集中作用于物体的质点上；集中作用于物体的质点上；p第四，从万有引力定律可以推出行星运动的三定律。第四，从万有引力定律可以推出行星运动的三定律。经典力学体系的形成经典力学体系的形成第16页/共54页牛顿对经典力学的综合牛顿对经典力学的综合 1678167816841684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。16871687年年，在在哈哈雷雷的的支支持持下下，出出版版了了他他的的自自然然哲哲学学的的数数学学原原理理，第第一一
18、次次把把地地面面力力学学和和天天体体力力学学统统一一起起来来，建建立立起起经经典典力力学学体体系系，完完成成了了近近代代自然科学史上第一次大综合。自然科学史上第一次大综合。经典力学体系的形成经典力学体系的形成第17页/共54页解析几何学的创立解析几何学的创立 解解析析几几何何学学的的主主要要创创立立者者是是法法国国的的笛笛卡卡儿儿(1596(15961650)1650)和费尔马和费尔马(1601(16011665)1665)。解解析析几几何何学学是是运运用用代代数数的的方方法法，借借助助坐坐标标研究几何对象。研究几何对象。作作为为数数学学家家和和哲哲学学家家的的笛笛卡卡儿儿于于16371637
19、年年发发表表的的更更好好地地指指导导推推理理和和寻寻求求科科学学真真理理的的方方法法论论一一书书，作作为为该该书书三三篇篇附附录录之之一一的的几几何学，标志着解析几何学的诞生。何学，标志着解析几何学的诞生。数学的发展数学的发展第18页/共54页微积分的创立微积分的创立 微积分思想的历史渊源微积分思想的历史渊源公公元元前前3 3世世纪纪希希腊腊的的阿阿基基米米德德在在研研究究解解决决抛抛物物弓弓形形的的面面积积、球球和和球球冠冠面面积积、螺螺线线下下的的面面积积和和旋旋转转双双曲曲线线体体的体积的问题中，就隐含着近代积分学思想。的体积的问题中，就隐含着近代积分学思想。到到了了1717世世纪纪，有
20、有许许许许多多多多的的科科学学问问题题需需要要解解决决 ，许许多多著著名名的的数数学学家家、物物理理学学家家、天天文文学学家家，如如费费尔尔马马、笛笛卡卡儿儿、巴巴罗罗、开开普普勒勒等等都都为为此此作作了了大大量量的的和和卓卓有有成成效的研究，为微积分的创立作出了贡献。效的研究，为微积分的创立作出了贡献。数学的发展数学的发展第19页/共54页微积分的创立微积分的创立 微积分思想的历史渊源微积分思想的历史渊源1717世世纪纪下下半半叶叶，在在前前人人工工作作的的基基础础上上，英英国国的的牛牛顿顿和和德德国国数数学学家家莱莱布布尼尼兹兹分分别别独独立立研研究究和和完完成成了微积分学的创立工作。了微
21、积分学的创立工作。他他们们最最大大的的功功绩绩是是把把看看起起来来不不相相关关的的两两个个问问题题联联系系起起来来，一一是是切切线线问问题题(它它是是微微分分学学的的中中心心问问题题)，一是求积问题，一是求积问题(它是积分学的中心问题它是积分学的中心问题)。数学的发展数学的发展第20页/共54页微积分的创立微积分的创立 牛顿对创立微积分学的贡献牛顿对创立微积分学的贡献在在他他的的17111711年年正正式式出出版版的的运运用用无无穷穷多多项项方方程程的的分分析析学学中中，给给出出了了求求瞬瞬时时速速度度的的普普遍遍方方法法，阐阐明明了了求求变变化化率率和和求求面面积积是是两两个个互互逆逆问问题
22、题，从从而而揭揭示示了了微微分分与与积积分分的的联联系系，即即沿沿用用至至今今的所谓微积分的基本定理。的所谓微积分的基本定理。牛牛顿顿于于16711671年年完完成成的的，直直到到17361736年年才才正正式式出出版版的的流流数数术术和和无无穷穷级级数数，又又对对他他的的微微积积分分理理论论作作了了更更广广泛泛而而深深入入的的说说明明，并在概念、计算技巧和应用上都作了很大改进。并在概念、计算技巧和应用上都作了很大改进。数学的发展数学的发展第21页/共54页微积分的创立微积分的创立 莱布尼兹对创立微积分的贡献莱布尼兹对创立微积分的贡献莱莱布布尼尼兹兹(1646(16461716)1716)是是
23、德德国国数数学学家家。被被誉誉为为“1717世世纪纪的的亚亚里里士士多多德德”，他他最最突突出出的的成成就就是是创创建建了了微微积积分分的的方方法法。他他的的微微积积分分思思想想最最早早记在他记在他16751675年的数学笔记中。年的数学笔记中。莱布尼兹意识到微分与积分是互逆关系。莱布尼兹意识到微分与积分是互逆关系。莱莱布布尼尼兹兹的的第第一一篇篇微微分分学学论论文文一一种种求求极极大大极极小小和和切切线线的的新新方方法法，它它也也适适用用于于分分式式和和无无理理量量，以以及及这这种种新新方方法法的的奇奇妙妙类类型型的的计计算算于于16841684年发表。关于积分学的第一篇论文发表于年发表。关
24、于积分学的第一篇论文发表于16861686年。年。莱莱布布尼尼兹兹在在创创建建微微积积分分过过程程中中，花花了了很很多多时时间间来来选选择择精精巧巧的的符符号号，如如 等。等。数学的发展数学的发展第22页/共54页第一次技术革命的起点第一次技术革命的起点纺织机的改革纺织机的改革 由飞梭的发明到纺织机改革由飞梭的发明到纺织机改革17331733年年，兰兰开开夏夏郡郡的的制制梭梭工工人人凯凯伊伊(1704(1704一一1774)1774)发明了飞梭，使织布速度提高了一倍。发明了飞梭，使织布速度提高了一倍。“纱荒纱荒”推动人们去改善纺纱技术。推动人们去改善纺纱技术。“珍妮纺车珍妮纺车”水力纺纱机水力
25、纺纱机 “骡机骡机”第二节第二节 第一次技术革命第一次技术革命第23页/共54页第一次技术革命的标志第一次技术革命的标志蒸汽机的发明蒸汽机的发明发明蒸汽机的前奏发明蒸汽机的前奏16901690年年，法法国国物物理理学学家家巴巴本本提提出出了了使使蒸蒸汽汽机机冷冷凝凝，蒸汽能使圆筒中的活塞上下运动。蒸汽能使圆筒中的活塞上下运动。塞塞维维利利发发明明了了第第一一台台用用于于抽抽水水的的蒸蒸汽汽机机“矿矿山山之友之友”。英英国国人人纽纽可可门门于于1705170517061706年年间间发发明明了了技技术术上上比比塞塞维利蒸汽机先进、实用价值较大的大气蒸汽机。维利蒸汽机先进、实用价值较大的大气蒸汽机
26、。第二节第二节 第一次技术革命第一次技术革命第24页/共54页第一次技术革命的标志第一次技术革命的标志蒸汽机的发明蒸汽机的发明瓦特的双向通用蒸汽机瓦特的双向通用蒸汽机由由于于纽纽可可门门蒸蒸汽汽机机的的运运动动是是直直线线往往复复运运动动，只只能用于抽水，热效率不高，功率不大。能用于抽水，热效率不高，功率不大。要要想想使使蒸蒸汽汽机机成成为为通通用用的的动动力力机机，在在技技术术上上必必须须解解决决两两个个问问题题：一一是是提提高高它它的的热热效效率率；二二是是将将直线往复运动变为连续的圆周运动。直线往复运动变为连续的圆周运动。第二节第二节 第一次技术革命第一次技术革命第25页/共54页第一次
27、技术革命的标志第一次技术革命的标志蒸汽机的发明蒸汽机的发明瓦特的双向通用蒸汽机瓦特的双向通用蒸汽机通通过过一一系系列列改改进进，17831783年年制制成成了了第第1 1台台双双向向蒸蒸汽汽机机，17841784年年投投入入使使用用，热热效效率率大大大大提提高高，耗耗煤煤量量仅仅为为纽纽可门机的三分之一。可门机的三分之一。这这种种蒸蒸汽汽机机被被普普遍遍应应用用于于各各行行各各业业，它它在在第第一一次次技技术术革革命命中中产产生生了了巨巨大大影影响响，在在将将近近一一个个世世纪纪中中掀掀起起并并主主导导了了整整个个世世界界的的产产业业革革命命。蒸蒸汽汽机机的的发发明明和和使使用的时代被称为用的
28、时代被称为“蒸汽时代蒸汽时代”。第二节第二节 第一次技术革命第一次技术革命第26页/共54页第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就一、天文学一、天文学二、地质学二、地质学三、物理学三、物理学四、化学四、化学五、生物学五、生物学十九世纪世界自然科学十九世纪世界自然科学三大发现在此期间产生三大发现在此期间产生第27页/共54页天文学天文学天文观测新发现天文观测新发现 俄俄国国多多尔尔帕帕特特天天文文台台台台长长斯斯特特鲁鲁维维借借助助于于折折射射望望远镜发现了远镜发现了22002200多颗新双星。多颗新双星。17811781年年，英英国国天天文文学学家家赫赫歇歇尔尔利利用用自自制制的的
29、大大型型反反射望远镜发现了天王星。射望远镜发现了天王星。18461846年，德国天文台台长加勒发现了海王星。年，德国天文台台长加勒发现了海王星。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第28页/共54页天文学天文学康德一拉普拉斯星云假说康德一拉普拉斯星云假说(太阳系起源假说太阳系起源假说)17551755年年德德国国康康德德发发表表的的宇宇宙宙发发展展史史概概论论。提提出出了系统的关于太阳系起源的星云假说。了系统的关于太阳系起源的星云假说。17961796年年，法法 国国 天天 文文 学学 家家、数数 学学 家家 拉拉 普普 拉拉 斯斯(Laplace)(Laplace)出出版版了了
30、他他的的宇宇宙宙论论，独独立立提提出出了了与与康康德德星星云云假假说说相相似似的的假假说说。他他用用牛牛顿顿力力学学详详细细论论证证了了太太阳系的演化过程。阳系的演化过程。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第29页/共54页物理学物理学能量守恒与转化定律的发现能量守恒与转化定律的发现 早早在在16441644年年，法法国国数数学学家家、天天文文学学家家、哲哲学学家家笛笛卡卡儿儿(Rene(Rene Descanes)Descanes)在在哲哲学学原原理理一一书书中中，就就提提出出了运动不灭原理。了运动不灭原理。第第一一次次技技术术革革命命后后，随随着着蒸蒸汽汽机机的的广广泛泛使
31、使用用，迫迫切切要要求求提提高高热热机机的的效效率率，从从而而促促进进了了人人们们对对热热的的本本质质、热热与与机机械械运运动动的的联联系系和和转转化化规规律律的的研研究究，这这项项研研究究成为发现能量守恒与转化定律的发端。成为发现能量守恒与转化定律的发端。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第30页/共54页物理学物理学能量守恒与转化定律的发现能量守恒与转化定律的发现 第第一一个个以以论论文文形形式式阐阐述述能能量量守守恒恒和和转转化化思思想想的的是是德德国国青青年年医医生生迈迈尔尔(Mayer(Mayer，181418141878)1878)，他他是是根根据据两两件件观观察察
32、事事实和哲学思维方法推出能量守恒和转化思想的。实和哲学思维方法推出能量守恒和转化思想的。英英国国物物理理学学家家焦焦耳耳(J(JJaule)Jaule)从从1838183818781878年年，用用了了4040年年的的时时间间进进行行实实验验，写写了了一一篇篇总总结结性性论论文文论论热热的的机机械械当当量量，公公布布了了测测定定的的热热功功当当量量的的精精确确值值，至至此此，能量守恒与转化观点被广为接受。能量守恒与转化观点被广为接受。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第31页/共54页物理学物理学热力学第二定律热力学第二定律18501850年年德德国国物物理理学学家家克克劳劳修
33、修斯斯 和和18511851年年英英国国物物理理学学家家凯凯尔尔文文发发现现了了热热力力学学第第二二定定律律。揭揭示示了了热热运运动动的的自自然然过过程程是是不不可可逆逆的的，除非由外界做功，方可使热量从低温物体传向高温物体。除非由外界做功，方可使热量从低温物体传向高温物体。18651865年年，克克劳劳修修斯斯把把熵熵的的概概念念引引入入热热力力学学，用用以以说说明明热热力力学学第第二二定定律律。熵熵达达到到最最大大或或可可用用的的热热能能最最小小时时，热热机机就就不不再再做做功功，整整个个系系统统的的能能量量守守恒恒，处处于于热热平平衡衡状状态态。熵熵的的概概念念说说明明了了热热力力学过程
34、的不可逆性。学过程的不可逆性。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第32页/共54页物理学物理学人们对电磁现象的早期认识。人们对电磁现象的早期认识。1818世纪中叶，人们已由摩擦生电发展到对天电和生物电的认识。世纪中叶，人们已由摩擦生电发展到对天电和生物电的认识。17451745年年，荷荷兰兰人人马马森森布布罗罗克克、枯枯内内渥渥斯斯和和德德国国人人克克莱莱斯斯特特各各自自独独立立地地发发明明了了最最早早的的蓄蓄电电容容器器，由由于于前前两两人人均均是是在在莱莱顿顿后后发发明明的的，故故称为莱顿瓶。称为莱顿瓶。美美国国电电学学家家富富兰兰克克林林(Benjmin(Benjmin
35、Franklin)Franklin)用用莱莱顿顿瓶瓶做做了了许许多多实实验验，17521752年年夏夏，发发表表了了论论闪闪电电和和电电的的相相同同的的论论文文。第第二二年年又又发发明明了了避雷针。避雷针。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第33页/共54页物理学物理学连续电流的获得。连续电流的获得。17991799年年意意大大利利物物理理学学家家伏伏打打(A1essandro(A1essandro VoltaVolta，174517451827)1827)对对生生物物电电发发现现进进行行了了实实验验分分析析，指指出出蛙蛙腿腿起起到到了了两两块块金金属属之之间间产产生生电电流流
36、的的敏敏感感验验电电器器的的作作用用，电电是是由由于于渗渗在在溶溶液液中中的的两两种种不不同同种种类类金金属属接接触触而而产产生生的的，并并认认识识到到这这种种电电效效应应比比摩摩擦擦发发电机产生的电效应要强。电机产生的电效应要强。基基于于这这种种认认识识，18001800年年，他他用用酸酸浸浸不不同同的的金金属属板板(银银板板和和锌锌板板)制制成成了了世世界界上上第第一一个个电电池池，获获得得了了连连续续电电流流，揭揭开开了了电电力力革革命命的序幕，电技术由此产生。的序幕，电技术由此产生。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第34页/共54页物理学物理学静电力大小的测定。静电力
37、大小的测定。英英国国物物理理学学家家卡卡文文迪迪许许(Henry(Henry Carendish)Carendish)最最早早作作了了关关于于电电的的分分布布实实验验。17671767年年，普普列列斯斯特特利利提提出出了了静静电电力力的的大大小小与与电电荷多少成正比，与距离平方成反的论断。荷多少成正比，与距离平方成反的论断。法法国国物物理理学学家家库库仑仑(C(CA ACoulomb Coulomb）提提出出了了“带带同同种种电电的的两两个个小小球球之之间间的的斥斥力力与与两两球球中中心心点点距距离离的的平平方方成成反反比比”的的重重要理论。要理论。库仑定律库仑定律 第三节第三节 近代后期的科
38、学成就近代后期的科学成就第35页/共54页物理学物理学电磁相互联系和转化的发现。电磁相互联系和转化的发现。1919世世纪纪，丹丹麦麦哥哥本本哈哈根根大大学学教教授授奥奥斯斯特特发发现现：有有电电流流通通过过的的导体周围会产生磁场，第一次揭示了电与磁的本质联系。导体周围会产生磁场，第一次揭示了电与磁的本质联系。法国物理学家安培）研究了电流间的相互作用。法国物理学家安培）研究了电流间的相互作用。18311831年年，英英国国化化学学家家和和物物理理学学家家法法拉拉第第(M.(M.Faraday Faraday）电电与与磁磁“互生互生”现象必须在运动中才能发生。现象必须在运动中才能发生。第三节第三节
39、 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第36页/共54页物理学物理学电磁理论的建立。电磁理论的建立。1919世世纪纪50506060年年代代，英英国国物物理理学学家家麦麦克克斯斯韦韦补补充充和和发发展展了了法法拉拉第第等等人人的的电电磁磁感感应应理理论论，创创立立了了系系统统的电磁学说。的电磁学说。18881888年年，德德国国物物理理学学家家赫赫兹兹用用莱莱顿顿瓶瓶的的间间隙隙放放电电证实了电磁波的存在。证实了电磁波的存在。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第37页/共54页化学化学氧化燃烧理论取代燃素说氧化燃烧理论取代燃素说 拉拉瓦瓦锡锡的的氧氧化化燃燃烧烧理理论论。177
40、71777年年，他他把把自自己己的的发发现现写写成成燃燃烧烧概概论论提提交交给给巴巴黎黎科科学学院院，把把助助燃燃气气体体正正式式定定名名为为氧氧，从从此此结结束束了了燃燃素素说说对对化化学学界界的的统治，为建立氧化燃烧理论奠定了基础。统治，为建立氧化燃烧理论奠定了基础。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第38页/共54页化学化学原子一分子论的建立原子一分子论的建立 (1)(1)道道尔尔顿顿的的原原子子论论。18081808年年，在在化化学学哲哲学学新新体体系系中中提提出出了了原原子子论论 ，并并把把原原子子量量概概念念引引入入原原子子论论，把把它它视视为为化化学学元元素素最最
41、基本的特征和新原子论的核心。基本的特征和新原子论的核心。(2)(2)阿阿佛佛加加德德罗罗的的分分子子假假说说。18111811年年，发发表表了了原原子子相相对对质质量量的的测测定定方方法法及及原原子子进进入入化化合合物物时时数数目目比比例例的的确确定定。首首次次引引入入分分子子概概念念，提提出出分分子子假假说说，解解决决了了存存在在半半个个原原子子的的矛矛盾盾。还还依依据据原原子子一一分分子子假假说说，测测定定了了气气体体物物质质的的原原子子量量和和分分子子量量，并并确确定了化合物中各种原子的数目。定了化合物中各种原子的数目。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第39页/共54页
42、化学化学有机化学的兴起有机化学的兴起 (1)(1)尿尿素素的的人人工工合合成成。德德国国青青年年化化学学家家维维勒勒于于18281828年年发发表表了了论论尿尿素素的的人人工工制制成成，公公布布了了用用无无机机物物合合成成尿尿素素的的方方法法。第第一一次次证证明明了了有有机机物物与与无无机机物物之之间间没没有有不不可可逾逾越越的的鸿鸿沟沟，开开创创了了人工合成有机物的新纪元。人工合成有机物的新纪元。(2)(2)有有机机结结构构理理论论的的确确立立。有有机机化化学学实实验验推推动动了了有有机机化化学学理理论论的的发发展展，许许多多化化学学在在有有机机结结构构理理论论研研究究中中取取得得了了积积极
43、极成成果果，这这些成果为有机结构理论的确立铺平了道路。些成果为有机结构理论的确立铺平了道路。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第40页/共54页化学化学化学元素周期律的发现化学元素周期律的发现 1919世世纪纪5050年年代代前前，已已发发现现了了2727种种元元素素，截截至至18691869年年，已已发现发现6969种元素。种元素。当当时时原原子子价价概概念念已已确确立立起起来来，意意大大利利科科学学家家康康尼尼查查罗罗提提出出了了从从分分子子量量求求原原子子量量的的方方法法，使使元元素素的的原原子子量量得得到到了了精精确的测定，为元素周期律的发现提供了可靠的数据。确的测定，
44、为元素周期律的发现提供了可靠的数据。科科学学家家们们对对当当时时已已有有的的元元素素从从不不同同角角度度进进行行了了分分类类，据据统计大约有统计大约有5050种分类法。种分类法。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第41页/共54页化学化学门捷列夫发现元素周期律。门捷列夫发现元素周期律。门门捷捷列列夫夫继继承承了了前前人人关关于于元元素素分分类类的的成成果果，全全面面分分析析了了元元素素的的物物理理、化化学学性性质质与与原原子子量量的的关关系系，整整理理出出了了元元素素周周期期表表，于于18691869年年2 2月公开发表。月公开发表。18711871年年，门门捷捷列列夫夫又又在
45、在化化学学元元素素的的周周期期性性依依赖赖关关系系中中修修正正了了周周期期表表；并并定定义义：元元素素的的性性质质周周期期地地随随着着它它们们的的原原子子量量而而改改变变；预预告告了了“类类铝铝”、“类类硼硼”、“类类硅硅”等等元元素素的的存存在在，并并根根据据它它们们在在周周期期表表中中的的位位置置，预预言言了了它它们们的的性性质质；还还修修正正了了一一些元素的原子量，并建议重新测定。些元素的原子量，并建议重新测定。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第42页/共54页生物学生物学细胞学说的建立细胞学说的建立 1717世世纪纪英英国国科科学学家家胡胡克克首首先先提提出出细细胞胞
46、这这一一名名称称，一一直直沿沿用用至今。至今。细细胞胞学学说说建建立立于于1919世世纪纪3030年年代代末末。它它应应归归功功于于德德国国植植物物学学家家施施莱莱登登和和动动物物学学家家施施旺旺。18381838年年，施施莱莱登登写写了了论论植植物物的的发发生生一一文文，提提出出了了植植物物构构造造学学说说。18391839年年，施施旺旺把把施施莱莱登登的的观观点点推推广广到到整整个个生生物物界界，在在动动植植物物结结构构和和生生长长相相似似性性的的显显微微镜镜研研究究中中，用用大大量量资资料料证证明明：细细胞胞是是一一切切生生物物的的基基本本单位。并提出了单位。并提出了“细胞学说细胞学说”
47、。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第43页/共54页生物学生物学进化论的创立进化论的创立 (1)(1)生生物物进进化化思思想想的的萌萌芽芽。第第一一个个系系统统地地提提出出进进化化论论思思想想的的是是法法国国博博物物学学家家拉拉马马克克18091809年年，在在动动物物哲哲学学书书中中第第一一次次成成功功地描述了动物进化过程。地描述了动物进化过程。(2)(2)达达尔尔文文进进化化论论。达达尔尔文文经经过过5 5年年的的科科学学考考察察和和2020多多年年的的动动植植物物人人工工变变异异研研究究，于于18591859年年出出版版了了他他的的物物种种起起源源(全全名名为为通通过过
48、自自然然选选择择或或生生存存斗斗争争保保存存良良种种的的物物种种起起源源)，书书中中用大量而丰富的资料系统、全面地阐述了他的进化论思想。用大量而丰富的资料系统、全面地阐述了他的进化论思想。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第44页/共54页生物学生物学孟德尔和魏斯曼的遗传理论孟德尔和魏斯曼的遗传理论 (1)(1)孟孟德德尔尔的的遗遗传传定定律律。孟孟德德尔尔提提出出了了两两条条著著名名的的遗遗传传定定律：第一，分离定律；第二，独立分配定律。律：第一，分离定律；第二，独立分配定律。(2)(2)魏魏斯斯曼曼的的遗遗传传学学说说。1919世世纪纪末末，在在遗遗传传学学研研究究中中的的
49、代代表表人人物物是是德德国国动动物物学学家家、新新达达尔尔文文主主义义者者魏魏斯斯曼曼，通通过过对对蝇蝇类类的的进进化化、水水蚤蚤的的生生殖殖行行为为、切切割割鼠鼠尾尾对对遗遗传传的的影影响响等等研究，于研究，于18921892年提出了种质连续学说。年提出了种质连续学说。第三节第三节 近代后期的科学成就近代后期的科学成就第45页/共54页第二次技术革命的前奏第二次技术革命的前奏 1919世世纪纪下下半半叶叶，资资本本主主义义已已由由自自由由竞竞争争发发展展到到垄垄断断，垄断阶段的大生产要求有强大而集中的能源。垄断阶段的大生产要求有强大而集中的能源。要要求求寻寻找找一一个个既既集集中中、灵灵活活
50、而而又又经经济济的的能能源源分分配配方方法法，因因此此，将将产产生生另另一一次次技技术术革革命命代代替替蒸蒸汽汽动动力力的的技技术术革革命命便便应应运运而而生生，称称雄雄一一时时的的蒸蒸汽汽机机时时代代即即将将过去。过去。电力革命电力革命 第四节第四节 第二次技术革命第二次技术革命 第46页/共54页第二次技术革命的前奏第二次技术革命的前奏 电电力力革革命命与与以以蒸蒸汽汽机机为为标标志志的的第第一一次次技技术术革革命命不不同同：是是在在理论指导下进行的。理论指导下进行的。1818世世纪纪以以来来，对对电电子子有有了了初初步步认认识识，奥奥斯斯特特发发现现电电流流磁磁效效应应和和法法拉拉第第发