第七讲近代科学的诞生-第一次科学革命课件.ppt

1、第七讲 近代科学的诞生第一次科学革命第七讲 近代科学的诞生第一次科学革命天文学革命与行星运动三定律的发现 v4.知道血液循环的发现与医学革命以及经典力学理论的创立与物理学革命一、近代科学技术产生的社会条件二、第一次科学革命第七讲 近代科学的诞生第一次科学革命内容提要一、近代科学技术产生的社会条件第七讲 近代科学的诞生第一次科学革命一、近代科学技术产生的社会条件（一）城市和资本主义生产方式的出现（二）发现地球（航海探险与地理大发现）（三）人的觉醒（文艺复兴运动）（四）信仰里的冲突（宗教改革运动）现代的自然研究，和整个近代史一样，是从这现代的自然研究，和整个近代史一样，是从这样一个伟大的时代算起样

2、一个伟大的时代算起直到这个时候直到这个时候才真正发现了地球，奠定了以后的世界贸易以及从才真正发现了地球，奠定了以后的世界贸易以及从手工业过渡到工场手工业的基础，而工场手工业则手工业过渡到工场手工业的基础，而工场手工业则构成现代大工业的起点构成现代大工业的起点这是人类以往这是人类以往从来没有经历过的一次最伟大的、进步的变革，是从来没有经历过的一次最伟大的、进步的变革，是一个需要巨人而且产生了巨人一个需要巨人而且产生了巨人在思维能力、热在思维能力、热情和性格方面，在多才多艺和学识渊博方面的巨人情和性格方面，在多才多艺和学识渊博方面的巨人的时代。的时代。恩格斯：自然辩证法恩格斯：自然辩证法第七讲 近

3、代科学的诞生第一次科学革命一、近代科学技术产生的社会条件（一）城市和资本主义生产方式的出现1.1.城市和资本主义生产方式的出现：v 欧洲中世纪缓慢的技术进步使手工业和商业有了更大规模；v 非农业人口增加，地中海沿岸形成大大小小的新城市。v 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。而经济的发展需要相应的生产技术，为此需要有科学的发展。2.城市和资本主义生产方式出现的意义：v A、资本主义生产方式的出现促进了生产技术的改进：纺织业、采矿业、冶金业中开始使用一些新式机器。v B、技术上的改进给自然科学的发展开辟了道路

4、（1）水轮、风车的制造和使用推动了力学的发展；（2）治金、纺织、玻璃和眼镜制造业的发展向化学和光学提出了需要解决的问题；给自然科学的研究提供了观察和实验手段。第七讲 近代科学的诞生第一次科学革命一、近代科学技术产生的社会条件（一）城市和资本主义生产方式的出现（二）发现地球（航海探险与地理大发现）1.1.航海探险与地理大发现：v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。v远洋探险的代表：葡萄牙，西班牙v代表人物：迪亚士、达伽马，哥伦布，麦哲伦2.远洋探险和地理大发现的意义：A、大大推进了商业、航海业、和工业的发展，扩大了人们的眼界，鼓舞了人们

5、的探索精神。B、航海活动为天文、地理、植物学、生物学、人种学等提供了经验事实，在推进科学发展的同时，也推进技术的发展。黑人奴隶黑人奴隶乌檀木乌檀木象牙象牙印度香料印度香料茶叶茶叶瓷器瓷器蔗糖蔗糖讨 论v地理大发现的主要事件有哪些？第七讲 近代科学的诞生第一次科学革命一、近代科学技术产生的社会条件（一）城市和资本主义生产方式的出现（二）发现地球（航海探险与地理大发现）（三）人的觉醒（文艺复兴运动）1、文艺复兴运动：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。波及范围很广，除当时的意大利外，西班牙、尼德兰、英国、法兰西和德国中部等地方都

6、受到其影响，形成一个时代的风尚。神启神启人性人性信仰信仰理性理性人的主体人的主体地位确立地位确立天堂天堂世俗世俗上帝力量上帝力量被弱化被弱化2.文艺复兴运动的伟大旗手：达芬奇vA、达芬奇的科学成就：v 天文学：早于哥白尼否定“地心说”，提出“太阳中心说”。v 物理学：重新发现了液体压力的概念，提出了连通器原理；发现了惯性原理；发展了杠杆原理。v 生物学：发现了血液的功能；发现了心脏的四腔和心脏瓣膜。v 军事和机械：发明了飞行机械、直升飞机、降落伞、机关枪、手榴弹、坦克车、潜水艇、起重机、车床、服装剪机、自动剪切机、大理石切割机、提水机、以及用作船舶推进的桨轮。vB、达芬奇的科学贡献：v认为知识

7、起源于实践，只有通过实践才能探索科学的奥秘。v采用实验科学方法进行科学研究，在自然科学方面作出了巨大的贡献。v提出的实验科学方法成为近代自然科学的最基本方法，为后来哥白尼、伽利略、开普勒、牛顿等人的发明创造开辟了道路。3、文艺复兴运动的主旨（1）肯定人的价值,主张教育要发展人的个性，社会要发挥人的才能，满足人的欲望。（2）抨击封建神学的蒙昧主义和禁欲主义，要求以“人”为中心考察一切，提倡“人性”，反对教会的“神性”，以“人权”来反对封建的“神权”，用“人道”来反对为封建制度辩护的“神道”，主张个性解放和自由。4.文艺复兴运动的主要成就 但丁：神曲；薄伽丘：十日谈；达芬奇：最后的晚餐、蒙娜丽莎；

8、塞万提斯：堂吉诃德；莎士比亚：罗米欧与朱丽叶、威尼斯商人、哈姆雷特、奥赛罗、李尔王；它们所共同体现的主旨，就是提倡个性解放，反对封建势力和神权统治。（摄于但丁故居）（摄于但丁故居）（塞万提斯）（塞万提斯）薄伽丘十日谈黑死病描述薄伽丘十日谈黑死病描述 画家和雕刻家成为成画家和雕刻家成为成为文艺复兴的主角，创造为文艺复兴的主角，创造了比文学更生动直观的形了比文学更生动直观的形象。象。波提切利的维纳斯岩间圣母圣安娜与圣母子拉斐尔的雅典学派拉斐尔的雅典学派5.文艺复兴运动的意义vA、破除了人们对宗教神圣不可侵犯的迷信，培育了自由研究的精神，引导人们去观察和研究自然界。vB、文艺复兴促进了技术和知识的结

9、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”的诞生。第七讲 近代科学的诞生第一次科学革命一、近代科学技术产生的社会条件（一）城市和资本主义生产方式的出现（二）发现地球（航海探险与地理大发现）（三）人的觉醒（文艺复兴运动）（四）信仰里的冲突（宗教改革运动）1.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，动摇了封建教会和宗教神学，再次强调了人的主体地位和主体意识中国的印刷术为新教的思想宣传奠定技术基础。2.宗教改革运动的意义vA、宗教改革运动对科学从神学中解

10、放出来有积极作用。vB、新教鼓励人们研究和认识自然，认为上帝的智慧完全体现在他所创造的自然秩序中；鼓励人们运用科学技术为社会创造更多的物质财富，认为为社会创造财富是对上帝的爱戴。讨 论如何评价欧洲的文艺复兴和宗教改革？近代自然科学为什么在欧洲产生？二、第一次科学革命第七讲 近代科学的诞生第一次科学革命二、第一次科学革命（一）天文学革命与行星运动三定律的发现（二）血液循环的发现与医学革命（三）经典力学理论的创立与物理学革命第七讲 近代科学的诞生第一次科学革命二、第一次科学革命（一）天文学革命与行星运动三定律的发现1.由哥白尼发起的天文学革命（重新安排宇宙）2.行星运动三定律的发现（开普勒定律）在

11、所有这些行星中间，太阳傲然在所有这些行星中间，太阳傲然坐镇。在这个最美丽的庙堂中，我们坐镇。在这个最美丽的庙堂中，我们难道还能把这发光体放到更恰当的别难道还能把这发光体放到更恰当的别的什么位置使它同时普照全体吗？人的什么位置使它同时普照全体吗？人们正确地把太阳称为们正确地把太阳称为“巨灯巨灯”、“理理智智”、“宇宙之王宇宙之王”，太阳就太阳就这样高居王位之上，统治着围绕膝下这样高居王位之上，统治着围绕膝下的子女一样的众行星。的子女一样的众行星。哥白尼：天体运行论第哥白尼：天体运行论第1 1卷卷1.由哥白尼发起的天文学革命天文学革命哥白尼的太阳中心学；回答了回答了“是什么（太阳还是地球）在运动是

12、什么（太阳还是地球）在运动”的问的问题题A、“日心说”的提出v诺瓦腊批评托勒密地心宇宙模型结构的复杂及在数学上的不合理给哥白尼以深刻影响；v哥白尼受到毕达哥拉斯学派思想的影响，他把数学上是否简单完美作为评价一个学说的标准，而托勒密天文学体系不符合这一标准，于是其另寻新路。v哥白尼创立的日心说，即天文学名著天体运行论的发表，不但是天文学上的一次伟大革命，推动了天文学研究的飞速发展，成为近现代天文学和天体力学的真正出发点，而且引起了人类宇宙观的重大革新，沉重地打击了封建神权的统治，“从此自然科学便开始从神学中解放出来”。A、“日心说”的提出 1912年哥白尼迁到波兰的年哥白尼迁到波兰的一个古代城堡

13、一个古代城堡弗隆堡。在弗隆堡。在城堡的西北角，有一座箭楼。城堡的西北角，有一座箭楼。这座箭楼，就是举世闻名的天这座箭楼，就是举世闻名的天文学家哥白尼观察天文的天文文学家哥白尼观察天文的天文台、天文学史上著名的台、天文学史上著名的“哥白哥白尼塔尼塔”。无论盛夏或严冬，他。无论盛夏或严冬，他用自制的、粗劣的仪器，不分用自制的、粗劣的仪器，不分昼夜地观察天文，完成了对天昼夜地观察天文，完成了对天体的观测，写成了不朽的巨著体的观测，写成了不朽的巨著天体运行论。天体运行论。vB、基本观点v（1）月亮是地球的卫星，在以地球为中心的圆周轨道上每月绕地球公转一周。同时伴随地球一起绕太阳公转。v（2）地球每天自

14、转一周，天穹实际并不转动，是由于地球自转才出现日月星辰的东升西落现象。v（3）行星和地球一样，都在圆形的轨道上匀速地绕太阳公转。哥白尼通过天文观察和数学计算创立了哥白尼通过天文观察和数学计算创立了“日心说日心说”，认为太阳位于宇宙的中心，地球和其他星球都围绕太阳认为太阳位于宇宙的中心，地球和其他星球都围绕太阳运转。运转。vC、意义v 从根本上动摇了中世纪宗教神学的基础。被恩格斯誉为“向神学发出的挑战书”，是“自然科学的独立宣言”。v 哥白尼开创了人类在宇宙观上的根本变革，揭开了近代自然科学革命的序幕。从此自然科学便开始从神学中解放出来，大踏步前进了。伽利略（伽利略（15641642），），伟大

15、的意大利物理学家和天伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科系和数学表述形式的近代科学，被誉为学，被誉为“近代科学之近代科学之父父”。他第一个把望远镜对。他第一个把望远镜对准天空进行观测，出版了准天空进行观测，出版了星空使者一书。星空使者一书。1632年，年，他出版了关于托勒密和哥他出版了关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话，白尼两大世界体系的对话，把哥白尼的学说推到了最终把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。胜利的阶段。伽利略伽利略伽利略的手稿伽利略的手稿伽利略的折射式望远镜伽利略的折射式望

16、远镜 1609年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面年，伽利略创制了天文望远镜。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。“在我们的时代，的确有些新的事物和新观察在我们的时代，的确有些新的事物和新观察到的现象，如果亚里士多德现在还活着的话，我敢到的现象，如果亚里士多德现在还活着的话，我敢说他一定会改变自己的看法。说他一定会改变自己的看法。现在多现在多谢有了望远镜，我已经能够使天体离我们比离亚里谢有了望远镜，我已经能够使天体离我们比离亚里士多德近三四十倍士多德近三四十倍单是这些太阳黑子单是这些太阳黑子就是他绝对看不到的。就是他绝对看不到的。你难道会怀疑

17、，你难道会怀疑，如果亚里士多德能看到天上的那些新发现，他将会如果亚里士多德能看到天上的那些新发现，他将会改变自己的意见，并修改自己的著作，使之能够包改变自己的意见，并修改自己的著作，使之能够包括那些最合理的学说吗？括那些最合理的学说吗？”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伽利略因支持哥白尼的日心说而接受教廷审讯伽利略因支持哥白尼的日心说而接受教廷审讯 1633年，罗马召令伽里略到罗马受审，强迫他签字年，罗马召令伽里略到罗马受审，强迫他签字“悔过悔过”并放弃哥白尼学说。伽利略受审近并放弃哥白尼学说。伽利略受审近300年后，即年后，即1928年，罗马年，罗马教

18、皇才在公开集会上承认对伽利略的审判是错误的教皇才在公开集会上承认对伽利略的审判是错误的。2.行星运动三定律的发现回答了“天体如何运动”的问题开普勒对天体之间作用力的研究开普勒对天体之间作用力的研究1.开普勒简介开普勒简介:开普勒开普勒(15711630)生于德国南部生于德国南部瓦尔城瓦尔城.家境贫寒家境贫寒.父亲是位职业军人父亲是位职业军人,祖父曾当过祖父曾当过市长市长.小时候得过天花和猩红热小时候得过天花和猩红热,使得手、眼等落使得手、眼等落下了轻度残疾下了轻度残疾.开普勒年轻时进图宾根大学学习，指望将来开普勒年轻时进图宾根大学学习，指望将来当一个牧师当一个牧师.求学期间求学期间,他显示出了

19、出众的数学才他显示出了出众的数学才华华.图宾根大学的天文学教授图宾根大学的天文学教授麦斯特林麦斯特林(15501631)是一位哥白尼学说的同情者是一位哥白尼学说的同情者.开普勒开普勒就是从他那里得知哥白尼学说就是从他那里得知哥白尼学说,并立即成为哥白尼并立即成为哥白尼的拥护者的的拥护者的.毕业后他来到了奥地利毕业后他来到了奥地利,在格拉茨大在格拉茨大学任数学和天文学讲师学任数学和天文学讲师.在奥地利期间他致力于探测六大行星轨道大在奥地利期间他致力于探测六大行星轨道大小之间的关系小之间的关系,围绕这个问题展开了多方面的研围绕这个问题展开了多方面的研究究.1596.1596年年,开普勒把他的所有研

20、究成果及构想写开普勒把他的所有研究成果及构想写在在宇宙的奥秘宇宙的奥秘一书中一书中.该书引起了丹麦物理该书引起了丹麦物理学家第谷学家第谷(1546(15461601)1601)的重视的重视.1600.1600年邀请他到年邀请他到布拉格观察台工作布拉格观察台工作,当他的助手当他的助手.可惜的是他们相可惜的是他们相处没多久处没多久,第谷就去世了第谷就去世了.临终前第谷告诫开普勒临终前第谷告诫开普勒:一定要尊重观测事实一定要尊重观测事实.2.开普勒的研究成果开普勒的研究成果:开普勒三定律开普勒三定律.主要研究方主要研究方法就是法就是:在在尊重事实尊重事实的基础上进行的基础上进行数学计算数学计算.v开

21、普勒为“天空立法”行星运动三大定律（经典力学的奠基）v第一定律：行星运行的轨道是椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上，即轨道定律.水水金金地地火火图图1第二定律:单位时间内行星中心同太阳中心的连线（内径）扫过的面积相等，即面积定律.第三定律:行星在轨道上运行一周的时间的平方和它至太阳的平均距离的立方成正比,即周期定律。（T=kR）太阳与行星太阳与行星水水金金地地火火F1F2AttS1S2RS1=S2开普勒三大定律开普勒三大定律图图1图图2图图3T=kR讨 论v开普勒遗留的问题：v是什么力量维持着行星绕着太阳旋转?（一）个体生物学（研究单个生物个体身体结构和微观组织：解剖学、生理学以及细胞学。）（二）群

22、体生物学（从整体上、宏观地研究多个生物个体和生物种群之间的关系。）一、探索生命的奥秘（一）个体生物学v对人体结构的研究v血液循环的发现v从细胞的发现到细胞学说v微生物的发现和研究对人体结构的研究v 列奥那多达芬奇（1452年4月15日1519年5月2日；意大利语发音：leonardo da vinti pronunciation（帮助信息）,又译达文西，全名列奥纳多迪瑟皮耶罗达芬奇（Leonardo di ser Piero da Vinci，意为“芬奇城梅瑟皮耶罗之子列奥纳多”），是意大利文艺复兴时期的一个博学者：除了是画家，他还是雕刻家、建筑师、音乐家、数学家、工程师、发明家、解剖学家、地

23、质学家、制图师，植物学家和作家。他的天赋或许比同时期的其他人物都高，这使他成为文艺复兴时期人文主义的代表人物，也使得他成为文艺复兴时期典型的艺术家，也是历史上最著名的画家之一，与米开朗基罗和拉斐尔并称文艺复兴三杰。小行星3000被命名为“列奥那多”以表示人们对列奥那多达芬奇的尊敬和怀念。列奥那多列奥那多达达芬奇芬奇v 安德烈亚斯维萨留斯（15141564年）是尼德兰医生、解剖学家。文艺复兴时期比利时人，曾祖始，世代行医。曾任神圣罗马帝国和西班牙宫廷医生，最早使用人的尸体进行解剖，对解剖学命名加以标准化，是近代解剖学的奠定人，是人体结构研究的开创者。v 维萨留斯是与哥白尼齐名的近代科学的开创者，

24、他不迷信权威，坚持从实际出发研究人体，以自己的解剖学成就指出了被奉为权威的盖仑的多处的错误，他因此被教会所迫害，成为近代科学革命中为科学献身的第一人。1543年，也即哥白尼的革命著作问世那年，29岁的维萨留斯发表了他的伟大著作人体的构造（De humani corporis fabrica）。论述骨骼、肌肉、血管、神经，腹部、胸部内脏、脑。维萨留斯维萨留斯对人体结构的研究对人体结构的研究血液循环的发现v 塞尔维特（Michael Servetus，15111553）西班牙医生，文艺复兴时代的自然科学家，肺循环的发现者。他亦是一位神学家。后人基于他的功绩，常将肺循环称为“塞尔维特循环”。v 15

25、53年，他秘密出版了基督教的复兴（Christianism Restitutes）一书，在此书中，他用一元论的观点，并阐述了上述有关肺循环的看法。他的书，被天主教徒与基督教徒视为异端邪说，宗教裁判所对他进行缉捕并判处火刑。他拒绝放弃自己的观点，于 1553年在日内瓦被烧死在火刑柱上。他的所有著作也同他一起上了火刑场，通通被烧毁。塞尔维特塞尔维特v法布里修斯（15371619）在1603年发表了论静脉的瓣膜一书，但没弄明白瓣膜的作用是使血液单向地流回心脏，二真正理解这一点并发现了人体血液大循环的是他的英国学生哈维。血液循环的发现v 威廉哈维（公元1578公元1657），英国17世纪著名的生理学家

26、和医生。他发现了血液循环的规律，奠定了科学的生理学基础。哈维是伽利略同时代的人。他们在不同的领域内都对人类作了重大的贡献，但是由于身处的环境不同，个人的遭遇也迥然不同。伽利略受到有权势的罗马天主教会的迫害，在幽禁中悲惨地死去。哈维却成为詹姆士一世父子的上宾。他通过绑扎上臂血管和计算心脏的血流量两个实验做出了划时代的发现，并预言了毛细血管的存在。后来，意大利人马尔比基用显微镜观察青蛙肺部毛细血管，证实了哈维的预言。荷兰人列文虎克也用显微镜观察了蝌蚪尾巴，发现其中动脉血管的血液通过毛细血管回到了静脉。血液循环的发现威廉威廉哈维哈维（二）对地上物体的运动的理解v伽利略的研究v牛顿的综合伽利略的研究回

27、答了“物体如何运动”的问题221gts(1)发现了自由落体定律发现了自由落体定律伽利略对经典力学的贡献(2)发现了惯性运动：物体维持其原来的运动状态发现了惯性运动：物体维持其原来的运动状态,并不并不需要外力需要外力,外力是改变其原有运动状态的原因外力是改变其原有运动状态的原因.匀速直线运动匀速直线运动自由落体运动自由落体运动(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牛顿的综合 回答了“物体为什么按规律运动”的物体 近代科学的第一次大综合近代科学的第一次大综合牛顿的经典力学体系牛顿的经典力学体系（1）牛顿三大力学定律：）牛顿三大力学定律：第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态

28、，第一定律：任何物体都保持静止或匀速直线运动状态，直到其他任何物体所作用的力迫使它改变这种状态为止，直到其他任何物体所作用的力迫使它改变这种状态为止，即惯性定律；即惯性定律；第二定律：物体受到外力时，物体所获得的加速度的大第二定律：物体受到外力时，物体所获得的加速度的大小与合外力的大小成正比，而与物体的质量成反比，加小与合外力的大小成正比，而与物体的质量成反比，加速度的方向与合外力的方向相同即速度的方向与合外力的方向相同即F=ma，即加速度定，即加速度定律；律；第三定律：当物体第三定律：当物体A以力以力F作用于物体作用于物体B上，物体上，物体B也必也必定同时以定同时以F作用于物体作用于物体A上

29、，上，F和和F在一条直线上，在一条直线上，大小相等而方向相反即大小相等而方向相反即F=F，即作用与反作用定律。，即作用与反作用定律。（2）万有引力定律：）万有引力定律：F=ma=mRw2=G（m1m2/R2）;G=6.67x10-11 m3/kgs21、根据牛顿第一定律，天体稳定运行，肯定是有一个、根据牛顿第一定律，天体稳定运行，肯定是有一个向中心天体的力的作用的。这个中心天体应该是太阳，向中心天体的力的作用的。这个中心天体应该是太阳，且运动的轨道是椭圆。且运动的轨道是椭圆。2、根据牛顿第二定律、根据牛顿第二定律F=ma=mRw2；其中；其中R是行星中是行星中心到椭圆焦点的距离；心到椭圆焦点的

30、距离；W 是行星的角速度；是行星的角速度；3、根据开普勒第三定律、根据开普勒第三定律T2=KR3，则则F=ma=mRw2=4丌丌2MR/T2=G（m1m2/R2）221rmmGF 剑桥大学牛顿数学桥剑桥大学牛顿数学桥讨论 运动的三定律揭示了怎样的科学和哲学问题？揭示的科学和哲学问题揭示的科学和哲学问题:运动三定律告诉我们,自然界中没有孤立存在的力,力总是存在于两个相互作用的实体之间,不管这种力是通过接触还是不通过接触,它总是成对、同时出现,且大小相等、方向相反.牛顿的两句名言牛顿的两句名言1、“如果我比别人看得远些,那是因为我站在巨人的肩膀上.”2、“我不知道世人怎样看我,但我自认为我不过是像一个在海边玩耍的孩童,不时为找到比常见的更光滑的石子或更美丽的贝壳而欣喜,而展现在我面前的是全然未被发现的浩瀚的真理海洋.”