第6讲 牛顿时代.ppt

第6讲 牛顿时代 一、新观念和新世界 二、数学在欧洲的新生 三、牛顿：新时代的开始 四、机械论自然观 一、新观念和新世界 1600年以来，“新思想”的传播，如同和煦的春风，逐渐吹散了笼罩在欧洲上空的“中世纪”的阴霾。 新旧智力环境在本质上的不同 过去的知识是最可靠的智慧源泉； 智慧越抽象越伟大，因为这种智慧有助于使人类的思想远离尘世的“污浊”。 宇宙是由神秘的力量所驱使，人类对这种力量几乎无法理解并肯定无法控制。 以“大胆求知”为座右铭，强调科学的自主性和思想的自由活动。 知识不能被利用就毫无价值。 自然界被认为像最精致的机械钟一样运转,可以被准确无误地预测，可以被人类充分理解。 这场基本思维方式的巨变是怎样发生的呢？ 天上：哥白尼《天球运行论》（1543） —伽利略《对话》（1633） —牛顿《原理》（1687） 人间：维萨留斯《人体结构》（1543） —哈维《心血运行论》（1628） 信仰：上帝的两本书—《圣经》与自然 “我认为在探讨自然科学的问题时，我们不应该从权威的典籍着手，而应该从感官经验和必要的论证入手……大自然的运作中同样杰出的显示出上帝的存在，丝毫不亚于《圣经》的记载。” —伽利略 一个新的世界观在逐渐兴起 《飞跑的Atalanta》（1618） 为了了解自然的秘密，化学家在跟随她的足迹：大自然是向导，理性是手杖，经验是眼睛，阅读是灯火，所有这些都是探索自然奥秘所必备的。 1.?? 培根：“知识就是力量” F·培根（1561-1626） 1584年进入议院，1601年起受到女王的重用，1603年受封为男爵，1618年成为大法官，1621年再封为子爵。因被控告受贿，而断送政治生涯。 《新工具》 无敌舰队驶出“海格里斯柱”（古代世界的边界—直布罗陀海峡），进入茫茫大海去寻找那即将到来的未知而美妙的事物。驶向大洋的船只下面的文字是“必有多人切心研究，知识就必增长。” 培根的主要观点在1620年出版的《新工具》中得到充分的阐述。他认为，科学只有在与过去固有的错误分道扬镳，并且“逐渐取得确定性”后才会发展。 培根认为“被迷信和形形色色的神学所玷污的哲学……危害最大。”他倡导通过仔细记录亲身经验来发展知识。共同的科学研究和观察会产生有用的知识，进而改变人类的命运。 归纳科学：培根指出了认识自然的正确道路 记录下一切可以得到的事实，进行了一切可能进行的观察和一切可行的实验，把所有结果汇集起来编成表格，看出现象之间的关系，这样就可以自然而然的找到表达这些关系的法则。——这种实验方法，可以“把人类的能力和伟大气魄的界限推向更远的地方。” 培根倡导实验，但在一次雪能防腐的实验中受了风寒，导致气管炎而身亡。 2. 伽利略：实验科学之父 The apple fell on Newton’s head, but it was Galileo who planted the tree. Eppur si Muove!（地球还在动啊） 1633年6月22日，在新圣玛利亚修道院，69岁的伽利略身披悔罪人穿的白色长袍，跪在法官和一帮教士面前，发誓放弃哥白尼学说，并答应要永远谴责这样的异端邪说。悔罪后，伽利略被判处终身监禁。根据传说，当伽利略被押回监狱的时候，他弯下腰来用手指触地，喃喃的说：地球还是在动的呀！ 这是保存在佛罗伦萨博物馆中伽利略的右手食指，它似乎仍然在提醒着我们不要忘记那场学术自由和思想专制的冲突！ 伽利略在《对话》中的两个错误 1.政治上的错误：借辛普利丘（Simplicio, the simple-mind,头脑简单的蠢人)之口，说出了教皇的信念：上帝可以用许多我们意想不到的方式去做他想做的事。 2.科学上的错误：用潮汐现象证明地球的运转：自转和公转的效应使得海水定期涨落。 被判终身监禁，但伽利略并未停止……《关于两种新科学的谈话》（Discourse on Two Sciences，1638） 受荷悬臂的强度问题 受荷悬臂的强度与其横截面高度的平方成正比 斜面试验 斜面 下落物体到达斜面末端的速度与下落高度有关，而与斜面的坡度无关！ 比萨斜塔之谜 伽利略如何批驳亚里士多德的“物体下落速度与重量成正比？” 3. 笛卡尔： “我思故我在” 勒内·笛卡尔（1596-1650） 从小体弱多病，但聪明好学。校长特地允许他不必早起，这使他养成了早晨躺在床上思考问题的习惯。正是这种晨思（“沉思”），使他悟出一个著名的哲学命题“我思故我在”（Cogito ergo sum ——I think, therefore I am.） 笛卡尔是一个花花公子、一个战士