第九讲 近代科学的创立——物理学的伟大成就 自然辩证法课件教学 讲义.pptVIP

自然辩证法第九讲 近代科学的创立——物理学的伟大成就 主讲：张博洋 tel：2085748 E-mail：beyond_boyang@163.com /kxlc 内容简介 亚里士多德对运动的认识 伽利略：近代科学方法之父 近代科学方法 具体科学工作 牛顿开创的时代 天地知识的综合——万有引力的探索 知识的体系化——公理化方法的运用 牛顿式宇宙——一个像钟表一样运转的王国 1、亚里士多德对运动的认识 亚里士多德对运动的看法 自然运动——自然位置 受迫运动——力 天体运动——圆周运动 人与动物的运动——活力论 解释抛射体运动——空气推动~~冲力理论 1、亚里士多德对运动的认识 亚里士多德物理学的困难： 自然运动-物体下落时重物比轻物先落地； 受迫运动-力是维持物体运动的原因。 意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。他帮助推翻了亚里士多德物理学，首先对运动做了细致的实验和理论研究，在天文学上也有所发现。 他最重要的贡献是发展了科学方法：观念不是从权威那里学来的，而是从经验与理性思维中获得的。 伽利略·伽利雷 （Galileo Galilei ，1564—1642） 2、伽利略——近代科学方法之父 2-2 具体实验工作 伽利略落体定律 若空气阻力可以忽略，那么一起掉下来的任意两个物体将一起下落，与它们的重量和形状无关，也与构成它们的材料无关。 2-2 具体实验工作 伽利略怎么知道的落体定律 铅球 皮球 皮球 铅球 2-2 具体实验工作 落体定律——来自月球的验证 2-2 具体实验工作 运动不需要力来维持 2-2 具体实验工作 单摆实验 摆的等时性原理——脉搏仪——摆钟 钟表计时 18世纪，西方学者根据伽利略发现的摆的等时性原理，把直进式擒纵机构应用到机械摆钟上，使机械钟的计时精度大为增加，达到日误差几秒的量级，这才赶上和超过了中国传统的漏刻。 3、牛顿开创的时代 天地知识的综合 之前：月上世界——天国是完美的 月下世界——人类生活的世界 之后：同一个世界，遵循同样的物理规律 《原子论》回归 力的探索 理论的体系化：公理化方法的运用 3-1 万有引力的探索 问题的提出——苹果落地 问题的转化——苹果问题~月亮问题 问题的解决——向心力+开普勒第三定律+大胆的猜测~得出理论公式 问题的验证——控制苹果的力和控制月亮的力是同一种力吗？（约15年的搁置） 1687年发表《自然哲学的数学原理》 3-2 知识的体系化 牛顿建立的分析方法 收集资料 整理资料 分析资料 按照公理化体系建立自己的理论（给出定义，概念和公设或公理，在这些基础上推导详细的其他命题，从而建立完备的理论体系） 3-2 知识的体系化 牛顿第一运动定律 物体在不受外力或所受外力为零时将保持匀速直线运动或静止状态，直到有外力迫使它改变这种运动状态为止。 质量越大，则惯性越大。 物体的运动不需要力来维持 3-2 知识的体系化 牛顿第二运动定律 物体在外力作用下运动的加速度和外力成正比，与物体的质量成反比，并且加速度的方向与外力方向相同。 力是改变物体运动状态的原因！ 3-2 经典力学的建立 牛顿第三运动定律 力是成对出现的，只要一个物体施力于第二个物体，第二个物体就施力于第一个物体，这两个力被称为作用力与反作用力。这两个力总是大小相等，方向相反，始终在同一直线上，同时出现也同时消失。 3-2 知识的体系化 公理化方法 以一些定义、定理和公设为基础 靠严密的逻辑推理去导出一些定理 进而解决一些相对复杂的问题 需要注意的问题 公理要尽量少 公理间要独立无关 完备性：一个领域中的理论能够处理该领域的所有问题 公理化不仅要在逻辑上自圆其说，在经验上也要站稳脚跟。 4、牛顿世界观：一个平权的机械的宇宙 牛顿世界观的基础是牛顿力学。力学一词，在英文中与机械(mechanics)是相同的，所以这种世界观又称为机械观 。 物质运动的目的论 宇宙钟表论 “所有事件，即使是那些由于其无足轻重、看起来似乎不遵循伟大的自然法则的事件，都确实是这些法则的结果，就像日出日落是自然法则的结果那样不容置疑。所以，我们必须把宇宙的现状看成是以前状态的结果，又把它看成是它未来状态的原因。如果有一个智慧生物，他在一个给定的时刻知道自然界中一切作用力和宇宙中每个物体的位置，又有一副足够大的大脑能够完成一切必需的计算，没有什么东西是不确定的，未来就像过去一样是一本打开的书。” ——拉普拉斯 机械宇宙观 物质粒子性：万物由有质量的实物粒子构成 运动决定性：已知粒子的初始条件，就可以确定之后的运动。 时空绝对性：时间空间彼此独立与外界事物和