第一章 近代自然科学的初步发展

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第一章 近代自然科学的初步发展

• 科学革命的突破
  • 天文学革命
    • 托勒密的地心说
    • 哥白尼的日心说
      • 推动力学研究的发展
      • 激发物理学理论和实践的革命
      • 是近代科学诞生的标志
      • 动摇了宗教神学宇宙观的支柱
  • 医学生理学革命
    • 维萨留斯--《人体结构》
    • 哈维--《心血循环运动论》
• 经典力学的奠基
  • 开普勒三大行星运动规律
    • 椭圆定律：行星的运动轨道是椭圆形的，太阳处在椭圆焦点之一上
    • 面积定律：行星和太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等
    • 周期定律：行星公转周期的平方正比于轨道半长轴的立方，即
    • 是天文学领域重要基石 ，改变了人们对行星运动的认识，为天体力学的诞生提供坚实基础
  • 伽利略对近代科学兴起做出的贡献
    • 力学
      • 自由落体定律：忽略空气阻力，质量不同的物体在下落时同时落地，物体下落速度和他的重量无关
      • 提出运动的基本概念（重心、速度、加速度），并给出了相应的表达式
      • 提出摆的等时性定律：不论摆动幅度大小，完成一次摆动的时间是相同的
    • 天文学
      • 利用望远镜观测到了土星光环、太阳黑子、月球山岭等现象
    • 实验科学
      • 重视观察和实验的作用，提出实验与数学相结合的科学方法
• 近代科学的第一次大综合
  • 牛顿的三大定律
    • 惯性定律：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。
    • 运动基本定律：物体受外力时，物体所获得的加速度的大小与合外力成正比，与物体的质量成反比，即F=ma。
    • 相互作用定律：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。
  • 万有引力定律
    • 自然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的方向在它们的连线上，引力的大小跟这两个物体的质量的乘积成正比，跟它们距离的平方成反比。即
• 其他科学的初步发展
• 近代科学方法
  • 培根创立实验归纳法
    • 科学知识是经过证明了的知识，科学理论的基础、它的原始概念和原始命题是依靠经验得出来的，从经验上升到理论需要运用归纳法，是一个逐步上升的过程。
      • 放弃所有先入为主的概念重新开始
      • 暂时不要企图上升到一般的结论或接近它们
  • 笛卡尔创立数学演绎法
    • 将一切无法令人怀疑的东西放进判断之中
    • 把难题尽可能分解成细小的部分，直到可以圆满解决为止
    • 从最简单、最容易的开始，逐步上升复杂的对象的认识
    • 把一切可能的情形尽量完全列举出来，并加以审视，以保证没有遗漏
  • 伽利略的数学与实验相结合
    • 对现象进行一般观察
    • 提出假设
    • 运用逻辑得出推论
    • 实验进行检验
    • 对假设进行修正和推广
  • 牛顿轮科学方法
    • 一个方法
      • 分析综合法
        • 分析法是做实验和观察，用归纳法得出普遍结论。综合法是把假定原因立为原理，然后用这些原理去解释现象，并证明这些解释的正确性
    • 四个原理
      • 简单性原理：除了那些真实而已足够说明其现象折外，不必去寻求自然界事物的其他原因
      • 因果性原理：对于自然界中同一类结果必然尽可能归之于同一种原因
      • 普遍性原理：物体的属性既不能增加，也不能减弱，是实验所能及范围内的一切物体所具有者，就应视为所有物体的普遍属性
      • 必须把从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看成是完全正确的
• 牛顿建立了经典力学体系，实现了近代物理学史上的第一次大综合
• 笛卡尔推崇理性，是唯理论的代表，片面强调演绎法
• 评价：忽视了演绎推理的作用，忽视了人与自然的和谐发展
• 力是物体与物体的作用，可以改变物体的运动状态或使物体发生形变
• 伽利略推翻了亚里士多德的自然哲学，建立了基于实验观测和数学描述的近代物理学，为牛顿的进一步综合奠定基础
• 伽利略是近代科学方法论的奠基人，被誉为近代实验科学之父