科学技术史第六讲.ppt

科学技术史第七讲：技术革命与理性启蒙 目录 什么是近代科学？？ 中世纪的宇宙结构 随着欧洲第一次学术复兴，亚里士多德和托勒密所代表的希腊宇宙论开始深入人心。托马斯·阿奎那将基督神学融入其中，地球中心获得了正统的地位 。地球居宇宙的中心被赋予了宗教意义 托勒密的宇宙体系 托勒密的宇宙体系 托勒密的宇宙体系 思考 如果是你，在没有运动矢量学概念和万有引力的知识下，如何回答这三大问题？ 思考 哥白尼的日心地动说所引发的革命效应和最终所取得的胜利，是否应归功于学说的科学性？是否正是因为其对客观规律的解释，使得这种学说最终得以被广泛接纳。 课后问题 1、古希腊天文学与众不同的特点是什么？ 2、开普勒、伽利略和牛顿为什么在恒星周年视差未被观测出来之前，就完全接受了哥白尼学说呢？ 三、哥白尼革命发展及不断完善 1 为真理牺牲生命的布鲁诺 2 天才观察家第谷·布拉赫 3 天空立法者开普勒 目录 伽利略——近代物理学之父 1564.2.15生于意大利的比萨 新时代的阿基米德 1589年，比萨大学数学教授 1592年，帕多瓦大学 1610年回到佛罗伦萨 1624－1630写作《两大世界体系的对话》，1632年出版，1633年监禁 1638年出版《两门新科学的对话》 1642年1月9日去世，次年牛顿出生（新历） 望远镜的发明 目录 科学史上最伟大的巨擘之一 伊萨克·牛顿（Isaac Newton）是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家，其研究领域包括了物理学、数学、天文学、神学、自然哲学和炼金术。牛顿的主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并实际制造了第一架反射式望远镜等等，被誉为人类历史上最伟大，最有影响力的科学家。为了纪念牛顿在经典力学方面的杰出成就，“牛顿”后来成为衡量力的大小的物理单位。 牛顿力学三大定律 第一定律（惯性定律或伽利略定律）： 物体在无外力作用时，或者保持它的静止状态，或沿着笔直的线作匀速运动的状态。（静者恒静，动者恒动） 第二定律（加速度定律）：运动的变化与外加推动力成正比；并发生在该力的作用线方向上。F=ma 第三定律（作用力与反作用力定律）：对每一个作用力，总存在一个相等的反作用力和它对抗；或者说，两个物体彼此施加的相互作用力总是相等的，并各自指向其对方。 经典力学的划时代意义 1、为力学学科确定了基本概念和基本定律， 2、从力学上证明了自然界的统一性 3、把人们对机械运动的认识从运动学的水平提高到动力学的水平 目录 R=A（1-sinθ） Newton的微分思想 例：已知自由落体运动的距离函数为 Leibniz微积分思想起源 Leibniz微积分思想起源于他对组合数性质的研究，这种研究从他学生时代即已开始，1672年后，他注意到了一个数列与相继两项差所成数列之间的有趣关系。 这一发现在Leibniz的思想上产生了强烈的印象，如果将这种离散的情况下所获得的结果合理的扩大到连续的情况，那么它就成为微积分的一个十分重要的基本事实。 开普勒：“月球被地球吸引着，相反，月球也吸引着地球上的海水。从太阳那里，有一只肉眼看不见的巨大的手，伸向行星，拉着这些行星跟太阳一起旋转”。 布里阿德 : (法国天文学家) 1645年提出“开普勒力的减少和对太阳距离平方成正比”。 牛顿：1665—1666年，关于“苹果落地的故事”就已经有了引力和距离的平方成反比的思想。 胡克：1674年，提出“一切天体都具有倾向其中心的吸引力”。“离吸引中心越近，吸引力就越大”。 万有引力的发现  即向心力与距离成反比。 但这种平方比力为什么会形成椭圆轨道，大家束手无策。 1680年1月6日，胡克写信给牛顿说：“困难还在于太阳和行星都是体积很大的物体，在理论上能不能把它们当作质点处理。” 1679年附近，胡克、雷恩和哈雷按照圆轨道由开普勒第三定律： 可以看出，万有引力定律的思想准备已经基本成熟，但从数学上还存在着不少困难，在物理上还缺乏明确的、严格的概念体系。 牛顿的引力思想： 牛顿对引力问题有两点成就： 第一是观念上的，肯定了地球上的重力与天体间引力的同一性，打破了亚里士多德“月上”与“月下”两个世界的划分。尽管地面附近的落体运动与月亮的旋转在形式上完全不同，牛顿却独具慧眼，看出它们之间起作用的都是同一性质的引力。这里，关于苹果园中的故事只有象征性的意义，说明牛顿经常思索的一个问题是要探询天上(月亮)的力和地上(苹果)的力之间本质是否相同。 第二，牛顿用数学方法表示出万有引力。牛顿并不象当时人们那样热中于追究引力的哲学品