03第三讲人类自然观的历史演变2(北林版).ppt

伽利略开创了近代科学研究的范式 实验方法 观察方法——天空中的哥伦布 数学方法 天空中的立法者--开普勒 开普勒(J ·Kepler, 1571－1630）发现了行星运动三定律 开普勒的三定律是天文学的又一次革命，它彻底摧毁了托勒密繁杂的本轮宇宙体系，完善和简化了哥白尼的日心宇宙体系。也正因如此，开普勒被人们称为“太空中的立法者” 约翰．开普勒（Johanns Kepler,1571-1630），德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。 开普勒年轻时进图宾根大学学习，指望将来当一个牧师.求学期间,他显示出了出众的数学才华.图宾根大学的天文学教授麦斯特林(1550~1631)是一位哥白尼学说的同情者.开普勒就是从他那里得知哥白尼学说,并立即成为哥白尼的拥护者的. 毕业后他来到了奥地利,在格拉茨大学任数学和天文学讲师. 后到第谷天文台从事天文观测 　 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,围绕这个问题展开了多方面的研究.1596年,开普勒把他的所有研究成果及构想写在《宇宙的奥秘》一书中. 该书引起了丹麦天文学家第谷(1546～1601)的重视.1600年邀请他到布拉格观察台工作,当他的助手. 可惜的是他们相处没多久,第谷就去世了.临终前第谷告诫开普勒:一定要尊重观测事实. 双星相遇 开普勒(1571~1630)生于德国南部瓦尔城.家境贫寒.父亲是位职业军人,祖父曾当过市长. 一生坎坷，不足月的早产儿，四岁时患上了天花和猩红热，虽侥幸死里逃生，身体却受到了严重的摧残，视力衰弱，一只手半残。家里很穷。 上大学期间，父亲病故，母亲被指控有巫术罪而入狱。 结婚后，妻、子很快死了。 常挨饿，最后死在取薪水的路上。 一生坎坷的开普勒 开普勒三定律 第一定律：一切行星都沿各自的椭圆轨道运行,太阳在该椭圆的一个焦点上. 第二定律：对任何一个行星,它和太阳连线在相等的时间内总是扫过相等的面积 第三定律：每个行星的椭圆轨道的半长轴的立方跟公转周期的平方的比值都相等,即 太阳与行星 水 金 地 火 F1 F2 A t t S1 S2 a S1=S2 第一定律 图1 图2 图3 开普勒将椭圆的概念引入天文学,这就给希腊古典天文学画上了句号.即:天体作完美的匀速圆周运动的观点是错误的. 以椭圆代替正圆是宇宙学史上划时代的事件. 苹果落地、高处物体落地、月亮绕地旋转……这些现象引起了牛顿的沉思。 万有引力定律的发现 牛顿的思考： （１）“天上的力”和“人间的力”是同一种力吗？ （２）地球表面的重力是否能延伸到月球轨道？ 牛顿的猜想： 苹果与月球受到的引力可能是同一种力! 大炮的“思想实验” 如图，一门架在高山上的大炮以很高的速度向外水平地发射炮弹，炮弹速度越快，就会落到越远的地方。 一旦速度足够快，则炮弹就永远也不会落地，而是会绕着地球作周期性的运动。 向心力就是吸引力--- 统一了天上力学和地上力学 牛顿的这一简单的思想实验，第一次让人们认识到，原来月球不会掉到地上来（也不会飞走）的原因，正是导致苹果落地的引力！ 牛顿的引力理论促成了人们认识上的一个飞跃：天上的东西并不“神圣”，他们遵循的规律和地上的普通物体完全一致。 地球 月球 地球的引力 经典力学体系 1687年出版了《自然哲学的数学原理》，第一次把地面力学和天体力学统一起来，建立起了经典力学体系. 在该书中,他首先给出了力学的基本概念,如质量、动量、惯性、力及向心力下了定义,说明了绝对时间和绝对空间的含义 牛顿的运动三定律 万有引力定律 牛顿力学的影响 女士牛顿主义，女士牛顿班 各种力的学说：热力、电力、化学亲和力、生命力等 普朗克的老师约克劝他改学其他学科 笛卡尔：动物是机器 拉美特利：人是机器 形而上学自然观形成的自然科学基础 1、物理学 哥白尼－伽利略－开普勒－牛顿 2、化学 燃素说 3、生物学 分类、解剖 三、对形而上学自然分析 1、总体上看，是古代朴素自然观的倒退。但是一分 为二分析。“细节上，形而上学比古希腊正确些 ”。 2、形而上学固守“a是a，除此之外都是鬼话”，从辩证 自然观看是不正确的，但是反映了人类追求知识确定 性的愿望。 3、古希腊循环论没有量的规定性，形而上学要求一种量 的分析，就是为了克服这种朴素辩证法的局限性。 §5 辩证唯物主义的自然观的建立 一、康德－拉普拉斯“星云假说” 二、赖尔“地质渐变论” 三、达尔文“生物进化论” 四、细胞学说的出现 五、化学 拉瓦锡“氧化燃烧理