全面发展的十八世纪.doc

全面发展的十八世纪 １８世纪人类历史上最大的事件是英国的产业革命和法国的资产阶级政治大革命。作为科学，虽然排不出与之相匹配的辉煌事件，但是，一方面科学以非常主动的姿态参与和推动了这两个革命，这对于科学史来说，也是一种非常宝贵的成熟的标志；另一方面，自然科学也受到社会发展需要和自身发展需要的双重推动，除了在应用力学上有了很大的发展外，热学、电学、化学、生物学、地质学等新学科也迅速地发展起来。到１８世纪末叶，科学逐渐成为了一种理性的精神，成为推动１９世纪和２０世纪世界发展的根本动力之一，这是１８世纪科学的重大贡献。物理学在１８世纪基本上是一个平稳的发展时期，牛顿力学在两个方面得到了发展。一是由于一批思想家，特别如法国的伏尔泰（１６９４－１７７８）等人的介绍，使得科学逐渐为普通人民和当权者们所了解，另一方面是力学本身随着面对问题的日益复杂化，需要超过牛顿时代的新数学去完善，一批那一时代天才的数学家物理学家们参与了这一改造牛顿力学的工作，惠更斯（荷　１６２９＿１６９５）、伯努利（瑞　１７００＿１７８２）、达朗贝尔（法　１７１７＿１７８３）、欧拉（瑞　１７０７＿１７８３）、拉格朗日（法　１７３６＿１８１３）等人灿烂的科学研究人生获得了巨大成功，比较划时代的如：欧拉用分析方法发展了质点动力学（１７３６），伯努利发现了流线方程，后来欧拉用变分法达到了能引出牛顿力学的普适数学形式，达朗贝尔将动力学化为静力学，哈密尔顿（英　１８０５－１８６５）从拉格朗日函数中定义了广义速度和广义作用量，得到了哈密尔顿方程（１８３４），这一系列数学方式从此成为力学以及现代物理学的根本手段。到了十八世纪中叶，力学达到了顶点。牛顿力学由于被数学化了，也就被更普遍化了。一批原理和方程的引入使得牛顿力学适用于当时可以发现的一切现象。在这一时期，人们的视野开始注视对于微观物理的研究，首先是对于热现象和电现象的研究，１７２４年和１７４２年，华氏和摄氏两种温标的出现和温度计的出现以及热质说的确立是当年人们在热学领域里的创造性进展。在电磁学方面，吉尔伯特１６００年发表的被伽里略称为“伟大到令人妒忌”的著作《磁铁》标志了现代电磁学的开始，后来牛顿、波义耳等人也作过一些电磁方面的实验，但都属于早期工作。到了十八世纪，电学从实验中逐渐形成，首先是天电和地电得到了统一，进而发明了避雷针，众所周知，这个发明过程是很危险的，甚至有科学家牺牲在雷电实验中。二是意大利科学家伏打（１７４５＿１８２７）发明了电堆，这一发现使人类获得了稳定的电源装置，进而获得了电流；第三是卡文迪许（英　１７３１＿１８１０）和库仑（法　１７３６＿１８０６）对于静电做了定量的研究，他们各自独立得到的关于静电的定律和牛顿的万有引力在形式上很相似，这更加激起了人们对于力学、电学甚至热学之间理论关系的好奇，推动了１９世纪物理理论的大步前进。与物理学有很大关系的天文学，在１８世纪中最大的成就有两个事件。一个是德国哲学家康德（１７２４－１８０４）提出了关于太阳系起源的星云假说，１７５５年，他在《自然通史和天体论》一书中，提出了太阳以及一切恒星都是由原始的分散状态的物质微粒遵从力学规律在斥力和引力的作用下逐渐凝聚而成的观点，康德还对行星运动、行星的质量分布、彗星等都提出了自己的看法。康德的基本思想是一个有科学依据的设想，康德提出这一设想时，并没有引起科学界的注意，直到１７９６年，法国天文学家、数学家、物理学家拉普拉斯（１７４９＿１８２７）的巨著《天体力学》出版了，他提出了一个类似的星云假说，并且从数学上给以了论证，上帝在牛顿的引力系统中还占有一席之地，到了以非凡数学演算和逻辑推理的拉普拉斯手里，上帝被最终请出了天文学。于是，康德的书于１７９９年再版，并引起广泛的注意，后人往往把这两个假说并提，称为康德－拉普拉斯星云假说，这个假说的最大功绩是把太阳系看成是演变的、发展的，而不是永恒不变的。恩格斯在《反杜林论》中对此曾有高度评价，他认为，康德的假说“是从哥白尼以来天文学取得的最大进步。认为自然界在时间上没有任何历史的那种观念，第一次被动摇了。”本世纪天文学上的另一件事是音乐家出身的赫舍尔（英　１７３８－１８２２）在实施伽利略的方案中意外地发现了太阳系的一颗新的行星＿天王星（１７８１），并且由此在天文观测上大展才能。这两件事异曲同工地证明了牛顿的万有引力定律是宇宙所有星体间复杂的多体关系中的普适定律，这是天文学的大进展。化学在１８ 世纪可以被称为革命的世纪，法国科学家拉瓦锡（１７４３＿１７９４）是这场革命的主将。他在化学史上的地位与牛顿在物理史上的地位相当。拉瓦锡和许多与他同时代的科学家（请注意：这些人中许多同时又是几门学科的先驱者）如拉普拉斯、普利斯特、卡文迪许、德莫瓦、贝托等一起实现了真正意义上的古典化学的理论创建。他们的首要