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《科学技术史》文档---第五讲

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第五讲近代科学的诞生

第一次科学革命(1543~1755)概述

一、第一次科学革命大事记

1543年,哥白尼《天体运行论》出版,提出了日心说;维萨留斯出版了《人体的构造》。

1583和1590年,伽俐略先后发现摆的等时性和落体定律,晚年在监禁中完成两大“对话”。

1599年,开普勒于1609年到1619年间,发表行星运动三定律。

1628年,哈维出版《心血循环运动论》,阐述了血液循环原理,标志着人体血液循环理论的建立。

1666年和1676年,牛顿和莱布尼茨先后各自独立创立微积分。

1687年,牛顿的主要代表作《自然哲学的数学原理》出版,完成了自然科学理论上的第一次大综合。

1738年,伯努利(1700-1782)出版《流体力学》,给出了流体力学中著名的伯努利方程。

1744年,莫泊图(1698-1759年)的《自然规律的一致性》、欧拉(1707-1782)的《求极大极小的方法》,均提出最小作用原理。

1743年,达朗贝尔(1717-1783)发表《力学原理》。

1748年,欧拉发表《无限解析概论》,从数学上完善了经典力学,发展为分析力学,为力学的广泛应用创造了理论前提。

二、第一次科学革命的特点

1、近代科学作为一种革命力量,在血与火的洗礼中走上历史舞台,争得了崇高的社会地位。科学成为新兴资产阶级反封建的革命力量,科学精神成为支撑资本主义社会的强大力量。

2、近代科学作为一种实验科学,在实验和理性认识的基础上实现科学理论体系的第一次变革。

A、开始形成了新的科学传统

B、产生了近代自然科学的方法论

C、将尽可能排斥目的论解释方法

3、近代科学作为一种社会建制,率先在欧洲国家确立起来,开创了科学社会化的发展道路。

第一节哥白尼革命

一、哥白尼革命

1、哥白尼生平

哥白尼(Nicolas Copernicus 1473—1543),生于波兰托伦市一个富裕家庭。10岁丧父,由兼任主教的叔父抚养。18岁时就读于波兰旧都的克拉克大学学医学,其间对天文学产生了兴趣。1496年哥白尼来到意大利,在博洛尼亚大学和帕多瓦大学攻读法律、医学和神学,博洛尼亚大学的天文学家徳·诺瓦拉(de Novara,1454—1540)对哥白尼影响极大,在他那里学到了天文观测技术以及希腊的天文学理论。后来获得宗教法博士学位。1505年哥白尼返回波兰,在弗隆堡大教堂任职当一名教士,他的巨著是在业余时间完成的。

在意大利期间,哥白尼就熟悉了古希腊哲学家的学说,确信地球和其他行星都围绕太阳运转这个日心说是正确的。哥白尼经过长年的观察和计算终于完成了他的伟大著作《天球运行论》。

哥白尼把它的日心说写成匿名的小册子,即《要释》,于1514年以后在专业天文学家中间流传,哥白尼将他的书献给教皇保罗三世,一位较年轻的德国天文学家也是哥白尼门徒的雷蒂库斯(Rheticus)看到了哥白尼的手稿,并做了一个摘要于1540年先行出版。哥白尼是在他的观点事实上公开以后,才同意公开出版的。《天体运行论》于1543年5月问世,哥白尼就在看到他的书的当天去世。

2、哥白尼提出日心说的主要原因:

其一,托勒密体系越来越复杂。该体系用均轮—本轮说解释行星运动。在以后的许多世纪里,观测资料越来越多,只用托勒密的“本轮”不足以解释天体的运行,这就需要增添数量越来越多的“本轮”。到了哥白尼时代,轮子数已达80多个。大大背离了毕达哥拉斯派的柏拉图主义所追求的数学上的简单性和完美性。

其二,航海事业的发展,对于精确天文历表的需要越来越迫切。而一直依据地心说制定的儒略历,随着时间的推移,误差越来越大。到1582年罗马教皇格里高利十三世宣布改革历法时,日期已经比实际上多了10天(儒略历以365 . 25天为一年,比实际回归年要长0 . 0078天,新历与旧历区别有二:一是去掉了10天,将公元1582年10月5日直接变成15日;二是逢百之年只有被400整除才算闰年)。哥白尼曾经说过,“敢于想到地球运动”就是因为“地球中心说”不能解释或正确测算回归年的固定长度。

哥白尼的老师诺瓦拉就批评托勒密体系太繁琐,不符合数学和谐的原理。哥白尼致力于从数学的美学角度重建新的宇宙体系。按照他们的看法,智慧绝伦的上帝创造的宇宙结构和天体间的秩序,一定具有赏心悦目的简单性和和谐的系统性,因此也一定用简单、协调、优美的几何图形表示出来。可是,托勒密的宇宙结构太复杂,不能正确地说明简单而有秩序的天体结构,埋没了上帝的智慧;当时的哲学家们也“不能对造物主为我们的美好而有秩序的宇宙机构提出正确的理论”,为此他“感到气愤”,决心对天文学进行根本的改革。

哥白尼批评托勒密体系:“他们家像这样一种艺术家:要画一张人像,从不同的模特身上临摹了手、脚、头和其他部位,然后不成比例地凑合在一起,尽管每个部位都画得极好,结果却很不协调,画出来的不是一个人,而是一个怪物。”

3、哥白尼的新柏拉图主义思想

哥白尼在思想上倾向于毕达哥拉斯派,认为天体应该有简单完美的运动,也应该有简单完美的数学描述。在哥白尼看来,托勒密体系在这一点上还不能算“合格”。所以他想到如果宇宙的中心是太阳而不是地球,那么对天体运行的理解和描述就可能会简单得多。

哥白尼抛弃了托勒密体系中的均衡点概念,因为那其实是在空间任意设置的数学点,是假象天文学家站在那里可以观测天体的匀速圆周运动,依靠均衡点得到的轨道运动的均匀性是一种假设,实际上就意味着行星运动的速度并不一致。哥白尼认为,存在着更好的方法,可以使匀速圆周运动和古代的传统更好地统一起来。

哥白尼从罗马诗人维吉尔的名句“我们离港向前航行,陆地和城市后退了”中悟出了运动相对性的道理,他明确认为,假定地球在运动,地球上的人就会感到地球外物体向相反方向运动。再把太阳看作是上帝存在和超越其他宇宙天体的象征,因为太阳的“稳定比运动更高贵、更神圣”。

太阳位于中央,在这个辉煌无比的殿堂里,它放射的光芒能够同时普照万物,难道还能够把它放在什么另外更好的位置上吗?太阳被称为宇宙之灯、宇宙之心、宇宙的主宰……俨然高踞于王位之上,君临着围绕着它的群星。

4、哥白尼日心说的主要内容

哥白尼采用欧几里得几何学的方式,用几条不多的公理假设了日心说,然后在所假定的条件下推导关于行星运动的定理。他认为,太阳是宇宙的中心,地球和其他行星都绕太阳转动,地球不是宇宙的中心,而是一颗普通行星。地心说中表现出的行星围绕地球运动的一年周期,其实是地球每年绕太阳公转一周的反映。日心说体系的另一些内容是:※水星、金星、火星、木星、土星和地球一样,都在圆形轨道上匀速率地绕着太阳公转。(公转周期:水星,88天;金星,9个月;火星,2年;木星,12年;土星,20年。)※月球是地球的卫星,它在以地球为中心的圆轨道上每月绕地球转一周,并随地球绕太阳公转(因为没有观察到月球的逆行)。

※地球每天自转一周,天穹实际上不转动,只是由于地球的自转才是我们看到了日月星辰每天东升西落的现象。

※恒星和太阳间的距离十分遥远,比日地间的距离要大得多。

哥白尼认为,所有的行星并不是在虚空或在自由空间环绕太阳运行,它们其实都是嵌埋在传统天文学所说的水晶球里。《天球运行论》所说的天球,就是指携带着这些行星运动的水晶球。

※哥白尼在这里遇到了大难题。如果地球是被一个固态的水晶球携带着环绕太阳运行,那么,地球的南北轴线就不可能始终变成不变的23.5 °的倾角而对准北极星,而且,那样一来,就不会有四季的变化。哥白尼为了坚持地球是被水晶球携带着运动这一观点,不得不在假定地球的轴线在作“圆锥”运动。这样就可以让地球始终对准天上一点,以此解释四季的变化。不仅如此,哥白尼还让地球的第三种运动比公转周期稍微长一点,以此解释岁差现象。

5、哥白尼日心说的优越性

1)日心体系的简单性首先表现在用它来说明行星的留和逆行,而这个问题用地心说体系来解释一直是矛盾重重。在哥白尼的体系中,行星的留和逆行只是一种视觉现象,是地球和所观测的行星在恒星背景上作相对运动的结果。采用日心说,困扰了天文学达2000年之久的行星的留和逆行一下子得以解决。

2)日心体系的优越性还体现在解释了水星和金星为什么绝不会离开太阳太远,即它们偏离太阳的角距离各自不会超过28°和48°。在托勒密体系中是把这种现象作为例外,解释得非常勉强。而在哥白尼体系中,解释起来就非常自然,因为它们的运行轨道都在地球轨道的里面,所以它们在我们看来就总是不离太阳左右。

3)哥白尼还为行星排定了次序,根据观测到的各行星的位置,通过简单的几何推理,天文学家就可以推算出各个行星到太阳的相对距离和太阳系的相对大小。

哥白尼声称他的宇宙体系比托勒密体系优越,是因为他的体系更简单和完美。这点在《天体运行论》的第一册中得到了淋漓尽致的体现。

但从第二册开始到第六册中的论述却在简单和完美性方面打了折扣。哥白尼坚持有用古希腊的观点,认为天体作圆周运动。这样为了与观察相温和,哥白尼不得不学托勒密的做法,使用小轮和偏心圆达34个之多(地球3个,月球4个,水星7个,金星、火星、木星和土星各5个)。

6、理论的困境

按照当时的物理学和天文学知识还无法理解地球在运动这一事实。哥白尼学说遭受着各种“合理”的责难。

※按照日心说,如果地球是在旋转的话,则会观察恒星视差问题。但是当时没有被观测到,哥白尼解释为恒星离我们太遥远。托勒密体系假定恒星球层确定在20000倍地球半径的距离,按照哥白尼的体系,则至少要把恒星球层确定在400000倍地球半径的距离,这对当时的天文学家来说是不可接受的。

※按照日心说,如果地球是在旋转的话,则竖直抛向空中的物体在降落下来之后不会落在原地,因为地球已经偏离了原来的位置,这个论点是有根据的,我们现在知道地球的自旋会产生所谓科里奥利动力;天文学家第谷则提出如果一颗炮弹顺着地球转动的方向发射的话,因为加上了地球旋转的动力,会落到更远的地方,这一点直到伽利略发现了惯性原理和相对性原理才得以解释清楚。

哥白尼用亚里斯多德的理论解释地球为什么会运动。圆运动是球的本性,因此,地球按照其本性在作旋转;同时地球和其他行星一样,因为各自的水晶球在按其本性作固有的圆运动,才被携带着环绕太阳运行。物质粒子会自然集聚为球形,所物体不是向宇宙的中心飞去,而是向下落到地上,那只不过是向着地球中心运动而已。尽管地球同时作日运动和年运动,地上的物体却不会飞离而去,那是地上的物体都在随它们的大地母亲一起参加这两种圆周运动。

哥白尼去世后,日心说在天文学家中逐渐传播劳开来。天文学家赖因霍尔德根据哥白尼的原理计算得到一套天文表,即普鲁士表,并于1551年发表。正是根据这套新的天文表,1582年,权威当局实现了历法改革,制订了沿用至今的格列高利历。

7、成为禁书

《天球运行论》附有一个并非由哥白尼所写的前言,说日心说未必是真实的情形,它只是提供了一个比较方便的有助于天文学家进行更精确计算的数学工具。这样一来,天主教的天文学家和教士并没有把日心说看作是异端邪说。教皇克雷芒七世在16世纪30年代就知道哥白尼的观点,但他并没有反对。反而是一些著名的新教徒,如马丁·路德和丹麦天文学家第谷·布拉赫表示反对。只是在进入17世纪以后,由于伽利略的影响,宗教人士才不能容忍,才公开反对日心说。

由于伽利略满腔热忱的宣传使得亚里斯多德派占多数的学术界催促教会采取措施。1616年,红衣主教柏拉明宣布:哥白尼学说是“错谬的和完全违背圣经的”,《天体运行论》在未改正之前不许发行,哥白尼学说可以当作一个数学假说来讲授。

二、日心说的积极传播者——布鲁诺

布鲁诺并非是“科学的殉道士”,而是位赫尔墨斯主义者,他的工作主要集中研究和宣传巫术、魔术、炼金术、占星术等神秘主义学说,因此在中世纪欧洲被主流社会视为异端。宗教裁判所对布鲁诺的指控是传播巫术等异端学说。布鲁诺对日心说的支持乃是基于赫尔墨斯宗教的神秘主义,并以此反对罗马教廷所支持的亚里士多德主义。

“地球运动才能不断地更新和再生,因为它不能忍受永远地处在相同的形式中。作为个体不能永恒的事物,作为一个种类却能永恒。物质不能持久保持同一个样子……物质是不腐化的,它的所有部分都将通过所有的形式。因此死亡和腐朽是不适合这个巨大的球体,这颗星对整个自然来讲,彻底的毁灭是不可能的。地球不停地以某种秩序改变它的所有部分,以此来更新自己。”

1584年,布鲁诺在伦敦出版《论无限宇宙和世界》一书,阐明宇宙无限的思想。他在书中问道:

“假如世界是有限的,外面什么也没有,那末我要问:世界在哪里?宇宙在哪里?”

他指出:“宇宙是无限大的,其中的各个世界是无数的。”

他还指出恒星并不是镶嵌在天球内壳,而是有近有远地分布在无限宇宙之中。他说:“恒星,并不是嵌在天穹上的金灯,而是跟太阳一样大、一样亮的太阳!”

三、第谷的体系

哥白尼的日心说在当时接受者并不多,当时最著名的天文观测家第谷就明确表示反对哥白尼的体系。第谷认为,如果哥白尼的体系是正确的,那么,根据他的计算,不动的恒星天应该位于离中心遥远到不可思议的距离,即地球半径的7850000倍。这是荒谬的。另外,如果地球在自转,那么大炮向西(地平线升起)应该比向东(地平线下沉)开炮射得更远,而着完全不符合事实。还有视差问题也是大问题。

1、第谷生平

第谷(Tycho Brahe,1546-1601),丹麦天文学家,贵族。自幼喜欢观察星辰。1559年进哥本哈根大学学习法律。1562年入莱比锡大学。1563年8月他作了第一个天文记录——木星合土星。1565年以后,到欧洲许多地方游学。1572年他在发现仙后座里出现了一颗新星。经过长期观测,他认为这是一颗十分遥远的星(现已测知是银河系的一颗超新星)。为了阻止第谷移居到当时天文学研究的中心德国去,1576年在丹麦王腓特烈二世(Frederick II)斥巨资在汶岛上建立一所宏大的天文台,这是近代第一个真正的天文台,有直径为五英尺的天球仪。在那儿他坚持了二十多年的天文观测。1597年离开汶岛。1599年到布拉格,任鲁道夫二世(Rudolf II)的御前天文学家。第二年,他邀请开普勒来当助手。1601年10月24日第谷逝世。在最后的日子里,他将自己生平积累的观测资料赠给开普勒。

第谷在天堡和星堡大约制造了20架大型仪器。第谷的这种“大科学”做法花费很大,他从丹麦政府得到的资助总共达到了王室岁入的1%。第谷利用这些仪器取得了从未有过的肉眼观察结果,精确度在某些情形甚至达到了5—10弧秒,常常能够达到1—2弧分,而所有的观测都能达到4弧分。这与现代天文学的研究有些相像。

2、第谷的贡献

1572年11月11日,第谷观测到超新星爆炸事件,这是银河系首次可目击的超新星爆炸,当时布拉赫创造了一个新名词“nova”,用来定义这种“新恒星”,但实际上这是一颗恒星的猛烈死亡方式。

1577年,一颗巨大彗星在空中出现,第谷对该星进行了仔细的观察。这是对彗星进行的第一次不带偏见的研究,也是第一次提出了彗星的研究问题,并且丝毫没有认为它预示着大灾难而有所惊慌失措。视差研究说明该彗星距地球也比月亮远——这是对天空完美无缺论甚至更为沉重的打击。亚里士多德曾看到彗星来去运动不定,不能与其它天体的永恒性和规律性相致,所以他坚持认为彗星是大气引起的现象。

彗星、流星现象,打破了亚里士多德的天界完美观,也使得“水晶天球”的存在值得怀疑。

第谷是位天才的观测家,但在理论上因循守旧。他既不同意哥白尼的日心说,也不满意托勒密的地心说,因此他提出一种介乎托勒密的地心体系和哥白尼的日心体系之间的宇宙体系。他认为地球在宇宙中心,静止不动,行星绕太阳转,而太阳则率领行星绕地球转。这个理论实际上与哥白尼理论等价的。

四、开普勒:天空立法者

1、狂热的毕达哥拉斯主义者

约翰·开普勒(Johannes Kepler 1571—1630),生于德国瓦尔城。3岁时得过天花,致使手眼留下轻度残疾。在图宾根大学求学期间,显示了出众的数学才华。图宾根大学的天文学教授米切尔·麦斯特林是哥白尼日心说的拥护者。开普勒就是从他那里得知哥白尼学说并成为哥白尼的拥护者的。大学毕业后,开普勒靠麦斯特林的推荐当上了格拉茨大学的数学和天文学讲师。当时讲师的薪水很低,开普勒不得不靠编制占星历书来养家糊口。开普勒自我解嘲说:“如果女儿占星术不挣来两份面包,那么天文学母亲就准会饿死。”

开普勒毕生是个狂热的毕达哥拉斯主义者。正是哥白尼体系的数学的和谐的美,使得他直觉到它就是真实的宇宙图景。在奥地利期间,开普勒致力于探测六大行星的轨道大小之间的数学关系。他惊喜地发现:

若土星的轨道在一个正六面体的外接球上,则木星的轨道便在该正六面体的内切球上,在木星的轨道内内接一个正四面体,则该正四面体的内切球便是火星的轨道,再在火星的轨道内接一个正十二面体,其内切球是地球的轨道。在地球的轨道内内接一个正二十面体,其内切球是金星的轨道;在金星的轨道内内接一个正八面体,其内切球是水星轨道。

?每个多面体有一个内切球,它同时又是下一个正多面体的外接球。

?正八面体的内切和外接球面的半径分别同水星距离太阳的最远距离和金星距离太阳的最近距离成比例;

?正二十面体的内切和外接球的半径分别代表金星的最远距离和地球的最近距离。

?正十二面体、正四面体和立方体可类似地插入到地球、火星、木星和土星的轨道之间。

这样设计出的行星轨道与当时的观测数据相吻合。而且由于柏拉图已经证明正多面体只有五种。通过这些理想的形体,相信他已经找到了肉眼看不见的支撑这6个行星的结构。他把他所得到的启示称为“宇宙奥秘”。毕达格拉斯的立体与行星的排列位置只能有一个解释:神之手就是几何学家。

用这种交响乐的声音,人类可以在不到一小时内奏完永恒曲,可以细细地体验上帝——最高艺术家——的欢乐……我非常激动……决心已定。我正在写这本书,让现代人读也好,让后世人读也好,都无所谓。这本书可以等一个世纪才找到一个读者,上帝自已就等了6000年才找到见证人。

开普勒把这一构想以《宇宙的奥秘》为题发表于1596年。该书受到第谷的赏识,开普勒于1600年接到第谷的邀请去布拉格协助整理观测资料。

2、开普勒行星运动三定律

第谷对火星和其他行星穿过星座的视运动观测了许多年,这些观测数据在望远镜发明前的最后几十年里算是最精确的了。开普勒以极大的热情来研究这些数据,研究的重点是火星。第谷曾经向开普勒介绍过火星,因为火星的视运动似乎是最不正常的,它的运行轨道似乎最不符合圆轨道。

毕达哥拉斯在公元前6世纪就假定行星是在做圆周运动,柏拉图、托勒密以及开普勒之前的所有基督教天文学家也假定行星是在做圆周运动。他们认为运行的轨道是一个“完美的”几何图形,他们还认为,为了免除世俗的“腐蚀”而高高挂在空中的行星在某种神秘的意义上也是“完美的”。伽利略、第谷和哥白尼都认为行星是在做均速圆周运动,哥白尼说过,其他的可能性使人“不寒而栗”,因为“这与用最佳的办法创造出来的东西是不相称的”。所以,开普勒在开始的时候就试图用地球和火星绕太阳做圆周运转的假想来解释观察到的现象。

他先计算出地球的轨道:在得到地球的轨道后,开普勒接着去推算火星的轨道。很自然地他认为火星的轨道也是一个偏心圆,但太阳的偏心在什么方向偏心距有多大需要推算。为此,他从第谷的12组“冲”的记录中选择了4组,即轨道圆上的4点来推算太阳的位

置。在当时,这是一项十分复杂的计算工作。他先假定一个太阳的位置,然后计算,反复调整。大约进行了70次计算,费了近4年的时间。终于定下一个比较满意的偏心圆轨道。

但是,这个轨道虽然与选定的4次“冲”复合很好,对于另外8次“冲”却有误差。这个误差大约是8弧分(1弧分是1°的1/60)。不过,开普勒认为这仍然是一个不能允许的误差,他心里很清楚,第谷的实测误差绝对不会超过2分。开普勒写道:

对于我们来说,既然上帝赋于我们这样一个勤勉的观测者——第谷·布拉赫,他的观测证实计算误差8弧分;我们理所当然要以感激的心情去认识和应用上帝的这份真谛……由于这个误差不容忽视,所以仅仅这8弧分向我们指明了彻底改革天文学的道路。

1609年,开普勒发表了《以火星运动的评论表达的新天文学或者天空物理学》,阐述了开普勒第一定律和开普勒第二定律。

开普勒第一定律,也称椭圆定律:每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点中。

开普勒第二定律,也称面积定律:在相等时间内,太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的。这一定律实际揭示了行星绕太阳公转的角动量守恒。

1618年,开普勒出版《哥白尼天文学概论》,将他已经发现的火星的两大定律推广到太阳系所有行星,并公布了他所发现的第三定律,又称宇宙谐和律,即各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比。这个定律完全适用于开普勒身后多年才发现的天王星、海王星和冥王星。

开普勒三定律,将所有行星的运动与太阳紧密地联系在一起。从此,太阳系的概念被牢牢确立。托勒密和哥白尼的一大堆本轮和均轮被彻底清除。行星按照开普勒三定律有条不紊地遨游太空。开普勒成为“天空立法者”。

开普勒虽然在太阳系内废除了水晶天球,但依然保留了恒星天球。他不同意布鲁诺的宇宙无限论。

3、对天体动力学的探索

他提出了重力的猜想,指出重力不过是物体之间的吸引力,并假设这种力随距离的增大而减小,而又同物体的大小有密切的关系。对于天体之间的吸引力,他做了这样的描述:“月球被地球牵引着,相反月球也吸引着地球上的海水。从太阳那里,有一只看不见的巨大的手,伸向行星,拉着这些行星跟太阳一切旋转。”

4、新天文学的威力

但是所以的精彩只是理论上的,开普勒天文学尚未面对传统的实际考验:能够据此便算更高精度的星表吗?

第谷对天文学的兴趣来正是由于对基于哥白尼模型的《普鲁士星表》感到不满意引起的。1601年当第谷将开普勒介绍给鲁道夫二世的时候,皇帝就已经给他分派了任务──和第谷一道制作由第谷设计好的新的行星表。这个行星表将叫做《鲁道夫星表》。

《鲁道夫星表》完成于1627年,它的精确性在4年后惊人地显示出来。1631年11月7日,距开普勒去世一年,法国天文学家皮埃尔·卡西尼(Pierre Gassendi)成为历史上首次观测到水星凌日的人。开普勒星表的误差仅仅只有太阳半径的三分之一,但是被该表取代的哥白尼星表的误差是开普勒星表误差的三十倍。

4、生前身后事

开普勒一生贫病交加。虽然身为宫廷天文学家,但薪水经常拖欠。1630年,开普勒已经几个月没有领到薪水了,生活没有着落,不得不亲自前往布拉格讨要皇家所欠薪水,不

幸于中途去世。黑格尔痛心疾首地说:“开普勒是被德国饿死的。”科学史家这样写道:“第谷的后面有国王,伽利略的后面有公爵,牛顿的后面有政府,但是,开普勒只有疾病和贫困。”开普勒之死,是德国的悲哀,更是时代的悲哀。

第二节新物理学的产生

一、近代科学之父——伽利略

伽利略(1564—1642),意大利物理学家和天文学家。1581年进入比萨大学学医,关注的却是数学、物理学和天文学,被朋友们称为“新时代的阿基米德” ,1589年他成为比萨大学数学教授,3年后转到帕多瓦大学。1610年,回到佛罗伦萨,继续从事物理学和天文学研究。1632年出版《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书。该书被教会查禁。1633年2月,遭到教会审判,被软禁在家。1637年完成《两门新科学》的著作。1642年去世。

伽利略的发现以及他所用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,而且标志着物理学的真正开端。——爱因斯坦

1 )创立并示范了可控实验的传统,它至今仍是科学的核心。

否定亚里斯多德“在落体运动中,重的物体先于轻的物体落到地面,而且速度与重量成正比”的论断,发现了落体定律。

伽利略先用归谬法从理论上否定,再通过实验来说明。在垂直方向观测自由落体的落地,在当时的技术条件下是很困难的,因为即便在50多米高处下落的物体,到达地面也只要花3秒多钟。为了仔细观测重力作用下物体运动的特点,伽利略设计了一个能将运动时间“放大”的斜面实验。

他在一块厚木板上刻一道槽,并将槽打磨得很光滑。再取一个坚硬、光滑并很圆的铜球,放在槽里滚动。抬高槽的一端,使槽倾斜,这样,铜球就在一个斜面上滚动。实验开始时,让铜球放在槽顶沿着槽滚下,并记录整个下滑时间。

重复几次,“以便使测得的时间准确到两次测定的结果相差不超过一次脉搏的十分之一。进行这样的操作,肯定了我们的观察是可靠的以后,将球滚下的距离改为槽长的四分之一,测定滚下的时间,我们发现它准确地等于前者的一半。下一步,我们用另一些距离进行试验,把全长所用的时间与全长的二分之一、三分之二、四分之三,或者其他任何分数所用的时间相比较。像这样的实验,我们重复了整整100次,结果总是经过的距离与时间的平方成比例,并且在各种不同坡度下进行实验,结果也都如此……” 伽利略在《两种新科学的对话》中所记述的这段话,已道出了匀加速运动中经过的距离与时间的平方成比例的基本规律。

法国科学家曾经按照伽利略描述的方法试图重复他的实验,但没有成功,因此,他们有资格怀疑伽利略所说的合理性。在伽利略那里,这些实验报告被视为充分的科学证据,认为它证实了前面用数学手段导出的结果是真实可靠的。伽利略的斜面实验已经超出仅用实验来说明实验在其科学中的独特作用,它的意义在于表明实验在实际的科学活动中所起的作用是如何复杂,远非按照某种抽象的“科学方法”理论所规定的程序那样简单。

2)改变了关于自然实在的观念,建立了理想模型,引入了匀加速度等新概念,转变了科学的着眼点:使得科学从古希腊追寻目的因而关注动力因,即不再追问“为什么”而只追问事物“怎么样”。

伽利略设想了一个理想实验:两个对接的斜面,让静止的小球沿一个斜面滚下,小球

将滚上另一斜面。

推论:如果没有摩擦,小球将上升到原来释放时的高度。

减小第二个斜面的倾角,小球在这个斜面上仍然要达到原来的高度。

继续减小第二个斜面的倾角,最后使它成水平面,小球要沿水平面做持续的匀速运动。

假定在不长的时间内,可以认为地球表面上每个点都是作匀速直线运动。位于地球上的物体将与地球表面该点有相同的速度,依据惯性原理,物体将竭力保持这一速度。——伽利略

通过该原理,伽利略解决了哥白尼日心说中地球上上的物体可能被地球自转所抛离的疑问。

3 )将数学引入自然科学,是“自然作为数学化的宇宙”呈现在科学家面前。

哲学被写在宇宙这部永远在我们眼前打开着的大书上,我指的是宇宙。我们只有学会并熟悉它的书写语言和符号以后,才能读懂这本书。它是用数学语言写成的,字母是三角形、圆以及其它几何图形,没有这些,人类连一个字也读不懂。——伽利略

伽利略在力学上的成就,集中反映在他的《两种新科学的对话》一书中。匀速运动和匀加速运动的概念,惯性原理,作用力与反作用力等问题,都在书中作了精辟的分析。该书的出版标志着经典力学作为一门独立学科的诞生。

4)伽利略对天文学的贡献

1608年,荷兰眼镜匠利帕希发明了望远镜,荷兰政府意识到望远镜的军事价值,予以保密。但该消息还是不胫而走。伽利略获悉后,于1609年自己建造了一架,他用该望远镜观察了月球、木星及其卫星(即他发现的四颗最大卫星)以及恒星。按照托勒密学说,只有地球才有天体绕着转动,而月球也并不象亚里斯多德所说的那样完美。这些发现一经发表,立即引起轰动,使伽利略成为欧洲著名的人物。人们惊叹:“哥伦布发现了新大陆,伽利略发现了新宇宙。”伽利略由此引起托斯卡纳大公的注意,后者在他于佛罗伦萨继续从事科学研究时成了他的庇护人。

1612年,伽利略用望远镜观察太阳,发现了太阳黑子,并由黑子的缓慢移动推出太阳的自转,自转周期为25天。

伽利略的发现支持了日心说,并在1632年出版《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书。该书被教会查禁。1633年2月,他遭到教会的审判。

二、托起牛顿的巨人

伽利略的落体定律、开普勒的行星运动的三定律及其最初的天体引力思想,事实上已分别在力学和天文学的领域内播下了万有引力定律的理论种子。

在开普勒发现行星运动的第三规律和提出最初的天体力学理论后,他的理论思想在半个世纪之内未引起人们的充分重视。只是到了六十年代中期,人们才重新关注这一问题。在意大利、荷兰、英国、相继出现了一些引力问题的研究者。

1、博雷利

1666年,意大利物理学家博雷利(1608—1678年)重新提出了开普勒的引力理论,博雷利是比萨大学的数学教授、佛罗伦萨实验学院的院士。他继承了伽利略的力学传统,同时吸取了开普勒的引力思想。博雷利在研究行星的运行轨道时认为,行星轨道之所以是椭圆轨道,是由两种相反的力合成的效果。其一是把行星吸向太阳的引力,其二是使行星离开太阳的离心力。这两种力合成之后,其运动就像用绳索系住石头后让它旋转一样。博雷利提出这

一假设之后,未能对这一假说进行数学论证。但博雷利重新提出行星轨道的力学问题,说明研究引力理论的条件已经成熟了。

2、克里斯蒂安·惠更斯

克里斯蒂安·惠更斯(Christian Huygens 1629-1695),荷兰物理学家、天文学家、数学家。

1)向心力

1659年,克里斯蒂安·惠更斯从研究摆的运动中发现,保持物体沿圆周轨道运动需要一种向心力。

1673年,惠更斯推导出向心力定律,即当一定量为m的物体以速度V在半径为r的圆上运动时,其向心力所产生的加速度为a=v2/r:

发现向心力定律之后,为引力定律研究提供了新的理论借鉴。因为运用这一定律,即可以从开普勒的行星运动的第三定律直接推导出引力的平方反比定律。虽然惠更斯本人可以做到这一点,但他却未从理论上做出这一推导。

2 )惠更斯改进了钟表的设计

过去的钟表都是靠重力作用下的摆锤摆动的,这样的钟,体积很大,而且不能够横放,后来,他把钟改造成一个摆轮和油丝的联动机构,这样周期性摆动的时候,也能够做成定时机构,从此他发明了今天的手表,使得走时的误差,由过去的一个小时提高到两分钟。由于这项发明使得人们能够精确地量度时间,对于航海,对于研究物体运动时随着时针变化的规律提供了最重要的观测依据。

3 )光学理论

提出光的波动说,但他认为光是纵波,而实际上光是横波,可以解释光的折射现象等。惠更斯认为,光是一种机械波(机械振动在介质中的传播称为机械波)。这种机械波是由光波的振动而发出的。但如果光是一种机械波,那么它必然有相应的载体。水波的载体是水,声波的载体是空气,光波的载体是什么呢?为此,惠更斯提出了他的光波学说的第二个要点,即光波是一种靠物体载体来传播的纵向波,传播它的物体载体是“以太”。

4 )1656年,惠更斯发现了土星的光环,并注意到光环面相对于地球轨道面倾斜,因而周期性地侧对地球,使地球上无法看清。

3、胡克

胡克1674年,胡克发表了《试证地球的运动》,阐述了自己的行星运动理论:一切天体都具有倾向其中心的吸引力或重力;天体在未受其他使其倾斜的作用力前保持直线运动不变;离吸引中心越近,吸引力越大;行星的运动是惯性、外在引力和自身引力共同作用的结果。

1679年,胡克和英国天文学家哈雷(1656-1742)从向心力定律和开普勒第三定律,推导出维持行星运动的万有引力和距离的平方成反比。胡克研究重力学长达20年,但因不擅长数学,计算不出行星的运行轨道。1679年,胡克曾经写信问牛顿,能不能根据向心力定律和引力同距离的平方成反比的定律,来证明行星沿椭圆轨道运动。牛顿没有回答这个问题。

三、牛顿革命

1、牛顿生平

牛顿(1642~1727年),出生于英国林肯郡沃尔索普村,是一遗腹子。不满两岁时,他的母亲改嫁,牛顿靠外祖母和舅舅抚养。1661年6月考入剑桥大学三一学院。在剑桥学

习初期,牛顿开始广泛地阅读和研究哥白尼、开普勒、伽利略、笛卡尔、费尔玛、培根等人的天文学、力学、光学、数学和哲学著作。特别是开普勒的天文学与光学著作,笛卡尔的数学与哲学著作,对牛顿产生了深刻的影响。

1664年,牛顿大学毕业,被选拔为三一学院的研究生。从1665年开始,一场大瘟疫席卷英国。人们纷纷逃离城市,躲到乡下。回到乡村之后,牛顿开始进行多学科的研究,从1665年8月到1667年3月,在不到两年的时间里,牛顿孕育了一系列重大科学发现的萌芽:万有引力、光的色散现象、微积分。虽然这些科学思想的萌芽直到后来才完全成熟,但他们的种子正是在这一时期萌发的。而早期近代科学的面貌,也即将由此而焕然一新。

1667年3月,牛顿回到剑桥,获硕士学位,同年即被选为三一学院的研究员。在巴罗教授之后,1669年,年仅28岁的牛顿成为剑桥卢卡斯讲座(剑桥大学三一学院1663年创办的专以自然科学为基本内容的讲座,巴罗为首任数学教授)的第二任首席数学教授。从1670年起,牛顿正式开课,根据剑桥大学对卢卡斯讲座的教学内容的规定,牛顿主讲的教学内容是光学、数学和力学。

1687年,出版《自然哲学的数学原理》,1689年,当选为国会议员,1692年,患精神崩溃症。1695年,任造币厂督办,1699年任造币厂厂长。同年,当选为法兰西科学院国外院士,1703年任皇家学会主席,1705年,安妮女王授封牛顿为爵士。1727年去世。

2、牛顿在科学上的贡献

1 )光学上

光的色散实验光的色散实验使牛顿认识到,白光是原来由各种单色光组成的复合光;复合光能分解为单色光,单色光能组合为复合光;单色光不能再继续分解;复合光被分解成单色光之后,形成有序的单色光光谱。牛顿通过光的色散实验提出的这些新的光色理论,是当时在光的颜色理论上的重大进步。

2 )力学上,建立了经典力学体系

牛顿的经典力学成果,集中地反应在他的《自然哲学的数学原理》这一巨著中,全书共分三卷。这三卷前面还有两节——定义和公理(或运动定律),这些内容具有极为重要的意义。其中第一卷和第二卷均为“论物体的运动”,讨论从天体力学到运动力学的一般力学规律问题,第三卷为“论宇宙的体系”,讨论行星、月球、慧星、潮汐和岁差等具体的天体力学问题。该书在1687年5月出版。牛顿在这一著作中所讨论的自然现象的普遍性,以及他所用的数学方法的严谨性,使这一著作无愧成为经典力学的奠基工作,经典力学体系由于此书的完成也就初步建立起来。

牛顿曾设想了这样一个理想实验,站在一个很高的塔顶上,向与地面平行的方向抛射出一块石子,那么这块石子必然呈抛物线下落,而下落的原因,正是出于地球的引力。如果塔顶无限高,石子被抛射的速度愈快,它就射得愈远。这时石子下落的抛物线曲率也就会愈来愈接近地球的曲率。当抛射速度达到一定的速度,石子就会像月球那样环绕地球运行。

这一理想实验,源于伽利略。所不同的是,伽利略局限于地面物体的力学现象,未能把地球的引力引向月球的运行轨道及其力学原因,而牛顿作了进一步的思考;

“如果没有这样一种力的作用,月球就不能保持在它的轨道上运动。如果这种力太小,就不足以使月球偏离它的直线运动,如果这种力太大,就会使它偏离太大而把它从轨道上拉下而落向地球。这种力必须大小相当,而数学家的任务就是要找出这种正好能使一个物体在一定轨道上以一定速度运行的力”。

在认识到月球环绕地球运行的作用力来源于地球的引力之后,牛顿随即想到,行星环绕

太阳运行的作用力,同样来源于太阳的引力。

牛顿的理想实验虽然只是一种设想中的理想实验,但它却是立足于实实在在的地面和天体的力学现象基础之上的。而这些力学现象又根基于伽利略的地面力学与开普勒的天体力学成果之中。正是在综合开普勒与伽利略两人的力学成果的基础上,终于使牛顿在1666年产生了万有引力思想的萌芽。

有了万有引力思想的萌芽之后,牛顿即在同年着手进行力学计算,以验证他的引力理论。他根据开普勒的行星运动第三定律,初步计算出了行星所以能在轨道上绕日运动的引力定律,即引力的平方反比定律。

1684年,牛顿在万有引力定律的研究中取得重大进展。其一,他积极吸取了当时最新的天文观测成果。1682年,法国天文学家皮卡特(1620~1682年)对地球半径进行了精确的测算,这就使牛顿获得了他所急切需要的地球半径的精确数据,以便克服由原来地球半径数据不精确所造成的计算中的误差。其二,他对原来的计算方法进行了重大改革,把地球与月球同时看作力学中的两个质点。

在取得上述两大进展的基础上,牛顿又进行了一系列新的计算。结果发现,月球对地球的向心力与地球对月球的引力相等。这一发现证明,月球在轨道上的向心力,确实来自地球的引力。也才算真正发现了。其中m1 和m2 为两个质点的质量,r为两个质点之间的距离,G为引力常数。牛顿在确立万有定律公式时,已明确了引力常数的存在。

3 )数学上,发明了微积分

4、牛顿的科学方法——归纳—演绎方法

在《原理》卷首的序文中,牛顿表明了自己用数学形式论述力学的基础上来说明整个世界。在《原理》的第三卷中,牛顿曾列出自然哲学的四条基本推理法则。

法则1:除那些真实而已足够说明其现象者外,不必去寻求自然界其他原因。

法则2:对于自然界中同一类结果,必须尽可能归之于同一种原因。

法则3:物体的属性,凡既不能增强也不能减弱者,又为我们的实验所能及的范围内的一切物体所具有者,就应视为所有物体的普遍性。

法则4:在实验哲学中,我们必须把那些从多种现象中运用一般归纳而导出的命题看作是完全正确的,或者是非常接近于正确的;虽然可以想象出任何与之相反的假说,但是没有出现其他现象足以使之更为正确或者出现例外之前,仍然应当给与如此对待。

5、哲学上,建立了系统的机械自然观。

牛顿批判了笛卡尔把物质与空间等同的思想,吸取了笛卡尔的空间和时间是基本量纲的思想,建立了绝对时空观。牛顿认为:所谓“绝对的空间”就其本性而言,是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的“;牛顿也提出过相对空间的概念,不过他认为相对空间只是绝对空间的可动部分或者量度。

对于时间,牛顿认为,“绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着,而且由于其本性而在均匀地,与任何其他外界事物无关地流逝着。??

在批判笛卡尔把物质与空间等同的思想时,牛顿还吸取了伊壁鸠鲁的原子论思想,建立了物质的微粒观。牛顿说:“一切物体的最小微粒也具有广延性、不可入性、能动性,并且赋有其固有的惯性,这是整个哲学的基础。”

同时,牛顿还以绝对时空观为基础,提出了绝对运动观。他说,所谓“绝对运动是一个物体从某一绝对的处所向另一绝对的处所移动。”

正是在绝对时空观、物质微粒观、绝对运动观相继形成的基础上,牛顿把自然界的所有

作用都规定为力的作用,并指出:“哲学的全部任务,看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力,然后用这些方法去论证其他的现象。”正是从这一宗旨出发,牛顿建立了关于物质世界的一幅完整的机械力学的图景。

5、牛顿的对手

胡克、莱布尼兹等

约翰·弗拉姆斯蒂德(John Flamsteed,1646-1719),英国首任皇家天文学家,是格林尼治(Greenwich)天文台的创始人,是现代精密天文观测的开拓者。他在1676-1689年间共作了大约2万次观测,测量精度约为10“,他对3000颗星的测量结果收入了著名的“不列颠星表”(Britannic Catalogue)。

链接:卡文迪许测定万有引力常数

卡文迪许(1731—1810)早年丧母,他形成一种过于孤独而羞怯的习性。他的父亲查尔斯是一位杰出的实验科学家,皇家学会的重要人物。他鼓励儿子热爱科学,并把自己的仪器设备供给儿子使用,把卡文迪许引进伦敦的科学界。1760年,卡文迪许成了皇家学会会员。1766年,卡文迪许发表了对氢气研究的论文《人造气体》。1798年,卡文迪许通过扭秤实验确定了万有引力常数和地球的平均密度。

万有引力常数,直到1798年才由英国的卡文迪许利用扭秤装置,第一次在实验室里获得比较精确的数值。卡文迪许扭秤的主要部分是一个轻而坚固的T形架,倒挂在一根石英丝的下端。T形架水平杆的两端,各装一个质量为m的小球,在T形架的竖直杆上装一块小平面镜M,可以将射来的光线反射到一根刻度尺上。实验时,把两个质量是m′的大球放在图中所示的位置,它们跟小球的距离相等,由于m受m′的吸引,石英丝被扭转。石英丝扭转的角度可以由小镜M的反射光在刻度尺上移动的距离求出,根据扭转角度就可以算出m与m…的引力F。

在实验过程中,为了排除气流对测量结果的影响,卡文迪许把扭秤装置放到密闭室内,用室外的望远镜进行观测。

一天,卡文迪许正在边散步边思考着什么,突然他听到路边两个农夫的对话。原来他们正在打赌自己脚下的地球有多重。但是这个地球有多重的问题却深深地印在卡文迪许的脑海里。

他却发现自己无从下手,于是他去翻他看了无数遍的牛顿的书。突然,他脑海里灵光一现:牛顿的万有引力才是惟一的办法。卡文迪许用一根39英寸的镀银铜丝,吊起一根6英尺长的木杆,在杆的两端各固定一个直径2英寸的小铅球,另用两颗直径12英寸的固定着的大铅球吸引它们。如果能够测出铅球间引力引起的摆动周期,由此计算出两个铅球的引力,就能够推算出地球的质量和密度。

可是,在卡文迪许的实验室里,没有那么精确的度量仪器。两个一公斤重的铝球相距十公分时,相互之间引力只有百万分之一克。即使空气中的飘尘,也能干扰它的准确度,这怎么能够测量呢?一连几天,卡文迪许都把自己关在实验室里,整天冥思苦想。

一个晴天,他到皇家学会去开会。走在半路上,他看到几个小孩子,正在作一种有趣的游戏:他们每人手里拿着一面小镜子,用来反射太阳光,互相照着玩。镜子只要稍一转动,远处光点的位置就发生很大变化。

“真有意思!”看着那些活泼的孩子,卡文迪许想。突然之间,他茅塞顿开。他掉头跑回实验室,对自己的实验装置进行了一番革新。他把一面小镜子固定在石英丝上,用一束光线去照射它。光线被小镜子反射过来,射在一根刻度尺上。这样,只要石英丝有一点极小的扭动,反射光就会在刻度尺上明显地表示出来。扭动被放大了!实验的灵敏度大大提高了,

这就是著名的扭秤实验法。

家庭地位和父母留给他的大量财产,使得他曾是伦敦银行的最大储户,但他心思专注在科学研究中,对于财产,他几十年都只让投资顾问买一种股票,不论涨跌。他的一名投资顾问希望建议他向另一股票投资,卡文迪什以平生罕见的大怒的告知对方:“不要拿这些事情来烦我,否则我就解雇你”。故法国科学家biot曾说“卡文迪什是有学问的人中最富有的,也很有可能是富有的人中最有学问的。”

第六节科学体制化与机械自然观的确立

一、近代自然科学研究方法

培根是第一个意识到科学及其方法论的历史意义以及它在人类生活中可能扮演的角色的人。他试图通过分析和确定科学的一般方法和表明其应用方式,给予新科学运动以发展的动力和方向。

通过实验观察获得有关某类现象的一切知识(包括对该类现象的肯定事例、否定事例以及该类现象所具有的物理性质的程度不同的表现);

将全部事例编成肯定事例表、否定事例表和程度表;

借助逐步归纳和排除法,从事例中抽象出最低层次的公理(假说);

依照同样的办法从低层次公理中构造出较高层次的公理(假说),直到最终达到普遍性程度最高的公理。

培根的科学方法观是以实验定性和归纳为主。他对科学方法上使用的数学和演绎法采取不信任态度。培根只是在他提倡的方法上有他的独创之见,但这些独创之见也没有立即得到应用。到十九世纪由于地质学和生物学中进化论的发展,培根的定性-归纳方法才受到人们的重视。

在评价培根的方法论时,马克思曾说:“科学是实验的科学,科学的方法就在于用理性的方法去整理感性材料,归纳、分析、比较、观察和实验是理性方法和重要条件。”

2、笛卡尔创立的演绎法

直观——演绎法“直观——演绎法”是笛卡尔方法论的核心。

所谓直观“既不是指感觉的易变表象,也不是虚假组合的想象所产生的判断”,而是靠人们认识普遍性、必然性知识的天赋能力而获得对对于基本的、清楚明白的、不证自明的真理的直接了解。

所谓演绎,是指运用数学中的推理方法从直观得到的第一原理出发所进行的全部带必然性的推理。它相对于“直观”来说,是认识自然的“补充方法”。

笛卡尔认为,唯一正确的认识方法是依靠数学上的推理和抽象,在他看来,实验仅仅是演绎推理的辅助手段。他相信,通过清晰的思考,能发现理性上可认识的任何事物。

到17世纪末,笛卡尔的弟子已大量增加,一位历史学家的话来说:“各大学都信奉笛卡尔哲学,侯爵、科学业余爱好者、可尔贝尔和国王是笛卡尔的信徒,法国将动词…使成为笛卡尔主义者?变位,欧洲热烈地仿效。”这种普及的意义在于,理性的探究和判断被扩展到各个领域,所有的传统和权威都必须接受理性的检查。

3、伽俐略创立观察实验与数学相结合的方法

针对一个科学问题,必须以定量实验的观测结果作为出发点和判定理论真伪的标准,同时要运用数学抽象来描述关于客体的各种基本概念和基本关系,即用数学模型来表征物理实在及其运动规律。

4、牛顿创立的分析与综合相结合的方法

牛顿认为,在自然科学里,在研究困难的事物时,总是应当先用分析的方法,后用综合的方法。

分析的方法包括:做实验与观察,用归纳法从中得出普遍的结论,并且不使这些结论遭到非议,除非这些非议来自实验或其他可靠的真理。

综合的方法则假定原因已找到,并且已经把它们确立为原理,再用这些原理去解释由它们发生的现象,并证明这些解释的正确性。

二、机械论自然观的确立

1、牛顿力学的科学性

1)解释钟表快慢的变化

笛卡尔提出漩涡说。他认为太阳的周围有巨大的漩涡,带动着行星不断运转。物质的质点处于统一的漩涡之中,在运动中分化出土、空气和火三种元素,土形成行星,火则形成太阳和恒星。他认为天体的运动来源于惯性和某种宇宙物质旋涡对天体的压力,在各种大小不同的旋涡的中心必有某一天体,以这种假说来解释天体间的相互作用。

笛卡尔在其《哲学原理》一书中提出了太阳系是由漩涡(V ortices)组成的,他的论述展示了空间可以分解为一些凸域,如下图所示,每一个凸域都是围绕一个固定的星体形成的。

在这种宇宙中,天体呈南北稍长、东西稍微窄的纺锤形状。

牛顿则根据万有引力认为,地球等天体应该是椭球体。法国的测量证明了这一点。

2)预言哈雷慧星的回归

哈雷(1656~1742),格林尼治天文台第二任台长,1676年建立了南半球的第一个天文台,测编了包含341颗南天恒星的星表。1705年出版《彗星天文论说》一书,他运用牛顿力学的理论,预言了1758年回归的彗星与1456年、1531年、1607年和1682年是同一颗彗星。他的预言果然得到了证实。

3)“笔尖下的行星”——海王星的发现

海王星在行星中排名第八,是第一颗利用牛顿力学的方式计算位置而搜寻到的行星,因此号称为……笔尖上的行星??。

1781年赫歇尔发现了天王星后,天文学家记录天王星位置时,却发现始终与以牛顿力学的方式计算位置有些微出入,故认为天王星可能受到外侧一颗不知名行星的重力扰动所致。英国天文学家亚当斯和法国数学家勒威耶利用木星、土星、天王星的观测位置,分別独立计算并预测天王星轨道外这颗行星的位置;1846年9月23日,果真由德国伽勒(Johann Gottfried Galle)和他学生德瑞斯特(Heinrich Louis d…Arrest),利用勒威耶的预测资料,于柏林天文台(Berlin Observatory)只花了半小時左右就在预测位置附近发现了海王星。

这项发现,被视为天体力学的一大突破!勒威耶更因此成为巴黎天文台的台长。

牛顿力学的成功,使牛顿名满天下。英国诗人亚历山大·蒲柏这样赞美牛顿:自然和自然的法则在黑暗中隐藏,

上帝说,让牛顿出世吧,

于是一切都已照亮。

法国物理学家安培之子更是对牛顿赞美有加,他在诗中说:

他来了,他揭示出最高的原则,

永恒,普遍,惟一,就像上帝自身。

万物都肃静下来,听他说道:吸引,

这个词正是造物的字音。

2、牛顿力学的推广

被誉为启蒙思想泰斗的伏尔泰深受牛顿科学思想的影响,率先在法国宣传牛顿。他不无自豪地宣称:“我们都是牛顿的学生;感谢他独自发现和证实宇宙的真实体系。”

他还无比羡慕地描绘了英国对科学家、艺术家尊重的事实:“在英国,最鼓舞艺术的,就是艺术所受到的尊敬:首相的画像只挂在办公室的壁炉架上,但是我却在二十家住宅中都见到蒲柏先生的画像。”

“牛顿先生在世时曾受到尊崇,死后也得到他所应得到的荣誉。……请你走进西敏寺去。人们所瞻仰赞叹的不是君王们的陵寝,而是国家为感谢那些为国增光的最伟大人物所建立的纪念碑;你在那里看到他们的塑像,犹如人们在雅典看到索福克勒斯和柏拉图的塑像一样;而我深信只要一见这些光荣的纪念碑决不止激发起一个人,也决不止造就了一个伟大人物。……这便是英国人民对于才能的尊敬。”

第四节科学社会建制的形成

在16、17世纪,科学不局限在专家圈子里。科学、哲学、艺术似乎还处在同一个平台之上,科学当时主要不是在大学里面发展的,而是在沙龙里面发展的。相对而言,大学比较保守,沉浸于神学、形式逻辑、修辞、法学等等,为中世纪化的亚里士多德统治。有教养阶层在沙龙里讨论文学艺术,同样也都有能力讨论科学。科学家们的确要做些实验,不过这些实验对技术的要求不是太高,其内容也很好理解。不像今天,科学完全是专家的事业,需要高度的专业训练才能接近。

这些沙龙和团体逐渐发展成各种学会。1651年,意大利佛罗伦萨著名家族美第奇家族创立了西芒托学院。同期,波义耳等人在英国组织了牛津学会,1662年英王查理二世特许成立了英国皇家学会。4年后,路易十四在法国创立巴黎科学院。这里开始萌芽的团体合作将成为后世科学研究工作的一个本质特征,就可以把科学和哲学区分开来。

英国皇家学会的宗旨:促进英国和国际间的教育自然科学和应用科学包括数学、工程科学和医学的交流,发展国际科学关系和加强对自然资源的保护。

巴黎科学院(the Paris Académie des sciences)的历史可追溯到17世纪初,当时巴黎学界有不少小群体,其中比较著名的是梅森(MarinMersenne,1588-1648)的小组,他们定期聚会,并且同当时学界的著名人物,如笛卡尔(RenéDescartes,1597-1650)、伽桑狄(Pierre Gassendi,1592-1655)、费马(Pierre de Fermat,1601-1665)、帕斯卡(BlaisePascal,1623-1662)等,都保持着长期的通信联系。人们对什么都感兴趣,天文、气体、枪炮的反冲力、人口、解剖、海运、矿业、羊毛织品、机械,新的思考方式在形形色色的领域中发展起来。学者们聚在一起讨论他们的新发现、新思路。更多时候是通过书信。后来,学会开始出版刊物,学者们逐渐发展出一种后来被称作论文的文体。

柏林科学院(Academy of Sciences of Berlin)

德国近代最早的科学研究机构之一。1695 年德国哲学家、科学家莱布尼茨首先提出在

柏林建立科学院的计划。1700 年得到普鲁士“选帝侯”腓特烈一世的支持而成立。首任院长莱布尼茨。学院主要研究数学、自然科学和德国语言文学。1744 年腓特烈大帝改组学院为普鲁士科学与文学研究院,每年从国库拨给大宗经费,使之得到巩固。腓特烈威廉二世(1786—1797 年在位)统治时期一度衰落。不久复兴,逐步发展成为世界著名的科学院。

1700年2月,他还被选为法国科学院院士。至此,当时全世界的四大科学院:英国皇家学会、法国科学院、罗马科学与数学科学院、柏林科学院都以莱布尼次作为核心成员。

1713年初,维也纳皇帝授予莱布尼茨帝国顾问的职位,邀请他指导建立科学院。俄国的彼得大帝也在17ll~1716年去欧洲旅行访问时,几次听取了莱布尼茨的建议。莱布尼茨试图使这位雄才大略的皇帝相信,在彼得堡建立一个科学院是很有价值的。彼得大帝对此很感兴趣,1712年他给了莱布尼茨一个有薪水的数学、科学宫廷顾问的职务。1712年左右,他同时被维出纳、布伦兹维克、柏林、彼得堡等王室所雇用。这一时期他一有机会就积极地鼓吹他编写百科全书,建立科学院以及利用技术改造社会的计划。在他去世以后,维也纳科学院、彼得堡科学院Academy of Sciences of Petersburg先后都建立起来了。据传,他还曾经通过传教士,建议中国清朝的康熙皇帝在北京建立科学院。

3、同一时期的中国

马戛尔尼1793年率领一支庞大的由64艘帆船军舰组成的团队到达北京,并拜见了乾隆皇帝,提出了一些条件,但没有被接受。

马戛尔尼认为,中国自从“满洲鞑靼占领以来,至少在过去150年里没有前进,或者更确切地说反而倒退了。当我们在艺术和科学领域前进时,他们实际上正变成半野蛮人。”

“满洲人打仗爱用弓箭。当我告诉他们,欧洲人已放弃弓箭而只用来复枪打仗时,他们愕然不已,(他们)认为在奔驰的马上射箭,比站在地上放枪豪迈。”

马戛尔尼在出使中国之后写道:“(余)于袋中取小盒自来火,擦而燃之,彼见身内藏火,毫无伤害,大为惊异,余因知中国人民于机械学中未始无所优良,而于医学之外,科学及科学知识,则甚劣与他国。”

他又说:“欲凌驾诸国之上,而对实际所见不远,不知利用之方,惟防止人智之进步,此终无益于事也。”最后他还说:“军队既未受军事教育,而所用军器,又不过刀枪矛矢之属。一旦不幸,洋兵长驱而来,此辈能抵挡否?”

清初戴梓发明火器“连珠铳”,一次可填发28发子弹,又造出蟠肠枪和威远将军炮,然而清统治者抱着“骑射乃满州根本”,不仅不采用,反而听信馋言,将戴梓充军关外。

康熙成功地组织了雅克萨自卫反击战,与俄国签定《尼布楚条约》之后,刚愎自用地让清军禁用从俄军手中缴获的新式火枪,康熙的理由竟然是“不得中断断前人所授的弓箭长矛传统”,自以为是地认为骑射是永远的战争利器,对先进的军事科技敬而远之。

康雍乾三朝,均有人提出废除八股,但康熙时黄玑、雍正时张廷玉、乾隆时鄂尔泰都反对。鄂尔泰说:“非不知为无用,特以牢笼人才,舍此莫属。”而日本自1872年不畏艰难推行义务教育,到1873年学龄人口中入学人数仅占28%,到1949年则已达98%。

欧洲人初来中国,当时中国的大学者俞正燮(1775-1840)竟说,中国人肺有六叶,西人四叶,中国人心有七核,西人四核,中国人肺在心左边,西人在右边,中国人睾丸有两个,西人四叶,中国人信天主教的,也是内脏不全的缘故。

夕阳无限好,只是近黄昏。

《科学史》读后感

《科学史》读后感 2006年我们浙江新课程全面实行。其中,新课程的培养目标之一就是全面提高每一个学生的科学素养问题。面对这样的要求,教师专业素养的提高,成为首要议程之一。只是在学习科学史的过程中,发现自己对科学史很不了解,对我们中国的科学文明知之甚少,对物理学科的自然科学史和物理学史的发展很迷糊。更不必谈科学史的思想,以及科学史对整个社会文明发展的积极作用了。 世界著名科学史家乔治萨顿所言,科学史是一门具有特殊研究对象的历史科学,是唯一能确切反应出人类进步的历史,是客观真理发现的历史,人的心智逐步征服自然的历史,描述漫长而无止境的为思想自由,为思想免于暴力、专横、错误和迷信而斗争的历史。并且科学史既研究科学发展本身的逻辑规律,也研究科学发展与各种社会现象之间的互动关系。我的体会是: 1、科学史教导我们在科学教学中注重科学史实和包含的深层精神。 物理教学中,要注重科学史的介绍,但不是简单地罗列知识,而是将科学发现置身于当时的文化、政治、社会发展背景,介绍同时期哲学思想等相关学科的发展情况等。讲牛顿发现万有引力,是受到苹果落地的启发诸如此类的故事,而只字不提科学家科学发现的艰辛过程,他们坚持不懈的精神和科学的思维方式,会使学生误解科学的发现是偶然的,是靠运气的。又如,伽利略发现物体下落的快慢与物理本身的重量无关,不是通过比萨斜塔实验得到的,而是提出与亚里士多德理论矛盾的逻辑思维和理想化的斜面实验得到的,要注意历史地真实性。所以教学中要好好地思考马克思的唯物史观,教育学生形成正确的科学史观,注重事实和精神。。 2、不必因为科技发展的负面影响来质疑科学史是人类进步史。 有相当一部分人认为,科学史并非真正纯粹的“人类进步史”。看古代天文学发展,被运用于巫术、人间祸福预测、宗教等。现代高科技如核武器、生化武器、病毒等给世界带来巨大的安全隐患。化学药品的制造造成环境的严重污染。一部人类科学史成了其它物种的毁灭史等等。但是,我不认为科学史不是纯粹的进步史。首先,作为一门现代学科,科学史记载人类进步的遗产。其次,作为人类文明史的发展进步历史,科学史是科学的历史。人类发现一种科学现象或理论,最纯粹的目的是解决当时的一些实际问题。如古代巫术,原始目的是治病。诺贝尔发明炸药,是为了开发隧道等,爱因斯坦发现相对论,是逻辑实验发展的顶峰表现,是对物理学大厦和天文学的缔造。至于后来,炸药被用于战争,相对论被用于核武器的研发,那是科学与人类政治的结合,该划入人类社会学,不该质疑科学史的纯粹进步性。核能源成为现代重要的能源,极大促进了人类的文明进程,这才属于科学史。 3、要大力提倡学习中国古代自然科学史。 中国古代科学史,记载了许多卓越的思想。作为中国人的我们,很遗憾,对自己祖先知之甚少。像科学史中的天文学,是祖先最杰出的成就之一。盘古开天地神话中,就包含了古人的宇宙观,它与而今的宇宙大爆炸理论有很多相似的思想。都认为天地之前,没有时间、空间,宇宙都在不断膨胀之中。汉代就形成了完整的盖天说、浑天说、宣夜说宇宙理论。先秦就“精气”说,汉代的“元气”说,到宋代的“太虚既气”说,道出朴素的物质起源。而气、阴阳、五行构成了中国科学三大范式。所有这些,是我现在才接触的知识,实在是自己的耻辱。可是,我们的近邻日本,早将我们祖先的遗产很好地运用于各个方面,并不断地普及。像很多日本动画片,包含了很多中国古人的优秀思想,如中国四象——东之青龙,南之朱雀,西之白虎,北之玄武;阴阳八卦与节气、五行方阵、太虚空等等。越是深入,我越是羞愧和不安,作为炎黄子孙,竟然不知其中内涵,将来又怎能传承文化、继往开来!中国古代的科学成就,还极大地表现在建筑、水利工程、桥梁、冶金术、医学、农学、算术等等众多领域。学习古

一般公文写作字体及公文格式

一般公文写作字体及公文格式 我国通用的公文载体、书写、装订要求的格式一般为:1、公文纸一般采用国内通用的16开型,推荐采用国际标准A4型,供张贴的公文用纸幅度面尺寸,可根据实际需要确定。 2、保密等级字体:一般用3号或4号黑体 3、紧急程度字体:字体和字号与保密等级相同(3号或4号黑体) 4、文头的字体:大号黑体字、黑变体字或标准体、宋体字套色(一般为红) 5、发文字号的字体:一般采用3号或4号仿宋体 6、签发人的字体:字体字号与发文字号相同(3号或4号仿宋体) 7、标题的字体:字体一般宋体、黑体,字号要大于正文的字号。 8、主送机关的字体:一般采用3号或4号仿宋体 9、正文的字体:常用3号或4号仿宋体 10、附件的字体:常用3号或4号仿宋体 11、作者的字体:字体字号与正文相同(3号或4号仿宋体)12、日期的字体:字体字号与正文相同(3号或4号仿宋体)13、注释的字体:小于正文的的4号或小4号仿宋体14、主题词的字体:常用3号或4号黑体 15、抄送机关的字体:与正文的字体字号相同(常用3号或4号仿宋体)或小一号的文字 16、印发说明的字体:与抄送机关的字体字号相同(常用3号或4号仿宋体)或小一号的文字 17、公文用纸天头(上白边)为:37mm±1mm

18、公文用纸订口(左白边)为:28mm±1mm版心尺寸为: 156mm×225mm(不含页码) 19、公文标题:红色反线下空2行,用2号小标宋体字,可分一行或多行居中排布;回行时,要做到词意完整,排列对称,间距恰当。 20、页码:用4号半角白体阿拉伯数码标识,置于版心下边缘之下一行,数码左右各放一条4号一字线,一字线距版心下边缘7mm。单页码居右空1字,双页码居左空1字。空白页和空白以后的页不标识页码。 21、公文中的表格:公文如需附表,对横排A4纸型表格,应将页码放在横表的左侧,单页码置于表的左下角,双页码置于表的左上角,单页码表头在订口一边,双页码表头在切口一边。 22、公文如需附A3纸型表格,且当最后一页为A3纸型表格时,封三、封四(可放分送,不放页码)应为空白,将A3纸型表格贴在封三前,不应贴在文件最后一页(封四)上。

科学史读后感

《科学史》读后感 自宇宙形成至今已有过百亿年了,20亿年前单细胞藻类出现, 生命由此开始进化。到后来进化成人类。在生命进化过程中,不管是人类还是动物,都在不断地探索。然而人类的大脑进化的比动物高级一些,“人类会使用工具”这就是人与动物的区别。即便是高动物一 等的人类也抵不过大自然。在人类文明发展过程中,人与大自然就在不断地做斗争。古时候人们敬畏大自然,认为大自然有神奇的魔力,是他们所不能抗拒的,于是所谓的神便出现了,而神的使者边去推崇他们的神。所以宗教便产生了。后来,随着科技的发展,有人发现所谓的神根本不存在,他们便是“无神论者”。在此期间,也产生了一 种学问叫做“哲学”。英国著名科学史学家W.C.丹皮尔著述的《科学史》一书便讲述了科学、哲学和宗教在人类历史长河中各自发生,发展历程以及它们在各个历史时期所发生的相互纠葛。 作者W.C.丹皮尔先生以批评,实证精神对科学思想发展史进行 了深入的研究,成就斐然。作者的眼光犀利独到,从古代一直叙述到现代。在写作过程中,作者怀着敬畏的精神去对待,去分析以前对自然科学哲学有所贡献的人或书籍。作者从不从某一个片面去看待问题,也不对任何一个时期的人或著作抱有偏见。作者在书的结尾介绍了科学的哲学,也对科学的哲学的未来做了展望。 《科学史》又名《科学史及其哲学和宗教的关系》,是一本值得 拜读的科学史经典名著。同时,它也是论述哲学的一本著作。全书一共12讲。从时间的角度上讲,作者从古代世界的科学写到20世纪的科学;从科学的角度上讲,从科学的萌芽到科学的慢慢成长再到科学的坚实壮大;从哲学的角度上讲,从以前的低级的不合理的哲学到以后的高级的行思缜密的哲学。全书语言平稳,尊重历史,尊重各个阶段的成果。《科学史》一书将带你领略到科学及哲学的发展历程,让 你对着两者有充分的认识。 《科学史》一书按照历史的发展顺序,从古代世界的科学开始写起,到中世纪到文艺复兴,牛顿时代一直写到18、19世纪的物理学、生物学、科学与哲学思想,最后又探讨了恒星宇宙,以及对科学的哲

科学技术史资料(1)汇总

第 1 章原始时代技术的起源和科学的萌芽 第一节原始时代的技术创造 一、石器制造和弓箭发明石器制造标志着人类掌握了第一种最基本的材料加工技术,因此,它可以作为古代技 术创造的第一个标志。历史上把早期人类社会统称为石器时代,更细的又划分为旧石器、中石器和新石器时代。 二、人工取火在旧石器时代,人类已经注意到了火的用途。人工取火说明人类已经在实践中懂得了机械能可以 转化为热能的经验知识 三、驯养动物和栽培植物恩格斯曾指出:“野蛮时代的特有标志,是动物的驯养、繁殖和植物的种植。”这里说的“野蛮时代”相当于新石器时代。人类完成了从狩猎捕食动物到驯养繁殖家畜和从采集野生植物到有意识地种 植植物的重大转折,开始了人类真正意义上的生产实践。 四、烧制陶器和冶炼金属在新石器时代,除了石器的制造技术有很大发展外,还发明了陶器顺序青铜、铁 第二节原始时代科学的萌芽 一、天文学知识的萌芽 二、数学知识的萌芽 三、力学知识 第三节原始时代的宗教自然观 原始宗教自然观的主要内容是万物有灵论和图腾崇拜 第 2 章奴隶时代的科学技术 第一节古埃及、古巴比伦、古印度的科学技术 一、河流文明即城市文明的出现,是人类历史的一个重大转折。古埃及、古巴比伦、古印度和中国是世界文明的发 祥地,在这些地区先后出现了最早的奴隶制国家。古埃及和古巴比伦的文明对奴隶时代科学技术的高峰——古希腊 的科学技术有直接影响。 二、文字的发明埃及在早期王朝时期就有了以表形符号、表意符号和标声字母相结合的象形文字,其中有单辅音符号24 个,这是人类最早创造的标声字母,书写在形状似芦苇的植物——纸草上。巴比伦:字形呈楔形,所 以被称为楔形文字 三、天文学和数学埃及人此时已经认识到行星和恒星的区别,并且已经能用图画来表示星体在天空的位置。 古巴比伦人根据月亮的盈亏制定了太阴历,把一个月定为29 或30 日,大小相间,一年12 个月共354 日。这与一回归年相差11 日左右,所以他们采用置闰办法,每隔几年加一个闰月。把7 天作为一星期;把一周天 定为360 度;一度定为60 分;一分定为60 秒,这种测时和度量单位直到现在仍在使用。巴比伦人绘成了世界 上最早的星图。他们把黄道附近的一些恒星划分为若干星座,即黄道十二宫。古印度把一年分为12 个月,每月30 天,每 5 年置一闰月。据记载,他们把黄道附近恒星划分为27 宿(月宫),以此来表明月亮每天在天穹上 所处的位置。古埃及采用以10 为基数的记号组合计数方式。古巴比伦记数系统的特点,是以60 为基数并采用了进位记号。巴比伦的数制是10 进制和60 进制的混合数制。能解二次方程和三次方程。巴比伦人已掌握了分 数表示法,倒数表的制定可以简化除法运算为乘法运算。巴比伦人研究几何是为了解决实际问题,他们已经懂得 勾股定理、相似三角形。古印度约在公元前 3 世纪初,已经有10 进位计数法,当时还没有零和进位记法,公元前 3 世纪以后,印度出现了零的符号。 四、医学古埃及在数学和天文学上落后于巴比伦,但在医学方面却遥遥领先。古埃及遗留的医学纸草书完整的共7 部,最著名的是公元前 1 600 年左右的埃伯斯纸草书卷。第一个留下名字的医生叫伊姆荷特普(Imhotep )他被后人奉为医神,传说他是埃及医学的奠基人。世界上最早的医疗立法条文载于《汉谟拉比法典》中,表明巴比伦医 学也深受原始宗教自然观的影响。妙闻(生平年代不详)和闍罗迦(120 年?~162 年?)是古印度最著名的医生。他们的集著《妙闻集》和《闍罗迦本集》都是集古印度医学之大成,后者被誉为古印度医学百科全书。 五、建筑和其他工艺技术新巴比伦城的三道城墙与其上的300 多座塔楼相互衬托,城内的建筑物及其装饰被称 之为“空中花园”。 第二节古希腊的科学技术

公文写作常用套词

公文写作万能套词--- 1 1、“以...为XX”:为基础(基点)、为核心(中心)、为根本、为重点、为举措(手段)、为载体(平台)、为保障(保证\后盾)、为契机、为总揽、为抓手、为目标、为动力、为依托、为突破、为目的、为关键、为先导、为宗旨、为支撑、为指导、为导向、为方向、为驱动、为主 体、为补充、为标准、为主线、为主题。 2、三字“为”:为立足点、为出发点、为切入点、突破口、为落脚点、闪光点、结合点、根本点、增长点、着 力点、动力点、关键点。 3、三字“于”:立足于、着眼于、贯穿于、 4、“渐进类”词语:日益、日趋、日惭、日臻、不断、逐步、稳步、深化、深入、推进、推动、促进、 5、“建立类及程度类”词语:探索、实行、建立、健全、构建、打造、争创、创建、规范、完善、创新、强 化、加大、加强、加快、加速、加紧、严格、突出。 6、“四导”:宣传倡导、服务指导、示范引导、监管督导。 7、“新XXX”:新机制、新路子、新模式、新环境、新载体、新途径、新突破、新优势、新方向、新跨越、新 发展、新趋势、新期待、新局面、新格局、新成就、新变化、新面貌、 8、吹响集结号、齐奏交响乐、共谱和谐曲。

9、念好联字经、架起连心桥、铺就致富路、奏响和谐曲。 10、组合类:探索新路子、创新新模式、实现新突破、推动新跨越、促进新发展、 11、建立工作新机制、明确发展新方向、拓展增收新途径、积聚建设新优势、探索试点新路子。 12、启示类:两字类:是前提、是基础、是关键、是核心、是保证。四字类:前提条件、基础保证、关键环节、核心所在、有效举措、重要手段、有效载体、 13、时期类:关键时期、重要时期、攻坚时期、 14、重要类:重要源泉、重要支撑、重要因素、重要阶段、重要力量、重点途径 15、战略机遇期、发展加速期、结构转型期、攻坚爬坡期

科学史读后感

科学史读后感 Revised by Liu Jing on January 12, 2021

《科学史》读后感 2006年我们浙江新课程全面实行。其中,新课程的培养目标之一就是全面提高每一个学生的科学素养问题。面对这样的要求,教师专业素养的提高,成为首要议程之一。只是在学习科学史的过程中,发现自己对科学史很不了解,对我们中国的科学文明知之甚少,对物理学科的自然科学史和物理学史的发展很迷糊。更不必谈科学史的思想,以及科学史对整个社会文明发展的积极作用了。 世界着名科学史家乔治萨顿所言,科学史是一门具有特殊研究对象的历史科学,是唯一能确切反应出人类进步的历史,是客观真理发现的历史,人的心智逐步征服自然的历史,描述漫长而无止境的为思想自由,为思想免于暴力、专横、错误和迷信而斗争的历史。并且科学史既研究科学发展本身的逻辑规律,也研究科学发展与各种社会现象之间的互动关系。 我的体会是: 1、科学史教导我们在科学教学中注重科学史实和包含的深层精神。 物理教学中,要注重科学史的介绍,但不是简单地罗列知识,而是将科学发现置身于当时的文化、政治、社会发展背景,介绍同时期哲学思想等相关学科的发展情况等。讲牛顿发现万有引力,是受到苹果落地的启发诸如此类的故事,而只字不提科学家科学发现的艰辛过程,他们坚持不懈的精神和科学的思维方式,会使学生误解科学的发现是偶然的,是靠运气的。又如,伽利略发现物体下落的快慢与物理本身的重量无关,不是通过比萨斜塔实验得到的,而是提出与亚里士多德理论矛盾的逻辑思维和理想化的斜面实验得到的,要注意历史地真实性。所以教学中要好好地思考马克思的唯物史观,教育学生形成正确的科学史观,注重事实和精神。。 2、不必因为科技发展的负面影响来质疑科学史是人类进步史。

科学技术史的相关论述题总结

科学技术史论述题总结 论述题 一、三次伟大的技术革命 追溯历史,可以看到技术对每一时期的人类生活和社会面貌都带来巨大影响。技术给人类提供技能和方法, 构成了人类认识自然和改造自然的巨大力量。而技术发展过程中的质变阶段——技术革命,不仅会直接导致 生产力革命,还会带来社会各个方面的深刻变革。近代以来的历次技术革命,尤以蒸汽技术、电力技术和信 息技术三次革命对经济、社会发展的影响最为深刻和巨大。 (一)? 蒸汽技术革命 18世纪60年代,在英国开始了产业革命,同时出现了近代以来的第一次技术革命——蒸汽技术革命。蒸汽 技术革命开始于纺织工业的机械化,以蒸汽机的广泛使用为主要标志,继而扩展到其他轻工业、重工业等各 行业。蒸汽技术革命具有划时代的意义,其直接后果是导致了产业革命(又称工业革命)的胜利完成。而它 更为深远的意义是促进了社会物质文明与精神文明的发展。 1)蒸汽技术革命的特点 (1)蒸汽技术是科学与技术相互作用的结果 蒸汽技术革命的发生不是偶然的,而是有它的历史必然和思想方法上的酝酿过程。蒸汽技术的诞生和发展深刻体现了科学与技术紧密结合。17世纪中叶,一方面,真空和大气压力的实验证明为技术的诞生和发展提供 了科学认识的基础,如何获得真空,利用大气压力获得机械动力是急需要解决的一个技术难题,而蒸汽冷凝 能制造真空,是技术发展的科学基础。我们在前面说到,纽可门和瓦特都能运用科学研究的成果,发现和解 决实际中的技术难题。另一方面,技术的发展反过来又促进科学的发展。蒸汽机的发展和应用,实现了从热 能到机械能的转变。卡诺通过研究探索如何提高蒸汽机效率,而促使一门新学科——热力学的诞生。不仅如此,蒸汽技术还促进了气体力学的发展。 (2)蒸汽技术是理论与生产实践结合的产物 一项技术发明只有被应用于生产实际,提高现实生产力,它才具有价值。动力机械的革命,使蒸汽技术广泛 应用于社会生产的各个领域,掀起了全世界范围的技术革命。在这一过程中,蒸汽技术始终与工业、企业紧 密结合。我们知道,蒸汽机的研制,需要大量资金支持,就必须和拥有资本的企业家合作;要想使蒸汽机在 工业企业得到顺利推广和普遍使用,也必须取得工业部门的支持。这两点在蒸汽机研制过程中体现得尤为充 分。当时,瓦特因研制蒸汽机经济上已是非常困难,无资金购置材料、工具和雇佣劳动力,几乎就要放弃蒸 汽机的实验。后来经人介绍认识了卡伦铁厂生产商罗巴克及博明翰制造商博尔顿,是罗巴克和博尔顿俩人给 瓦特提供了资金上的支持,使瓦特的实验得以完成,正是从这一时候,蒸汽机走出实验室,进入实际应用领 域。瓦特与罗巴克、博尔顿的合作堪称技术与企业结合的典范。蒸汽技术的商业化过程充分体现了技 2)蒸汽技术革命的影响 (1)蒸汽技术革命引起社会的全面变革 蒸汽技术革命作用于社会生产,影响到社会的各个方面。蒸汽机的应用,机床的发明,煤炭、冶金技术的革 新,使社会生产力发生巨大飞跃,随之带来了社会产业结构的重大变革,机械制造业和加工业取代了农牧业 而成为产业结构中的主导产业,冶金和煤炭工业也一跃成为国民经济的支柱产业。交通运输业也蓬勃地发展 起来。交通运输业的技术革命又促进了造船业、航运业、机床制造业等新兴产业的兴起和机械制造业、冶金 业、煤炭工业的进一步繁荣。 技术革命的发展,使英国的工业得到了迅速发展,一跃成为当时世界上最先进的资本主义工业大国。在英国 产业革命的影响下,法国、美国、德国、俄国和日本等国在19世纪也发生了产业革命,在很短时间里创造了 比过去一切时代所创造的还要多、还要大的生产力,大大改变了资本主义国民经济的整个面貌。 (2)蒸汽技术革命极大推动着自然科学和教育的发展 蒸汽技术革命之后,近代自然科学的发展出现了第二次巨大飞跃。化学、生物学、地质学、热力学、电磁学 等学科迅速发展起来。细胞学说、能量守恒与转化定律、生物进化论揭示了物质世界的普遍联系和无限发展

公文写作常用词语

机关公文写作常用词语 "新"系列 新形势新任务新挑战新机遇新情况新问题新困难新对策新办法新局面新气象 "者"系列 守护者保护者守望者践行者组织者协调者旁观者教育者监督者管理者设计者引导者实施者指导者协助者决策者参与者 "外号"系列 (个人)先行官火车头老黄牛活地图辖区通减压阀助推器 (集体)大熔炉主旋律接力赛 "性"系列 自觉性时效性可操作性复杂性积极性实效性机制性特殊性主动性有效性体制性多变性创造性坚定性保障性危险性准确性阶段性流动性盲目性目的性层次性稳定性实用性预见性启发性全局性科学性前瞻性警示性局部性局限性针对性苗头性根本性约束性普遍性倾向性长期性理论性典型性经常性精确性系统性示范性思想性果敢性完整性必要性知识性坚韧性多样性重要性趣味性敏感性服务性先进性随意性警惕性指导性优越性反复性技术性思想性全局性前瞻

性战略性创新性指导性可操作性目标性 "感"系列 使命感责任感危机感紧迫感荣誉感成就感自豪感归属感认同感幸福感满足感忧郁感孤独感失落感"化"系列 信息化、科学化、数字化、标准化、集约化、精细化、机制系统化、办案法制化、打击专业化、防范网络化、警务信息化向心力凝聚力洞察力执行力推动力战斗力保障力驾驭力自控力亲和力号召力感召力语言表达能力文字写作能力组织协调能力团队协作能力 "意识"系列 全局意识整体意识奉献意识谋划意识机遇意识任务意识形象意识责任意识学习意识创新意识进取意识危机意识自我保护意识忧患意识 "三字经"创一流树标杆当标兵树形象展风采显特色出实招做实事攻难点查隐患堵漏洞正警风聚警心明职责聚合力建堡垒强管控强基础求实效求突破求改进求规范谋长效谋发展谋打赢 "一" 一股绳一盘棋一颗钉一班人一条心一股劲一面旗一座山一堵墙一支笔一条枪一块砖一条龙一把手 "一种" (这个类别稍微解释一下,可以用来起排比递进式

科学的历程读后感

科学的历程读后感 科学的历程读后感 《科学的历程》是一本关于科学史的书籍。《科学的历程》将思想史与社会史熔于一炉,系统梳理了世界科学技术史,其间渗透了 编史观念和科学观念的全新理解。指出“科学”一词的一般含义是“人类在与生存环境相适应相协调过程中产生的理性知识”,指出 中国历史上存在一种与“近代自然科学”不同的“科学”,它们在 自然观、方法论上表现出各自的特色;还指出,近代自然科学亦有 两种传统,一是数理实验科学传统,一是历史博物科学传统,这两 种传统是西方文化中“空间性思维”与“时间性思维”方式在自然 科学领域的体现。每个民族和国家都有某种共性,而这种共性造就 了他们的思维方式和生活方式,于是便产生了不同的科学体系和文 化体系。 古希腊、古雅典的“为科学而科学”的思想决定了其科学的产生和发展势必会极重视思维、逻辑、科学和真理的因素,少了主观感 情和形而上学的思想。两千多年前的古希腊并不像现今这样是块巴 掌大的地域,古希腊人也不像现在的这样没有什么地位,而是圣贤 辈出,英才涌动,他们中出现了一大批才智卓越的哲学家和科学家,他们都成为以后许多学科的开山鼻祖。 西方世界第一位自然哲学家泰勒斯德用“万物源于水”第一次阐明了科学对待自然界的第一原则:科学将从具体、复杂、多样的现 象中找出共同原理,再从原理中解释、说明、预言更多的现象。简 言之,科学家的工作就是从纷繁复杂的大自然中,找出各种物质的 放之四海皆准的规律、定律,使人能很好地利用它。毕达哥拉斯第 一次提出了大地是个圆球的概念。不可想象,在不知道地心吸引力 的情况下,他为什么没有球底下的人会掉下去的顾虑呢。基伯、德 谟克利特提出了万物均由细小微粒所组成,这种天才的原子论构想,直到20世纪才得以证明。阿里斯塔克首先提出了地动日心说,比哥

F13自然科学基础知识

南京信息工程大学2012年研究生入学考试复试 《自然科学基础知识》考试大纲 考试科目代码:F13 考试科目名称:自然科学基础知识 第一部分课程目标与基本要求 一、课程目标 科学技术史是关于世界科学技术发展过程及其规律的科学。它将历史上科学技术的各种发现与发明、科技革命与重大进展、科学家的贡献与方法、科学技术对社会的重大影响等等,作为一种历史现象加以研究、从中得出它的发展规律与经验教训。 二、基本要求 使学生掌握科学技术的基本特征,启迪学生在了解中外科学技术的前提下学习前人的创造性思维。引导学生了解科学技术史研究的概况,了解学科发展的前沿。培养学生正确的科学观,增强社会责任感与使命感,促进全面素质的提高。 第二部分课程内容与考核目标 第一部分中国科学技术史 1、了解中国原始社会的科学技术。石器和火、原始农牧业、原始手工业、自然科学知识的萌芽、原始宗教神话自然观。 2、了解夏、商、西周时期的科学技术。甲骨文、青铜冶铸、农牧业、手工业、自然科学、自然观。 3、了解春秋战国时期的科学技术。冶铁采矿技术的早期发展、精耕细作农业的形成、水利工程的兴建、《考工记》与《墨经》、天文学、数学、地学、中医理论的奠基、诸子百家的自然观和学术争鸣。 4、了解秦汉时期的科学技术。农业与水利、冶金、造纸与漆器、建筑和交通运输、纺织与机械制造、天文历法与张衡、物理学与化学、中外交通、贸易与科学文化交流、自然观。 5、熟悉三国、两晋、南北朝时期的科学技术。农业和农学著作、天文学、数学、地学、医药学和医学教育、炼丹术、化学、瓷器和冶金、佛教建筑、机械制造、自然观和宇宙论。 6、掌握隋唐、五代时期的科学技术。茶和农业生产技术、雕版印刷术和造

科学技术史四大发明对近代科学的影响

古代中国的四大发明及其对近代科学兴起的影响 中 国 古 代 四 大发明-指南针 指南针是利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器,有多种形体。早在战国时期,中国先民已用天然磁石制成指示方向的司南之勺。三国魏时,马钧利用磁铁和差速齿轮制造了能指示方向的机械装置——指南车。宋代科学家沈括在其《梦溪笔谈》中记载了制作指向用的磁针的方法。后来,又发展成磁针和方位盘联成一体的罗盘。至晚在北宋后期,指南针已用于航海;南宋时,已使用针盘导航。指南针的发明,对于海上交通的发展和经济文化的交流,起了极大作用。我国的海上交通,很早就已经开始了,在指南针发现之前,远航如果方向导航错误,就会遇到危险,直到指南针发明后,这个问题才得以解决。明朝时候,我国是世界上经济比较发达的国家,需要同海外各国加强经济文化交流。明朝初年,政府就曾经派郑和进行了大规模的远航。从公元一四零五年到一四三三年共航海七次。所以郑和先后七次下西洋。“西洋”指南洋群岛和印度洋一带称为西洋。郑和下西洋海船之大,数目数量之多。这些大规模海船就是因为装有罗盘针再加上有航海图,所以才航行远达印 度支 那半岛,印度, 波斯和阿成都理工大学 科学技术史课程论文 古代中国的四大发明及其对近代科学兴起的影响 指导老师:周世祥 姓名:文锐 学号:201313030218 联系电话:

拉伯的许多地方。最远到达非洲东海岸和红海沿岸,前后经过三十多个国家和地区,在这样多次大规模远航中,罗盘针是起了相当大的作用的。 指南针的发明不仅对中国航海事业起到巨大作用,而且也为欧洲资产阶级时代,提供了重要工具,从此开辟了西方远洋航海的新时代,使资本主义从此便走向了解世界。发现美洲使世界联系为统一整体,打破了1500年前彼此隔绝的时代,从此世界历史才成为一部真正意义上的人类历史。并为后来资本主义工业革命中发现更多世界各地,拓展殖民地,为资产阶级世界贸易和工场手工业奠定了基础。 中国古代四大发明-造纸术 在纸尚未发明之前,古埃及人曾用纸莎草,古印度人用贝树叶,古巴比伦人用泥砖,古罗马人用蜡板,欧洲人则用中亚细亚人制作的小山羊皮等当作记事材料。在中国,商代用甲骨,西周用青铜器,春秋时则用竹简、木牍、缣帛等作为记事材料;此外,还曾将抽丝织绸和制取丝棉时残絮的薄片用于书写。上述材料有的笨重,有的昂贵,有的来源较少,不能适应社会文化发展的需要。东汉元兴元年(105),蔡伦发明造纸术。他用树皮、麻头及敝布、鱼网等植物原料,经挫、捣、抄、烘等工艺制成的纸,人称蔡侯纸,是现代纸的渊源。纸的发明及应用,对社会历史的记载与保存,对文化思想的交流与传播,发挥了重要作用。 纸传到欧洲以前,在很长一个时期内,欧洲人把字写在石头、蜡板、纸草、羊皮上。纸草-经折叠就会断裂,不容易保存。羊皮价钱很贵,抄写一部《圣经》,就要用三百多只羊的皮。这种用羊皮抄成的书,一般人谁买得起呀,太贵了。 阿拉伯人把纸输送到欧洲各国,欧洲人也就得到了便宜的书写材料。他们普遍用起纸来,不再使用纸草和羊皮写字了。公元一一五零年,阿拉伯人在欧洲的西班牙设立了造纸厂。这样,中国的造纸方法就传到了西班牙。而这时,离开蔡伦改进造纸法已经有一千年了。以后,纸又从西班牙陆续传到了欧洲其他各国;到十七世纪末,才传到了美洲大陆。我国的纸和造纸方法,最后终于传遍了全世界。各国人民都用上了纸来,这样,就大大促进了各国经济和文化的交流和发展。 中国的造纸术的发明并传播到世界各地,特别是欧洲,他从此便改变了以往用羊皮纸,蜡板,纸草书写的历史,也便于文化的传播,这样才使得古代希腊,罗马文明在用羊皮纸写的经典从而转抄到纸上,从而更便利于保存整理,使古代文明得以继承和传播,这样才有了希伯来文明,希腊文明,罗马文明中的优秀成果用纸继承传播,文明的传承也才会有后开14---17世纪的文艺复兴,一批坯的人文主义者在吸收借鉴前人优秀文化成果的基础上,为新兴资本主义,资产阶级思想文化扫除障碍,开辟道路,这样才使人们从中世纪的黑暗蒙昧中走出来,此时在各个领域中涌现出了一批杰出的人文主义者,有科学,哲学,文学,艺术,教育,甚至生活方式都产生了广泛而深刻的影响,欧洲近代自然科学也从此勃然兴起。 中国古代四大发明-火药 火药作为人类掌握的第一类爆炸物,起源于中国古代的炼丹术。古代炼丹家们利用早在汉代就已掌握的金石药物硝、硫,经过长期的炼丹实践,

公文写作常用语(妙词集锦)

公文写作常用语(妙词集锦)

妙词集锦 一、二字动词 注重、狠抓、切实、力争、善于、放眼、突出、注意、讲求、力求、提高、增强、深入、广泛、及时、搞好、深刻、大力、牵引、拉动、统揽、支撑、带动、紧跟、紧贴、紧随、紧扣、紧紧、紧密、防松、防旧、防单、防偏、防浮、防漂、防假 二、四字短语 (一)主谓短语 政治可靠、立场坚定、实绩突出、德才兼备、脚踏实地、埋头苦干、群众公认,成效卓著、成效显著、起点很高、进展顺利、反响热烈、增势强劲,物华天宝、人杰地灵、文教昌明、人才辈出,人尽其才、才尽其用、用当其时、各得其所,旗帜鲜明、特色鲜明、功能完善、环境友好,多措并举、试点先行、信息共享、政策倾斜,国以才立、政以才治、业以才兴,重任在肩、自我加压、信心百倍,政府引导、企业主导,贵在坚持,重心下移 (二)动词短语 1.动宾短语 解放思想、统一思想、抢抓机遇、突出重点、总结经验、表彰先进、部署任务,尊重民意、尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造,广开城门、招贤纳士,提高认识、提升境界、提高境界,再续辉煌、再创佳绩、再破纪录、再立新功,了解情况、分析形势、发现问题、找准问题、分析问题、深挖根源、选准路子、制定措施、严格政策、克服困难、搞好指导、做好调查、搞好调度、加强领导、狠抓落实、落实责任、落实措施、加大投入、强化考核、强化监管、强化措施、持之以恒、发挥优势、应对挑战、抓出成效、落实任务、赢得发展,收拢思想、调整状态、认清形势、肯定成绩、正视困难、正视压力、发扬精神、苦练内功、挑战自我、迎接挑战、凝聚人心、鼓舞斗志、振奋精神、倍感自豪、倾注精力、充实力量、加快节奏、抢抓机遇、严格考核、不甘人后、再鼓干劲、展望未来、充满信心摸清家底、争取主动、膨胀规模、简化程序、消除隐患2.双动短语 开拓创新、开拓进取、干事创业、真抓实干、敢打必胜、做大做强、统筹规划、攻坚破难、应急处变、克短治弱、凝心聚力、反骄破满、欢欣鼓舞、调查研究、奖优罚懒、规划指导、 - 2 -

自然辩证法读后感12篇

自然辩证法读后感(一): 自然辩证法是马克思主义的重要组成部分,其研究对象是自然界发展和科学技术发展的一般规律、人类认识和改造自然的一般方法以及科学技术在社会发展中的作用。恩格斯对自然辩证法的科学揭示把人对自然的认识从僵化的神学的束缚中解放了出来,把自然界发展的辩证图景展示在人们的面前,在此基础上他进一步阐述了辩证唯物主义自然观的一系列正确观点,揭示出唯物辩证法的基本规律和各种范畴在自然科学中的体现自然辩证法的科学思想被揭示出来的价值不仅仅在于针对以往的向度,使人们在纷繁复杂的自然面前由无所适从的茫然变得豁然开朗,它的价值更在于从此往后的向度。 自然辩证法和科学技术的关系: 自然辩证法是马克思主义哲学的重要组成部分,是马克思主义关于自然界和科学技术发展的一般规律以及人类认识自然和改造自然的一般方法的理论。19世纪中叶由恩格斯在概括和总结自然科学最新成果的基础上创立的一种自然哲学理论。这个语词的原意是指自然界的辩证法。早期的中国学术界一般认为自然辩证法由自然观、自然科学观和自然科学方法论三部分组成。随着20世纪科学技术突飞猛迸的发展,个性是20世纪五六十年代以来,自然科学的高度分化与综合的发展,自然科学与人文、社会科学的汇流发展,以及科学技术的社会化与社会的科学技术化,为马克思主义自然辩证法的发展带给了新鲜的经验材料和理论思想,使它拓展成为一门包括自然哲学、科学哲学、技术哲学、科学技术与社会等在内的一门综合性的交叉学科――科学技术哲学。这意味着当代自然辩证法的模式发生了一次新的转变。科学技术史与自然辩证法这两大学科之间的影响是相互的,自然辩证法的许多研究思想与成果也影响科学技术史的研究,并为科学技术史的研究带给理论及方法论方面的支持。传统的科学技术史研究方法大体有三类,第一类是发掘、考证和记录历史史实;第二类是根据经过必须考证或核实的史料进行比较性研究,归纳分析出一些能够阐明法则或 规律的资料;第三类是挖掘史实及其逻辑关系,以必须的历史背景,透过虚构想像等手法,编纂出类故事情节,进行历史的、艺术的再创造,以完成科学技术史的撰写。无论哪一类,研究者务必有必须理论思维或观念作为指导,并掌握必须的研究方法论,而这恰是自然辩证法所能带给的。许多从事科学技术史研究的人,努力总结人类认识与改造自然的经验教训,在科学技术发展战略及可持续发展战略研究方面作出贡献,丰富了科学技术史的研究资料。 自然辩证法是马克思主义完整学说中的一个组成部分。它主要是范畴性的理论,但也有必须的规范性。学习和研究自然辩证法,有助于全面理解马克思主义,进一步树立辩证唯物主义世界观,提高对有关的哲学和社会思潮的辩别潜力;有助于进一步掌握和运用唯物辩证法,解放思想,启迪思维,促进自然研究工作。自然辩证法是马克思主义学说中与科学

1第一讲 古希腊与科学的源头(考研讲义)

第一讲古希腊与科学的源头 概述 古希腊人的科学奠定了西方科学的基础,树立了西方科学独有的风格,所以希腊人探索自然的科学成就是科学史上传奇的一页,永远令后人欣赏、兴奋、困惑。 古希腊人科学探索中的偏颇,古希腊科学与近代实验科学的本质不同,又迫使我们进一步关注近代科学传统中来自东方及中世纪宗教文化等不同传统的贡献。 一、古达科学与技术 Q1 为什么说西方科学的起源要追溯到古希腊的自然哲学? 自然哲学:关于自然界及其内在本质的哲学研究;在古代指的是自然知识的总汇和统称,目的是获得自然界的完整图像。 古希腊自然哲学形成了独特的理性自然观: 1)把自然看作是一个独立于人的对象而从整体看待; 2)把自然看作是有规律且可以认识的对象; 3)力图用哲学的概念和语言来把握自然界的规律。 Q2 科学的欧洲中心主义的表现、根据及补充 表现:在人们的潜意识中,真正意义上的科学是指近代在欧洲产生的科学理论、科学知识、实验方法、科学组织、科学活动、科学分类等东西,现代科学体系是在欧洲近代科学的基础上建立起来的。 依据:1)古希腊的科学传统奠定了近代科学的基础; 2)16、17世纪的科学革命建立了近代自然科学体系。 补充:1)在人类早期文明中,在古两河流域、古埃及、古印度、古中国创造了更精湛的日用技术、发现了更独特的科学知识、建造了更宏大的传世工程。 2)古希腊文明的建立吸收了其他文明的成就。 ①古希腊人的科学研究是在融会贯通古埃及和古两河流域的科学成就的基础上发展起来的; ②中世纪后期,当古希腊的科学传统在欧洲逐渐复苏时,欧洲还获得了阿拉伯世界的古代科技知识和中古古代的四大发明。 Q3 从古希腊科学到文艺复兴的发展历程 罗马帝国崩溃-基督教占统治地位(中世纪黑暗中的光芒:在欧洲诞生了大学)-中世纪中后期的大翻译运动(帮助欧洲人从阿拉伯文献中找回了失传已久的古希腊哲学文献) 二、希腊古典时期的自然哲学 希腊人的伟大贡献:创造了西方科学和哲学的伟大传统 公元前500年:希腊开始出现最早的哲学,也是最早的系统的理论化的科学的开始。 希腊哲学是以对自然的系统的研究开始的。特点为: 1)具有强调理性和逻辑,重视真理本身价值的态度;2)使得原先零散的、实用的自然知识成为一种对于世界的体系化的理性建构。 ΔQ4 古希腊人科学成就及传统产生的原因及局限性 1)自然条件 ①古希腊地区港口众多,适于航海和贸易,为向古希腊本土之外的陆地和岛屿移民提供了方便;希腊殖民地构成了一条连绵不断的链条:这些殖民地与不同传统、风俗、制度的民族经常接触,吸收其他文化的精髓非常方便;同时殖民地也没有丧失和希腊文化的母体的联系。 ②希腊独特的地理环境使得希腊难以建立类似中国的大一统国家,为不同流派的思想争鸣提供了可能。2)物质基础

科学技术史

造纸术的发展历史研究 江卓伦 (中国地质大学(武汉)信息工程学院,武汉430074) 摘要:纸类的使用成为我们生活中不可缺少的一部分。本文针对纸类的发明和发展做了一定的说明讲解 关键词:造纸,发展历史,科学技术史 0 引言 现代的社会是一个高速发展的社会,而高速发展的社会离不开科学技术的发展与推动。所以说科学技术是第一生产力。作为一种社会现象,科学技术活动有它自己的发生和发展的历史和规律。科学是人类对客观世界的认识,是反映客观事物和规律的知识体系。人类在实践中对自然规律的认识积累,在理论上的不断总结与概括,就是科学的发展过程。技术是人类为了满足社会的需要,利用自然规律,在改造和控制自然的实践中所创造的劳动手段,工艺方法和技能体系的总和。在长期的自然实践中,人类不断积累着生产经验和劳动技能,又不断地利用这些经验和技能改进劳动工具和其他生产资料,这种生产经验和劳动技能积累的过程,就是技术的发展过程。所以,科学技术的发展是人类对自然的认识和改造的经验进行不断总结的过程。 科学技术是随着人类的产生而产生,随着人类的发展而发展的。说到科学技术的发端和起源,可以追溯到远古时代。早在远古时代,人类的祖先就已学会把石块打碎,然后从中挑选形状合适的碎石当做砍砸器,刮削器和手斧等,从而揭开了人类改造自然的第一个时代——石器时代的序幕。打制石器成为古代技术发端的第一个标志。人类祖先在技术上取得的一项决定性的进步是学会了用火,正如恩格斯所说:“尽管蒸汽机在社会领域中实现了巨大的解放性革命,但是,毫无疑问,摩擦生火还是超过了蒸汽机,因为摩擦生火第一次使人支配了一种自然力,从而把人同动物分开。”火的使用在人类的进化史手上具有特别重要的意义,它使世界进入了文明时代。人工取火是古代技术发端的第二个标志。古代技术发端的第三个标志是创造文字。人类通过对图画的简化对记号的改进,创造出了文字——文字不仅可以用来记录事件,契约,还能用来表达人的思想感情。今日汉字的祖先可以追溯到殷商的甲骨文,一直到半坡村彩陶上的符号。而西方文字的祖先则可一直追溯到古代西腓尼基人的文字,及至古埃及人的象形文字和巴比伦人的楔形文字。文字的出现使人类进入了有文字记载的文明历史。 1 造纸术发明的原因 由上述三大古代技术发端引出本次主题——古代技术发端的第四个标志:造纸术。有了文字之后,最重要的就是要有一个很好的载体。古代埃及人利用尼罗河的纸草来记述历史;在古代的欧洲,人们还长时间地利用动物的皮比如羊皮来书写文字;而中国,在造纸术发明以前,甲骨、竹简和绢帛是古代用来供书写、记载的材料。但是甲骨、竹简都比较笨重,秦始皇一天光阅读奏章,就要整整一车;绢帛虽然轻便,但是成本非常昂贵,也不适于书写。到了汉代,由于西汉的经济、文化迅速发展,甲骨和竹简已经不能满足发展的需求了,从而促使了书写工具的改进——纸被发明出来了。造纸是一项重要的化学工艺,纸的发明是中国在人类文化的传播和发展上,所做出的一项十分宝贵的贡献,是中国史上的一项重大的成就,对中国历史也产生了重要的影响。 据考证,我国西汉时已开始了纸的制作,魏晋南北朝时期纸广泛流传。普遍为人

公文写作常用字词语定稿版

公文写作常用字词语 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】

五字词句必备 (一)综合类措施 一、“新”字类: 勾勒新路径,绘就新蓝图,迈向新时代,适应新时代,迈进新时代,建功新时代,走出新天地,创造新作为,开启新征程,踏上新征程,开启新纪元,续写新篇章,成为新引擎,引来新投资,换上新马甲,占领新阵地,出现新形式,聚焦新目标,落实新部署,瞄准新表现,激荡新气象,成就新作为,开辟新路径,培育新动能,创造新生活,跑出新速度,推动新跨越,开创新未来,贯彻新思想,掌握新知识,熟悉新领域,开拓新视野,适应新常态,研究新问题,破解新难题,活跃新生活,摆脱新平庸。 二、“好”字类: 打好感情牌,打好优势牌,打好服务牌,打好机制牌,打好组合拳,打好精准牌,下好先手棋,练好基本功,立好军令状,打好主动仗,管好责任田,签好责任书,唱好主角戏,唱好重头戏,画好同心圆,当好笔杆子,当好小郎中,当好领头雁,用好指挥棒,用好传家宝,答好赶考卷,打造好作品,传播好声音,展示好形象,建好大格局,奏好主题曲,唱好好声音,当好监控官,打好铁算盘,念好日常经,画好工笔画。三、”出“字类: 发出动员令,排出任务书,挂出作战图,定出时间表,打出组合拳,划出硬杠杠,做出新亮点。 四、”学“字类: 原原本本学,原汁原味学,带着问题学,联系实际学。 五、宣传类:

全区域统筹,多方面联动,多领域融合,多兵种集合,多媒体联动,故事化表达,立体化传播。 六、评价类: 发出动员令,吹响进军号,吹响集结号,吹响先锋号。 七、其他类: 练就宽肩膀,提升真本领,争当主攻手,细耕责任田,搭建产业链,牵住牛鼻子,形成聚能环,攥成强拳头,激活一池水,唱响主旋律,扭住牛鼻子,筑牢基础桩,汇聚正能量,成为活档案,承当消防员,铸成多面手,常怀赶考心,讲清大道理,凝聚正能量,做对运算符,用足工具箱,出准杀手锏,晾晒对账单,丰富菜盘子,建成小乐园,立下愚公志,形成合围势,打赢终极战,擦亮精准牌,构建滴灌网,引入动力源,提升精气神,增强精气神,争当领头雁,明确风向标,弘扬主旋律,传播正能量,守住警戒线,拥抱上升期,提升组织力,打造软环境,释放软优势,串起旅游线,搬迁断穷根,共织小网络,推动大治理,评议成绩单,守文化沃土,传红色基因,走田间地头,讲乡村故事,整治牛科长,畅通中梗阻,防止软落实 (二)党建类措施 一、”子“字类: 用好印把子,管住钱袋子,摆正官位子,慎碰酒杯子。 二、”好“字类: 念好紧箍咒,用好处方权,把好方向盘,把好廉洁关,念好当家经,当好护林员。三、其他类: 筑就压舱石,筑牢防火墙,确立定盘星,坚定主心骨,强壮思想骨,树立风向标,握牢方向盘,严明高压线,抬升标尺线,注入原动力,常打免疫针,发挥威慑力,扣上风纪

科学的历程读后感1000字

科学的历程读后感1000字 科学史是二十世纪兴起的一门历史。 很多人觉得科学史可有可无,毕竟这和人们的生活毫无关系,大多数人甚至不知道有科学史, 这是人类生活中的一大失误,因为人类发展的历程简单来说就是科学与技术发展的历程。 了解科学史就要了解科学与历史。 科学这个名词给人一种高大上的感觉,许多人觉得科学离我们很远,其实不然, 我们的生活中充满了科学的身影,从衣服到食物再到人们的出行等都充满了科学的身影,科学就在我们身边。 生活中人们对科学的认识有几大误区:把科学等同于技术,等同于分科治学,甚至将科学看成一种普遍存在的人类智力成就。 科学根源于希腊人对于自由人性的追求,因而是一种十分罕见的

文化现象, 而现代科学起源于希腊科学的复兴及基督教内在的思想运动、对力量的追求、对自然的控制与征服成为现代科学的主导动机。 从这来看,科学是一种梦想,或是一种信仰! 历史是真实存在的,那些失败与成功的经验是通过血的教训得出的,这些都是值得借鉴的。 培根说过:“读史使人明智。”这是因为人们能以史为鉴,博古论今。 科学史就是科学的历程,但科学史不是科学与历史的简单组合,不仅仅是一加一等于二这么简单。 科学史是自然科学与人文科学的桥梁,它能帮助学生获得自然科学的整体形象、人性的形象,从而全面理解科学与人文的关系。 在科学已经无孔不入的渗透了人类生活的今天,我们不再对身边的科学表现出惊奇,人们对科学已经无动于衷,而这个时候,我们需要回顾科学的历程,

因为读史使人明智,阅读科学的历史将科学时代的我们变得深思熟虑,深谋远虑。 科学史中充满了各类传奇故事,这些故事对人们有很多启发,以人们耳熟能详的几个科学界传奇故事为例, 牛顿在苹果树下睡觉被苹果砸到,从而使牛顿陷入沉思,最终奠定了牛顿在力学界的巨人地位, 这告诉我们要敢于想象,留心生活中的事物。 “以太”的错误提出与“以太漂移实验”的失败告诉我们要敢于质疑权威,但实验务必要精确。 炸药发明者诺贝尔在遗嘱中将巨额财产建立了世界性奖励基金,用来奖励对人类发展有重大贡献的科学家, 诺贝尔希望炸药带来的财富能补偿人类,这不仅启发了后人,更让人们理解科学与人文的关系。 现在,了解科学成了一项迫切任务,因为科学在社会生活中已经

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