第三講-17-18世紀的科學技術

1、第三講 17—18世紀的科學技術,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,第一次科學革命帶動了17—18世紀數學、物理學、化學和生物學的發(fā)展，從本講開始，我們按分門別類來講，分成數學、物理學、化學、生物學、天文學等；介紹的重要人物有：笛卡爾和費爾馬、耐普爾、牛頓和萊布尼茨、富蘭克林、伽伐尼與伏打、玻意耳、拉瓦錫、林奈、布豐、居維葉、拉馬克、康德；近代自然科學方法論、形而

2、上學機械唯物主義自然觀。,www.themegallery.com,Company Logo,科技發(fā)展史·第三講,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,一、數學的發(fā)展,幾何學宗師：歐幾里德 《幾何原本》最偉大的數學家：阿基米德 《論螺線》《論球和圓柱》解析幾何的創(chuàng)始人：笛卡爾《幾何學》業(yè)余數學家之王：費爾馬《平面與立體軌跡引論》卓越的哲學和數學家：萊布

3、尼茨《一種求極大極小值與切線的新方法》征服黑暗的人：歐拉《無窮分析引論》數學分析的開創(chuàng)者：拉格朗日《解析函數論》數學王子：高斯《算術研究》《關于曲面的一般研究》,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,一、數學的發(fā)展 這個時期的數學是從常量數學到變量數學的轉折時期。這個時期的數學領域有三項重大發(fā)明：第一，笛卡爾和費爾馬創(chuàng)立的解析幾何學；第二，耐普爾發(fā)明了對數；

4、第三，牛頓和萊布尼茨創(chuàng)立了微積分學。,牛頓 萊布尼茨,笛卡兒 費爾馬 耐普爾,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1．解析幾何學的創(chuàng)立法國大數學家費爾馬（1601—1665）和笛卡爾(1596—1650)用代數方法研究幾何問題，創(chuàng)立了解析幾何學或稱作坐標幾何學。其中心思想是把代數方程同曲線、曲面等幾何概念聯(lián)系起來。在17世紀，數學中需要處理的許多問題都與變

5、量有關，例如求任一曲線的切線，求曲線下的面積，求極大值和極小值等。這些問題單用幾何方法困難既多又繁瑣，而用代數方法則可化繁為簡。費爾馬是最早采用這一方法的數學家。 由于寫作早，成書比笛卡兒晚，人們往 往忽視費爾馬在解析幾何學上的貢獻。,費爾馬,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,笛卡爾認為數學可以有效地應用到科學中去。但古希臘人的幾何學過于抽象，而且過多地依賴于圖形

6、；當時通行的代數學又完全受法則和公式的控制，,以至于成為一種充滿混雜和晦暗，故意用來阻礙思想的藝術。 笛卡爾主張采取代數和幾何中的一切最好的東西，互相取長補短，以形成一個新的數學分支學科。笛卡兒開始用代數方法來解決幾何作圖問題，后來又產生了用方程表示曲線的思想。 笛卡兒把代數學和幾何學有機的結合起來，解決了空間形式和數量關系間的問題。,www.themegallery.com,Company Logo,17

7、—18世紀的科學技術,拉格朗日在評論解析幾何的優(yōu)點時曾指出：只要代數和幾何分道揚鑣，它們的進展就緩慢，它們的應用就狹窄。但是，當這兩門科學結合成伴侶時，它們就相互吸取新鮮的活力。從此以后，就以快速的步伐走向完善。 笛卡爾創(chuàng)立的解析幾何學，既促進了代數同幾何兩個學科的發(fā)展，又極大地推動了數學乃至整個自然科學的大發(fā)展。 笛卡兒的變量和解析幾何方法是數學發(fā)展的轉折點，為以后微積分學的創(chuàng)立和發(fā)展打下了基礎。

8、,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,文藝復興使歐洲學者繼承了古希臘的幾何學，也接受了東方傳入的代數學?？茖W技術的發(fā)展，使得用數學方法描述運動成為人們關心的中心問題。笛卡爾分析了幾何學與代數學的優(yōu)缺點，表示要去“尋求另外一種包含這兩門科學的好處，而沒有它們的缺點的方法 ”（《幾何學》） 。 正如恩格斯所說: “數學中的轉折點是笛

9、 卡爾的變數。有了變數，運動進入了數 學，有了變數，辯證法進入了數學，有 了變數，微分和積分也就立刻成為必要了。”,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,2．對數的發(fā)明,為了改進和簡化數學計算，英國人耐普爾(1552-1632)發(fā)明了對數，并在1614年出版《奇妙的對數定律說明書》中總結并發(fā)表了他的這項發(fā)

10、明。,英國人布里格斯（1561—1630 ）把對數發(fā)展為以10為底的常用對數，并作出了常用對數表。 拉普拉斯在評價對數方法的意義時說，它 “用縮短計算的時間來使天文學家的壽命加 倍?！?Pierre Simon Laplace, ( 1749-1827),www.themegallery.com,Company Lo

11、go,17—18世紀的科學技術,3．微積分的創(chuàng)立 17世紀數學面臨四個急需解決的難題: 第一，已知物體運動的距離是時間的函數，如何求出物體在任意時刻的速度和加速度，反之，已知加速度，如何求速度和距離； 第二，如何求曲線的切線； 第三，如何求函數的最大值與最小值問題，如求炮彈獲得最大射程的發(fā)射角等； 第四，如何求曲線圍成的面積和曲面圍成的體積，如何求物體的重心等。,w

12、ww.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,上述這些問題都要求數學能提供一種方便而可靠的運算方法。而歐幾里德幾何學和16世紀的代數學都還不能滿足這種需求。這就促使科學家去尋找新的數學方法。 在牛頓和萊布尼茨之前，已先后有許多科學家從不同的方面探索和研究這些問題。 ﹡開普勒在關于求最大值和最小值問題上曾做過具有開創(chuàng)性的研究。 ﹡伽利略用不可分量和數

13、學無限小概念討論自由落體運動。 ﹡卡瓦列里和華利斯的貢獻在于求曲線下的面積。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,牛頓（1642—1727）創(chuàng)立了微積分學 :牛頓把自己發(fā)明的微積分方法稱為流數法。寫在《自然哲學的數學原理》里。,萊布尼茨(1646—1716）德國著名哲學家和數學家，獨立地創(chuàng)立了微積分，享年70歲。,科學史家認為，牛頓是微積分的第一個發(fā)明者，萊布尼茨

14、是第二個發(fā)明者。,牛頓比萊布尼茨早10年發(fā)明微積分。他們二人的主要貢獻是提供了一種比歐幾里德幾何學更為有效的數學工具。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,進入18世紀以后，許多科學家對微積分作了進一步的研究，從而產生了許多新的數學分支學科。 最著名的人物有歐拉、拉格朗日和拉普拉斯等。但牛頓所留下的微積分的基礎問題仍然沒有得到很好的解決。,,歐拉(Leonhard Eu

15、ler, 1707-1783) 生于瑞士。,拉格朗日 拉普拉斯（1736—1813 ） （1749—1827 ）,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,直到19世紀，法國數學家柯西(Cauchy，1789-1857)用極限理論把微分、積分、無窮級數的概念嚴密化，使微積分學才有了今天這樣的特色?？挛鞅缓笫雷鸱Q為近代意義嚴格微

16、積分的奠基者。,柯西1789年8月2l日出生于巴黎，在幼年時，他父親常帶他到參議院內的辦公室指導他學習，因此他有機會遇到參議員拉普拉斯和拉格朗日兩位大數學家。他們對他的才能十分賞識；拉格朗日認為他將來必定會成為大數學家，但建議他的父親在他學好文科前不要學數學。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,二、物理學的發(fā)展,熱學瓦特（1736-1819）,靜電學庫侖（1736-181

17、9）,電學 富蘭克林（1706-1790）,電池伏打（1745-1827）,電磁學奧斯特（1777-1851）,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,二、物理學的發(fā)展古希臘給后世留下了歐幾里德幾何學和托勒密太陽系，阿拉伯人流傳下10進位制、代數學、現代的數字和煉金術。中世紀給后人留下的東西不多。從哥白尼開始，當時的自然科學的主要工作就是掌握手邊現有的材料。在大多數部門還

18、必須完全從頭做起。17世紀，實驗科學如雨后春筍般地發(fā)展，在自然科學的園地里，人們從實驗和理論結合上對自然進行探索，工匠傳統(tǒng)和學者理性結合，產生了新的研究方法，造成了近代科學的最初成果。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1.力學,惠更斯(C. Huygens，1629—1695)荷蘭物理學家、天文學家、數學家、他是介于伽利略與牛頓之間一位重要的物理學先驅,他建立向心力定律，

19、提出動量守恒原理，并改進了計時器。代表作為《擺動的時鐘》。,惠更斯處于富裕寬松的家庭和社會條件中，沒受過宗教迫害的干擾，能比較自由地發(fā)揮自己的才能。他善于把科學實踐與理論研究結合起來，透徹地解決某些重要問題，形成了理論與實驗結合的工作方法與明確的物理學思想。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,惠更斯把伽利略關于斜面運動的研究成果運用于曲線運動，認為曲線運動可看作無窮多的斜面的

20、運動，從而得出：在重力作用下，物體繞水平軸轉動時，其共同之心不能上升到高于它由之落下的角度。,推廣了伽利略所得出的一系列有相同水平高度的斜面下落時斜面傾斜度越大下落越快的結論。通過實驗首次測出重力加速度值為：g = 9.8 m/s2 聲音不能在真空中傳播，光可在真空中傳播，光是一種波，是以球面波形式傳播。 惠更斯—菲涅爾原理如右。,www.themegallery.com,Company Logo,17—

21、18世紀的科學技術,2．熱學 伽利略1593年制成第一個空氣式溫度計。研究熱現象從測溫開始。,18世紀布萊克提出熱質說，認為熱是一種特殊的物質，是一種流體，它可以滲透到物體中去，并在熱交換中從一個物體流向另一個物體，但熱質的總量守恒。,化學家布萊克（Joseph Black ） 1728年4月16日生于法國。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,由于熱質說

22、能解釋許多已知的熱現象，因而一度成為18世紀占統(tǒng)治地位的熱學學說。 1760年布萊克還區(qū)分了熱和溫度，提出了“潛熱”“比熱”等概念，打下了量熱學的基礎。這些觀點對瓦特改進蒸汽機有很大幫助。,瓦特(James Watt,1736-1819) 蘇格蘭發(fā)明家,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,3．電學,威廉·吉爾伯特（W.Gilber

23、t,1540-1603）英國醫(yī)生、物理學家。1540年5月24日誕生于英格蘭科爾切斯特的艾塞克斯的一個中產階級家庭。盡管以磁學研究的先驅而聞名于世，但他終生的職業(yè)是醫(yī)生。,1601年被招為伊麗莎白女王的宮廷醫(yī)生。吉爾伯特起初研究過化學，后來花了20年左右的時間，進行了關于電和磁的實驗。1603年12月10日在英國倫敦去世，終年63歲。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,吉爾

24、伯特終生獨身，將閑暇全都用于搞物理實驗。1600年出版的《論磁》一書，是他在物理學史上留下了不朽的位置。,吉爾伯特在該書中系統(tǒng)地總結了他對電和磁的研究成果，伽利略稱該書“偉大到令人嫉妒”。正因為這部著作，吉爾伯特被人們稱作“磁的哲學之父”，他毫不掩飾對經院哲學家的方法的蔑視，以致對他們的批評失之公允。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,吉爾伯特對電作過詳細研究。他用琥珀、

25、金剛石、藍寶石、硫黃、明礬等作了一系列實驗，發(fā)現經過摩擦，它們都可以具有吸引輕小物體的性質。他認識到這是一種物質普遍具有的現象，因此根據希臘文琥珀（ηλεκτορν）引入“電的”(electric)一詞，并把像琥珀這樣經過摩擦后能吸引輕小物體的物體稱做“帶電體”。,吉爾伯特還發(fā)明了第一只驗電器。 吉爾伯特是電學和磁學的創(chuàng)始人，人們?yōu)榱?紀念他，就以他的

26、名字作為磁通量的單位 （國際單位制改為韋伯 Wb）。,吉爾伯特（1544～1603）,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1650年，德國物理學家格里克（Otto von Guericke ， 1602 -1685），在對靜電研究的 基

27、礎上。制造了世界上第一架起電機。實 證了著名的馬德堡半球實驗。法國人丟費通過實驗發(fā)現自然界中有正、負兩種不同的電，并用實驗證明了電有：同性相斥、異性相吸的性質。,1745—1746年荷蘭萊頓大學的克萊斯和馬森布洛克發(fā)明了一種能儲存電荷的裝置——萊頓瓶。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,萊頓瓶,萊頓大學教授馬森布洛克在收集電,www.th

28、emegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,18世紀70年代，英國卡文迪什（ H. Cavendish， 1731—1810）用實驗證明： 靜電荷之間的作用力和它們間 距離的平方成反比。,他還確定了萬有

29、引力常數G，計算了地球的質量。后人稱他為“第一個稱量地球的人”。,1785年 庫侖(1736-1819)用自制的扭秤實測了電荷間作用力的大小，發(fā)現了庫侖定律，這是電學史上第一個定量規(guī)律。這一成果標志著電學研究從定性進入定量階段，開始走上了科學的行列。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1752年10月富蘭克林在費城做了著名的風箏實驗，證明天空閃電和地電相同。他還發(fā)明了避雷針

30、。,富蘭克林 （1706-1790）,風箏雷電實驗,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,意大利解剖學教授伽伐尼在1780年通過蛙腿實驗偶然發(fā)現了電流，伽伐尼認為存在著“動物電”。顯然他的觀點是錯誤的，但他的發(fā)現激發(fā)人們對電流的進一步研究。,伽伐尼 (1737～1789 ),www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1

31、775—1800年間意大利巴維亞大學自然哲學教授、校長伏打親自作了蛙腿實驗后，發(fā)現伽伐尼的解釋不對。他指出，伽伐尼電在本質上是兩種不同金屬和濕的動物體連在一起引起的，不是動物電而是金屬電。伏打進一步研究發(fā)明了世界上第一個產生電流的裝置——伏打電池。,伏打在重做蛙腿實驗,伏打（1745-1827）,,1800年建立伏打電堆模型,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,4

32、．電磁學 用實驗方法探索磁的性質并從理論上加以 概括的早期科學家是吉爾伯特。 吉爾伯特（1540-1603）根據自己所知道的 磁力現象，建立了一個初步的但相當重要 的理論體系： ﹡地球是一塊巨大的磁石，只是表面上為一層水、巖石和沙土遮蓋著。 ﹡地球這塊大磁石的兩極與地理上的兩極接近，但不完全重合

33、，地磁的北極所吸引的是磁石的真正南極。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,奧斯特（1777-1851）,電磁理論產生的突破口，是丹麥物理學家奧斯特關于電流磁效應的發(fā)現。 自從吉爾伯特提出電和磁彼此獨立無關的論斷以后，科學家們受這種思想的影響，只是孤立地研究電和磁。而奧斯特由于受德國古典哲學的統(tǒng)一性的影響和啟發(fā)，一直堅信電和磁之間有某種關系，電,,一定可以轉化

34、為磁。并于1807年開始研究探索。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1819-1820年。奧斯特在給學生講課時，意外發(fā)現電流附近的小磁針發(fā)生偏轉的現象。隨后又做了60多次試驗，確證了電流磁效應的存在。,奧斯特研究電流的磁效應,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,三、化學的發(fā)展,玻意耳（1627—1691

35、）使化學成為一門獨立的科學,拉瓦錫（1743—1794）使化學發(fā)生了革命,1993年兩書由武漢出版社,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,三、化學的發(fā)展1．從煉丹術、煉金術到化學：第一次化學革命,玻意耳（1627—1691）,《懷疑的化學家》（1661），批判三元素說、四元素說，建立科學的元素學說。波義爾從理論體系、研究對象和研究方法上，完成了化學史上的第一次革命。,

36、武漢出版社1993,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,2．從燃素說到氧化說：第二次化學革命,拉瓦錫（1743—1794）,其代表作《化學基礎論》(1778—1780)提出的氧化說，把被燃素論者顛倒的影像重新恢復過來。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,海爾蒙特柳樹實驗——水變成土,海爾蒙特(1579—1644)

37、,很長一段時間人們相信水可以變成土的觀念。海爾蒙特曾做過有名的柳樹實驗。,5磅柳樹桿200磅烘干的土,樹重169磅３盎司200磅土差２盎司164磅樹桿來自水,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1786年，拉瓦錫用蒸餾過8次的純凈水在封口玻璃容器內稱重加熱，讓水整整煮沸了100天，從實驗上更精確的證明了:水并不能變成土。,www.themegallery.com,Co

38、mpany Logo,17—18世紀的科學技術,對燃素說的研究以及對燃素的否定是拉瓦錫化學革命的核心問題。 拉瓦錫重復了前人關于燃素問題的一些實驗，甚至不惜用金剛石做試驗，以證明沒有空氣金剛石不會燃燒起來。 在實驗中，他發(fā)現燃燒磷和硫之后得到的物質比原來磷和硫質量之和要重。他斷定：“一定是空氣中某種東西加入了反應，才是的反應物質量變重”。,www.themegallery.com,Compan

39、y Logo,17—18世紀的科學技術,1744年，拉瓦錫設計了一個新的實驗以驗證這種看法。在一個密閉容器中加熱錫和鉛，從前的實驗都表明，帶有金屬灰的金屬比原來重，但這次卻發(fā)現整個容器加熱后并不比從前重。這個實驗充分證明：金屬燃燒的結果是與部分空氣相化合。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,就在拉瓦錫在科學研究上取得一個又一個的重要進展時，1789年法國大革命爆發(fā)

40、，拉瓦錫由于曾經擔任過包稅官而被捕入獄，并于1794年5月8日處以絞刑。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,四、生物學的發(fā)展,生物命名法 林 耐（1705-1778）,自然史布 豐(1707-1788),進化論拉馬克(1744-1829),細胞發(fā)現者,漸成說提出人哈 維（1578-1657）,www.themegallery.com,Company Logo

41、,17—18世紀的科學技術,四、生物學的發(fā)展近代生物學革命性變化發(fā)生在生理學領域，而博物學仍延續(xù)古代搜集材料的做法。 到了18世紀，博物學家所積累的物種數目大增，客觀上面臨著由積累材料向整理材料，由經驗向理論概括的過渡。 這樣，生物分類學提出來了，物種起源也被提出來了，生物進化思想開始了由萌芽狀態(tài)不斷走向成熟。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1．

42、林耐——生物分類學鼻祖 早在古希臘時期，亞里士多德就 提出了“屬”和“種”的概念作為生 物分類的依據。,1623年，瑞士植物學家鮑興（Bauhin， 1560—1634）描述了6000多種植物，,到了1700年，植物學家又發(fā)現了12000個新種。動物學也面臨著同樣的材料“爆炸”問題，對生物物種進行科學分類就變得極為迫切。,林耐

43、的《自然系統(tǒng)》書影,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,17世紀，生物學家逐漸形成了兩套分類方法： 一是所謂人為分類法，以分類者的方便和 考慮，選取植物和動物的少數甚至某一個 器官的形態(tài)特征作為分類標準，將生物物 種人為地劃分為界限分明的、不連續(xù)的幾 類，意

44、大利的馬爾比基（1628—1694)是該類的代表。 二是所謂自然分類法，它以生物的多個 甚至全部器官的形態(tài)特征作為分類標準， 將物種自然地劃分為連續(xù)的、彼此有親 緣關系的多種類別，英國的約翰·雷伊 （1627—1705）是代表人物。,www.themegallery.com,Compan

45、y Logo,17—18世紀的科學技術,林耐生于瑞典一個園藝家庭。大學畢業(yè)后周游歐洲列國，1739年任斯德哥爾摩科學院第一任主席，1741年回母校烏普薩拉大學任教直到逝世。 林耐在生物學中的主要貢獻是建立了人為分類體系和雙名制命名法?！爸R的第一步，就是要了解事物本身。這,林 耐（1705—1778）,就意味著對客觀事物要具有確切的理解；通過有條理的分類和確切的命名，我們可以區(qū)分并認識客觀。物體；……分類和命名

46、是科學的基礎?！?www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1735年出版的《自然系統(tǒng)》作為代表作，第一版僅12頁，到1768年，第12版時已成為1327頁的巨著。,林耐把自然界分為三界：動物界、植物界和礦物界。對植物界，林耐依據雄蕊和雌蕊的類型、大小、數量及相互排列等特征，將植物分為24綱、116目、1000多個屬和10000多個種。綱、目、屬、種的分類概念為林耐首創(chuàng)。,www.

47、themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,發(fā)表于1745年的《歐蘭及高特蘭旅行記》中，林耐提出了他的雙名制命名法，以后又在1753年的《植物種志》一書中全面推廣。 所謂雙名制是指每個物種均用兩個拉,丁字去命名。屬名在前，種名在后，學名由屬名和種名組成。這種命名方式簡明而又精確，很快得到生物學界的公認，結束了從前在生物命名問題上的混亂局面。 家貓Felisdo

48、mestica. Felis為貓屬（共26種），domestica是種名，拉丁語為“家養(yǎng)的”意思。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,林耐的工作雖然主要在植物學領域，但也將人為分類法運用到了動物界。 1746年出版的《瑞典動物志》一書中，他將動物分為6大綱：哺乳綱、鳥綱、兩棲綱、魚綱、昆蟲綱及蠕蟲綱。,www.themegallery.com,Compa

49、ny Logo,17—18世紀的科學技術,引人注目的是，他發(fā)現了人與類人猿在身體構造上的相似性，從而將人與猿類歸入同一個屬。這大概是近代以來首先確定人類在動物界的位置。 再后來，林耐也意識到自己的人為體系的局限性，他說：“人為體系只有在自然體系尚未發(fā)現以前才用得著；人為體系只告訴我們辨識植物，自然體系卻能把植物的本性告訴我們” 。但他又告訴我們，自然體系過于復雜和隨意，很難成功的建立。 林耐本人雖然

50、抗拒進化思想，但他的生物類工作客觀上推動了進化思想的成長。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1778年1月10日林耐去世，葬禮極為隆重。他的書籍和收藏的標本被富有的英國博物學家史密斯買去了，等瑞典人意識到他們丟失了多么貴重的東西是已經晚了。據說瑞典海軍曾接到命令截回裝載林耐遺物的英國船只，無奈英國船太快，未能追上。,林 耐（1705-1778）,www.th

51、emegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,2．布封——進化思想的肇始,18世紀中葉，生物學進入了大發(fā)展的前夜，彼此對立的觀點分別成熟起來，物種不變和物種可變的兩派觀點之對立亦開始形成。林耐可看成是神創(chuàng)論、物種不變的代表，而與林耐同時代的法國生物學家布豐則在生物學中引進了變化和發(fā)展的思想。,布 豐(1707～1788),布豐只小林耐幾個月。1739年布豐被任命為皇家植物園園長，從此幾十年如一日，

52、以植物園為園地潛心研究自然史。每天工作在12小時以上，在這里歷時50年寫出宏篇巨著《自然史》。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,《自然史》全書共44卷，布豐生前完成了前36卷，后8卷由他的助手整理出版。這是自普林尼以來，人類又一次全面描述自然的各個方面的百科全書式的著作。,《自然史》一書的重要意義不只是它在科學普及方面的重大影響，更重要的是它所表達的自然界的進化思想

53、。 布豐不同意林耐的人為分類體系。在他看來，自然界的萬事萬物基本上是連續(xù)分布的，并不存在明顯的間斷性，所謂綱、目、屬、種純粹是人為引進的，在自然界并不存在這類東西。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,為了提高分類的真實性，人們就必須不斷增加分類的等級，這就使少數幾個分類范疇顯得簡單而武斷。 布豐首次給出了自然界巖畫的圖景。在《自然史》（17

54、78）以及《地球理論》,（1749）和《自然的世代》（1778）兩本代表作中，他大膽地猜測地球經歷了7個發(fā)展階段，布豐的地質分期理論在今天看來雖然十分幼稚，但這種思想是極為了不起的創(chuàng)建。因為當時人們依據《圣經》普遍相信，地球和人類都是在大約6000年前被上帝創(chuàng)造出來的。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,他還猜測到了生物變異與環(huán)境的相互關系，提出了物種可能擁有共同祖先的看法

55、。但他關于進化的思想基本上處于思辨和猜測階段，沒有從物種譜系中具體加以論證。由于他最先提出了這一革命性思想，因而受到的宗教壓力也最大，思想也足以不穩(wěn)定和全面。 布豐去世的這一年（1788）是林耐逝世10周年，法國大革命的前一年，革命的非常時期，布豐的陵墓被破壞，兒子上了斷頭臺。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,3．拉馬克——進化論的偉大先驅

56、 18世紀最后一位偉大的生物學家拉馬克1744年生于法國一個破落貴族家庭。參加完普法戰(zhàn)爭后到巴黎高等醫(yī)學院學習醫(yī)學，開始接觸植物學。這期間常去,拉馬克(1744～1829),特里亞農皇家植物園和巴黎皇家植物園聽講，結識了盧梭特里亞農植物園園長朱西厄（1699—1777），朱西厄對拉馬克十分欣賞，指導他研究植物學，給拉馬以很深的影響。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,

57、1778年拉馬克出版了三卷本的《法蘭西植物志》為自己在植物學界贏得了地位。在巴黎植物園園長布豐提議下，1779年當選為院士。 1788年布豐去世，其繼任者為拉馬克謀到皇家植物園植物標本管理員的職務。 1801年，拉馬克出版了《無脊椎動物的分類系統(tǒng)》第一次提出生物進化思想。在書中，他首創(chuàng)“脊椎動物”和“無脊椎動物”概念，并引進了“生物學”一詞（biologie）。,www.themegaller

58、y.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,在進化機制方面，拉馬克認為生物進化的動力有兩種： 一是生物內部固有的向上發(fā)展的傾向； 二是外部環(huán)境對生物體的影響。 1809年，拉馬克巨著《動物學哲學》出版，系統(tǒng)闡發(fā)了其進化理論。,拉馬克的“用進廢退學說”,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,4．哈維：細胞發(fā)育漸成說提出人

59、 列文胡克顯微鏡下的大發(fā)現 早在1665年，英國化學家、物理學家R.胡克（1635—1703）用自制的顯微鏡（世界上第一家顯微鏡由伽利略制成）觀察軟木時，發(fā)現了細胞，荷蘭生物學家列文虎克(1632—1723)將其命名為cell，細胞一詞一直沿用至今，它是表現生命現象的基本結構和功能單位。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,4．哈維：細胞

60、發(fā)育“漸成說”提出人 近代胚胎學始于哈維所著并于1651年出版的《動物的發(fā)生》一書，他研究了鹿的胚胎生長以及孵蛋中的小雞發(fā)育，認為動物胚胎是從不定形和同質的物質，逐漸發(fā)展成為一個由分化和異質的各部分形成的有機體。據此哈維提出了胚胎發(fā)育“漸成說”。,[英] 哈 維（1578～1657）,但當時大多數生物學家都贊成“預成說”。他們認為有機體在其種子內已經分化，并完全形成了。后來胚胎的發(fā)育不過是預成的微型動物的擴大，

61、沒有任何分化和新增部分。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,哈維在意大利學醫(yī)時，常常去聽伽利略講授的力學和天文，伽利略注重實驗的做法，對哈維影響極大，這為他日后研究醫(yī)學，發(fā)現人的血液循環(huán)奠定了基礎。名言 “無論是教解剖學或學解剖學的，都應當以實驗為依據，而不應當以書籍為依據；都應當以自然為老師，而不應當以哲學為老師?！?[英] 哈 維（1578～16

62、57）,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,18世紀德國科學家沃爾夫用小雞的實驗材料說明：小雞的腸子不是在卵內預先形成的，而是在胚胎發(fā)育的過程中逐漸形成的，開始時，由一片組織沿著長度折起來逐漸形成一條溝，隨之又卷成一根管子，最后發(fā)育成小雞腸子。 沃爾夫以有力的實驗事實說明了“漸成說”理論的正確性。沃爾夫被后人譽為“近代胚胎學的創(chuàng)始人”。,,,

63、沃爾夫（1733—1794）,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,五、近代天文學誕生與發(fā)展,威廉·赫歇爾（1738-1822） 天王星發(fā)現者,哈 雷 (1656-1742)哈雷彗星發(fā)現者,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,五、近代天文學誕生與發(fā)展15世紀以來，環(huán)球航行和地理大發(fā)現，大大推進了

64、天文觀測和天文研究的進展。1543年，哥白尼的日心地動說真實地揭示了太陽系結構，把被地心說顛倒了1000多年的日地關系顛倒了過來。從此天文學從神學中解放出來，成為盡到天文學誕生的標志。之后許多科學家在哥白尼“日心地動說”的基礎上，開始研究天體的運動規(guī)律，形成了一系列天文學分支學科，主要有天體力學、天體物理學和天體測量學。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1. 天體測量學

65、 天體測量學的主要內容是研究和測定天體的位置和運動，建立基本的參考坐標系和確定地球表面坐標。 在古代，對天體測量一般憑眼睛。1609年伽利略自制的第一架望遠鏡使天文觀測手段發(fā)生了巨大的變革。,威廉·赫歇爾（1738-1822）,在伽利略對金星、銀河系觀測的基礎上，后來英國著名天文學家威廉·赫歇爾用自制的大型望遠鏡對全天空的恒星進行觀測，并繪制了人類第一張銀河系結構圖。,www

66、.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,1781年，威廉·赫歇爾與妹妹洛琳·赫歇爾用自制的反射式望遠鏡發(fā)現在金牛座的群星中有一顆前所不知的星星。后經英國天文學家麥斯克雷的觀察，確認它是太陽系的一顆新成員——天王星。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,18世紀以后，觀測手段和方法不斷改進。1800年威

67、廉·赫歇爾發(fā)現紅外輻射，1801年德國物理學家又發(fā)現了紫外輻射，這些重大發(fā)現,克服了人眼可見光的局限，把人類對天體的研究領域極大地擴展開來。 天王星發(fā)現后，天文學家對其運行情況進行觀察和編制星表。并運用萬有引力定律，從它的運行情況推算出這顆行星的位置。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18世紀的科學技術,2. 天體力學 天體力學研究天體之間的相互作用

68、和力學運動。自17世紀牛頓發(fā)現了萬有引力定律之后，逐漸形成了研究天體的力學運動的天文學分支—天體力學。,哈 雷(1656~1742),天體力學的早期著名成果，是英國天文學家哈雷對一顆大彗星的重要觀測。哈雷長期從事于彗星軌道的計算，他在1705年發(fā)布的《彗星天文學》里，寫下了他計算過的24顆彗星的拋物線軌道。并預言了這顆彗星的回歸周期為75或76年。,www.themegallery.com,Company Logo,17—18