【正文】 啟蒙運(yùn)動 工業(yè)革命 科學(xué)革命 方在慶 博士 中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所 ? 一、科學(xué)革命 ? 二、工業(yè)革命 ? 三、啟蒙運(yùn)動 ? 四、小結(jié) 科學(xué)革命 何為科學(xué)革命？ ? 大多數(shù)科學(xué)史家所指的科學(xué)革命大約於 1543年開始，那一年哥白尼 (Nicolaus Copernicus, 14731543 )出版了著作 《 天體運(yùn)行論 》 （ De revolutionibus orbium coelestium），維賽留斯 (Andreas Vesalius, 15141564)出版了 《 人體構(gòu)造 》 （ De humani corporis fabrica）。 ? 對科學(xué)革命的具體時間有不同看法。 有人認(rèn)為科學(xué)史的萌芽開始於 14世紀(jì)。 有人認(rèn)為化學(xué)和生物學(xué)的革命開始於 119世紀(jì)。 ? 公認(rèn)的是，在 14至 18世紀(jì)之間，物理學(xué)、天文學(xué)以及生物學(xué)的思想都經(jīng)歷了根本性的變化，不論是在各個獨(dú)立的學(xué)科內(nèi)，更是在對整個宇宙的認(rèn)知中。 1619世紀(jì)重要的科學(xué)家 ? 哥白尼（ Copernicus， 14731543) ? 維賽留斯 (Andreas Vesalius, 15141564) ? 吉爾伯特 (William Gilbert, 15441603) ? 布拉赫 (Tycho Brahe, 15461601) ? 培根 (Francis Bacon, 15611626) ? 伽利略 (Galileo Galilei,1564–1642) ? 開普勒 (Johannes Kepler, 1571–1630) ? 哈維 (William Harvey, 15781657) ? 笛卡爾 (Ren233。 Descartes,15961650) ? 列文霍克 (Antoni van Leeuwenhoek,16321723) ? 牛頓 (Issac Newton, 16421727) ? 達(dá)爾文 (Charles Darwin， 18091882) Nicolas Copernicus,14731543 ? 其目的本來是為了頌揚(yáng)上帝 ? 地球與其它行星沒什么不同。 ? 1543年出版了 《 天球運(yùn)行論 》 （ On the Revolutions of the Heavenly Spheres ），提出日心說。 托勒密的宇宙 哥白尼的宇宙 Andreas Vesalius, 15141564 ? 解剖學(xué)之父。 ? 插圖到現(xiàn)在也被認(rèn)為是精確的。 ? 對文藝復(fù)興產(chǎn)生影響（教會認(rèn)為人生病的原因是神懲罰人的罪。 ? 1543年出版 了 《 人體構(gòu)造》 解釋了血液在人體內(nèi)循環(huán)的過程，還從解剖尸體組裝了第一副人類骨架。 William Gilbert, 15441603 ? 1600年出版了 《 磁石論 》 ，物理學(xué)史上第一部系統(tǒng)闡述磁學(xué)的科學(xué)專著。 ? 伽利略稱它“偉大到令人妒忌的程度”。 ? 1601年擔(dān)任伊麗莎白女王御醫(yī)。 ? 實驗科學(xué)研究的開拓者之一。但沒能夠避免舊學(xué)術(shù)傳統(tǒng)的影響。 ? 雖然他的理論是建立在實驗上面，但仍然屬于思辨性質(zhì) William Harvey, 15781657 ? 英國醫(yī)生 ? 實驗生理學(xué)的創(chuàng)始人之一。 ? 根據(jù)實驗，證實了動物體內(nèi)的血液循環(huán)現(xiàn)象，并闡明了心臟在循環(huán)過程中的作用，指出血液受心臟推動，沿著動脈血管流向全身各部，再沿著靜脈血管返回心臟，環(huán)流不息。 ? 還測定過心臟每博的輸出量。 ? 他在 1628年發(fā)表 《 關(guān)于動物心臟與血液運(yùn)動的解剖研究 》1651年發(fā)表 《 動物的生殖 》 。 Tycho Brahe,15461601 ? 對 16世紀(jì)末期所認(rèn)知的星體進(jìn)行了詳細(xì)并且準(zhǔn)確的觀測，為開普勒的研究提供了基本數(shù)據(jù)。 ? 傲慢的貴族 ? 堅信亞里士多德學(xué)說 Uranib 天文臺 布拉赫的太陽系 Johannes Kepler,15711630 ? 布拉赫的學(xué)生 ? 行星運(yùn)動是有規(guī)律的，并不是勻速運(yùn)動 ? 1609年發(fā)表了關(guān)于行星運(yùn)動的兩條定律，1618年發(fā)現(xiàn)了第三條定律，就是后來被稱為“開普勒定律” 的行星三大定律，說明了行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的理論。 開普勒第一定律 開普勒第二定律 Galileo Galilei,15641642 ? 實驗方法的早期實踐者 ? 慣性定律 ? 改進(jìn)了望遠(yuǎn)鏡 ? 并對金星和木星的衛(wèi)星進(jìn)行了準(zhǔn)確的 觀測，于 1610年發(fā)表觀測結(jié)果。 ? 通過理論分析與實驗推翻了被奉為圭臬的亞里士多德的力學(xué)體系并建立了近代力學(xué)。 Isaac Newton,16421727 ? 集大成的綜合 ? 歸納與演繹方法并用 ? 1687年 7月 5日發(fā)表 《 自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 》 ? 提出萬有引力定律及其牛頓運(yùn)動定律，奠定經(jīng)典力學(xué)的基石。 ? 還和萊布尼茨各自獨(dú)立地發(fā)明了微積分。 Francis Bacon,15611626 ? “科學(xué)革命”之父 ? 倡導(dǎo)歸納法 ? 強(qiáng)調(diào)實踐有用的知識 ? 確立一種新的對待自然的態(tài)度 ? 企圖通過分析和確定科學(xué)的一般方法和表明其應(yīng)用方式，給予新科學(xué)運(yùn)動以發(fā)展的動力和方向。 Ren233。 Descartes,15961650 ? 演繹推理的先驅(qū) ? 1637年出版了 《 方法論 》 。 ? 懷疑的意義 ? 空間關(guān)系可以用數(shù)學(xué)公式表述 ? “解析幾何學(xué)”之父 Antoni van Leeuwenhoek,16321723 ? 荷蘭商人、科學(xué)家。 ? “微觀生物學(xué)”之父 ? 建造了高清晰度的單顯微鏡，研究了毛細(xì)管循環(huán)和肌肉纖維。 ? 觀察了血球、精子與細(xì)菌，并繪出了它們的形象。 ? 1683年發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌。 Charles Darwin， 18091882 ? 生物學(xué)家、博物學(xué)家 ? 早期因地質(zhì)學(xué)研究而著名 ? 1859年 11月 24日發(fā)表了 《 物種起源 》 ，提出了演化論的觀點(diǎn)。 ? 證明所有生物物種是由少數(shù)共同祖先，經(jīng)過長時間的自然選擇過程后演化而成。 科學(xué)革命的原因 ? 對古代權(quán)威的不斷研讀 ? 中世紀(jì)的知識生活 ? 中世紀(jì)期間眾多大學(xué)的出現(xiàn) ? 意大利的文藝復(fù)興 ? 對數(shù)學(xué)的強(qiáng)調(diào)文藝復(fù)興時期的資助保持體系解決了遠(yuǎn)程航海問題 ? 探險與貿(mào)易擴(kuò)張 ? 優(yōu)良的科學(xué)儀器的出現(xiàn) 科學(xué)革命所造成的后果 ? “科學(xué)共同體”的興起 ? 英國皇家學(xué)會成立 (1662) ? 法國皇家科學(xué)院成立 (1666) ? 現(xiàn)代科學(xué)方法 ? 現(xiàn)代科學(xué)的開始 ? 對進(jìn)步和理性力量的信念 ? 宇宙是一種按照自然規(guī)律運(yùn)行的非常有秩序的體系 ? 規(guī)律是由人的理性發(fā)明的 ? 對宇宙去神化 ? 自然神論 The idea that human beings were governed by the same laws as governed the course of the stars and plas, and that by observing those same laws human munities could move with the same order and regularity as the heavens was attractive. 1687 ? vs ? 據(jù)說是牛頓的蘋果樹 牛頓學(xué)說被接受的意義 ? 探究自然方法的根本改變 ? 對哲學(xué)、社會、政治思想的沖擊 ? 作為更廣泛的科學(xué)革命的核心 (例如電學(xué)與化學(xué)） 牛頓學(xué)說在歐洲傳播三階段 ? 16871720 質(zhì)疑與抗拒（微積分學(xué)發(fā)展） ? 17201740 從抗拒到基本接受（ 17341749啟蒙運(yùn)動興起） ? 17401760 全面的驗證與發(fā)展（ 17491765 啟蒙運(yùn)動高潮） 對牛頓引力理論的三次重大檢驗 ? 確定地球形狀 ? 牛頓的引力定律： ? 赤道附近膨脹，兩極扁平 ——“洋蔥” ? 笛卡爾的旋渦理論： ? 赤道扁平，而兩極拉長 ——“檸檬” ? 法國政府的兩支測量隊 ——比較赤道和北極的一度子午線的長度！ ? 孔達(dá)米奈率隊 1735年去厄瓜多爾 ? 莫泊丟率隊于 1736年去北極圈 一緯度長度的測量 一緯度長度的測量 ? 莫泊丟：弄扁了地球！ ? 計算結(jié)果： ? 拉普蘭： 57， 395古法尺 ? 法國： 57， 060古法尺 莫泊丟（左）與孔達(dá)米奈（右） 解釋月球運(yùn)動 哈雷彗星的回歸日期 ? 用微分方程組解決了“三體吸引”問題。 ? 哈雷（ E. Halley, 16561743）預(yù)言 1682年的彗星與 1607和 1531的彗星十分相似，如果它們是同一顆彗星，它將在 1758或 1759年初返回。 ? 依據(jù)萬有引力理論嚴(yán)格計算，預(yù)測哈雷彗星的回歸時間是 1759年 4月中旬，誤差在 30天左右?；貧w的準(zhǔn)確時間是 1759年 3月 14日！ 由于成功的解釋月亮運(yùn)動和預(yù)測哈雷彗星的回歸，克萊羅（ A. C. Clairaut，17131765） 被稱譽(yù)為新的牛頓！ 183 19 1986哈雷彗星如約而至。下一次是 2062年！ 科學(xué)在工業(yè)革命中的滯后 ? 構(gòu)成 18世紀(jì)工業(yè)革命的技術(shù)創(chuàng)新，大都是由工匠、技師或工程師這一類人做出來的。他們中間沒有多少人接受過大學(xué)教育，而且他們?nèi)窃跊]有得益于科學(xué)理論的情況下取得這些成果的。 ? 當(dāng)時的科學(xué)理論也遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后實際需要，如卡諾（Sadi Carnot,17961832 ） 《 論火的原動力 》 （1824）對蒸汽機(jī)的工作原理分析。 ? 18世紀(jì)的“科學(xué)家”們的工作大多數(shù)脫離社會的實際生活，技術(shù)行家和工程師也不主動去吸取科學(xué)知識的營養(yǎng)。實際應(yīng)用和理論研究之間存在一道鴻溝。 科學(xué)革命未能解放生產(chǎn)力 ? 17世紀(jì)初，歐洲人超過 90%的人居住在農(nóng)村，直接從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 ? 即使是城市居民，在工廠勞動的人也非常少。 ? 能夠見到的制成品，要么是在鄉(xiāng)村的農(nóng)舍小屋里產(chǎn)生出來的，要么是能工巧匠的產(chǎn)品。 ? 可以利用的自然資源不過就是水、風(fēng)和木材，煤炭的使用也非常少。 ? 風(fēng)力和畜力是當(dāng)時的主要動力。 科學(xué)尚未做好準(zhǔn)備 ? 歐洲各國政府關(guān)注的是“科學(xué)”如何幫助國家進(jìn)行管理。 ? 至于技術(shù)層面的問題，則仍留給沒有受過大學(xué)教育的技師工匠去解決，而那些技師工匠卻又不掌握理論知識。 ? 那時，這樣的理論知識還沒有被編進(jìn)教科書中，大學(xué)也沒有工程科學(xué)的課程，更沒有專門為培養(yǎng)工程師而建立的大學(xué)。 ? 也就是在這時，一場根本性變革率先在英格蘭展開，接著，影響到歐洲和北美。這就是工業(yè)革命。 ? 18世紀(jì)這場由技術(shù)變革引發(fā)的工業(yè)革命，把人類推進(jìn)到一種全新的生存方式 ——工業(yè)文明。 工業(yè)革命 工業(yè)革命前的狀況 風(fēng)力和畜力是當(dāng)時的主要動力 技術(shù)發(fā)明與英國工業(yè)革命 ? 以機(jī)器代替人力，以大規(guī)模工廠生產(chǎn)代替?zhèn)€體手工生產(chǎn)，在生產(chǎn)力和生產(chǎn)關(guān)系方面均發(fā)生巨大的變革。 ? 它使人類歷史進(jìn)入一個全新的時期。 ? 一座座工廠在從前綠色的原野上聳立起來， 高大的煙囪冒出濃黑的煙霧 ，機(jī)器的轟隆聲驚醒了沉寂的山坳，人類生活方式在工業(yè)革命中發(fā)生著巨大的變化。 工業(yè)化的開始 工業(yè)革命為什么沒有首先發(fā)生在法國？ 而是在英國？ 18世紀(jì)晚期法國的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢 ? 拿破侖法典 ? 自由契約 ? 公開市場 ? 統(tǒng)一的商業(yè)規(guī)則 ? 標(biāo)準(zhǔn)計量衡 ? 公認(rèn)的技術(shù)學(xué)校 ? 政府鼓勵投資和發(fā)明 ? 法國銀行 提供可靠貨幣的歐洲模式 法國經(jīng)濟(jì)劣勢 戰(zhàn)爭年代 支持美國革命 法國大革命 19世紀(jì)早期的拿破侖戰(zhàn)爭 沉重的債務(wù) 高失業(yè)率 ? 從戰(zhàn)場上回來的士兵 法國商人害怕冒險 英國的“圈地運(yùn)動” (enclosure movement) “圈地”現(xiàn)狀 早期的運(yùn)河 英國最早的交通設(shè)施 礦山與鑄造 [18401880] 煤比水更能產(chǎn)生動力 鐵比木更有效 產(chǎn)煤區(qū)與工業(yè)區(qū) 1800 1 噸 50, 000 工人 1850 30噸 200, 000 工人 1880 3億噸 500, 000 工人 1914 億噸 1, 200, 000 工人 英國的煤產(chǎn)量與產(chǎn)煤工人18001914 年輕的挖煤工 童工 “使勁的”兒童 英國的生鐵產(chǎn)量 紡織業(yè)的發(fā)展 ? 毛紡是英國的傳統(tǒng)工業(yè)。