清华大学自然辩证法3.ppt
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近代科学的兴起与形而上学自然观,自然观
(2),参考文献:
HerbertButterfield:
近代科学的起源,张丽萍等译,北京:
华夏出版社,1988J.D.Bernal:
历史上的科学,伍况甫等译,北京:
科学出版社,1959E.A.Burtt:
近代物理学的形而上学基础,徐向东译,北京大学出版社,2003AlexanderKoyre:
伽利略研究,李艳平等译,江西教育出版社,2002AlexanderKoyre:
牛顿研究,张卜天译,北京大学出版社,2003H.S.Seyer编:
牛顿自然哲学著作选,王福山等译,上海:
上海译文出版社,2001,一、近代科学产生的社会历史环境,1、十字军东征:
10961291年,东征8次,法、意、德、英等国国王参与了东征;促成十字军东征的三股力量:
城市经济和商人,贵族和骑士,教会旗号是宗教,实质是侵略东征后果:
东西方贸易增加10倍以上;引入先进科学知识;消耗封建和教会势力,刺激资本主义发展,2、文艺复兴,1)“十字军东征”欧洲人发现古希腊2)提倡“以人为中心”,反对“以神为中心”3)学术空气活跃,破除“信条”,恢复人类理性的权威,培植自由研究精神恩格斯说:
这是人类从来没有经历过的最伟大的、进步的变革,是一个产生巨人的时代.,达芬奇(LeonardoDaVinci,1452-1519),诞生于意大利芬奇镇(靠近佛洛伦萨)地球只是一颗绕太阳运转的行星,太阳本身是不运动的。
幻想利用太阳能发现了血液血液对人体起着新陈代谢的作用;心脏有四个腔,并画出了心脏瓣膜。
绘制过飞行机械、直升飞机、降落伞、机关枪、手榴弹、坦克车、潜水艇、双层船壳战舰、起重机等的草图。
文艺复兴三杰之一,3、地理大发现:
托勒密的地理学:
地球是圆的;托斯堪内里绘制的地图:
中国和印度在大西洋对岸哥伦布(C.Columbus,1451-1506)发现新大陆达伽马(VascodaGama,1460-1524)绕过非洲好望角进入印度洋,到达印度的中心港口卡利库特麦哲伦(FerdinandMagellan,1480-1521)环球航行,地理大发现的意义,马克思和恩格斯的高度评价:
“给新兴资产阶级开辟了新的活动场所。
使正在崩溃的封建社会内部的革命因素迅速发展”劳厄(18791960)在物理学史中说:
“我们必须把十五世纪末的伟大的航海发现,首先是哥伦布的发现,作为新的研究精神的起点。
”,4、宗教改革运动,1)16世纪,马丁路德领导的宗教改革运动核心:
“信仰可以获救”、“廉价教会”2)加尔文教:
人实现上帝使命,提倡私有财产,发家致富光荣3)宗教改革与科学革命的关系:
同路关系:
资本主义反对封建主义,反传统神学势不两立:
和旧教一样迫害科学家(加尔文烧死塞尔维特)韦伯:
清教伦理与资本主义精神,二、哥白尼革命-日心说1.托勒密(Ptolemy,活跃于2世纪)的地心说,地心说,127-151年在亚历山大城进行天文观测,写出天文学大成13卷。
因被阿拉伯人推崇“伟大之至”,结果书名成了至大论(Almagest)。
写过地理学入门8卷,并画出了新的世界地图。
认为地球在宇宙中心,其他星球绕地球转,最外层是恒星天。
2.哥白尼(NicolasCopernicus,1473-1543),前期理论,1、毕德哥拉斯的地动说恩格斯:
“关于地球运动的第一个推测”2、阿里斯塔克(310B.C.230B.C.)第一次提出日心说测算:
地球直径是月亮的3倍,太阳直径是地球直径的67倍,地心说与日心说,托勒密:
(1)宇宙是球形而且像球那样转动;
(2)大地是球形;(3)地球位于宇宙中心;(4)地球静止。
哥白尼保留了1,2,放弃了3,4。
(1)提出了地球自转和公转的概念。
星空的周日旋转是地球自转造成的;地球由西向东绕轴自转引起昼夜变化;太阳的周年视运动,是地球公转造成的。
(2)太阳位于宇宙的中心。
哥白尼的日心说,在一切的正中,坐着太阳,如登宝座。
在这最美丽的神庙里,要这个发光体能同时照明一切,还能有更好的位置来放它吗?
它被叫做明灯、精神、宇宙主宰,都很正当。
所以太阳如坐在皇座上,管理他的儿女们,就是绕着他转的那些行星。
地球有月球为她服务。
如亚里士多德在他的“论动物各部分”里所说,月球和地球的关系最密切。
此际,地球受孕于太阳,所孕的是每年再生一次。
问题:
(1)地球为什么不会飞散?
(2)地球上的物体会何没有被抛在后面?
(3)恒星视差意义:
(1)反对宗教神学,反对神云亦云,为自然科学发展开辟了道路;
(2)对宇宙观、自然观的进步有重要意义天体运行论是自然科学宣布其独立的革命行为,是近代科学革命的先声。
3.布鲁诺(GiordanoBruno,1548-1600),哲学著作:
论原因、本原和太一、论无限的宇宙的多世界宇宙是统一的、物质的、无限的,太阳系之外还有无限多个世界。
太阳并不静止,也在运动之中;太阳不是宇宙的中心,无限的宇宙根本没有中心。
1600年2月17日,在罗马鲜花广场接受火刑。
三、开普勒的行星运动定律1第谷布拉赫(TychoBrahe,1546-1601),1572年11月11日,发现新星,发明Nova一词。
1577年观测到了巨大的慧星,比月球更远。
1580年丹麦建成近代第一个真正的天文台。
在此工作了20年,作了大量观测。
按照古人的说法和圣经的启示,我认为只能把地球安置在世界中心。
但我不赞成托勒密那种主张。
我想,只有太阳、月亮以及包含全部恒星的第八重天才以地球为中心而运行,五颗行星则绕太阳运行。
太阳处在它们的轨道中心,它们象陪伴君王那样绕太阳作周年运动。
2.开普勒(JohannKepler,1571-1630),开普勒的三次天文学发现,1596年发表宇宙的奥秘,用正多面体(6、8、12、20、4)来描述六大行星轨道。
第二次:
发现轨道定律和面积定律(1609)选定火星为研究中心,无论怎样调整偏心圆,还差8弧分(0.133度)1618年出版哥白尼天文学概论,完整地提出三大定律(第三次:
周期定律),太阳崇拜,“对于宇宙中的一切物体来说,最优秀的是太阳,他的整个本质不是别的,就是他那最纯粹的光芒,再没有比太阳更伟大的恒星了;只有它才是万物的产生者、保护者和温暖者;它是光的源泉,具有无限丰富的热量就其运动而言,他可称之为行星之王;就其力量而言,他可列之为世界之心脏;就其美丽而言,他可称之为世界之眼睛,只有他才值得我们视之为最高的上帝”太阳是圣父,恒星的球面是圣子,传播太阳能量、推动环绕其轨道的行星的中间媒介是圣灵。
四、伽利略的新科学(GalileoGalilei,1564-1642),出生于意大利比萨,父亲是著名音乐家和数学家。
1581年入比萨大学学医,1583年因听几何学演讲对数学有兴趣。
1589年获比萨大学数学教授。
1592年至帕多瓦大学,1610年到佛罗伦萨。
1632年出版关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话,被罗马教会查禁。
1633年教会判终身监禁。
在监视下住在佛罗伦萨城外别墅。
动力学研究单摆运动自由落体运动惯性定律抛物运动理论1634-1637写两门新科学天文学研究1609年制造放大20倍的望远镜,观察到了月亮上的山脉、木星有卫星、太阳黑子。
支持日心说。
1624-1630关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话,1632年出版。
伽利略的贡献,科学方法:
数学+实验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。
近代科学之父,五、新方法:
培根与笛卡尔培根(FrancisBacon,1561-1626),新工具:
知识就是力量。
反对演绎法和枚举归纳法。
不应像蜘蛛,从自己肚里抽丝;也不应像蚂蚁,只是收集;而应像蜜蜂,既采集又整理。
四幻象:
种族幻象(人性固有的);洞穴幻象(个别研究者的私人成见);市场幻象(语言对思想的影响);剧场幻象(公认的思想体系),笛卡尔(RenDescartes,1596-1650),1637年出版关于科学中正确运用理性和追求真理的方法论的谈话。
进而,关于这一方法的论文,屈光学、气象学、几何学(简称方法谈)1641年出版第一哲学沉思录1644年出版哲学原理,主要贡献:
解析几何我思故我在心身二元论涡流学说,六、牛顿的综合(IssacNewton,1643-1727),恩格斯:
“牛顿由于发现了万有引力定律而建立了科学的天文学,由于进行了光的分解而创立了科学的光学,由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学,由于认识了力的本性而创立了科学的力学。
”完成了天文学、光学、数学、力学的综合。
自然和自然律隐没在黑暗中,神说:
“让牛顿去吧!
”万物遂成光明。
没过多久,魔鬼吼道,“哦,让爱因斯坦去吧!
”黑暗遂重新降临。
1686年完成自然哲学的数学原理导论部分,定义:
物质的量、运动的量、固有的力、外加的力、向心力;注释:
绝对时间、绝对空间、绝对运动、绝对静止。
“运动的基本定理或定律”:
三大运动定律,以及力的合成分解法则,运动叠加性原理,动量守恒定理,伽利略相对性原理。
第1篇用力学基本定律研究引力问题,共14章第2篇讨论物体在介质中的运动第3篇“论宇宙的体系”,共5章,是牛顿力学在天文学中的具体应用。
自然哲学的数学原理第3篇“哲学中的推理法则”,除那些真实而已足够说明其现象者外,不必去寻求自然界事物的其他原因;对于自然界中同一类结果,必须尽可能归之于同一种原因;物体的属性,凡既不能增强也不能减弱者,又为我们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属性;在实验哲学中,我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看做是完全正确的,或者是非常接近正确的;虽然可能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,仍然应当给予如此的对待。
如果我比别人看得远些,那是因为我站在巨人们的肩膀上。
我不知道世人怎样看我,但我自认为我不过是像一个在海边玩耍的孩童,不时为找到比常见的更光滑的石子或更美丽的贝壳而欣喜,而展现在我面前的是全然未被发现的浩瀚的真理海洋。
牛顿的自然观,力学思想和机械论:
外加力外因论只改变速度和位置,不改变质量只有量变,没有质变力学定律对物体无论质量与速度大小都适用机械论:
机械力学解释一切力学的精确预言单一决定论,牛顿的神学观:
存在全能的上帝论据:
太阳系的巧妙安排;行星的横向推动力;动物的巧妙构造;上帝精通力学和几何学,具有光学知识,声学技巧。
绝对时空。
牛顿论神性,上帝管理着万物,不是作为世界的灵魂,是作为万物之主;由于他的统治,惯常把他称为我主上帝,或普遍的统治者。
正是一个精神存在的统治权构成了一位上帝:
一种真正的、至高无上的,或者想象的统治权产生一个真正的、至高无上的,或者想象的上帝。
从他的真正的统治权中可以推出,这个真正的上帝是一个有生命、有理智、有力量的存在;从他的造诣中可以推出,他是至高无上的或最完美的。
我们只有通过他对事物的最英明的、最优秀的设计才能知道他,知道终极原因;我们钦佩他的造诣;我们作为他的仆人崇拜他;一位没有统治权、没有天意、没有终极原因的神只能是命运和自然。
关于上帝就说这么多;从事物的现象中来论述他肯定属于自然哲学。
七、形而上学自然观,所有的物质都是由同一质料的微粒组成,区别只表现在微粒的形状和运动上;古典力学的质量是物质固有的属性,在任何情况下都是一个固定的、不变的物理量;宇宙的空间像是一个空架子,它是绝对静止的绝对空间;时间永远以等速流逝,与物体运动无关绝对时间;机械运动规律是宇宙间一切事物所固有的、唯一的运动规律,这些规律由上帝创造。
宇宙像是一部庞大的机器;分析、分解的研究方法是研究自然的主要方法。
恩格斯的批评:
形而上学的思维方式,虽然在相当广泛的、各依对象的性质而大小不同的领域中是正当的,甚至必要的,可是它每一次都迟早要达到一个界限,一超过这个界限,它就要成为片面的、狭隘的、抽象的,并且陷入不可解决的矛盾,因为它看到一个一个的事物,忘了它们的相互联系;看到它们的存在,忘了它们的产生和消失;看到它们的静止,忘了它们的运动;因为它只见树木,不见森林。
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