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    青海11选五怎么中奖 www.skw3.com 自然辩证法与现代科技革命

    路德和加尔文的原教旨主义,使他们并不支持当时已经开始出现的新的科学思想,甚至比天主教更残酷迫害新宣扬新思想的科学家。 二、哥白尼革命

    哥白尼于1473年出生波兰托伦城。1496年在其舅父的资助下到意大利波洛尼亚、帕多瓦和斐拉拉大学学习了近十年。其间与当时很有影响的支持毕达哥拉斯思想的天文学教授诺瓦拉过从甚密?;毓笠恢痹诟ダ投鞅ぷ芙烫玫H文潦?,并从事天文学的研究。

    哥白尼长时期构思和计算新的天文体系,但一直没有公开发表。1529年,他的手稿《短论》开始在朋友圈子中流传。1539年,一个年轻的天文学家赖蒂库斯将这部手稿印刷出来。直到哥白尼逝世的那一年(1543),他才同意将他的所有成果印刷发行,《天体运行论》

    哥白尼的出发点首先是出于对托勒密体系的两个方面的不满。一,为了与行星实际的观测资料相符合,后来的天文学家用偏心园和本轮来修改正园的轨迹,不同的行星用不同的方式,而且为了解释某个现象,大量使用这种装置,使得整个体系非常繁复和不协调,不能反映宇宙的基本的对称性。二,从托勒密以后,观测资料的数量和精度大大提高,而托勒密体系与实际的观测之间的偏差越来越明显。

    其次,哥白尼也提到,地动的思想并非不可设想的,在希腊罗马的古典时代,事实上就有一些毕达哥拉斯学派的人物提出了类似的想法。

    哥白尼学说包括一个基本概念图式 正圆和匀速的几何结构模型 公转 自转

    本轮与均轮

    日心说的困难

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    自然辩证法与现代科技革命

    天文观测

    --本轮与均轮的应用 理论驳难

    --日常观察问题

    --地球的稳定性问题

    --地球上物体运动的相对性问题 --恒星的视差问题

    中央就是太阳,在这华美的宫殿里,为了能同时照亮一切,我们还能把这个发光体放在更好的位置上面吗?太阳被称为宇宙之灯,宇宙之心,宇宙的主宰,太阳好像是坐在王位上统率着围绕它转的行星家族

    支持哥白尼与反对哥白尼 第谷 布拉赫 开普勒

    行星运动的规律

    伽利略

    《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》

    《两门新科学的对话》 哥白尼革命

    在文艺复兴时期欧洲的社会氛围中,基督教的意识形态开始松弛、教会的政治力量正在被削弱。

    哥白尼日心说的提出,直接冲击了托勒密的天文学-亚里士多德哲学-基督教神学三位一体的正统的基督教意识形态。它重新拾起毕达哥拉斯-柏拉图学派的哲学观点,对亚里士多德主义的权威提出了挑战。

    哥白尼理论本身仍然沿袭了自古希腊开始的天文学研究的基本范式,并借用了正圆轨道和匀速运动的基本假定。

    哥白尼日心说作为一个天文学理论存在着与实际的天文观测不相匹配的问题,还存在着与关于运动的其他理论观点不相匹配的问题。

    开普勒进一步突破了正圆轨道和匀速运动的观念,提出了行星运动的三大定律,使理论与观测达成了较为完美的匹配。特别是第三定律,即T2=R3,为牛顿万有定律的提出埋下了伏笔。

    伽利略深刻地意识到,哥白尼的日心说中的精神,预示着自然研究的新的范式的出现,通过他的广泛宣传,使日心说在学术界的大众中,得到支持,特别是他对运动学的研究成果,使日心说与运动理论达成匹配。

    第四章 新力学的奠基

    伽利略于1564年2月出生于意大利比萨。早年按照父亲的要求学习医学,但一直对数学和天文学感兴趣,并很快显示了他在数学上的才华。由于他对静力学问题的研究,25岁时成为比萨大学的讲师。1592年成为帕多瓦大学的数学教授。

    除了天文学外,伽利略一直对物理学抱有浓厚的兴趣。早在1590年,伽利略就写出了《论运动》。在这一时期,他深受他的老师博纳科夫的影响,承接中世纪巴黎学派的冲力理论传统,对亚里士多德物理学进行了一系列的批评。他同意中世纪的一些学者“物体在虚空中运动”的观点,但为了消除他们理论中的混乱,他在一个重要的地方作了改进,即轻和重并非物体的本性,而是对运动的描述,没有绝对的轻,所有的物体都是重的,只是相对重量不同。轻的事物的上升运动,是由于重量和媒质的压力混合的结果。

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    自然辩证法与现代科技革命

    对于重物的加速下落,亚里士多德认为其速度与重量有关。伽利略的改进是,物体的下落速度与物体的比重有关,取决于物体的比重与媒质的比重之差。大小不同,但比重相同的物体在媒质和虚空中下落的速度是相同的。

    伽利略推崇阿基米德的风格。在文艺复兴时期,阿基米德的著作被翻译成拉丁译本(塔尔格尼亚)后,产生了很大的影响,包括达芬奇等人都深受影响。当时的一个学者卡尔丹甚至把阿基米德排在欧几里得和亚里士多德之前。伽利略最初的研究,即关于流体静力学平衡和固体重心方面的研究,出自于阿基米德的传统。影响至深的是阿基米德把抽象的推理与实验结合起来的研究风格。

    在《对话》和《两种新科学》中,伽利略继续了对亚里士多德的物理学的一些基本概念的批判。比如,亚里士多德对自然运动和受迫运动的区分,对月下区和月上区物体运动的区分。他引用中世纪冲力派的一个思想试验试图表明,自然运动与受迫运动是可以相互转换的:假设有一个洞可以穿过整个地球,那么抛出的石头不会停留在地区中心,而是出现在地球的另外一端。

    由于重量是物体运动的原因,唯一自然的运动是物体下落运动。他甚至认为天球的运动最初也是直线下落运动。因而月下区和月上区的运动没有本质的差别。哥白尼把天体的运动用在地球上,而伽利略把地面上的运动开始用在天上。

    虽然他同意开普勒和吉尔伯特把重量和地球引力作为解释物体运动的基本概念,但他并不把重量看作是物体本性的一部分,而只是看作表示物体运动的一个名称。因此,他并不关心对物体下落运动的因果解释,而只是关注于描述物体下落的规则性。他提出了自由下落物体的运动定律。他在《对话》中,把早期的思想推进了一步,认为在物体下落的运动中,速度与重量没有关系。主要的任务是找到在运动中的一些可以测量的量,如速度、时间和距离之间的准确的数学关系。

    早在1604年,在伽利略写给教皇保罗的信中,就提出了落体定律的正确形式,即物体下落的距离正比于时间的平方。但在推出这个定律的时候,他却依据了一个错误的假定,即物体运动的速度与距离成正比。这个错误并非偶然的,和当时伽利略还停留在冲力学派的主要框架之中有关。

    在《两种新科学》中,伽利略正确地提出了匀加速运动的定义,即速度的增加是恒定的。他从一个他认为是自明的公设出发来推出落体定律,即:在斜面倾斜程度不同,高度相同时,同一个物体沿斜面运动得到的速度大小是相等的。伽利略还设计了一个试验,即斜面试验,企图证实落体定律。他说,试验的结果与落体定律是一致的。

    伽利略关于落体运动定律的数学公式受到亚里士多德派学者的置疑。其中一个重要的理由是伽利略的定律只是纯粹的数学定律,而不符合经验世界。比如说,从静止开始达到一定的速度,中间必然有无穷小速度,这从数学上容易理解,但就真实的物理运动而言,说一个物体有无穷小的运动速度,是不可理解的。

    支持亚里士多德派学者的学者指出,伽利略的公设,只有当清除了外部的障碍,即斜面是完全光滑的、没有任何阻力,才成立,但这在真实世界中是不可能的。对于伽利略声称的斜面试验,考虑到斜面的不光滑、空气的阻力、计时装置(水钟和脉搏)的不精确,可以肯定不可能得到与落体定律符合得很好的结果。

    这涉及到伽利略真正具有革命性意义的地方。按照伽利略,真实的东西并非日常世界中经验到的一切,而是在经验的背后所隐含着的数学(几何)结构。很明显,伽利略复活了毕达哥拉斯和柏拉图的思想。

    “自然并不靠很多东西来照应,它只是靠少数东西运行?!?“自然是无情的,它只通过它决不会违背的不变规律而运行,它不在乎它运行的理由和方法是否或能否为人们所理解”

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    “哲学被写在那本曾经展现于我们眼前的伟大之书上,这里我指的是宇宙。但是如果我们不首先学会用来书写它的语言和符号,我们就无法理解它。这本书是以数学语言来写的,它的符号是三角形、园和其他几何图形”

    但伽利略并不是主张物理学的研究只是数学的先验论证。他同样重视经验的作用。他说“我们的争论是关于感觉世界的争论,不是纸上之争”,因此“必须回到特定的论证、观察和实验”上来?!熬槭翘煳难д嬲呐魅恕?,“天文学家的主要职责便是为天体现象提供理由”

    在伽利略看来,感觉经验为我们提供了真实的世界,但并没有为我们提供真实的世界秩序,真实的秩序是数学结构,是为理性所能发现的。理性发现的秩序,有时候与经验中的世界并不完全相符,就像哥白尼所揭示的那样。他说,“我无法发现我的赞赏的界限,在阿利斯塔克和哥白尼那里,理性怎么能够如此强暴他们的感官,竟然不顾它们,而使它们的轻信臣服于自己?”。但理性发现的秩序也必须能够为感觉经验提供说明。

    伽利略从落体定律推论,如果在一个斜面的对面有另外一个斜面,那么当一个球从斜面滚下来到另外一个斜面上,球上升的高度应该与原初的高度相同。这也印证了他在早年对摆动的观察。从此似乎很容易推出惯性定律,即在没有外力的作用下,物体会沿直线作匀速运动。许多科学史教材也大都认定伽利略提出了惯性定律。

    但事实上并非如此。伽利略并没有准确地表达出惯性定律来。这里面有两个原因。一是伽利略仍然处在亚里士多德的有限球形宇宙的框架之内。伽利略从斜面试验得到的启示是,如果没有外力,球将沿着水平面永远滚动下去。但在有限球形宇宙中,真正的水平面是球面,因而自然的运动应该是圆周运动。二是伽利略还没有达到后来的重力概念,他把重作为物体的本性来解释物体下落的直线运动,因此无法设想排除了重力后物体直线运动的可能性。 伽利略关于世界的真正秩序是几何结构,感觉经验中的世界需要用隐藏着的几何结构来解释的思想,是他具体的运动学研究的哲学信念。这样的信念如此不同于亚里士多德的哲学,需要新的哲学论证的支持。伽利略在《试金者》中试图给出这样一个论证。首先,他认为一个物体有两种性质,第一种性质是物体本身就具有的,包括数、图形;量、位置和运动这些数学规则能够处理的特征,第二种性质是物体本身的性质和人的感觉器官相结合而产生的,包括颜色、声音、气味等。

    进一步,伽利略接受了古代原子论的想法。首先他认为,原子论的思想能够帮助解释地面物体的许多现象,如收缩、膨胀、凝聚等。其次,他用原子论进一步解释第一性质和第二性质的区分。原子本身只具有第一性质,原子间在数量、重量、性质、运动等方面的差异引起感觉经验的差异。

    伽利略的限制是他仍然相信有限球形宇宙,这使他不能与原子论的虚空概念完全合拍,也使得他没有完全把空间化归为欧几里得几何空间。在伽利略前后有两个方面的力量,使有限球形宇宙的概念被打破。一个因素是布鲁诺,他主要是从神秘主义的神学出发,认为宇宙是无限的,太阳只是散布在无限宽广的宇宙中的无数恒星之一。另一个因素是十七世纪原子论的复兴。在原子论那里,虚空是基本的,也是无限的。

    在伽利略那里所逐渐显露出来的新的关于自然的信念需要新的哲学的支持。法国哲学家笛卡尔(1596年-1650年)对这种新的哲学开始进行系统性的阐发。

    按照笛卡尔,一切实在由两种截然不同的实体组成。一种是精神,一种是物质。物质是惰性的,即没有自身的活力根源,其特征是广延,而精神包含了活的要素,是没有广延的。这一区分,从物质世界中清除了古代和文艺复兴时期(包括开普勒和吉尔伯特)曾经流传过的活力论。

    笛卡尔同意区分第一性质和第二性质的区分,物质的根本特征即第一性质在于广延。这与亚里士多德的哲学是很不相同的。按照亚里士多德,一个物体是红的,是因为它的表面具

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    有红色的性质,一个物体是热的,因为它含有热质,这些性质真实地存在。而在笛卡尔看来,红或者热都不是物体真实的性质,而只是物质作用于感官的产物。世界本身只是一部机器,它由无色无味的惰性物质组成,按物理必然性运动,与各种思维存在物无关。

    笛卡尔同意伽利略的观点,认为科学的方法是数学的方法,因为在一门科学中,我们了解到的一切就是在它的现象中表现出来的秩序和量度。一切事物的本质在于它的广延性,包括形状、数量和不可入性。世界的根本特征就是一个几何的世界。因此,把这种几何特征揭示出来才能揭示事物的本质。

    “虽然可以说一个东西比另一个东西更白或没有它白,或者一个声音比另一个声音更加尖锐或圆润,等等,但要精确地决定大者是否以2:1或3:1等等的比例超出小者,那时不可能的,除非我们以某种方式把这个量处理为类似于一个具有形状的物体的广延?!?

    由于物质不可能是其自身运动地原因,当上帝创造了物质并使其运动后,是什么保持物质地运动呢?笛卡儿同意无限宇宙的观念,这使得他能够更加清晰地把握到惯性原理,并以此给出了回答。

    第一个法则:物体的每一部分总是继续处在相同的状态,除非由于与另外的接触而被迫改变它;

    第二个法则:物体的每一个单独部分趋向于直线运动;

    第三个法则:运动通过碰撞传递,在碰撞中总动量是守恒的。

    笛卡尔把碰撞作为运动改变的原因,是由于开普勒和吉尔伯特的引力这个概念太模糊,不能数学化。笛卡尔也不同意德谟克利特把重量看作是事物的本性的见解,他说:“如果就其本性来考虑,那么我否认重力在任何物体中的存在,因为重力是一个依赖于物体之间在位置和运动方面的相互关系的特征?!?由于笛卡尔把物质的性质等同于广延,而且把碰撞作为传递运动的唯一途径,因此必定要把无限空间看作是充满的,这使他不同意原子论的虚空概念。充满的宇宙中,运动是如何可能的呢?一个运动的物质进入到另一个运动物质留出的空间,形成一个闭合的循环,使得每一个运动必定是圆周运动。圆周运动有一种离心趋向,在所有物质中产生离心的压力。 笛卡尔继续发展出一个完整的世界图景:无限的宇宙空间中,充斥了三种元素,其中最精细的是“以太”。所有的物质处于涡旋运动中。笛卡尔试图以此推出我们观察到的现象,包括太阳系的构成、行星的轨道、重力、光现象、磁现象等。

    牛顿于1642年12月25日出生在林肯郡格兰瑟姆附近的沃尔斯索普。1661年在其舅父的支持下进入到剑桥大学三一学院1665年获得文学士学位。1665和1666年为躲避瘟疫回到家乡,其间完成了多项科学研究工作。1669年接替他的老师巴罗担任数学教授。

    牛顿一生的个人笔记资料保存完好,从中可以看出在他年轻的时候,深受笛卡尔、波义尔等为代表的机械论哲学的影响。1675年,在他递交给皇家学会的一篇光学的论文中,大致描述了一个以精细的微粒--“以太”为核心的哲学体系,希望由此解释光学及各种化学现象。

    在笛卡尔发现惯性定律后,行星的圆周运动和地面上物体的落体运动,都需要得到解释。在此之前,开普勒与吉尔伯特曾经设想有一种力来解释行星的圆周运动,但他们的“力”太模糊,带有活力论的痕迹,与新的机械论哲学不一致。伽利略放弃了解释,只是把他的工作定位为对运动的数学规则的描述。笛卡尔试图给出一个动力学的解释,但他不愿意引入超距作用的力,因而利用了碰撞和涡旋机制。

    与牛顿同时代的科学家胡克开始有了这样一个想法,及天体的运动与地面上的运动遵从

    同样的规律,同样一种力是这两类运动的原因。牛顿曾说他在1666年就开始考虑,在地球的最高山峰上仍可观察到的力,会不会延伸到月球并维持其在绕地球的轨道上运行。他曾以抛射定律为依据来设想,如果一直增加抛射体的初速度,抛射体最终会围绕地球在空中飞翔。

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