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1、6牛顿在科技史上的成就和意义艾萨克牛顿(1643年1月4日1727年3月31日)爵士，英国皇家学会会员，（SirIsaacNewtonFRS)是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。他在1687年发表的论文自然哲学的数学原理里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理。在光学上，他发明了反射式望远镜，并基
2、于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色的理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。在数学上，牛顿与戈特弗里德莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。在2005年，皇家学会进行了一场“谁是科学史上最有影响力的人”的民意调查中，牛顿被认为比阿尔伯特爱因斯坦更具影响力。7解析几何在数学史上的意义，在后世研究方法论中的意义坐标系将几何对象和数、几何关系和函数之间建立了密切的联系，这样就可以对空间形式的研究归结成比较成熟也容易驾驭的数量关系的研究了。用这种方法研究几何学，通常就叫做解析法。这种解析法不但对
3、于解析几何是重要的，就是对于几何学的各个分支的研究也是十分重要的。 解析几何的创立，引入了一系列新的数学概念，特别是将变量引入数学，使数学进入了一个新的发展时期，这就是变量数学的时期。解析几何在数学发展中起了推动作用。恩格斯对此曾经作过评价“数学中的转折点是笛卡尔的变数，有了变数，运动进入了数学；有了变数，辩证法进入了数学；有了变数，微分和积分也就立刻成为必要的了，”8伽利略的成就极其意义主要贡献 可分下列三个方面： 力学 伽利略是第一个把实验引进力学的科学家，他利用实验和数学相结合的方法确定了一些重要的力学定律。1582年前后，他经过长久的实验观察和数学推算，得到了摆的等时性定律。接着在15
4、85年因家庭经济困难辍学。离开比萨大学期间，他深入研究古希腊学者欧几里得、阿基米德等人的著作。他根据杠杆原理和浮力原理写出了第一篇题为天平的论文。不久又写了论文论重力，第一次揭示了重力和重心的实质并给出准确的数学表达式，因此声名大振。与此同时，他对亚里士多德的许多观点提出质疑。在15891591年间，伽利略对落体运动作了细致的观察。从实验和理论上否定了统治千余年的亚里士多德关于“落体运动法则”确立了正确的“自由落体定律”，即在忽略空气阻力条件下，重量不同的球在下落时同时落地，下落的速度与重量无关。根据伽利略晚年的学生V.维维亚尼的记载，落体实验是在比萨斜塔上公开进行的，但在伽利略的著作中并未明
5、确说明实验是在比萨斜塔上进行的。因此近年来对此存在争议。 伽利略对运动基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了详尽研究并给出了严格的数学表达式。尤其是加速度概念的提出，在力学史上是一个里程碑。有了加速度的概念，力学中的动力学部分才能建立在科学基础之上，而在伽利略之前，只有静力学部分有定量的描述。 伽利略曾非正式地提出过惯性定律（见牛顿运动定律）和外力作用下物体的运动规律，这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上，伽利略可说是牛顿的先驱。 伽利略还提出过合力定律，抛射体运动规律，并确立了伽利略相对性原理。 伽利略在力学方面的贡献是多方面的。这在他晚年写出的力学著作关于两门
6、新科学的谈话和数学证明中有详细的描述。在这本不朽著作中，除动力学外，还有不少关于材料力学的内容。例如，他阐述了关于梁的弯曲试验和理论分析，正确地断定梁的抗弯能力和几何尺寸的力学相似关系。他指出，对长度相似的圆柱形梁，抗弯力矩和半径立方成比例。他还分析过受集中载荷的简支梁，正确指出最大弯矩在载荷下，且与它到两支点的距离之积成比例。伽利略还对梁弯曲理论用于实践所应注意的问题进行了分析，指出工程结构的尺寸不能过大，因为它们会在自身重量作用下发生破坏。他根据实验得出，动物形体尺寸减小时，躯体的强度并不按比例减小。他说：“一只小狗也许可以在它背上驮两三只同样大小的狗，但我相信一匹马也许连一匹和它同样大小
7、的马也驮不起。”天文学 他是利用望远镜观测天体取得大量成果的第一位科学家。这些成果包括：发现月球表面凹凸不平，木星有四个卫星（现称伽利略卫星），太阳黑子和太阳的自转，金星、木星的盈亏现象以及银河由无数恒星组成等。他用实验证实了哥白尼的“地动说”，彻底否定了统治千余年的亚里士多德和托勒密的“天动说”。 哲学 他一生坚持与唯心论和教会的经院哲学作斗争,主张用具体的实验来认识自然规律,认为经验是理论知识的源泉。他不承认世界上有绝对真理和掌握真理的绝对权威，反对盲目迷信。他承认物质的客观性、多样性和宇宙的无限性，这些观点对发展唯物主义的哲学具有重要的意义。但由于历史的局限性，他强调只有可归纳为数量特征
8、的物质属性才是客观存在的。开创了数学试验方法，定性而且定量的精确分析科学研究9简述近代方法论著名人物及其体系近代科学方法体系形成过程如下：概要：近代自然科学是从欧洲兴起的。15世纪资本主义开始萌芽，商品经济的发展和开拓市场的需要推动了远航探险和地理发现，进而推动了天文知识和地理知识、数学和力学的发展，于是伴随着思想和宗教领域的文艺复兴和宗教改革运动，在科学领域中产生了以天文学开始的科学革命。主要人物及其作出的贡献：1、1543年哥白尼(NCopernicus，14731543)发表天体运行论这部不朽著作，提出了日心说宇宙体系。经过伽利赂(GGalilei，15641642)、开晋勒(JKepl
9、er，15711630)的进一步论证和发展，不仅实现了天文学上的革命，也引起了自然观、科学认识论和方法论上的革命。人们开始从对自然界的的笼统的、模湖的认识发展到对于自然界的进行深入的、细致的研究。2、英国的培根(FBacon，156l1624) 对于近代科学的兴起有卓越贡献的。他的贡献主要不在科学成果上，而是为科学的复兴摇旗呐喊，大力提倡新的科学方法。培根第一个系统研究科学方法并将其当作追求知识的原则、追求知识的程序和方法，他的关于科学方法论的著作取名新工具论，以示其在科学方法论上的创新。按照培根的科学方法论，正确进行科学研究乃是从命题金字塔的底部一步一步上升到顶部也就是：有条理地追求知识的程
10、序是以自然为对象，以感官知觉为起点，让心灵顺着一条全然循序递进的阶梯向前推进，即通过实验、列表、比较、排除、归纳而逐步上升到公理(形式)阶梯的顶部。”培根在他的新工具论里，还采用他的实验归纳程序，详细讨论了热的本质的问题。培根的方法主要强调归纳的一面，他试图将科学方法程序化也有其积极的意义。3、笛卡儿(RDescartes，15961650)是解析几何的创立者。他在哲学原理中，阐述了“物理学”中的机械唯物主义，把自然界看作一个具有统一性的物质世界，其本质是广延性，上帝的第一次推动使得混沌状态的物质微粒形成了旋涡运动并通过排斥和吸引而组织起来。他试图以机械运动来说明自然界的一切事物，把整个自然界
11、看作一架大机器，进而用来解释动物有机体，提出了“动物是机器”的影响深远的著名命题。他在科学方法上的重要贡献在于，他是唯理论科学方法的创立者，又是将还原主义原理深深扎入科学之中的关键性人物。他以“我思故我在”的著名命题，规定了唯理论科学方法的出发点。他的“探求真理的指导原则之一”是：“全部方法，只不过是：为了发现某一真理而把心灵的目光应该观察的那些事物安排为秩序。如欲严格遵守这一原则，那就必须把混乱暖昧的命题逐级简化为其他较单纯的命题，然后从直观一切命题中最单纯的那些出发，试行同样逐级上升到认识其他一切命题。”另一条原则是：“要从错综复杂事物中区别出最简单事物，然后予以有秩序的研究，就必须在我们
12、已经用它们互相直接演绎出某些真理的每一系列事物中，观察哪一个是最简单项，其余各项又是怎样同它的关系或远或近，或者同等距离的”。在方法谈中，笛卡儿给出的指导人们理智的四条原则，第一条包括避免“急躁与偏见”，只接受清晰和独特的思想；第三条要求从简单到复杂渐次前进；第四条要求进行无一遗漏的完整分析。其中被认为是统治了西方科学方法达350年之久的最为重要的原则是：“第二条原则是把我正在考虑的难题分成尽可能多和必要的部分，以便把它最好地加以解决。”切克兰德(PCheckland)在系统论的思想与实践一书中将其称为“标示了西方知识传统之特征的分析还原原理”而且正是现代的系统论运动才真正对这一原理提出了挑战
13、。事实上，还原论的观点，就奠定了追求简单性、追求线性解的思想基础。这就是说，因为总体总是可以分解为部分的，复杂的现象总是可以分解成为简单的现象来理解的，非线性系统就总是可以化简为线性问题来解决的。1686年4月28日是人类历史上最伟大的日子之一，牛顿在这天向伦敦皇家学会提出了他的自然哲学之数学原理。牛顿总结了天体力学和地面力学的成就，为经典力学规定了一套基本概念，提出了运动三定律和万有引力定律，从而使经典力学成为一个完整的理论体系，实现了自然科学的第一次大综合。4、18世纪的法国科学家和唯物主义哲学家，极大地推进了这个机械系统的自然观、机械确定论的规律观、还原论的科学方法论。在笛卡儿断言“动物
14、是机器”的基础上，拉美特利(de Ia Mettrie，17091751)进而声称人是机器(1747)。经过法国的分析大师们的工作，诞生了理论力学，牛顿经典力学就有了新的精确的表达方式。拉普拉斯(PSLapIace17491827)设想的全能全知的妖精，被认为是最为明确、最为彻底地表述了机械决定论的理想。5、在自然科学发展的初期，这样一幅机械的、分析的、线性的、被组织的世界图景的形成是有其历史必然性的。只有通过自然科学的进一步的发展进步，我们才可能通过对于这种机械的、分析的、线性的、被组织的世界图景的再一次否定，走向一幅有机的、综合的、非线性的、自组织的系统世界图景。10 第一次科学革命的发展
15、过程（实验技术）第一次科技革命（18世纪60年代） 资产阶级统治在英国的确立 海外贸易、奴隶贸易和殖民掠夺积累了大量资本 圈地运动的进一步推行造成了大批雇佣劳动力 工场手工业的发展积累了一定的生产技术 18世纪中叶英国成为世界上最大的资本主义殖民国家，国外市场急剧扩大第一次科技革命 棉纺织：一系列纺织机器的发明动力：珍妮机出现，瓦特改良蒸汽机（1785年 ）交通运输：富尔顿轮船（美、1807年）；史蒂芬孙火车（英、1814年） 1、首先发生在英国，并以英国为主体；2、以轻工业为主导；3、 以蒸汽动力为主要标志；4、技术发明主要源于工人和技师的实践经验第一次科技革命 1、极大地提高了生产力，促使
16、资本主义制度的巩固与广泛建立；2、使社会阶级结构发生重大变革，社会日益分裂为两大对立阶级；3、使社会经济结构发生重大变化，开始了城市化进程；4、使世界格局发生变化 ：东方从属于西方5、自由资本主义发展起来，殖民侵略进入以商品输出为主时期 1、发动两次鸦片战争，使中国沦为半殖民地半封建社会2、 近代工业产生（中国民族资本主义产生）3、 先进的中国人开始向西方学习11 19世纪末20世纪初物理学的三大发现是什么 意义何在X射线的发现是19世纪末20世纪初物理学的三大发现（X射线1896年、放射线1896年、电子1897年）之一，这一发现标志着现代物理学的产生。危机是从不可捉摸的媒质以太开始的。1887年迈克尔孙莫雷的寻找以太实验，危机是好事而不是坏事，它预示着一种行将到来的变革(彭加勒把镭
