第1章 近代科學(xué)的誕生

1.0迎來(lái)曙光—科學(xué)革命前夜的社會(huì)大變革1.1科學(xué)革命的突破1.2經(jīng)典力學(xué)的奠基1.3近代科學(xué)的第一次大綜合1.4其他學(xué)科的初步發(fā)展1.5近代科學(xué)方法第1章近代自然科學(xué)的初步發(fā)展

中世紀(jì)的后期，歐洲的學(xué)術(shù)已有復(fù)興的跡象，主要標(biāo)志為羅吉爾·培根的實(shí)驗(yàn)科學(xué)思想、大學(xué)的創(chuàng)立以及經(jīng)院哲學(xué)的衰落。而在政治權(quán)力斗爭(zhēng)中，著名的唯名論者奧姆從教皇的監(jiān)獄脫逃，投奔德意志皇帝路德維希，并得到保護(hù)，也說(shuō)明教會(huì)大一統(tǒng)的局面已被打破。歐洲已頗有山雨欲來(lái)之勢(shì)。正是在這種形勢(shì)下，一場(chǎng)席卷歐洲的社會(huì)大變革就此拉開(kāi)帷幕。

1.0迎來(lái)曙光—科學(xué)革命前夜的社會(huì)大變革

文藝復(fù)興，是指14—16世紀(jì)反映西歐各國(guó)正在形成中的資產(chǎn)階級(jí)要求的思想、文化活動(dòng)。起始于意大利，最后擴(kuò)散到德國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、荷蘭和西班牙等地。文藝復(fù)興著重表明了新文化以古典為師的一面。它并非單純的古典復(fù)興，實(shí)際上是反封建的新文化的創(chuàng)造，是科學(xué)、文學(xué)和藝術(shù)的普遍高漲。文藝復(fù)興所要“再生”的是古希臘、古羅馬的古典文化。

一、文藝復(fù)興

歐洲基督徒和破落騎士自發(fā)組織起來(lái)，向東進(jìn)發(fā)，要將巴勒斯坦從突厥人手里拯救出來(lái)，這就是第一次十字軍東征。由于他們身綴十字標(biāo)記，故稱十字軍。后來(lái)又分別由教皇和封建國(guó)王組織了七次十字軍東征。雖然有的時(shí)候開(kāi)始也取得一些勝利，但最終八次十字軍東征都以失敗告終。前后持續(xù)時(shí)間達(dá)200年。

十字軍東征從軍事上最終是失敗的，但它對(duì)西歐社會(huì)的發(fā)展起了促進(jìn)作用。東西方之間的商業(yè)活動(dòng)日益頻繁，近東地區(qū)的貿(mào)易成為西歐經(jīng)濟(jì)的有機(jī)組成部分，促進(jìn)了造船技術(shù)的發(fā)展。生產(chǎn)水平較低的西歐，通過(guò)各種渠道從東方引進(jìn)先進(jìn)的農(nóng)業(yè)和手工業(yè)技術(shù)。封建主和市民的生活方式也受到東方的影響。1、歐洲人重新發(fā)現(xiàn)古希臘—十字軍東征

更重要的是，歐洲人在十字軍東征中開(kāi)闊了眼界，獲得了文化思想上的寶貴財(cái)富。十字軍從東方不僅帶回了阿拉伯人先進(jìn)的科學(xué)，中國(guó)人的四大發(fā)明，而且?guī)Щ亓斯畔ＥD人的哲學(xué)和自然科學(xué)的文獻(xiàn)。通過(guò)翻譯這些文獻(xiàn)，歐洲人被古希臘的科學(xué)文化驚呆了，他們發(fā)現(xiàn)了這個(gè)大陸曾經(jīng)擁有但后來(lái)被遺忘了的文明。老祖宗的東西竟被埋沒(méi)了一千多年。這樣，亞里士多德和柏拉圖這些古希臘哲人的思想，歐幾里德和托勒密這些科學(xué)巨匠們的科學(xué)成就，開(kāi)始為歐洲人所熟悉。這些成為了歐洲文藝復(fù)興的直接思想源泉。

文藝復(fù)興這種社會(huì)大變革標(biāo)志的就是與宗教神學(xué)相對(duì)立的“人文主義”思潮的興起。它是文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的指導(dǎo)思想，是一種資產(chǎn)階級(jí)的新文化?！叭宋闹髁x”一詞源自“人文學(xué)”，在文藝復(fù)興時(shí)期指古典學(xué)術(shù)的研究和重視人類現(xiàn)實(shí)的新思潮，當(dāng)時(shí)的新文化人士則自稱為“人文學(xué)者”。19世紀(jì)以后，歐洲學(xué)術(shù)界才開(kāi)始用“人文主義”來(lái)稱呼這種社會(huì)思潮。人文主義的基本傾向是提倡“人道”以反對(duì)“神道”，提倡人權(quán)以反對(duì)君權(quán)，提倡個(gè)性解放以反對(duì)中世紀(jì)的宗教桎梏及其一切殘余，因此也稱為人道主義。習(xí)慣上把文藝復(fù)興時(shí)期的這種思潮稱為人文主義，文藝復(fù)興以后的則稱人道主義。2、人文主義

人文主義于14世紀(jì)末首先在意大利北部的羅馬和中部的佛羅倫薩等城市興起。15、16世紀(jì)，人文主義廣泛地傳播到西歐各國(guó)．成為歐洲流行的一種思潮。人文主義的理論基礎(chǔ)是人性論。從人性論出發(fā)，人文主義者提出了如下的主張：第一，反對(duì)神權(quán)對(duì)人的侵犯，要求肯定人的價(jià)值，恢復(fù)人的尊嚴(yán)，保障人的權(quán)力。第二，反對(duì)禁欲主義，主張享樂(lè)主義；反對(duì)來(lái)世幸福，提倡現(xiàn)世幸福。第三，反對(duì)封建等級(jí)制度，要求自由、平等和個(gè)性解放。第四，對(duì)盲目信仰和崇拜權(quán)威的蒙昧主義，推崇理性，重視科學(xué)知識(shí)。人文主義者的人性論主張，是對(duì)封建神學(xué)信仰論的有力挑戰(zhàn)，反映了新興的資產(chǎn)階級(jí)的思想。它后來(lái)成為資產(chǎn)階級(jí)哲學(xué)體系的核心內(nèi)容之一。

從14世紀(jì)到16世紀(jì)，歐洲各國(guó)先后涌現(xiàn)出一批著名的人文主義代表人物：

但丁（1265—1321年），意大利著名詩(shī)人，人文主義者的先驅(qū)，他的不朽名著《神曲》，標(biāo)志著一個(gè)時(shí)代的來(lái)臨。他在《神曲》中，對(duì)中世紀(jì)教會(huì)權(quán)威的反抗和對(duì)基督教正統(tǒng)教義的大膽修正，最早放射出入文主義的思想曙光。1302年，但丁被羅馬教會(huì)勢(shì)力判處終身流放。

彼特拉克（1304--1374年），意大利作家和詩(shī)人，是第一個(gè)自稱為“人文學(xué)者”的人，因而被后人稱為“人文主義之父”。他為了搜集古代典籍與手稿，幾乎走遍整個(gè)意大利，并用新的觀點(diǎn)來(lái)注釋這些典籍、手稿。他的主要代表作《抒情詩(shī)集》，抒發(fā)了人文主義思想，表現(xiàn)了對(duì)古典文化的崇拜，對(duì)禁欲主義的厭棄和對(duì)個(gè)性自由的追求。

薄伽丘（1313—1375年），意大利人文主義的奠基人之一，是佩脫拉克的學(xué)生和同事。他在其名著《十日談》中，對(duì)教會(huì)僧侶和封建貴族進(jìn)行了大膽的揭露和辛辣的諷刺，歌頌和贊美了聰明、機(jī)智和有文化教養(yǎng)的全面發(fā)展的人。

愛(ài)拉斯莫（1469---1536年），荷蘭著名人文主義者，被稱為當(dāng)時(shí)西歐人文主義運(yùn)動(dòng)的領(lǐng)袖。他在名著《愚人頌》中，一方面痛快淋漓地諷刺和嘲笑了教皇、僧侶和貴族的腐敗與愚蠢，違反人性，抨擊了經(jīng)院哲學(xué)的虛偽和無(wú)知；同時(shí)又頌揚(yáng)被基督教貶斥的所謂“愚行”，要求人的個(gè)性解放。這本書(shū)轟動(dòng)一時(shí)，在他生前就發(fā)行了40次。他的思想震撼了西歐。除以上幾位外，還有意大利的皮科（1463—1493年）、西班牙的微末斯（1492—1540年）、法國(guó)的蒙臺(tái)涅（1533—1592年）等等。此外，西班牙的著名作家塞萬(wàn)提斯（1547—1616）、法國(guó)的著名作家伯雷、英國(guó)的大劇作家莎士比亞（1547—1616年）也都是著名的人文主義者。3、文藝復(fù)興巨人——達(dá)·芬奇

達(dá)·芬奇1452年出生于意大利佛羅倫薩附近的芬奇鎮(zhèn)，是一位名律師與一位漂亮的農(nóng)家女的私生子。童年是在祖父的田莊里度過(guò)的。他沒(méi)受過(guò)正規(guī)的教育，主要靠在家隨父親自學(xué)。但他從小聰明伶俐，才智過(guò)人，早有“繪畫(huà)神童”之美譽(yù)，長(zhǎng)大后成為偉大的畫(huà)家自不必細(xì)說(shuō)。壁畫(huà)《最后的晚餐》、肖像畫(huà)《蒙娜麗莎》、祭壇畫(huà)《巖間圣母》被稱為世界藝術(shù)寶庫(kù)珍品中的珍品。

他除了是一位藝術(shù)大師外，還是一位科學(xué)巨匠、文藝?yán)碚摷摇⒋笳軐W(xué)家、詩(shī)人、音樂(lè)家、工程師和發(fā)明家。他在幾乎每個(gè)領(lǐng)域都做出了巨大的貢獻(xiàn)。后世的學(xué)者稱他是“文藝復(fù)興時(shí)代最完美的代表”，是一位“曠世奇才”。

達(dá)·芬奇反對(duì)經(jīng)院哲學(xué)的學(xué)風(fēng)，鼓勵(lì)人們向大自然學(xué)習(xí)，到自然界中尋求知識(shí)和真理。他說(shuō)：“理論脫離實(shí)踐是最大的不幸”，“實(shí)踐應(yīng)以好的理論為基礎(chǔ)”。達(dá)·芬奇提出并掌握了這種先進(jìn)的科學(xué)方法，采用這種科學(xué)方法去進(jìn)行科學(xué)研究，他在自然科學(xué)方面作出了巨大的貢獻(xiàn)。他提出的這一方法，后來(lái)得到伽利略的發(fā)展，并由英國(guó)哲學(xué)家弗蘭西斯·培根從理論上加以總結(jié)，成為近代自然科學(xué)的最基本方法。

在天文學(xué)上，達(dá)·芬奇對(duì)傳統(tǒng)的“地球中心說(shuō)”持否定的觀點(diǎn)。他認(rèn)為：地球不是太陽(yáng)系的中心，更不是宇宙的中心，而只是一顆繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的行星，太陽(yáng)本身是不運(yùn)動(dòng)的。達(dá)·芬奇還認(rèn)為月亮本身并不發(fā)光，他只是反射太陽(yáng)的光。他的這些觀點(diǎn)早于哥白尼的“日心說(shuō)”。甚至在當(dāng)時(shí)，達(dá)·芬奇就幻想利用太陽(yáng)能了。

在物理學(xué)方面，達(dá)·芬奇重新發(fā)現(xiàn)了液體壓力的概念，提出了連通器原理。他發(fā)現(xiàn)了慣性原理，后來(lái)為伽利略的實(shí)驗(yàn)所證明。他還指出了“永動(dòng)機(jī)”作為能源的不可能性。達(dá)·芬奇在解剖學(xué)和生理學(xué)上也取得了巨大的成就，被認(rèn)為是近代生理解剖學(xué)的始祖。他掌握了人體解剖知識(shí)，從解剖學(xué)入手，研究了生理學(xué)和醫(yī)學(xué)。他發(fā)現(xiàn)了血液的功能，認(rèn)為血液對(duì)人體起著新陳代謝的作用。他說(shuō)血液不斷的改造全身，把養(yǎng)料帶到身體需要的各個(gè)部分，再把體內(nèi)廢物帶走。他研究過(guò)心臟，他發(fā)現(xiàn)心臟有四個(gè)腔，并畫(huà)觀了心臟瓣膜。他認(rèn)為：老年人的死因之一是動(dòng)脈硬化，而產(chǎn)生動(dòng)脈硬化的原因是缺乏運(yùn)動(dòng)。后來(lái)，英國(guó)的威廉·哈維證實(shí)和發(fā)展了達(dá)·芬奇的這些生理學(xué)成果。達(dá)·芬奇的研究和發(fā)明還涉及到軍事和機(jī)械方面，他設(shè)計(jì)了飛機(jī)機(jī)械、降落傘、機(jī)關(guān)槍等等。他還在數(shù)學(xué)領(lǐng)域和水利工程等方面作出了重大的貢獻(xiàn)?？梢哉f(shuō)，達(dá)·芬奇的研究涉及到自然科學(xué)的每一部門(mén)，他的思想和才能深入到人類知識(shí)的各個(gè)領(lǐng)域。他是世界上少有的全面發(fā)展的學(xué)者。科學(xué)史家丹皮爾這樣評(píng)論達(dá)·芬奇的科學(xué)成就：“如果他當(dāng)初發(fā)表他的著作的話，科學(xué)本來(lái)一定會(huì)一下就跳到一百年以后的局面?！?/p>

二、地理大發(fā)現(xiàn)

公元11—13世紀(jì)的十字軍東征，大大加強(qiáng)了東西方的交流和經(jīng)濟(jì)交往。13世紀(jì)后期，意大利人馬可·波羅跟隨著父親和叔叔由陸路到達(dá)中國(guó)，并在中國(guó)呆了十幾年，游歷了大半個(gè)中國(guó)?；貒?guó)后出版了《馬可·波羅游記》，書(shū)中用夸張的筆法描述了中國(guó)及東方國(guó)家的富庶。該書(shū)在歐洲立即引起轟動(dòng)，并引發(fā)了歐洲人的東方“黃金夢(mèng)”。15世紀(jì)中葉以后，資本主義已經(jīng)在西歐一些國(guó)家萌芽，社會(huì)生產(chǎn)力和商品經(jīng)濟(jì)都有了很大的發(fā)展，并開(kāi)始了資本原始積累的過(guò)程，他們迫切需要東方的黃金和財(cái)富以及廣闊的市場(chǎng)。一些學(xué)者也希望進(jìn)行新的探索，以證明地球是圓的。在這些原因的共同推動(dòng)下，歐洲人就開(kāi)始了航海冒險(xiǎn)，并導(dǎo)致了地理大發(fā)現(xiàn)。

在這段航海冒險(xiǎn)中，無(wú)數(shù)的人葬身海底，在歷史上根本沒(méi)有留下姓名。最終的偉業(yè)基本上由以下四個(gè)人完成并成為重大歷史事件：1486年，迪亞士發(fā)現(xiàn)非洲南端好望角；1492年，哥倫布航抵美洲；1498年，達(dá)·伽馬繞過(guò)好望角到達(dá)印度；1519—1522年，麥哲倫及其航隊(duì)完成人類首次環(huán)球航行。1、繞過(guò)非洲到達(dá)印度——迪亞士和達(dá)·伽馬

在西歐，最早致力于開(kāi)辟新航路的是葡萄牙人。1415年，葡萄牙人占領(lǐng)非洲西北角的休達(dá)城，開(kāi)始在非洲取得前進(jìn)的據(jù)點(diǎn)。隨后，在航海家亨利親王的倡導(dǎo)和獎(jiǎng)勵(lì)下，葡萄牙人于1432年占領(lǐng)亞速爾群島，后又于1456年占領(lǐng)佛得角群島。1462年，亨利親王死后，葡萄牙探險(xiǎn)隊(duì)沿非洲西海岸南下，到達(dá)賽拉利昂及赤道附近幾內(nèi)亞一帶。1486年，葡萄牙航海家迪亞士終于航抵非洲最南端的風(fēng)暴角（因繞過(guò)此處獲取印度財(cái)富在望，葡萄牙國(guó)王將其改名“好望角”），完成了探航史上的重要?dú)v程。

1497年7月8日，葡萄牙另一位著名航海家達(dá)·伽馬，奉葡萄牙國(guó)王之命率4艘船只約160名船員由里斯本出發(fā)，沿著迪亞士的路線，到達(dá)好望角，抵莫塞爾灣。到達(dá)莫桑比克，4月到達(dá)馬林迪。然后船隊(duì)由阿拉伯海員馬吉德領(lǐng)航，循中國(guó)海員開(kāi)辟的航線，經(jīng)印度洋，到達(dá)當(dāng)時(shí)印度南部的商業(yè)中心卡利庫(kù)特城，開(kāi)辟了由歐洲繞過(guò)非洲南端直達(dá)印度的新航線。

達(dá)·伽馬的船隊(duì)從印度返航，以阿拉伯海至馬林迪時(shí)，不少船員死于壞血病，包括達(dá)·伽馬的弟弟。當(dāng)于1499年回到里斯本時(shí)，出發(fā)時(shí)160人只剩下50多人。此行葡萄牙人滿載東方的香料、寶石和絲綢等回到歐洲，把東西高價(jià)脫手，獲純利相當(dāng)于此次航行費(fèi)用的60倍。達(dá)·伽馬被葡萄牙國(guó)王封為印度洋的海軍上將。2、美洲大陸的發(fā)現(xiàn)——哥倫布

哥倫布，1451年出生在意大利熱那亞一個(gè)紡織工人家庭，沒(méi)有受過(guò)正規(guī)的教育。但他青年時(shí)代非?？炭?，閱讀了很多天文、地理方面的書(shū)。他讀過(guò)《馬可·波羅游記》，對(duì)東方的富庶非常向往，總想找到一條從歐洲通向中國(guó)、印度的新航線。為此他參加了船隊(duì)工作。1476年，他所在的商船隊(duì)遭到法、葡聯(lián)合艦隊(duì)的襲擊，他抓住一塊木板飄到葡萄牙，從此定居葡萄牙。哥倫布相信大地球形說(shuō)，認(rèn)為從歐洲西航可到達(dá)東方的中國(guó)和印度，并屢次向葡萄牙國(guó)王提出西航計(jì)劃，但均未被采納。后來(lái)又向西歐其他國(guó)家當(dāng)權(quán)者游說(shuō)，希望得到資助，也未成功。1485年，哥倫布感到在葡萄牙已無(wú)法實(shí)現(xiàn)自已的西航夢(mèng)想，便移居西班牙，向伊莎貝拉一世女王求助。1492年4月，他的計(jì)劃終為西班牙國(guó)王所接受。

1519年9月20日，麥哲倫率船5艘、水手265人，由西班牙的圣盧卡港啟航，1521年3月，麥哲倫的船隊(duì)到達(dá)了菲律賓。在馬克坦島，麥哲倫因干涉當(dāng)?shù)赝林膬?nèi)訌而于4月27日被土著殺害。余眾于11月到達(dá)該次航行的目的地摩鹿加群島。僅存的一只船“維多利亞”號(hào)和18名瘦弱不堪的船員，由西班牙人埃爾卡諾率領(lǐng)，橫渡印度洋，繞過(guò)好望角，于1522年9月6日返抵西班牙，完成了人類歷史上首次環(huán)球航行，歷時(shí)整整三年。出發(fā)時(shí)265名水手，只有18人生還。

哥倫布的西航雖然沒(méi)有到達(dá)東方的中國(guó)和印度，但卻激發(fā)了歐洲人航海探險(xiǎn)的熱情。1513年，西班牙探險(xiǎn)家巴爾沃亞穿過(guò)巴拿馬地峽，并登上了達(dá)里恩著名的山峰。他極目遠(yuǎn)眺，看到了西面大片浩淼的水域，他稱之為“大南?！?。這是歐洲人首次看到真正意義上的太平洋。于是，歐洲人對(duì)太平洋的探險(xiǎn)開(kāi)始了，并由此進(jìn)行了人類首次的環(huán)球航行。完成這個(gè)壯舉的是葡萄牙航海家麥哲倫。

3、人類首次環(huán)球航行——麥哲倫

麥哲倫，約1480年出生于葡萄牙北部波爾圖一個(gè)破落騎士的家庭。少年時(shí)曾為王宮侍童。青年時(shí)代曾為他的祖國(guó)立下過(guò)戰(zhàn)功。后由于向葡萄牙國(guó)王建議西航開(kāi)辟新航線遭到拒絕而移居西班牙，得到西班牙國(guó)王查理一世的支持和資助，去開(kāi)辟西航香料群島的新航線。1519年9月20日，麥哲倫率船5艘、水手265人，由西班牙的圣盧卡港啟航，1521年3月，麥哲倫的船隊(duì)到達(dá)了菲律賓。在馬克坦島，麥哲倫因干涉當(dāng)?shù)赝林膬?nèi)訌而于4月27日被土著殺害。余眾于11月到達(dá)該次航行的目的地摩鹿加群島。僅存的一只船“維多利亞”號(hào)和18名瘦弱不堪的船員，由西班牙人埃爾卡諾率領(lǐng)，橫渡印度洋，繞過(guò)好望角，于1522年9月6日返抵西班牙，完成了人類歷史上首次環(huán)球航行，歷時(shí)整整三年。出發(fā)時(shí)265名水手，只有18人生還。

哥倫布、達(dá)·伽馬、麥哲倫等人的航行及其取得的地理大發(fā)現(xiàn)，其意義是深遠(yuǎn)的。它發(fā)生于西方資本主義原始積累時(shí)期，改變了世界各大陸和各大洋的分割孤立狀態(tài)。加強(qiáng)了世界范圍的聯(lián)系，為世界市場(chǎng)的形成準(zhǔn)備了條件。同時(shí)，它以實(shí)踐證實(shí)了地圓學(xué)說(shuō)，為建立新的天文學(xué)和地學(xué)奠定了基礎(chǔ)，對(duì)近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有不可估量的意義。更重要的是它所引起的思想觀念的革命。它用實(shí)踐突破了所謂壟經(jīng)典的理論知識(shí)限界，使人的思維方式從對(duì)權(quán)威的盲目崇拜中解放出來(lái)。

三、宗教改革

中世紀(jì)的西歐，天主教會(huì)是最有勢(shì)力的封建主集團(tuán)，是封建制度的國(guó)際政治中心，并且壟斷著文化教育和意識(shí)形態(tài)。隨著封建制度的瓦解和資本主義關(guān)系的產(chǎn)生，新興資產(chǎn)階級(jí)與封建主之間的矛盾日益尖銳化，而一切反封建的斗爭(zhēng)必然采取神學(xué)異端的形式。早在13、14世紀(jì)，已經(jīng)有了改革天主教會(huì)和建立廉儉教會(huì)的呼聲。文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)給了宗教改革以巨大的推動(dòng)作用。到16世紀(jì)，宗教改革發(fā)展到一個(gè)新階段，提出以信仰得救為核心和建立廉儉教會(huì)的系統(tǒng)理論，并且發(fā)展成遍及西歐各國(guó)的運(yùn)動(dòng)。

最先向教會(huì)發(fā)難的是德國(guó)人路德。16世紀(jì)初，德意志是羅馬教廷搜刮的主要對(duì)象。教皇派人到德意志去兜售贖罪券，使財(cái)富源源不斷地流進(jìn)教皇的財(cái)庫(kù)。這種赤裸裸的斂財(cái)行徑，遭到德意志人民的強(qiáng)烈反對(duì)。路德為反對(duì)教皇的壓榨，于1517年10月31日首先提出抨擊教皇出售贖罪券的《九十五條論綱》?！毒攀鍡l論綱》成了德意志人民反對(duì)教皇及天主教會(huì)的共同綱領(lǐng)和農(nóng)民、平民舉行反封建起義的信號(hào)。1520年，路德又接連發(fā)表《致德意志基督教貴族公開(kāi)書(shū)》、《羅馬教皇權(quán)》、《論基督教徒的自由》等論文，提出信仰得救，不必通過(guò)由教士主持的各種宗教儀式，建立廉儉教會(huì)和改革文化教育的主張，號(hào)召驅(qū)逐天主教會(huì)勢(shì)力實(shí)現(xiàn)德意志獨(dú)立。

宗教改革打破了天主教會(huì)的壟斷地位，天主教的大量土地和財(cái)產(chǎn)被沒(méi)收。英國(guó)、荷蘭、瑞士、北歐諸國(guó)和德意志部分地區(qū)，紛紛成立不受羅馬控制的新教組織。天主教雖竭力反撲，殘酷鎮(zhèn)壓一切被稱為異端的人，但已無(wú)法恢復(fù)以前的狀況。宗教改革摧毀了天主教會(huì)的精神獨(dú)裁。新教成為早期資產(chǎn)階級(jí)革命的旗幟，并對(duì)后來(lái)的資產(chǎn)階級(jí)革命產(chǎn)生重大影響。是文藝復(fù)興時(shí)期另一重大的思想解放運(yùn)動(dòng)，對(duì)后來(lái)的科學(xué)革命也產(chǎn)生了巨大的影響。1.1科學(xué)革命的突破

近代科學(xué)首先在天文學(xué)和醫(yī)學(xué)生理學(xué)兩大領(lǐng)域取得了突破性勝利。1543年出版的哥白尼的《天球運(yùn)行論》和維薩留斯的《人體結(jié)構(gòu)》，成為近代科學(xué)革命的開(kāi)端。1.1.1天文學(xué)革命天文學(xué)作為一門(mén)古老的學(xué)科，研究廣闊空間中天體的位置、分布、運(yùn)動(dòng)、形態(tài)結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)、化學(xué)組成和演化規(guī)律。希臘古代天文學(xué)對(duì)后來(lái)歐洲天文學(xué)有很大的影響，它特別注重構(gòu)造宇宙的幾何模型，力圖用簡(jiǎn)單優(yōu)美的幾何模型揭示宇宙的和諧性。古希臘天文學(xué)托勒密提出了系統(tǒng)化的“地心說(shuō)”理論。

在托勒密的地心說(shuō)看來(lái)，地球處于宇宙的中心，靜止不動(dòng)，太陽(yáng)及其他行星圍繞著地球運(yùn)行。為了解釋與彌合天文觀測(cè)的差距，托勒密構(gòu)造出本輪一均輪體系，以使地球中心體系符合觀察到的星體運(yùn)動(dòng)路徑。但是，這個(gè)體系的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際觀測(cè)的誤差，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)不斷積累。特別是15世紀(jì)以來(lái)，隨著環(huán)球航行、地理大發(fā)現(xiàn)帶來(lái)的航海事業(yè)的大發(fā)展，大量更精確的天文觀測(cè)暴露出“地心說(shuō)”與實(shí)際的偏差越來(lái)越大。哥白尼經(jīng)過(guò)數(shù)十年的觀察和研究，終于建立起以太陽(yáng)為中心的宇宙體系——“日心說(shuō)”。日心說(shuō)認(rèn)為，地球并非靜止不動(dòng)，也不處于宇宙中心，地球是一顆普通的行星，它既有繞自轉(zhuǎn)軸的自轉(zhuǎn)，又與其他行星一起圍繞宇宙中心——太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。這就使得以前看來(lái)極不協(xié)調(diào)的種種天象變得簡(jiǎn)單而和諧。日心說(shuō)是哲學(xué)思考、實(shí)際觀測(cè)和數(shù)學(xué)計(jì)算的杰作。

作為僧正的哥白尼，職務(wù)是輕松的。他把大部分精力都用在天文學(xué)的研究上。哥白尼從護(hù)衛(wèi)大教堂的城墻上選一座箭樓做宿舍，并選擇頂上一層有門(mén)通向城上的平臺(tái)作為天文臺(tái)。他自制了各種儀器，孜孜不倦地從事天文觀測(cè)和研究達(dá)30多年。這地方后來(lái)被稱為“哥白尼塔”，自17世紀(jì)以來(lái)被人們作為天文學(xué)的圣地保存下來(lái)。正是在這里幾十年的觀測(cè)數(shù)據(jù)，使哥白尼建立了日心地動(dòng)說(shuō)，還地球運(yùn)動(dòng)的本來(lái)面目。所以后人稱哥白尼是“推動(dòng)地球”的巨人。

在1543年出版的《天體運(yùn)動(dòng)論》中，哥白尼向人們描述他的宇宙圖景：太陽(yáng)位于宇宙的中心，有五顆當(dāng)時(shí)已知的行星和地球圍繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)。地球也是行星，是球形的，它在繞著自己的軸轉(zhuǎn)，并繞著太陽(yáng)公轉(zhuǎn)，它與其他行星毫無(wú)區(qū)別。行星的排列次序如下：水星、金星、地球、火星、木星、土星。月亮是地球的衛(wèi)星，它繞著地球旋轉(zhuǎn)。恒星則在遠(yuǎn)離太陽(yáng)的一個(gè)天球面上靜止不動(dòng)。哥白尼的日心體系通過(guò)假設(shè)地動(dòng),就把托勒密體系的近80個(gè)圓一下子減為34個(gè)，這樣，哥白尼體系就比托勒密體系要簡(jiǎn)明合理得多了。

哥白尼的日心體系也有其科學(xué)認(rèn)識(shí)上的難題：一是為什么觀測(cè)不出恒星的視差?二是為什么感覺(jué)不到地動(dòng)?

在今天看來(lái)，雖然哥白尼學(xué)說(shuō)錯(cuò)誤很多，但日心說(shuō)的發(fā)表仍是近代科學(xué)史上的一件劃時(shí)代的大事。1、它把千余年來(lái)一直占統(tǒng)治地位的日地關(guān)系顛倒了過(guò)來(lái)，描述了一種和諧、簡(jiǎn)單、優(yōu)美的太陽(yáng)系結(jié)構(gòu)，從而使得天文學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展有了牢靠的基礎(chǔ)，成為近代天文學(xué)誕生的標(biāo)志；2、日心說(shuō)提出的日靜地動(dòng)的觀念與人們直覺(jué)的沖突，以及地動(dòng)帶來(lái)的與當(dāng)時(shí)占統(tǒng)治地位的亞里士多德物理學(xué)的沖突，又激發(fā)了物理學(xué)理論和實(shí)踐的革命，推動(dòng)了力學(xué)研究的發(fā)展，從而也就成為近代科學(xué)誕生的標(biāo)志。3、哥白尼的日心說(shuō)動(dòng)搖了神學(xué)宇宙觀的支柱，或者說(shuō)，這個(gè)學(xué)說(shuō)的提出意味著反對(duì)宗教化了的地心說(shuō)，向人們表明宗教神學(xué)觀念也不是不可動(dòng)搖的，因而哥白尼著作的發(fā)表成為了自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來(lái)的宣言書(shū)?，F(xiàn)代科學(xué)史家一般把《天體運(yùn)行論》出版的1543年作為近代科學(xué)的誕生年。

古代的自然哲學(xué)家們把人體稱為“小宇宙”，并且猜測(cè)“小宇宙”與大宇宙存在某種相似性。16世紀(jì)，正當(dāng)哥白尼提出日心說(shuō)在大宇宙領(lǐng)域向宗教神學(xué)提出挑戰(zhàn)之時(shí)，維薩里、塞爾維特、哈維等人對(duì)人體進(jìn)行了研究，并取得重大突破，從而在“小宇宙”領(lǐng)域也向宗教神學(xué)發(fā)起沖擊。

一、男人的肋骨并不比女人少——維薩里和他的《人體結(jié)構(gòu)》二、血液肺循環(huán)的發(fā)現(xiàn)——塞爾維特三、血液循環(huán)理論的確立——哈維和《心血運(yùn)動(dòng)論》1.1.2“小宇宙”大革命—醫(yī)學(xué)生理學(xué)革命

一、男人的肋骨并不比女人少

——維薩里和他的《人體結(jié)構(gòu)》

維薩里（1514—1564），布魯塞爾人。佛蘭德斯的醫(yī)師，人體解剖學(xué)的奠基人。因?yàn)槟菚r(shí)的醫(yī)學(xué)院只照本宣科地講述蓋倫的著作，根本不作認(rèn)真的醫(yī)學(xué)實(shí)踐，解剖學(xué)成了一種裝飾。學(xué)生難得看到教師的解剖演示。有時(shí)候教師會(huì)讓屠夫或理發(fā)師來(lái)解剖動(dòng)物讓學(xué)生觀摩。而蓋倫醫(yī)學(xué)對(duì)人體的認(rèn)識(shí)主要基于豬、猴等動(dòng)物解剖，與人體差別很大。維薩里對(duì)這種學(xué)風(fēng)極為不滿。于是他就設(shè)法自己弄尸體來(lái)解剖。通過(guò)解剖，他掌握了豐富的人體解剖知識(shí)。

1543年，維薩里在巴塞羅那出版了劃時(shí)代的著作《人體結(jié)構(gòu)》。該書(shū)共七卷，最大的特點(diǎn)是插圖多，讓人看上去一目了然。維薩里所著的《人體結(jié)構(gòu)》，后來(lái)成了醫(yī)學(xué)解剖學(xué)的經(jīng)典。該書(shū)第一卷敘述了人體的骨骼系統(tǒng)，附有極為詳盡而準(zhǔn)確的骨骼標(biāo)本插圖。該書(shū)在繼承蓋倫解剖學(xué)成就的基礎(chǔ)上，向人們展示了大量全新的人體知識(shí)，并糾正了蓋倫的許多錯(cuò)誤。維薩里在該書(shū)的序言中曾這樣說(shuō)：“我在這里并不是無(wú)故挑剔蓋倫的缺點(diǎn)，相反，我肯定蓋倫是一位大解剖學(xué)家，他解剖過(guò)很多動(dòng)物，但限于條件，就是沒(méi)有解剖過(guò)人體，以致造成許多錯(cuò)誤。在一門(mén)簡(jiǎn)單的解剖課程中，我能指出他的200多處錯(cuò)誤。但我還是尊重他。”維薩里的《人體結(jié)構(gòu)》之后，解剖學(xué)得到全面深入的發(fā)展，近代醫(yī)學(xué)也在此基礎(chǔ)上逐步形成。二、血液肺循環(huán)的發(fā)現(xiàn)——塞爾維特

維薩里的《人體結(jié)構(gòu)》沒(méi)有解決人體血液流動(dòng)的方向，通道和作用問(wèn)題。最終徹底解決這個(gè)問(wèn)題的是哈維，而首先在這個(gè)問(wèn)題上取得重大突破的是塞爾維特。塞爾維特（1511—1553）：1536年，他在巴黎學(xué)習(xí)地理、天文和醫(yī)學(xué)。他與維薩里是同學(xué)，兩個(gè)人曾一起解剖過(guò)尸體。1537年，維薩里離開(kāi)了巴黎，而塞爾維特繼續(xù)進(jìn)行解剖實(shí)驗(yàn)研究。就是在這期間，他做出了重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)——血液小循環(huán)(肺循環(huán))。1553年，他出版了《基督教的復(fù)興》一書(shū)，其中用6頁(yè)左右的篇幅描述了他發(fā)現(xiàn)的血液小循環(huán)。書(shū)中還廣泛涉及法律、政治、宗教、天文、物理、醫(yī)學(xué)等一系列學(xué)科的重大問(wèn)題。此書(shū)剛一出版，塞爾維特即被宗教裁判所逮捕。最后，塞爾維特被牢牢地鎖在火刑柱上，被點(diǎn)燃的木柴活活地烤了兩個(gè)小時(shí)，慘不忍睹地被燒死了。他的著作也同時(shí)被燒了，只有《基督教的復(fù)興》一書(shū)幸存下三本手抄本。

三、血液循環(huán)理論的確立—哈維和《心血運(yùn)動(dòng)論》

哈維（1578—1657）：英國(guó)人，早年曾在意大利帕多瓦大學(xué)學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)，帕多瓦大學(xué)是當(dāng)時(shí)歐洲最著名的高等科學(xué)學(xué)府，其醫(yī)學(xué)院具有維薩里開(kāi)創(chuàng)的親自動(dòng)手做人體解剖的良好傳統(tǒng)。哈維留學(xué)期間，伽利略正在帕多瓦任教，這位實(shí)驗(yàn)科學(xué)大師的科學(xué)思想使哈維受益非淺，使他懂得了實(shí)驗(yàn)對(duì)于科學(xué)理論的重要性。1607年，哈維被接受為皇家醫(yī)學(xué)院成員。大約就是從這時(shí)起，哈維開(kāi)始了他的血液循環(huán)研究實(shí)驗(yàn)。后來(lái)，哈維的解剖實(shí)驗(yàn)得到國(guó)王的支持，并向他提供方便條件。在嚴(yán)格的人體解剖和動(dòng)物的活體解剖為基礎(chǔ)上，哈維發(fā)現(xiàn)了血液大循環(huán)規(guī)律。

1615年，他在應(yīng)聘就職的醫(yī)學(xué)院課堂里開(kāi)始用血液循環(huán)學(xué)說(shuō)代替蓋倫的醫(yī)學(xué)來(lái)講授人體結(jié)構(gòu)。1628年，也就是哈維公開(kāi)演講血液循環(huán)學(xué)說(shuō)的13年以后，他的著作《關(guān)于動(dòng)物心臟與血液運(yùn)動(dòng)的解剖研究》(簡(jiǎn)稱《心血運(yùn)動(dòng)論》)在德國(guó)法蘭克福出版。哈維的貢獻(xiàn)是劃時(shí)代的，他的工作標(biāo)志著新的生命科學(xué)的開(kāi)始，屬于發(fā)端于16世紀(jì)的科學(xué)革命的一個(gè)重要組成部分。哈維因?yàn)樗某錾男难到y(tǒng)的研究，被后人譽(yù)為“近代生理學(xué)之父”，成為與哥白尼、伽利略等人齊名的科學(xué)革命的巨匠。他的《心血運(yùn)動(dòng)論》一書(shū)也像《天體運(yùn)行論》、《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大體系的對(duì)話》等著作一樣，成為科學(xué)革命時(shí)期以及整個(gè)科學(xué)史上極為重要的文獻(xiàn)。血液循環(huán)理論的建立，具有重要的科學(xué)價(jià)值，成了臨床醫(yī)學(xué)的理論基礎(chǔ)，同時(shí)也成了近代生理學(xué)的重要基礎(chǔ)。在哈維以后，比較解剖學(xué)、人體生理學(xué)、醫(yī)學(xué)等生物學(xué)學(xué)科逐步建立起來(lái)。

哥白尼地動(dòng)學(xué)說(shuō)遇到兩大困難：第一即恒星視差問(wèn)題，以當(dāng)時(shí)的觀測(cè)條件無(wú)法解決；第二即地動(dòng)拋物問(wèn)題，這需要新的物理運(yùn)動(dòng)理論來(lái)加以解釋。除此而外，開(kāi)普勒所發(fā)現(xiàn)的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，也要求一個(gè)動(dòng)力學(xué)的解釋：天球被打碎之后，行星為什么還能夠被緊緊地束縛在太陽(yáng)周圍，繞著太陽(yáng)做規(guī)則運(yùn)動(dòng)？

哥白尼革命直接導(dǎo)致對(duì)新物理學(xué)的尋求。正是在將天空動(dòng)力學(xué)與地上物理學(xué)相結(jié)合之后，有別于亞里士多德物理學(xué)的新物理學(xué)才在伽利略和牛頓手中誕生了。

1.2經(jīng)典力學(xué)的奠基

1.2.1日心、地心混合的折衷宇宙體系—第谷

哥白尼死后三年，在丹麥誕生了一位卓越的天文觀測(cè)者—第谷，后來(lái)他成為近代天文學(xué)的奠基人之一。1546年12月14日，第谷出生于丹麥的克努茲斯圖普(今屬瑞典)的一個(gè)貴族家庭。1559年進(jìn)哥本哈根大學(xué)學(xué)習(xí)法律。14歲那年，因?yàn)閰⒓恿艘淮稳帐秤^察，對(duì)天文學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，便改學(xué)數(shù)學(xué)和天文學(xué)。

1563年開(kāi)始，第谷自己購(gòu)買(mǎi)儀器進(jìn)行天文觀測(cè)，首先發(fā)現(xiàn)了木星和土星的運(yùn)動(dòng)與當(dāng)時(shí)流行的星表不一致。1571年11月11日，第谷觀測(cè)到了一顆新的恒星（第谷星），并將自己的觀測(cè)結(jié)果寫(xiě)成了《論新星》一書(shū)，并因此在天文學(xué)界聲望大增。

丹麥國(guó)王腓特烈二世十分賞識(shí)第谷的才能，聘他為皇家天文學(xué)家，并專門(mén)撥巨額為他在維文島修建了一座的天文臺(tái)——烏倫堡天文臺(tái)，意思是“天文之城”。設(shè)有四個(gè)觀象臺(tái)，一個(gè)圖書(shū)館，一個(gè)實(shí)驗(yàn)室，裝備了當(dāng)時(shí)最全最新的觀測(cè)儀器。這是近代第一個(gè)真正的天文臺(tái)，于1580年落成。第谷在那里工作了近20多年。期間，第谷利用當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的觀測(cè)技術(shù)，廣泛、系統(tǒng)、細(xì)致、精確地觀測(cè)并記錄天象，達(dá)到了那個(gè)時(shí)代的最高水平。他的天象記錄，幾乎包羅了望遠(yuǎn)鏡發(fā)明之間肉眼所能觀測(cè)到的全部?？梢哉f(shuō)第谷的工作達(dá)到了肉眼觀測(cè)最高峰，被后世稱為“星學(xué)之王”。

1577年，第谷觀測(cè)到了慧星，并確認(rèn)慧星是一個(gè)比月亮遠(yuǎn)得多的天體，這又一次打擊了關(guān)于天界完美的觀點(diǎn)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)經(jīng)典權(quán)威認(rèn)為慧星只是大氣現(xiàn)象。第谷還發(fā)現(xiàn)了許多新的現(xiàn)象，如黃赤交角變化，月球運(yùn)行的二均差，以及歲差的測(cè)定等。第谷是一個(gè)天才的觀測(cè)家，理論上卻因循守舊。第谷雖然對(duì)托勒密體系很不滿意，但也不同意地動(dòng)概念。他在《論慧星》的書(shū)中提出了自己設(shè)計(jì)的混合體系。第谷系統(tǒng)、精確的觀測(cè)材料，為歷法改革奠定了基礎(chǔ)。更重要的是他積累了大量有關(guān)行星運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)資料，為后來(lái)開(kāi)普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。第谷對(duì)科學(xué)更大的貢獻(xiàn)還在于他作為伯樂(lè)發(fā)現(xiàn)了一匹千里馬，一匹將為天空立法的千里馬。

開(kāi)普勒25歲應(yīng)邀成為第谷的助手，開(kāi)始與第谷合作。他們的合作，這是科學(xué)史上的一件大事，它意味著經(jīng)驗(yàn)觀察與數(shù)學(xué)理論在天文學(xué)上的結(jié)合。同時(shí)他們的合作也是科學(xué)史上科學(xué)合作的美妙范例。因?yàn)榈诠染谟^測(cè)而短于理論分析，開(kāi)普勒善于抽象思維而不善于觀測(cè)(因?yàn)橐暳κ艿竭^(guò)損傷)，他們各有所長(zhǎng)各有所短，結(jié)合起來(lái)取長(zhǎng)補(bǔ)短，就導(dǎo)致了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的重大突破。

2、開(kāi)普勒：天空的立法者

開(kāi)普勒是一個(gè)思想家，在數(shù)學(xué)上很有造詣。他的興趣主要不在積累更多的觀測(cè)資料上，而是希望利用第谷這批珍貴的觀測(cè)資料把哥白尼日心說(shuō)中的行星運(yùn)動(dòng)曲線描繪出來(lái)。開(kāi)普勒首先研究的是火星發(fā)現(xiàn)了火星的真實(shí)軌道是橢圓，而太陽(yáng)恰好位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。……一個(gè)個(gè)不眠之夜過(guò)后，經(jīng)多年苦戰(zhàn)，開(kāi)普勒終于發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)第三定律。自從這三大定律被發(fā)現(xiàn)之后，行星的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)立刻便失去了它的神秘性。更為重要的是，它將哥白尼的理論推進(jìn)了一步，為專業(yè)天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家提供了支持日心說(shuō)的強(qiáng)有力論據(jù)。人們稱贊他是“天空立法者”。“現(xiàn)代天體力學(xué)的真正奠基人”。此外，開(kāi)普勒定律還為牛頓數(shù)十年后發(fā)現(xiàn)的萬(wàn)有引力定律鋪平了道路。

除此之外，開(kāi)普勒在天文觀測(cè)上也做了不少工作。他發(fā)現(xiàn)了銀河系內(nèi)的一顆超新星，后人為了紀(jì)念他稱之為開(kāi)普勒星。1607年他還觀測(cè)了一顆大慧星，就是后來(lái)的哈雷慧星。他在光學(xué)和數(shù)學(xué)上也頗有建樹(shù)。開(kāi)普勒對(duì)光學(xué)很有研究。他是近代實(shí)驗(yàn)光學(xué)的奠基人之一。1611年出版《光學(xué)》一書(shū)，闡述了光的折射原理和近代望遠(yuǎn)鏡的理論。他把伽利略式望遠(yuǎn)鏡的凹透鏡的目鏡改成用小凸透鏡。這種望遠(yuǎn)鏡被稱為開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡。

在數(shù)學(xué)上，開(kāi)普勒出過(guò)《測(cè)量酒桶體積的新方法》一書(shū)，使用了“無(wú)窮小”的計(jì)算法，并對(duì)對(duì)數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。

1.2.3伽利略——近代物理學(xué)之父

在近代科學(xué)的開(kāi)創(chuàng)者行列里，伽利略最為突出：是他創(chuàng)造并示范了新的科學(xué)實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)、以追究事物之量的數(shù)學(xué)關(guān)系為目標(biāo)的研究綱領(lǐng)。以及將實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)相結(jié)合的科學(xué)方法。正是他的工作，將近代物理學(xué)乃至近代科學(xué)引上了歷史的舞臺(tái)。伽利略·伽利萊1564年2月15日生于意大利的比薩，文藝復(fù)興時(shí)期著名的藝術(shù)家米開(kāi)朗其羅是在他出世后三天逝世的。被認(rèn)為是文藝復(fù)興轉(zhuǎn)入科學(xué)的一種征兆。伽利略傾心于研究歐幾里得的幾何學(xué)和阿基米德的物理學(xué)，很快聲名遠(yuǎn)揚(yáng)。朋友們都稱他為“新時(shí)代的阿基米德”。

伽利略（1564—1642）。意大利人，偉大的物理學(xué)家和天文學(xué)家，近代實(shí)驗(yàn)科學(xué)的奠基人之一，被稱為近代力學(xué)之父，“當(dāng)代的阿基米德”。伽利略對(duì)天文學(xué)的一大貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)了望遠(yuǎn)鏡。1610年和1613年，伽利略分別出版了《星際使者》和《關(guān)于太陽(yáng)黑子的書(shū)信》這兩本書(shū)。在這兩本書(shū)中，伽利略公布了他用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到的一系列發(fā)現(xiàn)。還宣告他觀測(cè)到了行星“繞著太陽(yáng)運(yùn)行”。這一切有力地推動(dòng)了哥白尼日心說(shuō)的傳播。《星際使者》的暢銷，使伽利略成為整個(gè)歐洲的著名人物。人們驚嘆：“哥倫布發(fā)現(xiàn)了新大陸，伽利略發(fā)現(xiàn)了新宇宙。”因此，后人又稱伽利略為“天空哥倫布”。

1632年，伽利略出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話》一書(shū)。該書(shū)是科學(xué)史上的名著，伽利略花了八年才得完成。此書(shū)在表面上保持中立，但實(shí)際上卻為哥白尼體系辯護(hù)，并多次對(duì)教皇和主教隱含嘲諷，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了僅以數(shù)學(xué)假設(shè)進(jìn)行討論的范圍。全書(shū)筆調(diào)詼諧，在意大利文學(xué)史上列為名著。愛(ài)因斯坦評(píng)論說(shuō)：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用的科學(xué)推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開(kāi)端。伽利略開(kāi)創(chuàng)的近代物理學(xué)奠基于當(dāng)時(shí)一大批其他物理學(xué)家的工作。斯臺(tái)文即其中之一。斯臺(tái)文1548年生于比利時(shí)的布魯日。據(jù)說(shuō)他早先是當(dāng)?shù)氐亩悇?wù)官，后來(lái)進(jìn)荷蘭的萊頓大學(xué)任教。他曾經(jīng)為荷蘭軍隊(duì)設(shè)計(jì)了一套堤堰的水閘系統(tǒng)，這套系統(tǒng)可以在敵人入侵時(shí)將全國(guó)淹沒(méi)。斯臺(tái)文的工作是多方面的。在數(shù)學(xué)上，他最早翻譯了刁番都的著作，并引進(jìn)了十進(jìn)制小數(shù)。在靜力學(xué)方面，他證明了液體中任一面積所所受的壓力只與液體的高度和面積有關(guān)，而與容器的形狀無(wú)關(guān)，這實(shí)際上開(kāi)創(chuàng)了流體靜力學(xué)。他研究了斜面上物體的平衡問(wèn)題，證明了兩塊連成三角形的斜面上搭著的鐵鏈在何種條件下靜止不動(dòng)，這實(shí)際上繼承并發(fā)展了阿基米德關(guān)于靜力學(xué)的研究工作。此外，他于1586年就做過(guò)落體實(shí)驗(yàn)，表明重物與輕物同時(shí)落地。1605年，他的《數(shù)學(xué)札記》在萊頓出版，書(shū)中記載了他的這些科學(xué)工作。1620年，斯臺(tái)文在荷蘭去世。

1、斯臺(tái)文的靜力學(xué)研究（1548---1620）

威廉·吉爾伯特1544年5月24日生于英國(guó)埃塞克斯郡的科爾切斯特。盡管以磁學(xué)研究的先驅(qū)而聞名于世，但他終生的職業(yè)是位醫(yī)生。他于1569年在劍橋大學(xué)獲醫(yī)科學(xué)位；1573年在倫敦定居，成為當(dāng)時(shí)的名醫(yī)；160年被任命為皇家醫(yī)學(xué)院院長(zhǎng)；1601年被招為伊麗莎白女王的宮廷醫(yī)生，享受豐厚的年薪。吉爾伯特終生獨(dú)身，將閑暇全都用于搞物理實(shí)驗(yàn)，1600年出版的《論磁》一書(shū)，使他在物理學(xué)史上留下了不朽的位置。

他發(fā)現(xiàn)了磁傾角，并由磁傾角推測(cè)出地球是一塊大磁石，而且用一個(gè)球形的磁石做了一個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)，證明了磁傾角的確來(lái)源于球狀大磁石。他提出了質(zhì)量、力等新概念。除了研究磁力外，他還研究電力等自然界其他類型的力。

2、吉爾伯特的磁學(xué)研究

這個(gè)時(shí)期力學(xué)上另一重大的發(fā)展是流體力學(xué)?；诰脑O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，托里拆利、帕斯卡、波義爾與蓋里克等人將流體力學(xué)提高到與固體力學(xué)同樣高的水平。真空問(wèn)題是當(dāng)時(shí)流體力學(xué)研究的一個(gè)核心問(wèn)題。在亞里士多德的自然哲學(xué)中，真空即沒(méi)有任何物質(zhì)的空間是不可思議的。

意大利物理學(xué)家托里拆利1608年生于法恩扎，青年時(shí)代深受伽利略的影響。伽利略在被軟禁時(shí)期讀過(guò)他寫(xiě)的一本關(guān)于力學(xué)的書(shū)，對(duì)他十分欣賞，并邀請(qǐng)他到佛羅倫薩來(lái)。伽利略臨終之前，托里拆利一直呆在他的身邊。伽利略死后，托氏接替了他的宮廷數(shù)學(xué)家職位。

3、真空問(wèn)題：托里拆利、帕斯卡、蓋里克與波義爾

伽利略去世后的1643年，托里拆利與伽利略的另一個(gè)更年輕的學(xué)生維維安尼一起在佛羅倫薩做了著名的“托里拆利實(shí)驗(yàn)”。

由于空氣的重量是有限的，所以能支撐的水銀柱高也是有限的，而倒立著的管子里被水銀空出來(lái)的那一段就是真空托里拆利還注意到水銀柱高每天略有變化，他正確解釋說(shuō)，那是因?yàn)槊咳湛諝庵亓柯杂凶兓?，?shí)際上使這根水銀柱成了第一個(gè)氣壓計(jì)。托里拆利在一根四英尺長(zhǎng)的一端封閉的玻璃管內(nèi)注滿水銀，用手堵住開(kāi)口的一端．|管子倒立著放入水銀盤(pán)中，松開(kāi)手水銀果然向下流，但是當(dāng)流到水銀柱高約30英寸(760毫米)時(shí)，水銀不再下流了。托里拆利認(rèn)識(shí)到，所謂排斥真空的力不是別的，正是空氣的重量。

布萊斯·帕斯卡（1623---1662）法國(guó)物理學(xué)家。這位偉大的天才從小體弱多病，但智力發(fā)育超群絕倫。他只活了39歲，但卻在科學(xué)、哲學(xué)和文學(xué)上都創(chuàng)下了不朽的業(yè)績(jī)。16歲即出版了論圓錐曲線的著作；19歲發(fā)明了可做加減法的齒輪計(jì)算機(jī)（1642年），他的《致外省人信札》和《思想錄》是法蘭西文學(xué)中的精品，也鑄就了他作為思想家的名聲。在數(shù)學(xué)上，帕斯卡還在擺線問(wèn)題和概率論上做出過(guò)重要的貢獻(xiàn)。他最著名的工作還是他在液體靜力學(xué)方面研究所取得的成就-----帕斯卡原理：作用于密閉液體中的壓力可以完全傳遞到液體內(nèi)部任何一處，并且垂直地作用于它所接觸的任一界面上。

幾乎與此同時(shí)，關(guān)于真空的研究也在德國(guó)獨(dú)立地進(jìn)行，并最終誕生了著名的馬德堡半球?qū)嶒?yàn)(1654.5.8.)。實(shí)驗(yàn)是由當(dāng)時(shí)的馬德堡市市長(zhǎng)蓋里克（1602---1696年）設(shè)計(jì)的。他在電學(xué)方面也有重要的成就。自己設(shè)計(jì)制造過(guò)一臺(tái)摩擦起電機(jī)。還發(fā)現(xiàn)了同性電荷相斥的現(xiàn)象。

在英國(guó)，波義爾在流體方面也做出了重要的貢獻(xiàn)。設(shè)計(jì)出抽氣機(jī)，在自己創(chuàng)造的真空里，他首次證明了伽利略關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的觀點(diǎn)：一切物體不論輕重均同時(shí)下落。在抽去了空氣的透明圓筒里，羽毛和鉛塊果然同時(shí)下落。此外，他還證實(shí)了聲音在真空中不能傳播，而電吸引力卻可以穿透真空。波義爾在氣體力學(xué)中做出的最著名的工作是發(fā)現(xiàn)了波義爾一馬略特定律。這個(gè)定律因?yàn)樵?4年之后為法國(guó)物理學(xué)家馬略特所獨(dú)立發(fā)現(xiàn)，故用他們兩人的名字命名。中學(xué)生都知道這個(gè)定律：在壓縮空氣時(shí)，壓強(qiáng)越大，空氣體積越小，壓強(qiáng)與體積成反比。波義耳發(fā)現(xiàn)這個(gè)定律是在1662年。真空問(wèn)題的研究極大地促進(jìn)了流體力學(xué)的發(fā)展，為下個(gè)世紀(jì)蒸汽機(jī)的出現(xiàn)、動(dòng)力機(jī)械的廣泛使用以及工業(yè)革命奠定了基礎(chǔ)。

羅伯特·胡克1635年生于懷特島一個(gè)牧師家庭，少年時(shí)體弱多病，并且因患天花而落得一臉麻子。他從小并未受過(guò)什么教育，但他聰明好學(xué)，對(duì)當(dāng)時(shí)正在孕育的新物理學(xué)表現(xiàn)得十分有領(lǐng)悟力。波義爾在牛津一見(jiàn)到他就決定聘請(qǐng)他當(dāng)自己的助手，那是1654年。胡克心靈手巧，除了幫助波義爾造出了一臺(tái)精致的抽氣機(jī)外，自己還在物理、生物、天文學(xué)等領(lǐng)域均有所發(fā)現(xiàn)。最著名的顯微鏡實(shí)驗(yàn)以及他的名著《顯微圖》將在以后敘述，但值得一提的是，他在使用顯微鏡的過(guò)程中提出了光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)。他在理論方面的工作往往是不完整的(除彈性定律)胡克于1678年公布了這項(xiàng)工作。這一發(fā)現(xiàn)十分有意義，它為便攜式鐘表的制造提供了依據(jù)。人們從此可以不再用笨大的鐘擺而用小彈簧作為等時(shí)裝置，手表和小鬧鐘里的游絲就是這樣的小彈簧。4、胡克與彈性定律與牛頓同時(shí)代的另一位最偉大的物理學(xué)家當(dāng)推克里斯蒂安·惠更斯。他1629年4月14日出生于荷蘭海牙的一個(gè)政府要員之家，年輕時(shí)進(jìn)萊頓大學(xué)，受過(guò)良好的教育，在數(shù)學(xué)上有出眾的天才。1657年發(fā)表的關(guān)于概率論的著作可以顯示他在數(shù)學(xué)上的不凡造詣，但是他被吸引到自然科學(xué)上來(lái)，并在一系列領(lǐng)域做出了重要的貢獻(xiàn)。

1655年，惠更斯用自己新制的透鏡裝了一架清晰度和倍率更高的望遠(yuǎn)鏡。次年，他用這架望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了獵戶座星云；還發(fā)現(xiàn)了土星的一顆衛(wèi)星；同年，他還發(fā)現(xiàn)了土星的光環(huán)，并且注意到光環(huán)面相對(duì)于地球牽道面傾斜，因而周期性地側(cè)對(duì)地球，使地球上無(wú)法看清它。5、惠更斯：擺的研究

惠更斯對(duì)擺的研究是他最出色的物理學(xué)工作。伽利略雖然認(rèn)識(shí)到可以利用擺的等時(shí)性制造時(shí)鐘，而且還設(shè)計(jì)了圖紙，但并未付諸實(shí)施?；莞估^承了伽利略關(guān)于擺的研究。他發(fā)現(xiàn)，單擺只是近似等時(shí)，真正等時(shí)的擺動(dòng)軌跡不應(yīng)是一段圓弧而應(yīng)是段擺弧。他創(chuàng)造性地讓?xiě)揖€在兩片擺線狀?yuàn)A板之間運(yùn)動(dòng)，這樣的擺就是一段擺弧。將這個(gè)發(fā)現(xiàn)運(yùn)用于設(shè)計(jì)之中，惠更斯于1656年造出人類歷史上第一架擺鐘，這臺(tái)鐘的問(wèn)世標(biāo)志著人類進(jìn)入了一個(gè)新的計(jì)時(shí)時(shí)代。

1657年惠更斯取得了擺鐘的專利。1658年，出版《鐘表論》一書(shū)，對(duì)擺鐘的結(jié)構(gòu)作了說(shuō)明。1673年在巴黎出版的《擺鐘論》一書(shū)，不但記述了擺鐘的原理和具體設(shè)計(jì)，而且論述了惠更斯關(guān)于碰撞問(wèn)題和離心力的研究成果。由于惠更斯畢生與光學(xué)儀器打交道，因而在光學(xué)理論上也頗有建樹(shù)。在出版于1690年的《論光》一書(shū)中，惠更斯倡導(dǎo)光是振動(dòng)的傳的傳播理論。

英國(guó)著名詩(shī)人波普曾經(jīng)寫(xiě)過(guò)一首贊美牛頓的詩(shī)，詩(shī)是這樣寫(xiě)的：自然和自然的規(guī)律，隱藏在黑夜里。上帝說(shuō)：“生一個(gè)牛頓吧!”于是，一切都光明了。從伽利略時(shí)代以來(lái)一個(gè)世紀(jì)的物理學(xué)工作，在牛頓手里得到了綜合。從個(gè)人素質(zhì)上講，牛頓也許是有史以來(lái)最偉大的天才：在數(shù)學(xué)上，他發(fā)明了微積分；在天文學(xué)上，他發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，開(kāi)辟了天文學(xué)的新紀(jì)元；在力學(xué)中，他系統(tǒng)總結(jié)了三大運(yùn)動(dòng)定律，創(chuàng)造了完整的牛頓力學(xué)體系；在光學(xué)中，他發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)光的光譜，發(fā)明了反射式望遠(yuǎn)鏡。一個(gè)人只要享有這里的任何一項(xiàng)成就，就足以名垂千古，而牛頓一個(gè)人做出了所有這些工作。1.3近代科學(xué)的第一次大綜合—牛頓力學(xué)的建立

17世紀(jì)后期，經(jīng)過(guò)伽利略、開(kāi)普勒等一批科學(xué)巨匠們一個(gè)多世紀(jì)的努力，經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)工作已經(jīng)完成。但各種力學(xué)的知識(shí)和理論基本處于“各自為戰(zhàn)”的狀態(tài)，顯得有些雜亂無(wú)章。這時(shí)，科學(xué)史上千年一遇的巨人牛頓出現(xiàn)了，他用優(yōu)美得無(wú)與倫比的數(shù)學(xué)語(yǔ)言，描述并統(tǒng)一了地面、天空的力學(xué)理論，創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)體系。這是自然科學(xué)的第一次大綜合，在科學(xué)史上豎起了一座豐碑，因而經(jīng)典力學(xué)也稱牛頓力學(xué)。而從哥白尼開(kāi)始的近代科學(xué)革命，也以牛頓力學(xué)的建立為標(biāo)志，宣告勝利完成。在一個(gè)多世紀(jì)的與宗教神學(xué)的抗?fàn)幒?，科學(xué)終于把上帝驅(qū)逐出了太陽(yáng)系，在太陽(yáng)系內(nèi)上帝不再擁有發(fā)言權(quán)?？茖W(xué)理性思想的光輝開(kāi)始照耀地球，指引人類前進(jìn)的方向。

牛頓生平:1642年注定要成為科學(xué)史上不平凡的一年。這年初，科學(xué)巨星、近代力學(xué)之父伽利略殞落；而這年歲尾，另一顆科學(xué)巨星牛頓卻在英國(guó)升起。這是一顆更加燦爛的明星，科學(xué)史上千年一遇的巨人。他在天文學(xué)、力學(xué)、光學(xué)和數(shù)學(xué)上都取得了開(kāi)創(chuàng)性的成就，為科學(xué)史開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)牛頓時(shí)代。1642年12月25日，伊薩克·牛頓出生在英國(guó)林肯郡，是一個(gè)小農(nóng)的遺腹子。牛頓出世時(shí)，給他接生的接生婆說(shuō)：“咳!這么一個(gè)小不點(diǎn)兒，我簡(jiǎn)直可以把他塞進(jìn)一只杯子里去?！边@就是命運(yùn)之神把一個(gè)叱咤風(fēng)云的思想家介紹到世界上來(lái)的那種開(kāi)玩笑的方式。1642年12月25日，伊薩克·牛頓(1ssacNewton)出生于英國(guó)林肯郡的一個(gè)中農(nóng)家庭，他是遺腹子，又是早產(chǎn)兒。12歲時(shí)進(jìn)入當(dāng)?shù)匾凰目浦袑W(xué)念書(shū)。1656年牛頓第二次結(jié)婚的母親再度成為寡婦，他被召回幫助料理農(nóng)莊。顯然牛頓是一個(gè)很蹩腳的農(nóng)夫，所以又被送回學(xué)校。不過(guò)他的舅父發(fā)現(xiàn)牛頓的學(xué)識(shí)不凡，極力主張送他到劍橋大學(xué)深造。1661年6月牛頓進(jìn)劍橋三一學(xué)院。1665年初畢業(yè)，獲得文學(xué)士學(xué)位。

1665年和1666年，為了躲避倫敦的鼠疫，牛頓大部分時(shí)間在他母親的農(nóng)莊中度過(guò)。期間他除了作出一些數(shù)學(xué)上的發(fā)現(xiàn)外，還做了一些關(guān)于顏色的實(shí)驗(yàn)。一直為人們傳誦的牛頓看到一只蘋(píng)果落到地上從而啟發(fā)了他發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的著名事件就發(fā)生在這個(gè)時(shí)期。但是由于數(shù)學(xué)上的一些準(zhǔn)備工作還沒(méi)有做好，當(dāng)時(shí)牛頓沒(méi)有嚴(yán)格地推導(dǎo)出萬(wàn)有引力的數(shù)學(xué)表達(dá)式。1667年牛頓回到劍橋之后當(dāng)選為三一學(xué)院的研究員，第二年獲得文學(xué)碩士學(xué)位。1669年27歲的他就任盧卡斯數(shù)學(xué)教授，在這段期間牛頓恢復(fù)了光學(xué)研究，并造了第一架反射望遠(yuǎn)鏡，還發(fā)現(xiàn)了白光的性質(zhì)。1672年牛頓被選入皇家學(xué)會(huì)，并向?qū)W會(huì)報(bào)告了他有關(guān)太陽(yáng)光的分光實(shí)驗(yàn)。此后牛頓作了一些數(shù)學(xué)和化學(xué)方面的研究。

牛頓與他的科學(xué)界朋友們的談話和通信使他的注意力不時(shí)回到引力問(wèn)題上來(lái)。1684年8月哈雷造訪牛頓，促使牛頓進(jìn)入對(duì)引力問(wèn)題的緊張研究，并于18個(gè)月后寫(xiě)成《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，簡(jiǎn)稱《原理》。該書(shū)在1687年7月出版?！对怼烦霭婧?，也許是太過(guò)勞累的緣故，牛頓不再考慮力學(xué)問(wèn)題。1689年，牛頓代表劍橋大學(xué)當(dāng)選為國(guó)會(huì)議員。1690年，國(guó)會(huì)解散，牛頓又回到了劍橋，開(kāi)始研究《圣經(jīng)》。1695年，他被任命為造幣廠督辦。1699年被任命為造幣廠廠長(zhǎng)。在任期間，他運(yùn)用他的冶金知識(shí)為英國(guó)鑄造了成色十足的貨幣。1701年，牛頓辭去了三一學(xué)院的教職。1703年當(dāng)選為皇家學(xué)會(huì)主席，以后連選連任，直到去世。1704年，他出版了《光學(xué)》一書(shū)，總結(jié)了他從前在光學(xué)方面的研究成果。全書(shū)分三篇，第一篇記載了有關(guān)光譜的一些實(shí)驗(yàn)，第二篇討論薄膜的顏色，第三篇討論衍射現(xiàn)象和雙折射現(xiàn)象。

牛頓的晚年為造幣局的公務(wù)所繁，除了研究《圣經(jīng)》，提出“第一推動(dòng)力”，在科學(xué)上沒(méi)有新的創(chuàng)見(jiàn)。1727年3月20日凌晨一點(diǎn)多，牛頓在睡夢(mèng)中安然長(zhǎng)眠，終年84歲。他被安葬在威斯特明斯特教堂，一個(gè)安葬英國(guó)英雄們的地方。法國(guó)著名哲學(xué)家伏爾泰當(dāng)時(shí)正在英國(guó)訪問(wèn)，他目睹了牛頓的葬禮，十分感嘆牛頓所獲得的殊榮。牛頓生前有兩句名言。第一旬是：“如果我比別人看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募绨蛏?。”第二句是：“我不知道世人怎樣看我，但我自認(rèn)為我不過(guò)是像一個(gè)在海邊玩耍的孩童，不時(shí)為找到比常見(jiàn)的更光滑的石子或更美麗的貝殼而欣喜，而展現(xiàn)在我面前的是全然未被發(fā)現(xiàn)的浩瀚的真理海洋。”從這兩句名言中，可以窺見(jiàn)多么博大深邃的精神世界。

牛頓的工作，實(shí)現(xiàn)了近代科學(xué)史上的第一次重大綜合。他的成就鼓舞了18世紀(jì)的法國(guó)科學(xué)家和數(shù)學(xué)家，他們引入新的數(shù)學(xué)工具，從而豐富和發(fā)展了經(jīng)典力學(xué)體系。1.4其他學(xué)科的初步發(fā)展一、數(shù)學(xué)的發(fā)展

科學(xué)的發(fā)展與數(shù)學(xué)的發(fā)展往往相互交織在一起。在近代自然科學(xué)初期，與力學(xué)得到較快的發(fā)展相聯(lián)系，16—18世紀(jì)是常量數(shù)學(xué)到變量數(shù)學(xué)的轉(zhuǎn)折時(shí)期。這一時(shí)期數(shù)學(xué)的主要成就有3項(xiàng)。

1、首先是法國(guó)人笛卡兒在17世紀(jì)上半葉創(chuàng)立了解析幾何。解析幾何把代數(shù)學(xué)同幾何學(xué)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，既推動(dòng)了數(shù)學(xué)的發(fā)展，也推動(dòng)了乃至整個(gè)自然科學(xué)的發(fā)展。2、17世紀(jì)上半葉英國(guó)人耐普爾發(fā)明了對(duì)數(shù)，對(duì)數(shù)的發(fā)明有助于改進(jìn)和簡(jiǎn)化計(jì)算。拉普拉斯這樣來(lái)評(píng)價(jià)這一發(fā)明：它用縮短計(jì)算的時(shí)間來(lái)使天文學(xué)家的壽命加倍。

3、牛頓和萊布尼茨在17世紀(jì)下半葉各自獨(dú)立地創(chuàng)立了微積分學(xué)。牛頓把自己發(fā)明的微積分方法稱為流數(shù)法。萊布尼茨在德國(guó)隨后也獨(dú)立地發(fā)明了微積分，他使用了我們今天使用的dx、dy和∫這些符號(hào)。戈特弗里德·威廉·萊布尼茨（1646年－1716年），德國(guó)哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家。涉及的領(lǐng)域及法學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、語(yǔ)言學(xué)、法學(xué)、哲學(xué)、歷史、外交等等等40多個(gè)范疇，一位舉世罕見(jiàn)的科學(xué)天才，被譽(yù)為十七世紀(jì)的亞里士多德。和牛頓先后獨(dú)立發(fā)明了微積分。“世界上沒(méi)有兩片完全相同的樹(shù)葉”就是出自他之口，他還是最早研究中國(guó)文化和中國(guó)哲學(xué)的德國(guó)人，對(duì)豐富人類的科學(xué)知識(shí)寶庫(kù)做出了不可磨滅的貢獻(xiàn)。然而，由于他創(chuàng)建了微積分，并精心設(shè)計(jì)了非常巧妙簡(jiǎn)潔的微積分符號(hào)，從而使他以偉大數(shù)學(xué)家的稱號(hào)聞名于世。（一）從煉金術(shù)到化學(xué)煉金術(shù)的實(shí)用化導(dǎo)致了醫(yī)藥化學(xué)和礦物學(xué)的發(fā)展，而實(shí)用化學(xué)知識(shí)的增長(zhǎng)最終促成了化學(xué)作為一門(mén)理論科學(xué)的誕生。帕拉塞爾蘇斯、阿格里科拉、赫爾蒙特、波義爾是從煉金術(shù)向化學(xué)轉(zhuǎn)化過(guò)程中的重要人物。1、帕拉塞爾蘇斯：醫(yī)藥化學(xué)的創(chuàng)始者2、阿格里科拉：近代礦物學(xué)之父3、赫爾蒙特4、波義耳——近代化學(xué)的誕生

二、化學(xué)的誕生與發(fā)展1、帕拉塞爾蘇斯：醫(yī)藥化學(xué)的創(chuàng)始者

文藝復(fù)興時(shí)期，煉金術(shù)分成三個(gè)走向：一是繼續(xù)傳統(tǒng)的點(diǎn)石成金木；二是將煉金術(shù)知識(shí)用于醫(yī)藥方面，形成了所謂的醫(yī)藥化學(xué)運(yùn)動(dòng)；三是將煉金術(shù)知識(shí)用于礦物冶煉方面。形成了早期的礦物學(xué)。帕拉塞爾蘇新是醫(yī)藥化學(xué)運(yùn)動(dòng)的始祖。帕拉塞爾蘇斯原名特奧弗拉斯特·博姆巴斯特·馮·荷恩海姆，1493年5月1日生于瑞士。由于其父親是移居瑞士的德國(guó)醫(yī)生，荷恩海姆從小學(xué)到了許多醫(yī)學(xué)和化學(xué)知識(shí)。帕拉塞爾蘇斯在醫(yī)學(xué)上的主要貢獻(xiàn)是引進(jìn)了礦物質(zhì)作為藥物。從酋人們主要用植物做藥，用無(wú)機(jī)礦物質(zhì)治病是一大創(chuàng)舉。為了制藥，帕拉塞爾蘇斯系統(tǒng)考察了許多金屬的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，并總結(jié)了標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)的一般特征。這一舉動(dòng)在化學(xué)發(fā)展史上具有重要的意義，它啟發(fā)后人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，再由其化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分類。

阿格里科拉本名喬治·鮑爾，阿格里科拉是鮑爾的拉丁化，都是“農(nóng)民”的意思。他1494年出生于德國(guó)的薩克森，1518年畢業(yè)于萊比鐳大學(xué)，隨后在意大利弗拉拉大學(xué)學(xué)醫(yī)。受他的同代人帕拉塞爾蘇斯影響，阿格里科拉也對(duì)礦物發(fā)生了興趣。以后，他利用在礦區(qū)行醫(yī)的機(jī)會(huì)，他系統(tǒng)考察了采礦、冶金業(yè)，寫(xiě)出了著名的《論金屬》。該書(shū)于1556年出版的時(shí)候，他已經(jīng)去世一年了。書(shū)中總結(jié)了當(dāng)時(shí)采礦工人的實(shí)踐知識(shí)，記述了當(dāng)時(shí)已知的采礦和冶金方法。書(shū)中配有精致的插圖，因此極受歡迎。阿格里科拉也因此贏得了近代礦物學(xué)之父的美稱。2、阿格里科拉：近代礦物學(xué)之父約翰·巴普蒂斯塔·馮·赫爾蒙特1577年生于比利時(shí)布魯塞爾一個(gè)古老的貴族家庭，青年時(shí)代曾在盧汶大學(xué)學(xué)習(xí)古典著作。1594年離開(kāi)那里，去歐洲旅行。并學(xué)習(xí)醫(yī)學(xué)。1609年在盧汶取得醫(yī)學(xué)博士學(xué)位，此后畢生呆在家里做化學(xué)實(shí)驗(yàn)。他自稱“火術(shù)哲學(xué)家”，也以人家稱他為化學(xué)家而自豪。在定量實(shí)驗(yàn)方面，他是那個(gè)時(shí)代最偉大的。赫爾蒙特是一個(gè)帕拉塞爾蘇斯派的學(xué)者，但在理論上有重大突破，認(rèn)為“萬(wàn)物緣于水”。他的另一個(gè)重要貢獻(xiàn)是提出了“氣體”概念，從前的人們只知道“空氣”，是他認(rèn)識(shí)到有許多種不同的氣體。

赫爾蒙特死于1644年，四年后．他的著作《醫(yī)學(xué)精要》由他的兒子編輯出版。他在化學(xué)領(lǐng)域開(kāi)創(chuàng)了新的定量實(shí)驗(yàn)精神。他稱得上是從煉金術(shù)向化學(xué)過(guò)渡時(shí)期最重要的人物。3、赫爾蒙特羅伯特·波義爾1627年1月25日生于愛(ài)爾蘭伍特福德的利斯莫爾城堡，是一位貴族的后代，也是一位神童。他8歲時(shí)進(jìn)入英國(guó)的貴族學(xué)校伊頓公學(xué)，據(jù)說(shuō)當(dāng)時(shí)就已經(jīng)會(huì)希臘文和拉丁文了。ll歲隨同家庭教師周游歐洲，讀到了伽利略和笛卡爾的著作。

1644年回國(guó)，父親已經(jīng)去世，給他留下了一份豐厚的遺產(chǎn)。1654年，波義爾移居牛津，在那里結(jié)識(shí)了胡克并收為助手。關(guān)于壓縮空氣的實(shí)驗(yàn)就是在這段時(shí)間做的。l668年，波義爾移居倫敦，在那里建立了一家私人實(shí)驗(yàn)室，埋頭從事化學(xué)實(shí)驗(yàn)，寫(xiě)出了許多實(shí)驗(yàn)報(bào)告和理論著作。1691年在倫敦去世。他的座落在愛(ài)爾蘭的墓志上刻著：“化學(xué)的父親和科克伯爵的叔父”。

4、波義耳——近代化學(xué)的誕生波義爾最重要的化學(xué)著作是1661年出版的《懷疑的化學(xué)家》，正是此書(shū)標(biāo)志著近代化學(xué)從煉金術(shù)脫胎而出。自帕拉塞爾蘇斯以來(lái)的醫(yī)藥花學(xué)家們，雖然在物質(zhì)分類和定量實(shí)驗(yàn)方面做了許多工作，但他們的工作依然是為著實(shí)用的目的。從波義爾開(kāi)始，化學(xué)被看成一門(mén)理論科學(xué)，它不只是制造貴重金屬或有用藥物的經(jīng)驗(yàn)技藝，而是自然哲學(xué)的一個(gè)分支，主要從事對(duì)物質(zhì)現(xiàn)象的理論解釋。確立這樣的化學(xué)概念，是波義爾的第一個(gè)重要貢獻(xiàn)。他確立了科學(xué)的元素概念，是對(duì)近代化學(xué)的第二個(gè)貢獻(xiàn)。對(duì)火在化學(xué)分解中的作用所作的澄清，是波義爾對(duì)近代化學(xué)的第三個(gè)貢獻(xiàn)。波義耳系統(tǒng)地研究了空氣的物理性質(zhì)，確定了“波義耳——馬略特定律”。對(duì)燃燒問(wèn)題的研究是波義爾對(duì)化學(xué)的第四個(gè)貢獻(xiàn)。波義耳還曾進(jìn)行過(guò)燃燒定性、定量實(shí)驗(yàn)，最先揭示了空氣是燃燒的基本條件這一事實(shí)。但由于他持有“火微?！钡挠^點(diǎn)，與氧氣及質(zhì)量守恒定律擦肩而過(guò)。

18世紀(jì)基礎(chǔ)理論方面最重大的突破發(fā)生在化學(xué)領(lǐng)域。如果說(shuō)波義耳為化學(xué)革命做了大量的基礎(chǔ)性工作，那么化學(xué)革命的真正體現(xiàn)是在燃素說(shuō)的興起及其破產(chǎn)的過(guò)程之中。因?yàn)樵谶@個(gè)過(guò)程中，人們才真正貫徹了由波義耳提倡的但未徹底執(zhí)行的化學(xué)思想。燃素說(shuō)到氧化說(shuō)的轉(zhuǎn)變是近代化學(xué)思想的試金石。拉瓦錫完成了這場(chǎng)被科學(xué)史家稱為“延遲了的”化學(xué)革命。革命的起因是對(duì)燃燒和氣體問(wèn)題的研究。

一、燃素說(shuō)：施塔爾

二、氣體研究與氧的發(fā)現(xiàn)：普里斯特利、舍勒

三、拉瓦錫的化學(xué)革命

（二）近代化學(xué)革命

1669年，德國(guó)醫(yī)生兼化學(xué)家貝歇爾提出最初的燃素假說(shuō)。他的學(xué)生，德國(guó)化學(xué)家施塔爾在此基礎(chǔ)上于1703年提出了比較系統(tǒng)的燃燒理論。他認(rèn)為：可燃的要素是一種氣體物質(zhì)，它存在于一切可燃的物質(zhì)中。此種要素即為“燃素”?！叭妓亍痹谌紵倪^(guò)程中，從可燃物中飛散出來(lái)，與空氣結(jié)合，從而發(fā)光發(fā)熱，這就是火。物質(zhì)失去燃素就會(huì)變成灰燼，灰燼獲得燃素還會(huì)復(fù)活起來(lái)?？扇嘉镔|(zhì)-燃素==煅灰煅灰+燃素==可燃物質(zhì)在當(dāng)時(shí)，燃素說(shuō)“雖然在某些場(chǎng)合不免有些牽強(qiáng)附會(huì)”，但是它“足以說(shuō)明當(dāng)時(shí)大多數(shù)化學(xué)現(xiàn)象”。著眼點(diǎn)在于從物質(zhì)燃燒本身去解釋燃燒，完全拋棄了煉金術(shù)士的神秘理論。燃素說(shuō)是第一個(gè)將各種化學(xué)現(xiàn)象統(tǒng)一起來(lái)的化學(xué)原理，它雖然是錯(cuò)誤的，但卻引導(dǎo)化學(xué)走向更廣闊的領(lǐng)域。

恩格斯指出：化學(xué)是“借燃素說(shuō)從煉金術(shù)中解放出來(lái)”。1、燃素說(shuō)：施塔爾2、氣體研究與氧的發(fā)現(xiàn)：普里斯特利、舍勒

普里斯特利：1733年出生于英國(guó)利茲城附近的菲爾德黑德。1765年獲愛(ài)丁堡大學(xué)法學(xué)博士。他的職業(yè)是牧師，化學(xué)只是他的業(yè)余愛(ài)好。1766年當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。1782年當(dāng)選為巴黎科學(xué)院的外籍院士。普里斯特利的重大貢獻(xiàn)是發(fā)現(xiàn)氧氣以及其他氣體。1772年發(fā)現(xiàn)了二氧化氮；1773年發(fā)現(xiàn)氨；1774年發(fā)現(xiàn)二氧化硫。1774年，他利用一個(gè)大凸透鏡，把陽(yáng)光聚集起來(lái)，加熱氧化汞，用排水集氣法收集產(chǎn)生的氣體，并研究了這種氣體的性質(zhì)。他發(fā)現(xiàn)在這種“空氣”中不僅蠟燭會(huì)更旺盛地燃燒，而且火焰非常之大。他又將小白鼠放入這種氣體中，他發(fā)現(xiàn)小白鼠活的時(shí)間延長(zhǎng)了四倍。他自己親自聞了一下，覺(jué)得這種“空氣”使呼吸輕快了許多，使人感到格外舒暢。

他是燃素說(shuō)的忠實(shí)信徒，他認(rèn)為，這種新氣體之所以助燃能力特別強(qiáng)，是因?yàn)樵摎怏w中一點(diǎn)燃素也沒(méi)有，因而吸收燃素的能力特別強(qiáng)，因此，他稱該氣體為“脫燃素空氣”。

另一位發(fā)現(xiàn)氧的是瑞典化學(xué)家舍勒。他比普里斯特利還早一年發(fā)現(xiàn)氧氣，是用高錳酸鉀制得的。他發(fā)現(xiàn)這種氣體有助燃的作用。由于他也相信燃素說(shuō)，于是他把制得的氧氣稱為“助火空氣”。他是這樣解釋的；這種“助火空氣”能夠燃燒，與燃素后成的化合物是火，燃燒便是這種“助火空氣”與燃燒物體中的燃素結(jié)合的過(guò)程。他的解釋與普里斯特利大同小異。除了氧氣之外，舍勒還發(fā)現(xiàn)了不下30種的無(wú)機(jī)和有機(jī)物質(zhì)，其中包括氯氣。他還是第一個(gè)認(rèn)為氮?dú)馐强諝獬煞种坏娜恕?786年5月21日，舍勒因病去世，終年僅44歲。有人認(rèn)為他是死于藥物中毒。因?yàn)樗幸粋€(gè)習(xí)慣，每制出一種新的化學(xué)物質(zhì)，他都要親自嘗一下。總之，他是為他所鐘愛(ài)的科學(xué)事業(yè)獻(xiàn)身的。氣體化學(xué)已取得了長(zhǎng)足的發(fā)展，實(shí)驗(yàn)里揭示的化學(xué)現(xiàn)象也越來(lái)越多，但是一套科學(xué)的化學(xué)概念體系尚未出現(xiàn)。氧氣雖然已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)，但人們?nèi)匀幌嘈湃妓卣f(shuō)。化學(xué)等待著一場(chǎng)系統(tǒng)深刻的概念革命。

1743年8月26日，拉瓦錫出生于法國(guó)巴黎，其父是一位富有的律師，所以拉瓦錫早年學(xué)習(xí)的科目是法律。但他對(duì)法律不感興趣。1763年法律專業(yè)畢業(yè)，并取得律師開(kāi)業(yè)證書(shū)，后轉(zhuǎn)向研究自然科學(xué)。21歲時(shí)從事地質(zhì)學(xué)研究，后又轉(zhuǎn)為學(xué)習(xí)化學(xué)。他最早的化學(xué)論文是對(duì)石膏的研究，發(fā)表在1768年《巴黎科學(xué)院院報(bào)》上。1765年他當(dāng)選為巴黎科學(xué)院候補(bǔ)院士。1768年研究成功浮沉計(jì)，可用來(lái)分析礦泉水。1772年，拉瓦錫任皇家科學(xué)院副教授，1778年提升為教授。1775年任皇家火藥局局長(zhǎng)，火藥局里有一座相當(dāng)好的實(shí)驗(yàn)室，拉瓦錫的大量研究工作都是在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室里完成的。3、拉瓦錫的化學(xué)革命

對(duì)燃燒問(wèn)題的研究以及對(duì)燃素說(shuō)的否定是拉瓦錫化學(xué)革命的核心問(wèn)題。1、1772年2月，他把金剛石用調(diào)成糊狀的石墨厚厚地包上一層，再把這些烏黑的圓球放在烈火中燒得通紅，幾小時(shí)后，剝?nèi)ナ庖?，里面的金剛石竟然完好無(wú)損！拉瓦錫琢磨：“金剛石的失蹤看來(lái)與空氣有關(guān)。莫非它與空氣發(fā)生作用了？”這種想法和“燃素”學(xué)說(shuō)截然相反！

2、為了證明自己的設(shè)想，他用白磷作了一系列實(shí)驗(yàn)，毫無(wú)例外，白磷燃燒之后產(chǎn)生的白煙比白磷重了，這證明磷和空氣發(fā)生了化合。而白磷在燃燒過(guò)程中，只有五分之一的空氣可以助燃，拉瓦錫把這種空氣暫時(shí)稱為“有用空氣”。

3、接下去的幾年里，拉瓦錫連續(xù)做了大量關(guān)于燃燒和氣體方面的實(shí)驗(yàn)。1774年，他精心設(shè)計(jì)了一個(gè)用天平在曲頸瓶中通過(guò)加熱金屬的定量研究實(shí)驗(yàn)，這就是化學(xué)史上著名的“錫鉛煅燒實(shí)驗(yàn)”，結(jié)果仍然證明了他的設(shè)想。拉瓦錫用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，金屬能與“有用空氣”相結(jié)合，但如何將“有用空氣”與其余的空氣分開(kāi)呢?———制取氧氣1774年10月，普里斯特利到巴黎訪問(wèn)，拉瓦錫會(huì)見(jiàn)了他。在了解并重復(fù)了他的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，拉瓦錫認(rèn)為，這種氣體是一種元素，1777年正式把這種氣體命名為“氧”，1777年9月5日，拉瓦錫向巴黎科學(xué)院提交了劃時(shí)代的具有深遠(yuǎn)意義的論文《燃燒概論》，建立了燃燒的氧化學(xué)說(shuō)，主要內(nèi)容如下：1、空氣由兩種成分組成，物質(zhì)在空氣中燃燒因與氧結(jié)合而加重，所增之重等于吸收氧之重。2、物質(zhì)只有氧存在的情況下才能燃燒。3、物質(zhì)燃燒時(shí)有光和熱產(chǎn)生。4、一般非金屬燃燒時(shí)通常變?yōu)樗?，而金屬煅燒時(shí)生成金屬氧化物。可以說(shuō)，拉瓦錫的氧化學(xué)說(shuō)是化學(xué)史上第一個(gè)真正意義上的化學(xué)理論。其對(duì)化學(xué)發(fā)展所起的作用自然是非同一般的。

提出氧化學(xué)說(shuō)之初拉瓦錫是孤立的。法國(guó)科學(xué)家們不贊成他的理論，并多方面指責(zé)他剽竊了普里斯特利的研究成果。但他并沒(méi)有灰心，而是進(jìn)一步深入研究，提出了大量的不可辯駁的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

1785年，著名科學(xué)家拉普拉斯第一個(gè)承認(rèn)。后來(lái)，又得到許多著名的物理學(xué)家和化學(xué)家的承認(rèn)，并認(rèn)為拉瓦錫的理論是“化學(xué)中的革命”。1787年，在對(duì)水的充分研究基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)并命名了“氫”元素，并對(duì)水是元素這種觀念做了徹底地否定，在人類認(rèn)識(shí)思想史上具有重大的意義。拉瓦錫還和另外三位化學(xué)家共同首次制定了化合物的命名法。此后，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程及其定量關(guān)系才開(kāi)始用初步的化學(xué)反應(yīng)方程式來(lái)表示。拉瓦錫以1787年建立的新化學(xué)語(yǔ)言和1789年出版的《化學(xué)基本教程》完成了化學(xué)革命，用17年的時(shí)間改造了化學(xué)學(xué)科。1993年11月24日，拉瓦錫因“包稅公司”案的牽連被法國(guó)革命委員會(huì)逮捕。拉瓦錫和其他包稅公司成員，一起被帶進(jìn)革命法庭，開(kāi)庭后不久，拉瓦錫居然被無(wú)情地判處了死刑。1794年5月8日，拉瓦錫被送上了斷頭臺(tái)，劊子手的屠刀，砍下這位天才科學(xué)家聰明的頭腦，法國(guó)人毀掉了自己最美的科學(xué)花朵和最偉大的兒子，也使世界失去了一位偉大的科學(xué)家。拉瓦錫慘遭非命之時(shí)，年僅51歲，正當(dāng)作出科學(xué)發(fā)現(xiàn)的大好時(shí)光，如若不遭殺害，他肯定能在科學(xué)上作出更為杰出的貢獻(xiàn)。拉瓦錫死后，人們很惋惜。就在拉瓦錫被處死的第二天，著名數(shù)學(xué)家拉格朗日說(shuō)道：“他們割下拉瓦錫的頭，只不過(guò)一剎那間的事，但不知在100年之內(nèi)，世界上還能不能再長(zhǎng)出一顆像他那樣的頭?！崩咤a死后不到兩年，巴黎就為他樹(shù)起了一座半身塑像，他的案子也得到平反，為他重新舉行了葬禮。

三、光、電、磁的新世界——近代物理學(xué)的早期研究1、磁的研究——吉爾伯特12世紀(jì)時(shí)，中國(guó)人發(fā)明的磁針由阿拉伯傳入歐洲。13世紀(jì)時(shí)，帕雷格倫納斯對(duì)磁針作過(guò)研究，但不久就被人遺忘了。在歐洲，第一個(gè)對(duì)磁進(jìn)行系統(tǒng)研究的是16世紀(jì)時(shí)的吉爾伯特。他是近代磁學(xué)的先驅(qū)者，被后人譽(yù)為“磁學(xué)之父”。吉爾伯特的研究成果記載在1600年出版的《論磁、磁體和地球作為一個(gè)巨大的磁體》（簡(jiǎn)稱《論磁》）一書(shū)中。該書(shū)是歷史上最重要的關(guān)于磁的性質(zhì)的論著之一，被伽利略譽(yù)為一部“偉大到令人妒忌”的巨著。他關(guān)于磁學(xué)的研究為電磁學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展創(chuàng)造了條件。他的理論曾對(duì)后來(lái)的科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生過(guò)很大的影響，為電磁學(xué)和引力理論奠定了基礎(chǔ)。后人為了紀(jì)念他對(duì)磁學(xué)的貢獻(xiàn)，在CGS電磁系單位制中以吉伯作磁通勢(shì)單位。

2、打開(kāi)奇妙的電世界

18世紀(jì)，電的研究迅速發(fā)展起來(lái)，電神秘的面紗被揭開(kāi)了，人們看到了一個(gè)奇妙的電世界。電成為了近代科學(xué)史上最偉大的發(fā)現(xiàn)之一。（1）第一個(gè)儲(chǔ)電裝置：萊頓瓶吉爾伯特做了一系列摩擦起電實(shí)驗(yàn)，并區(qū)分了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象。1660年，蓋利克發(fā)明了第一臺(tái)摩擦起電機(jī)，成為18世紀(jì)研究靜電的實(shí)驗(yàn)的好幫手。人類的第一個(gè)儲(chǔ)電裝置——萊頓瓶就誕生了。它是由荷蘭物理學(xué)家馬森布洛克在1745年發(fā)明的，因馬森布洛克是萊頓人而得名。實(shí)際上萊頓瓶是一個(gè)普通的電容器，既可儲(chǔ)電也可放電。若把它的外壁接地，而金屬球連接到電荷源上，則在萊頓瓶的內(nèi)壁和外壁之間會(huì)積聚起相當(dāng)多的電荷，當(dāng)萊頓瓶放電時(shí)可以通過(guò)相當(dāng)大的瞬間電流。萊頓瓶的發(fā)明，為科學(xué)界提供了一種貯存電的方法，為進(jìn)一步研究電學(xué)提供了依據(jù)，對(duì)電學(xué)的發(fā)展起了重要作用。

（2）解開(kāi)雷電之謎——富蘭克林和風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)本杰明·富蘭克林：富蘭克林是美利堅(jiān)合眾國(guó)的創(chuàng)始人之一。富蘭克林對(duì)電學(xué)的研究是從模仿斯賓士的萊頓瓶實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的。富蘭克林用萊頓瓶做的第一個(gè)重要實(shí)驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)了正電和負(fù)電，以及電荷守恒定律。富蘭克林對(duì)電學(xué)的研究結(jié)果統(tǒng)一了當(dāng)時(shí)混亂的電學(xué)知識(shí)，為以后電學(xué)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。闡明了電容器的原理，富蘭克林最著名的電學(xué)成就是把天電和地電統(tǒng)一了起來(lái)，破除了人們對(duì)雷電的迷信和恐懼。1752年7月，他和他兒子在費(fèi)城做了那個(gè)震動(dòng)世界的電風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)，他還設(shè)計(jì)制作了避雷針。富蘭克林還研究了帶電體之間的相互吸引和排斥；不規(guī)則帶電導(dǎo)體中的電荷分布；感應(yīng)起電現(xiàn)象等。