第七章-啟蒙運(yùn)動與科學(xué)精神的傳播分解

第七章-啟蒙運(yùn)動與科學(xué)精神的傳播分解第一頁，共39頁。第七章啟蒙運(yùn)動與科學(xué)精神的傳播一、18世紀(jì)法國啟蒙運(yùn)動二、啟蒙運(yùn)動時(shí)期法國科學(xué)的發(fā)展三、歸納科學(xué)與化學(xué)革命第一頁第二頁，共39頁。一、18世紀(jì)法國啟蒙運(yùn)動啟蒙運(yùn)動的倡導(dǎo)者們第二頁第三頁，共39頁。1.18世紀(jì)——科學(xué)革命的繼續(xù)我們的世紀(jì)被稱為卓越的哲學(xué)世紀(jì)?！碌恼軐W(xué)化方法的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用，與各種發(fā)現(xiàn)相伴隨的那種熱情，宇宙奇觀在我們身上引起的理念的某種提升——所有這些原因造成了心智的強(qiáng)烈騷動，就像沖破了堤壩的江河一樣從各處方向蔓延穿透大自然。——達(dá)朗貝爾科學(xué)革命的核心是“理性”，科學(xué)革命不僅改變自然科學(xué)，而且應(yīng)該改變?nèi)祟惖囊磺谢顒?。第三頁第四頁，?9頁。2.“啟蒙運(yùn)動(Enlightenment)”德國哲學(xué)家康德于1784年正式命名了這個(gè)時(shí)代為啟蒙時(shí)代啟蒙運(yùn)動就是人類脫離自己所加之于自己的不成熟狀態(tài)……要有勇氣運(yùn)用你自己的理性！這就是啟蒙運(yùn)動的口號。——康德第四頁第五頁，共39頁。啟蒙運(yùn)動的基本特征把思想中的理性(秩序、規(guī)則)當(dāng)做自然中的理性(規(guī)律、法則)認(rèn)為自然中的理性是社會生活和道德生活的指南。伽利略－笛卡爾－牛頓的數(shù)理世界井然有序?？茖W(xué)理性給黑暗的自然帶來了清明的規(guī)律，在社會政治領(lǐng)域，也應(yīng)該有同樣的規(guī)律?？茖W(xué)即善。認(rèn)為一個(gè)決定論的自然界，能夠賦予人以更大的自由第五頁第六頁，共39頁。3.啟蒙運(yùn)動時(shí)期科學(xué)發(fā)展的基本特征牛頓力學(xué)在法國的傳播、擴(kuò)展，與法國本土的笛卡爾理性哲學(xué)傳統(tǒng)相融合以數(shù)學(xué)分析為工具，建立以牛頓力學(xué)為基礎(chǔ)的具有更廣泛應(yīng)用前景的理性力學(xué)?！皵?shù)學(xué)是啟蒙科學(xué)的基本風(fēng)格”。數(shù)學(xué)是全部物理學(xué)的基礎(chǔ)。機(jī)械論哲學(xué)向化學(xué)領(lǐng)域滲透，促成了化學(xué)革命第六頁第七頁，共39頁。二、啟蒙運(yùn)動時(shí)期法國科學(xué)的發(fā)展第七頁第八頁，共39頁。笛卡爾是哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家，1637年出版《方法談》，提出了直角坐標(biāo)系概念，開創(chuàng)了解析幾何；提出了數(shù)學(xué)演繹方法論。1649年成為瑞典女王克里斯蒂娜的宮廷哲學(xué)家。笛卡爾（RenéDescartes，1596－1650）1.笛卡爾的理性主義傳統(tǒng)第八頁第九頁，共39頁。笛卡爾機(jī)械自然觀自然作為認(rèn)識對象與人作為認(rèn)識主體相分離自然界的數(shù)學(xué)設(shè)計(jì)表明這是一個(gè)純粹量的世界物理世界的還原論解釋自然界是一架機(jī)器，是上帝制造的第九頁第十頁，共39頁。笛卡爾方法論“我思故我在”成為唯一不可懷疑的起點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)重要，但往往并不可靠笛卡爾的知識體系演繹三步驟：首先確立一些不證自明的公理；用演繹法從公理出發(fā)，推出許多命題或者定律；由清楚明白的定律、命題構(gòu)成清楚明白的知識體系。演繹法的四項(xiàng)基本原則：（1）不承認(rèn)任何情況或任何知識是真的，除非它清楚明白地呈現(xiàn)在“我”眼前；（2）把困難分解成最小的難點(diǎn)，直到可以圓滿解決為止；（3）由簡到繁，依次解決問題；（4）列舉并審查每一個(gè)推理步驟。

－－科學(xué)知識體系最終得以建立。第十頁第十一頁，共39頁。2.牛頓世界觀向法國傳播機(jī)械論哲學(xué)的一般共識：按照物質(zhì)運(yùn)動和物質(zhì)構(gòu)成來解釋自然界的變化。牛頓的機(jī)械論版本與笛卡爾的機(jī)械論版本的差異笛卡爾不承認(rèn)有“力”，只靠“接觸”。物質(zhì)是完全被動的。牛頓承認(rèn)有“力”(但不知道力的本質(zhì))，但力是外在的第十一頁第十二頁，共39頁。牛頓的世界觀與笛卡爾的世界觀的差異萬有引力支配下的力學(xué)體系與以太漩渦作用下的世界體系。地球是個(gè)洋蔥(牛頓)還是個(gè)檸檬(笛卡爾)。1735－1745年，北極與赤道考察隊(duì)的工作。以太物質(zhì)空間宇宙模型第十二頁第十三頁，共39頁。2.百科全書學(xué)派《百科全書》(1751－1772)17卷正文，11卷圖版，1777年又出5卷增補(bǔ)卷主編狄德羅(1713－1784)和達(dá)蘭貝爾，作者有伏爾泰、霍爾巴赫、愛爾維修、孔迪亞克，盧梭、孟德斯鳩，布豐等。繼承經(jīng)驗(yàn)科學(xué)與工藝為人類造福的思想。技術(shù)、科學(xué)、藝術(shù)并列為人類知識三大門類。達(dá)蘭貝爾寫的“卷首語”提出了科學(xué)構(gòu)造的“理性歷史”的觀點(diǎn)。第十三頁第十四頁，共39頁。伏爾泰(1694－1778)法國啟蒙運(yùn)動的基本精神：反對君權(quán)神授、主張?zhí)熨x人權(quán)。近代科學(xué)為這種思想提供了依據(jù)。伏爾泰1726年到英國留學(xué)，1727年見證了牛頓的葬禮。1729年回國后寫作《哲學(xué)通信》。1759年出版《原理》的法文本(由他的女友夏特萊侯爵夫人譯出)。第十四頁第十五頁，共39頁。3.法國大革命與革命時(shí)期的科學(xué)法國大革命法國大革命第一階段(1789－92)，中產(chǎn)階段主導(dǎo)的溫和的革命，成立法蘭西共和國。第二階段(1792－95)，下層人民主導(dǎo)的激進(jìn)時(shí)期，吉倫特派被雅各賓派取代。紅色恐怖。第三階段(1795－99)溫和派當(dāng)政，更加腐敗更加利欲熏心，直到拿破侖政變上臺。第十五頁第十六頁，共39頁。革命時(shí)期的科學(xué)1795年，國民議會頒布度量衡制度：采用10進(jìn)制、鑄出米鉑原器(經(jīng)過巴黎的子午線自北極到赤道段的長度的一千萬分之一)、1升等于1立方分米、1立方厘米溫度為攝氏4度的純水在真空中的重量為1克。革命之初，科學(xué)家受到重視，但狂熱時(shí)期，像拉普拉斯、拉瓦錫、庫侖等人被開除出計(jì)量委員會，拉瓦錫還上了斷頭臺。拿破侖時(shí)期重新重視科學(xué)家的作用?；謴?fù)巴黎高師，重視綜合工藝學(xué)校。拿破侖：我不能為取金蛋而殺掉我的老母雞第十六頁第十七頁，共39頁。4.牛頓力學(xué)的分析化拉格朗日(1736－1813)，法國數(shù)學(xué)奇才，由分析的方法推出包括固體力學(xué)和流體力學(xué)在內(nèi)的所有力學(xué)。引入廣義坐標(biāo)、廣義速度和廣義力，創(chuàng)建虛功原理，得出拉格朗日方程第十七頁第十八頁，共39頁。5.天體力學(xué)：拉普拉斯牛頓力學(xué)只考慮了兩個(gè)天體在引力作用下的運(yùn)動問題歐拉發(fā)明攝動方法解決三體問題拉普拉斯(1749－1827)

1799年出版《天體力學(xué)》頭兩卷，論述行星的運(yùn)動、形狀和潮汐；1802年出版第三卷，論述攝動理論；1805年出版第四卷，論述木星四個(gè)衛(wèi)星的運(yùn)動及三體問題特殊解；1825年出版補(bǔ)充卷?！短祗w力學(xué)》完全用微積分的語言寫成，被譽(yù)為新時(shí)代的《至大論》太陽系的穩(wěn)定性證明。行星軌道只有周期性變化。“陛下，我不需要那個(gè)假設(shè)”第十八頁第十九頁，共39頁。6.18世紀(jì)的天文發(fā)現(xiàn)哥白尼學(xué)說的致命問題：恒星周年視差問題英國布拉德雷(1693－1762)發(fā)現(xiàn)光行差，證實(shí)了地球的確在運(yùn)動尋找恒星的周年視差，是當(dāng)時(shí)所有天文愛好者的理想。伽利略的星對方法。第十九頁第二十頁，共39頁。赫舍爾的發(fā)現(xiàn)德國人威廉·赫舍爾(1738－1822)本來是雙簧管手，后來到英國教授音樂為生。后來對望遠(yuǎn)鏡感興趣，妹妹卡羅琳·赫舍爾(1750－1848)是第一個(gè)女天文學(xué)家，一起磨制鏡片，改進(jìn)望遠(yuǎn)鏡。赫舍爾1781年3月13日發(fā)現(xiàn)一顆行星，命名為天王星(Uranus)，從此名聲大噪，專門從事天文研究。開辟恒星天文學(xué)。記錄了大量的雙星，其中有些是真實(shí)的雙星，證明萬有引力定律在宇宙空間中亦有效。恒星計(jì)數(shù)；銀河系的扁平圓盤結(jié)構(gòu)。1783年，發(fā)現(xiàn)太陽自行1821年，與兒子約翰赫舍爾一起創(chuàng)建英國皇家天文學(xué)會。第二十頁第二十一頁，共39頁。三、歸納科學(xué)與化學(xué)革命第二十一頁第二十二頁，共39頁。1.近代科學(xué)的兩個(gè)支線數(shù)理科學(xué)與歸納科學(xué)庫恩：“物理科學(xué)發(fā)展中數(shù)學(xué)傳統(tǒng)和實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)的對立”(《必要的張力》)數(shù)理科學(xué)：哥白尼－笛卡爾－伽利略－開普勒－牛頓。天文學(xué)、靜力學(xué)、光學(xué)；數(shù)學(xué)、和聲學(xué)歸納科學(xué)：吉爾伯特－波義耳－胡克－富蘭克林－卡文迪許－庫侖－拉瓦錫。電學(xué)、磁學(xué)、熱學(xué)、化學(xué)直到19世紀(jì)，數(shù)理科學(xué)與培根科學(xué)是分離的。第二十二頁第二十三頁，共39頁。18世紀(jì)歸納科學(xué)的兩大領(lǐng)域火的研究作為四元素之一?；饘W(xué)與氣學(xué)熱鬧非凡熱學(xué)、光學(xué)、電學(xué)，均是“火”學(xué)定量“流”的研究氣的研究第二十三頁第二十四頁，共39頁。2.18世紀(jì)的熱學(xué)測溫學(xué)伽利略造出第一根溫度計(jì)，以空氣為測溫物質(zhì)1702年，法國物理學(xué)家阿蒙頓(1663－1705)改進(jìn)了伽利略的溫度計(jì)1714年，德國人華倫海(1686－1736)用水銀代替酒精做為測溫物質(zhì)，擴(kuò)展了測溫范圍。他把純水的冰點(diǎn)定為32度，人體體溫98.6度，建立了華氏溫標(biāo)。1724年，華倫海因發(fā)明溫度計(jì)而當(dāng)選皇家學(xué)會會員。1742年，瑞典天文學(xué)家攝爾修斯(1701－1744)以水的沸點(diǎn)為0度，冰的溶點(diǎn)為100度，建立攝氏溫標(biāo)。第二十四頁第二十五頁，共39頁。熱質(zhì)說1757年，蘇格蘭化學(xué)家布萊克(1728－1799)指出溫度(熱的強(qiáng)度)與熱量(熱的分量)的不同。熱容量、比熱概念。發(fā)現(xiàn)“潛熱”：冰緩慢加熱熔化時(shí)，溫度不變由伽桑狄的熱原子理論到熱質(zhì)說熱質(zhì)說可以解釋熱量守恒現(xiàn)象。“火”流的定量研究第二十五頁第二十六頁，共39頁。3.18世紀(jì)的電學(xué)18世紀(jì)的摩擦電研究電“火”花引起了最大的關(guān)注和興趣吉爾伯特發(fā)現(xiàn)帶電體與非電體之區(qū)別蓋里克發(fā)明磨擦起電機(jī)1729年，英國修道院的格雷(1675－1736)發(fā)現(xiàn)有些物質(zhì)可以傳導(dǎo)電，有些則不能。主張帶電體不能導(dǎo)電，而非電體卻可以。法國皇家花園管家迪費(fèi)(1698－1739)經(jīng)過實(shí)驗(yàn)表明，帶電體與非電體之間并無本質(zhì)的區(qū)別，所有物體都可以帶電。1734年，迪費(fèi)發(fā)現(xiàn)兩類不同的電荷，一種稱為玻璃電，一類稱為樹脂電。他實(shí)際上發(fā)現(xiàn)了正負(fù)電荷，但命名不確。第二十六頁第二十七頁，共39頁。1745年，荷蘭萊頓大學(xué)的物理學(xué)教授馬森布羅克(1692－1761)發(fā)現(xiàn)玻璃瓶可以儲存大量電荷。此瓶被稱為萊頓瓶。整個(gè)歐洲全都在演示萊頓瓶的放電功能。法國人諾萊特在巴黎修道院門前調(diào)集700修道士，演出一場放電喜劇。路易十五親自出場1746年，美國獨(dú)立戰(zhàn)爭的領(lǐng)袖本杰明·富蘭克林(1706－1790)開始研究電現(xiàn)象，他相繼發(fā)現(xiàn)：天上的雷電與萊頓瓶中的電是一回事；發(fā)明避雷針；提出正電負(fù)電的概念。第二十七頁第二十八頁，共39頁。18世紀(jì)的流電研究1752年，意大利人祖爾策將一片鉛片和銀片放在舌尖上，當(dāng)它們兩頭相連時(shí)，他感覺舌尖上有奇怪的味道。1780年，意大利波侖亞大學(xué)醫(yī)學(xué)教授伽伐尼(1737－1798)解剖青蛙時(shí)，發(fā)現(xiàn)用不同的金屬與蛙腿接觸可以使蛙腿抽動。伽伐尼主張，存在著動物電，它跟摩擦電完全一樣。金屬只起激發(fā)作用。伽伐尼是錯誤的，但激勵了流電研究第二十八頁第二十九頁，共39頁。意大利物理學(xué)家伏打(1745－1827)對伽伐尼的動物電理論深表懷疑。1792年，伏打用實(shí)驗(yàn)證明了伽伐尼電是兩種金屬加導(dǎo)體造成，蛙腿只起驗(yàn)電器作用1794年，伏打進(jìn)一步表明沒有蛙腿，伽伐尼電一樣存在。伏打序列：鋅、錫、鉛、銅、銀、金……前面的金屬與后面的金屬相接觸，前者就帶正電、后者就帶負(fù)電；序列的距離越遠(yuǎn)，帶電量越多。1800年，伏打依照伏打序列制成伏打電堆。為動電研究打下基礎(chǔ)，推動了電化學(xué)的發(fā)展。第二十九頁第三十頁，共39頁。電荷力研究卡文迪許(1731－1810)，英國貴族，終生未婚獨(dú)居，獻(xiàn)身于科學(xué)事業(yè)，只問耕耘，不問收獲用扭秤在實(shí)驗(yàn)室中測定萬有引力常數(shù)G1777年，提出電荷作用的平方反比律：“電的吸引力和排斥力很可能反比于電荷間距離的平方?！狈▏锢韺W(xué)家?guī)靵?1736－1806)運(yùn)用扭秤測定電荷之間的相互作用，證明了電力與電荷量之積成正比，與距離平方成反比。第三十頁第三十一頁，共39頁。4.燃燒問題研究現(xiàn)象：燃燒完的灰燼不再易燃，而且重量變輕。燃素(phlogiston)：易燃的可分離的東西；燃燒是一種脫燃素的分解過程。德國斯塔爾(1660－1734)在原子論基礎(chǔ)上建立他的燃素學(xué)說：空氣只起助燃作用，主要用處是帶走燃素。燃素學(xué)說可以解釋氧化－還原反應(yīng)，但正好相反：凡是氧化(化合)過程均被解釋成分解過程。金屬生銹與木材燃燒是同一類化學(xué)過程。問題：燃素有沒有重量？第三十一頁第三十二頁，共39頁。5.氣體研究早期的研究赫爾蒙特（1577－1644），區(qū)別“空氣”(air)與“氣體”(gas)1727年，英國植物學(xué)家黑爾斯(1677－1761)出版《植物靜力學(xué)》，給出了在實(shí)驗(yàn)室收集各種氣體的方法(水面收集法)。他未意識到他所收集到的氣體實(shí)際上是不同的氣體。布萊克發(fā)現(xiàn)石灰石加熱放出某種氣體而變成生石灰，稱“固定空氣”(包含在固體中的氣體)；還發(fā)現(xiàn)，燃燒和呼吸時(shí)放出的氣體里一定含有“固定空氣”。第三十二頁第三十三頁，共39頁。普利斯特列(1733－1804)英國化學(xué)家普利斯特列青年時(shí)期是位自由主義人文學(xué)者，1766年遇富蘭克林之后，對實(shí)驗(yàn)科學(xué)發(fā)生興趣。1767年出版《電學(xué)史》發(fā)現(xiàn)啤酒發(fā)酵后產(chǎn)生的氣體就是布萊克所發(fā)現(xiàn)的“固定空氣”，它能溶于水。1772年發(fā)明“蘇打水”，是現(xiàn)代碳酸飲料的始祖第三十三頁第三十四頁，共39頁。普利斯特列對氧氣的研究認(rèn)識到，植物的生長需要“固定空氣”，所以動物的呼吸損害大氣，而植物則凈化空氣。1774年，普利斯特列收集到一種新的氣體，它使火焰劇烈燃燒，使老鼠活得更長，使人吸入后感到舒暢。但他相信燃素說，將該氣體命名為“脫燃素空氣”。1775年向皇家學(xué)會報(bào)告“脫燃素空氣”的發(fā)現(xiàn)。同一時(shí)期，