近代前期自然科学的发展

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1、第十章近代前期自然科学的发展及第一次技术革命第一节数学第二节化学第三节生物学第四节近代自然科学方法论第五节第一次技术革命(蒸汽时代)第一节数学一、笛卡儿与解析几何的诞生1、笛卡儿创立解析几何1637，《更好地指导推理和寻求科学真理的方法论》：《几何学》、《折光》和《陨星》。建立了历史上第一个倾斜坐标系和直角坐标系，提出曲线方程的思想。2、费尔马对解析几何学的贡献《平面和立体的轨迹引论》：记载了一般直线和圆的方程，以及关于双曲线、椭圆、抛物线的讨论．解析地定义了许多新的曲线．提出了许多以代数方程定义的新曲线。3、笛卡儿的科学方法笛卡儿认为在一切领域中可以建立一

2、种普适的推证真理的方法，这个方法就是数学方法，称之为“通用数学”。强调代数的一般性以及它在推理程序机械化和减小解题工作量方面的价值。任何的问题→数学问题→代数问题→方程求解笛卡儿的哲学名言是：“我思故我在”。____“Ithink,thereforeIam.”二、对数的发明1596年，耐普尔制成了一张7位数字的对数表。1617年，布里格斯和耐普尔共同出版《一千个数的对数》。它是历史上第一个可供实际应用的、14位的、以10为底的对数表，正式确立了对数的计算方法。拉普拉斯(PierreSimonLaplace,1749—1827)：对数，可以缩短计算时间，“在实效

3、上等于把天文学家的寿命延长了许多倍”。三、微积分的创立1、牛顿创立微积分牛顿站在更高的角度，将切线问题、求积问题、瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题的各种技巧统一为两类普通的算法——微分和积分，并确立了这两类运算的互逆关系，从而完成了微积分发明中最关键的一步，为近代科学发展提供了最有效的工具，开辟了数学上的一个新纪元。《运用无穷多项方程的计算法》（1711年发表）《流数术和无穷极数》（1671年完稿，1736年发表）《求曲边形面积》（1676年完稿，1704年正式发表）2、莱布尼茨创立微积分从几何方面独立发现了微积分，使微积分更加简洁和准确。牛顿在微积分的

4、应用上更多地结合了运动学，造诣较莱布尼茨高一筹，但莱布尼茨的表达形式采用数学符号却又远远优于牛顿一筹，既简洁又准确地揭示出微积分的实质，强有力地促进了高等数学的发展。莱布尼茨创造的微积分符号，正像印度——阿拉伯数码促进了算术与代数发展一样，促进了微积分学的发展，莱布尼茨是数学史上最杰出的符号创造者之一。四、其它数学成就1、代数学①1545年，米兰学者卡尔丹出版《大术》，提出三次、四次方程的代数解法。②系统地引入符号代数。2、三角学①波伊尔巴赫[意]：编制了十分精确的正弦表。②雷格蒙塔努斯：《论各种三角形》（1464年）第一部脱离天文学的三角学专著。③韦达[法

5、]：《标准数学》（1579）《斜截面》（1615）16世纪，三角学已从天文学中分离出来，成为一个独立的数学分支。第二节化学一、脱胎于炼金术的化学1、炼金家的化学知识R•培根[英]：《炼金术反射镜》，是实验科学家的先导。B·瓦伦丁：《锑的凯旋书》，第一次描述了盐酸对金属的作用。阿那德：《哲学家的花坛》将炼金术与医学联系在一起，用化学药品治疗疾病。是第一个描述酒精的人，提出酒精可以用蒸馏葡萄酒的方法制取。2、从炼金术向科学化学过渡毕林古齐：1520年发表《烟火术》论述了用火制取金属、非金属、火药和各种爆炸物的生产技术。阿格里柯拉：《论矿物的性质》（1546）《论金

6、属》（1556）论述了采矿、冶炼和检验过程，并专门论述了化学物品的制备和定量化学研究方法的意义。表明化学已开始由工艺技术向化学学科靠拢3、医药化学T·B·冯·荷恩海姆：医药化学的创立人把炼金术与医学相结合，创立了医药化学这门学科。强调医生们要注意研究药物的化学性质，而不能只注重其药理性质，故而应学习化学知识。A·李巴维[德]：《炼金术》描述了实验室操作技术设备、化学器皿和各种仪器。研究了各种物质及其制取、使用方法。4、波义耳创立化学学科《怀疑派化学家》（1661）①明确地把化学单独划分为一门科学，论证了“化学是什么”。②重新明确了元素概念③分析化学的奠基人之一

7、把“分析”一词首次引入化学，把当时的溶液检验也提高到一个新的水平。《矿泉的博物学观察》波义耳的观念为新化学的发展指明了方向。二、燃素学说1、波义耳的火微粒说：1673年，波义耳对金属煅烧增重的问题进行了定量的实验研究，得出结论：燃烧时有一种特殊的，超微小的“火素”进到了金属里，因而增加了它的重量：金属＋火微粒＝金属煅灰波义耳的实验1、在一个抽掉空气的容器中，将硫磺撒在烧红的铁板上，硫磺只会冒烟，不燃烧；但在有空气的容器中则能燃烧产生兰色火焰。结论：燃烧不能没有空气。2、将硝石在真空中重结晶，以去掉“空气”，再做真空实验，硝石仍能燃烧。结论：火药中必定含有与空气

8、性质相似的“活化蒸汽”支持燃烧。3、1