电子07级自然科学史

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1、第7讲十九世纪的自然科学第二次技术革命一、19世纪的科学技术1、天文学19世纪的天文学有很大进步。继牛顿发现万有引力定律之后，许多天文新发现进一步证实了这一定律的普遍意义。19世纪人们在研究天体现状的基础上，提出了有关天体起源和演化问题的颇有价值的科学假说。(1)、天文观测的新发现德国天文学家赫歇耳(1738-1822)，根据对银河系恒星密度的观察，提出银河系是由一层恒星组成的，像一只边缘有裂缝的圆凸透镜，其直径约为厚度的5倍，太阳系位于银河系的中央平面，在离银河系中心不远的位置上。他还比较了太阳和其他恒星相对于银河系中心的位置变化，发现恒星并非不动，太阳也有自行。赫歇耳还发现了

2、双星和聚星，并编制了包括260对双星的星表。依据赫歇耳对双星的研究，1844年德国天文学家贝塞耳(1784-1846)预言在天狼星豆和南河三星附近各自都有一颗肉眼看不见的暗伴星存在，1862年,美国科学家克拉克(1832-1897)果然发现了天狼星确有一颗暗伴星。赫歇耳于1781年在金牛星的群星中发现有一颗前所未知的新星，它位于当时太阳系的疆界一一土星之外。后经英国天文学家麦斯克雷(1732-1811)的观察，确认它是太阳系中的一个新成员一一天王星。后又发现海王星。海王星的发现是近代天文学史上证实万有引力定律正确性的最著名的事例之一。此外天文学家在这一时期还发现了小行星、光行差和

3、恒星视差等。（2）康德关于太阳系起源的力学模型。德国哲学家康德(1724-1804)于1755年出版了著名的《宇宙发展史概论》一书。书中批判了宇宙不变的思想，提出了太阳系起源于原始星云的假说，他认为形成太阳系的原始星云是由大大小小的粒子组成的，这些粒子不均匀地布在空间中，由于粒子间相互吸引，较小的粒子向较大的粒子聚集，在引力最强的地方逐渐凝聚成中心天体。他还认为:粒子之间除相互吸引作用之外，还有一种相互排斥作用，它表现为粒子彼此碰撞，并沿不同方向向中心天体落去。最后,当某一方向上的运动占了优势时，就会使原始星云转动起来。并且在中心天体周围形成了大致在同一平面上转动的大大小小的粒子

4、团。这些粒子团后来就成为围绕中心天体旋转的行星。这些行星按照它们距离太阳远近的不同而有不同的轨道，离中心天体越远，轨道的椭率越大。这就是康德提出的关于太阳系起源的力学模型。（3）拉普拉斯的星云假说法国数学家拉普拉斯1796年在不知道康德星云假说的情况下，完全独立地提出了他的星云假说，并且还从数学上作了严格的论证。他认为，我们的太阳系起源于一个巨大的炽热的而且在缓慢转动着的原始星云。由于逐渐地冷却，星云在不断地收缩，转动自然加快。星云赤道部分的物质所受的惯性离心力随之加大，当这一作用力与星云物质间的引力处于平衡时，赤道最外缘的物质将不再随星云一起收缩，而从星云中分离出来，形成一个围

5、绕星云转动的气环，当这同一个过程一次又一次地重复时，便相继形成了与行星数目相等的几个气环。气环中的物质是不均匀的，较密的部分把附近的物质吸引过去，使气环断裂并逐渐形成了行星。不断收缩的星云的中心部分就凝聚成太阳。这就是拉普拉斯提出的星云假说。由比较可知，,拉普拉斯的这一学说基本上与康德的学说是一致的。但是,它在细节上更多地考虑了太阳系的动力学特征。它比康德的学说更合理更自然地说明了太阳系中天体的运动为什么都按同一个方向旋转，为什么行星的轨道都大致在同一个平面上等等。他们二人都认为太阳系是由同一块星云形成的，并都用星云内部的吸引和排斥之间的矛盾来说明太阳系的形成。所以,后人把他们提

6、出的两种星云假说合在一起统称为"康德一拉普拉斯星云说",它比较完整圆满地解释了天体运动的一些规律。2、地学19世纪开始形成为一门独立的科学。1833年出版的赖尔的《地质学原理》一书,标志着近代地质学的诞生。（1）、关于岩石成因的争论。历史上曾有过两种不同的学说。水成论英国科学家伍德沃德(1665-1728)认为地球上的岩石是由水的作用形成的，这个观点被称为“水成论”。1695年他在《地球自然历史试探》一文中，认为地球曾经有过一个历史时期被巨大的洪水淹没了，当时大部分生物死亡并且洪水还冲走了地表的砂石和土壤，使悬浮在洪水中的各种物质混杂起来，当这些物质按照重量的大小分层沉淀时最重的

7、物质沉积在下面，最上面是沙、泥土和高等动植物的遗骸，经过多年的沉积，这些动植物的遗骸，变成了化石。火成论意大利科学家莫罗(1687-1764)在1740年发表的《论在山里发现的海洋生物》一文中提出了“火成论”。他认为，原始的地球有一个光滑的、石质的表面被不深的淡水所覆盖。由于地下火的作用，破坏了地球的表面，使陆地和山脉隆起而升出水面。同时包含在地球内部的物质如粘土、泥沙、沥青和盐等都被排放出来，在石质的地表面上形成了新的地层。地下火的这种爆发作用一再重复就形成了更多的地层。由于每