物理与文化物理与文化物理与文化 (8).pdf
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1、1第二讲 经典力学的建立和发展目从自然哲学到物理学0101伽利略与近代力学的诞生02022录牛顿与经典力学的成熟0303达芬奇与牛顿04042.1从自然哲学到物理学3早在远古时期,人类就开始注意天上星星的运动在当时人们直观地认为,就像太阳“东升西落”一样,星星在绕地球运动公元前世纪末,古希腊米利都人泰勒斯01科学的初创利都人泰勒斯(Thales,约前624约前547)曾提出:“世界由水构成,大地是浮在水面上的巨大圆盘”泰勒斯的宇宙观泰勒斯是古希腊及西方第一个自然科学家和哲学家。希腊七贤之一,西方思想史上第一个有记载有名字留下来的思想家,被称为“科学和哲学之祖”。在哲学方面,提出了水本原说,即“
2、万物源于水”,是古希腊第一个提出“什么是万物本原”这个哲学问题的人。被称为“哲学史上第一人”在科学方面数学上引入了命题证明或逻辑证明的思想它标志着01科学的初创5 在科学方面,数学上引入了命题证明或逻辑证明的思想。它标志着人们对客观事物的认识从经验上升到理论,这在数学史上是一次飞跃。泰勒斯定理(直径所对的圆周角是直角)。利用日影来测量金字塔的高度。天文学,确认了小熊座,被指出其有助于航海事业,并准确地预测了公元前585年发生的日蚀。首个将一年的长度修定为365日。曾估量太阳及月球的大小。泰勒斯首创理性主义精神、唯物主义传统和普遍性原则。毕达哥拉斯(Pythagoras,约前572约前497)就
3、已认识到大地是球形的,并提出了“地球”这个概念泰勒斯的积极倡导,为毕达哥拉斯创立理性的数学奠定了基础。大地是圆的还是平的?02天文学的突破6 苏格拉底(Socrates,前469前399)认为“大地是一个球体,位于宇宙的中心”亚里士多德(Aristotle,前 384前322)发展了苏格拉底的观点,系统地提出了地心说2认为地球位于宇宙的中心太阳、月亮、行星和恒星都围绕地球作圆周运动亚里士多德的地心说02天文学的突破亚里士多德将宇宙分为亚里士多德将宇宙分为“月上世界月上世界”由闪亮的星星组成由闪亮的星星组成7葡萄牙宇宙学家维利乌绘制的地心说模型月上世界月上世界由闪亮的星星组成由闪亮的星星组成,其
4、间充满了透明而无重量的“以太”其间充满了透明而无重量的“以太”和和“月下世界”“月下世界”由土、水、火、由土、水、火、气四种元素组成气四种元素组成,“月上世界”,“月上世界”又分为九重天,存在“第又分为九重天,存在“第一推动者”一推动者”毕达哥拉斯认为宇宙是球形的,提出“中心火”模型位于宇宙中心的,叫中心火包括太阳、地球在内的所有天体,都围绕中心火转动古希腊的日心说02天文学的突破8 古希腊天文学家阿里斯塔克(Aristarchus,前315年前230年)提出了最早的“日心说”,即恒星与太阳是不动的,而地球则绕太阳做圆周运动公元2世纪,希腊天文学家和数学家托勒密(ClaudiusPtolema
5、eus,约 90 168)改进和量化了地心说,使之更好地托勒密改进地心说02天文学的突破9符合天文观测,于是地心说彻底击败了粗糙的日心说从中世纪一从中世纪一直到十五世纪,教会承认直到十五世纪,教会承认希腊天文学希腊天文学家托勒密总结的宇宙地心家托勒密总结的宇宙地心体系:地球体系:地球作为宇宙的中心,日、月作为宇宙的中心,日、月、恒星等围、恒星等围绕地球运动。绕地球运动。托勒密托勒密(Ptolemy 2nd century A.D.希腊天文学家)托勒密有两个重要的功绩:把古代的“地心”思想发展成为系统的地心说;运用模型方法,成功地解释了他的宇宙理论02天文学的突破11 运用模型方法,成功地解释了
6、他的宇宙理论问题问题1:为什么月亮时大时小?:为什么月亮时大时小?托勒密用象限仪在测量月亮的高度,托勒密用象限仪在测量月亮的高度,巴塞尔作,1508巴塞尔作,1508答案:忽答案:忽近忽远(模型的缺陷)近忽远(模型的缺陷)3问题问题2:为什么有行星退行现象?:为什么有行星退行现象?“如果上“如果上帝在创世时能与我商量一下,我会帝在创世时能与我商量一下,我会给他更好给他更好的建议。”的建议。”阿尔方斯国王阿尔方斯国王(Kinglfonse)答案:均轮答案:均轮+本轮本轮1492年,哥伦布发现美洲大陆,1519-1522年麦哲伦船队完成环球航行,最终确认了大地为圆球形,这些都直接地促进了天15世纪
7、,资本主义开始萌芽,文艺复兴开始,近代科学开始诞生02天文学的突破14认了大地为圆球形,这都直接地促进了天文学、地理学和物理学等的形成和发展在欧洲经济发展的同时,一场规模空前的文艺复兴运动兴起了人们思想解放、大力宣传科学、向教会挑战,大大促进了科学的发展尼古拉哥白尼(NicolausCopernieus,1473 1543),著名天文学家、日心说的创立者、近代天文学的创始人哥白尼在尤以天文学和数学的高水准享誉欧洲的克拉科夫大学度过了自己03哥白尼与日心说15哥白尼享誉欧洲的克拉科夫大学度过了自己的大学生涯,又在意大利留学10年,动荡的校园生活和社会生活解放着哥白尼的思想在意大利,哥白尼阅读了大
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