第二 章 近代机械自然观
§ 2.1 近代科学的诞生
? 一 背景
? 1 文艺复兴运动：
? 1）概述：文艺复兴运动是 14-16世纪出
现在欧洲近代史上的一次著名的思想文
化运动。这场运动是从学习古典文化即
古希腊和罗马文化开始的。人文主义思
想即对人性的重视，是这场运动的重要
核心思想之一。
2）代表人物：达 ·芬奇（ 1452-
1519）
? 画家、雕塑家、工程
师、建筑师、物理学
家、生物学家、哲学
家，而且在每一学科
里都登峰造极。
1）达芬奇是从实用方面接近科学的；
? 2）认为观察与实验是科学的独一无二的方法；
? 3）预见到惯性原理：“凡是感官觉察到的东
西都不能自己运动，每一物体在其运动方向上
都有一重量”；知道落体的速度随时间而增加；
? 4）认为天体是一架服从确定的自然法则的机
器，自然是有规律的；
? 5）他鄙视炼金术、占星术。
2地理大发现
? 1)意大利航海家 哥伦布（ Christopher
Columbus） 1492年到达美洲。
? 2）达 ·伽马 1498年到达印度；
? 2) 麦哲伦（ Magellan）在 1522绕地球一
周，历时 3年。
3 ) 地理大发现的意义
? A 地球是球形的；
? B 发现沟通大西洋和太平洋的海峡，证
明水体是连在一起的，确定了占优势的
是大洋，不是大陆。
? C 与新地贸易的扩展，本国的工商业迅
速发展，欧洲的总财富增加了。
? D 随着财富而来的闲暇时间，使得学问
研究的社会范围极为扩大了。
二 哥白尼革命
? 1背景
? 拖勒密的地球中心说体系，与亚里士多德天
文学相一致，此体系的弱点是均轮与本轮的
繁复性，受到常识和亚里士多德权威的支持；
? 15-16世纪含有毕达哥拉斯成分的新柏拉图
主义在意大利复活，他们倾向于把自然事物
的行为解释成它们的数学结构的效果，文艺
复兴的哲学家聚在柏拉图的旗帜下反对亚里
士多德。
亚里士多德天文学：
? 宇宙分为月上的世界和月下的世界，即
天上和地上的世界。远离地球的星球的
材料更加纯粹，它们每日的运行是神所
引起的，神包容着它但不占空间。
? 中世纪的宇宙：人类居于地球，地球是
宇宙中心，置身于上帝的怀抱之中。此
体系是一等级结构，天上高贵，地下卑
贱。
讽刺亚里士多德的例子：
? 莫里哀的喜剧, 没病找病, 片段
? Domandatur Causam et rationem quare
? Opium facit dormire Aquoi respondéo：
? Quia est in eo Vertus dormitira
? Cuius est natura Sensus assoupire
? 监考官,Bene bene bene respondere
? （合唱） Dignus,dignus est intrare
? In nostro docto corpóre
大意是说，
? 应试者：渊博的博士问我，
? 是什么原因，
? 鸦片烟能使人睡着，我的回答是
? 因为它有睡眠的力，
? 所以自然有催眠的感觉。
? 监考官：回答的好！好！好！
? 他可以进我们博学的圈子里了。
2 哥白尼（ 1473-1543）及其日
心说的提出
? 文艺复兴以后，科学
观点的第一次重大改
变，是尼古拉 ·哥白
尼完成的；他是数学
家与天文学家。
哥白尼的日心说：
? 1恒星天层，不动； 2土星，三十年一转；
? 3木星，十二年一转； 4火星，二年一转；
? 5地球带着月球，一年一转；
? 6金星，九月一转； 7水星，八十天；
? 中心是太阳；
? 此时，拖勒密体系，轮子数增加到 80多
个，极为复杂。
3哥白尼日心说的理论基础与遇
到的困难：
? 理论基础：依据毕达哥拉斯理论，行星怎样运
动才能产生最简单而和谐的天体几何学；
? 遇到的困难,1）对亚里士多德理论进一步推
翻；
? 2 ）自然观的局限：圆轨道的完美运动观念的
限制
? 3 ）理论精度；
? 4 ）与宗教教义的矛盾；
4哥白尼革命的哲学意义：
? 1）暗含对世界有一个中心的否定，地球
只是众行星之一；
? 2）打破了自然界有机论；
? 3）取消了天与地的差别，适用于天的运
动规律也适用于人类。
? 4）新的宇宙论认为不存在质的自然差异，
差异仅表现为量和几何结构的差异。
三 吉尔伯特（ 1540-1603）和
开普勒（ 1571-1630）
? 1吉尔伯特：
? 伊丽莎白女王的御医，王室奖以年金，使他
用于实验研究；
? 1600年出版, 论磁, 一书；
? 此书中提出吸引力理论：吸引力遍及整个自
然，任何一物体都将这吸引力施与所有其他
物体；
?,哲学意义：标志着关于自然的一般理论发
展的新阶段；
2开普勒
? 毕达哥拉斯主义者；
? 追求的是造物主心中
的数学的和谐；
开普勒在自然观上功绩：
? 1）惯性思想：无论在什么地方，只要一
旦静止，所有的物体凭本性都要趋于保
持这种静止，抛弃了天然运动的观念；
? 2）吸引力思想：每当一个物体靠近另一
物体，它的静止就被一个相互作用力破
坏了，这种力趋向于把每一物体拉向它
的附近；
? 3）机械论代替活力论：认为物理学中 灵
魂 这个词应当用 力 来代替，或者说自身
是数量性的 机械 能产生 量变 的概念，应
该取代 活力 能引起 质变 的概念。
四伽利略（ 1564-1641）
? 近代科学之父
1伽利略的贡献：
? 1）建立物理科学的真正方法：把实验方法和
归纳方法与数学演绎方法结合起来；
? 2）伽利略的主要的和最具独创性的工作是为
动力学奠定了基础；他证明地球各部分在“局
部运动”中也是按数学方式运动的；
? 3）他问的不是亚里士多德的问题“为什么降
落”，而是“怎样降落？”，即从宇宙论问题
转到了近代科学问题上。
2伽利略的自然观：
? 1）自然的真理存在于数学的事实之中；
“自然之书是用数学语言书写的”
? 2）真实的和可理解的是那些可测量并且
是定量的东西；
? 3）颜色、气味、声音等是第二性的、衍
生的，并依附于纯量的世界。
五 牛顿（ 1642-1727）对近代
科学的贡献
? 牛顿：超一流的科学
家
? 研究范围：力学、光
学、数学、化学和神
学；。
? 牛顿的工作是科学史
上的第一次大综合。
牛顿的墓志铭：
? Nature and nature’s law
? lay hid in night;
? God said,
? let Newton be!
? And all was light,
1牛顿的贡献：
? 1） 1686年底, 自然哲学的数学原理, 出版；
? 2）彗星沿抛物线轨道运动，地球的潮汐现象；
? 3）万有引力定律，力学体系；
? 4）确定了质量、动量、惯性和力等基本概念，
以及绝对时间和绝对空间。
? 5）提出的运动定律和万有引力定律是力学的
基础，也是机械论自然观的基础。
2牛顿工作的自然观含义：
? 1）证明地上的力学也能应用于星球；
? 2）从自然科学的大厦中排除掉不必要的
成见；
3牛顿体系中存在的问题：
? 绝对时间与绝对空间的观念，“神是永
久存在，而且是无所不在的，由于永久
存在及无所不在，他就成为时与空。”
§ 2.2 近代机械论自然观
一 哲学背景：培根与笛卡尔
? 1）培根：
? 英国经验主义代表人
物；
? 大法官；
? 提倡获得知识的实验
的、定性的和归纳的
方法。
2）笛卡尔（ 1596-1650）
? 大陆理性代表人物；
? 法国数学家、自然科
学家和哲学家；
? 强调演绎法可得到可
靠的科学知识；
笛卡尔的心物二元论：
? 笛卡尔把人体看作是与机械相类似的，
灵魂（有理性的灵魂）与它所居住而控
制的类似机械的肉体完全不同。提出了
灵魂与肉体，心与物的二元说。同时在
研究宇宙论时，把精神世界与物质世界
对立起来。思想与物质是同样实在
的,——,我思故我在”。宇宙是物质的，
并用机械的旋涡来解释天体运动问题。
二机械自然观与古希腊自然观
的比较：
? 机械自然观：
? 自然是一架机器；
? 这架机器的运动和规
律是由外在的理智强
加给它的；
? 自然界的秩序是理智
的表现；
? 这理智是非凡的创造
者和统治者；
? 古希腊自然观：
? 自然是一个有机体；
? 自然的运动是自身的
运动，是自我运动；
? 自然界的秩序是理智
的表现；
? 这理智是自然本身的
理智；
二 机械自然观的要点：
? 1宇宙象空架子，绝对静止 —— 绝对空间；
? 2 时间永远以等速流逝，与物体运动无关；
? 3机械运动是唯一的运动规律，宇宙是一架大
机器；
? 4分析、分解的方法是研究自然的主要方法。
三 机械自然观的意义与局限
? 1意义：自然科学发展到一定阶段的产物，与
当时科学的发现水平相适应。机械自然观成为
此后相当时间中绝大多数科学家所持的观点。
? 2局限：静止、片面、孤立、绝对，最终回归
神学的上帝。
§ 2.1 近代科学的诞生
? 一 背景
? 1 文艺复兴运动：
? 1）概述：文艺复兴运动是 14-16世纪出
现在欧洲近代史上的一次著名的思想文
化运动。这场运动是从学习古典文化即
古希腊和罗马文化开始的。人文主义思
想即对人性的重视，是这场运动的重要
核心思想之一。
2）代表人物：达 ·芬奇（ 1452-
1519）
? 画家、雕塑家、工程
师、建筑师、物理学
家、生物学家、哲学
家，而且在每一学科
里都登峰造极。
1）达芬奇是从实用方面接近科学的；
? 2）认为观察与实验是科学的独一无二的方法；
? 3）预见到惯性原理：“凡是感官觉察到的东
西都不能自己运动，每一物体在其运动方向上
都有一重量”；知道落体的速度随时间而增加；
? 4）认为天体是一架服从确定的自然法则的机
器，自然是有规律的；
? 5）他鄙视炼金术、占星术。
2地理大发现
? 1)意大利航海家 哥伦布（ Christopher
Columbus） 1492年到达美洲。
? 2）达 ·伽马 1498年到达印度；
? 2) 麦哲伦（ Magellan）在 1522绕地球一
周，历时 3年。
3 ) 地理大发现的意义
? A 地球是球形的；
? B 发现沟通大西洋和太平洋的海峡，证
明水体是连在一起的，确定了占优势的
是大洋，不是大陆。
? C 与新地贸易的扩展，本国的工商业迅
速发展，欧洲的总财富增加了。
? D 随着财富而来的闲暇时间，使得学问
研究的社会范围极为扩大了。
二 哥白尼革命
? 1背景
? 拖勒密的地球中心说体系，与亚里士多德天
文学相一致，此体系的弱点是均轮与本轮的
繁复性，受到常识和亚里士多德权威的支持；
? 15-16世纪含有毕达哥拉斯成分的新柏拉图
主义在意大利复活，他们倾向于把自然事物
的行为解释成它们的数学结构的效果，文艺
复兴的哲学家聚在柏拉图的旗帜下反对亚里
士多德。
亚里士多德天文学：
? 宇宙分为月上的世界和月下的世界，即
天上和地上的世界。远离地球的星球的
材料更加纯粹，它们每日的运行是神所
引起的，神包容着它但不占空间。
? 中世纪的宇宙：人类居于地球，地球是
宇宙中心，置身于上帝的怀抱之中。此
体系是一等级结构，天上高贵，地下卑
贱。
讽刺亚里士多德的例子：
? 莫里哀的喜剧, 没病找病, 片段
? Domandatur Causam et rationem quare
? Opium facit dormire Aquoi respondéo：
? Quia est in eo Vertus dormitira
? Cuius est natura Sensus assoupire
? 监考官,Bene bene bene respondere
? （合唱） Dignus,dignus est intrare
? In nostro docto corpóre
大意是说，
? 应试者：渊博的博士问我，
? 是什么原因，
? 鸦片烟能使人睡着，我的回答是
? 因为它有睡眠的力，
? 所以自然有催眠的感觉。
? 监考官：回答的好！好！好！
? 他可以进我们博学的圈子里了。
2 哥白尼（ 1473-1543）及其日
心说的提出
? 文艺复兴以后，科学
观点的第一次重大改
变，是尼古拉 ·哥白
尼完成的；他是数学
家与天文学家。
哥白尼的日心说：
? 1恒星天层，不动； 2土星，三十年一转；
? 3木星，十二年一转； 4火星，二年一转；
? 5地球带着月球，一年一转；
? 6金星，九月一转； 7水星，八十天；
? 中心是太阳；
? 此时，拖勒密体系，轮子数增加到 80多
个，极为复杂。
3哥白尼日心说的理论基础与遇
到的困难：
? 理论基础：依据毕达哥拉斯理论，行星怎样运
动才能产生最简单而和谐的天体几何学；
? 遇到的困难,1）对亚里士多德理论进一步推
翻；
? 2 ）自然观的局限：圆轨道的完美运动观念的
限制
? 3 ）理论精度；
? 4 ）与宗教教义的矛盾；
4哥白尼革命的哲学意义：
? 1）暗含对世界有一个中心的否定，地球
只是众行星之一；
? 2）打破了自然界有机论；
? 3）取消了天与地的差别，适用于天的运
动规律也适用于人类。
? 4）新的宇宙论认为不存在质的自然差异，
差异仅表现为量和几何结构的差异。
三 吉尔伯特（ 1540-1603）和
开普勒（ 1571-1630）
? 1吉尔伯特：
? 伊丽莎白女王的御医，王室奖以年金，使他
用于实验研究；
? 1600年出版, 论磁, 一书；
? 此书中提出吸引力理论：吸引力遍及整个自
然，任何一物体都将这吸引力施与所有其他
物体；
?,哲学意义：标志着关于自然的一般理论发
展的新阶段；
2开普勒
? 毕达哥拉斯主义者；
? 追求的是造物主心中
的数学的和谐；
开普勒在自然观上功绩：
? 1）惯性思想：无论在什么地方，只要一
旦静止，所有的物体凭本性都要趋于保
持这种静止，抛弃了天然运动的观念；
? 2）吸引力思想：每当一个物体靠近另一
物体，它的静止就被一个相互作用力破
坏了，这种力趋向于把每一物体拉向它
的附近；
? 3）机械论代替活力论：认为物理学中 灵
魂 这个词应当用 力 来代替，或者说自身
是数量性的 机械 能产生 量变 的概念，应
该取代 活力 能引起 质变 的概念。
四伽利略（ 1564-1641）
? 近代科学之父
1伽利略的贡献：
? 1）建立物理科学的真正方法：把实验方法和
归纳方法与数学演绎方法结合起来；
? 2）伽利略的主要的和最具独创性的工作是为
动力学奠定了基础；他证明地球各部分在“局
部运动”中也是按数学方式运动的；
? 3）他问的不是亚里士多德的问题“为什么降
落”，而是“怎样降落？”，即从宇宙论问题
转到了近代科学问题上。
2伽利略的自然观：
? 1）自然的真理存在于数学的事实之中；
“自然之书是用数学语言书写的”
? 2）真实的和可理解的是那些可测量并且
是定量的东西；
? 3）颜色、气味、声音等是第二性的、衍
生的，并依附于纯量的世界。
五 牛顿（ 1642-1727）对近代
科学的贡献
? 牛顿：超一流的科学
家
? 研究范围：力学、光
学、数学、化学和神
学；。
? 牛顿的工作是科学史
上的第一次大综合。
牛顿的墓志铭：
? Nature and nature’s law
? lay hid in night;
? God said,
? let Newton be!
? And all was light,
1牛顿的贡献：
? 1） 1686年底, 自然哲学的数学原理, 出版；
? 2）彗星沿抛物线轨道运动，地球的潮汐现象；
? 3）万有引力定律，力学体系；
? 4）确定了质量、动量、惯性和力等基本概念，
以及绝对时间和绝对空间。
? 5）提出的运动定律和万有引力定律是力学的
基础，也是机械论自然观的基础。
2牛顿工作的自然观含义：
? 1）证明地上的力学也能应用于星球；
? 2）从自然科学的大厦中排除掉不必要的
成见；
3牛顿体系中存在的问题：
? 绝对时间与绝对空间的观念，“神是永
久存在，而且是无所不在的，由于永久
存在及无所不在，他就成为时与空。”
§ 2.2 近代机械论自然观
一 哲学背景：培根与笛卡尔
? 1）培根：
? 英国经验主义代表人
物；
? 大法官；
? 提倡获得知识的实验
的、定性的和归纳的
方法。
2）笛卡尔（ 1596-1650）
? 大陆理性代表人物；
? 法国数学家、自然科
学家和哲学家；
? 强调演绎法可得到可
靠的科学知识；
笛卡尔的心物二元论：
? 笛卡尔把人体看作是与机械相类似的，
灵魂（有理性的灵魂）与它所居住而控
制的类似机械的肉体完全不同。提出了
灵魂与肉体，心与物的二元说。同时在
研究宇宙论时，把精神世界与物质世界
对立起来。思想与物质是同样实在
的,——,我思故我在”。宇宙是物质的，
并用机械的旋涡来解释天体运动问题。
二机械自然观与古希腊自然观
的比较：
? 机械自然观：
? 自然是一架机器；
? 这架机器的运动和规
律是由外在的理智强
加给它的；
? 自然界的秩序是理智
的表现；
? 这理智是非凡的创造
者和统治者；
? 古希腊自然观：
? 自然是一个有机体；
? 自然的运动是自身的
运动，是自我运动；
? 自然界的秩序是理智
的表现；
? 这理智是自然本身的
理智；
二 机械自然观的要点：
? 1宇宙象空架子，绝对静止 —— 绝对空间；
? 2 时间永远以等速流逝，与物体运动无关；
? 3机械运动是唯一的运动规律，宇宙是一架大
机器；
? 4分析、分解的方法是研究自然的主要方法。
三 机械自然观的意义与局限
? 1意义：自然科学发展到一定阶段的产物，与
当时科学的发现水平相适应。机械自然观成为
此后相当时间中绝大多数科学家所持的观点。
? 2局限：静止、片面、孤立、绝对，最终回归
神学的上帝。
