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十七世纪的科学成就(上):自然科学的发展

2020-11-25陈舒雨

中学历史教学 2020年10期
关键词:笛卡尔伽利略微积分

陈舒雨

伴随着资本主义生产发展的需要,欧洲的自然科学得到了飞速发展,科学界的巨人不断出现,新方法、新工具和新技术的发展奠定了近代自然科学成长的根基。

新的科学方法要求用系统的逻辑方法寻求真理,要求人们探究事物时信赖推理、求知欲和正常的怀疑。十七世纪上半期,英国的弗朗西斯·培根(1561—1621年)和法国的笛卡尔(1596—1650年)奠定了这种新的科学方法,不过他们的观念差异较大。培根的观念是搜集材料,进行大规模的实验,从大数据中探求结果,本质上是归纳法。笛卡尔主张演绎法,他认为只要思路清晰,就可能发现一切凭理性可以认识的东西,参用实验主要是作为演绎推理的辅助。

数学是科学的语言,十七世纪数学最伟大的成就是发明了微积分。确立微分学和积分学的分别是德国哲学家莱布尼茨(1646—1716年)和英国科学家牛顿(1642—1727年)。现在国际上通用的微分和积分的符号,就是莱布尼茨发明的。有了微积分,科学家就能从数量上思考很多抽象问题,牛顿自己就是使用微积分得出和证明万有引力定律的。

科学研究注重实验,需要仪器设备。十七世纪,许多精确的衡量和观测仪器相继发明出来。1608年,荷兰出现了在一根管子里安装透镜而成的最初的折射望远镜,望远镜的出现不仅为远距离观测提供了工具,而且还促使了光学的发展。1650年以后,人们可以用显微镜来观察昆虫、植物各部分、水生小动物甚至细菌,以及动物的肺和躯体的其他组织,从中得到关于它们的新知识。

十七世纪是自然科学发展的一个重要时期,科学家们进行实验,寻求真理,寻求自然规律,探索自然界的奥秘,为人类社会合理而有目的地利用自然界的规律开辟各种可能的途径。

图1:纪念弗朗西斯·培根诞辰400周年。[罗马尼亚 1961]

图2:纪念笛卡尔著作《方法論》出版发行300周年。邮票上印着一本翻开的书,书名为法文,原为“DISCOURS DE LA M?THODE”(《方法论》),但是却错印成“DISCOURS SUR LA M?THODE”,即“关于方法的论文”。同年,法国发行改正后的邮票。左边为错印的邮票,右边为正确的邮票。[法国 1937]

图3:纪念牛顿逝世250周年。邮票从左至右依次是太空卫星,牛顿的肖像,希腊神话的古典星图。[刚果共和国 1977]

图4:纪念莱布尼茨诞辰350周年。邮票左侧是莱布尼茨的肖像,右侧是莱布尼茨的手稿。[德国 1996]

图5—10:为纪念伽利略使用望远镜进行天文观测400周年,2009年被定为国际天文年,根西岛为此制作了一套六枚邮票,从左至右,从上至下的票面内容分别是类星体;小行星;从轨道上看太阳和地球;木星和远处的太阳;日全食;从SOHO太空船上看到的太阳。[根西岛 2009]

图11:邮票从左至右依次是伽利略的肖像,月球,“伽利略式望远镜”。伽利略在1609年通过自制望远镜观测地球卫星时,制作了一组月球在不同阶段的六幅水彩画,它们代表了人类历史上第一次对月球的真实描绘。[阿松森岛 1971]

图12—15:1989年9月5日,英国为纪念皇家显微镜学会成立150周年,发行4枚方形邮票,从左至右内容分别是:在显微镜下放大10倍的雪花,放大5倍的苍蝇,放大500倍的血液细胞,放大600倍的微芯片。[英国 1989]

(参考书目:李纯武,严志梁等编著《简明世界通史》,黄牧航供图)

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