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世界科技全景百卷书: 近代前期的科学
开普勒的三大定律 17世纪初期，正当伽利略使哥白尼学说声威大振之时，欧洲大地上传出了一条特大新闻：德国天文学家约翰内斯·开普勒发现了行星运动的三大定律，使哥白尼创立的日心说，从科学上向前前进了一步。 开普勒于1571年12月27日生于德国符腾堡的小城魏尔。幼年时，由于家境贫寒，他一直靠奖学金上学。 后来，开普勒进人图宾根神学院后，在老师迈克尔的指导下，开始研究哥白尼的天文学。1594年，开普勒成为奥地利格拉茨新教神学院的数学教师。 在这一时期，开普勒孜孜不倦地研究天文学的三个问题，即“行星轨道的数目、大小与运动。” 1595年，他终于得到了伟大的发现：“可用地球来量度所有其他轨道。”他马上着手阐明这一想法，写成了《宇宙的奥秘》初稿。 为了出版这本书，他费尽心机。于是他求救于他的老师。在老师的帮助下，他这本书终于在1596年面世了，并载入法兰克福书目之中，但署的名却是“勒普劳斯”。 1598年，由于弗迪南德反对新教教师，开普勒被迫辞去教职。祸不单行，他的小女儿也不幸夭折。开普勒处于极度的悲愤痛苦之中，于是他只身来到布拉格。 1600年，开普勒在布拉格结识了天文学家第谷·布拉赫。这是开普勒一生中最关键的时刻.正是第谷·布拉赫，使开普勒走出逆境，在科学上矗立起一座丰碑。 由于第谷如此之重要，这里不得不介绍一下第谷的生平。 第谷于1546年生于丹麦斯科纳的一个贵族家庭。13岁时随叔父到哥本哈根，1562年，他又来到莱比锡。这两个城市的学习为第谷在天文学上的成就打下了牢固的基础。 第谷被称为是近代天文学的始祖，他的最大贡献是1572年12月11日发现了仙后星座中的一颗新星，并于1573年发表了题为《新星》的重要科学论文。 为了完成庞大的天体观测计划，第谷把丹麦国王赠与他的全部补助金，在费恩岛上建立了有名的福堡天文观象台。 该观象台规模宏大，仪器齐全。这些仪器都是第谷自己设计制造的，有木制的、铁制的和铜制的。其中最大的是一台精度较高的象限仪，称为第谷象限仪。 由于第谷不断改进仪器的设计和测量的方法，他所进行的大量的天体方位的测量，其精确度是比较高的，一般能达到半弧分。 第谷在弗恩岛上一直工作了20年之久，除了天体方位的测量外，还发现了许多新的现象，如黄赤交角的变化、月球的运行的二均差，以及岁差的测定等。 1597年，第谷离开丹麦到汉堡。1599年定居布拉格，并将弗恩岛上的仪器运到布拉格。1600年，第谷与开普勒会面.从此二人合作开始了新的工作计划。 开普勒与第谷的会面，乃是欧洲科学史上最重大的事件，这两位个性殊异人物的相会，标志着近代自然科学两大基础——经验观察和数学理论的有机结合。 也正是这次会合，使开普勒奠定了天体力学的基础和发现行星运动的三大定律。 1601年，第谷在短期重病后突然离开了人世。第谷临终前对开普勒说： “我一生都在观察星表，我要得到一种准确的星表，我的目标是1000颗星，……我希望你能把我的工作继续下去。我把我的一切资料全部交给你，愿你把我观察的结果发表出来，你不会使我失望吧！” 开普勒含泪站在第谷的病床前，沉痛地说：“放心吧，我的老师，我会的！” 开普勒没有使第谷失望，1627年，《鲁道尔夫星行表》便在乌尔姆出版，第谷的名字永远地载人科学史册。 第谷死后，开普勒运用他的大量的观测资料进行细心地研究。当时，不论是地心说，还是日心说，都认为行星作匀速圆周运动。但开普勒经过深思熟虑，终于否定了这种长期以来的观点。 他发现火星的轨道是椭圆形的，于是得出开普勒第一定律，即椭圆轨道定律： “火星沿椭圆轨道绕太阳运行，而太阳则处于两焦点之一的位置。” 随着火星椭圆形轨道的发现，火星运动的计算也全面展开。开普勒经过计算，又得出了开普勒第二定律，即相等面积定律： “火星运动的速度是不均匀的，当它离太阳较近时，运动得较快；反之，则较慢。但从任何一点开始，向经 （太阳中心到行星中心的连线）在相等时间内，所扫过的面积是全部相等的。” 1609年，开普勒的关于火星运动的著作《新天文学》出版。该书还指出两定律，同样适用于其他行星和月球的运动。这本著作是现代天文学的奠基石。 但开普勒的著作遭到许多人的轻视和误解，开普勒把一切希望都寄托在国外一个追求真理的人身上，这个人的评价是至关重要的。他就是帕多瓦大学的教授枷利略。 伽利略没有使开普勒失望，他把开普勒视为是哥白尼宇宙体系的信徒和保卫者，认为开普勒是“探寻真理的一位朋友”。 1619年，正当世界历史迈出不可抗拒的一步的时候，科学也向前推进了一个阶段。宗教战争一直持续着，科学和神学的斗争从未停止过纷争。 也正是这年，开普勒著成了《宇宙和谐论》。这部著作凝聚着他10多年的心血，以及长期繁杂的计算和无数次失败。它不仅是第一次系统地论述了近代科学的法则，而且也完成了古典科学的复兴。它标志着欧洲天文学的发展，已达到了新的科学高峰。 在这本著作中，开普勒提出了他的第三定律，即调和或周期定律： “行星绕太阳公转运动的周期的平方与它们椭圆轨道的半长轴的立方成 正比。数学公式为：T2 ∶T2 1 2 1 2 开普勒创立的行星运动的三大定律，使天文学进入到一个新的阶段，为牛顿发现万有引力定律打下了基础。 1630年11月15日，这位伟大的科学家在贫困交加中死去。 盗尸解剖 在近代科学革命中，与哥白尼齐名、被誉为这一革命的两大代表人物之一的就是比利时的医生和解剖学家维萨里。 他以自己的成就对医学中的传统观念给了致命的一击，为近代解剖学奠定了基础，为血液循环的发现开辟了道路。 这是一个漆黑的夜晚。 巴黎郊外。 在离法国总监狱不远的一片荒地上，是官方处决犯人的刑场。高高的绞刑架上，悬挂着一具具犯人的尸体，野狗在四周窜来窜去，空气中弥漫着令人作呕的尸臭，使人感到阴森而恐怖。 正在这时，一辆马车急速向刑场驶来，马车上坐着几位年轻人。当马车刚一停下，几位年轻人一起从马车里窜出。 他们用棍棒驱走野狗，爬上绞架敏捷地放下尸体，装进带来的布袋里，然后扛起，放在马车上，不一会，马车返回城里。 这几个盗尸人到底是谁？他们为什么深夜盗尸？为钱？为义气？还是…… 事情是这样的： 在公元2世纪，古罗马有个名叫盖仑的著名医生，做过罗马皇帝的御医。他曾经解剖过猪、狗等许多动物，并写下了131部医学著作，为当时的医学发展作出了积极的贡献。 但是由于历史条件的限制，盖仑不能进行人体解剖。因此有关人体的构造只能从动物的解剖中想象推论出来。 盖仑的理论被奉为经典，统治了西方医学1000多年。可是到了16世纪，堂堂的巴黎医学院的课堂上仍是这么一幅可笑的情景： 高高的讲台上，神情古板的教授在台上照本宣科，宣读的全是盖仑的著作的遗训；台下一名助手在解剖动物，学生们则围在动物四周观看。 这种枯燥乏味、谬误百出的说教，引起了学生们的不满，特别是一位浓眉大眼，留着络绸胡子的青年，常常提出疑问，叫教授也解释不清。 这位青年，名叫维萨里，来自布鲁塞尔，1533年考进巴黎医学院，渴望得到更多的知识，立志献身于医学事业。 但是，一连串的问题令维萨里疑惑不解：难道人的胸骨也分成七节吗？人的腿骨也是弯曲的吗？这可能是从动物的解剖中看到的，它也适用于人吗？ 他百思不得其解。维萨里多么想亲自动手，从人的尸体解剖中，解开人体之谜呀！可是在当时，解剖人体被认为是大逆不道，冒犯神明。但为了探求科学真理，维萨里决定冒险去刑场盗尸。这就出现了开头的那幕情景。 维萨里，1541年出生于比利时布鲁塞尔的一个医生世家。父亲给西班牙国王查理五世皇帝当药剂师。他从小就接触到许多医学知识，并产生了强烈的好奇心。 所以刑场盗尸也是预料之中的事了。 当维萨里和几个同学把尸体背进密室，他们顾不得休息，就在烛光下开始了解剖工作。锋利的解剖刀打开了尸体的胸腔和腹腔，揭开了千百年来蒙在人体解剖学上的神秘帷幕，展示了一幅幅人体构造的真实画面。 1543年是自然科学史上值得大书特书的一年。那一年，波兰天文学家哥白尼发表了日心说，从根本上动摇了神学的宇宙体系。 也是这一年，29岁的维萨里写出第一部科学的解剖学巨著：《人体的构造》。这部书以大量精确、生动的插图，描绘出人体骨骼、肌肉、血管和内脏各部位的结构，指出了流传1000多年的盖仑学说中200多处错误。 维萨里的 《人体的构造》后来成了医学解剖学的经典著作。 维萨里通过对男女骨骼系统的比较研究后指出：男人的肋骨和妇人的肋骨是一样的，不存在上帝用亚当的肋骨去造夏娃的事。 他还指出：在人的骨骼系统中，没有《圣经》故事传说的“复活骨”，因此，也决不会像传说的那样，死后的耶稣基督还可以通过复活骨复活。 正当维萨里满怀信心，准备对人体进行新的探索研究时，他的叛逆行为招致教俗两界的攻击，他被迫离开了大学。 1563年，罪恶的旧势力设计暗算他，诬告他有故意杀人之罪，责令他到圣地耶路撒冷朝拜赎罪，作为免于杀身之祸的条件。可是，维萨里在归途中身染重疾而死，当时，维萨里年仅50岁。 《人体的构造》虽没有彻底解决人体血液流动的方向、通道和作用等问题，但维萨里纠正了盖仑关于左右心室相通的说法，指出左右心室之间没有可见的孔道使血液沟通。这为血液循环运动的发现奠定了重要的基础。 残暴的一页 对人体血液运动的研究始终是医学领域中引人注意的问题。对这这个问题，维萨里的同学塞尔维特把对它的研究推进了一步。 塞尔维特 （1511～1553）生于西班牙的图德拉。年轻时写过一部《论三位一体的错误》批判神学的荒谬，为此几乎被捕。 1536年，塞尔维特在巴黎医学院学习，但时间不长，便因反对作为天意的“占星术”而被教会驱出巴黎。 但塞尔维特并未因此而消沉，他更加刻苦地研究解剖学，发现了心肺循环 （小循环）。并著有《论糖浆》的药物学专著。1553年，塞尔维特又写出了《论基督教的复活》一书。在这部书中，他阐明了人体的结构和功能，说明了血液小循环的机制，并批判了盖仑的三种灵气说。 盖仑说：人体中只有一种灵气，这种灵气本来存在于空气之中，通过呼吸进入肺脏，在那里与来自右心室的血液相遇，然后进入左心室，这时血液就带上了活力灵气，并得以被运送至全身。 在谈到静脉血变为动脉血的这一过程时，他明确地指出：这两种血液并不像人们所认为的那样，是通过心脏的隔膜沟通的，而是借助于一种特殊的方式，经过肺中的一长段路程实现的。 塞尔维特的这些叙述正确地解释了血液的心肺循环，把盖仑原来所说的动脉系统和静脉系统这两个独立的血液系统，统一起来，这为发现全身的血液循环铺平了道路。 最后值得一提的是，这部书以对神学和神学家加尔文的批判为结束，因而受到告发，被宗教裁判所逮捕入狱。 塞尔维特巧妙地逃出了监狱，宗教裁判所对他进行了缺席审判，判处他死刑，并决定连同他的著作一起“用文火慢慢烧成灰”。 塞尔维特死里逃生之后，不到4个月，就在日内瓦再次被捕，再次被判处火刑，而且要用文火慢慢烧死。 有人劝说宗教裁判所把火刑减轻为剑刑，或是火刑前将其勒死再烧，但都没有成功。神学家加尔文坚持要用文火慢慢烤，直至烤成灰为止。 1553年，这是最残酷的日子。塞尔维特被牢牢地锁在火刑柱上，被点燃的木柴竟然活活地烤了他两个多小时，他惨不忍睹地被烧死了。他的著作也被付之一炬，只有 《基督教的复原》一书，幸存下三本手抄本。 塞尔维特以血的代价举起了科学这面旗帜。 在塞尔维特之后，生理学上发现了有利于承认血液循环的事实。 1559年，塞尔维特的学生科伦布门（1516～1559）重新发表了心肺循环的思想，并且指出心脏中隔膜确是坚实无孔的，不能使静脉血和动脉血在这里沟通。 哈维的发现 1603年，哈维的老师法布里克（1560～1634）在他的论文中，叙述了静脉瓣。证明血液在脉管中，只能沿单一方向流动。这些成就为哈维最后发现血液循环做好了准备。 哈维，英国著名医生、牛津大学教授、生理学家和实验生理学的先驱。著有《心血运动论》、《论动物的生殖》等书，对动物生理学和胚胎学的发展，起了很大推动作用。 哈维于1578年4月1日出生在英国福克斯顿的农民家中，他自幼性格文静，思想敏捷。据说，哈维在小的时候，就观察过从屠宰场买回来的动物心脏。 哈维在16岁时，就以优异的成绩，考入了英国著名的剑桥大学的冈维尔一凯厄斯学院，并获得了马太·帕克奖学金。19岁时，哈维又获得了文学士学位。 1600年，哈维离开英国，途经德国和法国，来到了以解剖学闻名的意大利帕多瓦大学医学院，开始了新的学习生活。 哈维在意大利留学期间，接受了先进的思想，并培养了实验科学的兴趣。 1602年，哈维获得了意大利的医学博士学位。他的博士证书上写道：“威廉·哈维以突出的学习成绩和不平凡的才能引人注目，并获得杰出教授的高度赞扬。” 哈维回到英国后，名声大作，成了有名望的医生。但他并没有止步，继续朝着科学的高峰攀登着。 他经过多次的细心实验发现，当用丝带扎紧人的上臂时，丝带下方的静脉膨胀起来，而动脉却变得扁平；而在丝带上方的动脉膨胀，静脉扁平。这表明动脉和静脉中血液流动的方向相反：一个从心脏流向肢端，一个从肢端流回心脏。 他通过观察动物的心脏得知，心脏每收缩一次，便有若干血液从中流出；人的心脏约含有2英两（约合57克）血液，每博动一次大约输出半英两到一英两血，按每分钟心脏搏动72次，那么每小时的血量将超过2160英两到4320英两。 这么多的血是不可能在1小时之内由肝脏制造出来的，也不可能在肢体的末端这么快地被吸收掉。那么是怎么回事呢？ 哈维经过认真的思索，认为唯一的可能是血液在全身沿着一条闭合的路线作循环运动。这条循环的路线是从右心室输出的静脉血经过肺部变成动脉血，然后通过左心室进入右心室。从左心室搏出的动脉血沿动脉到达全身，然后再沿静脉回到心脏。 哈维还预言，在动脉和静脉的末端必定有一种微小的通道把二者联结起来。这种微小的通道其实就是毛细血管。 1660年，意大利解剖学家马尔比基（1628～1694）发现了毛细血管，从而证实了哈维的预言。 哈维在1616年公布了他的发现，1628年出版了《心血运动论》一书。正是这本具有重大的研究价值和历史意义的科学内容的书籍问世，才彻底推翻了统治医学达1400多年之久的盖仑的理论。 哈维的成就与他早年留学意大利有十分密切的关系，同时也与他勇往直前不怕牺牲的性格密不可分。 他的前辈维萨里被赶跑了，塞尔维特被烧死了。这些学者都是在解剖学、生理学的研究中说了真话，受到宗教法庭的迫害。 哈维并不畏惧邪恶势力，所以，他在《心血运动论》的序言中写道： “所有世人将和我作对，因为习惯是人的第二天性……。不过，现在我的赌注已经下定，一切都寄托于爱真理的热情和思想。” 果然，一切都像哈维所料到的那样，他的这一里程碑式的著作一出版，给哈维带来的是精神上的灾难。 最初，哈维受到嘲笑，随之而来的是他诊所的病人急剧地减少，医业开始衰落。那些反对者极力贬低他，而患者们则认为他是精神失常的医生。 哈维甚至被讥讽为“循环的人”，这一绰号在拉丁文中相当于“庸医”，即那些在大街上卖药的小贩子，以此来羞辱哈维。 但哈维的科学成就并未因这些人的攻击而一钱不值。他的伟大发现，在他死后不仅得到科学界和学术界的公认，而且得到了极高的评价。 哈维在《心血运动论》中，用大量实验材料论证了血液循环运动。他特别强调心脏在血液循环中的重要作用。 他把心脏比作水泵，并认为心脏在人体中的地位就像宇宙中的太阳，而太阳也就是宇宙的心脏。这个类比说明，哈维把自己的学说和哥白尼的学说联系在了一起。 事实上，血液循环的发现确实给生理学中的传统观念以致命的打击。正如太阳中心说给天文学中的传统观念以致命的打击一样，它们是科学的双胞胎。 从此，血液的运动不再需要灵气来帮忙，只要以心脏的机械运动 （收缩和舒张），就足以使这个问题得到合理的证明。 血液循环的发现使生理学发展为科学，哈维也因这一成就被誉为近代生理学之父。他被选为英国皇家医学院院长，还在他健世时，就为他树立了塑像。 1657年6月3日，伟大的科学家哈维的心脏停止了跳动，血液停止了循环，终年80岁。 费尔马猜想 笛卡尔创立了解析几何，而法国另一位数学家费尔马不但在解析几何中做出了实质性的贡献，还讨论了空间解析几何学的部分内容，并第一次把三元方程应用于空间解析几何学。 提起费尔马，至今还有一道难题，有待科学家们去解决，这就是费尔马猜想。 1908年，德国哥庭根科学院按照德国数学家俄尔夫斯开耳的遗嘱，把他的10万马克作为“费尔马大定律”的证明奖金，向全世界征答。 证明解答“费尔马大定律”的期限是100年，直到公元2007年均有效。一时间，数学界空前活跃起来，科学家、工程师及各种人等纷纷投入证明中去。 “费尔马大定律”就是历史上有名的费尔马猜想。 这一猜想是费尔马在阅读古希腊大数学家丢番图的 《算术》一书时，在书页边的空白处写下的一段话。历史上戏称这个定理叫做“书页边上的定理”，即： “任何一个数的立方不能分解为两个立方之和；任何一个数的四次方不能分解为两个四次方之和；更一般的，除二次幂外，两个数的任何次幂的和都不可能等于第三个具有同次幂的数。” 最后，费尔马还写道：我已找到了这个断语的绝妙证明，但是，这书的页边太窄，不容我把证明写出来。” 费尔马的这段笔记，用数学语言表达，就是： n n n 形如a＋b=c的方程，当 n＞2时，不可能有正整数解。这就是有名的 “费尔马大定理”或“费尔马猜想”。 费尔马是怎样证明的，人们找遍了所有他的文稿和笔记，均未寻到。所以，这成为数学上的历史难题。 许多数学家如欧拉、勒让德、高斯、阿尔贝、狄利克雷、拉梅、柯西、范迪维尔、林德曼等为研究这个问题，甚至献出了毕生的精力，但至今尚未获得解决。 费尔马于1601年8年20日生于法国，自幼就受到良好的教育。他少年时代，聪明好学、才思敏捷，尤其对数学表现出了极其浓厚的兴趣。 但是由于家庭关系，费尔马在大学里攻读的是法律，毕业后当上了律师，后来做了官。他为官清正廉明，恪守公职，业余时间博识广闻、饱览群书，由于他精通数学，因而被誉为“业余数学家之王”。 费尔马十分热爱科学、迷恋数学，他经常提出许多数学问题和猜想，与当时著名的数学家们磋商。他还时常和笛卡尔、巴斯嘉、惠更斯等科学上的友人，通信交流数学研究工作的信息。 费尔马有个“不动笔墨不读书”的习惯，读书时爱在书上勾勾画画，圈点批注，抒发见解与议论。直到他逝世，也没有完整的著作问世，这是他的独特之处。 虽然他没有学术著作，但他对数学上的贡献是巨大的。如他对笛卡尔的解析几何提出许多建设性的修改意见，并和笛卡尔成为感情至深的朋友。 在数学分析方面，当时微积分还没有形成，但费尔马却开了先河，他从几何学的角度出发，第一次获得求函数极值的法则。 因而，微积分的发明人牛顿坦率地说：“我从费尔马的切线作法中得到了这种方法的启示，我推广了它，把它直接地并且反过来应用于抽象方程上。” 可以这样说，费尔马是在牛顿、莱布尼茨之前，为微积分做出最多贡献之人。 费尔马最喜欢研究整数论，所以他在数论方面的科学发现显得更加伟大。 1640年，费尔马给朋友写信（请读者注意，若有兴趣，不妨小试身一手）： p-1 “如果整数a不能被素数p整除，那么a -1必定能被素数p整除。” 这就是初等数论中有名的定理之一，即费尔马小定理。 6-1 例如：我们要研究2 这个数能否被7整除，根据费尔马小定理，得： 6 7-1 62-1=2-1故知2-1能被7整除。 在费尔马一生的大量成就中，有两个著名的猜想，下面分别给以介绍。 2t 一是他的素数公式，即形如P=2+1（当t逐一用整数代替时），P一定是一个素数。然而1732年25岁的数学家欧拉发现： 25 2+1=4，294，967，297=641×6，700，417。所以这个数不是素数，而是一个合数，从而推翻了费尔马的猜想。 另外一个就是前文所述的用10万马克来奖励证明的“费尔马大定理”。 6 到目前为止，对于n＜10，猜想已获得证明，据说，最大的奇数已接近41000000左右。 1665年1月12日，这位卓越的数学家在图鲁斯逝世。后来由他的儿子萨缪尔·费尔马将父亲的笔记、批注及书信加以整理汇成了费尔马的第一部论著《数学论集》。 费尔马，科学的猜想者。 帕斯卡的贡献 在费尔马之后，在科学界又出现了一位天才，他就是年轻的数学家、物理学家布莱斯·帕斯卡。 帕斯卡对科学的贡献是巨大的，他不仅发明了密闭流体传递压强的定理——帕斯卡定律，还开创了射影几何学与概率论的研究，为微积分的诞生创造了预备条件。 不但如此，他还确立了数学归纳法在数学证明中的地位。由于他创造机械计算机，而成为近代计算技术的拓荒者。 帕斯卡于1623年生于法国的克莱蒙费朗市，他的父亲是一位博学多才的数学家。良好的家庭环境为帕斯卡的成长提供了不可多得的条件。 由于帕斯卡自幼身体瘦弱，他的父亲不让儿子过早地钻研数学。 在帕斯卡12岁的那年，他竟独自琢磨几何学，并推出了“三角形的内角和等于两个直角之和”的定理。 他的父亲知道后，惊喜不已，立即给帕斯卡开了绿灯，让帕斯卡尽情地畅游在数学的海洋中。每当法国的科学家组织、讨论数学与科学问题时，也总是带着儿子旁听。 经过3年多的不懈努力和刻苦钻研，16岁的帕斯卡完成了他的一本关于圆锥曲线的著作。1640年，它发现了“神秘六边形”的“帕斯卡定理”，它是射影几何学的基本定理。 帕斯卡的发现，轰动了数学界，当解析几何的创立人笛卡尔看到后，竟不敢相信这个奇妙的定理出自这位少年之手。 1642年，帕斯卡制成了世界上第一台进行6位数加减法运算的手摇机械计算机。这部机器的研制成功，直接影响着后来的科学家莱布尼茨从事自动机的研究。 帕斯卡无愧于光辉的世纪，他的身体状况很坏，然而病魔阻挡不住他那追求真理、热爱科学的激情。 1648年，帕斯卡已是疾病缠身，但他一工作起来，竟忘记自己是个多病虚弱之人。有一次，他一连钻研了8个昼夜，取得了重要成果。在这年，他撰写了《几何学精神》等论文，研究了摆线等数学论题。 1660年，费尔马写信约帕斯卡相会，但帕斯卡回信说，自己步行须持杖，骑马坐不稳，身体虚弱，难以赴约。那年，他才37岁，为了科学，他过早地垮下了。 1662年8月19日，帕斯卡病逝在巴黎，葬于巴黎的圣爱基纳教堂。 在这里，值得一提的是帕斯卡的科学贡献还表现在物理学上，他的论文 《论液体平衡》，提出了密闭流体传递压强的定律：加在密闭流体任何一部分的压强，必然按其原来的大小由流体向各个方向传递。这是液体静力学的一个基本定律。 后来的人们为了纪念这位伟大的科学家，便把这个定律命名为“帕斯卡定律”。 帕斯卡还是第一个产生了借助气压表可以测量两个地方的不同高度的想法，他还注意到水银柱的高度受空气的湿度和温度的影响，因此水银柱还可以起到预报天气的作用。 然而，这位伟大的科学家，为了科学事业，39岁时就献出了宝贵的生命，但他那顽强的精神和辉煌的成就，使后来的科学家更加奋发，走出更宽广的路。 迎接辉煌的时代 从哥白尼开始的科学革命，波及的范围非常广大，经过开普勒、伽利略、哈维、笛卡尔等科学家的努力，天文学、数学、生物学等都相继发展起来了，从而为科学的进一步发展奠定了牢固的基础。 从哥白尼到枷利略，人们在对自然奥秘进行探索时，形成了一定的科学思想。这种思想无疑会反作用于科学的发展。 代表这一时期科学思想的除了笛卡尔、布鲁诺、伽利略之外，还有弗兰西斯·培根、洛克等。 他们的科学思想对近代自然科学的发展曾经产生过重要的推动作用，但因受时代的局限，他们的思想也有很大的局限性。 弗兰西斯·培根被看成是近代实验科学和唯物主义的始祖。他承袭和发展了他的同姓罗吉尔·培根的思想，把科学实验捧上了王者宝座。 尽管培根在自然科学方面没有什么突出的具体成果，但他是一位科学上的“摇动铃铛人”，通过摇铃把其他有才能的人召唤起来。 培根提倡科学精神，他的名言是：“知识就是力量，力量就是知识。”培根提议，人类为了征服自然，要建立四项事业。 1.建立图书馆； 2.建立生物园； 3.建立自然博物馆； 4.建立实验室。 培根认为，要发展科学就应按自然界的本来面目去认识自然界，防止被假相所蒙蔽。他说，在人们认识自然时存在着4种虚幻的假相，即： 1.洞穴的假相。由于人们的信仰，教育程度、环境、性格、爱好不同，在观察事物、认识事物时会带有偏见，而偏见会妨碍人们认识自然的本来面目。 2.市场的假相。人在认识世界接受知识时，由于语言混乱，咬文嚼字，玩弄概念、文字游戏，有人会以假乱真，从而妨碍人们认识真理。 3.剧场的假相。这里是指对权威人士的迷信和崇拜，不能进一步认识真理。 4.种族性的假相。由于人类在认识自然时，总是以自身为尺度为出发点，从而会使人们认识不到真理。 培根说，要认识自然获得真理，就要从感觉经验开始，而感觉不到的东西，要借助实验机器加以感觉。 但培根的唯物论还是不够彻底，他还承认上帝和灵魂的存在，接受了“两重真理论”，把神的世界和人的世界加以区分。可是，培根的主导思想对自然科学的发展还是有利的。 在培根之后，托马斯·霍布斯又进一步发展了唯物主义的经验论，从而奠定了机械唯物主义的基础。 霍布斯的哲学分为两部分： 第二部分是物理学也就是自然哲学，研究的对象是“自然物体”，即自然界；第二部分是公民哲学，这是研究“人造物体”。“人造物体”是指根据契约所建立的国家。 霍布斯在认识发生方面强调感觉，但也重视理性作用。他认为感觉经验只能回答客观事物“是什么”，而理性思维活动才能口答“为什么”。 但霍布斯在推理问题上和培根一样，把分析理解为简单机械分割。尽管他的思想不尽合理，但在反对神学，推动科学的发展方面还是有积极意义的。 最后，再来说说洛克的科学思想。 洛克是唯物主义经验论集大成者，他把文艺复兴和科学革命中形成的有价值的思想系统化了，通过自然科学的发展，冲破神学而建立起来的形而上学自然观，到洛克这里，基本上形成了。 洛克坚持唯物主义，反对神学和信仰主义，提倡发展实验自然科学，特别是他的认识论，对自然科学的发展有很大的影响。 洛克的科学思想和哲学见解是很复杂的，他系统地论证了唯物主义的经验论，提出了许多有价值的思想，但也掺杂了许多唯心主义、不可知论、二元论的糟粕。 从培根到洛克，科学研究中的分析方法，归纳方法形成了。从此，西方的学者把分析和归纳作为科学研究的主导方法。这些方法与数学方法、实验方法结合起来，构成了近代科学的基本手段。 总而言之，从培根到洛克，从哥白尼到伽利略，在促进科学发展中，每前进一步都要克服神学的阻碍。 在这一时期，科学上取得了重大进步，但是，许多自然的奥秘还使人们感到迷惑不解，如霍乱，天花等疾病的流行，使医学不知所措，这就不可避免地为宗教、迷信提供了存在的土壤。 但历史总是发展的，科学总是进步的，辉煌的科学时代就要降临了。 |
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