走进科学之门

如果说中世纪对西方世界是酝酿近现代文明的漫漫长夜,那么文艺复兴和宗教改革就象是黎明前的曙光,召唤着喷薄欲出的科学革命。进入15世纪以来,人类生活与先前各世纪的巨大区别,就在于科学日复一日地扩张其领地,并在与愚昧的斗争中逐渐踏上其王者之路。
    “......旧世界的界限被打破了;只是在这个时候才真正发现了地球,奠定了以后的世界贸易以及从手工业过渡到工场手工业的基础,而工场手工业又是现代大工业的出发点。教会的精神独裁被摧毁了......”

                              ──恩格斯

向未知地进军

    15世纪是人类向地球上未知的海洋和陆地进军的时代。1403年,郑和率领庞大的舰队西周游南海各地并远航至阿拉伯地区和非洲东海岸。觊觎东方财富的欧洲冒险家们则向南和向东探险。1488年,巴托罗缪.狄亚士绕过好望角,达.伽马于1497-1499年间完成的航行最终确定了从欧洲经印度洋到东方的航线。

    虽然很早就有学者知道地球是圆的,但哥伦布固执地相信它并没有人们说的那样大,因此他才坚持认为向西航行也可以到达遍地是黄金和香料的东方。这一错误的估计使他作出那胆大包天的探险计划,1492年由他率领的三艘帆船抵达美洲大陆。

    “我要废寝忘食地工作,作为一个细心的航海家,我将竭尽全力地完成使命,以坚韧不拔的毅力战胜一切艰难险阻。”

──哥伦布致西班牙国王陛下的信

    1519-1522年间,葡萄牙人麦哲伦率领的船队最终完成了人类首次环球航行。

 

商业革命

 

    地理大发现带来了经济的急剧扩张,使西欧工商业空前发展,为资本主义的发展提供了阔舞台,加速了封建制度的瓦解和资本主义的发展。

    商业的发达,使意大利的威尼斯等地成为繁华的海上贸易中心,继尔佛罗仑萨成为重要的商业和文化中心。

 

 

文艺复兴

    文艺复兴以复兴古典文化为口号,发掘、光大古希腊文化,树立起理性主义和人文主义大旗,反对神权和封建特权,提倡个性自由。它不只是一场复兴古典文化的运动,更是一场新时代的启蒙运动,导致了欧洲历史转折、思想解放、学术发达、巨人辈出,开创了人类历史长河中的一个光辉时代。

    “这是一次人类从来没有经历过的最伟大的、进步的变革”

                ──恩格斯

    “人是一个什么样的杰作呀!人的理性多么高贵!人的能力无穷无尽!人的洞察力多么宛若神明!”

                 ──莎士比亚

 

    拉斐尔的《雅典学院》表现了文艺复兴时代的人们对希腊理性精神的崇拜。

 

    由勃拉芒特、拉斐尔和米开朗奇罗等大师参与设计的圣彼得大教堂以空前恢宏的气势和明快的巴洛克风格使中世纪那些哥特式教堂相形见拙。

   

    文艺复兴增进了人对自然观察的兴趣,通过对自然的研究,科学研究开始走向重视实验的道路。

    经验是永远不会错的,犯错误的只会是你的判断,把不是通过实验所产生的结果作为结果。

──列奥纳多.达.芬奇(约1510年)

宗教改革

    点燃宗教改革运动之火的是德国教士马丁.路德(1483-1546年),他的新教学说竭力摆脱教会的统治,主张在信仰领域个人的自由,表达了经过中世纪长期宗教精神束缚的人们心中那种追求自由、平等的理想。起源于中国的印刷技术这时在欧洲得到了光大,它得以使新的思想广泛传播,从而促进了宗教改革运动的发展。自我解放伴随着对自然的观察和研究更加客观和自由。

 

 

 

哥白尼革命

    1543年在科学史上是极为重要的一年,哥白尼的《天体运行论》和维萨留斯的《人体的构造》同于此年出版。

    在哥白尼的宇宙图景中,地球不再是宇宙的中心,从而使《圣经》赋予它的特殊身份完全丧失了──宇宙不因地球而存在,也就不再有什么天堂与地狱之分。

    “哥白尼学说撼动人类意识之深,自古以来无一种创见、无一种发明可与伦比。当大地是球形被哥伦布证实以后不久,地球为宇宙主宰的尊号也被剥夺了。自古以来没有这样天翻地覆的把人类意识倒转过来的。如果地球不是宇宙的中心,无数古人相信的事物将成为一场空了。谁还相信伊甸的乐园、赞美诗的歌颂、宗教的故事呢!”

──歌德

    哥白尼革命可以说是标志着自然科学开始从宗教神学中解放出来,并宣告了自己的独立。

认识人体的结构

    哥白尼日心说推进了我们对太阳系的认识,而维萨留斯和哈维则推进了人类对自身的认识。

伽利略的实验

    经历了“哥白尼革命”以后,科学摆脱了神学和经院哲学的束缚,实验和观察成为知识的源泉和检验真理的标准。伽利略通过一系列有关运动物体的实验,推翻了以亚里士多德为代表的传统运动观念,他用自己制造的望远镜来观察天体,观察到月球凹凸不平的表面,发现了环绕木星的四颗卫星等许多过去肉眼无法看到的天文现象,为哥白尼的日心说提供了有力的证据。他重视实验和数学工具的做法标志着近代科学的出现。

 

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科学巨人 ──牛顿

    “我不知道世人怎么看,但在我自己看来,我只不过是一个在海滨玩耍的小孩,不时地为比别人找到一块更光滑、更美丽的卵石和贝壳而感到高兴,而在我面前的真理的海洋,却完全是个谜”

──牛顿


    在伽利略、开普勒、笛卡儿等人研究工作的基础上,英国物理学家牛顿把物体的运动规律归结为三条基本运动定律和万有引力定律,由此建立起一个完整的力学理论体系。这样,他就把过去一向认为是截然无关的地球上所谓“世俗”的运动和日月星辰那些属于神圣的“天堂”的运动统一在同一理论框架之中。这可以说是人类认识自然的历史中第一次理论的大综合。


    牛顿力学是整个近代物理学和天文学的基础,也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。

蒸汽机和产业革命

    英国工匠瓦特在18世纪60年代,应用当时英国物理学家在潜热方面研究的结果,提高了蒸汽机的效率。

    以蒸汽机的广泛使用为主要标志的第一次技术革命使社会生产力空前提高,带动人类从农业和手工业时代进入以大机器生产为特征的工业化时代。

 

 

 

 

 

科研机构不断涌现

    最早的科学组织于17世纪初出现在意大利,如罗马的林采学院和佛罗伦萨的西芒托学院。英国哲学家弗兰西斯.培根在《新大西岛》一书中描绘的高效率的科学组织的理想,由1662年皇家学会的成立得以实现。得到太阳王路易十四支持的法兰西科学院成立于1666年。

 

 

 

 

“科学世纪”的来临

    以牛顿力学为代表的科学精神和方法的传播,导致了18世纪英国的工业革命、法国的政治革命和德国的哲学革命,从而形成了“技术机械化和人类理性化”的时代。科学进入19世纪后继续在征服蒙昧的过程中乘风破浪、扬帆远航。

    19世纪,可以说是一个“科学总动员”的世纪。在经过了整整两个世纪的酝酿之后,科学终于登堂入室进入人类历史的正殿。19世纪,人类研究自然的视野不断拓宽,从太阳系拓展到银河系,从生物的整体深入到组成生物的基本单元细胞,从动植物到人类,从体表到体内,从物体到组成物体的基本单元分子和原子;这是一个创建理论体系的科学时代,涌现出一大批影响至今的科学理论:细胞学说,原子学说,进化学说,地质均变论,人类起源学说,电磁转换学说,能量守恒学说;这是一个科学推动技术和产业发展的世纪,化学理论的应用产生出化工产业,电磁理论的外延诞生出电力产业。当这个世纪即将结束时,已经微露出新世纪科技辉煌的曙光。普朗克的量子理论,麦克斯韦的电磁理论,为新物理学的诞生铺垫了道路,孟德尔的遗传学理论即将在新的世纪绽开绚丽的花朵。许多科学部门开始从经验的描述上升到理论的概括。科学对生产的指导作用真正开始出现,并直接导致了以电的广泛应用为主体的第二次技术革命。科学思想、科学精神和科学方法深入社会各个领域,对自然的探索也更多地转移到对人类理性的研究,科学在公民心中树立了良好的形象。19世纪真正成为“科学的世纪”。

走向银河系

    1783年至1802年,天文学家威廉.赫歇耳首次发现了太阳的自行,并确定了太阳所在的恒星系统--银河系的形状和大小,证明太阳仍然不是宇宙的中心,从而使人类的认识又从太阳系扩展到银河系。