《近代科學(xué)為何誕生在西方》讀書報(bào)告

摘要：在古時(shí)中國的科技和經(jīng)濟(jì)在世界上處于領(lǐng)先，但15世紀(jì)以后，西方的科技與經(jīng)濟(jì)領(lǐng)先中國，這主要是因?yàn)槲鞣疆a(chǎn)生了近代科學(xué)革命，科技革命又促進(jìn)工業(yè)革命，使西方經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)。為什么近代科學(xué)僅產(chǎn)生在西方，而科學(xué)史上曾經(jīng)遙遙領(lǐng)先的東方世界卻沒有孕育出近代科學(xué)，本文結(jié)合《近代科學(xué)為何誕生在西方》對此進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：科學(xué)革命、科技革命、工業(yè)革命、近代科學(xué)

一、近代前期科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生的歷史背景

近代前期科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生與時(shí)代背景息息相關(guān)。近代前期是資本主義生產(chǎn)方式興起、資產(chǎn)階級革命、航海探險(xiǎn)的時(shí)代和文藝復(fù)興的時(shí)代，這樣的時(shí)代為人們提供了勇于開拓、積極進(jìn)取的精神，近代科學(xué)革命就是在這樣的背景下應(yīng)運(yùn)而生。

1.資本主義生產(chǎn)方式的興起

中世紀(jì)以后，科學(xué)以意想不到的神奇速度一下子發(fā)展起來，其首要原因應(yīng)歸功于資本主義的興起。中世紀(jì)后期，即公元14世紀(jì)，資本主義生產(chǎn)方式首先在意大利的佛羅倫薩興起，然后波及英法等國。資本主義生產(chǎn)方式的興起，一方面迫切需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)做依托，一方面又為科學(xué)發(fā)展提供了研究課題、資料和必要的物質(zhì)手段。近代科學(xué)技術(shù)就是在資產(chǎn)階級創(chuàng)業(yè)過程中誕生和發(fā)展起來的。

2.航海探險(xiǎn)

隨著資本主義的發(fā)展，需要充足的原料、資金、勞動力和市場，為此，新興的資產(chǎn)階級急需打開通往外界的通道，特別是開辟通往印度和中國的航道，以滿足資本主義發(fā)展的需要，于是一些冒險(xiǎn)家先后組織船隊(duì)進(jìn)行航海探險(xiǎn)。航海探險(xiǎn)直接或間接地推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。首先，它證明了大地是球形又發(fā)現(xiàn)了新大陸，這就加深了人們對地球的認(rèn)識，同時(shí)，它也推動了天文學(xué)、大地測量學(xué)、數(shù)學(xué)和力學(xué)的發(fā)展。航海必備的工具是精確的星圖、星表和航海地圖，而通過航海又為這些學(xué)科提供了豐富的資料。航海需要船和炮艦，這又推動了與這些制造技術(shù)相關(guān)的力學(xué)和數(shù)學(xué)的發(fā)展。航海探險(xiǎn)開拓了歐洲人的眼界，使他們從狹小的歐洲走向廣闊的亞非美，所見所聞豐富了他們的思想，航海探險(xiǎn)向人們展示了一種開拓進(jìn)取精神，激勵(lì)人們?yōu)樘剿髌渌匀粖W秘而努力。

3.文藝復(fù)興

文藝復(fù)興的核心是提倡以人為中心，充分肯定人的價(jià)值，認(rèn)為人是現(xiàn)實(shí)生活的創(chuàng)造者和享受者，贊揚(yáng)人的智慧和才能，反對以神為中心，貶低人的作用的舊觀念，批判了宗教宣揚(yáng)的來世思想和禁欲主義，鼓吹人性，個(gè)性解放和個(gè)人自由。

文藝復(fù)興在為資產(chǎn)階級爭取政治統(tǒng)治權(quán)作輿論準(zhǔn)備的同時(shí)，也為科學(xué)的發(fā)展起了鳴鑼開道的作用。它沖破了宗教設(shè)下的種種禁錮，拉開了科學(xué)技術(shù)發(fā)展的序幕。

二、哥白尼太陽中心說向宗教神學(xué)的挑戰(zhàn)

哥白尼提出的“日心說”，有力地打破了長期以來居于宗教統(tǒng)治地位的“地心說”，實(shí)現(xiàn)了天文學(xué)的根本變革。

日心說的觀點(diǎn)是：

1.地球是球形的。如果在船桅頂放一個(gè)光源，當(dāng)船駛離海岸時(shí)，岸上的人們會看見亮光逐漸降低，直至消失。

2.地球在運(yùn)動，并且24小時(shí)自轉(zhuǎn)一周。因?yàn)樘炜毡却蟮卮蟮奶啵绻麩o限大的天穹在旋轉(zhuǎn)而地球不動，實(shí)在是不可想象。

3.太陽是不動的，而且在太陽系中心，地球以及其他行星都一起圍繞太陽做圓周運(yùn)動，只有月亮環(huán)繞地球運(yùn)行。

愛因斯坦高度地評價(jià)了哥白尼的功績及其對人類認(rèn)識史的深遠(yuǎn)影響。他寫道：哥白尼對于西方擺脫教權(quán)統(tǒng)治和學(xué)術(shù)統(tǒng)治枷鎖的精神解放所作的貢獻(xiàn)幾乎比誰都要大，“要令人信服地詳細(xì)說明太陽中心概念的優(yōu)越性，必須具有罕見的思考的獨(dú)立性和直覺，也要通曉天文事實(shí)，而這些事實(shí)在那個(gè)時(shí)代是不易得到的。哥白尼的這個(gè)偉大的成就，不僅鋪平了通向近代天文學(xué)的道路；而且也幫助人們在宇宙觀上引起了決定性的變革。一旦認(rèn)識到地球不是世界中心，而只是較小的行星之一，以人類為中心的妄想也就站不住腳了。”

三、血液循環(huán)的發(fā)現(xiàn)及其對宗教的沖擊

1．維薩留斯對解剖學(xué)的新貢獻(xiàn)

維薩留斯堅(jiān)持親自主刀解剖，按系統(tǒng)敘述了人體結(jié)構(gòu)；同時(shí)，用事實(shí)批駁了宗教宣揚(yáng)的在人體內(nèi)存在“復(fù)活骨”以及男人的肋骨比女人少一根的胡說。人體內(nèi)根本不存在什么永不毀壞的“復(fù)活骨”，男人和女人的肋骨數(shù)是相同的，都是24根；在解剖基礎(chǔ)上維薩留斯于1543年出版了《人體的構(gòu)造》一書，奠定了醫(yī)學(xué)的基礎(chǔ)。

2．塞爾維特發(fā)現(xiàn)血液小循環(huán)

塞爾維特(1511—1553)是西班牙醫(yī)生，是維薩留斯的同學(xué)。通過對人體解剖生理學(xué)的研究，發(fā)現(xiàn)了血液小循環(huán)(心肺循環(huán))。1553年，他出版了《基督教的復(fù)興》一書，其中用6頁左右的篇幅描述了血液小循環(huán)的情景。

3．哈維確立血液循環(huán)理論

哈維(1578—1657)是英國生理學(xué)家，解剖過七十多種動物，觀察其心臟搏動，發(fā)現(xiàn)心臟每分鐘大約跳動72次，1小時(shí)，心臟排出的血量為相當(dāng)于人體重量的1.5倍。哈維意識到可能是血液在全身沿著一條閉合路線作循環(huán)運(yùn)動。血液從右心室輸出的靜脈血經(jīng)過肺部變?yōu)閯用}血，然后通過左心耳進(jìn)入左心室；從左心室搏出的動脈血，沿動脈到達(dá)全身，然后再沿靜脈回到心臟。他還預(yù)言：在動脈和靜脈的末端必定有一種微小的通道(毛細(xì)血管)把二者聯(lián)結(jié)起來，這就是血液大循環(huán)。他用實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)血液循環(huán)，他用蛇做活體解剖。

1628年，哈維出版了《動物的心血運(yùn)動及解剖學(xué)研究》，闡明了他的血液循環(huán)理論。由于哈維貢獻(xiàn)，他被譽(yù)為“近代生理學(xué)之父”。哈維去世后，意大利解剖學(xué)家馬爾比基、荷蘭科學(xué)家列文虎克分別于1660年和1688年通過顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)了毛細(xì)血管，證實(shí)了哈維的在動、靜脈末端有通過毛細(xì)血管把二者相連的預(yù)言。

四、經(jīng)典力學(xué)體系的形成自然科學(xué)從宗教神學(xué)的禁錮中解放出來，首先發(fā)展并成熟起來、形成獨(dú)立體系的是經(jīng)典力學(xué)。

經(jīng)典力學(xué)體系的形成不是哪一個(gè)人的功勞，而是一批科學(xué)家共同努力的結(jié)果。這些科學(xué)家主要有伽利略、開卜勒、惠更斯、胡克、哈雷、牛頓等。

1．伽利略對經(jīng)典力學(xué)的貢獻(xiàn)

（1）發(fā)現(xiàn)了自由落體定律。

在伽利略時(shí)代人們對物體下落的認(rèn)識還停留在亞里士多德的重物體比輕物體下落得快的水平（亞里斯多德理論：速度和質(zhì)量有關(guān)）。伽利略從邏輯推理和實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面開展了工作（落體下落距離跟運(yùn)動時(shí)間的平方成正比）。

（2）發(fā)現(xiàn)慣性運(yùn)動

伽利略又發(fā)現(xiàn)了慣性運(yùn)動，推翻了亞里士多德關(guān)于物體運(yùn)動必須有力連續(xù)作用的觀點(diǎn)（亞里斯多德的動力學(xué)理論：力是運(yùn)動的原因）。慣性運(yùn)動的發(fā)現(xiàn)證明了物體不僅有保持其靜止?fàn)顟B(tài)不變的特性，而且有保持其勻速直線運(yùn)動不變的特性；物體維持其原來的運(yùn)動狀態(tài)，并不需要外力，外力是改變其原有運(yùn)動狀態(tài)的原因。

（3）發(fā)展了拋物體運(yùn)動軌跡理論。

伽利略用幾何方法證明：一個(gè)平拋可以分解為兩種運(yùn)動：一是水平方向的勻速直線運(yùn)動，根據(jù)慣性原理，它使物體始終保持這一運(yùn)動不變；另一個(gè)是在引力作用下，沿垂直方向上的自由落體運(yùn)動，這一運(yùn)動使物體在這個(gè)方向上的速度按時(shí)間成正比地增加。這兩種運(yùn)動綜合起來，便得出路程為拋物線狀。他還論證了為什么在拋射仰角為45°時(shí)射程最遠(yuǎn)。伽利略創(chuàng)立的實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)相結(jié)合的科學(xué)研究方法也成為經(jīng)典方法，對整個(gè)近代科學(xué)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。

2．開普勒對天體之間作用力的研究及其影響

開普勒是德國第一位偉大的新教徒數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家。

1596年，他發(fā)表了《宇宙的奧秘》。

1609年，開普勒發(fā)表了《新天文學(xué)》一書和《論火星運(yùn)動》一文，公布了兩個(gè)定律：

第一定律（軌道定律）：所有行星都沿橢圓軌道運(yùn)行，太陽位于這些橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。

第二定律（面積定律）：太陽至行星的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。

1619年，他又在《宇宙的和諧》一書中，闡明了行星運(yùn)行的第三定律，即周期定律。他發(fā)現(xiàn)，行星繞日運(yùn)行周期的平方與它到太陽的平均距離的立方成正比。

開普勒運(yùn)用這一定律算出了當(dāng)時(shí)已知的太陽系六大行星(水星、金星、地球、火星、木星、土星)的運(yùn)行周期和與太陽的平均距離，榮獲“太空律師”的美名。在研究火星運(yùn)動的真實(shí)軌道時(shí)，發(fā)現(xiàn)觀察值與按照哥白尼學(xué)說推算出的值有0.133°(即約8ˊ)的差數(shù)。他大膽地改用橢圓進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果與觀察值完全吻合。

五、數(shù)學(xué)的發(fā)展

1．解析幾何學(xué)的創(chuàng)立

解析幾何學(xué)的主要創(chuàng)立者是法國的笛卡兒(1596—1650)和費(fèi)爾馬(1601—1665)。解析幾何學(xué)是運(yùn)用代數(shù)的方法，借助坐標(biāo)研究幾何對象。作為數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家的笛卡兒于1637年發(fā)表的《更好地指導(dǎo)推理和尋求科學(xué)真理的方法論》一書，作為該書三篇附錄之一的《幾何學(xué)》，標(biāo)志著解析幾何學(xué)的誕生。

2.微積分的創(chuàng)立

(1)微積分思想的歷史淵源。

公元前3世紀(jì)希臘的阿基米得在研究解決拋物弓形的面積、球和球冠面積、螺線下的面積和旋轉(zhuǎn)雙曲線體的體積的問題中，就隱含著近代積分學(xué)思想。到了17世紀(jì)，有許許多多的科學(xué)問題需要解決，許多著名的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家如費(fèi)爾馬、笛卡兒、巴羅、開卜勒等都為此作了大量的和卓有成效的研究，為微積分的創(chuàng)立作出了貢獻(xiàn)。

科學(xué)問題：一是研究運(yùn)動時(shí)要求瞬時(shí)速度問題；二是求曲線的切線問題；三是求函數(shù)的最大值與最小值問題；四是求曲線的長度、曲線圍成的面積、曲面圍成的體積、物體的重心、一個(gè)相當(dāng)大的體積的物體作用于另一物體上的引力等。17世紀(jì)下半葉，在前人工作的基礎(chǔ)上，英國的牛頓和德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲分別獨(dú)立研究和完成了微積分學(xué)的創(chuàng)立工作。最大的功績是把看起來不相關(guān)的兩個(gè)問題聯(lián)系起來，一是切線問題(它是微分學(xué)的中心問題)，一是求積問題(它是積分學(xué)的中心問題)。

（2）牛頓對創(chuàng)立微積分學(xué)的貢獻(xiàn)。

在他的1711年正式出版的《運(yùn)用無窮多項(xiàng)方程的分析學(xué)》中，給出了求瞬時(shí)速度的普遍方法，闡明了求變化率和求面積是兩個(gè)互逆問題，從而揭示了微分與積分的聯(lián)系，即沿用至今的所謂微積分的基本定理。

（3）萊布尼茲對創(chuàng)立微積分的貢獻(xiàn)。

萊布尼茲的第一篇微分學(xué)論文《一種求極大極小和切線的新方法，它也適用于分式和無理量，以及這種新方法的奇妙類型的計(jì)算》于1684年發(fā)表。關(guān)于積分學(xué)的第一篇論文發(fā)表于1686年。

六、總結(jié)

近代科學(xué)革命產(chǎn)生在歐洲有其深刻的社會根源、經(jīng)濟(jì)根源、文化根源和各方面的因素，也正因?yàn)槿绱?，近代革命發(fā)生在歐洲。