第二章牛顿的宇宙论 从运动学到动力学
第二章 牛顿的宇宙论 从运动学到动力学
哥白尼学说的殉道者：布鲁诺 乔尔丹诺·布鲁诺(1548-1600)是意 大利文艺复兴时期最杰出的自然哲学 家，著作有《论原因、本原与太一》， 《论无限、宇宙和多世界》等，因为 传播新天文学被烧死 布鲁诺认为宇宙是统一的，无限的， 不动的。“自然本身.…无非就是事 物之中的上帝”。“ 整个宇宙完全是 中心，或者， 宇宙的中心处处在 宙斯（即上帝）充满万物，居住于宇 宙的所有部分之中
哥白尼学说的殉道者：布鲁诺 n 乔尔丹诺·布鲁诺（1548-1600）是意 大利文艺复兴时期最杰出的自然哲学 家，著作有《论原因、本原与太一》， 《论无限、宇宙和多世界》等，因为 传播新天文学被烧死。 n 布鲁诺认为宇宙是统一的，无限的， 不动的。 “自然本身……无非就是事 物之中的上帝” 。 “整个宇宙完全是 中心，或者，宇宙的中心处处在…… 宙斯（即上帝）充满万物，居住于宇 宙的所有部分之中……
一个新的世 界观在逐渐 兴起：自然 神论把机械 唯物论永恒 齐一的自然 规律解释为 上帝的律法
一个新的世 界观在逐渐 兴起：自然 神论把机械 唯物论永恒 齐一的自然 规律解释为 上帝的律法
笛卡尔(1596-1650)提出严格的 惯性概念 笛卡尔对惯性概念的发展作 出了重要的贡献，他首先坚 持惯性运动必须是直线运动 而在圆或曲线上移动的物体 必然受到某种外部原因的制 约。 他因而提出了圆周运动中的 离心倾向，这是从力学上分 析圆周运动的第一步
笛卡尔（1596-1650）提出严格的 惯性概念 n 笛卡尔对惯性概念的发展作 出了重要的贡献，他首先坚 持惯性运动必须是直线运动， 而在圆或曲线上移动的物体 必然受到某种外部原因的制 约。 n 他因而提出了圆周运动中的 离心倾向，这是从力学上分 析圆周运动的第一步
无限宇宙 尤其重要的进步是笛卡尔在《方法论》中 打破了仍旧禁锢在哥白尼、伽利略和开普 勒等人脑袋里的有限宇宙概念，提出了无 限宇宙的概念 他认为宇宙是一个充满物质的空间，这些 充满空间的物质的运动形成无数的旋涡 他象亚里士多德鼓吹“大自然厌恶虚空 那样，认为“虚空有悖理性”。太阳系就 处于这样一个旋涡中，这个旋涡如此之巨 大，以至于整个土星轨道相对于整个旋涡 来说只不过是一个点
无限宇宙 n 尤其重要的进步是笛卡尔在《方法论》中 打破了仍旧禁锢在哥白尼、伽利略和开普 勒等人脑袋里的有限宇宙概念，提出了无 限宇宙的概念。 n 他认为宇宙是一个充满物质的空间，这些 充满空间的物质的运动形成无数的旋涡。 他象亚里士多德鼓吹“大自然厌恶虚空” 那样，认为“虚空有悖理性” 。太阳系就 处于这样一个旋涡中，这个旋涡如此之巨 大，以至于整个土星轨道相对于整个旋涡 来说只不过是一个点
行星轨道的确定 旋涡的绝大部分区域充满了微小的球，由于彼此 之间不断地发生着碰撞，这些小球变成了完美的 球体。笛卡尔把这些小球称作“第二元素”。而 第一元素是极度精细的微粒，即所谓的以太 笛卡尔宇宙中还有第三种物质形式，它们是一些 更大的微粒，构成行星等大物体。每一颗行星都 倾向于逃离旋涡中心，但构成旋涡的其他物质的 离心倾向所产生的反作用与之抗衡，在这种动力 学平衡下，行星的轨道就被确定了。 笛卡尔的旋涡理论是第一个取代中世纪水晶球模 型的宇宙学说，但因为不能像牛顿力学那样定量 预言行星轨道而被历史淘汰
行星轨道的确定 n 旋涡的绝大部分区域充满了微小的球，由于彼此 之间不断地发生着碰撞，这些小球变成了完美的 球体。笛卡尔把这些小球称作“第二元素” 。而 第一元素是极度精细的微粒，即所谓的以太。 n 笛卡尔宇宙中还有第三种物质形式，它们是一些 更大的微粒，构成行星等大物体。每一颗行星都 倾向于逃离旋涡中心，但构成旋涡的其他物质的 离心倾向所产生的反作用与之抗衡，在这种动力 学平衡下，行星的轨道就被确定了。 n 笛卡尔的旋涡理论是第一个取代中世纪水晶球模 型的宇宙学说，但因为不能像牛顿力学那样定量 预言行星轨道而被历史淘汰
·笛卡尔的旋涡学说：宇宙有无数的旋涡， 每颗恒星就是一个一个旋涡中心 旋涡可能会塌缩，恒星就可能窜入别的旋涡。 左图显示 恒星N窜入 太阳系旋 涡并继续 前行的路 径 这就 形 所 尔， 所 OA 有是的雷 , 而 了 说。 D
• 笛卡尔的旋涡学说：宇宙有无数的旋涡，每颗恒星就是一个一个旋涡中心。 旋涡可能会塌缩，恒星就可能窜入别的旋涡。 n 左图显示 恒星N窜入 太阳系旋 涡并继续 前行的路 径，这就 是彗星的 形成。所 以按照笛 卡尔，所 有的彗星 是一次性 的，而哈 雷的预言 彻底否定 了笛卡尔 的旋涡学 说
1703年按 照笛卡尔 旋涡学说 绘制的太 阳系图景
1703年按 照笛卡尔 旋涡学说 绘制的太 阳系图景
培根：“知识就是力量” F.培根(1561-1626) 1584年进入议院， 1601年起受到女王的 重用，1603年受封为 男爵，1618年成为大 法官，1621年再封为 子爵。因被控告受贿， 而断送政治生涯。 Francin Haront Barode Termam Die-ComnrrSAleam Summ Angha Canctl aiu0un8in3e③6三 Annod.Ariat fo
培根： “知识就是力量” n F·培根（1561-1626） n 1584年进入议院， 1601年起受到女王的 重用，1603年受封为 男爵，1618年成为大 法官，1621年再封为 子爵。因被控告受贿， 而断送政治生涯
《新大西洋岛》：科学乌托邦 在《新工具》中，培根批判人类认识的四大 误区与经院哲学的脱离实际，认为科学研究 要始于观察实验，并通过自然现象之间的比 较， 采用“具有表”，“缺乏表”与“程度 表” 等三表法，归纳出自然现象间的普遍联 系。而弥尔顿在演讲中展示了科学研究洞察 自然奥秘与人类命运的雄心壮志 在《新大西洋岛》这部科学乌托邦小说中 培根构想了一个在大西洋岛上的科学乌托邦 科学家组织团体进行研究，并参与社会政治 生活的管理。这部乌托邦著作催化了英国皇 家学会的延生
《新大西洋岛》：科学乌托邦 n 在《新工具》中，培根批判人类认识的四大 误区与经院哲学的脱离实际，认为科学研究 要始于观察实验，并通过自然现象之间的比 较，采用“具有表” ， “缺乏表”与“程度 表”等三表法，归纳出自然现象间的普遍联 系。而弥尔顿在演讲中展示了科学研究洞察 自然奥秘与人类命运的雄心壮志。 n 在《新大西洋岛》这部科学乌托邦小说中， 培根构想了一个在大西洋岛上的科学乌托邦， 科学家组织团体进行研究，并参与社会政治 生活的管理。这部乌托邦著作催化了英国皇 家学会的诞生