近代科学家中,将“变化”“发展”等观念引入科学领域,使人类思想发生跃进的是

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第五章 17世纪至20世纪初的自然科学和文学艺术
　　第一节 自然科学近代数学的建立
　　（一）数学
　　数学在17世纪的发展突飞猛进。法国学者笛卡尔创立了解析几何学，实现了几何和代数的结合，即形和数的结合。解析几何是研究和解决某些运动变化问题的有力工具，因此，笛卡尔实际上把变量引进了数学，实现了数学的转折。
　　英国科学家牛顿和德国数学家莱布尼茨，完成了许多科学家所进行过的工作，分别独立地建立了微积分学，从而使精密的测量和变量计算有了可能。
　　解析几何、微积分以前的数学可称为“初等数学”，它是建立在常量计算的基础上的，算术、几何等都是如此。日常生活使人们习惯于常量计算。但只要深入到事物的本质，人们就会遇到大量变化着的事物，这就需要变量计算。解析几何、微积分发明以后，数学进入了一个新的以变数为主的领域，可称之为“高等数学”。从常量数学向变量数学的转变，在人类的认识史上是一次巨大的飞跃。
　　（二）牛顿力学体系的建立
　　牛顿在科学上的贡献是多方面的，最重要的是在力学方面。他发表的科学巨著《自然哲学的数学原理》，提出了物体机械运动的三大定律和万有引力定律。这些定律构成一个统一的体系，把天上和地上的物体运动概括在一个理论之中。因此，人们把牛顿力学体系的建立作为近代科学形成的标志。这是在人类认识史上对自然规律的第一次理论性的概括和综合。
　　理论的威力在于预见。19世纪，人们观察到，天王星的运动与理论计算的结果之间存在较大的偏差，根据牛顿理论的推测，在天王星之外应有另一颗行星。不久有人根据牛顿力学计算了这颗新的行星的质量、轨道和位置。1846年9月23日夜间，在预先算好的位置上发现了这颗新的行星，即海王星。冥王星也是在类似的情况下于1930年发现的。这证明了牛顿理论的预见性、科学性。
　　（三）电磁学的成就
　　17世纪初，英国人吉尔伯特发现了天然磁石的性质，把“电”这个词应用到英语中间。但在19世纪以前，人们始终把电和磁看作没有关系的两回事。直到19世纪初，丹麦教授奥斯特观察到通电的导线附近发生磁针转动现象，人们才认识到，电和磁是存在着一定联系的。30年代，英国科学家法拉第用实验证明：导体在磁场中运动时可以产生电流，机械能可以转化为电能。电磁感应现象的发现，是19世纪电磁学的辉煌成就，为制造发电机创造了可能，从而开辟了人类生活中的新时代──电的时代。
　　我们至今仍然生活于电的时代。法拉第的工作揭示了发电机所依据的原理。电动机工作所依据的原理恰好和发电机相反，它是借助于电流的磁效应使电转化为机械运动的装置。它对电的普遍应用具有重要意义。正是有了电动机，电才能作为动力，最终代替蒸汽机。工业革命后，一部蒸汽机产生的机械功带动工厂的全部机器，当时的工厂就是以蒸汽机为核心组织起来的。现在情况发生变化，发电站把电输送到各个工厂，工厂从电得到动力带动各种机器。这比每个工厂都装上一部蒸汽机要方便得多。正像有的科学家所说，电是人类迄今为止所能找到的“妙不可言的极为能干的新仆人”。由于电进入生产和人们的生活，工业和社会的结构发生了前所未有的变化。
　　（四）化学的进步
　　17世纪时，英国科学家波义耳把严密的实验方法引入化学，他被称为近代化学的创始人。17世纪末出现的“燃素说”，统治化学近100年。燃素说认为，燃素是化合物燃烧时析出的一种特殊的物质。直到18世纪末，法国科学家拉瓦锡指出，根本不存在燃素这样的物质，说明燃烧是燃烧的物质和空气中的氧进行化合的过程。拉瓦锡还是通过化学反应提出质量守恒定律的第一人。他的理论使化学的发展步入正轨。
　　19世纪初，英国科学家道尔顿建立了科学的原子论。他指出，各种物质的原子具有不同的重量；化合物是由以一定数量关系结合起来的原子组成的。不久，意大利一位科学家提出体积相等的气体所含的分子数相等的想法，提出了分子的概念。19世纪四五十年代，人们力求把分子——原子概念应用于化学。在物质的分子?——原子结构学说确立之后，化学才取得了飞速的发展。
　　19世纪60年代末，俄国化学家门捷列夫注意到，元素的化学性质，随原子量的增加而呈现周期性变化的现象。他发现了化学元素周期律，制定了化学元素周期表。他根据周期表预言了当时还没有发现的一些元素的化学性质，后来的发现证明了他预言的正确。周期律的发现，是无机化学的系统化和大综合。

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