第一編近代科學技術第一章近代自然科學的初步發展14-15世紀歐洲國家幾個關鍵事件科學革命的突破經典力學的奠基近代科學的第一次大綜合其他學科的初步發展近代科學方法14-15世紀歐洲國家幾個關鍵事件14世紀發端于意大利的文藝復興14-15世紀的宗教改革運動意大利、地中海沿岸手工業的興起遠洋航海與地理大發現東方文明對西方文明的影響14世紀發端于意大利的文藝復興“這是一次人類從來沒有經歷過的最偉大的、進步的變革”──恩格斯中國、印度和和阿拉伯等東方文化和科學技術在中世紀陸續傳入歐洲后，對歐洲的社會發展和科學技術進步產生了巨大的推動作用。歐洲人從阿拉伯人那里重新發現了希臘文明。文藝復興以復興古典文化為口號，發掘、光大古希臘文化，樹立起理性主義和人文主義大旗，反對神權和封建特權，提倡個性自由。它不只是一場復興古典文化的運動，更是一場新時代的啟蒙運動，導致了歐洲歷史轉折、思想解放、學術發達、巨人輩出，開創了人類歷史長河中的一個光輝時代。“人是一個什么樣的杰作呀！人的理性多么高貴！人的能力無窮無盡！人的洞察力多么宛若神明！”

─莎士比亞拉斐爾的《雅典學院》表現了文藝復興時代的人們對希臘理性精神的崇拜。14-15世紀的宗教改革運動燃宗教改革運動之火的是德國教士馬丁.路德（1483－1546年），他的新教學說竭力擺脫教會的統治，主張在信仰領域個人的自由，表達了經過中世紀長期宗教精神束縛的人們心中那種追求自由、平等的理想。起源于中國的印刷技術這時在歐洲得到了光大，它得以使新的思想廣泛傳播，從而促進了宗教改革運動的發展。自我解放伴隨著對自然的觀察和研究更加客觀和自由。意大利、地中海沿岸手工業的興起地理大發現帶來了經濟的急劇擴張，使西歐工商業空前發展，為資本主義的發展提供了廣闊舞臺，加速了封建制度的瓦解和資本主義的發展。商業的發達，使意大利的威尼斯等地成為繁華的海上貿易中心，繼爾佛羅侖薩成為重要的商業和文化中心。遠洋航海與地理大發現

“我要廢寢忘食地工作，作為一個細心的航海家，我將竭盡全力地完成使命，以堅韌不拔的毅力戰勝一切艱難險阻。”──哥倫布致西班牙國王陛下的信15世紀是人類向地球上未知的海洋和陸地進軍的時代。1403年，鄭和率領龐大的艦隊西周游南海各地并遠航至阿拉伯地區和非洲東海岸。覬覦東方財富的歐洲冒險家們則向南和向東探險。1488年，巴托羅繆.狄亞士繞過好望角，達.伽馬于1497－1499年間完成的航行最終確定了從歐洲經印度洋到東方的航線。雖然很早就有學者知道地球是圓的，但哥倫布固執地相信它并沒有人們說的那樣大，因此他才堅持認為向西航行也可以到達遍地是黃金和香料的東方。這一錯誤的估計使他作出那膽大包天的探險計劃，1492年由他率領的三艘帆船抵達美洲大陸。

1519－1522年間，葡萄牙人麥哲倫率領的船隊最終完成了人類首次環球航行。東方文明對西方文明的影響英國政治家、哲學家培根在1960年曾指出，三大發明改變改變了整個世界事務的面貌和狀態；沒有哪個帝國，沒有哪個教派，沒有哪個大人物對人類事務的影響，能像這三大發明那樣巨大和深遠。……馬克思：火藥，指南針，印刷術----這是預告資產階級社會到來的三大發明，火藥…騎士，指南針…殖民市場，印刷術…新教工具，……科學革命的突破1543年在科學史上是極為重要的一年，哥白尼的《天體運行論》和維薩留斯的《人體的構造》同于此年出版。天文學革命醫學生理學革命天文學革命在哥白尼所處的時代，托勒密的“地心說”在歐洲占統治地位。中世紀的教會把地心說加以神化，用它來作為證明上帝存在的依據。哥白尼認為托勒密由于沒有區別現象和本質，將假象視為了真實。由于感覺不到地球的自轉，以致只感覺到太陽每天從東方升起而在西方下落，這正象人們坐在大船上行駛時，往往感覺不到船在動，而只見到岸上的東西在往后移動一樣。于是，哥白尼提出了日心說并發表了巨著《天體運行論》。他勇敢地提出了太陽是宇宙的中心，地球不是宇宙的中心，它只是圍繞太陽運轉的一顆普通行星。由于哥白尼受時代和階級的局限，還不能完全擺脫舊的傳統觀念的影響。他沿襲了古希臘唯心學派關于圓形是最完美的形狀的說法，認為行星繞太陽運行的軌道是圓形的而且是勻速運動的。可事實證明了行星繞太陽運行的軌道是橢圓形的，而且是不等速的。哥白尼學說的這些不完善之處，得到了布魯諾和開普勒的發展和完善。哥白尼“太陽中心說”的誕生，使天文學從宗教神學的束縛下解放出來，自然科學從此獲得新生，這在近代科學的發展史上具有劃時代的意義。哥白尼革命可以說是標志著自然科學開始從宗教神學中解放出來，并宣告了自己的獨立。“哥白尼學說撼動人類意識之深，自古以來無一種創見、無一種發明可與倫比。當大地是球形被哥倫布證實以后不久，地球為宇宙主宰的尊號也被剝奪了。自古以來沒有這樣天翻地覆的把人類意識倒轉過來的。如果地球不是宇宙的中心，無數古人相信的事物將成為一場空了。誰還相信伊甸的樂園、贊美詩的歌頌、宗教的故事呢！”──歌德醫學生理學革命西方醫學中的一個特點是對于外科的研究并注意以解剖學為基礎。文藝復興以來，一批藝術家，醫學家不僅從事動物解剖，而且從事解剖研究。達芬奇為了確定人體的正確比例和結構，親自解剖尸體，畫出了許多精細的解剖圖。他曾研究過心臟的肌肉并畫出心臟瓣膜圖，用水的循環來比喻血的運行，表述了血液循環的概念。1543年，比利時醫生維薩里發表了《人體的結構》。通過解剖，確定了男女的肋骨數目相等，并不像《圣經》上說的女人是用男人的一條肋骨創造的因而男人比女人少一條肋骨。他的結論動搖了天主教會的教條。宗教裁判所以盜尸和巫師罪判處他死刑。維薩里糾正了古羅馬醫生蓋侖的許多錯誤。他通過解剖實踐證明人的心臟的隔很厚，由肌肉組成，血液不可能如同蓋侖所說是通過中隔從右心室流入左心室。西班牙醫生塞爾維亞于1553年提出了血液小循環理論。他也因其異端的神學觀點被加爾文派新教處以死刑。在燒死前還活活烤了兩個小時。英國醫生哈維在1628年出版了《心血血循環運動論》，即提出了血液大循環理論。經典力學的奠基開普勒的空中立法

伽利略的實驗開普勒的空中立法

丹麥天文學家第谷·布拉赫（公元1546～1601年）所做的非常精密的天體觀測。他的主要觀測活動用都是在丹麥和瑞典間的一個小島的觀天堡天文臺進行的，從公元1576年到1597年歷時21年。在沒有望遠鏡的年代，觀測全憑肉眼。第谷的觀測達到肉眼觀測所能達到的最高水平。托勒密的觀測精度是誤差在10角分（天空一周為360度，1度分為60分或稱60角分）左右，而第谷的觀測精度提高了5倍，誤差只有2角分。德國天文學家開普勒（公元1571～1630年）根據第谷遺留下來的大批資料，于公元1609年提出了行星運動的第一、第二定律，10年后又提出了行星運動的第三定律，而這第三定律正是牛頓推導萬有引力定律的出發點。1601年，第谷逝世。約翰·開普勒接替了第谷的工作，開始編制魯道夫星表。但開普勒的興趣和注意力卻更多的放在改進和完善哥白尼的日心說上，在探討行星軌道性質的研究上。他發現第谷的觀測數據，與哥白尼體系、托勒密體系都不符合。他決心尋找這種不一致的原因和行星運行的真實軌道。

最初的研究從觀測與理論差異突出的火星著手。他運用傳統的勻速圓周運動加偏心圓來計算，均遭到失敗。經過長達4年近70次各種行星軌道形狀設計方案的計算，開普勒認識到哥白尼體系的勻速圓周運動和偏心圓的軌道模式與火星的實際運動軌道不符。于是他大膽的拋棄了統治人類思想達2000年之久的"勻速圓周運動"偏見，嘗試用別的幾何曲線來表示火星軌道的形狀。他認為行星運動軌道的焦點應該在產生引力中心的太陽上，并進而斷定火星運動的線速度不是勻速的，近太陽時快些，遠太陽時慢些并得出結論：太陽至火星的直徑在一天內掃過的面積是相等的。開普勒行星運動三大定律行星的運動軌跡的軌道不是傳統的正圓形而是橢圓形，而且太陽處于橢圓焦點之一的位置上。相等時間間隔內，行星和太陽的連線在任何地點沿軌道所掃過的面積相等。行星公轉周期的平方比等于軌道半長軸的立方比。p1p4p3p2若TP2-TP1=TP4-TP3，則STP2-TP1=STP4-TP3開普勒的三定律是天文學的又一次革命，它徹底摧毀了托勒密繁雜的本輪宇宙體系，完善和簡化了哥白尼的日心宇宙體系。開普勒對天文學最大的貢獻在于他試圖建立天體動力學，從物理基礎上解釋太陽系結構的動力學原因。雖然他提出有關太陽發出的磁力驅使行星作軌道運動的觀點是錯誤的。但它對后人尋找出太陽系結構的奧秘具有重大的啟發意義，為經典力學的建立、牛頓的萬有定律的發現，都作出重要的提示。伽利略的實驗

經歷了“哥白尼革命”以后，科學擺脫了神學和經院哲學的束縛，實驗和觀察成為知識的源泉和檢驗真理的標準。意大利物理學家伽利略（公元1564～1642年）于公元1609年發明天文望遠鏡，從而揭開了天文觀測的新紀元。伽利略通過一系列有關運動物體的實驗，推翻了以亞里士多德為代表的傳統運動觀念，他用自己制造的望遠鏡來觀察天體，觀察到月球凹凸不平的表面，發現了環繞木星的四顆衛星等許多過去肉眼無法看到的天文現象，為哥白尼的日心說提供了有力的證據。他重視實驗和數學工具的做法標志著近代科學的出現。

在伽利略之前，一切科學、哲學問題，全部包括在亞里士多德(前384～前322)的學說里。后者可是一位古圣人，他的思想被奉為金科玉律。當時，要是有學生提出一個問題，老師只消一句話：“這是亞里士多德說的”，問者便不敢再生懷疑。而伽利略卻與眾不同，凡事，不但喜歡多想一想，還要去試一試。1590年，25歲的伽利略，對亞里士多德的一個經典理論提出懷疑。亞氏說，如果把兩件東西從空中扔下，必定是重的先落地，輕的后落地。伽利略卻認為是同時落地。這自然沒有人信他的，于是他決心搞一次實驗，讓人們親自看看。比薩斜塔實驗比薩城里有一座斜塔，拔地之后，卻向一邊斜去。這塔建于1174年，開始還是直的，但建到三層時開始偏斜，只好停工。過了94年后人們終不死心，又繼續施工。最后共修了八層，高54.5米，重14200多噸。沒想到這個偶然的施工錯誤，倒造成了世界上獨一無二的名勝。說起意大利的斜塔，誰人不知，何人不曉。一天，年輕的伽利略宣布要進行一次試驗，一群教授大為不滿，便一起到校長面前告他的狀。校長轉念一想，這樣也好，讓他當眾出一次丑，也好殺殺他的傲氣。這時，早有一群喜歡新奇的學生，將他們的老師伽利略擁到塔下。一會兒，伽利略便爬上斜塔七層的陽臺。塔下已是人頭攢動，比薩大學的校長、教授、學生，還有許多看熱鬧的市民，將斜塔圍了個水泄不通。………伽利略對科學作出了許多貢獻，但最主要的貢獻是對于地面物體運動的研究得到了慣性定律。這對牛頓力學的建立起非常重要的作用。近代科學的第一次大綜合牛頓的綜合萬有引力定律牛頓的綜合英國物理學家牛頓（I.Newton,1642-1727）將哥白尼、第谷、開普勒、伽利略、笛卡兒和其他學者在天文學和動力學上的發現匯集起來，加上他自己在數學和力學上的創見，把物體的運動規律歸結為三條基本運動定律和萬有引力定律，由此建立起一個完整的力學理論體系。概括成迄今為止仍能站得住腳的經典力學體系，運用他的運動定律和萬有引力定律對極其廣泛的自然現象，從天體運行、潮汐漲落到物體墜地，做出統一解釋，成為科學史上偉大的成就之一。他把過去一向認為是截然無關的地球上所謂“世俗”的運動和日月星辰那些屬于神圣的“天堂”的運動統一在同一理論框架之中。這可以說牛頓力學是人類認識自然的歷史中第一次理論的大綜合。牛頓定律的基本內容第一定律：即慣性定律，任何物體都保持靜止或勻速直線運動狀態，直到其他任何物體所作用的力迫使它改變這種狀態。第二定律：物體受到外力時，物體所獲得的加速度的大小與合外力的大小成正比，而與物體的質量成反比，加速度的方向與合外力的方向相同。即：F=ｍa(其中ａ=dv/dt)。第三定律：當物體A以力Ｆ作用于物體B上，物體Ｂ也必定同時以F’作用在物體A上F和F’在一條直線上，大小相等方向相反。即：F=—F’注意現代的觀點看來，上面牛頓第二定律的形式只適用于低速情況，普適的情況應是牛頓當初的形式F=dP/dt。萬有引力定律萬有引力定律：F=G（Mｍ/R2）其中G=6.67×10-11m3/(Kg·s2)稱引力常數。牛頓力學是整個近代物理學和天文學的基礎，也是現代一切機械、土木建筑、交通運輸等工程技術的理論基礎。經典力學最常用的是對質點進行矢量分析和建立運動微分方程的方法。這兩種辦法在解決單質點，以及有限約束的問題時，得心應手。但是，當面對的是多質點、多約束的情況時，直接運用這兩種方法也就顯得太過困難了。為了解決這個問題，十七、十八世紀的科學家們逐漸發展了動量定理、動量矩定理和活力定理——三大運動定理以及它們在封閉系統環境下的三個積分形式的守恒定律。其他學科的初步發展解析幾何

微積分對數的發明

概率論的產生

化學

幾何光學

物理光學

生物電磁學解析幾何由法國費爾馬和笛卡兒獨立創立。笛卡兒（1596--1650年）分析了幾何學與代數學的優缺點，表示要尋求一種包含這兩門科學的優點而沒有它們的缺點的方法，這種方法就是用代數方法來研究幾何問題──解析幾何，《幾何學》提出了解析幾何學的主要思想和方法，標志著解析幾何學的誕生。在笛卡爾之前，雖在方程中用符號表示常量和未知數，但不是變數，有了變數，運動進入了數學；有了變數，代數問題也可化為幾何問題；而且變數為微積分的發明創造了條件。笛卡兒還改進了韋達的符號記法，他用a，b，c……等表示已知數，用x，y，z……等表示未知數。微積分被公認為由牛頓和萊布尼次奠基。他們的功績主要在于：把各種有關問題的解法統一成微分法和積分法；有明確的計算步驟。微分法和積分法互為逆運算。由于運算的完整性和應用的廣泛性，微積分成為解決問題的重要工具。現代微積分的符號都來自萊布尼茲的發明。同時，關于微積分基礎的問題也越來越嚴重。類似芝諾悖論的困惑暴發第二次數學危機。對數的發明由17世紀英國人耐普爾發明。意義是有助于改進和簡化計算。概率論的產生意大利醫生兼數學家卡當，據說曾大量地進行過賭博。他在賭博時研究不輸的方法，實際是概率論的萌芽。

據說卡當曾參加過這樣的一種賭法：把兩顆骰子擲出去，以每個骰子朝上的點數之和作為賭的內容。已知骰子的六個面上分別為1~6點，那么，賭注下在多少點上最有利？兩個骰子朝上的面共有36種可能，點數之和分別可為2~12共11種。7是最容易出現的和數，它出現的概率是6/36=1/6。十七世紀中葉，法國貴族德·美黑在骰子賭博中，由于有要急近處理的事情必須中途停止賭博，要靠對勝負的預測把賭資進行合理的分配，但不知用什么樣的比例分配才算合理，于是就寫信向當時法國的最高數學家帕斯卡請教。帕斯卡和當時第一流的數學家費爾瑪一起，研究了德·美黑提出的關于骰子賭博的問題。于是，一個新的數學分支--概率論登上了歷史舞臺。化學英國的玻義爾（R.Boyle,1627—1691）在1661年出版的《懷疑派的化學家》一書中首次明確將化學視為一個獨立的學科，在書中他發展了自己關于化學元素的想法，完全駁倒了煉金術關于硫、汞、鹽三本原的學說，徹底摧毀了已存在兩千年的四元素學說。這部專著對化學從藥劑師和煉金術士那里解脫出來成為一門獨立的科學有著重要意義。他將微粒說引入化學中，提出來一個化學元素的定義，將化學元素看作是化學反應中的“原始和簡單的物質”。波義耳-馬略特定律1662年，他用一根容積是12立方英寸的U形玻璃管（短的一端的口封閉），將水銀從開口中灌進去，讓原來管內的空氣被壓縮。波義耳觀察到：當壓強是兩個大氣壓時，空氣的體積是6立方英寸；當壓強是三個大氣壓時，空氣的體積是4立方英寸。于是得出了“一定質量的氣體，在溫度不變時，它的體積與壓強成反比”結論。

拉瓦錫是近代化學奠基人之一。1774年10月，J.普里斯特利向拉瓦錫介紹了自己的實驗:氧化汞加熱時,可得到“脫燃素氣”，這種氣體使蠟燭燃燒得更明亮，還能幫助呼吸。拉瓦錫重復了普里斯特利的實驗，得到了相同的結果。拉瓦錫并不相信燃素說，所以他認為這種氣體是一種元素,1777年正式把這種氣體命名為oxygene（中譯名氧），含義是酸的元素。

拉瓦錫通過金屬煅燒實驗，于1777年向巴黎科學院提出了一篇報告《燃燒概論》，闡明了燃燒作用的氧化學說。他還通過精確的定量實驗，證明物質雖然在一系列化學反應中改變了狀態，但參與反應的物質的總量在反應前后都是相同的。于是拉瓦錫用實驗證明了化學反應中的質量守恒定律。拉瓦錫的氧化學說徹底地推翻了燃素說，使化學開始蓬勃地發展起來。幾何光學最初發展就是源于天文學和解剖學的需要。因為光學儀器在天文學和解剖學的研究中有著重要作用，在人們不斷研究、制造光學儀器的過程中，幾何光學形成了。幾何光學的基礎是光的反射定律和光的折射定律。十七世紀初，德國天文學家開普勒由于革新天文望遠鏡的實際需要開始了對幾何光學的研究。1604年他發表了一篇論文，對光的反射現象、光的折射現象及視覺現象作了初步的理論解釋。1611年，他又出版了一部光學著作，其中記載了他的兩個重要試驗：比較入射角和出射角的實驗，圓柱玻璃試驗。在書中，他對幾何光學作了進一步的理論探討，并提出了焦點、光軸等幾何光學概念，發現了全反射。繼開普勒之后，荷蘭物理學家和數學家斯涅爾對幾何光學做出了系統的、數學的分析。斯涅爾通過實驗與幾何分析，最初發現了光的反射定律。另外，當他對光的反射現象進行系統的試驗觀測和幾何分析以后，他又提出了光的折射定律。但斯涅爾在世時并沒有發表這一成果。1626年，他的遺稿被惠更斯讀到后才正式發表。

不久后笛卡兒也推出了相同的結論，但他是把光的傳播想象成球的傳播，是用力學規律來解釋的，不是十分嚴密。1661年，費馬把數學家赫里貢提出的數學方法用于折射問題，推出了折射定律，得到了正確的結論。折射定律的確立，促進了幾何光學的迅速發展。物理光學色散是另一個古老的課題，因為彩虹現象已經吸引人類多年。在笛卡兒的《方法論》中，提到了作者早期的色散試驗，但他沒有觀察到全部的色散現象。1648年布拉格的馬爾西成功的完成了光的色散試驗，但他做出了錯誤的解釋。牛頓在笛卡兒等人的著作中得到了啟示，用三個棱鏡重新作了光的色散試驗，并在此試驗的基礎上，對光的顏色總結出了幾條規律，結論全面，論據充分。光的本性問題是研究的焦點。波動說與微粒說的爭論幾乎貫穿近代物理光學研究的始終。波粒之爭從十七世紀初笛卡兒提出兩點假說開始、至二十世紀初以波粒二象性告終，共經歷了三百多年的時間。物理學巨星牛頓，荷蘭著名天文學家、物理學家和數學家惠更斯，英國物理學家胡克，英國著名物理學家托馬斯．楊等多位著名的科學家參與其中。雙方爭論得十分激烈，理論發展十分迅速。簡單的概括一下波粒之爭的過程。波動說一方，格里馬第是光的波動說的提出者,波義耳和胡克是他的支持者；惠更斯繼承并完善了胡克的觀點。生物17世紀歐洲的生物學家已經知道了數千種以上的植物，18世紀瑞典博物學家林耐（C.Linnaeus,1707—1778）描述了1.8萬種植物，面對這么多的植物16-17世紀逐步形成兩種分類方法，一種是人為分類法，認為物種看成是不連續的界限分明的類群；另一種是自然分類法，認為生物之間存在著連續性。林耐是人為分類法的集大成者。1735年出版的《自然系統》中，系統地闡述了他的植物分類原則和見解。他把植物分為綱、目、屬、種，并以雙名命名法命名植物。電磁學富蘭克林庫侖定律伏打電池近代科學方法培根創立實驗歸納法笛卡兒創立數學演繹法伽俐略的數學與實驗相結合牛頓論科學方法

形而上學的機械唯物主義自然觀培根創立實驗歸納法弗蘭西斯．培根（FrancisBacon,1561-1626）是英國著名的唯物主義哲學家和科學家。他在文藝復興時期的巨人中被尊稱為哲學史和科學史上劃時代的人物。馬克思稱他是“英國唯物主義和整個現代實驗科學的真正始祖。”第一個提出“知識就是力量”。培根極力批判經院哲學和神學權威。他還進一步揭露了人類認識產生謬誤的根源，提出了著名的“四假相說”。他說這是在人心普遍發生的一種病理狀態，而非在某情況下產生的迷惑與疑難。第一種是“種族的假相”——這是由于人的天性而引起的認識錯誤；第二種是“洞穴的假相”——是個人由于性格、愛好、教育、環境而產生的認識中片面性的錯誤；第三種是“市場的假相”——由于人們交往時語言概念的不確定產生的思維混亂；第四種是“劇場的假相”——是指由于盲目迷信權威和傳統而造成的錯誤認識。培根的科學方法觀以實驗定性和歸納為主。他繼承和發展了古代關于物質是萬物本源的思想，認為世界是由物質構成的，物質具有運動的特性，運動是物質的屬性。培根從唯物論立場出發，指出科學的任務在于認識自然界及其規律。培根的歸納法集中體現在他的《新工具》一書中。他尖銳地批判了亞里斯多德以及后來經院哲學中對演繹法的過分依賴，認為三段論不能給人以新知識，新的科學工具就是實驗和歸納。認為科學知識是經過證明了的知識，理論的基礎、原始的概念和命題是依靠經驗得出來的，從經驗上升到理論是一個逐步上升的過程。因此他強調，運用歸納法必須記住兩條規則：①

放棄所有先入為主的概念而重新開始；②

暫時不要企圖上升到一般的結論。培根雖然不是個科學家，也幾乎沒有進行過認真的科學實驗，但他是近代哲學史上首先提出經驗論原則的哲學家。他重視感覺經驗和歸納邏輯在認識過程中的作用，開創了以經驗為手段，研究感性自然的經驗哲學的新時代，對近代科學的建立起了積極的推動作用，對人類哲學史、科學史都做出了重大的歷史貢獻。為此，羅素尊稱培根為“給科學研究程序進行邏輯組織化的先驅”笛卡兒創立數學演繹法笛卡兒（Descartes,René1596-1660）,法國數學家、科學家和哲學家。他是西方近代資產階級哲學奠基人之一。他的哲學與數學思想對歷史的影響是深遠的。人們在他的墓碑上刻下了這樣一句話：“笛卡兒，歐洲文藝復興以來，第一個為人類爭取并保證理性權利的人。”小時候，他對所學的東西頗感失望。因為在他看來教科書中那些微妙的論證，其實不過是模棱兩可甚至前后矛盾的理論，只能使他頓生懷疑而無從得到確鑿的知識，惟一給他安慰的是數學。在結束學業時他暗下決心：不再死鉆書本學問，而要向“世界這本大書”討教，于是他決定避開戰爭，1628年，他從巴黎移居荷蘭，開始了長達20年的潛心研究和寫作生涯，先后發表了許多在數學和哲學上有重大影響的論著。在荷蘭長達20年的時間里，他集中精力做了大量的研究工作，在1634年寫了《論世界》，書中總結了他在哲學、數學和許多自然科學問題上的看法。1641年出版了《行而上學的沉思》，1644年又出版了《哲學原理》等。他的著作在生前就遭到教會指責，死后又被梵蒂岡教皇列為禁書，但這并沒有阻止他的思想的傳播。哲學上，他推崇理性，是唯理論的代表。對于精神與物質的關系，持有精神與物質互不相關的二元論觀點。笛卡爾的演繹法不是簡單的重提古希臘的演繹法，而認為作為演繹法的出發點的命題與數學公理相類似，是直觀的可靠的真理。他要求他的演繹法與經院哲學的復雜繁瑣的教條相區別，而要遵守以下幾個原則：①

只把那些十分清楚明白地呈現在我的心智之前、使我根本無法懷疑的東西放在我的判斷中；②

把難題盡可能分解為細小的部分，直到可以圓滿解決為止；③

按從最簡單、最容易認識的對象開始，一點一點地上升到復雜的對象的認識④

把一切情形盡量完全地列舉出來，盡量普遍地加以審視，以保證沒有遺漏。笛卡兒不僅在哲學領域里開辟了一條新的道路，同時笛卡兒又是一勇于探索的科學家，在物理學、生理學等領域都有值得稱道的創見，特別是在數學上他創立了解析幾何，從而打開了近代數學的大門，在科學史上具有劃時代的意義。笛卡兒在科學領域的成就同樣累累碩果。他進而又創立了解析幾何學，為微積分的創立奠定了基礎，從而開拓了變量數學的廣闊領域。恩格斯所說：“數學中的轉折點是笛卡兒的變數。有了變數，運動進入了數學，有了變數，辨證法進入了數學，有了變數，微分和積分也就立刻成為必要了。笛卡兒的這些成就，為后來牛頓、萊布尼茲發現微積分，為一大批數學家的新發現開辟了道路。笛卡兒近代科學的始祖。笛卡兒是歐洲近代哲學的奠基人之一，黑格爾稱他為“現代哲學之父”。他自成體系，熔唯物主義與唯心主義于一爐，在哲學史上產生了深遠的影響。同時，他又是一位勇于探索的科學家，他所建立的解析幾何在數學史上具有劃時代的意義。笛卡兒堪稱17世紀的歐洲哲學界和科學界最有影響的巨匠之一，被譽為“近代科學的始祖”。伽俐略的數學與實驗相結合伽利略是偉大的意大利物理學家和天文學家，科學革命的先驅。歷史上他首先在科學實驗的基礎上融會貫通了數學、物理學和天文學三門知識，擴大、加深并改變了人類對物質運動和宇宙的認識。為了證實和傳播N.哥白尼的日心說，伽利略獻出了畢生精力。由此，他晚年受到教會迫害，并被終身監禁。他以系統的實驗和觀察推翻了以亞里士多德為代表的、純屬思辨的傳統的自然觀，開創了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學。因此，他被稱為“近代科學之父”。伽利略倡導了數學與實驗相結合的研究方法；這種研究方法是他在科學上取得偉大成就的源泉，也是他對近代科學的最重要貢獻。用數學方法研究物理問題，原非伽利略首倡，可以追溯到公元前3世紀的阿基米德,14世紀的牛津學派和巴黎學派以及15、16世紀的意大利學術界伽利略的數學與實驗相結合的研究方法，一般來說，分三個步驟：①

先提取出從現象中獲得的直觀認識的主要部分，用最簡單的數學形式表示出來，以建立量的概念；②

再由此式用數學方法導出另一易于實驗證實的數量關系；③

然后通過實驗證實這種數量關系。他所創制的許多實驗儀器在當時及對后世都很有影響，下面舉出幾項：浮力天平：這是利用浮力原理快速測定金銀器皿首飾中金銀含量比例的直讀儀器。這種儀器當時已用于金銀首飾器皿的交易中。溫度計：伽利略首創的溫度計是一種開放式的液體溫度計，玻璃管內盛有著色的水和酒精，液面與大氣相通。這實際上是溫度計與大氣壓力計的混合體，這是由于當時他對大氣壓力的變化還沒有明確的認識。望遠鏡：伽利略制成的望遠鏡，可以觀察到物體的正像。經過改進后,其倍率由3逐步增大到33；這種望遠鏡結構簡單，而其倍率和分辨本領受球差和色差的限制較大。伽利略在人類思想解放和文明發展的過程中作出了劃時代的貢獻。在當時的社會條件下，為爭取不受權勢和舊傳統壓制的學術自由，為近代科學的生長，他進行了堅持不懈的斗爭，并向全世界發出了振聾發聵的聲音。因此，他是科學革命的先驅，也可以說是“近代科學之父”。雖然他晚年終于被剝奪了人身自由，但他開創新科學的意志并未動搖。他的追求科學真理的精神和成果，永遠為后代所景仰。1799年，梵蒂岡教皇J.保羅二世代表羅馬教廷為伽利略公開平反昭雪,認為教廷在300多年前迫害他是嚴重的錯誤。這表明教廷最終承認了伽利略的主張──宗教不應該干預科學。牛頓論科學方法牛頓一生的重要貢獻是集16、17世紀科學先驅們成果的大成，建立起一個完整的力學理論體系，把天地間萬物的運動規律概括在一個嚴密的統一理論中。這是人類認識自然的歷史中第一次理論的大綜合。以牛頓命名的力學是經典物理學和天文學的基礎，也是現代工程力學以及與之有關的工程技術的理論基礎。這一成就，使以牛頓為代表的機械論的自然觀，在整個自然科學領域中取得了長達兩百年的統治地位。牛頓在科學上的成就須由他的哲學思想和科學方法來尋根求源。在物理學科中伽利略的實驗工作是實驗物理學的開端，牛頓深受其影響。