近代科学的兴起--.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,1.,维萨里的,人体结构,2.,血液循环的发现（哈维）,3.,植物分类体系的建立（林奈）,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,生物学是一个有着庞大分支的学科群，在古代，它的植物学和动物学部分从属于博物学，它的生理学部分从属于医学。,一、近代生命科学的肇始,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,近代生命科学的生理学是在批判教会认为神圣不可改变的盖仑（,129200,）学说的基础上发展起来的。它既表现为对封建神学的反叛，也表现为对以观察实验为基础建立和发展理论，从而对自然哲学研究方式的扬弃。,一、近代生命科学的肇始,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,1.,维萨里的,人体结构,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,对人体的透彻了解是正确治病的前提，了解身体结构的学科是解剖学。,但由于宗教上的原因，人体解剖工作长期受到阻挠。中世纪晚期，古代学术文献大量地发掘出来，盖仑关于人体生理构造的学说得到了教会的认可，并成为学术界的权威。但盖仑的人体学说主要基于对动物的解剖，因而存在许多错误，纠正盖仑的错误只有通过亲自动手解剖人体。,古希腊最后一位医学家：盖仑,盖仑（,129,200,）通过解剖猪，山羊，猴子和猿类来学习解剖学。他把在动物身上得到的知识应用到人的身上。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,1.,维萨里的,人体结构,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,安德烈,维萨里生于比利时布鲁塞尔的一个医生世家，他的曾祖父、祖父和父亲都曾是宫廷御医。,1533,年，维萨里进入巴黎大学医学院学习。,(15141564),近代解剖学创始人,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,1.,维萨里的,人体结构,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,当时的巴黎大学里，盛行着本本主义、教条主义，一切知识都只从古代学术权威的著作中寻找，不实地考察，不亲自动手实验。,在解剖学的课堂上，教授们只重复盖仑的观点，有时候让屠夫或理发师作解剖动物的演示，自己则从不屑于动手操作。,维萨里对这种学风十分不满，在系统学习盖仑的学说的同时，,自己偷着进行人体解剖。,他发掘过无主墓地，夜间到绞刑架下偷过尸体。,正是在这些艰苦和冒险的活动中，他掌握了丰富的人体解剖学知识，也发现了盖仑学说中的诸多错误。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,1.,维萨里的,人体结构,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,由于在课堂上与教授们就盖仑学说的对错发生了争执，,巴黎大学医学院在,1537,年维萨里毕业时没有授予他学位，,但意大利的帕多瓦大学了解到维萨里在解剖学方面的独到工作，破例授予他医学博士学位，并聘请他为解剖学教授。,同年，维萨里来到了帕多瓦大学任教。他打破了解剖学教授只动口不动手的教学风气，亲自为学生示范解剖过程，向学生展示人体的每一个部分、每一个器官，他依然使用盖仑的著作作为教科书，但在盖仑不对的地方，他都毫不含糊地指出来。他的讲课很受学生欢迎。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,1.,维萨里的,人体结构,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,1543,年，也就是哥白尼出版,论天球的旋转,的这一年，维萨里出版了他的伟大著作,论人体构造,，系统阐述了他多年来的解剖学实践和研究。,该书分为七卷，依次论述骨骼系统、肌肉系统、血液系统、神经系统、消化系统、内脏系统，脑感觉器官。最后有两个附录，介绍活体解剖的方法。,书中继承了许多盖仑和亚里士多德的观点，但也提出了许多不同的看法。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,1.,维萨里的,人体结构,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,维萨里自已在该书序言里所说：“我在这里并不是无故挑剔盖仑缺点，相反地，我肯定盖仑是一位大解剖学家。他解剖过很多动物，但限于条件，就是没有解剖过人体，以至造成许多错误。在一门简单的解剖课程中，我能指出他的两百种错误。但我还是尊重他。”,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,1.,维萨里的,人体结构,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,该书最大的特点是插图多，这一点使其超过古代任何一本解剖学著作，因为在印刷术推行之前，插图本书籍很难保持原样的流传，而对于解剖学来说，插图之重要是不须多说的。著名画家提香的一位高足担当了绘制的工作，在维萨里指导下，图画得极为精致和准确。,人体构造,的部分插图,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,1.,维萨里的,人体结构,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,人体结构,引起了神学家和保守医学家的不满，因为它对许多流行观点提出了挑战。,例如，,圣经,上说男人的肋骨比女人少一根，而维萨里却说男人和女人的肋骨一样多；,圣经,说，人身上都有一块不怕火烧、不会腐烂的复活骨，它支撑着整个人体骨架，而维萨里却否定有这样一块骨头存在；,亚里士多德认为心脏是生命、思想和感情活动的地方，维萨里则说大脑和神经系统才是发生这些高级活动的场所。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,1.,维萨里的,人体结构,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,在帕多瓦大学，维萨里遭到了猛烈的攻击，他不得不于,1544,年离开了这里。查理五世请他去做宫廷御医，他便到了西班牙。在那里为王室服务了近二十年。,维萨里的敌人还是没有放过他，,他们诬告他搞活人体解剖，,宗教裁判所立即判处他死刑。由于西班牙王室的调解，死刑改为去耶路撒冷朝圣。,1564,年，在朝圣回来的路上，他乘坐的船遭到破坏，全体乘客被围在赞特岛，维萨里在那里病死。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,2,血液循环的发现,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,在人体生理学中，血液的运动规律具有重要的地位，因为血液贯穿全身，是联系身体各部分的渠道，对它的正确认识有助于进一步了解人体的其他机能。,在盖仑的生理学中，血液运动理论集中体现了他的关于人体结构和机能的学说。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,2,血液循环的发现,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,盖仑的血液运动理论概括起来是：,肝脏,静脉系统的潮汐运动，,动脉系统,人体的单向吸收；,这两大运动之间通过右心室与左心室之间互通的隔膜相联系。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,盖仑的“三灵气”说：,自然灵气、活力灵气、灵魂灵气,人的消化系统自食物中摄取营养物质之后，营养物质,就被送往肝脏，在那里变成了深红色的静脉血，静脉血靠,“自然灵气”,的推动，经右心室循静脉流向全身，然后又从原路返回心脏；,心脏的右心室是静脉系统的一部分，流到这里的血液大部分又回到肝脏，但其中有小部分透过心脏的隔膜进入左心室。同时，空气从肺进入左心室，在这里流的血液带上,“活力灵气”,之后就转变为鲜红的动脉血，动脉血受此灵气推动循动脉流向全身，并在四肢消耗掉；,流经大脑的动脉血中包含的“活力灵气”在大脑中转变为,“灵魂灵气”，,这种灵气经由神经系统通至全身而支配人体各部分的感觉和运动。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,人的消化系统自食物中摄取营养物质之后，营养物质 就被送往肝脏，在那里变成了深红色的静脉血，静脉血靠,“自然灵气”,的推动，经右心室循静脉流向全身，然后又从原路返回心脏。,心脏的右心室是静脉系统的一部分，流到这里的血液大部分又回到肝脏，但其中有小部分透过心脏的隔膜进入左心室。同时，空气从肺进入左心室，在这里流的血液带上,“活力灵气”,之后就转变为鲜红的动脉血，动脉血受此灵气推动循动脉流向全身，并在四肢消耗掉。,流经大脑的动脉血中包含的“活力灵气”在大脑中转变为,“灵魂灵气”，,这种灵气经由神经系统通至全身而支配人体各部分的感觉和运动。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,盖仑的“三灵气”说：,自然灵气、活力灵气、灵魂灵气,三种灵气的学说，包含着相当浓厚的宗教色彩，因此，在很长一段时期被基督教会所推崇，成为科学与宗教抗争的重要领域。,在基督教里，三位一体（或称三位一神或三一神或神圣三一），是指,圣父、圣子、圣灵,（天主教称呼圣灵为圣神，东正教和新教都称呼为圣灵）为同一本体（本性）、三个不同的位格，三位格为同一本质。,通俗地说，仅有独一的上帝；圣天父完全是上帝，圣子完全是上帝，圣灵完全是上帝；圣天父不是圣子，圣子不是圣灵，圣灵不是圣天父。,详细阐述有关三位一体这个信条的教义被称为三一论。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,（,1,）塞尔维特,发现肺循环,维萨里在自己的解剖实验中已经发现盖仑关于左心室与右心室相通的观点是错误的，但他没有猜测到全身的血液是循环的。,他在巴黎大学医学院的同学塞尔维特朝发现血液循环的道路上迈出了第一步。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,（,1,）塞尔维特,发现肺循环,迈克尔,塞尔维特,1511,年生于西班牙纳瓦拉，曾与维萨里一道私下进行人体解剖研究。后来，维萨里被迫离开了巴黎大学，但塞尔维特继续进行实验研究，这期间他做出了一生中最重要的科学发现即血液的肺循环。,血液并不是通过心脏中的隔膜由右心室直接流入左心室，而是经由肺动脉进入肺静脉，与这里的空气相混合后流入左心室。这一发现通常称为小循环，它是导向全身循环的重要一步。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,血液并不是通过心脏中的隔膜由右心室直接流入左心室，而是经由肺动脉进入肺静脉，与这里的空气相混合后流入左心室。这一发现通常称为小循环。,（,1,）塞尔维特,发现肺循环,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,塞尔维特的发现首先发表在,1553,年秘密出版的,基督教的复兴,一书。,他主张人体中只有一种活力灵气，而不是盖仑所说的三种灵气。,这种活力灵气存在于空气之中，通过呼吸进入肺脏，在那里与来自右心室的血液相遇，清除掉其中的“烟气”之后，使血液的颜色变得鲜亮，这种精制化了的血液和空气混合后进入左心室，使血液带上活力灵气运送至全身。“灵魂本身就是血液”。,他还认为静脉血通过肺而变为动脉血。他提出的血液心肺小循环把盖仑提出的两个彼此独立的血液系统,(,动脉系统与静脉系统,),统一了起来。,这就为发现全身的血液循环铺平了道路。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,（,1,）塞尔维特,1553,年当塞尔维特在日内瓦被加尔文教派逮捕并以异端罪受审时，,对他提出的罪状之一是他主张灵魂是血液。,这意味着主张灵魂将随同肉体一起死亡，这是一种非正统观点。为此，塞尔维特在日内瓦被教会活活烧死。,加尔文不仅下令将塞尔维特活活烧死，而且在烧死他之前还残酷地烤了两个小时。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,（,2,）法布里修斯,论静脉瓣膜,为发现血液循环而迈出下一步的是法布里修斯,(15371619,年,),，他是意大利人，在帕多瓦大学学习医学，是维萨里学生的学生。法布里修斯,155 9,年在帕多瓦大学获医学博士学位，,1565,年成了该校的外科教授。在出版于,1603,年的,论静脉瓣膜,一书中，,法布里修斯描述了静脉内壁上的小瓣膜，它的奇异之处在于永远朝着心脏的方向打开，而向相反的方向关闭。,法布里斯修斯没能认识到这些瓣膜的意义，他的学生哈维创立了血液循环理论，完成了自维萨里以来四代师生前赴后继的工作。,静脉瓣膜解剖结构,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,静脉瓣膜：保证血流的向心性,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,（,3,）哈维,建立血液循环理论,威廉,哈维,1578,年,4,月,1,日生于英国肯特郡福克斯通一个富农之家，早年曾就学于剑桥大学，,1597,年取得剑桥的医学学士学位，之后周游欧洲，来到当时世界上最大的医学院意大利的帕多瓦大学医学院。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,（,3,）哈维,建立血液循环理论,哈维留学期间，伽利略正在帕多瓦任教，这位近代实验科学大师所倡导的实验,数学方法和力学自然观，影响了物理学之外的许多学科领域，哈维亦得益非浅，他懂得了：,“无论是教解剖学或是学解剖学，都应以实验为根据，而不应当以书本为根据。”,1602,年，哈维获得帕多瓦大学的医学博士学位，同年回伦敦定居开业行医，由于他医术高明，业务很是红火，据说著名的英国哲学家弗朗西斯,培根也经常找他看病。行医之余，哈维继续从事解剖学研究，特别对心血管系统进行了细致的解剖学考察。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,（,3,）哈维,建立血液循环理论,哈维首先研究了心脏的结构和功能。,他发现，心脏的每半边实际仍分为两个腔，上下腔之间有一个瓣膜相隔，它只允许上腔的血液流到下腔而不允许倒流，现在我们将上腔称为心房，下腔称为心室。大动脉与左心室相连，静脉与右心房相连，,而肺动脉和肺静脉则将右心室和左心房连通，形成小循环。,哈维还发现。心脏是一块中空的肌肉，不停地做收缩和扩张运动，收缩时将血液压出去，扩张时将血液吸进来。,心脏的结构表明，它只可能吸收来自静脉的血液，也只可能将血液压往动脉。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,（,3,）哈维,建立血液循环理论,哈维接着研究静脉与动脉的区别。,他发现动脉的壁较厚，具有收缩和扩张的能力，而静脉壁较薄，里面的瓣膜使得血液只能单向流向心脏，结合心脏的结构，这意味着生物体内的血液总是单向流动的。,为了证实这一点，哈维做了一个活体结扎实验。,当他用绷带扎紧人手臂上的静脉时，心脏变得又空又小，而当扎紧手臂上的动脉时，心脏明显涨大，,这表明静脉确实是心脏血液的来源，而动脉则是心脏向外喷吐血液的通道。,体内血液的单向流动实验，证明了盖仑静脉系统双向潮汐运动观点是错误的。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,（,3,）哈维,建立血液循环理论,哈维的另一个定量实验推翻了盖仑的动脉吸收理论。,解剖发现，人的左心室容量约为,2,盎司，以每分钟心脏搏动,72,次计算，每小时由左心室进入主动脉的血液流量应为,8640,盎司，这个数字相当于普通人体重量的三倍，人体无论如何也不可能吸收这么多的血液。由于体内血液是单向流动的，这样多的血液是从静脉来的，而肝脏在这样短的时间内也决不可能造出这样多的血液来。唯一的解释就是，体内血液是循环运动的。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,（,3,）哈维,建立血液循环理论,哈维当时认为，动脉中的血液通过肌肉的微小孔隙流向静脉，这个机制当然只是一种宏观想象，真正的机理得等到显微镜发明之后才被认识。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,哈维,1628,年出版了,心血运动论,这部生理学史上划时代的巨著，系统总结他所发现的血液循环运动规律及其实验依据。这部只有,72,页的小书，确立了哈维在科学史上的不朽地位。它宣告了生命科学新纪元的到来，盖仑学说中形形色色的不可捉摸的“灵气”，被血液的机械运动所驱除，物理和化学的概念被引入生物学中，展示了生物学发展的崭新方向。,心血运动论,1628,年出版,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2,血液循环的发现,（,3,）哈维,建立血液循环理论,心血运动论,的出版招致了保守学者和教会的攻击，但哈维不理睬这些无知的嘲讽和谩骂，继续进行他的生物学研究。到了晚年，血液循环的观点逐步被大多数人所接受。,1654,年，皇家医学院选举他为院长，他谢绝了这一荣誉。,1657,年,6,月,3,日，哈维在伦敦去世，他立下遗嘱将其全部财产捐赠给皇家医学院。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,血液循环,示意图,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,3.,显微镜下的新世界,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,伽利略自己造出了望远镜,(1609,年,),并且用它发现了从未见过的天文现象后，也着手设计用来放大近距物像的显微镜。哈维在,心血运动论,中也谈到用放大镜发现所有的动物，不管多小，都有心脏。但是真正用显微镜发现了有机体内新世界的，是,马尔比基、列文霍克、胡克。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,显微镜下的新世界,马尔切诺,马尔比基,(16281694,年,),是意大利人，,1653,年曾在波洛尼亚大学获得医学学位。他早期从事的工作是用显微镜研究青蛙的肺。,1660,年，,马尔比基,发现，青蛙的肺里布满了复杂的血管网，这种结构使血液在肺内很容易将空气带走，而且正是这种血管网连接了肺动脉和肺静脉。后来，他又在蛙体的其他部位也发现了十分纤细的血管，,这些血管尽管用肉眼看不见，但在显微镜下清晰可见。这些血管就是今日我们十分熟悉的毛细血管，正是它们将身体内部各处的动脉与静脉相连通。,这解决了哈维直液循环理论中的一大遗留问题，可惜的是，毛细直管被发现时哈维已经去世了。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,显微镜下的新世界,列文霍克,1632,年生于荷兰代尔夫特一个贫穷的家庭，他从小没念过多少书，成年后自己经营服装店，后来谋到了代尔夫特市政大厅管理员的职位。这件差事十分轻松，使他有充足的时间从事自己感兴趣的研究。他的科学知识主要是自学的，但他心灵手巧，对磨制透镜着迷，而且自制的透镜质量极好。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,显微镜下的新世界,在他透镜下面真正出现了一个无比丰富复杂的世界，他专注地探索这个世界，为每一个新发现而欢欣喜。,他继续观察马尔比基所发现的毛细血管，在许多动物身上都如实地发现了血液循环现象。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,显微镜下的新世界,当时已颇负盛名的物理学家胡克，也是一位显微生物学家。这位天才的实验大师把自己的才华运用到了许多方面，这其中就有显微学。他自己制造了复式的显微镜，虽然由于透镜质量不好，未能获得较好的清晰度和倍率，但它开创了显微镜以后的发展方向。,1665,年，他发表了,显微图,一书，展示了他在显微镜底下看见的昆虫器官的精细图案。在科学史上，胡克首创了“细胞”,(cell),一词，,他本来用它称呼他在显微镜下发现的软木片上的那些小孔，但后来的人们发现，这些小孔本来充有复杂的液体，是生命组织的基本成分，即“细胞”，但那是一个多世纪以后的事情了。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,4.,生物分类学：林奈,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,近代之初的生物学中的革命性变化发生在生理学领域，而博物学则继续沿袭古代的作法，搜集材料。到了,18,世纪，博物学家所积累的物种数目大大增加，生物学客观上,面临着由积累材料向整理材料、由经验向理论概括的过渡。,这时候，生物分类学出现了。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,4.,生物分类学：林奈,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,对各种生物进行分类是博物学的内在要求。早在希腊时期，亚里士多德便提出了“属”和“种”的概念，作为生物分类的依据。,近代以来，博物学所积累的材料已十分惊人。亚里士多德本人曾描述过约,500,种,植,物，到,1600,年，人们知道约,6000,种植物，而仅仅过了一百年，植物学家又发现了,12000,个新种。动物学也面临着同样的材料“爆炸”问题，对生物物种进行科学的分类变得极为迫切。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,4.,生物分类学：林奈,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,林奈,1705,年,5,月,23,日生于瑞典司马兰德省拉舒尔特村。父亲原先是一个农民，后来当上了乡村牧师。林奈的父亲十分热爱园艺，自己在家门口开辟了一座花园。这座花园给林奈影响很大，使他后来走上了博物学的道路。他虽然像同龄孩子一样上学接受教育，但学业不突出，只是对树木花草有异乎寻常的爱好。,1727,年，林奈进入龙德大学；次年进乌帕萨拉大学。在大学期间，林奈系统学习了博物学以及采制生物标本的知识和方法，成为小有名气的博物学家。,林耐（,17071778,）,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,4.,生物分类学：林奈,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,1732,年，林奈与一个探险队来到瑞典北部拉普兰地区进行野外考察，在这块荒凉地带，发现了,100,多种新植物，收集了不少宝贵的资料。,1735,年，林奈周游欧洲各国，先是在荷兰取得了医学博士学位，并于同年出版了,自然系统,第一版。在此书中，,林奈首先提出了以植物的性器官进行分类的方法。,第一版很薄，只有,12,页，但立即产生了影响。等他,1738,年回到故乡时，已经很有名气了。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,4.,生物分类学：林奈,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,林奈在生物学中的最主要工作是建立了人为分类体系和双名制命名法。在他看来，,“知识的第一步，就是要了解事物本身。这意味着对客观事物要具有确切的理解；通过有条理的分类和确切的命名，我们可以区分并认识客观物体；,分类和命名是科学的基础。”,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,4.,生物分类学：林奈,所谓双名制，即每种生物的名字由两部分组成，统一用拉丁文，属名在前，种名在后。,用这种命名方式，他对,5938,种植物进行了分类，给,7700,种植物和,4400,种动物统一了命名。在林耐以前，往往一种生物有几个名字或几种生物共用一个名字，名称的混乱给生物学研究带来了极大的困难。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,4.,生物分类学：林奈,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,林耐的这一功绩，可以和牛顿相媲美。牛顿为宇宙规定了秩序，而林耐则为生物界规定了秩序，开创了生物学的新纪元。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,4.,生物分类学：林奈,林耐把自然界分为无生界和有生界，有生界又分为动物和植物两个亚界，亚界以下又分为门、纲、目、科、属、种。林耐以植物雄蕊数目区分,纲,，用雌蕊数目区分,目,，以花果区分,属,，以叶区分,种,，由此，他把显花植物（,种子植物,）分为,23,纲，隐花植物分为,l,纲，构成“林氏,24,纲”；以动物的心脏、呼吸器官、感觉器官、皮肤特征等作为分类标志，把动物分为,6,大纲。,人作为一个物种，应归动物界，人和猿同归灵长目。他提出人属概念，人属之下，又分为四个种：欧洲白种人、美洲红种人、亚洲黄种人、非洲黑种人。在当时欧洲，上帝创世说占绝对统治，林耐竟把人同猴子放在同等地位，这需要很大的勇气。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,4.,生物分类学：林奈,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,林奈一直没有停止过根据新的材料增订修改,自然系统,一书。他生前出过十二版，,初版才,12,页的小书到,1768,年第十二版时已成了,1327,页的巨著。,其间林奈的思想也有不少变化。,一开始，林奈坚信物种是不变的。在,自然系统,第一版中，他说：,“由于不存在新种，由于一种生物总是产生与其同类的生物，由于每种物种中的每个个体总是其后代的开始，因此可以把这些祖先的不变性归于某个全能全知的神，他就是上帝，正是他创造了世界上的万事万物。”,但是随着新种、亚种、杂种和变种的不断发现，物种绝对不变的概念也受到了冲击，林奈本人后来还是在一定程度上承认了物种的可变性。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,4.,生物分类学：林奈,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,林奈生前在国内外学界享有崇高的威望。,1761,年，国王册封他为贵族。,1778,年去世时，葬礼极为隆重。林奈死后，他的书籍和收藏的标本被富有的英国博物学家史密斯买去了，等瑞典人意识到他们丢失了多么贵重的东西时已经迟了。据说瑞典海军曾接到命令派军舰追赶装载林奈遗物的英国船只，但英国船太快，未能追上。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,4.,生物分类学：林奈,17,世纪，生物学界逐渐形成了两套分类方法。,1.,人为分类法，,它依分类者的方便和考虑，选取植物和动物的少数甚至某一个器官的形态特征作为分类标准，将生物物种人为地划分为界限分明的、不连续的几类。,2.,自然分类法，,它依据生物的多个甚至全部器官的形态特征作为分类标准，将物种自然地划分为连续的、彼此有亲缘关系的多种类别。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,一、近代生命科学的肇始,4.,生物分类学：林奈,人为分类法的好处是标准简单明了，划分起来切实可行，但它忽视物种之间的亲缘关系，不能获得对自然物种构成的规律性认识。,自然分类法虽然自然，但比较复杂，且难于操作，不够实用。事实上，直到达尔文进化论创立之后，自然体系才有可能真正建立起来。,林奈的生物分类工作客观上推动了进化思想的成长。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,1.,从炼金术到化学,炼金术的思想源头在亚里士多德的“四元素”说。西方最早的炼金术著作是伪托德谟克里特的名字写的（约公元,100,年）。,西方炼金术认为金属都是活的有机体，逐渐发展成为十全十美的黄金。,这种发展可加以促进,或者用人工仿造。所采取的手段是把黄金的形式或者灵魂隔离开来，使其转入贱金属；这样贱金属就会具有黄金的形式或特征。,金属的灵魂或形式被看作是一种灵气，主要是表现在金属的颜色上。,因此贱金属的表面镀上金银就被当作是炼金术者所促成的转化。,二、科学化学的确立与燃烧的氧化理论,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,1.,从炼金术到化学,文艺复兴时期，炼金术分成三个走向：,一是继续传统的点石成金术（,将贱金属炼为贵重金属,）；,二是将炼金术知识用于医药方面，形成了所谓的医药化学运动；,三是将炼金术知识用于矿物冶炼方面，形成了早期的矿物学。,二、科学化学的确立与燃烧的氧化理论,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,1.,从炼金术到化学,化学作为一门科学是从炼金术和化学工艺中脱胎而来的。,在从炼金术到科学化学的转变中，冶金化学和医药化学起了桥梁作用。,二、科学化学的确立与燃烧的氧化理论,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2.,近代化学的诞生：波义尔,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,使化学开始从炼金术的影响下解放出来，真正成为一门科学的是英国科学家波义耳,(16271691),。他于,1666,年出版的,怀疑的化学家,一书中从理论上对化学做出了新贡献。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2.,近代化学的诞生：波义尔,波义尔是一位贵族的后代，也是一位神童。,11,岁随同家庭教师周游欧洲，读到了伽利略和笛卡儿的著作。,1644,年回国，父亲已经去世，给他留下了一份遗产。,1654,年，波义尔移居牛津，在那里结识了胡克并收为助手，关于压缩空气的实验就是在这段时间做的。,1668,年，波义尔移居伦敦，在那里建立了一家私人实验室，埋头从事化学实验，写出了许多实验报告和理论著作。,1691,年在伦敦去世。,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,波义尔有三大贡献：,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,1.,在化学史上波义耳第一次明确地把化学视为自然科学的一个独立学科，并把化学同化学工艺严加区别。,冶金化学家和医药化学家，虽然在物质分类和定量实验方面做了许多工作，但他们的工作依然是为着实用的目的。,从波义尔开始，化学被看成一门理论科学，它不只是制造贵重金属或有用药物的经验技艺，而是自然哲学的一个分支，主要从事对物质现象的理论解释。,确立这样的化学概念，是波义尔的第一个重要贡献。,波义尔有三大贡献：,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,2.,波义耳继承古希腊原子论思想，把构成自然界的材料视为一些细小致密，用化学方法不可分别的粒子，这些粒子又可以结合成大小和形状不同的粒子团，粒子团是参加化学反应的基本单位，也是决定物质性质的根本原因。,波义尔有三大贡献：,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,提出了元素的概念。,波义尔既反对亚里士多德的四元素说，也反对帕拉塞尔苏斯的三要素说，在他看来，万物由不多几种元素组成思想是不可靠的，这就好像读一本密码书只认识里头的几个字，这样的破译是不可能的。,他在书中说：“我所指的元素，也就是某种不由任何其他物质构成的或是互相构成的原始的和简单的物质，或是完全没有混杂的物质，它们是一些基本成分，一切真正的混合物都是由这些成分直接混合而成的，并且最后仍可分解为这些成分。”他这里所说的混合物即化合物，他这里讲的元素定义还不是现代意义上的元素概念，他还没有把元素同单质区分开。,他认为化学的任务是研究物体由什么元素构成，能分解为何物，又能化合为何物。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,1,）火微粒,（波义耳）,（,2,）燃素说,（施塔尔）,（,3,）氧气的发现,（舍勒、普里斯特列、拉瓦锡）,（,4,）燃烧的氧化理论的确立,（拉瓦锡）,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,1,）波义耳的火微粒,波义耳在燃烧问题上，提出了“火微粒”的理论。在他看来，,火是一种由“火微粒”构成的物质元素。,他曾在密闭容器内煅烧金属铜、铁、铅、锡等，仔细定量地研究了它们在煅烧后增重的情况，最后得出结论，,在金属煅烧时，从燃料中散出来的火微粒，穿透容器壁，钻进了金属，并与它们结合形成了比金属本身更重的煅灰。,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,2,）燃素说,1703,年，德国化学家施塔尔,(16601734),正式提出了燃素说。认为,“燃素”是火微粒子构成的火元素。一切可以燃烧的物质本身都含有“燃素”。一切与燃烧有关的化学变化，都可以归结为物体吸收燃素和释放燃素的过程。物体的燃烧过程，就是失掉燃素变为灰渣的过程。,如用木炭煅烧金属汞，燃素从中逸出，变成灰渣；灰渣又与木炭混合燃烧，从木炭中吸收燃素，汞金属重生。,由于它比较好地解释了众多化学现象，似乎符合人们的常识，因而人们对燃素说深信不疑，燃素说支配了化学家的思想达一个世纪之久。,燃素说对燃烧问题研究,易燃物质燃烧完的灰烬不再易燃，而且重量变轻。,燃素：易燃的可分离的东西；燃烧是一种脱燃素的分解过程。,德国斯塔尔（,1660,1734,）在原子论基础上建立他的燃素学说：空气只起助燃作用，主要用处是带走燃素。,燃素学说可以解释氧化还原反应，但正好相反：,凡是氧化（化合）过程均被解释成分解过程。,金属燃烧（生锈）与木材燃烧是同一类化学过程。,问题：燃素有没有重量？金属燃烧（生锈）后生成物变重，木材燃烧后生成物变轻，于是要问：燃素是正重量还是负重量？,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,2,）燃素说,燃素说作为一种化学理论是错误的，但它比炼金术大大前进了一步。炼金术是与宗教观念和神秘主义联系在一起的，玄妙莫测；,燃素说则要求化学家研究实实在在的物质变化本身，它是作为一种科学假说提出来的。,在燃素说思想指导下，化学家对气体、金属、氧化物和盐类，都做了相当多的研究，推动了化学的发展。,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,2,）燃素说,18,世纪后半叶，随着冶金工业和实验化学的发展，燃素说越来越暴露出破绽：,一是没有人看见过燃素，也无法证明燃素的存在；,二是金属燃烧后变重了，说明燃素非但没有重量，而且是负重量，不可思议。,燃素说面临挑战。后来人们陆续发现了氢气、氮气、氯气等气体，尤其是氧气的发现，为氧化理论的建立提供了基础。,第四节,近代生物学、化学和数学的形成,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,3,）氧气的发现,最先制得氧气的并对其性质进行研究的是瑞典化学家舍勒,(17421786,年,),，他曾进行了大量火和空气的实验研究。,1773,年左右，他用两种不同的方法制得他称之为“火空气”的气体,(,氧,),，并通过实验证明：空气中也含有“火空气”，,“火空气”有助于燃烧和一切与燃烧相似的过程，“火空气”可以同普通空气相分离。,后来，他还发现了氯、硫化氢、氧化钡、氢氰酸、高锰酸盐等。虽然舍勒坚信燃素说，总把自己的发现用燃素说来解释，但其实验的结果对于后来氧化说的建立具有很大价值。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,3,）氧气的发现,1774,年，英国化学家普里斯特列,(17331804,年,),用聚焦大阳光加热氧化汞，收集到氧气。由于他信奉燃素说，,就把氧气称为“失去燃素的空气”。,1781,年，,他还当众表演过用氢气和氧气靠蜡烛火使其合成为水珠的实验，但他仍坚信水是元素，不能正确理解自己所做的实验。,直到他去世的前一年，他还出版了,论燃素说的成就并驳水是化合物的观点,，笃信燃素说至死未变。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,3,）氧气的发现,舍勒和普里斯特列虽然都独立地发现并制得了氧气，但由于他们都信奉燃素说，造成他们片面、错误地理解判断自己的发现，错失建立新理论的机遇。,但普里斯特列所进行的一系列实验和记录的结果，则为后来拉瓦锡氧化学说的建立奠定了实验基础。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,4,）燃烧的氧化理论的确立,推翻长期统治人们化学思想的燃素说的是法国化学家拉瓦锡。拉瓦锡继承和总结了波义耳、普里斯特列等人的研究成果，于,17741775,年间，反复进行了普里斯特列的燃烧实验和波义耳煅烧金属的实验。,拉瓦锡出生于巴黎，先是学习地质学，后又学习自己非常感兴趣的化学。,拉瓦锡等人在研究人的呼吸作用,拉瓦锡在研究空气的成分,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,4,）燃烧的氧化理论的确立,他从波义耳的著作中获知，当把铅或锡放在一个内有空气的封闭容器内加热时，它们将变成相应的金属灰，并且重量增加。拉瓦锡重新做了波义耳的实验，他比波义耳高明之处是在,加热前后都精确地称量了金属的重量，也称量了整个容器的重量，确认煅烧后金属增重但总重量未变，,这就得出了与波义耳不同的结论。,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,1774,年，拉瓦锡设计了一个实验。他在一个密闭的容器里加热锡和铅，两种金属表面均起了一层金属灰。,从前的实验都表明带有金属灰的金属比原来的要重，但他发现，整个容器在加热后并不比从前更重，这就是说金属增加了重量，空气必定失去了重量。空气若有所失，便会在密闭容器里形成部分真空。果不其然，一打开容器，空气马上涌了进来，容器重量立见增加。这个实验充分证明了，金属燃烧的结果是与部分空气相化合。,（,4,）燃烧的氧化理论的确立,第四章,近代科学的兴起与第一次技术革命,3.,从燃素说到燃烧的氧化理论的确立,（,4,）燃烧的氧化理论的确立,当时拉瓦锡并不知道空气是多种气体的混合物，,在他向科学院的报告