自然科学

15世纪中叶，资本主义政权陆续在欧洲各国建立,资产阶级革命为近代自然科学的诞生提供了社会条件。在这同时，科学本身为争得自己的独立地位，摆脱宗教的桎梏，也进行了不屈不挠的斗争。许多科学家为坚持真理而献身的精神，在科学史上写下了壮丽的篇章，实验科学的兴起，更使自然科学有了独立的实践基础。从此，近代自然科学开始了它的相对独立发展的新时代

近代自然科学经历了创立，形成和发展三个阶段：

首先，创立于16世纪，首先是从天文领域开始的。波兰哥白尼提出了“太阳中心学说”，德意志开普勒发展了哥白尼的思想，意大利伽利略证实哥白尼的学说，并被视为近代科学实验的奠基者。

其次，近代自然科学形成于17到18世纪：数学实现了从常量数学到变量数学的转化，牛顿力学体系的建立，化学步入正轨。

最后，自然科学全面发展与19到20世纪，这是个科学的世纪，物理学，化学，生物学都取得了辉煌成就，甚至是重大突破。如电磁感应现象，元素周期律，原子论，细胞学说，量子论和相对论等。 众所周知，自然科学给人类带来了许多的便利。但究竟它的产生是不是偶然的呢？我觉得不是，是世界发展的必然所需！科学实验是一种以认识自然为首要目的的实践活动。它作为认识自然的研究方法，在很多方面优于一般的观察和生产实践活动。伴随着自然科学同宗教神学、经院哲学的激烈斗争，一批哲学家、科学家极力提倡科学实验。由于科学实验日益成为独立的社会实践，不仅使近代自然知识有了特有的实践基础，也促进了科学形态的变化，出现了与古代实用科学、自然哲学不同的崭新的科学形态，即实验科学。近代自然科学是建立在科学实验基础之上的实验科学。 下面就讲讲自然科学形成的必然性： 一，伽利略的贡献

伽利略对天文学的贡献固然重要，从对科学的发展来看，他对力学的贡献更为重要。由于伽利略的工作，创立了动力学，即关于运动物体的科学。 伽利略做了一系列的巧妙的落体实验，对实验作出了理论分析，并用数学方法对实验结果定量地加以表示出来，由此否定了亚里士多德的错误结论，建立了自由落体运动的定量规律。伽利略首先引入匀加速度的概念，通过实验及理论分析表明，力是产生加速度的原因，力所引起的“不是物体的运动，而是运动的改变”。自由落体的速度与落体重量无关，但却随时间的增加而增加。其定量关系是：降落速度V与时间t成正比，降落距离s与时间t2成正比。这就是自由落体定律。

伽利略通过斜面实验和摆的实验检验了上述的结论，还总结出惯性定律，即物体在不受外力作用的条件下，其运动速度将保持不变。这也证明了力是产生加速度的原因。 伽利略进行的单摆实验，证明了媒质的阻力在摆的振动中没起多大作用，同时证明了相同的摆摆动一次所花时间相同，与摆的振幅大小无关，发现了摆振动的等时性。

在成功地把摆的振动和落体运动相类比之后，伽利略又对抛射体的运动进行研究。伽利略证明了抛射体的运动是水平方向匀速运动和竖直方向自由落体运动的组合。当把一个物体倾斜上抛时，它的路径则恰好是一条抛物线。这可以用力的平行四边形法则求出来。因此，牛顿把伽利略说成是力的平行四边形法则的发现者。

伽利略作为近代实验科学的奠基人，不仅以自己的实验成果启示人们如何去进行自然研究，而且告诫人们必须用实验去获得物理学的基本原理和考核推理的结果，而不能盲目相信书本。特别是伽利略还把实验的观测同数学的演绎结合起来，而不是单纯依靠经验。伽利略的实验方法、数学方法和分析方法深刻地影响了与他同代和在他以后的科学家们，成为以

后科学研究的基本方法。

在伽利略的时代，还有一些科学家们积极提倡实验方法。英国吉尔伯特（1540～1605）就是其中之一。他赞赏工匠的经验技能，反对盲目信仰权威,吉尔伯特对磁学进行了多方面的实验研究。

二、新哲学的激励

科学实验活动的兴起，近代科学方法的建立，还有赖于哲学的引导。在科学从中古时代向近代转变的关头，有两位杰出的哲学家积极倡导近代科学方法，并对推动科学的发展有重要作用。一个是英国的弗兰西斯·培根（1561～1626）；一个是法国的笛卡儿（1596～1650）,他们都是看到了新科学的未来前景的人，并用一种新哲学激励人们去为新科学的发展而奋斗。

培根是一位坚持唯物主义传统的哲学家，在17世纪的哲学家中，他以尊重工匠传统而著称。他主张学者传统要和工匠传统结合起来，从而形成“经验和理性职能的真正的合法的婚配”。这种结合将使工匠的手艺因运用科学方法变得更有成效；学者们则从实际经验中获得教益，并提高自己的水平。在他看来，很多科学原理蕴藏在工匠的日常操作中，这些操作经验是科学的可贵源泉。 培根继承了罗吉尔·培根、达·芬奇等人的思想，强调了实验对科学的极端重要性，同时重视理性的作用，最后建立了实验归纳法。培根认为，要得到正确的知识必须从事实出发，通过实验收集大量资料，然后进行对比分析，排除无关因素，找出个别事物中的普遍规律，在《新工具》一书中，他不仅阐明了归纳法的重要性，而且提供了归纳逻辑中判明因果联系的求同法，差异法和共变法。这是他对实验科学方法论的重要贡献。

培根在科学的重要社会功能的认识上，提出了“要征服自然，必须服从自然”的思想。由于人对自然的科学理解和对自然的技术控制是相辅相成的，因而培根又提出了“知识就是力量”的口号。他强调了学者们集体合作研究的重要性,在这种思想的倡导下，17世纪陆续建立了一批对后来科学发展有影响的科学组织。马克思和恩格斯在评价他的贡献时指出：”英国唯物主义和整个现代实验科学的真正始祖是培根。”“按照他的学说，感觉是完全可靠的，是一切知识的泉源。科学是实验的科学，科学就在于用理性方法去整理感性材料。归纳、分析、比较、观察和实验是理性方法的主要条件。”

培根强调实验和经验，对数学和演绎的作用估计不足；笛卡儿则倡导科学研究中的演绎法，强调数学方法的意义。笛卡儿是法国著名的数学家，创立了解析几何学，并奠定了近代数学——实验方法的基础。他继承了伽利略等人的思想，认为科学与数学在本质上是同一的。在哲学上他强调理性在整个认识过程中的作用，主张依靠人的理性来寻求可靠的知识。他认为科学始于怀疑，倡导理性演绎法。他认为只有从不可怀疑的或不证自明的公理出发严格按照演绎法一步一步地

进行推理，才能推演出可靠的知识。

培根与笛卡儿的观点互为补充。培根和笛卡儿都对科学的前景给予充分估计，相信自然科学将使人类成为自然界的统治者和占有者，并将给人类带来更多的利益。

三、有组织的科学活动

由于伽利略、培根、笛卡儿所倡导的科学精神的传播，使一批科学家受到了感染。为促进实验科学的发展，一批有影响的由科学家组成的社团，陆续在各国建立。科学社团也是为了适应新时代的需要、脱离教会控制而建立起来的新组织。 在最早建立的科学社团中，最有影响的有佛罗伦萨的西芒托学院或称实验学会。英国于1662年创立皇家学会, 法国于1666年成立了皇家科学院，德国也建立了柏林学院。

在科学社团的支持下，开始出现了学术交流和传播知识的新手段，即科学期刊。

科学社团的建立，促进了实验科学的发展，随之也推动了科学仪器的进步。显微镜、望远镜、温度计、气压计。抽气机、摆钟和一些船用仪表都是在实验活动中，由科学家们发明的。

初期科学社团的建立，标志着科学活动方式的转变，即从科学家的个人自由研究转向有组织的集体研究。它使科学成为一种组织，变成了一种广泛的社会活动。科学家们正是在这种有组织的社会活动中，作出了杰出的科学成果。牛顿的力学体系也正是在这样的条件下诞生的。

近代自然科学的产生个发展不仅给人类的生活带来了便利，而且还给了当代大学生一些启示：当今时代，科技的发展日新月异，群体化、社会化、高速化的趋势和

特征异常明显，我们随时可能面临新的危机，新的挑战，只要我们不断开拓、不断创新，相信我们未来的路一定会更加宽阔和平坦，更容易散发自己的光芒！