La historia del desarrollo de las ciencias naturales es una ciencia que estudia el proceso de desarrollo y las leyes de las ciencias naturales.
Se basa en hechos históricos, analiza el proceso histórico del desarrollo científico, resume la experiencia histórica del desarrollo científico y revela sus leyes.
En la larga historia del desarrollo de las ciencias naturales, ha habido tres crisis graves en los tiempos modernos, que también han provocado tres avances importantes, promoviendo así un mayor desarrollo de las ciencias naturales.
La ciencia natural moderna comenzó con la revolución astronómica.
La astronomía es la ciencia más antigua.
En Occidente, tras las investigaciones de Pitágoras, Platón, Hiparco, Ptolomeo y otros, se han propuesto varios sistemas teóricos diferentes, convirtiéndose en los modelos más teóricos y teóricos.
Al mismo tiempo, la astronomía está estrechamente relacionada con la producción y la vida de las personas. La gente depende del cielo para la agricultura, la cría de animales, la navegación y el tiempo de observación, lo que inevitablemente promoverá el desarrollo de la astronomía.
Sin embargo, la astronomía era un tema muy delicado en aquella época.
En el campo de la astronomía, la lucha entre dos visiones del mundo y las viejas y nuevas ideas es muy feroz.
Especialmente a finales de la Edad Media, la Iglesia Católica tenía motivos ocultos al arrojar un velo misterioso sobre la teoría geocéntrica de Ptolomeo.
Insistir en que la Tierra está en el centro del universo demuestra la sabiduría de Dios. Cuando Dios envíe personas a la tierra para gobernar todas las cosas, definitivamente hará de la tierra, el lugar donde viven los humanos, el centro del universo.
Después de que esta afirmación absurda fuera considerada autorizada, la teoría de Ptolomeo se convirtió en un resultado incuestionable, obstaculizando seriamente el progreso de la ciencia astronómica.
Sin embargo, después de que el calendario juliano basado en la teoría geocéntrica fuera confirmado como calendario cristiano en el año 325, sus pequeños errores se han acumulado durante un largo período de tiempo y han llegado a un punto que no se puede ignorar, que es muy diferente de los datos de observación.
El capitán de un príncipe portugués dijo una vez: "Aunque admiramos mucho al famoso Ptolomeo, encontramos que todo es contrario a lo que dijo."
"Los errores del sistema ptolemaico están cada vez más expuestos, y la gente necesita urgentemente establecer un nuevo sistema teórico.
El Renacimiento estaba en auge en ese momento, lo que no solo liberó enormemente las mentes de las personas, sino que también promovió el surgimiento de las ciencias naturales modernas.
El astrónomo polaco Copérnico se adaptó a las exigencias de la época. Del 65438 al 0506, observó atentamente los fenómenos celestes durante 30 años en el ático de una iglesia en Fromburg, creando así una nueva teoría astronómica: la teoría heliocéntrica.
En 1543, Copérnico publicó "Sobre la revolución de los cuerpos celestes", que fue un símbolo importante del nacimiento de las ciencias naturales modernas.
La propuesta de la teoría heliocéntrica restauró la apariencia original de los planetas ordinarios en la Tierra, conmocionó violentamente a los círculos científicos e ideológicos y sacudió los fundamentos teóricos de la teología feudal. Fue un hito importante en la historia de la Tierra. desarrollo de la astronomía.
Durante este período, las ciencias naturales se desarrollaron brillantemente y lograron una serie de resultados importantes.
Pero desde una perspectiva macro, el desarrollo científico va por detrás de la tecnología de producción.
Por ejemplo, los relojes se han utilizado ampliamente en la práctica, pero la gente no sabe qué factores determinan el período de movimiento del reloj; en la guerra se dispararon innumerables balas y proyectiles de artillería, pero no está claro cómo hacerlo; Calcula la balística. Cómo mejorar tu tasa de acierto.
Microscópicamente, el desarrollo de la mecánica clásica es relativamente completo.
En la mecánica celeste, Kepler descubrió las tres leyes del movimiento planetario (ley de la elipse, ley del área y ley periódica); en 1632, Galileo descubrió la ley de la caída libre; en 1687, Newton publicó "Naturaleza"; Principios matemáticos de la filosofía", que expone sistemáticamente las tres leyes de la mecánica de Newton (ley de inercia, ley de acción y reacción y ley de aceleración) y la ley de gravitación universal.
Estas leyes forman un sistema unificado que resume en una teoría el movimiento de los objetos en el cielo y en la tierra.
Este es el primer resumen teórico y síntesis de las leyes naturales en la historia del entendimiento humano.
Sin embargo, otras disciplinas durante este período todavía estaban rezagadas, principalmente en la recopilación de datos, la acumulación de experiencia y la organización.
Por ejemplo, en el siglo XVIII, el biólogo sueco Linneo se dedicó a la clasificación de las plantas y escribió el libro "Sistema Natural", que formó un sistema completo de conocimiento caótico sobre las plantas.
En el campo de la química, el científico británico Boyle introdujo rigurosos métodos experimentales en la química. Es conocido como el fundador de la química moderna.
El científico alemán Starti propuso la teoría del flogisto para explicar las reacciones químicas. Como logro teórico de la química, la teoría del flogisto ha dominado el campo de la química durante casi 100 años.
El desarrollo científico no ocurre en el vacío y debe basarse en resultados científicos existentes.
Los conocimientos existentes de astronomía y matemáticas en aquella época crearon la condición previa para el desarrollo de la mecánica. El desarrollo relativamente completo de la mecánica contribuyó a la formación del concepto de propiedades mecánicas en la historia de la filosofía.
Porque, a juzgar por las leyes de la cognición humana, la comprensión de los seres humanos de las cosas objetivas siempre va desde la comprensión de las cosas simples hasta la profundización de su comprensión de las cosas complejas, y comprender el movimiento mecánico es la tarea principal de la comprensión científica.
En la primera etapa de la comprensión científica, es comprensible estudiar las cosas como cosas fijas que no tienen relación por el momento. Una vez que los científicos simplemente comparan todos los movimientos avanzados y complejos con los movimientos mecánicos y copian las fuerzas externas en la mecánica, se convierte en una teoría de la externalidad mecánica que niega las contradicciones inherentes de las cosas.
Creen que la naturaleza no cambia en absoluto, sólo se expande en el espacio para mostrar su diversidad, pero no cambia en el tiempo y no tiene historia de desarrollo.
Los planetas inmutables deben girar siempre alrededor del sol inmutable. Como no reconoce el desarrollo de la materia, no puede responder de dónde viene todo lo que existe en la naturaleza. Al final sólo puede explicarse por la creatividad de Dios, y las ciencias naturales vuelven a la teología.
En 1755, el famoso filósofo alemán Immanuel Kant publicó "Introducción al desarrollo del universo", en el que proponía la famosa hipótesis de la nebulosa.
La hipótesis nebular de Kant puede explicar mejor algunos fenómenos del sistema solar.
Creía que el sistema solar y todas las estrellas se fueron reuniendo gradualmente a partir de la nebulosa original bajo la acción de la gravedad y la repulsión.
Todo en el universo tiene vida y muerte, y su desarrollo es infinito.
En "Introducción a la dialéctica de la naturaleza", escrita en 1875, Engels elogió la hipótesis nebular de Kant.
Se dice que "contiene el punto de partida para que todo avance".
"Porque desde que la tierra se fue formando y desarrollando paulatinamente con la formación del sistema solar, entonces todo En la Tierra, la naturaleza, como las montañas, los ríos, los animales y las plantas, también tiene su propia historia de formación y desarrollo gradual.
“Si continuamos estudiando firmemente en esta dirección a la vez, cuánto progresaremos. harán ahora las ciencias naturales.
La hipótesis de la nebulosa de Kant impactó fuertemente la visión metafísica mecánica de la naturaleza, lo que supuso otra revolución científica después de la revolución astronómica de Copérnico.
Desde 65438 hasta la década de 1960, Gran Bretaña inició la Revolución Industrial, que fue también la primera revolución tecnológica de los tiempos modernos.
Sin embargo, durante la primera revolución industrial, muchos inventos tecnológicos surgieron en su mayoría de la experiencia práctica de los artesanos, y la ciencia y la tecnología no estaban realmente combinadas.
En resumen, antes de mediados del siglo XVIII, la investigación en ciencias naturales utilizaba principalmente métodos empíricos como la observación, la experimentación, el análisis y la inducción para registrar, clasificar y acumular conocimiento sobre los fenómenos.
Después de mediados del siglo XVIII, debido al desarrollo de la Ilustración, "las ciencias naturales entraron en el ámbito de la teoría, donde los métodos empíricos son inútiles. Sólo el pensamiento racional puede ser útil aquí".
“El pensamiento racional consiste en abstraer y resumir materiales perceptivos, establecer conceptos, utilizar conceptos para juzgar y razonar, proponer hipótesis científicas y luego establecer una teoría o sistema teórico.
El pensamiento atómico de Dalton del siglo XIX La teoría, la teoría molecular de Avogadro, la ley periódica de los elementos de Mendeleev y la hipótesis de la nebulosa de Kant aparecieron inicialmente en forma de hipótesis.
Pero la hipótesis de la nebulosa de Kant no recibió la atención de la gente al principio. hasta el siglo XIX cuando finalmente sonó la sentencia de muerte de la metafísica en el campo de la filosofía cuando las ciencias naturales continuaron revelando la naturaleza dialéctica de los procesos naturales.
El siglo XIX fue el comienzo de la era científica.
En el campo de la astronomía, los científicos comenzaron a hablar sobre el origen y evolución del sistema solar.
En el campo de la geología, el geólogo británico Ryle propuso la teoría del gradiente geológico.
En el campo de la biología se fueron descubriendo una tras otra la teoría celular, la teoría de la evolución biológica y las leyes de la herencia de Mendel.
En el campo de la química, la teoría atómica y molecular ha sido afirmada científicamente; Lavoisier derribó la teoría del flogisto y se convirtió en la primera persona en descubrir la ley de conservación de la masa. En 1869, el químico ruso Mendeleev publicó un diagrama de la ley periódica de los elementos y un artículo titulado "La relación entre las propiedades de los elementos y el peso atómico".
En este artículo, Mendeleev predijo la existencia de once elementos desconocidos, que luego fueron confirmados uno a uno.
El logro científico más importante del siglo XIX fue el establecimiento y desarrollo de la teoría electromagnética.
Antes del siglo XIX, la gente básicamente creía que la electricidad y el magnetismo eran dos fenómenos diferentes, pero también se descubrió que podría haber alguna conexión entre ambos, porque los marineros veían los números en las brújulas más de una vez. La aguja magnética se desvía durante los truenos.
En julio de 1820, el profesor danés Oersted confirmó experimentalmente la interacción de la electricidad y el magnetismo. Señaló que la dirección de la aguja magnética estaba relacionada con la dirección de la corriente.
Esto demuestra que en la naturaleza, además de la fuerza que actúa a lo largo de la línea central de un objeto, también existe una fuerza de rotación, que no puede explicarse mediante la mecánica newtoniana. Así nació un nuevo tema, el electromagnetismo.
El descubrimiento de Oersted conmocionó al mundo de la física. Los científicos realizaron varios experimentos uno tras otro en un intento de descubrir la relación entre la electricidad y el magnetismo.
El francés Ampère propuso la teoría electrodinámica.
¿Químico y físico británico? En 1831, resumió la ley de la inducción electromagnética. En 1845, también descubrió el "efecto magnetoóptico", sembrando las semillas de una teoría unificada de la electricidad, el magnetismo y la luz.
Sin embargo, las teorías de Faraday se expresan de forma intuitiva y carecen de un lenguaje matemático preciso.
Más tarde, el físico británico Maxwell superó esta carencia. En 1865, basándose en leyes empíricas como la ley de Coulomb, la fórmula de fuerza de Ampere y la ley de la inducción electromagnética, utilizó el método matemático del análisis vectorial para proponer la ecuación del campo electromagnético en el vacío.
Más tarde, Maxwell derivó la ecuación de onda del campo electromagnético. De la ecuación de onda, dedujo que la velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas es exactamente igual a la velocidad de la luz, y predijo que la luz también es electromagnética. ola.
Este unifica la electricidad, el magnetismo y la luz, y es otra generalización teórica y síntesis de las leyes de la naturaleza después de la mecánica newtoniana.
En 1888, el científico alemán Hertz confirmó la existencia de las ondas electromagnéticas de Maxwell.
Utilizando el descubrimiento de Hertz, el físico italiano Marconi y el ruso Popov realizaron sucesivamente la transmisión y recepción de radio, permitiendo que la telegrafía por cable se convirtiera gradualmente en comunicaciones por radio.
Estos electrodomésticos requieren mucha energía, mucho más allá de la que pueden proporcionar las baterías débiles.
En 1866 apareció el primer motor autoexcitante que aumentó considerablemente la intensidad de la corriente.
En la década de 1970, Europa comenzó a entrar en la era eléctrica.
La central eléctrica fue construida en los años 80, lo que resolvió el problema de la transmisión de energía a larga distancia.
La aplicación generalizada de la electricidad es la segunda revolución tecnológica de la historia moderna después de la máquina de vapor.
El desarrollo del electromagnetismo proporciona una importante preparación teórica para esta revolución científica y tecnológica.
A medida que los nuevos descubrimientos en las ciencias naturales se aplicaban rápidamente a la producción, la segunda revolución industrial estaba en auge en los países europeos y americanos.
En el siglo XIX, las ciencias naturales lograron logros brillantes en muchos campos.
Todos los problemas básicos de la física se resuelven básicamente basándose en la mecánica newtoniana. Los científicos inventaron un material portador, el éter, para fenómenos electromagnéticos que no pueden explicarse mediante la mecánica newtoniana.
Los fenómenos electromagnéticos se atribuyen al movimiento mecánico del éter, y se cree que todo el mundo físico puede atribuirse a los átomos absolutamente indivisibles y al éter absolutamente prohibido.
Justo cuando la física clásica alcanzó su apogeo y la gente estaba intoxicada con el reino de la "perfección", inesperadamente ocurrió una serie de eventos importantes que conmocionaron a toda la comunidad física.
Primero, Michelson y Morley llevaron a cabo el famoso experimento de deriva del éter, buscando el movimiento de la Tierra en relación con el éter absolutamente estacionario, pero los resultados experimentales fueron contrarios a las predicciones de la teoría clásica. En el estudio comparativo del calor y la radiación térmica han surgido contradicciones que las teorías clásicas como la del "desastre ultravioleta" no pueden superar.
La física clásica vuelve a verse seriamente cuestionada y se enfrenta por tercera vez a una gran crisis.
A finales del siglo XIX, el físico alemán Röntgen descubrió un rayo X que podía atravesar placas de metal y hacer que la película fuera sensible a la luz.
Pronto, Becquerel descubrió la radiactividad.
Inspirándose en Becquerel, los Curie descubrieron la radiactividad del polonio y el radio y, en condiciones difíciles, extrajeron radio, que tiene una intensidad de radiación 2 millones de veces más fuerte que la del uranio.
En 1897, Thomson descubrió el electrón, rompiendo el concepto tradicional de que los átomos son indivisibles. El descubrimiento de los electrones y la radiactividad elemental abrió la puerta a los átomos, permitiendo a las personas comprender profundamente el interior de los átomos, sentando las bases para el establecimiento de la teoría cuántica.
La teoría cuántica es una ciencia que refleja la estructura de las partículas microscópicas y sus leyes de movimiento.
Al mismo tiempo, surgió la teoría de la relatividad en el estudio de los efectos electromagnéticos y las relaciones espacio-temporales.
La teoría de la relatividad vincula la mecánica con el electromagnetismo y el movimiento del tiempo, el espacio y la materia.
Esta es otra gran síntesis en la historia de la física después de la mecánica newtoniana y el electromagnetismo de Maxwell.
La teoría cuántica y la relatividad son los dos pilares de la física moderna y la base teórica para el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología en el siglo XX.
En las décadas de 1940 y 1950 surgió la tercera revolución tecnológica.
La invención y aplicación de las computadoras electrónicas es un logro que hace época en la historia del desarrollo científico y tecnológico.
La mayoría de los inventos tecnológicos de la era del vapor y la era eléctrica fueron diseñados para extender las extremidades y las funciones sensoriales humanas y liberar la fuerza física humana, mientras que las computadoras electrónicas fueron diseñadas para extender las funciones del cerebro humano.
Comenzó a reemplazar parte del trabajo del cerebro humano, materializó y amplificó la inteligencia humana hasta cierto punto y mejoró enormemente la capacidad humana para comprender y transformar el mundo. Ahora ha penetrado ampliamente y ha afectado a diversas sociedades humanas. campos.
En la era actual, la ciencia y la tecnología se desarrollan cada día que pasa, y las tendencias y características de la colectivización, la socialización y la alta velocidad son extremadamente obvias. Podemos enfrentar nuevas crisis y nuevos desafíos en cualquier momento. Mientras sigamos innovando, el futuro de la ciencia será mejor.