17世纪至20世纪初的自然科学主干知识17世纪至20世纪初的自然科学1.近代数学的建立:①17世纪,数学的发展突飞猛进,实现了从常量数学到变量数学的转折
法国学者笛卡尔创立的解析几何学与牛顿和莱布尼茨建立的微积分学不仅给变量数学奠定了基础,而且给整个自然科学,特别是物理学提供了有效的运算方法和推理工具
②解析几何学实现了几何和代数的结合,把形与数统一起来
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,成为数学中的转折点
③英国科学家牛顿和德意志数学家莱布尼茨,在许多科学家工作的基础上,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
④解析几何、微积分以前的数学称为“初等数学”,它是建立在常量计算的基础上,算术几何等都是如此
解析几何、微积分发明后,数学进入了一个新的以变数为主要研究对象的领域,称为“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
2.牛顿力学体系的建立:①牛顿发表《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
②人们把牛顿力学体系的建立作为近代科学形成的标志
③根据牛顿理论的推测,1846年发现了海王星,1930年发现了冥王星
3.电磁学的成就:①17世纪初,英国人吉尔伯特发现天然磁石性质,把“电”用到英语中
②丹麦教授奥斯特观察到通电的导线附近发生磁针转动的现象,发现了电流的磁效应
③1831年,英国科学家法拉第用实验证明了电磁感应现象:导体在磁场中运动时可以产生电流
④19世纪60年代,英国科学家麦克斯韦建立了系统的电磁学理论
⑤1888年,德国人赫兹证明了麦克斯韦的理论
电磁感应现象的发现使机械能可以转化为电能,为制造发电机创造了可能
⑥电流的磁效应和电磁感应现象的发现,是19世纪电磁学的辉煌成就,它为开辟人类生活的新时代——电的时代创造了条件