17世纪自然科学四大成果

最新问答

• 多收了三五斗啊

  行星运动三定律
  丹麦天文学者、布拉格天文台台长第谷，从1576年起，二十年如一日和助手们进行了大量的天文观测工作。他的观测结果比前人准确50倍，几乎达到眼观测精度的极限，是望远镜发明以前最卓著的天文观测。
  1601年，第谷临前把全部观测交给新来的青年助手开普勒，开普勒信仰白尼的目心说，相信宇宙可以用数学来表示。他为计算出的行星运转圆形轨道与精确观测的结果不符合而苦恼。他寻求更简单、更合理的数学方法来表示天体。最后他放弃了白尼的圆形轨道和匀速运动的观点，以第谷留下来的精确为基础进行分析，大胆地提出了“火星绕太阳的运行轨道是椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上”这一假设。结果与第谷观测的相一致辞。就这样，在第谷精确观测的基础上，开普勒通过深入研究，终于在1609年必表了两星运动定律。第一个定律是：轨道是椭圆，太阳在一个焦点上。第二个定律是面积定律：在相等的时间内，行星和太阳的连线所扫过的面积相等，1619年，开普勒在进一步研究的基础上，又发表了行星运动的第三个定律——周期定律。周期定律是：任何一颗行星公转周期的平方同行星到太阳的平均距离的立方成正比，为了纪念开普勒对会星运动规律的重大贡献，后人将这三个行星运动定律命名为开普勒三定律。
  开普勒三定律首次定量地提示了行星运动速度变化和轨道的关系，而运动速度变化又直接和作用力相联系。
  微积分的发明
  如果将整个数学比作一棵大树，那么初等数学是树的根，名目繁多的数学分支是树枝，而树干的主要部分就是微积分。微积分堪称是人类智慧最伟大的成就之一。
  
  从17世纪开始，随着社会的进步和生产力的发展，以及如航海、天文、矿山建设等许多课题要解决，数学也开始研究变化着的量，数学进入了“变量数学”时代，即微积分不断完善成为一门学科。整个17世纪有数十位科学家为微积分的创立做了开创性的研究，但使微积分成为数学的一个重要分枝还是牛顿和莱布尼茨。
  细胞学说
  细胞学说的创立
  
  早在17世纪，显微镜刚刚问世的时候，物理学家胡克就在显微镜下看到软木薄片是由许多蜂窝状的小结构组成的现象。他将这些小结构命名为"细胞"，这是细胞一词的第一次出现。18世纪，生物的显微研究未取得新的成就，而且生物学家热心关注着的是对分类学的研究，对生物微观方面的实验有所忽视。18世纪末和19世纪初，许多科学家试图在植物界和动物界中寻找结构方面的基本单位。如：德国诗人、生物学家歌德认为植物的叶是一切植物的基本单位。德国自然哲学家奥肯认为：一切生物都是由一种称为"粘液囊泡"的基本单位构成的。到19世纪显微镜的技术有了进步，使显微镜的分辨率提高，为考察动、植物的微观结构创造了条件。至19世纪30年代，一些科学家在显微镜下观察到细胞的细胞质、细胞核、细胞壁等结构以及细胞质的运动，而且动物体内也发现了细胞。这一时期的工作为细胞学说的建立创造了条件。
  
  细胞的存在已是众所周知的事实，但人们对它的内部结构和功能以及在生物体中所处的地位还不太清楚。细胞学说最终是由德国植物学家施莱登（1804--1881）和动物学家施旺（1810--1882）完成的。
  
  施莱登1804年生于汉堡的一个医生家庭。他早年学的是法律，在汉堡做过一段时间的律师，但他不喜欢这份工作。1833年，他决定改行，在廷根和柏林学习植物学和医学。在这期间，他对植物学产生了浓厚的兴趣。1837年，施莱登完成了一篇论文，该论文论述了显花植物的胚芽发育史。他强调研究植物学必须摒弃当时的抽象推论方法，而代之以严密的观察，并在观察基础上进行严格的归纳。当时的植物学仍然以研究分类学的工作为主，而施莱登却开始研究植物的结构和植物的发育了。
  
  1838年，施莱登开始研究细胞的形态及其作用。同年他发表了《植物发生论》一文。在论文中，他提出：无论怎样复杂的植物体，都是由细胞组成的，细胞不仅自己是一种的生命，而且作为植物体生命的一部分维持着整个植物体的生命。
  
  在1838年10月的一次聚会上，施莱登把还未公开发表的《植物发生论》中对有关植物细胞结构的情况，以及细胞核在细胞发育中的重要作用等方面的认识告诉了同在缨勒实验室工作的施旺，引起了施旺的兴趣。
  
  施旺于1810年生于莱茵河畔的诺伊斯，父亲是一个金匠。施旺中学后去学医，1834年获得博士后，成为著名生理学家缨勒的助手。在缨勒的指导下，他对较多的学术领域产生了兴趣。他曾研究过组织学、生理学、动物学、微生物学，并作出了不少贡献。例如，他曾发现胃蛋白酶；他还发现了神经纤维周围的纤维细鞘，后来该纤维细鞘被称为"施旺神经鞘"。
  
  与施莱登的会面，使施旺猛然想起从前在观察蝌蚪背部的神经索细胞和软骨细胞时，发现它们都具有细胞膜、细胞质和细胞核。这时他便意识到，也许在植物体中起着基本作用的细胞，在动物体内也有着相同的作用。施旺对一些特化的组织，如上皮、蹄、羽毛、肌组织、神经组织等进行研究，得到的结论是：无论什么组织，尽管它们在功能上是不同的，但它们都是由细胞发育而来或是细胞分化的产物。
  
  1839年，施旺发表了题为"动、植物结构和生长的相似性的显微研究"的论文，指出一切动、植物组织，无论彼此如何不同，均由细胞组成。他写道："我们已经推倒了分隔动、植物界的巨大屏障，发现了基本结构的统一性。"他认为，所有的细胞无论是植物细胞还是动物细胞，均由细胞膜、细胞质、细胞核组成。
  
  在1838－1839年，施莱登和施旺分别发表了植物细胞和动物细胞基本认识的专著。他们两人取得完全一致的看法，创立了细胞学说，即一切植物和动物都是由细胞构成的，细胞是生命的结构和功能的基本单位。
  
  细胞学说一经确立，马上显示出其生命力，大大促进了生物学的发展，十几年里迅速被推广，并日臻完善。细胞学说的提出对生物科学的发展具有重大的意义。恩格斯说："有了这个发现，有机的有生命的自然产物--比较解剖学、生理学和胚胎学才获得了巩固的基础。"细胞学说与达尔文的进化论和孟德尔的遗传学被称为现代生物学的三大基石，而实际上可以说细胞学说又是后两者的"基石"。细胞学说在哲学上也具有重要的意义，它使千变万化的生物界通过具有细胞结构这个共同的标准特征而统一起来。同时有力地证明了生物彼此之间存在着亲缘关系，为生物进化理论奠定了基础。恩格斯认为细胞学说的建立是最令人信服地检验了辩证唯物主义的正确性。他把细胞学说、进化论、能量守恒和转化定律列为19世纪的三大科学发现。
  
  此后，在细胞学说的基础上，人们对生物界进行了更深人的研究，发现了细胞的全能性，即任何细胞都具有发育成完整个体的潜在能力。根据这一理论，人们发展了组织培养、克隆技术等高科技的生物技术。

  浏览 205赞 92时间 2024-02-10
• guoqingyi828

  行星运动三定律
  微积分的发明
  细胞学说

  浏览 452赞 69时间 2023-02-17