自然科学发展史
自然科学发展史是研究自然科学发展过程和规律的科学。
它以历史事实为依据，通过分析科学发展的历史进程，总结科学发展的历史经验，揭示其规律。
在自然科学发展的历史长河中，近代出现了三次严重的危机，也带来了三次重大突破，从而推动了自然科学的进一步发展。
现代自然科学始于天文学革命。
天文学是最古老的科学。
在西方，经过毕达哥拉斯、柏拉图、希帕克斯、托勒密等人的研究，提出了几种不同的理论体系，成为最具理论色彩、最具理论模型的学科。
同时，天文学与人们的生产生活密切相关。人们依靠天空进行农业、畜牧业、航海和观测时间，这必然会促进天文学的发展。
然而，天文学在当时是一门非常敏感的学科。
在天文学领域，两种世界观和新旧思想的斗争非常激烈。
尤其是中世纪后期，天主教会别有用心地给托勒密的地心说披上了神秘的面纱。
坚持地球在宇宙中心，证明了上帝的智慧。上帝派人到地球上统治万物，一定会让地球这个人类的居住地成为宇宙的中心。
在这种荒谬的说法被奉为权威之后，托勒密的理论成为了不容置疑的结果，严重阻碍了天文科学的进步。
然而，在地心说基础上产生的儒略历在325年被确定为基督教历法后，其微小误差经过长时间的积累，已经到了不可忽视的地步，与观测数据大相径庭。
一位葡萄牙王子的船长曾说:“虽然我们非常崇拜著名的托勒密，但我们发现一切都与他所说的相反。
“托勒密体系的错误日益暴露，人们迫切需要建立新的理论体系。
当时文艺复兴蓬勃发展，不仅极大地解放了人们的思想，也促进了近代自然科学的产生。
波兰天文学家哥白尼适应了时代的要求。从65438年到0506年，他在弗隆堡一座教堂的阁楼里仔细观察了30年的天象，从而创立了一种新的天文学理论——日心说。
1543年，哥白尼发表了《天体运行论》，这是近代自然科学诞生的主要标志。
日心说的提出，还原了地球上普通行星的本来面貌，猛烈地震撼了科学界和思想界，动摇了封建神学的理论基础，是天文学发展史上的重要里程碑。
这一时期，自然科学发展辉煌，取得了一系列重大成果。
但从宏观上看，科学发展滞后于生产技术。
比如钟表在实践中已经得到了广泛的应用，但是人们不知道是什么因素决定了钟表运动的周期；战争中发射了无数的子弹和炮弹，但不清楚如何计算弹道，如何提高命中率。
微观上，经典力学的发展比较完善。
在天体力学中，开普勒发现了行星运动三定律(椭圆定律、面积定律和周期定律)；1632年，伽利略发现了自由落体定律；1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》，系统阐述了牛顿的力学三定律(惯性定律、作用力与反作用力定律、加速度定律)和万有引力定律。
这些定律构成了一个统一的体系，在一个理论中概括了天上和地上物体的运动。
这是人类认识史上第一次对自然规律的理论概括和综合。
但这一时期其他学科还很落后，主要是在收集资料、积累经验、整理方面。
例如，在18世纪，瑞典生物学家林奈致力于植物的分类，他写了《自然系统》一书，使关于植物的混沌知识形成了一个完整的系统。
在化学领域，英国科学家波义耳将严谨的实验方法引入化学，他被称为现代化学的奠基人。
德国科学家斯塔尔蒂提出燃素理论来解释化学反应。燃素理论作为化学的理论成果，统治了化学领域近100年。
科学的发展不是凭空进行的，必须以已有的科学成果为起点。
当时已有的天文学和数学知识为力学的发展创造了前提，力学相对完善的发展促成了哲学史上力学性质概念的形成。
因为，从人类认识的规律来看，人类对客观事物的认识总是从认识简单事物到深化认识复杂事物，而认识机械运动是科学认识的首要任务。
在科学认识的第一阶段，把事物当作暂时没有关系的固定事物来研究，无可厚非。一旦科学家把一切高级复杂运动简单地比作机械运动，照搬力学中的外力，就成了否定事物内在矛盾的机械外在性理论。
他们认为自然是绝对不变的，它只是在空间上扩张以显示其多样性，而在时间上没有变化，也没有发展的历史。
不变的行星必须永远围绕不变的太阳旋转。因为不承认物质的发展，所以无法回答自然界的一切从何而来。最后只能用上帝的创造力来解释，自然科学回归了神学。
1755年，德国著名哲学家康德出版了《宇宙发展引论》，其中提出了著名的星云假说。
康德的星云假说可以更好地解释太阳系的一些现象。
他认为太阳系和所有的恒星都是由原始星云在引力和斥力的作用下逐渐聚集起来的。
宇宙万物皆有生死，发展无止境。
恩格斯在1875年写的《自然辩证法导论》中，对康德的星云假说评价很高。
说它“包含了一切继续前进的起点。”
“因为既然地球是随着太阳系的形成而逐渐形成和发展的，那么地球上的一切事物，如山川河流、动植物，自然也有其逐渐形成和发展的历史。
“如果我们立即继续坚定地朝这个方向研究，那么自然科学现在将会取得多大的进展。
康德的星云假说强烈冲击了形而上学的机械自然观，这是继哥白尼的天文学革命之后的又一次科学革命。
从65438年到20世纪60年代，英国开始了工业革命，这也是近代第一次技术革命。
但在第一次工业革命时期，很多技术发明大多来源于工匠的实践经验，科学与技术并没有真正结合。
简而言之，在18世纪中叶之前，自然科学研究主要采用观察、实验、分析、归纳等实证方法，对现象知识进行记录、分类和积累。
18世纪中期以后，由于启蒙运动的发展，“自然科学进入了理论的领域，在这里经验的方法是没有用的，只有理性的思考才能在这里有所帮助。”
“理性思维是对感性材料进行抽象和总结，建立概念，并运用概念进行判断和推理，提出科学假说，进而建立理论或理论体系。
19世纪的道尔顿原子论，阿伏伽德罗的分子学说，门捷列夫的元素周期律，康德的星云假说，最初都是以假说的形式出现的。
但康德的星云假说一开始并没有得到人们的重视，直到19世纪，由于自然科学不断揭示自然过程的辩证本质，才终于敲响了哲学领域形而上学的丧钟。
19世纪是科学时代的开始。
在天文学领域，科学家们开始谈论太阳系的起源和演化。
在地质学领域，英国地质学家赖尔提出了地质渐变理论。
在生物学领域，细胞学说、生物进化论、孟德尔遗传定律相继被发现。
在化学领域，原子分子理论得到了科学的肯定；拉瓦锡推翻了燃素说，成为发现质量守恒定律的第一人。1869年，俄罗斯化学家门捷列夫发表了元素周期律的图表和题为《元素性质与原子量的关系》的论文。
在这篇论文中，门捷列夫预言了十一种未知元素的存在，后来被一一证实。
19世纪最重要的科学成就是电磁理论的建立和发展。
在19世纪之前，人们基本上认为电和磁是两种不同的现象，但人们也发现两者之间可能存在某种联系，因为水手们不止一次看到指南针上的磁针在打雷时会偏转。
1820年7月，丹麦教授奥斯特通过实验证实了电和磁的相互作用。他指出磁针的方向与电流的方向有关。
这说明自然界中除了沿物体中心线作用的力外，还有一个旋转力，这是牛顿力学无法解释的。于是，一门新的学科电磁学诞生了。
奥斯特的发现震惊了物理学界，科学家们接连做了各种实验，试图找出电和磁的关系。
法国人安培提出了电动力学理论。
英国化学家和物理学家？៓?831年，他总结了电磁感应定律，1845年，他还发现了“磁光效应”，播下了电、磁、光统一理论的种子。
但是法拉第的理论都是用直观的形式表达的，缺乏精确的数学语言。
后来，英国物理学家麦克斯韦克服了这个缺点。1865年，他根据库仑定律、安培力公式、电磁感应定律等经验定律，运用矢量分析的数学手段，提出了真空中的电磁场方程。
后来麦克斯韦推导出电磁场的波动方程，从波动方程推导出电磁波的传播速度正好等于光速，并预言光也是电磁波。
这就统一了电、磁、光，是继牛顿力学之后对自然规律的又一次理论概括和综合。
1888年，德国科学家赫兹证实了麦克斯韦电磁波的存在。
利用赫兹的发现，意大利物理学家马可尼和俄罗斯波波夫先后实现了无线电的传输和接受，使有线电报逐渐发展成为无线电通信。
这些电器都需要大量的电力，远远不是弱电池所能提供的。
1866年，第一台自激发电机问世，大大提高了电流强度。
20世纪70年代，欧洲开始进入电力时代。
80年代建成中央电站，解决了远距离输电问题。
电力的广泛应用是继蒸汽机之后现代史上的第二次科技革命。
电磁学的发展为这场科技革命提供了重要的理论准备。
由于自然科学的新发现被迅速应用于生产，第二次工业革命在欧美国家蓬勃发展。
19世纪，自然科学在许多领域取得了辉煌的成就。
物理学中所有的基本问题，基本上都是在牛顿力学的基础上解决的。科学家发明了一种物质承担者——以太，用于牛顿力学无法解释的电磁现象。
电磁现象归结于以太的机械运动，他们认为整个物理世界都可以归结于绝对不可分的原子和绝对禁止的以太。
正当经典物理学达到巅峰，人们陶醉于“完美”的境界时，一系列震惊整个物理学界的重大事件意外发生了。
首先，迈克尔逊和莫雷进行了著名的以太漂移实验，寻找地球相对于绝对静止的以太运动，但实验结果与经典理论的预言相反。在比较热和热辐射的研究中，出现了“紫外线灾害”等经典理论无法克服的矛盾。
经典物理学再次受到严重挑战，第三次面临重大危机。
19世纪末，德国物理学家伦琴发现了一种能穿透金属板使底片感光的X射线。
不久，贝克雷尔发现了放射性。
居里夫妇受贝克雷尔的启发，发现了钋和镭的放射性，并在困难的条件下提取出辐射强度比铀强200万倍的镭。
1897年，汤姆逊发现了电子，打破了原子不可分的传统观念。电子和元素放射性的发现，打开了原子的大门，使人们的认识深入到原子内部，为量子理论的建立奠定了基础。
量子理论是一门反映微观粒子结构及其运动规律的科学。
与此同时，相对论在研究电磁效应和时空关系中应运而生。
相对论将力学与电磁学以及时间、空间和物质的运动联系起来。
这是继牛顿力学和麦克斯韦电磁学之后，物理学史上又一次伟大的综合。
量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，是20世纪科学技术飞速发展的理论基础。
上世纪四五十年代，第三次科技革命兴起。
电子计算机的发明和应用是科技发展史上划时代的成就。
蒸汽时代和电气时代的技术发明大多是为了延长人的肢体和感官功能，解放人的体力，而电子计算机是为了延长人的大脑功能。
它开始取代人类的部分脑力劳动，在一定程度上物化和放大了人类的智力，极大地增强了人类认识和改造世界的能力，如今它广泛渗透和影响着人类社会的各个领域。
当今时代，科技发展日新月异，集团化、社会化、高速化的趋势和特点极为明显。我们随时可能面临新的危机和新的挑战。只要我们不断开拓创新，科学的未来一定会更好。