牛頓與近代科學(xué)的建立.ppt

常規(guī)科學(xué)的發(fā)展和建立 以牛頓與近代科學(xué)的建立為例段海龍 什們是常規(guī)科學(xué) 美國著名科學(xué)史家?guī)於鞯?科學(xué)的革命 將科學(xué)發(fā)展分為以下幾個階段 前科學(xué)常規(guī)科學(xué)危機科學(xué)革命新的常規(guī)科學(xué) 主要內(nèi)容 牛頓之前科學(xué)發(fā)展的歷程牛頓的工作對近代科學(xué)的影響結(jié)論 牛頓之前科學(xué)發(fā)展的歷程 近代科學(xué)誕生的背景 四大文明古國古希臘古羅馬阿拉伯十字軍東征文藝復(fù)興 代表人物 達芬奇 牛頓 艾薩克 牛頓 IsaacNewton1643 1727 英國物理學(xué)家 數(shù)學(xué)家 小學(xué)不顯得十分聰明 學(xué)習(xí)成績十分平常 但喜歡弄機械 但最后終于取得了優(yōu)異的成績 舅舅推薦他去劍橋大學(xué)深造 1661年6月 牛頓進入劍橋三一學(xué)院 在這里他遇到了決定他一生的數(shù)學(xué)教授巴羅 在他的引導(dǎo)下 牛頓系統(tǒng)閱讀了開普勒的 光學(xué) 笛卡爾的 幾何學(xué) 和 哲學(xué)原理 伽利略的 關(guān)于兩大世界體系的對話 以及胡克的 顯微團 等書籍 基本掌握了當(dāng)時最前沿的數(shù)學(xué)和光學(xué)知識 1665年初 牛頓大學(xué)畢業(yè) 獲得文學(xué)學(xué)士學(xué)位 當(dāng)時倫敦正鬧瘟疫 學(xué)校惟恐波及乃停課放假 牛頓便于1665年6月回故鄉(xiāng)伍爾索普躲避 在他母親的農(nóng)場里度過了兩年時光 牛頓的科學(xué)成就 一 萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)二 經(jīng)典力學(xué)體系的建立三 在光學(xué)方面的成就四 在數(shù)學(xué)方面的成就 萬有引力的發(fā)現(xiàn) F GMm r2 一 早期對引力的研究吉爾伯特 磁學(xué)中的伽利略 開普勒 磁力說 法 布里阿德 天 力與距離平方成反比 二 胡克等人的研究 數(shù)學(xué)證明 物理概念 三 牛頓 用數(shù)學(xué)證明了物理思想四 驗證 地球形狀 哈雷彗星 發(fā)現(xiàn)海王星和冥王星 經(jīng)典力學(xué)體系的建立 概念 質(zhì)量 動量 慣性 力 時間 空間 六大基本概念 牛頓正是做了這些工作三個運動定律 伽利略很早便研究了落體定律和慣性原理 第二定律 笛卡兒對動量mv的研究也起了重要的重要 第三定律是牛頓在引力思想基礎(chǔ)上獨自發(fā)現(xiàn)的 牛頓還提出了四條 推理法則 精簡原理 統(tǒng)一原理 二條 和一種信念 牛頓在光學(xué)方面的成就 提出了光的分解說 指出不同顏色的光有不同的折射率 否定了笛卡兒 彩虹等顏色現(xiàn)象是白光變態(tài)的結(jié)果 的錯誤理論 在光的偏振與衍射方面做了大量的研究 改進望遠鏡 親手制造了第一架反射望遠鏡 避免了色差 為此 牛頓成為英國皇家學(xué)會會員 并從此成了英國的有名學(xué)者之一 1704年 牛頓發(fā)表了他的重要著作 光學(xué) 數(shù)學(xué)成就 萬有引力的證明依賴于數(shù)學(xué)微積分的發(fā)明 受卡瓦列利 瓦里士和巴羅的影響 是高等數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)1696午 瑞士數(shù)學(xué)家伯努利出了兩個問題 向歐洲數(shù)學(xué)家挑戰(zhàn) 牛頓知道后當(dāng)天晚上就解決了 第二天匿名寄去了答案 伯努利一眼就看出是牛頓的手筆叫道 我一眼就認出了獅子的利爪 1716年萊布尼茲出題為難他 他一個下午就將題做出來了 牛頓已75歲 梅爾頓學(xué)派數(shù)學(xué) 笛卡爾奧里斯姆力學(xué) 惠更斯布里丹達芬奇斯蒂芬伽利略牛頓胡克天文學(xué) 哥白尼第谷開普勒哈雷引力思想 吉爾伯特布里阿德玻列利 牛頓對近代科學(xué)建立的貢獻 恩格斯的評價 牛頓由于發(fā)明了萬有引力定律而創(chuàng)立了科學(xué)的天文學(xué) 由于進行了光的分解而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué) 由于創(chuàng)立了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué) 由于認識了力的本性而創(chuàng)立了科學(xué)的力學(xué) 物理學(xué)也正是在18世紀(jì)獲得了科學(xué)性質(zhì) 為什么 勤奮 研究方法 十分重視數(shù)學(xué)與物理現(xiàn)象的結(jié)合 認為數(shù)學(xué)的基礎(chǔ)在于自然科學(xué) 數(shù)學(xué)的概念是從物質(zhì)世界的各種現(xiàn)象 各個過程中抽象出來的 但數(shù)學(xué)又為自然科學(xué)提供了說明和論證的方法 吸收同時代人的科學(xué)方法 在羅吉爾培根的實驗歸納法的基礎(chǔ)上 吸收笛卡兒的數(shù)學(xué)演繹體系 形成了比較全面的科學(xué)研究方法 重視實驗 從歸納入手 運用天才的邏輯頭腦加上嚴密的數(shù)學(xué)論證 態(tài)度 嚴謹 可以從他不 假設(shè) 看出他的 具有樸素的唯物主義和辯證思想 他相信事實 堅持光的微粒說但不拒絕波動說 他承認物質(zhì)的客觀性與世界的物質(zhì)統(tǒng)一性 承認時空存在的客觀性 承認自然界各事物之間普遍的聯(lián)系性與物質(zhì)運動的規(guī)律性 總結(jié) 從牛頓的工作及其對近代科學(xué)的建立作用 可以看到常規(guī)科學(xué)的發(fā)展主要是量的積累過程 是零散的知識積累到一定程度之后 形成一套系統(tǒng)的 有一定