自然科學(xué)的發(fā)展

自然科學(xué)的發(fā)展第1頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六

[新版教材引文]資產(chǎn)階級(jí)的興起和歐洲思想解放的潮流催生了許多頂天立地的科學(xué)巨匠。殖民掠奪、奴隸貿(mào)易和圈地運(yùn)動(dòng)使資本主義積累了大量資本和廉價(jià)勞動(dòng)力，奠定了工業(yè)革命的物質(zhì)基礎(chǔ)。生產(chǎn)力的發(fā)展和新的社會(huì)需要又推動(dòng)了科技創(chuàng)新。而科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的突破最終引發(fā)了改變世界的工業(yè)革命。至19世紀(jì)，人類社會(huì)已經(jīng)告別中世紀(jì)的宗教黑暗，相繼跨入蒸汽時(shí)代和燈火輝煌的電氣時(shí)代。 根據(jù)引文分析近代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的原因。第2頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六一、近代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的原因1、生產(chǎn)力發(fā)展和社會(huì)發(fā)展的需求2、人文主義和理性主義的興起解放了人們的思想3、科學(xué)家們的個(gè)人天賦和不懈努力，在總結(jié)前人成果基礎(chǔ)上的創(chuàng)新第3頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六二、經(jīng)典力學(xué)的建立1.

是經(jīng)典力學(xué)的重要奠基者。

他是

人，他論證了

天文學(xué)家

的“日心說”。更主要的是，他以系統(tǒng)的

和

推翻了以

為代表的傳統(tǒng)的自然觀，開創(chuàng)了以

為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的

。因此，他被稱為“”。他的杰出成就為

經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。

伽利略意大利波蘭哥白尼實(shí)驗(yàn)觀察亞里士多德實(shí)驗(yàn)事實(shí)近代科學(xué)近代科學(xué)之父牛頓第4頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六后來，作為大學(xué)教授，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領(lǐng)帶不結(jié)，襪帶不系好，馬褲也不紐扣，就走進(jìn)了大學(xué)餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時(shí)思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項(xiàng)式定理。他抓住姑娘的手指，錯(cuò)誤的把它當(dāng)成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。牛頓也因此終生未娶。他馬虎拖沓，曾經(jīng)鬧過許多的笑話。一次，他邊讀書，邊煮雞蛋，等他揭開鍋想吃雞蛋時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次，他請(qǐng)朋友吃飯，當(dāng)飯菜準(zhǔn)備好時(shí)，牛頓突然想到一個(gè)問題，便獨(dú)自進(jìn)了內(nèi)室，朋友等了他好久還是不見他出來，于是朋友就自己動(dòng)手把那份雞全吃了，雞骨頭留在盤子，不告而別了。等牛頓想起，出來后，發(fā)現(xiàn)了盤子里的骨頭，以為自己已經(jīng)吃過了，便轉(zhuǎn)身又進(jìn)了內(nèi)室，繼續(xù)研究他的問題。1643年1月4日，伽利略逝世的這一天，牛頓出生，只有三磅重，誰也沒有料到這個(gè)看起來微不足道的小東西會(huì)成為了一位科學(xué)巨人，并且竟活到了85歲。原希望他成為一個(gè)農(nóng)民，但牛頓本人卻無意于此。每次，母親叫他同傭人一道上市場(chǎng)，熟悉做交易的生意經(jīng)時(shí)，他便懇求傭人一個(gè)人上街，自己則躲在樹叢后看書。牛頓的好學(xué)精神感動(dòng)了舅父，于是舅父勸服了母親讓牛頓復(fù)學(xué)。第5頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六2.牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立①他是

科學(xué)家。他在其科學(xué)巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中，提出了物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)的

和

。這是人類認(rèn)識(shí)自然的歷史上對(duì)自然規(guī)律第一次進(jìn)行的理論性概括和總結(jié)，它形成了一個(gè)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)、以數(shù)學(xué)為表達(dá)形式的牛頓力學(xué)體系，即經(jīng)典力學(xué)體系。②檢驗(yàn)： 海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)。英國三大定律萬有引力定律第6頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六③評(píng)價(jià)A、牛頓力學(xué)有助于人類解釋與預(yù)見物理現(xiàn)象，是經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程力學(xué)以及與之有關(guān)的工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。牛頓力學(xué)的創(chuàng)立，標(biāo)志著人類科學(xué)時(shí)代的開始。（自然科學(xué)角度）B、牛頓力學(xué)和熱學(xué)引發(fā)了第一次工業(yè)革命，使人類進(jìn)入蒸汽時(shí)代。（生產(chǎn)力和社會(huì)發(fā)展角度）C、牛頓用數(shù)學(xué)方法精確描述宇宙運(yùn)行的自然法則，還為法國啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。（哲學(xué)角度）D、但是，牛頓理論體系本身還有不完善之處，隨著科學(xué)研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)僅用經(jīng)典力學(xué)理論無法解決越來越復(fù)雜的物理學(xué)問題。20世紀(jì)初，愛因斯坦因此提出了

。相對(duì)論第7頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六三、生物學(xué)：達(dá)爾文與進(jìn)化論1.主要著作及觀點(diǎn)：

生物進(jìn)化理論

——物競(jìng)天擇、適者生存2.影響①從根本上改變了19世紀(jì)絕大多數(shù)人對(duì)生物界和人類在生物界中的位置的看法，是對(duì)上帝造人說的顛覆，在自然科學(xué)領(lǐng)域里沖擊了教會(huì)的權(quán)威地位。它所揭示的關(guān)于生命自然界辯證發(fā)展的規(guī)律，為馬克思主義唯物辯證法的創(chuàng)立提供了重要的自然史的基礎(chǔ)。第8頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六②此后，進(jìn)化論被運(yùn)用到人文領(lǐng)域，形成了許多令人耳目一新的學(xué)說。③進(jìn)化論思想對(duì)處于國家危亡時(shí)期的中國思想界也產(chǎn)生巨大震動(dòng)。 如：嚴(yán)復(fù)翻譯《天演論》；新文化運(yùn)動(dòng)。思考：中外關(guān)于人類起源的傳說出現(xiàn)的原因以及達(dá)爾文能夠提出進(jìn)化論的原因。第9頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六諷刺達(dá)爾文的漫畫第10頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六當(dāng)時(shí)諷刺達(dá)爾文的漫畫第11頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六達(dá)爾文被邀赴宴。宴會(huì)上，他恰好和一位年輕美貌的女士并排坐在一起?！斑_(dá)爾文先生，”坐在旁邊的這位美人帶著戲謔的口吻向科學(xué)家提出疑問，“聽說你斷言，人類是由猴子變來的。我也是屬于你的論斷之列嗎？”那當(dāng)然嘍！”達(dá)爾文看了她一眼，彬彬有禮地答道?！安贿^，您不是由普通猴子變來的，而是由長(zhǎng)得非常迷人的猴子變來的。”達(dá)爾文和他的進(jìn)化思想第12頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六1、①生產(chǎn)力落后； ②生物知識(shí)缺乏； ③統(tǒng)治階級(jí)的需要； ④愚民政策； ⑤精神獨(dú)裁。2、①資本主義發(fā)展的需要； ②思想解放的洗禮； ③科學(xué)的發(fā)展和生物知識(shí)的積累； ④達(dá)爾文的努力。第13頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六童年時(shí)代的瓦特和茶壺的故事

一天晚上，瓦特和一個(gè)小女孩在家里喝茶。瓦特不停地?cái)[弄茶壺蓋，一會(huì)兒打開，一會(huì)兒蓋上，當(dāng)他把茶壺嘴堵住時(shí)，蒸汽頂開了茶蓋。在旁的外祖母對(duì)瓦特的這種無聊動(dòng)作極為不滿，加以訓(xùn)斥。瓦特并不介意，他一心想著蒸汽的力量，從此萌發(fā)制造蒸汽機(jī)的念頭。瓦特與蒸汽機(jī)“瓦特蒸汽機(jī)巨大的、不知疲倦的威力使生產(chǎn)方法以過去所不能想象的規(guī)模走上了機(jī)械化道路?！?/p>

——羅爾特《詹姆斯·瓦特》第14頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六四、進(jìn)入蒸汽時(shí)代——瓦特和蒸汽機(jī)1.背景 英國工業(yè)革命開始，需要高效新動(dòng)力的支撐與推動(dòng)。2.新式蒸汽機(jī)廣泛應(yīng)用的影響：

1）解決了工業(yè)發(fā)展的動(dòng)力問題；

自然力（人力、畜力、水力、風(fēng)力）蒸汽

2）改變了工業(yè)格局的分布；

近水建廠交通發(fā)達(dá)、資源豐富

3）出現(xiàn)了發(fā)明和使用機(jī)器的熱潮；

4）促進(jìn)了交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，加強(qiáng)了各地的交流和聯(lián)系。

蒸汽輪船、蒸汽機(jī)車

概括：極大地推動(dòng)了社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展，使人類社會(huì)進(jìn)入“蒸汽時(shí)代”。第15頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六五、電氣時(shí)代的到來——愛迪生與電的應(yīng)用1.背景2.愛迪生的發(fā)明與電力的廣泛應(yīng)用

成就：電燈、電報(bào)、電話、電影等思考：你認(rèn)為愛迪生成功的奧秘是什么？好奇心+敏銳思維+勤奮努力A、現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的動(dòng)力和能源要求B、科學(xué)新發(fā)現(xiàn)的推動(dòng)（電磁感應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，法拉第）C、發(fā)電機(jī)的發(fā)明—電氣時(shí)代到來標(biāo)志（1870年，格拉姆）第16頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六3.電氣技術(shù)普及的影響影響：①以發(fā)電機(jī)為標(biāo)志的電氣技術(shù)，提供了更為強(qiáng)大便捷而又廉價(jià)的動(dòng)力，極大地推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，掀起了第二次工業(yè)革命?？茖W(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，又有力地推動(dòng)了社會(huì)變革和文明進(jìn)步。②資本主義從此確立全球優(yōu)勢(shì)，世界各地聯(lián)系更加緊密。③科技革命還改變了人們的生活方式，把人類帶進(jìn)了萬家燈火、通訊便捷的新世界，人們的生活從此更加方便舒適、豐富多彩。第17頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六科學(xué)家國家主要成果地位哥白尼伽利略牛頓達(dá)爾文瓦特愛迪生波蘭意大利英國美國英國英國提出太陽中心說開創(chuàng)近代科學(xué)牛頓經(jīng)典力學(xué)生物進(jìn)化論改良蒸汽機(jī)科技發(fā)明近代天文學(xué)奠基人“近代科學(xué)之父”奠定了經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)生物學(xué)領(lǐng)域掀起一場(chǎng)劃時(shí)代革命蒸汽機(jī)成為改造世界的動(dòng)力機(jī)械“發(fā)明大王”近代科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的表現(xiàn)第18頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計(jì)算它的軌道，可是計(jì)算結(jié)果總是同觀測(cè)紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測(cè)無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法國的勒維列和英國的亞當(dāng)斯堅(jiān)信牛頓力學(xué)的正確，大膽猜想計(jì)算結(jié)果之所以不理想，是因?yàn)樘栂抵羞€有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對(duì)天王星的引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺(tái)臺(tái)長(zhǎng)在收到勒維列來信的當(dāng)晚，用望遠(yuǎn)鏡對(duì)準(zhǔn)勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星—海王星。勒維列無需觀測(cè)星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓力學(xué)又創(chuàng)造了新的奇跡。海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)第19頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六冥王星失去行星地位

2006年08月25日07:04:18

來源：新華網(wǎng)

8月24日，在捷克首都布拉格舉行的國際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)通過行星的新定義，冥王星終于“慘遭降級(jí)”，被驅(qū)逐出了行星家族，被列為“矮行星”。第20頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六 一個(gè)大雪天的夜晚,愛迪生的媽媽突然生病了,爸爸急忙找來醫(yī)生。醫(yī)生說：“你媽媽得了急性闌尾炎，需要開刀做手術(shù)”。那時(shí)候只有油燈沒有電燈，油燈的光線很暗，一不小心就會(huì)開錯(cuò)刀。愛迪生突然想起一個(gè)好辦法，他把家里所有的油燈全都端了出來，再把一面鏡子放在油燈的后面，讓醫(yī)生順利的做完了手術(shù)。醫(yī)生說：“孩子你是用你的智慧和聰明救了你的媽媽?！睈鄣仙鴭寢尩氖终f：“媽媽我要制造一個(gè)晚上的太陽?！睈鄣仙c電的應(yīng)用第21頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六這里，我們不妨追溯一下他小時(shí)候的兩個(gè)故事。在他幼年時(shí)期，有一回他看到母雞孵卵生出小雞，很覺奇妙，但并不滿足。事后，他也悄悄攢些雞蛋放在倉庫里，自己伏在上面，親自試一試能否生出小雞來，弄得全家人好一陣子找不到他。七歲上學(xué)后，他強(qiáng)烈的求知欲和鉆研問題的習(xí)慣就更加明顯了。他對(duì)他所接觸的東西，總是無休止地提出這樣或那樣的問題，并要求老師解答清楚。對(duì)此，老師很覺頭痛。有一回上算術(shù)課時(shí)，老師教同學(xué)們說二加二等于四，愛迪生一定要讓老師講明白，二加二為什么等于四。盡管老師給他作了一般的解釋，但并不能滿足他的要求。于是，老師就說他“愚笨”。愛迪生不滿足自己已經(jīng)學(xué)得的知識(shí)，而時(shí)時(shí)刻刻用自己天真幼稚的心靈探索著大自然的秘密。然而，他的老師未能理解他。可是幾十年后，愛迪生卻成為享有盛名的發(fā)明家了。愛迪生12歲第22頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六愛迪生只念過三個(gè)月的小學(xué)。學(xué)校老師說他“愚呆”

，他不得不退學(xué)回家。當(dāng)過鄉(xiāng)村教師的母親并不相信這一點(diǎn)，親自做他的教師，引導(dǎo)他去讀一些書。愛迪生很喜歡科學(xué)。他很小就在自己家的地窖里，建起了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)室。他把平時(shí)省吃儉用的錢，全部花在儀器上。但光靠這個(gè)錢是不能滿足試驗(yàn)需要的，于是，他就到火車上當(dāng)賣報(bào)童。后來，他發(fā)現(xiàn)火車上行李車廂中有一間吸煙室未用，他就把家中地窖里的試驗(yàn)品搬到這上來，堅(jiān)持做化學(xué)試驗(yàn)。有一天，火車搖晃，行李滑下來，把他試驗(yàn)用的一支磷桿摔到地下，車廂立即著火?；鸨悔s到現(xiàn)場(chǎng)的人撲滅了，可是車長(zhǎng)卻打聾了他的耳朵，造成終身殘廢。愛迪生所走過的道路是不平坦的。他當(dāng)過電報(bào)生。在書攤和圖書館消磨很多精力。但由于幾次失業(yè)，最后不得不到紐約投奔朋友。他口袋里連一個(gè)小錢也沒有。他餓急了，只好向人討了點(diǎn)茶水喝，這是他到紐約后的第一頓飯。饑因交加的愛迪生，容儀拙陋，衣著襤褸，被人看不起。一個(gè)偶然機(jī)會(huì)他很快幫助人家修好了一臺(tái)機(jī)器，而被留下來，這才找到了工作。逐步走上了科學(xué)研究的道路。第23頁，共26頁，2023年，2月20日，星期六為了選擇做燈絲用的物質(zhì)，愛迪生共對(duì)1600種不同的材料進(jìn)行試驗(yàn)，僅植物類的炭化試驗(yàn)就達(dá)6000多次。他的試驗(yàn)筆記簿多達(dá)200多本，共計(jì)40000余頁，先后經(jīng)過3年的時(shí)間。他每天工作十八、九個(gè)小時(shí)。甚至在1871年圣誕節(jié)他結(jié)婚的那一天，竟因工作忘記了新娘子