近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌.ppt

近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌,專題七,【要求】 1.概述牛頓的主要成就，認(rèn)識(shí)經(jīng)典力學(xué)在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。,2.簡述達(dá)爾文及進(jìn)化論的主要觀點(diǎn)。,3.列舉瓦特和愛迪生的主要發(fā)明，說明科學(xué)技術(shù)進(jìn)步對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用。,近代物理學(xué)的奠基人和革命者,經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展,量子理論的誕生(從普朗克到愛因斯坦),相對(duì)論的建立（愛因斯坦）,現(xiàn)代物理學(xué)理論的發(fā)展,本課知識(shí)結(jié)構(gòu),近代物理學(xué)的奠基人和革命者,伽利略對(duì)亞里士多德力學(xué)觀的否定,牛頓對(duì)前人科學(xué)理論的發(fā)展,1、伽利略對(duì)亞里士多德力學(xué)觀的否定,（一）經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展,2、牛頓對(duì)前人科學(xué)理論的發(fā)展 （1）經(jīng)典力學(xué)體系的主要內(nèi)容,（2）經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位,經(jīng)典力學(xué)體系,2、牛頓對(duì)前人科學(xué)理論的發(fā)展 （1）經(jīng)典力學(xué)體系的主要內(nèi)容,牛頓力學(xué)體系及數(shù)學(xué)、天文學(xué)方面的研究成果記載在他的科學(xué)巨著自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理中。,（2）經(jīng)典力學(xué)體系的歷史地位,理論的綜合：1.牛頓力學(xué)體系對(duì)自然界的力學(xué)現(xiàn)象做出了系統(tǒng)、合理的說明，從而完成了人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)史上的第一次理論大綜合。 2.經(jīng)典力學(xué)體系的建立標(biāo)志著近代科學(xué)的形成。,實(shí)踐的驗(yàn)證：根據(jù)萬有引力定律，人們準(zhǔn)確地算出地球的平均密度和扁平率，正確地解釋了潮汐的成因。根據(jù)這一定律，人們還發(fā)現(xiàn)了海王星、冥王星。（具有驚人的預(yù)見力和巨大的理論指導(dǎo)意義）。,（二）量子理論的誕生,1、普朗克提出量子概念：（1900年） 即物體在發(fā)射輻射和吸收輻射時(shí)，以一定數(shù)值的整數(shù)倍進(jìn)行能量交換。正如物質(zhì)是由一個(gè)個(gè)原子組成的一樣，能量也是由一份份“能量原子”構(gòu)成的。（“能量原子”簡稱“量子”） 2、標(biāo)志： 關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論(122頁）,3、意義：讓人們從根本上改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念，使物理學(xué)乃至整個(gè)自然科學(xué)的觀念都發(fā)生了重大變革，人們對(duì)物質(zhì)世界的探索從宏觀世界深入到微觀世界。,（三）相對(duì)論的建立,1、狹義相對(duì)論。 1905年，愛因斯坦發(fā)表了論動(dòng)體的電動(dòng)力學(xué)，創(chuàng)立了狹義相對(duì)論。,狹義相對(duì)論認(rèn)為：時(shí)間和空間都與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)有關(guān)，隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化。（牛頓所說的絕對(duì)時(shí)間和空間都不存在了，但狹義相對(duì)論并非全盤否定牛頓力學(xué)，牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，而狹義相對(duì)論反映的是物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，是對(duì)牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。）,2、廣義相對(duì)論 1916年，愛因斯坦又建立了廣義相對(duì)論。,廣義相對(duì)論第一次闡述了四維時(shí)空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思想。,相對(duì)論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對(duì)時(shí)空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，而狹義相對(duì)論反映的是物體高速運(yùn)動(dòng)的客觀規(guī)律，是對(duì)牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對(duì)論的一種特例（物體低速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)），包括在相對(duì)論體系中。,3、相對(duì)論與牛頓力學(xué)的關(guān)系：,4、相對(duì)論建立的意義,1、愛因斯坦相對(duì)論的建立，是對(duì)近代物理學(xué)理論框架的重大突破。 2、形成全新的時(shí)空觀、運(yùn)動(dòng)觀和物質(zhì)觀，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對(duì)整個(gè)自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠(yuǎn)的影響。 3、量子論與相對(duì)論一起，構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架，標(biāo)志人類邁進(jìn)現(xiàn)代科技時(shí)代。,17至20世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)展的過程,物理學(xué)重大進(jìn)展的主要成就及意義,創(chuàng)立自由落體定律,注重科學(xué)研究方法,為經(jīng)典力學(xué)奠定基礎(chǔ),物體運(yùn)動(dòng)三大定律和萬有引力定律,標(biāo)志著牛頓力學(xué)體系的形成,標(biāo)志近代科學(xué)形成,量子論,改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念,相對(duì)論（狹義、廣義）,突破；變革；全新的時(shí)空觀,解釋光電效應(yīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象和光的本質(zhì),進(jìn)一步推動(dòng)了量子論的發(fā)展,現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架,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.前人的研究成果。 4.科學(xué)家們的個(gè)人天賦和不懈努力。,近代以來物理學(xué)迅猛發(fā)展的原因：,第二課 追尋生命的起源,人是從猿進(jìn)化而來,達(dá)爾文（18091882）,1.進(jìn)化論觀點(diǎn)形成標(biāo)志：1859年達(dá)爾文的巨著物種起源出版。,一、達(dá)爾文與進(jìn)化論,一、達(dá)爾文創(chuàng)立生物進(jìn)化論學(xué)說,1、拉馬克的生物進(jìn)化觀。,提出了生物是從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展進(jìn)化的觀點(diǎn)，肯定了環(huán)境對(duì)物種變化的影響。,拉馬克（17441829）,物種起源一書為什么能引起人們購買的熱情？是什么觀點(diǎn)震撼了世界？,1859年11月24日清晨，霧靄中，倫敦幾家書店的門口人聲鼎沸，人們爭先恐后地排隊(duì)購買剛出版的新書物種起源。初版1250本書在發(fā)行的當(dāng)天就被銷售一空。書中的觀點(diǎn)震撼了世界，動(dòng)搖了禁錮人們思想許多個(gè)世紀(jì)的特創(chuàng)論。 引自科學(xué)簡史,2.達(dá)爾文的生物進(jìn)化論觀點(diǎn)：,自然界中生物的物種是不斷進(jìn)化的，是不斷從低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的。 自然界進(jìn)化的規(guī)則是物競(jìng)天擇，適者生存。 達(dá)爾文還提出人類起源于古猿的觀點(diǎn)。,達(dá)爾文認(rèn)為長頸鹿的進(jìn)化原因是：長頸鹿產(chǎn)生的后代超過環(huán)境承受能力（過度繁殖）；它們都要吃樹葉而樹葉不夠吃（生存斗爭）；它們有頸長和頸短的差異（遺傳變異）；頸長的能吃到樹葉生存下來，頸短的卻因吃不到樹葉而最終餓死了（適者生存）。,結(jié)合本課教材相關(guān)資料和以前所學(xué)知識(shí)，思考： 生物進(jìn)化觀是在什么背景下產(chǎn)生的？,聯(lián)系必修一專題七第一課“代議制的確立和完善”中有關(guān)“英國資產(chǎn)階級(jí)革命”的內(nèi)容。 聯(lián)系必修二專題五第三課“蒸汽的力量”有關(guān)“工業(yè)革命”的內(nèi)容。 聯(lián)系必修三專題六第二課“人性的復(fù)蘇” 中有關(guān)“文藝復(fù)興”和“宗教改革”的內(nèi)容 聯(lián)系必修三專題六第三課“理性與自由的啟蒙”和第四課“主權(quán)在民的政治啟蒙”的內(nèi)容。,1688年,1787年,1875年,1871年,建君主立憲制,建君主立憲制,建立共和制度,建立共和制度,政治基礎(chǔ)：必修一從17世紀(jì)開始，歐洲大陸紛紛通過不同方式建立了資產(chǎn)階級(jí)代議制度，打擊了封建勢(shì)力和教會(huì)的力量。,1649年被送上斷頭臺(tái)的查理一世,18世紀(jì)60年代開始于英國后擴(kuò)展到其他歐美國家，資本主義迅猛發(fā)展。,經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)：,必修二 “工業(yè)革命”,瓦特改良型蒸汽機(jī)推動(dòng)了機(jī)器的普及，工廠制度于是興起，許多工廠集中在一起，工業(yè)城市逐漸形成,三大運(yùn)動(dòng)有力沖擊基督教神學(xué)，摧毀了基督教會(huì)精神獨(dú)裁，人文主義、理性主義深入人心，面向現(xiàn)實(shí)，重視實(shí)踐，崇尚理性蔚然成風(fēng)。,思想基礎(chǔ)：,必修三 14-18世紀(jì)的思想解放運(yùn)動(dòng),圣母與圣子,路德康慨陳詞,伏爾泰,生物進(jìn)化論是在什么背景下產(chǎn)生的？,1600,1859,1688,英國“光榮革命”,“工業(yè)革命”,1765,1840,“文藝復(fù)興”,14世紀(jì)16世紀(jì),1800,歐洲“啟蒙運(yùn)動(dòng)”,（1）社會(huì)環(huán)境： 政治上：資產(chǎn)階級(jí)革命的影響； 經(jīng)濟(jì)上：資本主義經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和工業(yè)革命的推動(dòng)； 思想上：文藝復(fù)興、宗教改革、啟蒙運(yùn)動(dòng)解放了思想。 （2）科學(xué)基礎(chǔ)： 科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生物學(xué)知識(shí)的積累。細(xì)胞學(xué)說和生物進(jìn)化的觀點(diǎn)等奠定了理論基礎(chǔ)。 （3）自身實(shí)踐： 達(dá)爾文的科學(xué)探索。,生物進(jìn)化觀產(chǎn)生的背景：,1863年，赫胥黎發(fā)表人類在自然界中的位置，通過比較解剖學(xué)的研究，論證了“人的構(gòu)造和其他動(dòng)物一樣，尤其和猿更接近”。它使人猿同祖論進(jìn)一步得到了確立，促進(jìn)了進(jìn)化論的傳播。,二、赫胥黎發(fā)展生物進(jìn)化論,赫胥黎（18251895）,“神創(chuàng)說”,“進(jìn)化論”,1、中世紀(jì)，受封建神學(xué)束縛最大的是生物學(xué)?？茖W(xué)與宗教在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的根源？,根本分歧:生命是自然界進(jìn)化的結(jié)果，還是上帝創(chuàng)造的產(chǎn)物,根源：生產(chǎn)力的發(fā)展水平。古代生產(chǎn)力的落后，人們對(duì)自然認(rèn)識(shí)的有限性。統(tǒng)治階級(jí)為鞏固統(tǒng)治的需要，宣揚(yáng)君權(quán)神授。,你的祖父是猴子變過來的嗎？ 1860年6月30日，英國 教會(huì)在牛津大學(xué)精心策劃了一場(chǎng)關(guān)于進(jìn)化論的辯論會(huì)， 這就是在人類科技史上著名的“人類起源大論戰(zhàn)”。,【重點(diǎn)問題分析】,二、科學(xué)與宗教在人類起源問題上的根本分歧,3.進(jìn)化論的意義和影響：,（1）思想上：挑戰(zhàn)了封建神學(xué)，否定了神創(chuàng)說，促進(jìn)思想解放； （2）科學(xué)上：把發(fā)展變化思想引入生物界，開創(chuàng)了生物科學(xué)發(fā)展的新時(shí)代；,（3）政治上：進(jìn)化論傳入中國，對(duì)維新變法運(yùn)動(dòng)和新文化運(yùn)動(dòng)起了巨大推動(dòng)作用。,進(jìn)化論對(duì)近代中國社會(huì)的影響:,19世紀(jì)末的中國正面臨著亡國滅種的危機(jī),進(jìn)化論傳到中國，成為了進(jìn)步人士追求真理的引導(dǎo)，他們以“物競(jìng)天擇”“適者生存”的觀點(diǎn)鼓勵(lì)人們奮發(fā)圖強(qiáng)，為爭取生存和進(jìn)步而斗爭，進(jìn)化論成了喚醒中國人民覺悟的思想武器,對(duì)維新變法運(yùn)動(dòng)和新文化運(yùn)動(dòng)起了巨大推動(dòng)作用。,“進(jìn)化論”與新文化運(yùn)動(dòng),陳獨(dú)秀 （18801942）,新文化運(yùn)動(dòng)的前期,主要是傳播西方的民主與科學(xué)，即宣傳資產(chǎn)階級(jí)自由平等學(xué)說和達(dá)爾文的進(jìn)化論,第二課知識(shí)結(jié)構(gòu),追尋生命的起源,達(dá)爾文創(chuàng)立生物進(jìn)化論學(xué)說,拉馬克的生物進(jìn)化觀,達(dá)爾文的生物進(jìn)化觀,赫胥黎發(fā)展生物進(jìn)化論,科學(xué)與宗教在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的根源,有人記載伽利略曾在意大利比薩斜塔上作過自由落體的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果兩個(gè)重量相差10倍的球同時(shí)落地，證明了亞里士多德的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。,“兩個(gè)鐵球同時(shí)落地！”,？,這種科學(xué)探究方式還為伽利略帶來了什么學(xué)術(shù)成就？它對(duì)人類產(chǎn)生了什么影響？,發(fā)現(xiàn)了自由落體等物理學(xué)定律。在天文學(xué)領(lǐng)域里取得了一系列成就；（成就）,改變了人們認(rèn)識(shí)世界的方法，開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系的近代科學(xué)，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。(是經(jīng)典力學(xué)的奠基者）（意義）,伽利略對(duì)亞里士多德力學(xué)觀的否定,亞里士多德的力學(xué)觀：必須有力作用在物體上，物體才能運(yùn)動(dòng)，沒有力的作用，物體就會(huì)靜止。如：“推箱子”的例子,伽利略通過觀察、實(shí)驗(yàn)和推理，得出結(jié)論：如果運(yùn)動(dòng)物體不受阻礙，它將速度保持不變地持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。,海王星王和冥星的發(fā)現(xiàn),牛頓的成就與前人研究成果的關(guān)系,“巨人肩上的思索” 牛頓曾謙遜地說：“如果我比別人看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟??！?近代科學(xué)在否定中發(fā)展，在繼承中發(fā)展，在綜合 中發(fā)展,前人基礎(chǔ)（伽利略、笛卡爾、開普勒）； 注重實(shí)驗(yàn)。,牛頓成功的條件：,質(zhì)疑與思考：經(jīng)典力學(xué)體系是最完美的物理學(xué)理論嗎？,19世紀(jì)末，面對(duì)經(jīng)典物理學(xué)近乎完美的發(fā)展，有的物理學(xué)家表示：“19世紀(jì)已經(jīng)將物理大廈全部建成，今后物理學(xué)家只是修飾和完美這座大廈?！?高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，是經(jīng)典力學(xué)無法解釋的！,量子論確實(shí)深?yuàn)W難懂，甚至連量子論奠基人之一的玻爾都說：“如果誰不為量子論而感到困惑，那他就是沒有理解量子論?！?狹義相對(duì)論發(fā)表100周年， 也許全世界只有幾十個(gè)人能完全理解他的真諦， 但這并不能掩蓋相對(duì)論對(duì)人類生活的巨大改變。,