“近代科學(xué)開創(chuàng)者”牛頓

1、對牛頓的評價 對牛頓的評價 20 世紀(jì)的科學(xué)偉人愛因斯坦 由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對。 1921 年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當(dāng)時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎?wù)?，結(jié)果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在物理學(xué)上卻非常合理且為實驗所證實。 想一想： 上述現(xiàn)象說明了什么問題？給我們什么啟發(fā)？ 說明：像許多事物一樣，科學(xué)的發(fā)展道路也并非一帆風(fēng)順，往往會遇到很多阻力。 啟示：要敢于懷疑常識，勇于創(chuàng)新，因為即使生活中習(xí)以

2、為常、看起來無懈可擊的規(guī)律也可能是不科學(xué)的。 電腦顯示器 在短促的瞬間，電子顯像在顯示屏上 這正好符合愛因斯坦的狹義相對論。 發(fā)明電腦顯示器的工程師必須使顯示器符合“相對論效應(yīng)”，否則控制電子飛馳的磁鐵就會在顯示屏上產(chǎn)生模糊圖像，使你無法工作，當(dāng)然，精彩的電腦游戲也玩不起來了。 精準(zhǔn)的激光 當(dāng)你到超市購物，你手里的每一件商品條形碼也得益于愛因斯坦的激光理論，只有激光才能準(zhǔn)確讀出條形碼中的編碼。 數(shù)碼相機(jī) 假期你和家人輕松郊游。當(dāng)你打開數(shù)碼相機(jī)，準(zhǔn)備攝下家人溫馨的笑容時，要先感謝愛因斯坦。從鏡頭飛進(jìn)來的光子會把半導(dǎo)體里的電子擠走，這同樣利用了光電效應(yīng)。 控制x射線的能量 你長了一個腫瘤，幸虧是良

3、性的，但因長在胸腺上，手術(shù)后需要放射治療。醫(yī)生在為你實施放射治療前，需要估計x射線可能對你細(xì)胞造成的傷害，根據(jù)就是愛因斯坦的 e=mc2 （即能量=質(zhì)量乘光速平方）。 據(jù)此理論人們造出原子彈、氫彈的同時，也治好了你的胸腺瘤。 愛因斯坦 一、 20 世紀(jì)最偉大的科學(xué)家 二、堅定的和平捍衛(wèi)者 “當(dāng)法律和人類尊嚴(yán)必需保衛(wèi)時，我們一定要戰(zhàn)斗。 ” “人類的福祉必須高于對自己國家的忠誠。 ” “每一個國家的利益都必須服從更廣泛的共同體的利益。 ” 愛因斯坦 “人只有獻(xiàn)身于社會，才能找出那實際上是短暫而又有風(fēng)險的生命的意義。 ” “一個人的真正價值，首先取決于他在什么程度和在什么意義上從自我解放出來。 ”

4、 愛因斯坦一心希望科學(xué)造福于人類，但他卻目睹了科學(xué)技術(shù)在兩次世界大戰(zhàn)中所造成的巨大破壞。因此，他認(rèn)為戰(zhàn)爭與和平的問題是當(dāng)代的首要問題，除科研成果之外，他一生中發(fā)表得最多的也是這方面的言論。 * 英國詩人波普曾經(jīng)這樣寫道： 自然界和自然規(guī)律， 隱藏在黑暗中， 上帝說： 讓牛頓出生吧！ 于是，一切都變得光明。 有一天，牛頓在茶園里思考引力問題的時候，一個蘋果從樹上落下來。受到蘋果落地的啟發(fā)，牛頓心中豁然開朗：為什么蘋果總是垂直落向地面呢？為什么蘋果不向外側(cè)或向上運動，而總是向著地球中心運動呢？這肯定是有一個向下的力拉著它，而且這個向下的拉力必須指向地球中心，而不是指向地球的其他部分，所以蘋果總是垂

5、直下落，或者總是朝向地球的中心。 被稱為“近代科學(xué)開創(chuàng)者”的牛頓為人類社會的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。他的科學(xué)成就為現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。牛頓的上述發(fā)明難道就真像“蘋果落地”的故事那樣簡單嗎？在靈感突發(fā)的背后又隱含著多少心血和汗水、思考與探索？ 請閱讀教材，思考以下問題： 了解牛頓的成長歷程。 請按學(xué)科領(lǐng)域歸納牛頓一生中的主要科學(xué)成就。 試舉例說明牛頓的科學(xué)成就在推動人類社會發(fā)展的作用。 促成牛頓取得巨大成就的原因有哪些？ 你從牛頓那里學(xué)到（或感悟到）了什么？ 牛頓的出生地 牛頓的出生地 牛頓 一、成長的足跡 請思考： 你認(rèn)為牛頓真的從小就是一個天才嗎？ 他在成長中是否也遇到過一些困難甚至困境

6、？ 他又是如何面對這些困難或者困境的？ 你覺得牛頓成長過程中最值得你學(xué)習(xí)的地方是什么？ 牛頓 一、成長的足跡 二、牛頓的科學(xué)成就 數(shù)學(xué)： 光學(xué)： 物理學(xué)： 牛頓 一、成長的足跡 二、牛頓的科學(xué)成就 數(shù)學(xué)：微積分（德國萊布尼茨） 光學(xué)：發(fā)現(xiàn)了日光的組成等 物理學(xué)：力學(xué)三大定律、萬有引力定律 1686 年，撰寫自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 1687 年問世 f= 萬有引力定律 為紀(jì)念牛頓的貢獻(xiàn)，國際天文學(xué)聯(lián)合會決定把 662 號小行星命名為牛頓小行星。 牛頓 一、成長的足跡 二、牛頓的科學(xué)成就 意義： 牛頓力學(xué)的三大定律和萬有引力定律為經(jīng)典力學(xué)規(guī)定了一套基本概念，形成了完整的近代力學(xué)體系； 把地面上物體的運

7、動和太陽系內(nèi)行星的運動統(tǒng)一在相同的物理定律之中，從而完成了人類文明史上第一次自然科學(xué)的大綜合，為近代天文學(xué)奠定了基礎(chǔ)，對以后的天體研究起了極大的推動作用； 人們把牛頓力學(xué)體系的建立當(dāng)作近代科學(xué)體系形成的標(biāo)志。 海王星 冥王星 （小圖像為空間原始圖像，大圖像為經(jīng)過計算機(jī)處理的冥王星表面） 另外，牛頓力學(xué)理論能夠預(yù)見新的物理現(xiàn)象，并能以天文觀測或試驗論證其正確性，如： 牛頓 一、成長的足跡 二、牛頓的科學(xué)成就 三、牛頓獲得巨大成就的原因 主觀條件： 善于思考與觀察的學(xué)習(xí)習(xí)慣； 虛心好學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度； 嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度； 科學(xué)的研究方法； 勤奮的探索精神； 善于吸收前人的研究成果； 牛頓 一、成長的足跡

8、 二、牛頓的科學(xué)成就 三、牛頓獲得巨大成就的原因 主觀條件： 客觀條件： 西歐思想解放運動提供思想基礎(chǔ)； 英國資產(chǎn)階級革命的洗禮； 前人的研究成果為牛頓提供很好的條件； 社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為理論研究提供物質(zhì)基礎(chǔ)又對理論發(fā)展提出迫切要求。 四、晚年的困惑 晚年的牛頓開始致力于對神學(xué)的研究，他否定哲學(xué)的指導(dǎo)作用，虔誠地相信上帝，埋頭于寫以神學(xué)為題材的著作。當(dāng)他遇到難以解釋的天體運動時，竟提出了“神是第一推動力”的謬論。他說：“上帝統(tǒng)治萬物，我們是他的仆人而敬畏他、崇拜他。 ” 40 歲以后，他把興趣逐漸轉(zhuǎn)向政治、化學(xué)（賤金屬變成黃金）、神學(xué)問題，寫了近 200 萬言的著作，毫無價值。 對牛頓的評價 他

9、在辭世之前曾簡短地評價過自己： “我不知道世人怎樣看我，但我自己以為我不過像一個在海邊玩耍的孩子，不時為發(fā)現(xiàn)比尋常更為美麗的一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜，至于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理海洋，卻全然沒有發(fā)現(xiàn)。 ” 英國著名詩人在他的墓碑上鐫刻著銘言：讓人們歡呼這樣一位多么偉大的巨匠，人類榮耀曾經(jīng)因他而在世界上存在過。 1942 年愛因斯坦為紀(jì)念牛頓誕生 300 周年而寫的文章，對牛頓的一生作如下的評價：“只有把他的一生看作為永恒真理而斗爭的舞臺上一幕才能理解他。 ” 閱讀教材，結(jié)合以上材料，就應(yīng)該怎樣評價牛頓談?wù)勀愕目捶ā?劍橋大學(xué)校園 對牛頓的評價 “金無足赤，人無完人”，瑕不掩瑜。 牛頓終歸是

10、偉大的牛頓，他的科學(xué)貢獻(xiàn)將永載史冊。 牛頓是英國物理學(xué)家、天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家和自然哲學(xué)家，是經(jīng)典力學(xué)建立者，是近代科學(xué)之父； 他創(chuàng)建了經(jīng)典力學(xué)的理論體系，在光學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)研究方面也做出劃時代發(fā)明和發(fā)現(xiàn)； 牛頓是 17 世紀(jì)科學(xué)革命中所涌現(xiàn)出來最偉大的科學(xué)家，也是人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。 四歲多還不會說話，家里人擔(dān)心他是個低能兒。 行為遲鈍， 他 說話 所用的 時間 比起 別 的孩子要 多 得多 。 中小學(xué)時代常常被斥為“生性孤僻、智力遲鈍”，“不守紀(jì)律、心不在焉、想入非非”。中學(xué)畢業(yè)前夕，校方甚至斷言他未來將“一事無成”，勒令他退了學(xué)。 16 歲那年，他以同等學(xué)歷報考大學(xué)，盡管物理、數(shù)

11、學(xué)成績很好，但由于需要死記硬背的科目考砸了鍋，只得名落孫山。 大學(xué)里老師都不大看得起他，不愿意把他留下來做助教；他幾次去請求，人家也不要他；甚至于有幾次他幾乎要失業(yè)了。幾次在中學(xué)里面求職，最后在專利局里面找到一個職位。他每個星期要在專利局工作大概 40 多個小時。 現(xiàn)代物理學(xué)是相對于什么而言的？ 現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱是什么？分別是由誰提出的？ 提示： 相對于牛頓的經(jīng)典物理學(xué)（力學(xué)）而言的； 量子論和相對論是現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱； 兩大理論的提出者分別是德國理論物理學(xué)家普朗克和美籍德國科學(xué)家愛因斯坦。 愛因斯坦和量子理論的創(chuàng)始人普朗克 2005 年是愛因斯坦逝世 50 周年，同時也是他提出狹義相

12、對論 100 周年。 100 年前，年僅 26 歲的毛頭小伙愛因斯坦，以他卓越的思考力、非凡的洞察力，提出了狹義相對論，傳統(tǒng)經(jīng)典物理學(xué)由此徹底改變。這一種顛覆是多么激動人心，為紀(jì)念相對論誕生 100 周年暨愛因斯坦逝世 50 周年，聯(lián)合國大會將 2005 年確定為“國際物理年”，這是聯(lián)合國首次為一個學(xué)科確定的全球規(guī)模的紀(jì)念活動。愛因斯坦，這位在許多國度千年人物（ 10012000 年）評選中都居榜首的俊杰，絕不僅僅是因為在物理學(xué)上的成就。他既是偉大的科學(xué)家、現(xiàn)代物理學(xué)的開創(chuàng)者和奠基人，更是杰出的思想家，他是一幅視野開闊的思想寬銀幕。 愛因斯坦 一、 20 世紀(jì)最偉大的科學(xué)家 提出相對論 1905 年提出狹義相對論； 1916 年提出廣義相對論。 主要內(nèi)容：（兩個基本原理）相對性原理和光速不變原理（必修） 光子理論（獲得諾貝爾獎） 提出了著名的質(zhì)能關(guān)系式，為后來原子能事業(yè)的發(fā)展起到了指導(dǎo)作用 （1） （2） （3） （4） “相對論”妙解： 有一次，群眾包圍了從德國移居美國的科學(xué)家愛因斯坦的住宅，要他用“最簡單的話”解釋清楚他的“相對論”。當(dāng)時，據(jù)說全世界只有幾個高明的科學(xué)家看得懂他關(guān)于“相對論”的著作。愛因斯坦走出住宅，對大家