吳婧5近代科學技術革命

第15課近代科學技術革命哥白尼

伽利略牛頓達爾文愛迪生（16——19世紀科學技術的發(fā)展）學習目標①掌握哥白尼、伽利略、牛頓、達爾文、瓦特、愛迪生的主要貢獻。②理解工業(yè)革命與科學技術的關系。（重點）（難點）從哥白尼到伽利略1牛頓的經(jīng)典力學2達爾文與進化論3瓦特與蒸汽機45愛迪生與電的應用科學與神學的較量

科學的應用---------工業(yè)革命----第二次工業(yè)革命---------天文學領域------無生命的領域------有生命的領域閱讀導言，說出近代科學技術革命興起的原因？近代科技革命興起的的原因

1、生產力發(fā)展和社會發(fā)展的需求；

2、資產階級興起，人文主義和理性主義的興起解放了人們的思想；

3、科學家們的個人天賦和不懈努力。1、哥白尼（1）觀點：太陽中心說（2）著作：《天體運行論》

（3）地位：近代天文學奠基人——標志近代科學革命的開始一、從哥白尼到伽利略哥白尼（1473—1543）的《日心說》示意圖波蘭天文學家哥白尼通過天文觀察和數(shù)學計算創(chuàng)立了“日心說”，認為太陽位于宇宙的中心，地球和其他星球都圍繞太陽運轉。意大利伽利略（1564-1642）科學的真理不應在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應該在實驗中和以實驗為基礎的理論中去找。

——伽利略“近代科學之父”伽俐略1610年，伽利略用望遠鏡發(fā)現(xiàn)有4顆衛(wèi)星圍繞著木星轉。這一發(fā)現(xiàn)震動了整個歐洲和全球科學界。伽利略是第一位利用望遠鏡觀察天體的人。目前人類發(fā)現(xiàn)的16顆木星衛(wèi)星中，有４顆叫“伽利略衛(wèi)星”。

木星和它的伽利略衛(wèi)星

他又發(fā)現(xiàn)太陽上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞著太陽公轉的“日心說”找到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準外出。８年多后，伽利略臨死前仍不屈服，堅定地說：“地球確實在圍著太陽轉！”他的努力沒有白費，越來越多的人開始探索星空和科學！這座堪稱世界建筑史奇跡的斜塔，不僅以它“斜而不倒”聞名天下，還因為1590年，意大利的偉大科學家伽俐略，曾在斜塔的頂層做過自由落體運動的實驗，讓兩個重量相差10倍的鐵球，同時從塔頂落下，結果，兩球同時著地，因而，雄辯地一舉推翻了束縛人們思想近2000年的希臘著名學者亞里士多德關于重量不同的物體，其下落的速度也不相同的“物體下落速度與重量成正比”的理論。伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新時代，被人們稱為“近代科學之父”，伽俐略用來做實驗的斜塔因而更加聞名。C、開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學。1.伽利略:（1）主要貢獻：A、證明了日心說的正確；B、創(chuàng)制了天文望遠鏡，發(fā)現(xiàn)了許多星體。①表現(xiàn)：②影響：B、為牛頓經(jīng)典力學的創(chuàng)立奠定了基礎。（2）地位：A、開辟了天文學的新時代；被譽為“近代科學之父”。D.發(fā)現(xiàn)自由落體定律牛頓的經(jīng)典力學牛頓是一位偉大的科學家。數(shù)學界，他總結出了微積分；在物理界，他總結出了萬有引力定律以及經(jīng)典力學的三大定律；在光學方面，他最早發(fā)現(xiàn)了白光的組成，指出了色散的本質。1727年3月20日，偉大的牛頓逝世，他被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上鐫刻著：

讓人們歡呼這樣一位多么偉大的人類榮耀曾經(jīng)在世界上存在！

后來，作為大學教授，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領帶不結，襪帶不系好，馬褲也不紐扣，就走進了大學餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項式定理。他抓住姑娘的手指，錯誤的把它當成通煙斗的通條，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，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，卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次，他請朋友吃飯，當飯菜準備好時，牛頓突然想到一個問題，便獨自進了內室，朋友等了他好久還是不見他出來，于是朋友就自己動手把那份雞全吃了，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，便轉身又進了內室，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，誰也沒有料到這個看起來微不足道的小東西會成為了一位科學巨人，并且竟活到了85歲。原希望他成為一個農民，但牛頓本人卻無意于此。每次，母親叫他同傭人一道上市場，熟悉做交易的生意經(jīng)時，他便懇求傭人一個人上街，自己則躲在樹叢后看書。牛頓的好學精神感動了舅父，于是舅父勸服了母親讓牛頓復學。牛頓（1643~1727年）英格蘭人、劍橋大學“如果說我看得遠，那是因為我站在巨人的肩上”。

“我不知道在別人看來，我是什么樣的人；但在我自己看來，我不過就象是一個在海濱玩耍的小孩，為不時發(fā)現(xiàn)比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜，而對于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然沒有發(fā)現(xiàn)?！?/p>

——牛頓在臨終前對自己的生活道路這樣總結1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學家用牛頓力學計算它的軌道，可是計算結果總是同觀測紀錄不大相符。經(jīng)反復核算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學上面？法國的勒維列和英國的亞當斯堅信牛頓力學的正確，大膽猜想計算結果之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學算出了這顆未知行星的位置和質量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長在收到勒維列來信的當晚，用望遠鏡對準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。勒維列無需觀測星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓力學又創(chuàng)造了新的奇跡。海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)劍橋大學牛頓數(shù)學橋

數(shù)學橋又稱牛頓橋，是位于劍橋大學內的一座木橋。相傳，這座橋是牛頓運用數(shù)學和力學原理設計建造的，整座橋上沒有使用一根釘子，堪稱是個奇跡。后來，好奇的學生把它拆下來，想看個究竟。誰知拆下容易，恢復難！無論他們用什么方法，就是恢復不了原樣，連校方也無能為力，最后，不得不用釘子固定，才重新將木橋架起來。

牛頓故居位于英國伍爾索普領地，1642年的圣誕節(jié)，他就誕生在這座灰白色的石頭建筑里。牛頓故居門前有那棵著名的蘋果樹，就在這棵樹下，牛頓領悟到萬有引力。樹的下方立著一方綠色的銅質徽章，那是伊利莎白女王頒發(fā)的保護令。牛頓故居《自然哲學的數(shù)學原理》

1687年，牛頓出版了力學經(jīng)典著作《自然哲學的數(shù)學原理》，建立起了完整的力學理論體系，實現(xiàn)了物理學史上的第一次大飛躍。牛頓的經(jīng)典力學1、成就：數(shù)學物理萬有引力定律力學三大定律（《自然哲學的數(shù)學原理》）微積分（德國萊布尼茨）A（自然科學角度）為經(jīng)典物理學和天文學奠定了基礎，標志著人類科學時代的開始；B（生產力和社會發(fā)展角度）牛頓力學和熱學引發(fā)了第一次工業(yè)革命；C（哲學角度）為啟蒙思想和唯物主義哲學奠基礎。2、影響：二、牛頓的經(jīng)典力學代表作：《自然哲學的數(shù)學原理》

，建立起一個完整的力學理論體系。達爾文與進化論基督教和科學研究二者必然發(fā)生矛盾和沖突。最著名的有兩大爭論，一是圍繞日心說與地心說的爭論，二是圍繞生物進化論的爭論。英國人達爾文（1809—1882）22歲就到“貝格爾號”作環(huán)球旅行5年間（1831起）他收集了大量動植物資料為達爾文主義打下了堅實的基礎1859年11月24日出版了《物種起源》在這部書里，達爾文旗幟鮮明地提出了“進化論”的思想，說明物種是在不斷的變化之中，是由低級到高級、由簡單到復雜的演變過程。女媧造人盤古開天地中國之說世界之說

西方之說——神創(chuàng)——神創(chuàng)——神創(chuàng)古人認為生命是怎樣起源的？達爾文在《物種起源》的結束語如此寫道：

“這種觀點是宏偉壯麗的：生命及其若干威力最初被賦予幾種或一種類型；而且，在這顆行星依據(jù)引力的既定定律運行之時，從如此簡單的一個開端，最美麗和最奇妙的無窮無盡的類型已經(jīng)和正在進化。”2、主要觀點和著作①達爾文《物種起源》：提出“物競天擇、適者生存、自然選擇”的生物進化理論；A、生物進化而來，經(jīng)歷了從低級向高級，從簡單到復雜的發(fā)展過程。B、生物現(xiàn)存的物種具有共同的原始起源，不同物種的變異是“自然選擇”的結果②《人類的起源》：論證人類是從古猿進化而來。3、論證：赫胥黎《人類在自然界中的位置》，從解剖學的角度論證了人猿同祖的學說。三、生物學：19世紀中葉達爾文與進化論4、影響（1）根本上改變了19世紀絕大多數(shù)人對生物界和人類在生物界中的看法，把發(fā)展變化思想引入生物界，開創(chuàng)生物科學發(fā)展的新時代。（2）挑戰(zhàn)了封建神學，否定了神創(chuàng)論，促進了人類認識的飛躍，在自然科學領域沖擊了教會的權威地位。三、生物學：19世紀中葉達爾文與進化論童年時代的瓦特和茶壺的故事

一天晚上，瓦特和一個小女孩在家里喝茶。瓦特不停地擺弄茶壺蓋，一會兒打開，一會兒蓋上，當他把茶壺嘴堵住時，蒸汽頂開了茶蓋。在旁的外祖母對瓦特的這種無聊動作極為不滿，加以訓斥。瓦特并不介意，他一心想著蒸汽的力量，從此萌發(fā)制造蒸汽機的念頭。瓦特與蒸汽機

“瓦特蒸汽機巨大的、不知疲倦的威力使生產方法以過去所不能想象的規(guī)模走上了機械化道路。”

——羅爾特《詹姆斯·瓦特》蒸汽機的發(fā)明和改良1、背景①英國工業(yè)革命開始，傳統(tǒng)動力存在著嚴重的局限性③英國取得資產階級革命勝利——政治前提④生產中有了許多發(fā)現(xiàn)和發(fā)明——科技基礎②市場需求的擴大和生產力的發(fā)展發(fā)明新動力十分必要可能性瓦特改良的蒸氣機模型1769年，瓦特在前人基礎上改良了蒸汽機，并取得了專利。瓦特的蒸汽機是科學史上劃時代的成就，蒸汽機大大促進了機器的運用和工廠的生產，使工業(yè)技術的變革出現(xiàn)了新的飛躍。瓦特與蒸汽機1807年，這艘汽船在內河試航成功，揭開了水上交通運輸工具的新篇章。航行時蒸汽機推動船兩側的明輪，所以這種船就被稱為輪船。1807年“克萊蒙特”號蒸汽船1814年，英國人史蒂芬孫發(fā)明了第一臺蒸汽機車，這臺機車在前進時不斷從煙囪里冒出火來，因此被稱為“火車”。火車的發(fā)明，使陸上交通工具得到突飛猛進的發(fā)展。改良的蒸汽機原理圖

蒸汽機推動世界工業(yè)進入了“蒸汽時代”。瓦特由于這樣一個劃時代的偉大發(fā)明，從一個一貧如洗的無名小卒，一下子成為一個名利雙收的大人物了。他成為愛丁堡皇家學會、倫敦皇家學會和法蘭西學院的成員，還被選為法國科學院的８名外籍院士之一。倫敦公眾為他在有名的威斯敏斯特大教堂樹立了一座紀念碑。為了紀念瓦特這位偉大的發(fā)明家，人們把常用的功率單位定為瓦特，簡稱瓦。他的芳名將永遠刻在人類的歷史。一、天文學：1、哥白尼2、伽利略二、物理學：牛頓三、生物學：達爾文四、能源領域的革命1、瓦特與蒸汽機（1）背景：（2）意義：英國工業(yè)革命開始，需要高效新動力的支撐與推動A、解決了工業(yè)革命的動力問題B、最終使工廠擺脫了自然條件的限制，加快了工業(yè)化的步伐。C、推動了火車、輪船等新交通工具的出現(xiàn)，加強了各地的交流和聯(lián)系。概括：極大地推動了社會生產力的發(fā)展，使人類社會進入“蒸汽時代”一、蒸汽機的發(fā)明和改良二、電的發(fā)明和應用1、發(fā)電機的發(fā)明①電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)（法拉第）——發(fā)電機的理論基礎②發(fā)電機的發(fā)明（格拉姆）——標志電氣時代到來一個大雪天的夜晚,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”。那時候只有油燈沒有電燈，油燈的光線很暗，一不小心就會開錯刀。愛迪生突然想起一個好辦法，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。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：“媽媽我要制造一個晚上的太陽?！睈鄣仙c電的應用這里，我們不妨追溯一下他小時候的兩個故事。在他幼年時期，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。七歲上學后，他強烈的求知欲和鉆研問題的習慣就更加明顯了。他對他所接觸的東西，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。對此，老師很覺頭痛。有一回上算術課時，老師教同學們說二加二等于四，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)學得的知識，而時時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?？墒菐资旰?，愛迪生卻成為享有盛名的發(fā)明家了。愛迪生12歲

愛迪生只念過三個月的小學。學校老師說他“愚呆”

，他不得不退學回家。當過鄉(xiāng)村教師的母親并不相信這一點，親自做他的教師，引導他去讀一些書。愛迪生很喜歡科學。他很小就在自己家的地窖里，建起了一個小實驗室。他把平時省吃儉用的錢，全部花在儀器上。但光靠這個錢是不能滿足試驗需要的，于是，他就到火車上當賣報童。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品搬到這上來，堅持做化學試驗。有一天，火車搖晃，行李滑下來，把他試驗用的一支磷桿摔到地下，車廂立即著火。火被趕到現(xiàn)場的人撲滅了，可是車長卻打聾了他的耳朵，造成終身殘廢。愛迪生所走過的道路是不平坦的。他當過電報生。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。他口袋里連一個小錢也沒有。他餓急了，只好向人討了點茶水喝，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。一個偶然機會他很快幫助人家修好了一臺機器，而被留下來，這才找到了工作。逐步走上了科學研究的道路。為了選擇做燈絲用的物質，愛迪生共對1600種不同的材料進行試驗，僅植物類的炭化試驗就達6000多次。他的試驗筆記簿多達200多本，共計40000余頁，先后經(jīng)過3年的時間。他每天工作十八、九個小時。甚至在1871年圣誕節(jié)他結婚的那一天，竟因工作忘記了新娘子，讓妻子瑪麗小姐在洞房中空等了一夜。最后發(fā)明了白熱電燈——竹絲電燈。直到1908年發(fā)明用鎢做燈絲后才代替它。愛迪生在科學研究的道路上，步履堅實，用心維艱，的確花費了巨大的體力與心力。愛迪生被視為當代最多發(fā)明物的人，擁有1093項專利在他名下。

“天才是百分之一的靈感加上百分之九十九的汗水”“最大的浪費莫過于浪費時間了?！薄叭松虝毫?，要多想辦法，用極少的時間辦更多的事情?！睈鄣仙陌l(fā)明：電燈電報電話電