近代科學技術革命

歷史：岳麓版必修三第三單元從人文精神之源到科學理性時代第15課近代科學技術革命課標要求了解經(jīng)典力學的主要內(nèi)容，認識其在近代自然科學理論發(fā)展中的歷史地位。簡述進化論的主要觀點，概括科學與宗教在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的根源。以蒸汽機的發(fā)明和電氣技術的應用等為例，說明科學技術進步對社會發(fā)展的作用。

導言英國學者李約瑟博士在對中國科學技術的發(fā)展史進行研究后發(fā)現(xiàn)，16世紀前，中國的科技發(fā)展水平遠遠超過西方，除“四大發(fā)明”外，還有許多發(fā)明，如機械鐘、瓷器、獨輪車、拱橋等，都首創(chuàng)于中國?！盀槭裁唇茖W只在歐洲文明中發(fā)展，而未在中國（印度）文明中成長？”這個疑問后來被學術界命名為“李約瑟難題”，引起國內(nèi)外學者的廣泛關注。那么近代科學都包括哪些內(nèi)容呢？下面就讓我們進入第17課的學習。一、從哥白尼到伽利略波蘭天文學家哥白尼

1543年5月24日，一位老人躺在波蘭弗洛恩城堡教堂的箭樓里，他已經(jīng)瀕臨死亡，但卻遲遲不能瞑目，因為他在等候著一部巨著——《天體運行論》的問世。這是他用一生的心血所灌溉出來的成果。當書送到他的面前時，他只用手撫摩了一下，很快便停止了呼吸。這位老人，就是近代天文學的奠基人、日心說的創(chuàng)始人哥白尼。哥白尼“自然科學的獨立宣言”

《天體運行論》共分6卷。書中不僅提出了嶄新的宇宙圖像，而且對日、月和行星的運動都有嚴格的數(shù)學論證和定量探討。該書的出版，揭示了地球只是一顆圍繞太陽的普通行星，否定了“地球是上帝特意安排在宇宙中心”的宗教說教，動搖了教會鼓吹的上帝創(chuàng)世說的理論支柱。它對自然科學擺脫神學的羈絆以及對天文學的發(fā)展，都起了極大的推動作用?！短祗w運行論》為真理獻身的布魯諾布魯諾是意大利偉大的思想家、自然科學家、哲學家和文學家，由于宣傳日心說而被教會監(jiān)禁八年，最后被處以火刑。布魯諾在聽完宣判后大聲宣稱：“你們宣讀判決時的恐懼心理，比我走向火堆還要大得多?！?/p>

1600年2月17日，布魯諾在羅馬的鮮花廣場上英勇就義。1889年6月9日，人們在鮮花廣場為他樹立了一尊銅像，永遠紀念他的功績。布魯諾宇宙在時間和空間上都是無限的，沒有固定的中心，也沒有界限。

——布魯諾“天上的立法者”開普勒開普勒是德國近代著名的天文學家、數(shù)學家、物理學家和哲學家。他以數(shù)學的和諧性探索宇宙，在天文學方面做出了巨大的貢獻。開普勒是繼哥白尼之后第一個站出來捍衛(wèi)太陽中心說、并在天文學方面有突破性成就的人物，他提出了行星運動三定律，完善并簡化了哥白尼學說，被后世的科學史家稱為“天上的立法者”。約翰尼斯·開普勒意大利物理學家伽利略意大利著名數(shù)學家、天文學家、物理學家、哲學家，是首先在科學實驗的基礎上融合貫通了數(shù)學、天文學、物理學三門科學的科學巨人。伽利略是科學革命的先驅(qū)，畢生把哥白尼、開普勒開創(chuàng)的新世界觀加以證明和廣泛宣傳，并以自己在教會迫害下的犧牲喚起人們對日心說的公認，在人類思想解放和文明發(fā)展的過程中作出了劃時代的貢獻。伽利略伽利略的科學成就

1590年，伽利略在比薩斜塔上做的“鐵球落地”實驗，糾正了亞里士多德“物體落下的速度和重量成比例”的學說；1609年，他創(chuàng)制了天文望遠鏡，觀測到月球表面凹凸不平，繪制了第一幅月面圖。1610年，他發(fā)現(xiàn)了木星的四顆衛(wèi)星，為日伽利略望遠鏡心說找到了確鑿的證據(jù)。他為牛頓經(jīng)典力學的創(chuàng)立奠定了基礎。比薩斜塔伽利略為科學遭受迫害由于伽利略積極宣揚日心說，因而遭到教會的迫害，被迫在1633年于羅馬宗教裁判所接受審判，并被迫在“悔罪書”上簽字。這使他的身體和精神都受到很大的摧殘。1979年11月10日，羅馬教皇才公開承認對伽利略審判的不公正，1980年10月，世界主教會再一次聲明，為科學巨人伽利略沉冤昭雪。伽利略在宗教裁判所接受審判。燦爛的星空日環(huán)食全過程燦爛的星空日環(huán)食、日全食倍麗珠現(xiàn)象、日偏食燦爛的星空月偏食。于1997年3月23日攝于美國的Zion國家公園。燦爛的星空Alcock彗星Tago-Sato-Kosaka彗星獅子座流星雨吉林隕石雨吉林1號隕石。1976年3月8日隕落于中國吉林市郊，重1770公斤，是世界上已知最重的石隕星，標尺為30厘米。一、從哥白尼到伽利略二、牛頓的經(jīng)典力學經(jīng)典力學的創(chuàng)立者——牛頓牛頓，偉大的英國物理學家，生于一個農(nóng)民家庭。在公立學校讀書時，就表現(xiàn)了對實驗和機械發(fā)明的興趣，自己動手制作了水鐘、風磨和日晷等。1661年，牛頓就讀于劍橋大學的三一學院，成了一名優(yōu)秀學生。1669年，年僅27歲，就擔任了劍橋的數(shù)學教授。1672年當選為英國皇家學會會員。牛頓牛頓的卓越貢獻大約在17世紀60年代，牛頓與德國數(shù)學家萊布尼茨分別獨立地創(chuàng)立了微積分；1687年，他的《自然哲學的數(shù)學原理》一書的出版，建立起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；他在大量實驗的基礎上發(fā)現(xiàn)了著名的萬有引力定律和牛頓力學三定律。牛頓發(fā)明的第一架反射望遠鏡《自然哲學的數(shù)學原理》牛頓的《自然哲學的數(shù)學原理》一書，從力學的基本概念（質(zhì)量、動量、慣性、力）和基本定律（運動三定律）出發(fā)，運用他所發(fā)明的微積分這一銳利的數(shù)學工具，不但從數(shù)學上論證了萬有引力定律，而且把經(jīng)典力學確立為完整而嚴密的體系，把天體力學和地面上的物體力學統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了物理學史上第一次大的綜合。牛頓牛頓名言

我只不過是一個在海濱玩耍的小孩，不時地為比別人找到更光滑、更美麗的卵石和貝殼而高興。而在我面前的真理的海洋，卻完全是個謎?！ｎD

我之所以能比別人看得遠些，是因為我站在巨人們的肩上。

——牛頓近代科學與中國傳統(tǒng)科學的區(qū)別中國古代科技發(fā)展的特點包括三個方面。第一是具有很強的實用性，都是服務于生產(chǎn)并為統(tǒng)治者所用；第二是大多是對生產(chǎn)經(jīng)驗的直接記載或?qū)ψ匀滑F(xiàn)象的直觀描述，具有較強的經(jīng)驗性。第三是理論的技術化傾向嚴重，未能轉(zhuǎn)化成普遍的社會生產(chǎn)力。

哥白尼發(fā)表《天體運行論》，標志著近代科學革命開始，牛頓的力學體系形成標志著近代自然科學體系形成。西方近代科學兩大特點：實驗性，即可以用實驗方式反復驗證；數(shù)學表達方式，即可以用代數(shù)式來說明成果的內(nèi)容。一、從哥白尼到伽利略二、牛頓的經(jīng)典力學三、達爾文的進化論生物學家達爾文

生物是怎樣來的？這一問題自古以來就為人們所關注。西方神學認為是上帝造的，并且是萬古不變的。而達爾文在一次歷時5年的環(huán)球考察中發(fā)現(xiàn)，許多整體形態(tài)相似的物種所處距離越遠差異就越大。上帝為什么要這樣做呢？達爾文產(chǎn)生了困惑。于是，19世紀中葉生物領域掀起了一場革命，神創(chuàng)論開始受到進化論的有力挑戰(zhàn)。達爾文《物種起源》

1859年達爾文發(fā)表劃時代的《物種起源》，建立起以自然選擇為基礎的嚴密的生物進化理論，說明一切動植物，包括人類，都是自然界長期發(fā)展的產(chǎn)物?！段锓N起源》封面達爾文到南美考察乘坐的貝格爾號。達爾文進化論貝格爾號航行路線達爾文進化論達爾文鳥“物競天擇，適者生存”達爾文所謂“物競天擇，適者生存”的觀念至今仍被許多人奉為經(jīng)典。達爾文帶來的影響不僅是科學的，同時也是人文的：他的理論被嚴復用于喚起國人救亡圖存，在當時思想界產(chǎn)生極大影響。但是，它也被帝國主義者所引用，造成十九世紀歐美各達爾文國搶占殖民地的風潮。一、從哥白尼到伽利略二、牛頓的經(jīng)典力學三、達爾文的進化論四、瓦特與蒸汽機“蒸汽時代”的到來很早以前，就有人設想把蒸汽機作為動力使用。18世紀上半葉，英國等地的許多礦山都已知道利用蒸汽機排出礦井的積水。但是這種蒸汽機只能用于抽水，不能他用。工業(yè)革命后，人們越來越需要新的動力來取代水力和風力，于是蒸汽時代到來了。早期使用蒸汽的煤礦瓦特改良蒸汽機社會對新能源的迫切需要，催生了新的發(fā)明。瓦特經(jīng)過20多年的不懈努力，終于完成了對紐可門蒸汽機的三次革新，制成了實用蒸汽機。由于它效率高，運行安全，被稱為“萬能蒸汽機”。1785年，萬能蒸汽機首先在一家紡織廠投入使用，很快在不同的工廠中得到了推廣。詹姆士·瓦特蒸汽機的應用富爾頓富爾頓的“克萊蒙特號”史蒂芬孫的蒸汽機車史蒂芬孫一、從哥白尼到伽利略二、牛頓的經(jīng)典力學三、達爾文的進化論四、瓦特與蒸汽機五、愛迪生與電的應用“發(fā)明大王”愛迪生

愛迪生是美國發(fā)明家、企業(yè)家。他一生的發(fā)明很多，如電燈、留聲機、自動收銀機、蓄電池、打字機、電影、電車等。取得專利的發(fā)明就有1000多項。愛迪生的發(fā)明，在美國的興起的電力技術革命中，起了巨大的作用。愛迪生愛迪生的發(fā)明愛迪生發(fā)明的電燈泡。愛迪生愛迪生和他發(fā)明的留聲機。愛迪生的趣事愛迪生不僅在科學領域里發(fā)明了大量東西，還善于機智地回答記者們提出的各種古怪的問題。一次，有個記者問他是否應該給一座正在修建的大教堂裝個避雷針。他毫不猶豫地答道：“當然。因為上帝往往是粗心大意的嘛！”記者又問他是怎樣想象上帝的，愛迪生說：“先生，沒有質(zhì)量，沒有重量，沒有形狀的東西是無法想象的！”課堂設問

牛頓常常在假期里到母親的花園里小坐片刻。有一次，一個蘋果從樹上掉了下來，坐在花園里的牛頓開始沉思：究竟是什么原因使一切物體都受到朝向地心的吸引呢？因為這個疑問，牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力。請談一談，你在生活中有沒有出現(xiàn)過這樣的一閃念呢？出現(xiàn)后你是怎樣考慮的？知識歸納研究領域國籍人物主要著作觀點、貢獻或評價天文波哥白尼《天體運行論》太陽中心說近代天文學奠基人意伽利略《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》證明日心說的正確性“近代科學之父”布魯諾《論無限、宇宙和眾多世界》宇宙是無限的德開普勒“天上的立法者”物理英牛頓《自然哲學的數(shù)學原理》建立經(jīng)典力學體系創(chuàng)立微積分知識歸納研究領域國籍人物觀點、貢獻或評價生物英達爾文《物種起源》進化論機械英瓦特改良蒸汽機史蒂芬孫火車機車美富爾頓蒸汽輪船電力美愛迪生“發(fā)明大王”，電燈等意伽伐尼、伏特生物電、電池丹法英奧斯特、安培麥克斯韋創(chuàng)立、完善電磁學理論英比法拉第、格拉姆依電磁學、發(fā)電機基礎性練習1．近代科學與古代科學相比的重要特征是：①可以進行實際操作②可以用實驗驗證③可以用數(shù)學表達④可以總結(jié)出規(guī)律A．①②B．②③C．①③D．②④2．從根本上改變了19世紀絕大多數(shù)人對生物界和人類在生物界的位置的看法的是：A．進化論B．血液循環(huán)學說C．細胞學說D．植物分類法3．蒸汽機廣泛應用的重大意義在于：A．打破了神學世界觀B．成為改造世界的動力機械C．使人們飛翔的夢想變成了現(xiàn)實D．吹響了第一次能源革命的號角4．下列關于伽利略的說法不正確的一項是：A．被稱為“近代科學之父”

B．推翻了亞里士多德為代表的力學學說C．開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)的近代科學D．其《天體運行論》被譽為“自然科學的獨立宣言”5．實現(xiàn)了物理學史上的第一次大飛躍的著作是：A.《天體運行論》B.《物種起源》C.《自然哲學的數(shù)學原理》D.《人類在自然界中位置》11．被稱為“自然科學的獨立宣言”的著作是：A．《天體運行論》B．《九十五條論綱》C．《自然哲學的數(shù)學原理》D．《物種起源》12．下列發(fā)明中，直接導致電成為一種動力而最終代替蒸汽機的是：A．發(fā)電機B．內(nèi)燃機C．柴油機D．電動機13．下列各項不是近代自然科學興起的原因的是：A．科學家的敬業(yè)精神B．天文學的偉大革命C．生產(chǎn)技術水平的提高D．文藝復興運動的推動14．工業(yè)革命中，交通運輸工具的革新首先由美國突破，其突破的必要條件是：A．美國統(tǒng)一的國內(nèi)市場B．瓦特制成了改良蒸汽機C．美國海上運輸?shù)陌l(fā)展D．美國的領土擴張15．史學界有人將“日心說”稱為“天文學革命”，“革命”的本質(zhì)含義是：A．標志著近代自然科學的興起B(yǎng)．動搖了封建神學的基礎C．提倡唯物主義的科學研究方法D．使人們對自然現(xiàn)象的認識產(chǎn)生革命性的變化二、拓展性練習1．閱讀下列材料：材料一如果說，在中世紀的黑夜之后，科學以意想不到的力量一下子重新發(fā)展起來，并且以神奇的速度發(fā)展起來，那么，我們要再次把這個奇跡歸功于生產(chǎn)。

——恩格斯《自然辯證法》

材料二20世紀初的相對論，20年代的量子理論等為科學的發(fā)展奠定了理論基礎。

——《世界近現(xiàn)代史參考資料》請回答：①試從生產(chǎn)、科學兩個方面概括上述兩則材料的含義。②綜合上述材料，說明科學、生產(chǎn)之間的關系。

③結(jié)合你打理解，聯(lián)系當前我國社會發(fā)展狀況，談談你的認識。

2.哥白尼是怎樣揭示近代自然科學的？伽利略又是怎樣發(fā)展哥白尼學說的？這兩位科學家的學說在當時產(chǎn)生了怎樣的歷史影響？我們應該學習他們的什么精神？3、英國學者李約瑟博士曾提出了這樣一個問題：“中國古代在經(jīng)驗技術的發(fā)展水平上遠遠超過西方，但為什么近代科學卻首先在西方誕生，而中國反而遠遠落后在西方后面呢？”這個疑問后來被學術界命名為“李約瑟難題”，引起國內(nèi)外學者的廣泛關注。請