1、第六单元第六单元 杰出的科学家杰出的科学家“自然界和自然规律隐藏在黑暗中，自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，上帝说，让牛顿出生吧，让牛顿出生吧，于是一切都成为光明。于是一切都成为光明。”英国诗人亚历山大英国诗人亚历山大蒲伯蒲伯牛顿（牛顿（16421727年）年）第第4课课 近代科学之父近代科学之父牛顿牛顿第第4课课 近代科学之父近代科学之父牛顿牛顿请阅读教材，思考以下问题：请阅读教材，思考以下问题：1）了解牛顿的成长历程。）了解牛顿的成长历程。2）请按学科领域归纳牛顿一生中的主要科学成就。）请按学科领域归纳牛顿一生中的主要科学成就。3）试举例说明牛顿的科学成就在推动人类社会发展的作用。）试
2、举例说明牛顿的科学成就在推动人类社会发展的作用。4）为何称牛顿为）为何称牛顿为“近代科学之父近代科学之父”？5）促成牛顿取得巨大成就的原因有哪些？）促成牛顿取得巨大成就的原因有哪些？6）你从牛顿那里学到（或感悟到）了什么？）你从牛顿那里学到（或感悟到）了什么？牛顿以自己杰出的贡献，获得了国葬的礼遇。他被牛顿以自己杰出的贡献，获得了国葬的礼遇。他被安葬在威斯敏斯特教堂，那是安葬英国英雄们的地方。安葬在威斯敏斯特教堂，那是安葬英国英雄们的地方。为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。法国为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。法国著名哲学家伏尔泰当时正在英国访问，他目睹了牛顿的著名哲学家伏
3、尔泰当时正在英国访问，他目睹了牛顿的葬礼，十分感叹牛顿所获得的殊荣。他是这样描写的：葬礼，十分感叹牛顿所获得的殊荣。他是这样描写的：“他是像一位深受自己的臣民爱戴的国王一样被安葬的。他是像一位深受自己的臣民爱戴的国王一样被安葬的。在他之前，是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他在他之前，是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他之后，受到如此厚葬的也将会是屈指可数的。之后，受到如此厚葬的也将会是屈指可数的。”科学简史科学简史“自然界和自然规律隐藏在黑暗中，自然界和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，上帝说，让牛顿出生吧，让牛顿出生吧，于是一切都成为光明。于是一切都成为光明。”英国诗人亚历山大英国诗人亚历
4、山大蒲伯蒲伯牛顿（牛顿（16421727年）年）第第4课课 近代科学之父近代科学之父牛顿牛顿巩固练习：巩固练习：1 1、牛顿反射望远镜的发明、牛顿反射望远镜的发明A A 奠定了光谱学的基础奠定了光谱学的基础 B B 使人类对天体的观察进入了一个新阶段使人类对天体的观察进入了一个新阶段C C 进一步说明了物体颜色的形成原理进一步说明了物体颜色的形成原理D D 发现了万有引力定律发现了万有引力定律2 2、17181718世纪，西方物理学界关于光的两大基本理论世纪，西方物理学界关于光的两大基本理论的提出者是的提出者是牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦牛顿惠更斯麦克斯韦爱因斯坦A A B B C C D D
5、3 3、与奠定牛顿、与奠定牛顿“光谱学光谱学”理论基础无关的是理论基础无关的是A A 伽利略等人的实验成果伽利略等人的实验成果 B B 折射望远镜的制作折射望远镜的制作C C 对物体颜色形成原理的研究对物体颜色形成原理的研究 D D 反射望远镜的制作反射望远镜的制作 BAD牛顿数学桥是剑桥大学城牛顿数学桥是剑桥大学城里的一大景观，全桥由里的一大景观，全桥由71777177根根大小不一的木头衔接而成，有大小不一的木头衔接而成，有1029910299个接口，如果以一个接口个接口，如果以一个接口用一枚铁钉来计算，那么至少用一枚铁钉来计算，那么至少需要需要 10299 10299枚铁钉。但牛顿把枚铁钉
6、。但牛顿把所有铁钉都倒进了河里，整座所有铁钉都倒进了河里，整座桥没用一枚铁钉，这就是数学桥没用一枚铁钉，这就是数学的奇妙。多少年来，剑桥数学的奇妙。多少年来，剑桥数学系的高才生们都梦想解破数学系的高才生们都梦想解破数学桥的奥秘，换句话说就是想在桥的奥秘，换句话说就是想在纸头上造一座跟数学桥一模一纸头上造一座跟数学桥一模一样的桥。但如愿者无一。多数样的桥。但如愿者无一。多数人设计出来的桥至少需要上千人设计出来的桥至少需要上千枚铁钉才能达到原桥同等效果，枚铁钉才能达到原桥同等效果，只有少数几人把铁钉数量减少只有少数几人把铁钉数量减少 到千枚数之内。有个冰岛人，到千枚数之内。有个冰岛人，他创造了有史
7、以来的最好成绩，他创造了有史以来的最好成绩，把铁钉数减少到把铁钉数减少到561561枚。枚。牛顿的主要科学成就：牛顿的主要科学成就：领域领域 成就成就数学数学提出二项式定理和微积分的初步算法提出二项式定理和微积分的初步算法物物理理学学光光学学1）制作折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光）制作折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光由七色光组成，说明物体颜色的形成原理；由七色光组成，说明物体颜色的形成原理；2）在关于光和色的新理论中提出了光的）在关于光和色的新理论中提出了光的“微粒说微粒说”。力力学学1）创立了物体运动三定律和万有引力定律；）创立了物体运动三定律和万有引力定律；2）建立了
8、经典力学理论体系。）建立了经典力学理论体系。天文天文学学制作了世界上第一架反射望远镜考察行星运动，解释了潮制作了世界上第一架反射望远镜考察行星运动，解释了潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。汐现象、地球的圆扁形状等问题。举例说明牛顿的科学成就对推动社会发展的作用。举例说明牛顿的科学成就对推动社会发展的作用。1）牛顿对太阳光的实验和结论，奠定了光谱学的基础。）牛顿对太阳光的实验和结论，奠定了光谱学的基础。2）牛顿设计和制作的反射望远镜，成为现在天文望远镜的基础，）牛顿设计和制作的反射望远镜，成为现在天文望远镜的基础，使人类对天体的观察进入了一个新阶段。使人类对天体的观察进入了一个新阶段。3）牛顿的万
9、有引力定律后来成为天文学上的基础定律，极大地推）牛顿的万有引力定律后来成为天文学上的基础定律，极大地推动了人们对天体的研究。等等。动了人们对天体的研究。等等。总之，牛顿在科学上的伟大成就为近代科学的发现奠定了基础。总之，牛顿在科学上的伟大成就为近代科学的发现奠定了基础。材料一材料一 牛顿的名言：牛顿的名言：不花在研究上的时间都是损失。不花在研究上的时间都是损失。我所做成了的事，都是由于我耐心的思考。我所做成了的事，都是由于我耐心的思考。如果说我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。如果说我比别人看得远些，那是因为站在巨人肩上的缘故。我不过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现一块比寻我不
10、过就像是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现一块比寻常更为光滑的卵石或一片比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，常更为光滑的卵石或一片比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前浩瀚的真理的海洋，我还没有发现呢。而对于展现在我面前浩瀚的真理的海洋，我还没有发现呢。材料二材料二 欧洲的科学革命在很大程度上应归功于同时发生的经济欧洲的科学革命在很大程度上应归功于同时发生的经济革命。革命。经济上的进步导致技术上的进步；后来转而又促进了经济上的进步导致技术上的进步；后来转而又促进了科学的发展和受到科学的促进。远洋贸易引起对造船和航海业的科学的发展和受到科学的促进。远洋贸易引起对造船和航海业的巨大需
11、求。巨大需求。航海学校在葡萄牙、西班牙、荷兰和法国相继开航海学校在葡萄牙、西班牙、荷兰和法国相继开办，天文学由于其明显的实用价值而得到认真的研究。办，天文学由于其明显的实用价值而得到认真的研究。斯塔夫里阿诺斯全球通史斯塔夫里阿诺斯全球通史牛顿取得巨大成就的原因牛顿取得巨大成就的原因:主观因素：善于思考与观察的学习习惯，虚心好学的学习态度，主观因素：善于思考与观察的学习习惯，虚心好学的学习态度，严肃的科学态度，科学的研究方法，勤奋的探索精神，善于吸收严肃的科学态度，科学的研究方法，勤奋的探索精神，善于吸收前人的研究成果，等等前人的研究成果，等等;客观因素：前人的研究成果提供坚实的基础，社会经济的
12、发展为客观因素：前人的研究成果提供坚实的基础，社会经济的发展为理论研究提供物质基础又对理论发展提出迫切要求，当时欧洲启理论研究提供物质基础又对理论发展提出迫切要求，当时欧洲启蒙运动奠定了思想基础，等等。蒙运动奠定了思想基础，等等。牛顿的出生地牛顿的出生地日晷仪日晷仪 传说小牛顿把风车的机械原理摸透后，自己制传说小牛顿把风车的机械原理摸透后，自己制造了一架模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，造了一架模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，然后在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老然后在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不断的跑鼠可望不可及的位置。老鼠想吃
13、玉米，就不断的跑动，于是轮子不停的转动。动，于是轮子不停的转动。牛顿的老师巴罗牛顿的老师巴罗(16301677(16301677年年),),曾曾任剑桥大学第一任任剑桥大学第一任“卢卡斯教授卢卡斯教授”,”,三一三一学院院长和剑桥大学副校长学院院长和剑桥大学副校长 ，是当时顶，是当时顶尖的数学家和科学家，剑桥大学的首席教尖的数学家和科学家，剑桥大学的首席教授席位就是专门为他设立的，授席位就是专门为他设立的，但他在但他在3939岁时就主动退休了，因为他要将席位让给岁时就主动退休了，因为他要将席位让给当时只有当时只有2828岁的牛顿，以给牛顿更大的发岁的牛顿，以给牛顿更大的发展空间。展空间。巴罗巴罗
14、教授教授独具慧眼，看出了牛顿具有独具慧眼，看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识，包括计算曲线图形面积的己的数学知识，包括计算曲线图形面积的方法，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了方法，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。近代自然科学的研究领域。牛顿果然没有辜负恩师的厚望，大放牛顿果然没有辜负恩师的厚望，大放异彩，成果累累，在谈到自己成功的原因异彩，成果累累，在谈到自己成功的原因时，他非常感激地表示，因为自己站在巨时，他非常感激地表示，因为自己站在巨人的肩膀上。人的肩膀上。笛卡儿笛卡儿(1596 1650年年)，法国哲学
15、家，法国哲学家，数学家，物理学家，解析数学家，物理学家，解析几何学奠基人之一几何学奠基人之一。16661666年夏末一个温暧的傍晚，年夏末一个温暧的傍晚，在英格兰林肯郡乌尔斯索普，一个在英格兰林肯郡乌尔斯索普，一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里，坐在一棵树下，开亲家的花园里，坐在一棵树下，开始埋头读他的书。当他翻动书页时，始埋头读他的书。当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃动起来。他头顶的树枝中有样东西晃动起来。一只历史上最著名的苹果落了下来，一只历史上最著名的苹果落了下来，打在打在2323岁的伊萨克岁的伊萨克牛顿的头上。恰牛顿的头上。恰巧在那天，
16、牛顿正苦苦思索着一个巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：是什么力量使月球保持在环问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上，以及使行星绕地球运行的轨道上，以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上？保持在其环绕太阳运行的轨道上？为什么这只打中他脑袋的苹果会坠为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上？正是从思考这一问题开落到地上？正是从思考这一问题开始，他找到了这些的答案始，他找到了这些的答案万有万有引力理论。引力理论。1687 1687年，牛顿的科学巨著自然年，牛顿的科学巨著自然哲学中的数学原理发表，牛顿的力哲学中的数学原理发表，牛顿的力学理论体系确立起来，这是人类认识学理论体系确立起来，这是
17、人类认识史上对自然规律的第一次理论上的概史上对自然规律的第一次理论上的概括和总结，所以有人把它誉为括和总结，所以有人把它誉为“从古从古到今最伟大的科学巨著到今最伟大的科学巨著”。到现在，这本书已经发行了不止到现在，这本书已经发行了不止100100版，版，它的译本几乎涵盖了世界上它的译本几乎涵盖了世界上的每一种文字的每一种文字。这本书的出版像一阵。这本书的出版像一阵旋风席卷了整个欧洲大陆，受到各种旋风席卷了整个欧洲大陆，受到各种各样的评审，这些评审确立了牛顿的各样的评审，这些评审确立了牛顿的国际声誉。国际声誉。自然哲学中的数学原理的贡献不自然哲学中的数学原理的贡献不仅使牛顿闻名世界，也仅使牛顿闻
18、名世界，也使世人对宇宙的使世人对宇宙的认识有了革命性的转变认识有了革命性的转变，还对科学产生，还对科学产生了革命性的影响，同时这本书也了革命性的影响，同时这本书也打开了打开了工业革命的大门工业革命的大门。牛顿除了解决潮汐如。牛顿除了解决潮汐如何产生、彗星如何划越天空等困惑人类何产生、彗星如何划越天空等困惑人类的古老问题外，还引入了崭新的观念，的古老问题外，还引入了崭新的观念，为力学和动力学的研究奠定了基础，在为力学和动力学的研究奠定了基础，在其后的一个世纪内，其后的一个世纪内，创造了持久且真实创造了持久且真实的人类文明演变的人类文明演变。若没有这样的了解，。若没有这样的了解，大自然的各种力就不会得到利用，而这大自然的各种力就不会得到利用，而这正是工业革命的成就：它正是工业革命的成就：它将人类从黑暗将人类从黑暗中，从对大自然的奇想中，拉往科技时中，从对大自然的奇想中，拉往科技时代，拉向操控宇宙之力的时代代，拉向操控宇宙之力的时代。
