近代以来科学技术的辉煌

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专题七

近代以来科学技术的辉煌

近代自然科学的产生

分门别类

整体考察自然界

科学实验

直观感受，哲学思辨

两相分离

密切结合

1、标志：

2、推动因素：

3、古代科学技术和近代科学技术的区别

1543年哥白尼发表《天体运行论》

资本主义生产方式产生、新航路开辟

文艺复兴、宗教改革、

2

专题七 近代以来科学技术的辉煌

科学线索

（意）伽利略：自由落体定律——标志着物理学的真正开端。

（英）牛顿：经典力学体系——标志着近代物理学的形成。

（德）普朗克的量子论、爱因斯坦的相对论——是物理学重大革命。

以物理学革命为先导，带动了化学、生物学、天文学、地理学等学科的理 论革命性的突破。

（英）达尔文：生物进化论——在科学界和思想界产生了巨大深远震动。

技术线索

主要讲了近代以来的三次科技革命。

1、蒸汽时代（工业革命）：18世纪中期——19世纪中期

2、电气时代（第二次工业革命）：19世纪60、70年代——19世纪末20世纪初

3、信息时代（第三次科技革命）：20世纪40、50年代——至今

科学勃兴 进展辉煌

转化生产 科技革命

文艺复兴 思想解放

经典力学、相对论和量子论、进化论

三次科学技术革命

科技历程

伽利略：

贡献：

①运用观察、实验和推理的研究方法，

②创立自由落体定律，推翻了亚里士多德的学说

一、近代物理学的奠基人

是谁？为什么？（他有哪些贡献？）

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二、经典力学的建立者

是谁？理论内容？代表著作？地位？

（1）内容

①运动三定律：惯性定律、

加速度定律

作用力和反作用力定律，

②万有引力定律

（2）代表著作：

1687年，《自然哲学的数学原理》

议一议：一、牛顿获得巨大成就的原因

1.个人因素：牛顿的勤奋、探索和创新精神

2.前人的基础：伽利略、笛卡尔、开普勒

3.社会环境（17世纪的经济、思想、政治）

经济条件——资本主义进一步发展，

政治条件——英国资产阶级革命的进行，资本主义制度的建立

思想条件——文艺复兴、宗教改革、启蒙运动等思想解放运动的进行

阶级条件——新兴资产阶级在政治上经济上对自然科学的迫切需要

1.理论：完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，使科学摆脱了神学束缚向前发展，标志近代科学的形成。

4.为启蒙运动和唯物主义哲学奠定科学基础。

在瓦特研制蒸汽机之前的一个世纪里，正是欧洲历史上一个科学鼎盛的时期。从17世纪中期开始，近代科学在一批巨人的推动下产生。在这批科学巨人当中排在最中心位置的是一位妇孺皆知的人，他就是牛顿。许多历史学家认为，如果从近代科学的角度看，正是牛顿开启了工业革命的大门。

—《大国崛起?工业先声》

3.为英国工业革命提供科学理论。

经典力学体系的历史地位

　　三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为什么往低处流？太阳为什么升起落下？这些今天看来简单之极的问题，在当时却是根本无法认识和把握的。直到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。

——《大国崛起》解说词

2.实践：算出地球的平均密度和扁平率，解释了潮汐，预测海王星的存在

（伏尔泰认为）牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗教非理性主义的荒谬。

——《世界文明史》

牛顿说：天体之所以会运动，是因为上帝创造了万物以后， 也设定了各种自然规律， 比如运动定律等等。上帝先把它们一推，然后天体就按“动者恒动”的定律一直运动下去，事物都就按照自然规律和概率顺其自然的发生。上帝不再作任何事情。

墓志铭：Nature and Nature' law lay hid in night ; God said,"Let Newton be," and all was light。

自然与自然的定律，都隐藏在黑暗之中；上帝说"让牛顿来吧！"于是，一切变为光明。

英国西敏寺的牛某某

质疑与思考：经典力学体系是最完美的物理学理论吗？

　　19世纪末，面对经典物理学近乎完美的发展，有的物理学家表示：“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。”

经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物体为研究对象的，微观物体运动或进入光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确

19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现，打开了原子的大门，使人们对物质的认识深入到了原子内部。大量的实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。

三、量子论的建立-----普郎克

标志人类对客观规律的认识深入到微观世界；

间接影响第三次科技革命。

背景：

微观粒子运动无法用经典力学解释。

意义：

量子力学是为描述远离我们的日常生活经验的抽象原子世界而创立的，但它对日常生活的影响无比巨大。没有量子力学就没有全球经济可言，因为作为量子力学的产物的电子学革命将我们带入了计算机时代。同时，光子学的革命也将我们带入信息时代。量子物理的杰作改变了我们的世界。

诞生与发展：

四、相对论的建立--爱因斯坦

狭义相对论

打破经典力学的绝对时空观；

为原子能的利用奠定了理论基础。

理论建立标志：

原理：

意义：

1905年《论动体的电动力学》

时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。

（E=mc2）

探究：狭义相对论与牛顿力学的关系：

否定？ 继承和发展？

牛顿力学：宏观物体低速运动的客观规律，

狭义相对论：物体高速运动的客观规律，

牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。

相对论否定牛顿力学的绝对时空观，

但并非全盘否定牛顿力学

相对论的建立--爱因斯坦

广义相对论

第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想

理论建立时间：

原理：

意义：

1916年，发表《广义相对论基础》

①物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间的结构取决于物质的质量及其分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强度

②空间、时间不是独立的实在，它们是物质存在的形式

爱因斯坦关于相对论的比喻

　　为了对这一深奥的理论做通俗的说明，爱因斯坦曾经风趣地对一名男青年说：“我打个比方，比如你屁股坐在火炉上烤和坐在公园柳荫下与女士谈情说爱，那么，同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：“当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。”爱因斯坦说：“这就是我的相对论内容。”

时间和空间的相对性

思考：相对论的提出，有怎样的历史意义？

（1）相对论的提出，是对近代物理学理论框架的重大突破；

（深刻揭露了空间和时间的本质属性）

（2）相对论的提出，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。

相对论与量子理论共同构成了现代物理学的基本理论框架。

伽利略（1564——1642）

牛顿（1642——1727）

普朗克（1858——1947）

爱因斯坦（1879——1955）

物理学革命

经典力学体系 近代自然科学的形成

——相对论

——量子论

自由落体定律 近代科学之父

（实验科学）

近

代

物

理

学

的

奠

基

人

和

革

命

者

经典力学奠基者

（17世纪初）

经典力学建立者

（17世纪晚期）

从经典力学发展到

量子论、相对论

（19世纪末～20世纪初）

伽利略（意）

牛顿（英）

普朗克（德）

爱因斯坦（德）

近代物理学的发展过程

女娲抟土造人

上帝创造万物论

　　据《圣经》记载：第一天，上帝创造了昼夜；第二天，上帝创造了天空；第三天，上帝创造了陆、海及植物；第四天，上帝创造了日月；第五天，上帝创造了动物；第六天，上帝创造了男人亚当；第七天，亚当问上帝，为什么世间万物独有我如此孤独？于是上帝取他的肋骨制造了女人夏娃。

　　在南美洲，达尔文发现了古犰狳的化石。它们与现代生活的犰狳十分相似，但又有不同。这是否说明现代的动物是由古代的动物发展而来的呢？在加拉帕戈斯群岛上，达尔文发现，这里不同岛上的地雀各有其特点。这种现象使达尔文想到物种可能在不断地变化着。

　　各地的所见所闻，都说明随着时间的推移，生物是在逐渐进化的。但是，当时达尔文还不能说明引起生物进化的原因。考察归来，达尔文就开始研究这个问题。

　　达尔文耐心地收集资料和证据。他访问过农夫、种子供应店店主和家畜、家禽饲养人。他还亲自饲养鸽子，观察家鸽在人工饲养下所产生的变异。

　　经过大量的观察和研究，达尔文终于成功地用自然选择学说解释了生物进化的原因，并于1859年出版了《物种起源》这部巨著，引起极大的反响。达尔文的进化论被恩格斯赞誉为19世纪自然科学的三大发现之一。

“贝格尔号”舰的航行

科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源

根本分歧：生命是自然界进化的结果，还是上帝创造的产物？

根源：生产力的发展情况。古代生产力的落后，人们对自然认识的有限性。

　　你的祖父是猴子变过来的吗？1860年6月30日，英国教会在牛津大学精心策划了一场关于进化论的辩论会，这就是在人类科技史上著名的“人类起源大论战”。

严复

（1853—1921）

《天演论》封面

严某某《天演论》

陈独秀

（1880—1942）

　　新文化运动的前期，主要是传播西方的民主与科学，即宣传资产阶级自由平等学说和达尔文的进化论

进化论和新文化运动

　　恩格斯说：“17世纪和18世纪从事制造蒸汽机的人们，谁也没有料到，他们所创造的工具，比其他任何东西都会使全世界的社会状况革命化XXXXXXXXXX”

工厂林立

“蒸汽机的历史意义，无论怎样夸大也不为过的。”

——斯塔夫里阿诺斯《全球通史》

三次工业革命分别给中国带来了哪些影响？

　　第一次工业革命完成后，欧美列强发动了两次鸦片战争，使中国开始沦为半殖民地半封建社会，近代工业产生，先进的中国人开始向西方学习；

　　第二次工业革命完成后，帝国主义列强发动了一系列侵华战争，并掀起了瓜分中国的狂潮，中国完全沦为半殖民地半封建社会，中国民族资本主义发展，中国人民救亡图存运动高涨；

　　第三次科技革命中，新中国成立后，我国的科学技术也得到了进一步发展，随着改革开放，引进外国先进科学技术，在科技领域硕果累累。[全文已结束，注意以上仅为全文的文字预览，不包含图片和表格以及排版]

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