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1、第3课自然科学的革命本讲稿第一页，共二十五页第第3 3课课本讲稿第二页，共二十五页近代自然科学发展的原因近代自然科学发展的原因 欧洲文艺复兴运动冲破封建统治和基欧洲文艺复兴运动冲破封建统治和基督教神学的束缚，人们开始用科学实验和科督教神学的束缚，人们开始用科学实验和科学方法来认识世界；学方法来认识世界；资本主义生产的发展迫切需要科学资本主义生产的发展迫切需要科学和技术（和技术（1717世纪始）；世纪始）；本讲稿第三页，共二十五页人名人名国别国别主要成就或代表作主要成就或代表作意义意义近代自然科学领域的成就近代自然科学领域的成就本讲稿第四页，共二十五页牛顿牛顿达尔文达尔文爱因斯坦爱因斯坦近近 代
2、代 自自 然然 科科 学学 家家前前 期期后后期期本讲稿第五页，共二十五页牛顿牛顿牛顿故居牛顿出生于英格兰一自耕农家庭。他是一个牛顿出生于英格兰一自耕农家庭。他是一个早产儿，出生时仅三磅（早产儿，出生时仅三磅（1 1磅磅0.45360.4536千克）。千克）。16611661年进入剑桥大学三一学院学习，年进入剑桥大学三一学院学习，16651665年年6 6月因月因伦敦暴发鼠疫离校返乡居住两年。伦敦暴发鼠疫离校返乡居住两年。三大成就三大成就（微积（微积分、万有引力、光学分析）的思想均是在这时孕育分、万有引力、光学分析）的思想均是在这时孕育成形的。牛顿还在代数和数论、计算方法、逼近论、成形的。牛顿
3、还在代数和数论、计算方法、逼近论、概率论等方面有创造性的成就和贡献。概率论等方面有创造性的成就和贡献。近代自然科学的奠基者本讲稿第六页，共二十五页牛顿发明的第一架反射望远镜牛顿发明的第一架反射望远镜16681668年，牛顿制成了第一架年，牛顿制成了第一架反射望远镜反射望远镜样机。样机。16711671年，牛顿把经过改年，牛顿把经过改进的反射望远镜献给皇家学会，牛顿名声大震，并被选为皇家学会会员。反进的反射望远镜献给皇家学会，牛顿名声大震，并被选为皇家学会会员。反射望远镜，效果远优于伽利略设计的射望远镜，效果远优于伽利略设计的折射望远镜折射望远镜。反射望远镜的发明奠定反射望远镜的发明奠定了现代大
4、型光学天文望远镜的基础。了现代大型光学天文望远镜的基础。本讲稿第七页，共二十五页距离地球数百万光年的星系距离地球数百万光年的星系根据牛顿的原理研制的高级望远镜，使天文学家能根据牛顿的原理研制的高级望远镜，使天文学家能比以前更远地观察到宇宙深处。比以前更远地观察到宇宙深处。本讲稿第八页，共二十五页牛顿曾痴迷于牛顿曾痴迷于三棱镜三棱镜的特性。他在剑桥大学三一的特性。他在剑桥大学三一学院的研究室内进行了一次又一次的实验。他拉上学院的研究室内进行了一次又一次的实验。他拉上窗帘，使房间变暗，以便更容易观察三棱镜的效果。窗帘，使房间变暗，以便更容易观察三棱镜的效果。作为一个大学生，他对于光的特性的了解已经
5、超过作为一个大学生，他对于光的特性的了解已经超过了前人。了前人。牛顿在做光学实验牛顿用过的仪器本讲稿第九页，共二十五页1687年牛顿出版力学经典著作自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理研究成果：研究成果：把天体万物的运动把天体万物的运动，都用都用运动三定运动三定律律（誉为是经典物理学的基础）（誉为是经典物理学的基础）和万有引力定律予以说明和万有引力定律予以说明，建立了经典建立了经典力学的基本体系力学的基本体系。影响：影响：为近代自然科学的发展奠定了基础为近代自然科学的发展奠定了基础。牛顿的。牛顿的自然哲学的数学原理，实现了物理学史上的第一次大飞跃。自然哲学的数学原理，实现了物
6、理学史上的第一次大飞跃。1.惯性定律2.加速度的比例定律3.作用反作用定律近代自然科学的集大成者近代自然科学的集大成者自然哲学的数学原理是科学发展过程中的一个重要里程碑，它不但奠定了天体力学的基础，而且使牛顿力学体系取得统治地位达两百年之久。本讲稿第十页，共二十五页1919世纪英国杰出的生物学家、世纪英国杰出的生物学家、物种起源和发展学说的创始者、物种起源和发展学说的创始者、生物进化论的奠基人。找到生生物进化论的奠基人。找到生物发展的规律，证明所有的物物发展的规律，证明所有的物种都有共同的祖先。他在科学种都有共同的祖先。他在科学上完成了一个伟大的革命，结上完成了一个伟大的革命，结束了生物学领域
7、中唯心主义、束了生物学领域中唯心主义、形而上学的统治时期，对近代形而上学的统治时期，对近代生物科学产生了巨大而深远的生物科学产生了巨大而深远的影响。影响。达尔文达尔文近代生物科学的奠基者近代生物科学的奠基者本讲稿第十一页，共二十五页达尔文所著物种起源（全名为依据自然选择或在生存斗争达尔文所著物种起源（全名为依据自然选择或在生存斗争中适者生存的物种起源）于中适者生存的物种起源）于18591859年年1111月月2424日问世。是生物学发展日问世。是生物学发展史上的一次革命，具有史上的一次革命，具有划时代的意义划时代的意义。该著作批判了神造论的错误，。该著作批判了神造论的错误，阐明了阐明了进化论进
8、化论的的思想思想。物种起源示意图物种起源封面明确提出生物是不断进化而来的观点，指出“自然选择，适者生存”是生物进化的基本规律。彻底推翻了各种唯心的神造论和物种不变论。本讲稿第十二页，共二十五页达尔文当年乘坐的达尔文当年乘坐的“小猎犬号小猎犬号”（贝格尔号）考察船（贝格尔号）考察船18251825年，达尔文进入年，达尔文进入爱丁堡大学爱丁堡大学学习医学。大学毕业后，学习医学。大学毕业后，18311831年年1212月月2727日，自费随英国皇家考察船日，自费随英国皇家考察船“小猎犬号小猎犬号”（贝格（贝格尔号）进行科学考察。在太平洋的尔号）进行科学考察。在太平洋的加拉巴哥斯群岛加拉巴哥斯群岛，达
9、尔文发现，达尔文发现2626种陆栖鸟类中有种陆栖鸟类中有2525种是岛上特有的，有一个是新种；种是岛上特有的，有一个是新种；1515种海栖鱼类种海栖鱼类全部是新种；全部是新种；185185种显花植物中，新种多达种显花植物中，新种多达100100种。经过长达种。经过长达5 5年年（18361836年年1010月月2 2日）的科学考察，达尔文坚信任何物种都是由另一个日）的科学考察，达尔文坚信任何物种都是由另一个物种进化演变而来的。为其日后提出物种进化演变而来的。为其日后提出进化论进化论奠定了坚实的基础。奠定了坚实的基础。本讲稿第十三页，共二十五页爱因斯坦出生于德国一个犹太人家庭。26岁获博士学位，
10、1933年受纳粹政权的迫害，被迫移居美国，1940年入美国国籍。现代物理学的开创者和奠基人。本讲稿第十四页，共二十五页爱因斯坦爱因斯坦被认为是被认为是最富有创造力最富有创造力的科学家，的科学家，19051905年，他提年，他提出出狭义相对论狭义相对论，对，对牛顿的力学体系和绝对时空观牛顿的力学体系和绝对时空观进行了根本性进行了根本性的的变革变革，。他认为物体不是只有三维空间（长、宽、厚）而，。他认为物体不是只有三维空间（长、宽、厚）而是有四维空间。这一理论揭示了物体的质量和能量在一定是有四维空间。这一理论揭示了物体的质量和能量在一定条件下可以互相转换的规律，论证了物质的运动和时间、条件下可以互
11、相转换的规律，论证了物质的运动和时间、空间的密切关系。空间的密切关系。狭义相对论已经成为现代物理学的基础理论狭义相对论已经成为现代物理学的基础理论之一之一。1010年后，他又创立了年后，他又创立了广义相对论广义相对论，广义相对论是一个关，广义相对论是一个关于引力的理论，它在狭义相对论的基础上进一步揭示了时于引力的理论，它在狭义相对论的基础上进一步揭示了时空结构同物质分布的关系，指出了物质间所存在的万有引空结构同物质分布的关系，指出了物质间所存在的万有引力，是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀力，是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀而引起的，相对论理论加深了人们对运动和物质的
12、认识，而引起的，相对论理论加深了人们对运动和物质的认识，在科学和哲学上都有重要意义。在科学和哲学上都有重要意义。本讲稿第十五页，共二十五页爱因斯坦相对论著作书影这是一篇非常重要这是一篇非常重要的文章、一篇划时代的的文章、一篇划时代的文献，将会引起非常激文献，将会引起非常激烈的辩论。在历史上，烈的辩论。在历史上，只有围绕着哥白尼的学只有围绕着哥白尼的学说才有过。说才有过。这是物理学上一场伟这是物理学上一场伟大的革命！大的革命！马克斯马克斯普朗克普朗克本讲稿第十六页，共二十五页长崎上空的蘑菇云爱因斯坦向电视观众介绍核武器危害相对论的提出，为原子能相对论的提出，为原子能技术的开发提供了理论依据，技术
13、的开发提供了理论依据，同时，也是时空观念的伟大革同时，也是时空观念的伟大革命，对现代自然科学的发展产命，对现代自然科学的发展产生了极为深远的影响。生了极为深远的影响。本讲稿第十七页，共二十五页1921年获年获诺贝尔物理学诺贝尔物理学奖奖（左：瑞典皇家科学院颁发的获奖证书右：诺贝尔奖纪念章（左：瑞典皇家科学院颁发的获奖证书右：诺贝尔奖纪念章）诺贝尔诺贝尔：瑞典化学家、工程师和实业家，诺贝尔奖金创立者。诺贝尔奖颁发瑞典化学家、工程师和实业家，诺贝尔奖金创立者。诺贝尔奖颁发给在物理学、化学、生理学或医学、文学、和平、经济学六个领域中成就最突给在物理学、化学、生理学或医学、文学、和平、经济学六个领域中
14、成就最突出的人。出的人。本讲稿第十八页，共二十五页爱因斯坦爱因斯坦纪念邮票纪念邮票诞诞辰辰一一百百周周年年纪纪念念章章近代自然科学的终结者近代自然科学的终结者和现代自然科学的开创者和现代自然科学的开创者本讲稿第十九页，共二十五页人名人名国别国别主要成就或代表作主要成就或代表作意义意义近代自然科学领域的成就近代自然科学领域的成就牛顿牛顿达尔文达尔文爱因爱因斯坦斯坦英国英国英国英国德裔德裔美国美国自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理 发现万有引力定律发现万有引力定律建立经典力学基本体系，为近建立经典力学基本体系，为近代自然科学的发展代自然科学的发展奠定基础奠定基础。物种起源物种起源提出生物进化论提
15、出生物进化论推翻各种唯心的神创论推翻各种唯心的神创论和物种不变论，具有划和物种不变论，具有划时代的意义时代的意义。创立相对论创立相对论为原子能的开发提供了理论为原子能的开发提供了理论依据，同时也是时空观念的依据，同时也是时空观念的伟大革命，对现代自然科学伟大革命，对现代自然科学乃至人文科学的发展产生了乃至人文科学的发展产生了极为深远的影响。极为深远的影响。本讲稿第二十页，共二十五页讨论：三位科学家为什么能取得如此讨论：三位科学家为什么能取得如此大的及其成就？大的及其成就？他们细心观察、善于思考、勤奋努力、他们细心观察、善于思考、勤奋努力、不懈追求、勇于创新、求真务实的精神不懈追求、勇于创新、求
16、真务实的精神 。本讲稿第二十一页，共二十五页自然科学革命给我们的启示自然科学革命给我们的启示 科学成就运用于生产实践，能促进经济发展，科学成就运用于生产实践，能促进经济发展，推动社会进步。科学技术是第一生产力。推动社会进步。科学技术是第一生产力。本讲稿第二十二页，共二十五页学习与探究本讲稿第二十三页，共二十五页1 1.万有引力定律的发现者是（）。万有引力定律的发现者是（）。A.达尔文达尔文 B.牛顿牛顿 C.爱因斯坦爱因斯坦 D.哥白尼哥白尼.近代自然科学的奠基人是（）。近代自然科学的奠基人是（）。A.达尔文达尔文B.牛顿牛顿C.爱因斯坦爱因斯坦 D.达达芬奇芬奇3.沉重打击宗教神权统治基础的
17、理论是（沉重打击宗教神权统治基础的理论是（）。）。A.万有引力定律万有引力定律 B.牛顿运动三定律牛顿运动三定律 C.生物进化论生物进化论 D.相对论相对论4.为原子弹的发明提供理论基础的是（）。为原子弹的发明提供理论基础的是（）。A.万有引力定律万有引力定律 B.牛顿运动三定律牛顿运动三定律 C.生物进化论生物进化论 D.相对论相对论BBCD本讲稿第二十四页，共二十五页5、下列不属于牛顿的科学成就是（、下列不属于牛顿的科学成就是（）A、创立经典力学体系、创立经典力学体系B、阐明三大运动定律、阐明三大运动定律C、撰写自然哲学的数学原理、撰写自然哲学的数学原理D、揭示物质质量和运动速度间的关系、揭示物质质量和运动速度间的关系6、牛顿的成就主要体现在哪几个方面（、牛顿的成就主要体现在哪几个方面（）天文学天文学 数学数学 力学力学 生物学生物学A、B、C、D、7、它的提出是时空方面的伟大革命，对、它的提出是时空方面的伟大革命，对20世纪自世纪自然科学的发展产生深远影响的理论是（然科学的发展产生深远影响的理论是（）A、万有引力定律、万有引力定律 B、马克思主义、马克思主义C、生物进化论、生物进化论 D、相对论、相对论DBD本讲稿第二十五页，共二十五页