高中历史必修三古代科学技术的辉煌.ppt

追寻大师足迹追寻大师足迹 领略科技魅力领略科技魅力英国诗人波普英国诗人波普赞美牛顿：赞美牛顿：自然和自然界的规律，自然和自然界的规律，隐藏在黑暗里。隐藏在黑暗里。上帝说：上帝说：“让牛顿去吧让牛顿去吧!”于是，一切成为光明。于是，一切成为光明。三百年前，人类的思想还充斥着迷信和恐惧，水为三百年前，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。到牛顿出现，人类才终于结束了这种状态。大国崛起大国崛起解说词解说词巨人肩上的思索巨人肩上的思索 后来作为大学教授，后来作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅牛顿常常忙得不修边幅，往往领带不结，往往领带不结，袜带不系好，马裤也不纽扣，就走进了餐厅。袜带不系好，马裤也不纽扣，就走进了餐厅。有一次，他在向一有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项位姑娘求婚时思想又开了小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬式定理。他抓住姑娘的手指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿终生未娶。往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿终生未娶。牛顿牛顿终生未娶终生未娶。他马虎拖沓，曾经闹过许多的笑话。一次他边读。他马虎拖沓，曾经闹过许多的笑话。一次他边读书边煮鸡蛋，等他揭开锅想吃鸡蛋时，却发现锅里是一只怀表。书边煮鸡蛋，等他揭开锅想吃鸡蛋时，却发现锅里是一只怀表。还有一次，他请朋友吃饭，当饭菜准备好时，牛顿突然想到一个还有一次，他请朋友吃饭，当饭菜准备好时，牛顿突然想到一个问题，便独自进了内室，朋友等了他好久就自己动手把那份鸡全问题，便独自进了内室，朋友等了他好久就自己动手把那份鸡全吃不告而别了。吃不告而别了。16431643年伽利略逝世的这一年伽利略逝世的这一天，牛顿出生，天，牛顿出生，只有三磅重，只有三磅重，谁也没有料到这个看起来微谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一不足道的小东西会成为了一位科学巨人，并且竟活到了位科学巨人，并且竟活到了8585岁。岁。材料一：材料一：作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往作为大学教授，牛顿常常忙得不修边幅，往往领带不结，袜带不系好，马裤也不扣纽扣，就往领带不结，袜带不系好，马裤也不扣纽扣，就走进了大学餐厅。走进了大学餐厅。有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了有一次，他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。小差，他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指，错误的把它当成通烟斗的通他抓住姑娘的手指，错误的把它当成通烟斗的通条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。条，硬往烟斗里塞，痛得姑娘大叫，离他而去。牛顿终生未娶。牛顿终生未娶。2.2.牛顿力学体系牛顿力学体系（1）产生过程）产生过程牛顿运动三牛顿运动三定律定律惯性定律惯性定律加速度定律加速度定律作用和反作用力定律作用和反作用力定律万有引力定律万有引力定律（2）理论的科学）理论的科学性和预见性性和预见性准确算出了地球的平均密度准确算出了地球的平均密度和扁平率和扁平率正确地解释了潮汐的成因正确地解释了潮汐的成因发现了海王星发现了海王星认识史上的飞跃认识史上的飞跃剑桥大学牛顿桥剑桥大学牛顿桥 无论从科学史还是无论从科学史还是整个人类的文明史来看这整个人类的文明史来看这都是一本划时代的巨著。都是一本划时代的巨著。-王克迪王克迪牛顿力学体系建立的意义牛顿力学体系建立的意义 构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物构成了近代力学体系的基础，成为整个近代物理学的重要支柱。理学的重要支柱。对自然界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成对自然界的力学现象做了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认了人类对自然界认识史上的第一次理识史上的第一次理论大综合。论大综合。近代科学形成的近代科学形成的标志。推动了第一标志。推动了第一次工业革命。次工业革命。“1919世纪已经将物理大厦世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦。修饰和完美这座大厦。”“我好像是我好像是一个在海边玩一个在海边玩耍的孩子，不耍的孩子，不时为拾到比通时为拾到比通常更光滑的石常更光滑的石子或更美丽的子或更美丽的贝壳而欢欣鼓贝壳而欢欣鼓舞，而展现在舞，而展现在我面前的是完我面前的是完全未探明的真全未探明的真理之海。理之海。”牛顿临终牛顿临终遗言遗言红色红色代表过去代表过去蓝色蓝色代表未来代表未来黄绿黄绿表连结过表连结过 去到未来去到未来20052005世界物理年世界物理年对物理学家而言，这个标对物理学家而言，这个标识象征的是光锥；对一般大众识象征的是光锥；对一般大众而言常被看成是沙漏，象征着而言常被看成是沙漏，象征着爱因斯坦在时间相对性上渊博爱因斯坦在时间相对性上渊博的见解及洞察力。的见解及洞察力。此情形并未能持久，此情形并未能持久，魔鬼喝道：魔鬼喝道：“嗬！让爱因斯坦问世！嗬！让爱因斯坦问世！”世界又变得难以捉摸。世界又变得难以捉摸。-英国现代派诗人英国现代派诗人J.CJ.CSquireSquire爱因斯坦的爱因斯坦的“时空时空”狭义相对论狭义相对论创立创立19051905年创立年创立内容内容时间和空间都与物质运动有关时间和空间都与物质运动有关时间和空间随着物质运动速度时间和空间随着物质运动速度的变化而变化的变化而变化狭义相对狭义相对论的影响论的影响修正了牛顿力学的绝对时空观修正了牛顿力学的绝对时空观继承和发展了牛顿力学继承和发展了牛顿力学奠定了利用原子能的理论基础奠定了利用原子能的理论基础20052005世界物理年世界物理年(2)广义相对论广义相对论提出提出:1916年年内容内容意义意义第一次阐述了四维时空和物质第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想的分布相联系的重要思想爱因斯坦关于相对论的比喻。爱因斯坦关于相对论的比喻。为了对这深奥理论做通俗的为了对这深奥理论做通俗的说明，曾风趣地对一名男青年说：我打个比方，比如你屁说明，曾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，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？同样的时间你觉得哪一个更长？”男青年说：男青年说：“当然坐在当然坐在火炉上烤的时间觉得长久。火炉上烤的时间觉得长久。”形象说明了时空相对性。形象说明了时空相对性。相对论建立的意义相对论建立的意义是对近代物理学理论框架的重大突破，深刻是对近代物理学理论框架的重大突破，深刻揭示了空间和时间的本质属性揭示了空间和时间的本质属性全新的时空观，运动观和物质观的形成，是全新的时空观，运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，人类思想发展史中的一次根本性变革，量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，量子论和相对论是现代物理学的两大支柱，量量子论的形成标志着人类开始从宏观世界深入到微观子论的形成标志着人类开始从宏观世界深入到微观世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理世界。量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。理论基础。19551955年年4 4月月1818日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照日因主动脉瘤破裂逝世于普林斯顿。遵照他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立他的遗嘱，不发讣告，不举行公开葬礼，不建坟墓，不立纪念碑。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何纪念碑。骨灰撒在永远对人保密的地方，为的是不使任何地方成为圣地。地方成为圣地。他的他的 “爱因斯坦的相对论是人类爱因斯坦的相对论是人类思想史上最伟大的成就之一，也许思想史上最伟大的成就之一，也许就是最伟大的成就，它不是发现一就是最伟大的成就，它不是发现一个孤岛，个孤岛，而是发现了新的科学思想而是发现了新的科学思想的新大陆。的新大陆。”（英国）皇家学会会长汤（英国）皇家学会会长汤姆逊姆逊导入新课导入新课女娲造人、上帝创造万物问题：关于人类的起源，西方社会有什么说法？人类起源传说人类起源传说古芬兰：怪鸟蛋孵人；古芬兰：怪鸟蛋孵人；古埃及：黑泥塑人；古埃及：黑泥塑人；古希腊的阿那克西曼德：鱼变人。古希腊的阿那克西曼德：鱼变人。一、谁是万物的创造者？一、谁是万物的创造者？据据圣经圣经记载：第一天，记载：第一天，上帝创造了昼夜；第二天，天空；上帝创造了昼夜；第二天，天空；第三天，陆、海及植物；第四天，第三天，陆、海及植物；第四天，日月；第五天，动物；第六天，日月；第五天，动物；第六天，男人亚当；第七天，亚当问上帝，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？于是上帝取他的肋骨制造了女人人夏娃夏娃。女娲抟土造人女娲抟土造人 上帝创造万物论上帝创造万物论千年话题千年话题-谁创造了万物谁创造了万物 什么东西在早晨用四条腿走，中午什么东西在早晨用四条腿走，中午用两条腿走，晚上用三条腿走？用两条腿走，晚上用三条腿走？二、达尔文的生物进化观二、达尔文的生物进化观 自然界中生物的物种是不断进化的，是自然界中生物的物种是不断进化的，是不断从低级向高级发展的。自然界进化的规不断从低级向高级发展的。自然界进化的规则是则是物竞天择，适者生存物竞天择，适者生存。18591859年年1111月月2424日日清晨，雾霭中，清晨，雾霭中，伦敦伦敦几家书店的门几家书店的门口人声鼎沸，人们争先恐后地排队购买刚出版的新口人声鼎沸，人们争先恐后地排队购买刚出版的新书书物种起源物种起源。初版。初版12501250本书在发行的当天本书在发行的当天就被销售一空。就被销售一空。书中的书中的观点震撼了世界观点震撼了世界，动摇动摇了禁锢人们思想许多个世纪的了禁锢人们思想许多个世纪的神创论神创论。引自引自科学简史科学简史 物种起源物种起源一书为什么能引起人们的热情？什么观一书为什么能引起人们的热情？什么观点震撼了世界？点震撼了世界？1、达尔文进化论诞生的、达尔文进化论诞生的标志标志（1）生物的物种是不断进化的；）生物的物种是不断进化的；（2）生物的物种是不断从低级向高级发展的；）生物的物种是不断从低级向高级发展的；（3）生物进化的规则是）生物进化的规则是物竞天择、适者生存物竞天择、适者生存1859年年物种起源物种起源达尔文（达尔文（18091882）2、主要观点、主要观点颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的颈长的能吃到树叶生存下来，颈短的却因吃不到树叶而最终饿死了却因吃不到树叶而最终饿死了它们有颈长和颈短的差异它们有颈长和颈短的差异它们都要吃树叶而树叶不够吃它们都要吃树叶而树叶不够吃长颈鹿产生的后代超过环境承受能力长颈鹿产生的后代超过环境承受能力（过度繁殖过度繁殖）（生存斗争生存斗争）（遗传变异遗传变异）（自然选择，自然选择，适者生存适者生存）长长颈颈鹿鹿的的进进化化思考：它们分别体现了思考：它们分别体现了达尔文进化论达尔文进化论的什么观点？的什么观点？以上三图是当时宗教人士为讽刺达尔文所作以上三图是当时宗教人士为讽刺达尔文所作科学理论传播的艰难科学理论传播的艰难（Thoma Thoma Henry Henry HuxleyHuxley，1825182518951895）我是达尔文的斗犬，我是达尔文的斗犬，我准备接受火刑，如我准备接受火刑，如果必要！果必要！我正磨我正磨利我的牙爪，以备来利我的牙爪，以备来保卫这一高贵的著作！保卫这一高贵的著作！18631863年，赫胥黎发年，赫胥黎发表表人类在自然界中的人类在自然界中的位置位置，通过比较解剖，通过比较解剖学的研究，论证了学的研究，论证了“人人的构造和其他动物一样，的构造和其他动物一样，尤其和猿更接近尤其和猿更接近”。它。它使人猿同祖论进一步得使人猿同祖论进一步得到了确立，促进了进化到了确立，促进了进化论的传播。论的传播。赫胥黎发展生物进化论赫胥黎发展生物进化论赫胥黎（赫胥黎（赫胥黎（赫胥黎（18251825182518251895189518951895）严复和严复和天演论天演论严复严复（1853192118531921）天演论天演论封面封面“进化论进化论”与新文化运动与新文化运动陈独秀陈独秀（1880188019421942）新文化运新文化运动的前期动的前期,主主要是传播西要是传播西方的方的民主与民主与科学科学，即宣，即宣传传资产阶级资产阶级自由平等学自由平等学说和达尔文说和达尔文的进化论的进化论胡适胡适字适之，由字适之，由“适适者生存者生存”而来而来经经典典力力学学体体系系的的创创立和发展立和发展量量子子理理论论的的诞诞生生(从从普朗克到爱因斯坦普朗克到爱因斯坦)相相对对论论的的建建立立（爱因斯坦）（爱因斯坦）现现代代物物理理学学理理论论的的发展发展本课知识结构本课知识结构近近代代物物理理学学的的奠奠基基人人和和革革命命者者伽利略对亚里士多德伽利略对亚里士多德力学观的否定力学观的否定 牛顿对前人科学理论牛顿对前人科学理论的发展的发展 假如我说我有一些微小的成就的话，没有假如我说我有一些微小的成就的话，没有其他秘诀，唯有勤奋而已。其他秘诀，唯有勤奋而已。今后的历史学家会把我描述成今后的历史学家会把我描述成“最幸运最幸运”的科学家，因为我以一种前所未有的方法，并的科学家，因为我以一种前所未有的方法，并在一个极为有利的时代，将许多现存的科学进在一个极为有利的时代，将许多现存的科学进展组合在一起。展组合在一起。牛牛顿 科学的基本定义科学的基本定义 科学是崇尚真理和真实的人们的，永无科学是崇尚真理和真实的人们的，永无止境地探索、实践，阶段性地趋于逼近真理，止境地探索、实践，阶段性地趋于逼近真理，阶段性地解释和揭示真理的阶段性、发展性、阶段性地解释和揭示真理的阶段性、发展性、历史性、辩证性、普遍性、特殊性、信息性等历史性、辩证性、普遍性、特殊性、信息性等特点，尽可能不包含自相矛盾的知识体系特点，尽可能不包含自相矛盾的知识体系,且且是一项永远造福人类社会的高尚事业。是一项永远造福人类社会的高尚事业。17811781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。反复核算，观测无误。因为太阳系中还有一颗未知行星，没有考虑到它对天因为太阳系中还有一颗未知行星，没有考虑到它对天王星的引力作用。用牛顿力学算出了这颗未知行星的位王星的引力作用。用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。置和质量。18481848年年9 9月月2323日，柏林天文台台长用望远镜对日，柏林天文台台长用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。海王星和冥王星的发现海王星和冥王星的发现本专题总体知识结构本专题总体知识结构 科科学学革革命命技技术术革革命命物理学物理学领域领域生物学生物学领域领域经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）经典力学体系的创立和发展（从伽利略到牛顿）量量子子理理论论的的诞诞生生（从从普普朗朗克克到到爱爱因斯坦）因斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）相对论的建立（爱因斯坦）进化论理论（达尔文与赫胥黎）进化论理论（达尔文与赫胥黎）万能原动机与万能原动机与“蒸汽机时代蒸汽机时代”（瓦特）（瓦特）电力的广泛应用与电力的广泛应用与“电气时代电气时代”（法拉第、西门子等）（法拉第、西门子等）现代信息技术与信息时代现代信息技术与信息时代现现 代代 物物 理理学学 理理 论论 的的发展发展 世界近代科学是从中世纪神学中解放出来从而得到世界近代科学是从中世纪神学中解放出来从而得到发展的。发展的。1717世纪世纪牛顿力学体系牛顿力学体系的建立，将天上和地上的的建立，将天上和地上的物质运动第一次加以理论性的概括和综合，反映了物质运动第一次加以理论性的概括和综合，反映了宏观宏观物体低速运动的客观规律，是近代科学形成的标志物体低速运动的客观规律，是近代科学形成的标志；哈；哈维的血液循环标志现代生物学的建立。维的血液循环标志现代生物学的建立。1919世纪初到世纪初到2020世世纪初纪初,科学技术长足发展，细胞学说、生物进化论、相科学技术长足发展，细胞学说、生物进化论、相对论等突出成就；对论等突出成就；第一次工业革命第一次工业革命的开展，人类进入到的开展，人类进入到蒸汽时代。法拉第发现电磁感应，以电的发明为特征的蒸汽时代。法拉第发现电磁感应，以电的发明为特征的第二次工业革命第二次工业革命推进到电气时代。科学发展并和技术相推进到电气时代。科学发展并和技术相结合推动了人类社会的进步。到结合推动了人类社会的进步。到2020世纪世纪4040、5050年代，电年代，电子计算机的应用等使人类进入到子计算机的应用等使人类进入到第三次工业革命（科技第三次工业革命（科技革命）革命）时期。时期。