復(fù)第二十三單元 72近代以來科學(xué)技術(shù)的輝煌

第二十三單元近代以來的科學(xué)技術(shù)的輝煌

知識體系構(gòu)建

科學(xué)理論近代以來世界的科學(xué)發(fā)展歷程科技成果物理學(xué)生物學(xué)伽利略：自由落體第一次工業(yè)革命第二次工業(yè)革命牛頓：三大定律和萬有引力定律愛因斯坦：相對論普朗克：量子論第三次科技革命達爾文：進化論蒸汽時代電氣時代信息時代第72課近代科學(xué)家理論成果近代物理學(xué)的奠基人和革命者、追尋生命的起源

1.了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。

2.簡述進化論的主要觀點，概括科學(xué)與宗教在人類起源問題上產(chǎn)生分歧的根源。課程標準：一、近代物理學(xué)的奠基人和革命者（物理學(xué)的重大進展）（一）經(jīng)典力學(xué)——牛頓1、背景2、經(jīng)典力學(xué)的正式建立經(jīng)濟基礎(chǔ)：政治前提：思想基礎(chǔ)：主觀條件：資本主義經(jīng)濟的興起和發(fā)展資產(chǎn)階級力量的壯大文藝復(fù)興和宗教改革運動解放了人們的思想以伽利略為代表的科學(xué)家勇于探索的努力，奠定了經(jīng)典力學(xué)的理論基礎(chǔ)經(jīng)典力學(xué)的奠基者——伽利略①創(chuàng)立科學(xué)的研究方法：②物理學(xué)：

③天文學(xué)：

①開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系的近代科學(xué)，為后來經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立和發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

②伽利略在天文學(xué)上的發(fā)現(xiàn)和觀點，摧毀了教會的信條而證明了哥白尼學(xué)說的正確。1、成就2、意義實驗和觀察。發(fā)現(xiàn)自由落體定律等。自制望遠鏡觀察天體并取得大量成果的第一人，證明了哥白尼“日心說”的正確性。16世紀文藝復(fù)興后期，文藝復(fù)興擴展到科學(xué)領(lǐng)域。哥白尼提出“太陽中心說”猛烈的震撼了科學(xué)界和思想界，從根本上動搖了封建神學(xué)的理論基礎(chǔ)，標志著近代科學(xué)的產(chǎn)生，所以說近代自然科學(xué)是以天文學(xué)領(lǐng)域的革命為開端。哥白尼太陽中心說（日心說）

伽利略是意大利偉大的物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實驗事實為根據(jù)并具有嚴密邏輯體系近代科學(xué)，被譽為“近代科學(xué)之父”。他第一個把望遠鏡對準天空進行觀測，出版了《星空使者》一書。1632年，他出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。伽利略（1564—1642）1590年，伽俐略在斜塔的頂層做自由落體運動實驗，讓兩個重量相差10倍的鐵球，同時從塔頂落下，結(jié)果兩球同時著地，因而，雄辯地一舉推翻了束縛人們近2000年的希臘學(xué)者亞里士多德關(guān)于重量不同的物體，其下落的速度也不相同的“物體下落速度與重量成正比”的理論。伽俐略開創(chuàng)了實驗物理的新時代，為經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)立奠定了基礎(chǔ)。

他又發(fā)現(xiàn)太陽上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞著太陽公轉(zhuǎn)的“日心說”找到了有力證據(jù)。宗教法庭把他軟禁在家，不準外出。８年多后，伽利略臨死前仍不屈服，堅定地說：“地球確實在圍著太陽轉(zhuǎn)！”他的努力沒有白費，越來越多的人開始探索星空和科學(xué)！（一）經(jīng)典力學(xué)——牛頓1、背景2、經(jīng)典力學(xué)的正式建立——牛頓（1）標志：（2）內(nèi)容：（3）特點：（4）意義：1687年，牛頓出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》①提出了物體運動三大定律和萬有引力定律等②創(chuàng)立微積分學(xué)以實驗為基礎(chǔ)，以數(shù)學(xué)為表達形式；只適用于宏觀物體的低速運動規(guī)律。①經(jīng)典力學(xué)體系的建立標志著近代科學(xué)的形成。②經(jīng)典力學(xué)體系具有科學(xué)性和預(yù)見性：海王星和冥王星、潮汐現(xiàn)象。③是人類歷史上對自然科學(xué)規(guī)律的第一次理論性的概括和綜合牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會會長，他還擔(dān)任過英國議會議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽。牛頓（1643—1727）

牛頓是生活在地球上的影響最大的科學(xué)家之一。他是遺腹子，生于伽利略逝世的那一天。牛頓的背景為天才如何能在逆境中出人頭地提供了一個客觀范例。牛頓少年時代即表現(xiàn)出手工制作精巧機械的才能。雖然他是個聰明伶俐的孩子，但并未引起他的老師們的注意。他在學(xué)校的成績不好，他體弱多病，性格靦腆。學(xué)習(xí)成績是班上倒數(shù)幾名，還經(jīng)常受頑皮學(xué)生的欺侮。直到有一次跟同學(xué)打架。據(jù)說那個男孩在牛頓的肚于上踹了一腳，于是牛頓把他狠狠地揍了一頓，并把他的鼻于摁在教堂的墻上蹭來蹭去。從此之后，牛頓便開始在班里嶄露頭角，尤其在制作模型上表現(xiàn)出心靈手巧。成年時，母親令其退學(xué)，因為希望兒子成為一名出色的農(nóng)夫。十分幸運的是他的主要天賦不滿足于他在農(nóng)業(yè)方面發(fā)揮。他被證明不是一個好農(nóng)夫，干活漫不經(jīng)心，而且脾氣急躁。于是他又被送回學(xué)校，18歲那年他進入了劍橋大學(xué)，極快地通曉了當時已知的自然與數(shù)學(xué)知識，之后轉(zhuǎn)入個人的專門研究。牛頓有哪些重要貢獻？

最重要的貢獻是什么？力學(xué)：出版《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

提出物體運動三大定律和萬有引力定律

——創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)體系數(shù)學(xué)：創(chuàng)立了微積分，建立了二項式定理,光學(xué)：發(fā)現(xiàn)太陽光的光譜，提出微粒說天文學(xué)：發(fā)明反射式望遠鏡等，解釋了潮汐現(xiàn)象，并預(yù)言地球不是正球體，并由此說明了歲差現(xiàn)象。熱學(xué)：確立了冷卻定律

第一件，用牛頓力學(xué)算出地球的形狀象只桔子。古希臘的亞里士多德認為地球是個正球體，兩千年來人們對此深信不疑。牛頓卻根據(jù)他的力學(xué)，說地球是個扁球體，象只大桔子。此言一出，學(xué)界嘩然。地球那么大，牛頓又從不出遠門，他憑什么說地球有點扁？可是法國科學(xué)家經(jīng)過三次實地測量，終于證實了牛頓的看法。用力學(xué)能算出地球的形狀，真是個奇跡。歷史上證實牛頓力學(xué)的三件事第二件，用牛頓力學(xué)算出了哈雷彗星回歸周期。長期以來到，人們一直認為彗星是神秘的，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學(xué)規(guī)律。他的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了1682年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是75—76年，由此預(yù)言它將在1758年再次出現(xiàn)。哈雷1705年發(fā)表這個預(yù)言，當時他已49歲，卻要預(yù)言53年以后的事，豈非聳人聽聞？可是1758年這顆彗星果然如期出現(xiàn)，并被命名為哈雷彗星。

第三件：用牛頓力學(xué)算出了一顆未知行星的位置。1781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計算它的軌道，可是計算結(jié)果總是同觀測紀錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？科學(xué)家大膽猜想計算結(jié)果之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長用望遠鏡對準那個位置，一下子就看到了一顆新的行星—海王星。（二）、相對論的創(chuàng)立——愛因斯坦1、歷史背景：2、相對論的提出及主要內(nèi)容（1905）①19世紀科學(xué)得到了飛速發(fā)展；②經(jīng)典力學(xué)無法解釋一些新問題①、狹義相對論：物體運動時，質(zhì)量會隨著物體運動速度增大而增加，空間和時間也會隨著物體運動速度的變化而變化②廣義相對論：空間和時間的性質(zhì)取決于物質(zhì)的運動情況，也取決于物質(zhì)本身的分布狀態(tài)

相對論打破了牛頓以來傳統(tǒng)的絕對時空觀，但并非全盤否定牛頓力學(xué)。牛頓力學(xué)反映的是宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律，而狹義相對論反映的是物體高速運動的客觀規(guī)律，是對牛頓力學(xué)的繼承和發(fā)展。牛頓力學(xué)是相對論的一種特例（物體低速運動狀態(tài)），包括在相對論體系中。相對論與牛頓力學(xué)的關(guān)系

愛因斯坦關(guān)于相對論的比喻

為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對一名男青年說：“我打個比方，比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時間你覺得哪一個更長？”男青年說：“當然坐在火爐上烤的時間覺得長久?！睈垡蛩固拐f：“這就是我的相對論內(nèi)容?！?、相對論提出的意義（1）是物理學(xué)思想的一次重大革命，深刻地揭示了時間和空間的本質(zhì)屬性。

（2）愛因斯坦的相對論也發(fā)展了牛頓力學(xué)，推動物理學(xué)發(fā)展到一個新的高度。愛因斯坦（1879-1955）1905-1915年提出了相對論，發(fā)展了牛頓力學(xué)。20世紀最后一期《時代》周刊評選出“世紀人物”，這樣稱愛因斯坦：天才，政治難民，人道主義者，原子和宇宙謎的開啟者，以其最偉大的思想和無與倫比的形象獨占鰲頭。（三）量子論的誕生與發(fā)展——普朗克1、背景2、過程3、意義（1）19世紀末20世紀初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)，打開了原子的大門，使人們對物質(zhì)的認識深入到了原子內(nèi)部。（2）大量的實驗表明，微觀粒子的運動不能用通常的宏觀物體的運動規(guī)律進行描述。量子論在這種背景下誕生。誕生：1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說。這個假說宣告了量子論的誕生。發(fā)展：1905年，愛因斯坦提出了光具有波粒二象性的結(jié)論，1923年，法國物理學(xué)家德布羅意又提出物質(zhì)波理論。成熟：在這個基礎(chǔ)上，奧地利、德國的物理學(xué)家建立了量子力學(xué)。標志著人類對客觀規(guī)律的認識，開始從宏觀世界深入到微觀世界1、量子論與相對論一起構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，并彌補了經(jīng)典力學(xué)在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足。2、推動了物理學(xué)自身的進步，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式。20世紀物理學(xué)的意義盤古開天地女媧造人基督教的上帝造世說世界的一切（包括人）都是由上帝創(chuàng)造的。上帝造世說的影響：①禁錮了人們的思想②使生物學(xué)發(fā)展緩慢二、探索生命起源之謎1、歷史條件2、確立標志：3、主要觀點4、發(fā)展和完善：5、意義：①工業(yè)革命推動資本主義迅速發(fā)展②資產(chǎn)階級革命使資產(chǎn)階級掌握政權(quán)③文藝復(fù)興、宗教改革和啟蒙運動沖擊封建神學(xué)，解放了人們的思想④科學(xué)技術(shù)的進步和生物學(xué)知識的積累⑤達爾文的科學(xué)探索（個人因素）（經(jīng)濟基礎(chǔ)）（政治基礎(chǔ)）（思想基礎(chǔ)）（理論基礎(chǔ)）1859年《物種起源》的發(fā)表拉馬克（1744-1829）拉馬克是第一個系統(tǒng)地研究生物進化的人。

拉馬克和早期生物進化思想生物從低級向高級進化提出兩個著名的進化原則：用進廢退獲得性遺傳施萊登（1804-1881）——德意志植物學(xué)家施旺（1810-1882）——德意志動物學(xué)家19世紀30年代德國的施萊登和施旺共同創(chuàng)立了細胞學(xué)說，為生命科學(xué)的研究奠定了基礎(chǔ)。二、探索生命起源之謎1、歷史條件2、確立標志：3、主要觀點4、發(fā)展和完善：①工業(yè)革命推動資本主義迅速發(fā)展②資產(chǎn)階級革命使資產(chǎn)階級掌握政權(quán)③文藝復(fù)興、宗教改革和啟蒙運動沖擊封建神學(xué)，解放了人們的思想④科學(xué)技術(shù)的進步和生物學(xué)知識的積累⑤達爾文的科學(xué)探索（個人因素）（經(jīng)濟基礎(chǔ)）（政治基礎(chǔ)）（思想基礎(chǔ)）（理論基礎(chǔ)）1859年《物種起源》的發(fā)表①自然界中生物的物種是不斷進化的，是不斷從低級向高級發(fā)展的②自然界進化的規(guī)則是物競天擇，適者生存赫胥黎發(fā)展進化論1863年、《人類在自然界中的位置》達爾文的進化論觀點：①生物是不斷進化的，進化規(guī)律低級→高級簡單→復(fù)雜②進化是逐漸、連續(xù)的③生物有共同的祖先④進化機制物競天擇、適者生存自然選擇（基礎(chǔ)）→否定神創(chuàng)說→否定物種不變→否定物種間沒有聯(lián)系5、意義：①對宗教神學(xué)：挑戰(zhàn)了封建神學(xué)，否定了神創(chuàng)說，促進了人類認識的飛躍；②對自然科學(xué)：把發(fā)展變化思想引入生物界，開創(chuàng)了生物科學(xué)發(fā)展的新時代；③對中國的影響：對處于國家危亡時期的中國思想界也產(chǎn)生巨大震動。救亡圖存的變法運動和革命運動蓬勃興起。1．（2015·四川廣安二?！?2）四川某中學(xué)舉行了一場學(xué)生研究性學(xué)習(xí)成果展示會，一學(xué)習(xí)小組的代表作了精彩的演講，其演講提綱如右圖所示，你認為該學(xué)習(xí)小組研究性學(xué)習(xí)的主題是(

)A．重大科學(xué)理論出現(xiàn)是科技革命先導(dǎo) B．杰出歷史人物推動歷史進程大發(fā)展C．偉大的科技革命造就偉大的科學(xué)家 D．歐洲是近代以來世界科學(xué)技術(shù)中心2．（2015·河南濮陽一模·23）從十九世紀中葉到二十世紀初，進化論、相對論和量子論相繼創(chuàng)立。這些學(xué)說問世的共同意義是(

)A．成為資產(chǎn)階級革命的理論

B．挑戰(zhàn)了封建神學(xué)創(chuàng)始論C．提供了觀察世界的新視角