第4課　近代科學(xué)之父牛頓

1、近 代 科 學(xué) 之 父牛頓Isaac Newton. (16421727),藝術(shù)家筆下的牛頓像神一樣在指定宇宙規(guī)律,本課主要解決的問(wèn)題： 1）了解牛頓的成長(zhǎng)歷程。(“牛”人“?！笔拢?2）牛頓一生中的主要科學(xué)成就。（“?！比酥芭！保?3）舉例說(shuō)明牛頓的科學(xué)成就在推動(dòng)人類發(fā)展的作用。 4）牛頓取得巨大成就的原因？（“?！比酥浴芭！保?5）你從牛頓那里學(xué)到了什么？（“?！比恕芭！备校?牛人出世,自然界和自然規(guī)律 隱藏在黑暗中， 上帝說(shuō)： 讓牛頓出生吧！ 于是，一切都變得光明。,英國(guó)詩(shī)人波普曾經(jīng)這樣寫道：,1642年，牛頓在英國(guó)北部一個(gè)叫烏爾索普的小村莊誕生了。,牛頓出生時(shí)的大環(huán)境？,牛人出世

2、,牛頓的出生地,牛人出世,牛頓出生時(shí)的大環(huán)境？,政治：英國(guó)資產(chǎn)階級(jí)革命進(jìn)行中； 經(jīng)濟(jì)：資本主義經(jīng)濟(jì)發(fā)展； 思想：文藝復(fù)興、宗教改革，解放了 思想； 科學(xué)：出現(xiàn)了伽利略等近代自然科學(xué) 家，自然科學(xué)有所突破。,牛人出世,A.你認(rèn)為牛頓真的從小就是一個(gè)天才嗎？ B.他在成長(zhǎng)中是否也遇到過(guò)一些困難甚至困境？ C.他又是如何面對(duì)這些困難或者困境的？,設(shè)問(wèn)：,牛人出世,一、成長(zhǎng)的足跡,1、幼年的牛頓：,早產(chǎn)、營(yíng)養(yǎng)不足、衰弱多??；,父親在出生前病逝，3歲母親改嫁，由外祖母撫養(yǎng)長(zhǎng)大；,家境一貧如洗；,個(gè)性孤僻、內(nèi)向、害羞,一、成長(zhǎng)的足跡,2、青少年時(shí)期的牛頓,1）少年牛頓：,小學(xué)成績(jī)一般，常受同學(xué)嘲笑、欺負(fù)；

3、 愛(ài)動(dòng)腦筋、動(dòng)手能力強(qiáng)。,12歲入中學(xué)讀書,因家境貧寒一度輟學(xué)，管理農(nóng)莊,其好學(xué)精神打動(dòng)了舅舅，得以復(fù)學(xué),這是劍橋大學(xué)牛頓塑像,劍橋大學(xué)校園,牛頓的母校英國(guó)劍橋大學(xué),牛頓于1668年得到碩士學(xué)位，1669年由巴羅推薦，任劍橋大學(xué)教授，接替巴羅擔(dān)任了魯卡斯講座的第二代教授職務(wù)。這時(shí)，牛頓年僅27歲。 1672年，牛頓被推選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。就在這一年，他發(fā)表了第一篇論文。 1703年，牛頓被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。以后的24年間，他一直連任，甚至去世，這在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)歷史上是絕無(wú)僅有的。 1705年，英國(guó)女王授予他爵士稱號(hào)。所以后世提到他時(shí)有時(shí)稱“牛頓爵士”。在所有的自然科學(xué)家中，牛頓是獲得這一

4、榮譽(yù)的第一人。 牛頓以自己杰出的貢獻(xiàn)，獲得了國(guó)葬的禮遇。他被安葬在威斯敏斯特教堂，那是安葬英國(guó)英雄們的地方。為他抬棺材的是兩位公爵、三位伯爵以及大法官。法國(guó)著名哲學(xué)家伏爾泰當(dāng)時(shí)正在英國(guó)訪問(wèn)，他目睹了牛頓的葬禮，十分感嘆牛頓所獲得的殊榮。他是這樣描寫的：“他是像一位深受自己的臣民愛(ài)戴的國(guó)王一樣被安葬的。在他之前，是沒(méi)有哪一位科學(xué)家享受如此殊榮的。在他之后，受到如此厚葬的也將會(huì)是屈指可數(shù)的。” 科學(xué)簡(jiǎn)史,近代科學(xué)之父,探究問(wèn)題：牛頓為什么被稱為近代科學(xué)之父？,牛人之“牛”,科學(xué)成就,1、數(shù)學(xué)(大學(xué)畢業(yè)前)： 提出二項(xiàng)式定理以及微積分的初步算法,牛人之“牛”,牛頓數(shù)學(xué)橋是劍橋大學(xué)城里的一大景觀，全橋

5、由7177根大小不一的木頭銜接而成，有10299個(gè)接口，如果以一個(gè)接口用一枚鐵釘來(lái)計(jì)算，那么至少需要 10299枚鐵釘。但牛頓把所有鐵釘都倒進(jìn)了河里，整座橋沒(méi)用一枚鐵釘，這就是數(shù)學(xué)的奇妙。多少年來(lái)，劍橋數(shù)學(xué)系的高才生們都?jí)粝虢馄茢?shù)學(xué)橋的奧秘，換句話說(shuō)就是想在紙頭上造一座跟數(shù)學(xué)橋一模一樣的橋。但如愿者無(wú)一。多數(shù)人設(shè)計(jì)出來(lái)的橋至少需要上千枚鐵釘才能達(dá)到原橋同等效果，只有少數(shù)幾人把鐵釘數(shù)量減少 到千枚數(shù)之內(nèi)。有個(gè)冰島人，他創(chuàng)造了有史以來(lái)的最好成績(jī)，把鐵釘數(shù)減少到561枚。,牛人之“?！?科學(xué)成就,1、數(shù)學(xué)(大學(xué)畢業(yè)前)： 提出二項(xiàng)式定理以及微積分的初步算法,2、天文學(xué)：？ 發(fā)明反射望遠(yuǎn)鏡，解釋潮汐現(xiàn)

6、象、地球的圓扁形狀,牛人之“牛”,3、物理學(xué)：？ 光學(xué)：白光由七色組成，成為光譜學(xué)基礎(chǔ)；發(fā)表關(guān)于光和色的新理論，提出光的本質(zhì)是微粒 力學(xué)： （1）三大運(yùn)動(dòng)定律 （2）提出萬(wàn)有引力定律,牛人之“?！?誰(shuí)能說(shuō)出牛頓力學(xué)三定律？,海王星,另外，牛頓力學(xué)理論能夠預(yù)見新的物理現(xiàn)象，并能以天文觀測(cè)或試驗(yàn)論證其正確性，如：,牛人之“?！?牛頓的主要科學(xué)成就,提出二項(xiàng)式定理和微積分的新計(jì)算方法,1）制作折射望遠(yuǎn)鏡，對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行反射實(shí)驗(yàn)，證明日光 由七色光組成，說(shuō)明物體顏色的形成原理； 2）在關(guān)于光和色的新理論中提出了光的 “微粒說(shuō)”。,1）創(chuàng)立了物體運(yùn)動(dòng)三定律和萬(wàn)有引力定律； 2）自然哲學(xué)中的數(shù)學(xué)原理,標(biāo)志著

7、經(jīng)典力學(xué)理論體系的建立。,制作了世界上第一架反射望遠(yuǎn)鏡考察行星運(yùn)動(dòng)，解釋了潮汐現(xiàn)象、地球的圓扁形狀等問(wèn)題。,牛人之“牛”,探究問(wèn)題： 牛頓為什么能成為近代科學(xué)之父？,牛人之所以“牛”,我的成就當(dāng)歸于精力的思索。,勝利者往往是從堅(jiān)持最后五分鐘的時(shí)間中得來(lái)成功。,聰明人之所以不會(huì)成功，是由于他們?nèi)狈?jiān)韌的毅力。,你若想獲得知識(shí)，你該下苦功；你若想獲得食物，你該下苦功；你若想得到快樂(lè)，你也該下苦功。因?yàn)樾量嗍谦@得一切的定律。,你該將名譽(yù)作為你最高人格的標(biāo)志。,牛頓名言,所以“?！?牛頓獲得巨大成就的原因,1）主觀條件：,善于思考與觀察的學(xué)習(xí)習(xí)慣； 虛心好學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度； 嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度； 科學(xué)的研究方

8、法； 勤奮的探索精神； 善于吸收前人的研究成果，等等。,牛人之所以“?！?牛頓獲得巨大成就的原因,2）客觀條件：,西歐思想解放運(yùn)動(dòng)（？）提供思想基礎(chǔ)； 英國(guó)資產(chǎn)階級(jí)革命的洗禮； 前人的研究成果為牛頓提供很好的條件； 社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展為理論研究提供物質(zhì)基礎(chǔ)，又對(duì)理論發(fā)展提出迫切要求。,牛人之所以“?！?英國(guó)著名詩(shī)人在他的墓碑上鐫刻著銘言： 讓人們歡呼這樣一位多么偉大的巨匠，人類榮耀曾經(jīng)因他而在世界上存在過(guò)。,1942年愛(ài)因斯坦為紀(jì)念牛頓誕生300周年而寫的文章，對(duì)牛頓的一生作如下的評(píng)價(jià)： “只有把他的一生看作為永恒真理而斗爭(zhēng)的舞臺(tái)上一幕才能理解他”。,對(duì)牛頓的評(píng)價(jià),牛頓是英國(guó)物理家、數(shù)學(xué)家和天文學(xué)

9、家，是經(jīng)典力學(xué)建立者。是近代科學(xué)之父； 他創(chuàng)建了經(jīng)典力學(xué)的理論體系，在光學(xué)、數(shù)學(xué)、天文學(xué)研究方面也做出劃時(shí)代發(fā)明和發(fā)現(xiàn)； 牛頓是17C科學(xué)革命中所涌現(xiàn)出來(lái)最偉大的科學(xué)家，也是人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。,怎樣評(píng)價(jià)牛頓？,牛人之“?！?1727年3月20日，牛頓去世，終年85歲 以國(guó)葬禮葬于倫敦威斯敏斯特教堂,說(shuō)一說(shuō) 我們從牛頓那里學(xué)到了什么？受到了什么啟發(fā)？,牛人“?！备?近代科學(xué)之父牛頓,在他身上我們能學(xué)到科學(xué)家的哪些優(yōu)秀品質(zhì)？,虛懷若谷的謙虛態(tài)度； 勤奮好學(xué)求知態(tài)度； 善于思考善于觀察； 正確科學(xué)研究方法； 勤奮探索科學(xué)精神； 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度；,牛人“?！备?成長(zhǎng)歷程：童年、中學(xué)、大

10、學(xué) 科學(xué)成就 成功原因,近代科學(xué)之父牛頓,客觀因素,數(shù)學(xué),物理學(xué),天文學(xué),主觀因素,課堂小結(jié),1、牛頓提出的物體機(jī)械運(yùn)動(dòng)定律不包括 A、萬(wàn)有引力定律 B、慣性定律 C、加速度定律 D、作用與反作用定律 2、17世紀(jì)牛頓力學(xué)體系產(chǎn)生原因有 生產(chǎn)的迅速發(fā)展對(duì)基礎(chǔ)理論提出了迫切要求伽俐略等人的研究已有堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)牛頓個(gè)人的偉大天才和所做出的巨大努力同時(shí)代眾多著名科學(xué)家協(xié)同一致的通力合作 A、B、 C、D、,跟蹤訓(xùn)練,3、實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次飛躍的是 A、電磁學(xué)理論的建立B、進(jìn)化論的出現(xiàn) C、牛頓力學(xué)的建立D、日心說(shuō)的提出 4、科學(xué)巨著自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理的作者是 A、牛頓B、達(dá)爾文C、萊布尼茨 D、哥

11、白尼 5、下列關(guān)于牛頓的評(píng)述不正確的是 A、牛頓被譽(yù)為“近代科學(xué)開創(chuàng)者” B、牛頓的三大成就是萬(wàn)有引力定律、微積分學(xué)和對(duì)光的分析 C、牛頓的力學(xué)是經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程力學(xué)和技術(shù)的理論基礎(chǔ) D、牛頓的熱學(xué)和力學(xué)引發(fā)了以英國(guó)工業(yè)革命為起點(diǎn)的第二次技術(shù)革命,6、近代科學(xué)體系形成的標(biāo)志是 A、 牛頓的力學(xué)體系B、微積分的發(fā)明 C、伽俐略開創(chuàng)了近代試驗(yàn)科學(xué) D、開普勒發(fā)現(xiàn)了三大定律 7、為牛頓后來(lái)在數(shù)學(xué)領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)是A、發(fā)現(xiàn)了代數(shù)二項(xiàng)式定理 B、發(fā)明了微積分C、發(fā)現(xiàn)了三大定律D、發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力 8、17世紀(jì)對(duì)人類解釋與預(yù)見物理學(xué)現(xiàn)象具有決定 性意義理論的是A、微積分B、代數(shù)二項(xiàng)式定理C、牛頓力學(xué)體系D、發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力,9、第一次證明牛頓力學(xué)和萬(wàn)有引力正確的最成功的范例是 A、海王星的發(fā)現(xiàn) B、冥王星的發(fā)現(xiàn) C、木星的發(fā)現(xiàn) D、火星的發(fā)現(xiàn) 10、牛頓最輝煌的成就是 A、經(jīng)典力學(xué)體系 B、萬(wàn)有引力 C、微積分 D、三大定律,三、晚年的困惑,晚年的牛頓開始致力于對(duì)神學(xué)的研究，他否定哲學(xué)的指導(dǎo)作用，虔誠(chéng)地相信上帝，埋頭于寫以神學(xué)為題材的著作。當(dāng)他遇到難以解釋的天體運(yùn)動(dòng)時(shí)，竟提出了“神是第一推動(dòng)力”的謬論。他說(shuō)，“上帝統(tǒng)治萬(wàn)物，我們是他的仆人而敬畏他、崇拜他?！?40歲以后，他把興趣逐漸轉(zhuǎn)向政治、化學(xué)（賤金屬變成黃金）、神學(xué)問(wèn)題，寫了近