1、第四课 近 代 科 学 之 父牛顿Isaac Newton.(16421727),第一/惯性定律:物体若所受合外力为零,则将保持运动状态不变 第二/加速度定律:物体所受加速度与所受外力成正比(F=kma) 第三定律:力总是成对出现,并且大小相等方向相反.,艾萨克牛顿 Isaac Newton 生于：1643.01.04 卒于：1727.03.31 英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家 ，被誉为人类历史上最伟大的科学家之一 。,近代科学体系的奠基人牛顿,第 4 课,剑桥大学校园,课程标准 1了解牛顿的成长历程、主要科学成就 2认识牛顿在社会发展中的作用。 3学习牛顿勤于动脑、勇于实践
2、、热爱科学、献身科学的优秀品质。,成长篇,牛顿出生的大环境怎样呢？,政治：英国资产阶级革命进行中 经济：资本主义经济发展 思想：文艺复兴、宗教改革,解放了思想 自然科学：出现伽利略等近代自然科学家,自然界和自然规律 隐藏在黑暗中， 上帝说： 让牛顿出生吧！ 于是，一切都变得光明。,英国诗人蒲伯曾经这样写道：,成长篇,成长篇,苹果砸头居然砸出了伟大的万有引力定律，真是得来全不费功夫！牛顿真有这么好的天赋吗？,牛顿出生前，父亲已去世。牛顿是遗腹子，又是早产儿，先天不足，出生时体重只有 3磅，差点夭折。他两岁时母亲改嫁，靠外祖母抚养。牛顿小学时期，体弱多病，性格腼腆，生性孱弱，有些迟钝，自幼沉默寡言
3、，性格倔强，而这种习性可能来自他的家庭处境。,少年牛顿资质平常成绩一般，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物，并从中受到启发，自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯等,成长篇,1）童年时期：善于观察 、发明创造,2）中学时期：科研与实验,牛顿的母校英国剑桥大学,牛顿数学桥是剑桥大学城里的一大景观，全桥由7177根大小不一的木头衔接而成，有10299个接口，如果以一个接口用一枚铁钉来计算，那么至少需要 10299枚铁钉。但牛顿把所有铁钉都倒进了河里，整座桥没用一枚铁钉，这就是数学的奇妙。多少年来，剑桥数学系的高才生们都梦想解破数学桥的奥秘，换句话说就是想在
4、纸头上造一座跟数学桥一模一样的桥。但如愿者无一。多数人设计出来的桥至少需要上千枚铁钉才能达到原桥同等效果，只有少数几人把铁钉数量减少 到千枚数之内。有个冰岛人，他创造了有史以来的最好成绩，把铁钉数减少到561枚。,牛顿的老师巴罗(1630 1677) , 曾任剑桥大学第一任“卢卡斯教授”, 三一学院院长和剑桥大学副校长 ，是当时顶尖的数学家和科学家，剑桥大学的首席教授,但他在39岁时就主动退休了，因为他要将席位让给当时只有28岁的牛顿，以给牛顿更大的发展空间。牛顿果然没有辜负恩师的厚望，大放异彩，成果累累，在谈到自己成功的原因时，他非常感激地表示，因为自己站在巨人的肩膀上。,笛卡尔(Desca
5、rtes, Rene du Perron) (Descartes,Ren) (Descartes， Rene) (1596 - 1650)， 法国哲学家，数学家，物理学家，解析几何学奠基人之一。,科学贡献篇,探究3：在科学领域，牛顿取得那些科学成就呢？,成就： 天文学：反射望远镜，研究潮汐现象，预言地球不是正球体 物理学：经典力学理论； 光学：日光原理、微粒说； 数学：二项式定理、微积分计算,爱因斯坦说：“在人类历史上，能够结合物理实验、数学理论、机械发明成为科学艺术的人，只有一位，那就是牛顿。”,光学领域： A、发明折射望远镜：用途：证明日光由七色光组成；说明物体颜色的形成原理；意义：奠定光
6、谱学的基础；,光学领域： B、创“微粒说”与惠更斯的“波动说”构成光的两大基本理论；,光学第一大贡献： 白光是由各种不同颜色的光组成的,天文学领域：发明世界上第一架反射望远镜用途：考察行星运动；分析潮汐现象；预言地球不是正球体意义：对天体观察进入新阶段；,发现万有引力的原因： 哥白尼、伽利略、开普勒的基础 牛顿思考与实践,主张：宇宙中一切物体之间相互吸引的作用意义：天文学基础定律、推动天体运动研究,1687年自然哲学中的数学原理 内容：,牛顿力学体系的建立,2、意义 （1）、牛顿运动三大定律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。 （2）、经典力学是近代自然科学理论体系中最先成
7、熟和完善的核心理论体系。 （3）、牛顿力学体系是近代自然科学形成的标志。,具有虚怀若谷、谦虚好学精神； 尊重他人的科研成果有勇于探索精神； 甘于寂寞，献身科学的精神等；科学的研究方法,为什么牛顿能取得如此大的成就呢？,主观条件,客观条件,西欧思想解放运动提供思想基础； 英国资产阶级革命的洗礼； 前人的研究成果为牛顿提供很好的条件；,在他身上我们能学到科学家的哪些优秀品质？,人生价值篇,虚怀若谷的谦虚态度； 勤奋好学求知态度； 善于思考善于观察； 正确科学研究方法； 勤奋探索科学精神； 严谨的科学研究态度,依据教材，结合以上材料，就应该怎样评价牛顿谈谈你的看法。,牛顿不是一个讨人喜欢的人物。他和
8、其他院士的关系声名狼藉。他晚年的大部分时间都是在激然的争吵纠纷中渡过。随着那部肯定是物理学有史以来最有影响的书数学原理的出版，牛顿很快就成为名重一时的人物。他被任命为皇家学会主席，并成为第一个被授予爵士的科学家。牛顿不久就与皇家天文学家约翰夫莱姆斯梯德发生冲突。莱布尼兹和牛顿 各自独立地发展了叫做微积分的数学分支，它是大部分近代物理的基础。虽然现在我们 知道，牛顿发现微积分要比莱布尼兹早若干年，可是他很晚才出版他的著作。随着关于 谁是第一个发现者的严重争吵的发生，科学家们激烈地为双方作辩护。然而值得注意的 是，大多数为牛顿辩护的文章均出自牛顿本人之手，只不过仅仅用朋友的名义出版而已！,当争论日
9、趋激烈时，莱布尼兹犯了向皇家学会起诉来解决这一争端的错误。牛顿作为其 主席，指定了一个清一色的由牛顿的朋友组成的“公正的”委员会来审查此案。更有甚 者后来牛顿自己写了一个委员会报告，并让皇家学会将其出版，正式地谴责莱布尼兹剽 窃。牛顿还不满意，他又在皇家学会自己的杂志上写了一篇匿名的、关于该报告的回顾。 据报道，莱布尼兹死后，牛顿扬言他为伤透了莱布尼兹的心而洋洋得意。在这两次争吵期间，牛顿已经离开剑桥和学术。在剑桥他曾积极从事反天主教运动， 后来在议会中也很活跃，最终作为酬报，他得到皇家造币厂厂长的肥缺。在这里，他以 社会上更能接受的方式，施展他那狡狯和刻薄的能耐，成功地导演了一场反对伪币的重
10、 大战役，甚至将几个人送上了绞刑架。,试比较分析相同时期近代科技在中国和欧洲出现不同结局的原因。,经济基础不同：政治政策不同：,中国自给自足的小农经济的分散性和狭隘性；欧洲资本主义产生发展。,封建统治者实行“重农抑商”和“闭关锁国”政策，阻碍资本主义萌芽的成长，也阻碍了和工商业有关的科技的发展；欧洲先进国家进行保护科学发展的政策并推行重商主义。,思想条件不同：政治制度的差异：,明清统治者实行文化专制主义；西方文艺复兴、宗教改革、启蒙运动，解放了人们的思想。,中国是日趋腐朽的封建制度，欧洲向资产阶级代议制过渡。,还有一次，他请朋友吃饭，等牛顿想起，出来后，发现了盘子里的骨头，以为自己已经吃过了，
11、便转身又进了内室，继续研究他的问题。,有一天，天刮着大风暴。牛顿认为这是个准确地研究和计算风力的好机会。于是，便拿着用具，独自在暴风中来回奔走。他踉踉跄跄、吃力地测量着。几次沙尘迷了眼睛，几次风吹走了算纸，几次风使他不得不暂停工作，但都没有动摇他求知的欲望。他一遍又一遍，终于求得了正确的数据。他快乐极了，急忙跑回家去，继续进行研究。,还有一次，一位来访的客人请他估价一具棱镜。牛顿一下就被这具可以用作科学研究的棱镜吸引住了，毫不迟疑地回答说：“它是一件无价之宝！”客人看到牛顿对棱镜垂涎三尺，表示愿意卖给他，还故意要了一个高价。牛顿立即欣喜地把它买了下来，管家老太太知道了这件事，生气地说：“咳，你这个笨蛋，你只要照玻璃的重量折一个价就行了！”,
