课件23张PPT。第1课 近代物理学的奠基人和革命者
-------改变世界的“苹果”一、牛顿的“苹果” 是什么？ 牛顿捡到了哪些“光滑的石子”和“美丽的贝壳”？ “我好像是一个在海边玩耍的孩子，不时为拾到比通常更光滑的石子或更美丽的贝壳而欢欣鼓舞，而展现在我面前的是完全未探明的真理之海。”
——牛顿惯性定律加速度定律作用力和反作用力定律经典力学体系1687年《自然哲学的数学原理》
二、牛顿是如何摘下“苹果” 的？你还了解哪些有助于牛顿成功的因素？ 牛顿与其时代16世纪中期，宗教改革出现清教运动，清教徒推崇刻苦、勤奋的生活。1616年，莎士比亚去世，生前将文艺复兴推向高潮。1620年，剑桥大学成为 “知识分子骚动”的地方。1640年，英国资产阶级革命开始。1642年，牛顿出生于一个清教徒家庭。1661年，牛顿进入剑桥大学的三一学院学习。1626年，唯物主义和现代实验科学的始祖培根去世。三、如何看待牛顿的“苹果” ？ 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。 ——《大国崛起》解说词 完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合
是人类对自然界认识史上的一次飞跃。
“尽管从实验和观察出发的归纳论证并不能证明一般性结论，但它依然是事物的本性所容许的论证方法”
——牛顿自然科学所具有惊人的预见力和巨大的理论指导意义 巡回的公共教授解释力学定律和运动定理时出席讲座的观众杂七杂八，汇聚一堂，尤其在英国，有_____、_____、_____、_____，有想发展自己庄园的_________ 和想扩大自己经营市场的_________。因此，科学运动在英国和在新知识中已注入种种经济活动的其他地方，为农业的改进和工业的改进开辟了通道。
——【美】帕尔默《现代世界史》 哲学家实验员发明家手艺人地主乡绅小企业主牛顿为工业革命创造了一把科学的钥匙，
瓦特拿着这把钥匙开启了工业革命的大门。伏尔泰认为：牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗教非理性主义的的荒谬。
——《世界文明史》理性之光科学之光四、改变世界的“苹果”仅仅指的是牛顿吗？高速运动规律宏观物体低速运动规律《相对论简史》中，霍金曾写道:“在过去的100年中，世界经历了前所未有的变化。其原因并不在于政治，也不在于经济，而在于科学技术——直接源于先进的基础科学研究的科学技术。没有别的科学家能比爱因斯坦更代表这种科学的先进性。 “苹果” 是这样改变人们对世界的认识并改变世界的！基于时代和前辈创造的条件基于勇于探索和超越的精神基于对人类创造智慧的敬意天津大学汕头大学宇宙无边界
科学无止境
探索无停息“苹果”改变世界17世纪改变世界观方法论18、19世纪改造人类社会（工与启）20世纪改换人类“三观”科学探索的精神经典力学相对论等近代物理学现代物理学课件16张PPT。近代物理学的奠基人和革命者……科学发展，唯一的需求就是寻找一个新的范式来替代旧的范式，科学革命就开始了……
——【美】库恩《科学中的革命》美国科学史家 库恩（1922—1996）结合教材，16、17世纪西方科学界“旧的范式”指什么？“旧的范式” 对自然现象的解释存在什么不足？ “旧范式”之惑亚里士多德 ：长期被教会奉为教条
力学观：有力则动，无力则静……古代学者那样只是依靠直观感受和哲学思辨对自然界提出种种猜测。
——摘自教材P119导语结合教材，谁对“旧的范式”提出了质疑？
又做出了哪些奠基石式的贡献？物理学主要成果奠
基
人 牛顿运动三定律和万有引力定律
1687年发表《自然哲学的数学原理》
（标志经典力学体系的初步建立）创立了自由落体定律伽利略
牛顿
（1642—
1727）伽利略……把实验技术与数学分析相结合，使他名符其实地成了科学的探究方法的奠基人。
——【美】库恩《科学中的革命》“新范式”之奠基牛顿之“神”：人类对自然界认识史上的第一次理论大综合艺术家笔下牛顿像神一样制定宇宙规律
？……科学发展，唯一的需求就是寻找一个新的范式来替代旧的范式，科学革命就开始了……
——【美】库恩《科学中的革命》美国科学史家 库恩（1922—1996）请结合所学知识回答， 19世纪西方科学界“旧的范式”指什么？ “旧范式” 对自然现象的解释存在什么不足？“旧范式”之惑 19世纪末，物理学的重大课题是黑体辐射问题……时间和空间都与物体的运动有关……高速运动的微观粒子发生的现象，是经典力学无法解释的！对权威提出“质疑”革
命
者普朗克
爱因斯坦
（1879—
1955）提出量子概念，建立量子理论成功解释光电效应及光的本质
发表《论动体的电动力学》，创立
狭义相对论（1905年）
创立广义相对论（1916年）物理学主要成果相对论提出了新的时空观，量子理论提供了新的关于自然界的表述方式和思考方法。
——（教材P120课前提示）“新范式”之革命爱因斯坦立足于经验事实，依靠实验观察。这种实验包括思想实验，他解决同时性概念疑难，依靠的就是思想实验。善于巧妙地运用思想实验，是爱因斯坦研究科学方法中的一个重要特点，无论狭义相对论，还是广义相对论建立过程中，都依靠了思想实验。
——舒炜光《思想实验的妙用》“新范式”之革命想象力 相对论同量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架探究：
经典力学与相对论力学的关系探究提示：1590伽利略自由落体实验1687牛顿经典力学1900普朗克量子理论诞生19051916爱因斯坦 狭义相对论爱因斯坦广义相对论科学是永无止境的，它是一个永恒之谜。
——爱因斯坦科学之推进？对真理和知识的追求，是人的最高品质之一
——爱因斯坦亚里士多德时代经典物理学时代现代物理学时代 WHO？？奠基人和革命者之“启发”21世纪之前的他们21世纪的我们？哈雷慧星轨道的推算 长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，不吉利的灾星，根本不能用科学来说明。牛顿的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76年，由此预言它将在1758年再次出现。53年以后的1758年（当时哈雷已去世），这颗彗星果然如期出现。哈雷慧星的发现验证了万有引力定律的科学性。预见预见
广义相对论的三大预言：……上述三大预言在不同的实验、观测中得到验证，证实广义相对论的结论是正确的
——（教材P122知识链接） 爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间”会因速度快慢而改变的结论。课件14张PPT。近代物理学的奠基人和革命者——科学发展与思想解放“牛顿像神一样在制定宇宙规律”布莱克：《牛顿》 经典力学体系牛顿制定的“宇宙规律”是什么？
1689年到1690年和1701年是英国皇家
学会的成员，在1703年成为皇家学会会长，并任职24年之久
1705年，牛顿被安妮女王封为爵士
1687年7月《自然哲学的数学原理》拉丁文版问世。1713年出第2版，1725年出第3版。1729年由莫特将其译成英文付印
牛顿（1642—1727） 伽利略
自由落体定律 布鲁诺
发展日心说哥白尼
日心说哥白尼害怕教会迫害迟迟不敢发表《天体运行论》1543牛顿制定的“宇宙规律”为什么得到了社会的认可？思想滞后会阻碍科学发展。 首先，文艺复兴促使自然哲学的崛起。文艺复兴冲破基督教神学教条主义的束缚，宣扬人文主义，传播科学主义，在这个过程中产生自然哲学……
其次，文艺复兴倡导观察和实验的科学方法。中世纪的神学不再是科学的归宿和知识的核心。学者们更多的是从理性和事实出发来研究问题，更加注重观察和实验的科学方法……
此外，文艺复兴还造就了一批颇有建树的自然科学家。
——《文艺复兴与近代科学革命》思想解放促进了科学发展。牛顿确立的新规范不仅是近代科学革命的顶点，而且也是人类思想史上最深刻的革命，它的影响远远超出了物理学的范围。
——《西方科技十二讲》牛顿制定的“宇宙规律”带来了什么影响？ 牛顿以他对天地万物的寥寥数条规律的精美绝伦的概括，彰显了人的理性的伟大，暴露了宗教非理性主义的荒谬。
——伏尔泰科学艺术女神缪斯科学之光理性之光启蒙运动科学发展反过来推动了思想解放。牛顿伏尔泰自然哲学自然权利伏尔泰《牛顿的哲学原理》 1738年版封面牛顿制定的“宇宙规律”是万能的吗？宏观物体
低速运动微观物体
高速运动时间和空间是相互独立且绝对的时间和空间会随物体速度变化而变化；
空间结构和性质取决于物质的分布相对论是对牛顿经典力学的继承和发展爱因斯坦荣获1921年度的诺贝尔物理学奖科学的发展需要不断的解放思想。光电效应科学的发展推动了思想的进一步解放。科学发展是一把双刃剑。1、“启蒙运动时期的人文主义在更大程度上受到科学革命的影响。”这里的“科学革命”主要指( )
A．古代中国的四大发明??????????
B．牛顿的经典力学体系
C．工业革命的发明创造????????????
D．达尔文的生物进化论√2、“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光大量世界。”这段话主要说明牛顿的发现（ ）
A．推动了天文学的发展
B．使人类彻底摆脱了神学的影响
C．促进了人类思想的解放
D．使人类开始关注现实世界√
