第18课 近代科学体系的奠基人牛顿 课件（共21张PPT）

(共21张PPT)
近
代
科
学
之
父
牛顿
Isaac
Newton.
(1642~1727)
牛顿，他是人类历史上第一个获得国葬的自然科学家。他的墓地位于威斯敏斯特教堂正面大厅的中央，墓地上方耸立着一尊牛顿的雕像，旁边还有一个巨大的地球造型以纪念他在科学上的功绩。
英国人将威斯敏斯特大教堂（也译为西敏寺）称为“荣誉的宝塔尖”。
牛顿死后被安葬在威斯敏斯特教堂，为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。他就如一位深受臣民爱戴的国王一样被安葬的，在他之前，是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他之后，受到如此厚葬的也将会是屈指可数的。----《科学简史》
在他的墓碑上镌刻着铭言：
让人们欢呼这样一位多么伟大的巨匠，人类荣耀曾经因他而在世界上存在过。
目睹了牛顿葬礼的法国思想家伏尔泰为之深深感动，他感慨道：“走进威斯敏斯特教堂，人们所瞻仰的不是君王们的陵寝，而是国家为感谢那些为国增光的最伟大人物建立的纪念碑。这便是英国人民对于才能的尊敬。”
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，一切都成为光明。
英国诗人波普诗：
近代科学体系的奠基人
——牛顿
第
18
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、热爱科学、
献身科学的优秀品质。
1987年9月1日，在北京科学会堂聚集了400多位科技工作者，纪念牛顿《自然哲学的数学原理》出版300周年。这次大会是由8个学会和9个团体联合举办的
牛顿的著作对300年来自然科学的发展产生了深刻的影响。牛顿设想的大炮启发了后人发射出人造地球卫星：牛顿三定律被广泛地应用到300年来的科学技术之中……牛顿的科学成就是无与伦比的。但是他自己却谦逊地说：“如果说我比笛卡儿看得远一点，那是因为我站在巨人的肩膀上”的确，牛顿的成就是在总结伽利略、开普勒等人的学说上建立起来的，牛顿力学的诞生是历史的产物。?
1651年8月，英国（克伦威尔统治）颁布《航海条例》，规定英国及其殖民地的进出口货物必须由英国的船只运输。不久，英荷发生冲突，荷兰战败，英国迈出海上称霸的第一步。
解读角度：政治经济—资产阶级革命；
资本主义经济发展，拓展世界市场
1651年英国启蒙思想家霍布斯完成《利维坦》一书，对君权神授和教会大加讨伐。
1651年，英国生物学家哈维发表《论动物的生殖》，记述了自高等哺乳动物至低等昆虫的生长发育变化，记载了它们的胚胎发育过程。
解读角度：思想文化——思想解放、观念启蒙
解读角度：科学——自然科学的成长
时势造英雄
社会环境：
工业革命前夕的英国形成了崇尚、尊重科学的社会风尚，这是科学家成长的丰厚土壤
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？
童年：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，性格倔强，而这种习性可能来自他的家庭处境。
少年：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、折叠式提灯等等。
不幸的童年
勤奋好学，善于专研
一、成长的足迹
1、童年和少年
在国王中学的时候，牛顿曾经与同学打架，那个同学的成绩比牛顿优秀。于是“战斗”结束以后，牛顿就宣布学习成绩一定要超过欺负过他的那个家伙，从此牛顿勤奋学习，在短期内成绩迅速超过了那个同学，而且跃居全班第一。
牛顿16岁的时候，在学校里已经很有名气了，校长认定他是个应该进大学的候选人。可是，他的母亲汉娜并不重视教育，尽管她的哥哥受到剑桥大学的教育，但汉娜却认为没有多大必要让牛顿继续接受教育，不识字也能把农场经营得很好。校长的坚持使汉娜做出了一个决定，让牛顿辍学回家。
在17世纪的时候，这个决定并不令人意外。辍学在家的牛顿总是寻找一切机会追求知识，表现出强烈的求知欲望，对农场上的工作显得心不在焉，被人们认为生活马虎、散漫。当地的地方法院至今仍记载着牛顿被处罚的情况：1659年牛顿被罚了3先令4便士，处罚原因是“放任他的羊群破坏了田野小树”。另外两次罚款，每次都是罚款1先令，是因为“放任他的猪群践踏玉米田”和“纵容他的田园篱笆毁损不予修理”。
国王中学的校长看到牛顿展现出的无穷求知欲望，再次劝说汉娜，再加上汉娜哥哥（牛顿的舅舅）的劝说，汉娜终于同意让牛顿去上学了。这样，牛顿通过考试，在1661年成为剑桥大学的学生。牛顿从一个大学新生到成为剑桥大学卢卡斯讲座教授，总共费时8年。他以惊人的速度攀登学术地位的阶梯，也以惊人的速度同时进行科学和数学的研究工作，终于使他的名字镌刻在不朽的历史丰碑上。
第一次上课就是以光学为主题，以自己的发现和严格的数学支持来讲课。可是他那一小群学生则茫然无知，谁也没有意识到牛顿所讲述的理论基础，正是他后来的著作《光学》中的材料，是他对物理世界伟大贡献的两大支柱之一。因此，牛顿第二次上课的时候没有一位学生来听，不但如此，甚至在后来的17年间，几乎每一次上课都一样。很少有学生去听他的课，更难得有学生听得懂他的课。
牛顿的老师巴罗,
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席位就是专门为他设立的，
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。
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。
1661年(19岁)进入剑桥大学，成为三一学院的减费生;
1665年,获得文学学士学位;
1665-1666回到乡下;
在剑桥求学期间大量接触自然科学著作,师从巴罗教授,将其引导到数学前沿;
1669年(27岁)成为数学教授(直至1701年).
1672年,成为皇家学会会员;
1703年,成为皇家学会会长;
1706年受英国女王封爵;
1727年3月20日逝世,享年84岁.
(晚年,兴趣转向神学,写了近200万言的著作.)
Isaac
Newton.
(1642~1727)
人生历程
科学贡献篇
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。”
前人的理论与研究成果
哥白尼、开普勒、伽利略
1）创立了物体运动三定律和万有引力定律；
2）《自然哲学中的数学原理》,标志着经
典力学理论体系的建立。
F=
牛顿力学体系
完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，开辟了新时代；对科学进展的进程及人类生产生活、思维方式产生深远影响
牛顿的成就是如何使世界变得“光明”的？
牛顿的科学成就为英国工业革命提供科学理论。
牛顿的科学成就促进了启蒙运动的进一步发展
牛顿“归纳—演绎”等科研方法对近代科学研究有引导意义。
科技发展史
人类文明史
英雄促时势
补充：晚年的困惑
晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时，竟提出了“神是第一推动力”的谬论。他说，“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他。”
40岁以后，他把兴趣逐渐转向政治、化学（贱金属变成黄金）、神学问题，写了近200万言的著作，毫无价值。
他把大量的时间花费在了与同时代的著名科学家如胡克、莱布尼兹等进行科学优先权的争论上。例如，关于万有引力发现权等问题，胡克与他争辩不休，差点影响了《原理》的出版；关于微积分发明权的问题，与莱布尼兹以及德英两国科学家争吵不止，给内向的牛顿带来极大的痛苦
。
古希腊哲学家亚里士多德
（BC384
-
BC322
）
“地球是球形的，是宇宙的中心。”
“太阳是宇宙的中心。”
波兰天文学家哥白尼（
1473—1543
）
意大利天文学家布鲁诺（
1548—1600
）为捍卫真理被教会烧死。
“宇宙是无限的，没有中心。”
牛顿辞世之前曾简短地评价过自己：
“我不知道世人怎样看我,但我自己以为我不过像一个在海边玩耍的孩子,不时为发现比寻常更为美丽的一块卵石或一片贝壳而沾沾自喜,至于展现在我面前的浩翰的真理海洋，却全然没有发现。”
　
“我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。”
人生价值篇
近代科学之父
勤奋的探索精神；
善于思考观察的习惯；
严肃的科学态度；
献身科学的精神；
科学的研究方法。
善于吸收和借鉴前人的科研成果
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；
资本主义经济发展一方面提供了物质基础同时为科学提出了迫切的要求；
优秀品质
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
我的成就当归于精力的思索。
胜利者往往是从坚持最后五分钟的时间中得来成功。
聪明人之所以不会成功，是由于他们缺乏坚韧的毅力。
你若想获得知识，你该下苦功；你若想获得食物，你该下苦功；你若想得到快乐，你也该下苦功。因为辛苦是获得一切的定律。
你该将名誉作为你最高人格的标志。
牛顿名言
★明清时期是一个重要的社会转型期，科技领域的表现充分证明了这一结论。李时珍是对中国传统科技的集大成者，但遗憾的是未催生近代科技。在李时珍去世后半个世纪出生的牛顿在对欧洲科技继承与发展的基础上推动了近代自然科学的产生，被誉为“近代自然科学之父”。
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。
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：
思想条件不同：
政治制度的差异：
中国：传统的小农经济仍占据主导地位；
欧洲：资本主义产生发展，拓展海外市场。
中国：封建专制制度，统治者实行“重农抑商”和“闭关锁国”政策；
西方：欧洲先进国家进行保护科学发展的政策并推行重商主义。
传统儒家思想-程朱理学日益僵化，统治者实行文化专制；
西方文艺复兴、宗教改革、启蒙运动，解放了人们的思想，摆脱宗教神学束缚。
中国是日趋腐朽的封建制度，欧洲向资产阶级代议制过渡。
1．阅读下列材料，回答相关问题。
材料一　在1851年的伦敦博览会上，参观者最感兴趣的是不同的机器发明。人们目瞪口呆地看着各种机器工作，有开槽机、钻孔机、拉线机、纺纱机、造币机、抽水机等等，这些不同的机器又通过特别建造的锅炉房产生的蒸汽一起驱动，让人领悟到工业革命给世界带来的变化。维多利亚女王在当晚的日记中回忆道：“……阳光照射在宏伟的大厦上面，每个国家的旗帜都在阳光下飘扬。……这次‘和平节日’的创造者，把地球上所有国家的工业联合了起来……”
材料二　1900年至1930年是中国在世博会上得奖的黄金期。其中，在1915年旧金山世博会上，张裕白兰地、苏绣、上海“葛德和”陶器、上海美华利插屏钟、北京鼻烟壶、浙江湖笔、浙江乐清黄杨木雕、青田石雕等就获得金银奖项多个。在1926年的费城世博会上，杭州都锦生织品、常州梳篦和重庆天橱味精等也都获得金奖。
材料三　1851～2005年各国举办世界博览会(综合性)次数统计表
世界性的轰动，无不成为先进科学技术的展台，无不成为社会经济、科技文化和建筑景观等的时代标志，无不成为推动世界尤其是主办国社会经济的强心剂。世博会打破自然障碍和人为樊篱，克服民族种族和宗教信仰的界限，成为全人类的和平友好盛会。
(1)根据材料一和所学知识，分析1851年首次世界博览会能够举行的条件。
(2)根据材料二，概括中国在这一时期世博会上获奖产品的特点，并结合所学知识分析其原因。你如何看待这些产品的获奖？
(3)根据材料三、四，概括世博会的主要特点。
【答案】　(1)英国率先完成工业革命，成为世界上最强大的国家；主要资本主义国家已完成或正在进行工业革命，人类社会进入“蒸汽时代”；世界市场初步形成，经济联系加强；倡导和平、推广工业文明的理念。
(2)产品特点：主要为传统手工业品和一些近代轻工业品。
原因：中国传统手工业发达，积累了大量经验和成果；近代民族工业，主要是轻工业有所发展。
看待：向世界展示了中国优秀文明成果(或传统文明成果和近代民族工业的进步)；但也显示出与近代工业化国家的巨大差。
(3)特点：受工业革命和科技革命的巨大推动；主要由欧美的发达国家承办；对世界和承办国的经济发展推动巨大；形成社会经济、科技文化和建筑景观等的时代标志；推动了全人类的和平友好。
谢谢
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