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近代科学技术革命山东省宁阳第四中学第三单元从人文精神之源到科学理性时代哥白尼伽利略牛顿达尔文爱迪生第15课近代科学技术革命（16——19世纪科学技术的发展）瓦特法拉第天文学革命物理学革命生物学革命科学理论科学技术什么是近代科学？近代科学是在收集材料的基础上，从现象深入到本质，从经验定律上升为系统的科学理论。它是建立在观察、试验基础上的实验科学，并广泛应用数学方法使科学知识日益精确化；同时发展了以实验事实为根据和以归纳推理为主要手段的研究方法，确立了一系列定量的科学定律。1、欧洲资本主义的发展，资产阶级力量的壮大，为科学革命奠定了物质基础2、人文主义和理性主义的兴起解放了人们的思想3、欧洲科学家的个人天赋和探索及献身精神4、观测技术的进步近代科学技术为什么迅猛发展？近代科学技术革命的历程破茧——近代科学的诞生羽化——近代科学的发展飞升——近代科学的应用一、破茧——近代科学的诞生1、哥白尼的天文学革命贡献——提出太阳中心说(日心说)材料一哥白尼在《天体运行论》一书中的序言中写到“在漫长的岁月里，我曾经迟疑不决”。——哥白尼材料二哥白尼那本不朽著作的出版，他用这本书（虽然是胆怯地，而且可说是只在临终时）来向自然事物方面的教会权威挑战，从此自然科学便开始从神学中解放出来……科学的发展从此便大踏步前进。——恩格斯①材料一中哥白尼“迟疑不决”的原因是什么？②哥白尼著作在当时产生了什么影响？一、破茧——近代科学的诞生1、哥白尼的天文学革命——近代科学的开端影响：改变了那个时代人类对宇宙的认识，从根本上动摇了宗教神学的理论基础。说明：“日心说”客观地揭示了地球、行星和太阳的关系，否定了反映“上帝造世界”神学观的“地心说”，摧毁了上帝造世界的谬论，开始使自然科学从神学中解放出来。哥白尼——近代天文学的奠基人一、破茧——近代科学的诞生2、伽利略开创近代实验科学贡献：①天文学：证明日心说的正确②物理学：发现自由落体定律伽利略开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，他是近代科学之父。科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。——伽利略伽利略的发现及他所应用的推理方法是人类思想史上最伟大的成就。——爱因斯坦思考：爱因斯坦所说的“推理方法”是什么？影响：为牛顿经典力学的创立奠定了基础二、羽化——近代科学的发展1、牛顿的经典物理学体系牛顿的贡献：数学——微积分物理学——建立经典力学基本体系哥白尼提出了一个正确的太阳系结构假说，伽利略以观察事实支持了哥白尼……而牛顿把他们所有伟大成就统一起来了，他不仅回答了物体如何运动的问题，而且回答了物体按什么规律运动的问题。——《世界科学技术史》王鸿生编著思考：①牛顿的主要贡献是什么？②为什么说牛顿力学的创立标志着科学时代的开始？第一件，用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。古希腊的亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深信不疑。牛顿却根据他的力学，说地球是个扁球体，象只大桔子。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法。用力学能算出地球的形状，真是个奇迹。历史上证实牛顿力学的三件事第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期长期以来到，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他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。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？科学家大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。第三件：用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置二、羽化——近代科学的发展1、牛顿的经典物理学体系经典力学的影响①对解释和预见物理现象有决定意义，是经典物理学和天文学的基础，标志着人类科学时代的开始。②牛顿力学和热学引发了第一次工业革命。③为启蒙思想和唯物主义哲学奠定科学基础。经典力学的基本内容和显著特征内容：万有引力定律和运动三大定律特征：之一注重实验，之二数学化(1687年)基督教和科学研究二者必然发生矛盾和冲突。最著名的有两大争论，一是围绕日心说与地心说的争论，二是围绕生物进化的争论。二、羽化——近代科学的发展如果说文艺复兴把神从人的精神领域驱逐出去，那么把神从天文学领域驱逐出去把神从无生命的领域驱逐出去把神从有生命的领域驱逐出去哥白尼牛顿达尔文达尔文是如何把“造物主(神)”从有生命的研究领域驱逐出去的？达尔文的生物进化论把变异与自然选择看作新物种起源的首要因素，证明了造物主——上帝根本没有存在的必要，把神从有生命现象的研究领域中驱逐出去，最终完成了驱逐上帝的任务。2、达尔文与进化论二、羽化——近代科学的发展进化论提出的标志——1859年《物种起源》发表进化论的主要内容①(核心)：物竞天择，适者生存②建立起以自然选择为基础的生物进化理论③说明一切动植物包括人类都是自然界长期发展的结果。追寻中的艰辛──“达尔文被丑化”追寻中的喜悦──科学之路的伙伴赫胥黎赫胥黎赫胥黎发展生物进化论年轻的博物学家赫胥黎把《物种起源》一书比作黑暗中照亮人们前进的闪电。1863年，他以进化论为武器，大胆地提出“人类是和猿类由同一个祖先分支而来”。就这样，人猿同祖论首次被赫肯黎提了出来。这是人类起源认识史上一个新的里程碑。我是达尔文的斗犬，我准备接受火刑，如果必要！…我正磨利我的牙爪，以备来保卫这一高贵的著作！严复是我国著名的维新派人物。通过赫胥黎的《天演论》，他把达尔文的生物进化论引用到社会领域中来。他认为在种族与种族、国家与国家之间，也存在着“物竞天择，适者生存”的残酷竞争。中国如果不甘沦亡，就必须奋发图强，并立即做出抉择，实行变法。陈独秀是新文化运动的领袖人物，在新文化运动中他提出了“民主”与“科学”两大口号，“民主”与“科学”也成为新文化运动前期的指导思想，而“科学”主要就是指传播达尔文的进化论思想。严复（1853—1921）陈独秀（1880—1942）追寻之路的延伸──进化论来到中国②是人类思想史上划时代的大事，从根本上推翻了“神创论”。③为马克思主义理论提供了自然史基础。④对处于国家危亡时期的中国思想界也产生巨大震动。进化论创立的历史意义①从根本上改变了人们对生物界和人类在生物界中位置的看法，开创了生物科学发展的新时代。2、达尔文与进化论二、羽化——近代科学的发展三、飞升——近代科学的应用1、蒸汽机的发明和改良过程：②瓦特改良蒸汽机——万能蒸汽机（可适应不同工厂动力的需要）①1705年钮可门发明蒸汽机（只能用于矿山排水）纽可门机瓦特改良的蒸气机模型英国著名的发明家，是工业革命时的重要人物。他改良了蒸汽机、发明了气压表、汽动锤。后人为了纪念他，将功率的单位称为瓦特。詹姆斯·瓦特（1736—1819）童年时代的瓦特和茶壶的故事一天晚上，瓦特和一个小女孩在家里喝茶。瓦特不停地摆弄茶壶盖，一会儿打开，一会儿盖上，当他把茶壶嘴堵住时，蒸汽顶开了茶盖。在旁的外祖母对瓦特的这种无聊动作极为不满，加以训斥。瓦特并不介意，他一心想着蒸汽的力量，从此萌发制造蒸汽机的念头。瓦特与蒸汽机“瓦特蒸汽机巨大的、不知疲倦的威力使生产方法以过去所不能想象的规模走上了机械化道路。”——罗尔特《詹姆斯·瓦特》瓦特由于这样一个划时代的伟大发明，从一个一贫如洗的无名小卒，一下子成为一个名利双收的大人物了。他成为爱丁堡皇家学会、伦敦皇家学会和法兰西学院的成员，还被选为法国科学院的８名外籍院士之一。伦敦公众为他在有名的威斯敏斯特大教堂树立了一座纪念碑。蒸汽机推动世界工业进入了“蒸汽时代”瓦特改良的蒸汽机模型为什么说蒸汽机是工业革命中最伟大的发明？1）解决了工业革命的动力问题自然力（人力、畜力、水力、风力）→蒸汽2）最终使工厂摆脱了自然条件的限制，加快了工业化的步伐。3）使人类进入“蒸汽时代”4）推动了火车、轮船等新交通工具的出现，加强了各地的交流和联系。影响“蒸汽机的历史意义，无论怎样夸大也不为过。”——《全球通史》作者L.S.斯塔夫里阿诺斯庞大的机器一刻不停地转，这位工人弯着腰，以固定的方式用扳手拧紧螺母。他实际上变成了一个零件，失去了自己的思维。虽然创造的财富增加了，工人们却失去了手工业时代曾经有过的自由。机器的遗憾用煤作燃料的蒸汽机是否能完全满足工业发展的需要呢?它有没有弊端？陈列在英国伦敦科学博物馆内的瓦特制成的第一台蒸汽机体积过于庞大,噪音污染和环境污染,资源浪费等.19世纪的欧洲三、飞升——近代科学的应用2、电的发明和应用发电机的发明1831年，法拉第发现电磁感应现象(理论基础)1870年，比利时人格拉姆发明了发电机——标志电气时代到来电力的广泛应用——发明大王爱迪生年轻时的爱迪生爱迪生的发明：电灯电报电话电车电梯留声机蓄电池打字机甚至与电力无关的橡皮、水泥为了选择做灯丝用的物质，爱迪生共对1600种不同的材料进行试验，仅植物类的炭化试验就达6000多次。他的试验笔记簿多达200多本，共计40000余页，先后经过3年的时间。他每天工作十八、九个小时。甚至在1871年圣诞节他结婚的那一天，竟因工作忘记了新娘子，让妻子在洞房中空等了一夜。最后发明了白热电灯——竹丝电灯。直到1908年发明用钨做灯丝后才代替它。爱迪生在科学研究的道路上，步履坚实，用心维艰，的确花费了巨大的体力与心力。爱迪生被视为当代最多发明物的人，拥有1093项专利在他名下。“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水”1）推动了工业生产的发展；2）推动了社会变革和文明进步；3）资本主义从此确立全球优势，世界各地联系更加密切；4）改变了人们的生活方式人类进入“电气时代”影响三、飞升——近代科学的应用2、电的发明和应用思考：蒸汽与电的革命对人类社会产生了怎样的影响？(1)使社会生产力大幅度提高;(2)改变了社会结构和世界形势(资开始…;世界各地…)(3)促使近代城市化兴起和发展;(4)人们的生活更加丰富多彩.说明了科学技术是第一生产力.近代科技发展的影响“月亮既不会掉下来，也不会离去，那是因为它的运动正好抵消了地球的引力。”说这句话的科学家是A.牛顿B.波义耳C.拉瓦锡D.A牛顿最辉煌的科学成就是（）DA.创立了近代科学B.创立了微积分C.创立现代工程力学D.建立了经典力学的基本体系A.经典力学B.进化论C.相对论D.量子论B在下列自然科学成就中，影响远远超过其他学科范围，扩展到社会和经济思想领域，并对中国近代民主思想产生重要影响的成就是①创立微积分②机械运动的三大定律③万有引力定律④日心说A．①②③B．①②④C．②③④D．①③④A《牛顿临终遗言》：“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”。牛顿捡到的“光滑的石子”和“美丽的贝壳”有A．达尔文的论著标志着近代自然科学的诞生B．达尔文的著作深化了人类对生命本质的认识，开创了分子生物学C．达尔文的理论进一步证明了“上帝造人说”的合理性D．达尔文改变了人对自身与环境的看法，动摇了对上帝的信仰D著名英国历史学家里查德•奥维瑞列举了人类历史上50个最重要的日期。1859年达尔文发表《物种起源》位列其中，里查德•奥维瑞对此选择的说明是瓦特、爱迪生等科学家的发明创造，促使生产力迅速发展，这充分说明：A．当时的社会制度适应生产力的发展B．科学发明是生产力发展的根本动力C．经济发展的根本在于发明创造D．科学发明与生产力发展是对立统一的B数学桥又称牛顿桥，是位于剑桥大学内的一座木桥