近代科学之父牛顿

知识网络 一、早期科学发明与创造 1、自幼好学 （1）出生： 出生： 1642年 1642年 英国乌尔索普
善于思考观察和发明创造
牛顿的出生地
知识网络 一、早期科学发明与创造 1、自幼好学 （2）求学 中学时代， 中学时代，开始进行科研与实验 大学生活，剑桥大学， 大学生活，剑桥大学，师从巴罗教授 自学笛卡尔等人的数学著作
牛頓所設計的反射式望遠鏡繪圖
手 设 计 的 望 远 镜 来 观 测 太 阳 系 的 行 星 。 观 测 太 阳 系 的 牛 顿 牛 顿 用 自 己 亲
“我之所以 能比别人看得远些， 能比别人看得远些， 是因为我站在巨人 们的肩上。 们的肩上。” 在发现万有引 力定律的过程中， 力定律的过程中， 有哪些巨人的肩膀 托起了牛顿？ 托起了牛顿？
知识网络 二、发现万有引力定理 1、力学方面 自然哲学中的数学原理》 （2） 《自然哲学中的数学原理》 出版：1687年 出版：1687年 内容： 内容： 提出物体运动三大定律， 提出物体运动三大定律，阐明了万有引力概念 解释了潮汐现象， 解释了潮汐现象，地球圆扁形状等问题
鼓勵並協助牛頓 出版《原理》 出版《原理》一書 的哈雷， 的哈雷，其後利用 牛頓的運動學原理 發現了哈雷彗星的 76年週期。。 76年週期。。 年週期
晚年的牛顿开始致力于对神 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 学的研究， 虔诚地相信上帝， 用，虔诚地相信上帝，埋头于写 以神学为题材的著作。 以神学为题材的著作。当他遇到 难以解释的天体运动时， 难以解释的天体运动时，竟提出 神的第一推动力”的谬论。 了“神的第一推动力”的谬论。 他说， 上帝统治万物， 他说，“ 上帝统治万物，我们 是他的仆人而敬畏他、崇拜他。 是他的仆人而敬畏他、崇拜他。” 40岁以后，他把兴趣逐渐转 岁以后， 岁以后 向政治、化学（贱金属变成黄金） 向政治、化学（贱金属变成黄金） 神学问题，写了近200万言的著 神学问题，写了近 万言的著 毫无价值。 作，毫无价值。
课堂练习 17—18世纪， 17 18世纪，西方物理学界关于光的两大基本理论的 18世纪 提出者是（ A ） 提出者是（ ①牛顿 ②惠更斯 ③麦克斯韦 ④爱因斯坦 A．①② B．③④ C．①③ D．②④
牛顿的母校——英国剑桥大学 英国剑桥大学 牛顿的母校
牛顿数学桥是剑桥大学城 里的一大景观，全桥由7177 7177根 里的一大景观，全桥由7177根 大小不一的木头衔接而成， 大小不一的木头衔接而成，有 10299个接口 个接口， 10299个接口，如果以一个接口 用一枚铁钉来计算， 用一枚铁钉来计算，那么至少 10299枚铁钉 枚铁钉。 需要 10299枚铁钉。但牛顿把 所有铁钉都倒进了河里， 所有铁钉都倒进了河里，整座 桥没用一枚铁钉， 桥没用一枚铁钉，这就是数学 的奇妙。多少年来， 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， 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。 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， 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， 到千枚数之内。有个冰岛人， 他创造了有史以来的最好成绩， 他创造了有史以来的最好成绩， 把铁钉数减少到561 561枚 把铁钉数减少到561枚。
B
）
牛顿在剑桥大学读书期间，取得的科研成就有（ 牛顿在剑桥大学读书期间，取得的科研成就有（ 提出了“二项式定律” A. 提出了“二项式定律” B. 制作了折射望远镜 C. 预言地球不是正球体 D. 提出光的本质是微粒的见解
A
）
课堂练习 牛顿反射望远镜的发明 （ A. B. C. D.
B
）
奠定了光谱学的基础 使人类对天体的观察进入了一个新阶段 进一步说明了物体颜色的形成原理 发现了万有引力定律
对牛顿的评价
结合以上材料和所 学知识， 学知识，就应该怎 样评价牛顿谈谈你 的看法。 的看法。
对牛顿的评价
“人无完人，金无足赤”。 人无完人，金无足赤” 人无完人 瑕不掩瑜
牛顿终归是伟大的牛顿， 牛顿终归是伟大的牛顿， 他的科学贡献将永载史册。 他的科学贡献将永载史册。
剑桥大学校园
课堂练习 直接引导牛顿对解析几何与微积分研究的是（ 直接引导牛顿对解析几何与微积分研究的是（ A. 巴罗的著作 C. 伽利略的著作 B. 笛卡儿的著作 D. 惠更斯的著作
牛顿的老师巴罗 (1630～ (1630～ 1677) , 曾任剑桥 大学第一任“卢卡斯教授” 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， 和科学家，剑桥大学的首席 教授席位就是专门为他设立 但他在39 39岁时就主动退 的， 但他在39岁时就主动退 休了， 休了，因为他要将席位让给 当时只有28岁的牛顿， 28岁的牛顿 当时只有28岁的牛顿，以给 牛顿更大的发展空间。 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， 的厚望，大放异彩，成果累 累，在谈到自己成功的原因 他非常感激地表示， 时，他非常感激地表示，因 为自己站在巨人的肩膀上。 为自己站在巨人的肩膀上。
第4课 近代科学之父牛顿
课程标准 了解牛顿成 长历程及主要 科学成就 认识他在社 会发展中的作 用
英国诗人波普曾经这样写道： 英国诗人波普曾经这样写道： 自然界和自然规律 隐藏在黑暗中， 隐藏在黑暗中， 上帝说： 上帝说： 让牛顿出生吧！ 让牛顿出生吧！ 于是，一切都变得光明。 于是，一切都变得光明。
牛顿在成长中遇到 哪些困难？ 哪些困难？他是怎样面 对的？ 对的？
提 示：
• 家境贫寒，一度辍学； 家境贫寒，一度辍学； …… • 初入大学，对高等数学知识 初入大学， • 大瘟疫，剑桥大学关闭 大瘟疫，
知识网络 一、早期科学发明与创造 3、光学方面 制造折射望远镜 奠定了光谱学的基础 制造了世界上第一架反射望远镜 推动人类对天体观察进入新阶段 发表《关于光和色的新理论》论文 发表《关于光和色的新理论》 提出了光的本质是微粒的见解
知识网络 二、发现万有引力定理 3、伟大贡献 采用数学表达方式 构成了完整的力学理论体系 牛顿力学成为经典力学
知识网络 三、勤奋的探索与科学的研究方法 1、专心致志： 专心致志： 善于思考， 善于思考，精神专注 2、方法科学： 方法科学： 注重实验，获取结论 归纳－ 注重实验，获取结论——“归纳－演绎”法 归纳 演绎”
思考
牛顿获得巨大成就的原因
主观条件 具有虚怀若谷、谦虚好学精神； 具有虚怀若谷、谦虚好学精神； 好学精神 勇于探索精神； 尊重他人的科研成果有勇于探索精神 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 甘于寂寞，献身科学的精神等； 客观条件 西欧思想解放运动（ ？）提供思想基础； 西欧思想解放运动（ ？）提供思想基础； 提供思想基础 英国资产阶级革命的洗礼； 英国资产阶级革命的洗礼； 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； 前人的研究成果为牛顿提供很好的条件； 为牛顿提供很好的条件
笛卡尔(Descartes, 笛卡尔 Rene du Perron) (Descartes,René) (Descartes， Rene) ， (1596 - 1650)， ， 法国哲学家，数学家， 法国哲学家，数学家， 物理学家， 物理学家，解析几何学 奠基人之一。 奠基人之一。
知识网络 一、早期科学发明与创造 2、数学方面(大学毕业前) 数学方面(大学毕业前) 提出二项式定理以及微积分的初步算法
对牛顿的评价
英国著名诗人在他的墓碑上 镌刻着铭言： 镌刻着铭言：让人们欢呼这样一 位多么伟大的巨匠， 位多么伟大的巨匠，人类荣耀曾 经因他而在世界上存在过。 经因他而在世界上存在过。 1942年爱因斯坦为纪念牛顿 年爱因斯坦为纪念牛顿 周年而写的文章， 诞生 300周年而写的文章，对牛 周年而写的文章 顿的一生作如下的评价： 顿的一生作如下的评价：“只有 把他的一生看作为永恒真理而斗 争的舞台上一幕才能理解他” 争的舞台上一幕才能理解他”。
哥白尼
开普勒
伽利略
知识网络 二Biblioteka Baidu发现万有引力定理 1、力学方面 （1）提出万有引力定律
1666年夏末一个温暧的傍晚， 1666年夏末一个温暧的傍晚， 年夏末一个温暧的傍晚 在英格兰林肯郡乌尔斯索普， 在英格兰林肯郡乌尔斯索普，一个 腋下夹着一本书的年轻人走进他母 亲家的花园里，坐在一棵树下， 亲家的花园里，坐在一棵树下，开 始埋头读他的书。当他翻动书页时， 始埋头读他的书。当他翻动书页时， 他头顶的树枝中有样东西晃动起来。 他头顶的树枝中有样东西晃动起来。 一只历史上最著名的苹果落了下来， 一只历史上最著名的苹果落了下来， 打在23岁的伊萨克·牛顿的头上。恰 打在23岁的伊萨克·牛顿的头上。 23岁的伊萨克 牛顿的头上 巧在那天， 巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个 问题： 问题：是什么力量使月球保持在环 绕地球运行的轨道上， 绕地球运行的轨道上，以及使行星 保持在其环绕太阳运行的轨道上？ 保持在其环绕太阳运行的轨道上？ 为什么这只打中他脑袋的苹果会坠 落到地上？ 落到地上？正是从思考这一问题开 他找到了这些的答案——万有 始，他找到了这些的答案 万有 引力理论。 引力理论。
1666年，牛頓發現陽光經過透鏡會產生色散，牛頓稱 1666年 牛頓發現陽光經過透鏡會產生色散， 之為「譜線」（Spectrum）（取材自The 」（Spectrum）（取材自 之為「譜線」（Spectrum）（取材自The Search for Beazley出版 出版）。 Infinity,Mitchell Beazley出版）。
他把大量的时间花费在了和 同时代的著名科学家如胡克、 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 布尼兹等进行科学优先权的争论 例如， 上。例如，关于万有引力发现权 等问题，胡克与他争辩不休， 等问题，胡克与他争辩不休，差 点影响了《原理》的出版； 点影响了《原理》的出版；关于 微积分发明权的问题， 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， 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。 给内向的牛顿带来极大的痛苦。 的确，牛顿也有自己的缺点：胆 的确，牛顿也有自己的缺点： 缺点 不擅长演讲。 小，害羞 、不擅长演讲。还曾被 认为患过临时性的精神错乱症。 认为患过临时性的精神错乱症。 到了50岁时 他已病得很厉害， 岁时， 到了 岁时，他已病得很厉害， 既有精神上的，也有生理上的。 既有精神上的，也有生理上的。
晚年的困惑
随着科学声誉的提高， 随着科学声誉的提高， 牛顿的政治地位也得到了 提升。 提升。1689年，他被当选 年 为国会中的大学代表。 为国会中的大学代表。作 为国会议员， 为国会议员，牛顿逐渐开 始疏远给他带来巨大成就 的科学。 的科学。他不时表示出对 以他为代表的领域的厌恶。 以他为代表的领域的厌恶。 这就给他后半生带来不少 争论和麻烦。 争论和麻烦。
对于科学家而言，牛顿家乡的那棵苹果树， 对于科学家而言，牛顿家乡的那棵苹果树，也许是 世间最神圣的树了。 世间最神圣的树了。
另外，牛顿力学理论能够预见新的物理现象， 另外，牛顿力学理论能够预见新的物理现象，并 能以天文观测或试验论证其正确性， 能以天文观测或试验论证其正确性，如：
海王星
冥王星 小图像为空间原始图像， （小图像为空间原始图像，大图像为经过计 算机处理的冥王星表面） 算机处理的冥王星表面）
1727年3月20日，牛顿去世，终年85岁 1727年 20日 牛顿去世，终年85岁 85 以国葬礼葬于伦敦威斯敏斯特教堂
对牛顿的评价
他在辞世之前曾简短地评 价过自己： 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， 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， 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 却全然没有发现。 洋，却全然没有发现。”