近代物理学的奠基人和革命者
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**伽利略——近代实验科学的奠基者
亚里士多德:力学观:必须有力作用在物体上, 物体才能运动,没有力的作用,物体就会静止。 (有力则动,无力则静)
否 定 前 人
伽利略:通过观察、实验和推理,得出结论:如 果运动物体不受阻碍,它将速度保持不变地持续 运动下去。(若不受阻则恒动) 突出成就:创立自由落体定律
“按照亚里士多德的理论,宇宙由两个世界—— 月球世界和地球世界构成。月球世界从月球开始向上 扩展,由恒星和行星组成。地球是一个天体,它静止 地躺在宇宙的中心。地球是固定的,诸天体围绕着它 运动。”
恩格斯评价 自然科学借以宣布其独立并且好像是重演路 德焚烧教谕的革命行为,便是哥白尼那本不朽著 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。
牛顿力学体系及数 学、天文学方面的研究 成果记载在他的科学巨 著《自然哲学的数学原 理》中。
“巨人肩上的思索”
牛顿曾谦逊地说:“如果我 比别人看得远些,那是因为我站 在巨人们的肩上。”
牛顿的成就与前人研究成果的关系。
牛顿成功的条件:前人基础(伽利略、笛卡尔、开普 勒);注重实验。 关系:近代科学在否定中发展,在继承中发展,在综 合中发展。
飞跃之一:从经验力学到经典力学
材料一 人的思维创造一直在改 变一个宇宙图景。伽利略对科学的 贡献就在于毁灭直觉的观点而用新 的观点来代替它。这就是伽利略的 发现的重大意义。 ——摘自《爱因斯坦谈 伽利略的贡献》 根据材料结合所学知识思考: ⑴直觉的观点和新的观点分别指什么。
⑵伽利略对科学理论的贡献是什么。
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。”整个社会在向一个科学家表达着由衷的 敬意,这是一个国家对于科学家的态度,也是一个国 家对于科学的态度。 英国著名诗人亚历山 大·波普(Alexander Pope)为 牛顿写下了以下这段墓志铭: Nature and Nature' law lay hid in night ; God said, "Let Newton be," and all was light.
哈雷彗星轨道的推算
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 雷彗星的发现验证了万有引力定律的科学性。
我不知道在别人看来,我是什么样的人;但在 我自己看来,我不过就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。 ——牛顿临终遗言 你知道牛顿捡到了 哪些“光滑的石子”和 “美丽的贝壳”?
经 典 力 学 体 系
惯性定律 物理运动 三大定律 万有引力 定律 加速度定律 作用和反作用定律
“由于牛顿1687年对运动定律和引力定律做出了 伟大的综合与总结,所有的迷雾似乎被一扫而光;尘 埃落定,大自然显露出最隐秘的秘密,于是,欧洲准 备进入乐观的启蒙运动时期。”
1727年,牛顿去世。英国以隆重的国葬仪式将他 安葬在威斯敏斯特大教堂,这里一向是王公贵族的墓 地,牛顿成为第一个安息在此的科学家。出殡的那天, 成千上万的普通市民涌向街头为他送行;抬棺椁的, 是两位公爵、三位伯爵和一位大法官;在教堂合唱的 哀歌中,王公贵族、政府大臣和文人学士们一起向这 位科学巨人告别。 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
材料二 真理不在蒙满灰尘的权 威著作中,而是在宇宙、自然界 这部伟大的无字书中。在他离开 人世的前夕,他还重复着这样一 句话:“追求科学需要特殊的勇 气。” ——伽利略语录
材料三 恩格斯称他是“不管有何障碍,都能不 顾一切而打破旧说,创立新说的巨人之一”。
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wenku.baidu.com起》解说词
19世纪经典物理学达到巅峰状态,在人们心 目中,经典物理学已经达到近乎完美的程度。这 时,年轻的德国人普朗克和他的老师发生了一段 对话: 普朗克:“老师,我准备把我的一生都 献给 物理理论学!” 老师:“年轻人,物理学是一门已经完成了 的学科,不会再有多大的发展,把一生都献给这 门学科,太可惜了。” 经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的 物体为研究对象的,一旦进入光速运动时,经典 物理学的某些结论就变得不准确。
④惊人的预见性和理论的指导 作用。
海王星和冥王星的发现
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?法 国的勒维列和英国的亚 当斯坚信牛顿力学的正 确,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,柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚,用望远镜对 准勒维列所指出的位置,一下子就看到了一颗新的行星—海王星。 勒维列无需观测星空,就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造 了新的奇迹。
大自然和自然定律都在黑 暗中躲藏, 上帝说,让牛顿问世! 于是一切都有了光明。
认识史上的飞跃
摆脱神学、权威的束缚
科学家 主要科学成就 地 位 伽 运用观察、实验和推理得出 利 自由落体定律 结论。 17- 略 18C ①构成近代力学体系基础, 成为近代物理学的重要支柱, 奠 牛 运动三大定律、经典力学体系的建立标志着近 基 顿 万有引力定律、代科学的形成; 人 ②是自然认识史上的第一次 《自然哲学的 理论大综合; ③推动了工业革命和欧洲启 数学原理》 蒙运动发展;