牛顿 中外人物评价 18课 高二历史 选修

1、三个苹果三个苹果改变了世界！改变了世界！第五单元 杰出的科学家第十八课 近代科学体系的奠基人牛顿主讲人：可 莀制作人：槐 泱课程标准 了解牛顿的成长历程、主要科学成就。了解牛顿的成长历程、主要科学成就。 认识牛顿在社会发展中的作用。认识牛顿在社会发展中的作用。 学习目标 牛顿的成长历程；牛顿在物理学领域的主要成就牛顿的成长历程；牛顿在物理学领域的主要成就及其伟大意义；牛顿晚年困惑及其原因。及其伟大意义；牛顿晚年困惑及其原因。 结合时代背景，评价牛顿的历史功绩及其局限。结合时代背景，评价牛顿的历史功绩及其局限。 学习牛顿勤于动脑、勇于实践、热爱科学、献身学习牛顿勤于动脑、勇于实践、热爱科学、献身

2、科学的优秀品质。科学的优秀品质。 苹果砸头居然砸出了伟大的万有引力定律，真是得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？来全不费功夫！牛顿真有这么好的天赋吗？ 牛顿出生前，父亲已去世。牛顿是遗腹子，又是早产儿，先牛顿出生前，父亲已去世。牛顿是遗腹子，又是早产儿，先天不足，出生时体重只有天不足，出生时体重只有 3 3磅，差点夭折。他两岁时母亲改磅，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，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，而这种习生性孱弱，有些迟钝，自幼沉默寡言

3、，性格倔强，而这种习性可能来自他的家庭处境。性可能来自他的家庭处境。 少年牛顿资质平常，成绩一般，但他喜欢读书，喜欢看一少年牛顿资质平常，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，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。提灯等等。一一. .成长的足迹成长的足迹1.幼年的牛顿2.青年牛顿1661.6，以减费生身份进入剑桥大学三一学院，以减费生身份进入剑桥大学三一学院1665年，由于瘟疫剑桥大学被迫关闭，回到故乡。一生中科学研究

4、最旺盛的时期年，由于瘟疫剑桥大学被迫关闭，回到故乡。一生中科学研究最旺盛的时期数学：微积分的初步算法数学：微积分的初步算法光学：自制折射望远镜、证明日光由七色光组成光学：自制折射望远镜、证明日光由七色光组成 说明物体颜色的形成原理说明物体颜色的形成原理 提出光的本质是微粒的学说提出光的本质是微粒的学说天文：反射望远镜、考察行星运动、分析潮汐现象天文：反射望远镜、考察行星运动、分析潮汐现象 预言地球不是正球体预言地球不是正球体牛顿在成长中遇到哪些困难？他是牛顿在成长中遇到哪些困难？他是怎样面对的？怎样面对的？A家境贫寒，一度辍学十二岁时的牛顿十二岁时的牛顿B初入大学，对高等数学知识知之甚少 提示

5、：提示：C大瘟疫，剑桥大学关闭 1666 1666年夏末一个温暧的傍晚，在年夏末一个温暧的傍晚，在英格兰林肯郡乌尔斯索普，一个腋下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，开始埋头读花园里，坐在一棵树下，开始埋头读他的书。当他翻动书页时，他头顶的他的书。当他翻动书页时，他头顶的树枝中有样东西晃动起来。一只历史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，打在上最著名的苹果落了下来，打在2323岁岁的伊萨克的伊萨克牛顿的头上。牛顿的头上。 恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：是

6、什么力量使月球保持在环绕问题：是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上，以及使行星保持地球运行的轨道上，以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上？为什么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？这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上？正是从思考这一问题开始，他找到了正是从思考这一问题开始，他找到了这些的答案这些的答案万有引力理论。万有引力理论。二、万有引力定律二、万有引力定律 1、条件：、条件：前人的理论与研究成果前人的理论与研究成果哥白尼：哥白尼：日心说日心说开普勒：开普勒：行星按一定轨道运行的理论行星按一定轨道运行的理论伽利略：伽利略：发现了力学的一些基本原理发现了力学的

7、一些基本原理（提出了力、加速度等概念并发（提出了力、加速度等概念并发现了惯性定律和自由落体定律）现了惯性定律和自由落体定律）奠定奠定基础基础重点：万有引力定律重点：万有引力定律2）、个人的辛勤努力）、个人的辛勤努力1）“站在巨人们的肩上站在巨人们的肩上”，继承前人的工作，继承前人的工作，通过数学方法计算出地球对月亮的引力；通过数学方法计算出地球对月亮的引力；2）在大量研究（）在大量研究（6年）的基础上，牛顿充分证明年）的基础上，牛顿充分证明了宇宙间所有的物体，都是相互吸引的。了宇宙间所有的物体，都是相互吸引的。这种无处不有的引力即这种无处不有的引力即为为“万有引力万有引力”。“我之所以能比别我

8、之所以能比别人看得远些，是因人看得远些，是因为我站在巨人们的为我站在巨人们的肩上。肩上。”在发现万有引在发现万有引力定律的过程中，力定律的过程中，有哪些巨人的肩膀有哪些巨人的肩膀托起了牛顿？托起了牛顿？ 开普勒开普勒（行星运动第三定律） 伽利略伽利略（自由落体定律、惯性定律等）万有引力定律万有引力定律F=221rmGm2、提出：、提出：1686年，撰写年，撰写自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理1687年问世年问世阅读教材阅读教材90页爱因斯坦的话，结合下列恩格斯的话，页爱因斯坦的话，结合下列恩格斯的话，评价力学三大定律和万有引力定律的伟大意义。评价力学三大定律和万有引力定律的伟大意义。牛顿由

9、于发明了万有引力定律而创立了科学牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学；由于进行了光的分解，而创立的天文学；由于进行了光的分解，而创立了科学的光学；由于创立了二项式定理和了科学的光学；由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学；由于认识无限理论而创立了科学的数学；由于认识了力的本质，而创立了科学的力学了力的本质，而创立了科学的力学”。 恩格斯恩格斯牛顿在物理学上最主要的成就是发现了万有引牛顿在物理学上最主要的成就是发现了万有引力定律，综合并表述了经典力学的力定律，综合并表述了经典力学的3个基本定个基本定律律 惯性定律、力与加速度成正比的定律、惯性定律、力与加速度成正比的定律、作用

10、力和反作用力定律；引入了质量、动量、作用力和反作用力定律；引入了质量、动量、力、加速度、向心力等基本概念，从而建立了力、加速度、向心力等基本概念，从而建立了经典力学的经典力学的公理公理体系体系，完成了，完成了物理发展史上的物理发展史上的第一次大综合第一次大综合，建立了，建立了自然科学发展史上的里自然科学发展史上的里程碑程碑。意义：意义：对以后的天体研究起了巨大的对以后的天体研究起了巨大的推动作用，标志着推动作用，标志着近代科学体系近代科学体系的形成。的形成。牛顿建立力学体系的原因及影响原因：原因：1.具备较好的经济基础。当时英国资本主义经济的迅速发展，为牛顿在科学方面的具备较好的经济基础。当时

11、英国资本主义经济的迅速发展，为牛顿在科学方面的贡献创造条件。贡献创造条件。2.具备良好的知识条件。开普勒和伽利略的研究成果，特别是伽利略的实验方法和具备良好的知识条件。开普勒和伽利略的研究成果，特别是伽利略的实验方法和培根所提倡的唯物主义的科学研究方法。培根所提倡的唯物主义的科学研究方法。3.英国资本主义确立后，资本主义的发展对力学提出了迫切的要求。英国资本主义确立后，资本主义的发展对力学提出了迫切的要求。4.牛顿在科学领域的探索精神和不畏艰辛、勇于牺牲的思想品质。他在系统总结前牛顿在科学领域的探索精神和不畏艰辛、勇于牺牲的思想品质。他在系统总结前人人成果的基础上，进行了大量的实验。成果的基础

12、上，进行了大量的实验。影响：影响：1.牛顿力学以严格的数学方法和逻辑体系将宇宙的运动统一起来，是经典物理学和天牛顿力学以严格的数学方法和逻辑体系将宇宙的运动统一起来，是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。牛顿力学的创文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。牛顿力学的创立标志着人类科学时代的开始。立标志着人类科学时代的开始。2.揭示了力学与运动的关系，是人们可以精确掌握力及其作用，是人们掌握了机械的制揭示了力学与运动的关系，是人们可以精确掌握力及其作用，是人们掌握了机械的制造与应用，从而引发了工业革命为起点的第一次技术革命，是人类社会

13、进入蒸汽时代。造与应用，从而引发了工业革命为起点的第一次技术革命，是人类社会进入蒸汽时代。3.用数学方法精确描述宇宙运动的自然法则，揭示出宇宙万物的物质本性和科学性，也用数学方法精确描述宇宙运动的自然法则，揭示出宇宙万物的物质本性和科学性，也为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。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，如：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，如：海王星海王星冥王星冥王星（小图像为空间原始图像，大图像为经（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

14、面）过计算机处理的冥王星表面） 为纪念牛顿的贡献，国际天文学联合会决定把为纪念牛顿的贡献，国际天文学联合会决定把662号小行星命名为牛顿小行星。号小行星命名为牛顿小行星。 客观因素：客观因素：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；英国资产阶级革命的洗礼；英国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；社会经济的发展为理论研究提供物质基础又对理论社会经济的发展为理论研究提供物质基础又对理论发展提出迫切要求。发展提出迫切要求。牛顿获得巨大成就的原因牛顿获得巨大成就的原因主观因素：主观因素：于思考与观察的学习习惯；虚心好学的学习态

15、度；于思考与观察的学习习惯；虚心好学的学习态度；严肃的科学态度；科学的研究方法；勤奋的探索精严肃的科学态度；科学的研究方法；勤奋的探索精神；善于吸收前人的研究成果。神；善于吸收前人的研究成果。三.晚年的困惑 晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他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，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，竟提出了难以解释的天体运动时，竟提出了“神的神的第一推动力第一推动力”的谬论。他说，的谬论。他说，“ 上帝统治上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜万

16、物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他。他。”40岁以后，他把兴趣逐渐转向岁以后，他把兴趣逐渐转向政治、化学（贱金属变成黄金）神学问题，政治、化学（贱金属变成黄金）神学问题，写了近写了近200万言的著作，毫无价值。万言的著作，毫无价值。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牛顿的政治地位也得到了提升。到了提升。1689年，年，他被当选为国会中的他被当选为国会中的大学代表。作为国会大学代表。作为国会议员，牛顿逐渐开始议员，牛顿逐渐开始疏远给他带来巨大成疏远给他带来巨大成就的科学。他不时表就的科学。他不时表示出对以他为代表的示出对以他为代表的领域的厌恶。这就给领域的厌恶。这就给他后

17、半生带来不少争他后半生带来不少争论和麻烦。论和麻烦。他把大量的时间花费在了和同时他把大量的时间花费在了和同时代的著名科学家如胡克、莱布尼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。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，差点影题，胡克与他争辩不休，差点影响了响了原理原理的出版；关于微积的出版；关于微积分发明权的问题，与莱布尼兹以分发明权的问题，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。的内向的牛顿带来极大的痛苦。的确，牛顿也有自己的缺点：胆小，确，牛顿也有自己的缺点

18、：胆小，害羞害羞 、不擅长演讲。还曾被认为、不擅长演讲。还曾被认为患过临时性的精神错乱症。到了患过临时性的精神错乱症。到了50岁时，他已病得很厉害，既有岁时，他已病得很厉害，既有精神上的，也有生理上的。精神上的，也有生理上的。顺便分析一下牛顿为何信奉神顺便分析一下牛顿为何信奉神学的另外原因，牛顿自小是个学的另外原因，牛顿自小是个孤儿，爱好单调，性格孤僻，孤儿，爱好单调，性格孤僻，脾气暴躁，工作有偏致狂倾向。脾气暴躁，工作有偏致狂倾向。他在科学上做出了无与伦比的他在科学上做出了无与伦比的贡献，但在处理人事关系上做贡献，但在处理人事关系上做的极不好，一生没有一个朋友，的极不好，一生没有一个朋友，一

19、生没有结婚。牛顿一直在孤一生没有结婚。牛顿一直在孤独中度过自己人生，可能只有独中度过自己人生，可能只有在教堂里同上帝对话才能使自在教堂里同上帝对话才能使自己心理得到一些宽慰。己心理得到一些宽慰。陷入思想困境的原陷入思想困境的原因因个人的生理和心理原因个人的生理和心理原因认识的局限（认识的相对性）认识的局限（认识的相对性）时代的局限（神学的阴影）时代的局限（神学的阴影）牛顿的主要科学成就牛顿的主要科学成就 数学数学天文学天文学物理学物理学光学光学力学力学提出二项式定理和微积分的新计算方法提出二项式定理和微积分的新计算方法1 1）制作折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光）制作折射望远镜，对太

20、阳光进行反射实验，证明日光由七色光组成，说明物体颜色的形成原理；由七色光组成，说明物体颜色的形成原理； 2 2）在）在关于光和色的新理论关于光和色的新理论中提出了光的中提出了光的 “ “微粒说微粒说”。1 1）创立了物体运动三定律和）创立了物体运动三定律和万有引力定律万有引力定律； 2 2）自然哲学中的数学原理自然哲学中的数学原理, ,标志着经典力学理论体标志着经典力学理论体系的建立。系的建立。制作了世界上第一架反射望远镜考察行星运动，解释了制作了世界上第一架反射望远镜考察行星运动，解释了潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。潮汐现象、地球的圆扁形状等问题。爱因斯坦说：爱因斯坦说：“在人类历史上，能

21、够结合物理实验、数学理论、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。机械发明成为科学艺术的人，只有一位，那就是牛顿。”对牛顿的评价对牛顿的评价他在辞世之前曾简短地评价过他在辞世之前曾简短地评价过自己：自己： “我不知道世人怎样看我，我不知道世人怎样看我，但我自己以为我不过像一个在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，现在我面前的浩翰的真理海洋，却全然没有发现。却全然没有发现。”

22、对牛顿的评价对牛顿的评价英国著名诗人在他的墓碑英国著名诗人在他的墓碑上镌刻着铭言：上镌刻着铭言：让人们欢让人们欢呼这样一位多么伟大的巨呼这样一位多么伟大的巨匠，人类荣耀曾经因他而匠，人类荣耀曾经因他而在世界上存在过。在世界上存在过。1942年爱因斯坦为纪念年爱因斯坦为纪念牛顿诞生牛顿诞生 300周年而写周年而写的文章，对牛顿的一生的文章，对牛顿的一生作如下的评价：作如下的评价：“只有只有把他的一生看作为永恒把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一真理而斗争的舞台上一幕才能理解他幕才能理解他”。地位地位：牛顿是英国物理家、数学家和天文学家，是经牛顿是英国物理家、数学家和天文学家，是经典力学建立者。是近代科学之父。牛顿是典力学建立者。是近代科学之父。牛顿是17C17C科学革命科学革命中所涌现出来最伟大的科学家。中所涌现出来最伟大的科学家。贡献贡献：他创建了经典力学的理论体系，在光学、数学、他创建了经典力学的理论体系，在光学、数学、天文学研究方面也做出划时代发明和发现。天文学研究方面也做出划时代发明和发现。晚年：由于时代的局限，思想陷入困境。晚年：由于时代的局限，思想陷入困境。 精神品质精神品质：虚怀若谷的谦虚态度；勤奋好学求知态度；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；勤于探索科善于思考善于观察；