近代科学技术革命

历史：岳麓版必修三第三单元从人文精神之源到科学理性时代第15课近代科学技术革命课标要求了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。

导言英国学者李约瑟博士在对中国科学技术的发展史进行研究后发现，16世纪前，中国的科技发展水平远远超过西方，除“四大发明”外，还有许多发明，如机械钟、瓷器、独轮车、拱桥等，都首创于中国。“为什么近代科学只在欧洲文明中发展，而未在中国（印度）文明中成长？”这个疑问后来被学术界命名为“李约瑟难题”，引起国内外学者的广泛关注。那么近代科学都包括哪些内容呢？下面就让我们进入第17课的学习。一、从哥白尼到伽利略波兰天文学家哥白尼

1543年5月24日，一位老人躺在波兰弗洛恩城堡教堂的箭楼里，他已经濒临死亡，但却迟迟不能瞑目，因为他在等候着一部巨著——《天体运行论》的问世。这是他用一生的心血所灌溉出来的成果。当书送到他的面前时，他只用手抚摩了一下，很快便停止了呼吸。这位老人，就是近代天文学的奠基人、日心说的创始人哥白尼。哥白尼“自然科学的独立宣言”

《天体运行论》共分6卷。书中不仅提出了崭新的宇宙图像，而且对日、月和行星的运动都有严格的数学论证和定量探讨。该书的出版，揭示了地球只是一颗围绕太阳的普通行星，否定了“地球是上帝特意安排在宇宙中心”的宗教说教，动摇了教会鼓吹的上帝创世说的理论支柱。它对自然科学摆脱神学的羁绊以及对天文学的发展，都起了极大的推动作用。《天体运行论》为真理献身的布鲁诺布鲁诺是意大利伟大的思想家、自然科学家、哲学家和文学家，由于宣传日心说而被教会监禁八年，最后被处以火刑。布鲁诺在听完宣判后大声宣称：“你们宣读判决时的恐惧心理，比我走向火堆还要大得多。”

1600年2月17日，布鲁诺在罗马的鲜花广场上英勇就义。1889年6月9日，人们在鲜花广场为他树立了一尊铜像，永远纪念他的功绩。布鲁诺宇宙在时间和空间上都是无限的，没有固定的中心，也没有界限。

——布鲁诺“天上的立法者”开普勒开普勒是德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家。他以数学的和谐性探索宇宙，在天文学方面做出了巨大的贡献。开普勒是继哥白尼之后第一个站出来捍卫太阳中心说、并在天文学方面有突破性成就的人物，他提出了行星运动三定律，完善并简化了哥白尼学说，被后世的科学史家称为“天上的立法者”。约翰尼斯·开普勒意大利物理学家伽利略意大利著名数学家、天文学家、物理学家、哲学家，是首先在科学实验的基础上融合贯通了数学、天文学、物理学三门科学的科学巨人。伽利略是科学革命的先驱，毕生把哥白尼、开普勒开创的新世界观加以证明和广泛宣传，并以自己在教会迫害下的牺牲唤起人们对日心说的公认，在人类思想解放和文明发展的过程中作出了划时代的贡献。伽利略伽利略的科学成就

1590年，伽利略在比萨斜塔上做的“铁球落地”实验，纠正了亚里士多德“物体落下的速度和重量成比例”的学说；1609年，他创制了天文望远镜，观测到月球表面凹凸不平，绘制了第一幅月面图。1610年，他发现了木星的四颗卫星，为日伽利略望远镜心说找到了确凿的证据。他为牛顿经典力学的创立奠定了基础。比萨斜塔伽利略为科学遭受迫害由于伽利略积极宣扬日心说，因而遭到教会的迫害，被迫在1633年于罗马宗教裁判所接受审判，并被迫在“悔罪书”上签字。这使他的身体和精神都受到很大的摧残。1979年11月10日，罗马教皇才公开承认对伽利略审判的不公正，1980年10月，世界主教会再一次声明，为科学巨人伽利略沉冤昭雪。伽利略在宗教裁判所接受审判。灿烂的星空日环食全过程灿烂的星空日环食、日全食倍丽珠现象、日偏食灿烂的星空月偏食。于1997年3月23日摄于美国的Zion国家公园。灿烂的星空Alcock彗星Tago-Sato-Kosaka彗星狮子座流星雨吉林陨石雨吉林1号陨石。1976年3月8日陨落于中国吉林市郊，重1770公斤，是世界上已知最重的石陨星，标尺为30厘米。一、从哥白尼到伽利略二、牛顿的经典力学经典力学的创立者——牛顿牛顿，伟大的英国物理学家，生于一个农民家庭。在公立学校读书时，就表现了对实验和机械发明的兴趣，自己动手制作了水钟、风磨和日晷等。1661年，牛顿就读于剑桥大学的三一学院，成了一名优秀学生。1669年，年仅27岁，就担任了剑桥的数学教授。1672年当选为英国皇家学会会员。牛顿牛顿的卓越贡献大约在17世纪60年代，牛顿与德国数学家莱布尼茨分别独立地创立了微积分；1687年，他的《自然哲学的数学原理》一书的出版，建立起完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃；他在大量实验的基础上发现了著名的万有引力定律和牛顿力学三定律。牛顿发明的第一架反射望远镜《自然哲学的数学原理》牛顿的《自然哲学的数学原理》一书，从力学的基本概念（质量、动量、惯性、力）和基本定律（运动三定律）出发，运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具，不但从数学上论证了万有引力定律，而且把经典力学确立为完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体力学统一起来，实现了物理学史上第一次大的综合。牛顿牛顿名言

我只不过是一个在海滨玩耍的小孩，不时地为比别人找到更光滑、更美丽的卵石和贝壳而高兴。而在我面前的真理的海洋，却完全是个谜。——牛顿

我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。

——牛顿近代科学与中国传统科学的区别中国古代科技发展的特点包括三个方面。第一是具有很强的实用性，都是服务于生产并为统治者所用；第二是大多是对生产经验的直接记载或对自然现象的直观描述，具有较强的经验性。第三是理论的技术化倾向严重，未能转化成普遍的社会生产力。

哥白尼发表《天体运行论》，标志着近代科学革命开始，牛顿的力学体系形成标志着近代自然科学体系形成。西方近代科学两大特点：实验性，即可以用实验方式反复验证；数学表达方式，即可以用代数式来说明成果的内容。一、从哥白尼到伽利略二、牛顿的经典力学三、达尔文的进化论生物学家达尔文

生物是怎样来的？这一问题自古以来就为人们所关注。西方神学认为是上帝造的，并且是万古不变的。而达尔文在一次历时5年的环球考察中发现，许多整体形态相似的物种所处距离越远差异就越大。上帝为什么要这样做呢？达尔文产生了困惑。于是，19世纪中叶生物领域掀起了一场革命，神创论开始受到进化论的有力挑战。达尔文《物种起源》

1859年达尔文发表划时代的《物种起源》，建立起以自然选择为基础的严密的生物进化理论，说明一切动植物，包括人类，都是自然界长期发展的产物。《物种起源》封面达尔文到南美考察乘坐的贝格尔号。达尔文进化论贝格尔号航行路线达尔文进化论达尔文鸟“物竞天择，适者生存”达尔文所谓“物竞天择，适者生存”的观念至今仍被许多人奉为经典。达尔文带来的影响不仅是科学的，同时也是人文的：他的理论被严复用于唤起国人救亡图存，在当时思想界产生极大影响。但是，它也被帝国主义者所引用，造成十九世纪欧美各达尔文国抢占殖民地的风潮。一、从哥白尼到伽利略二、牛顿的经典力学三、达尔文的进化论四、瓦特与蒸汽机“蒸汽时代”的到来很早以前，就有人设想把蒸汽机作为动力使用。18世纪上半叶，英国等地的许多矿山都已知道利用蒸汽机排出矿井的积水。但是这种蒸汽机只能用于抽水，不能他用。工业革命后，人们越来越需要新的动力来取代水力和风力，于是蒸汽时代到来了。早期使用蒸汽的煤矿瓦特改良蒸汽机社会对新能源的迫切需要，催生了新的发明。瓦特经过20多年的不懈努力，终于完成了对纽可门蒸汽机的三次革新，制成了实用蒸汽机。由于它效率高，运行安全，被称为“万能蒸汽机”。1785年，万能蒸汽机首先在一家纺织厂投入使用，很快在不同的工厂中得到了推广。詹姆士·瓦特蒸汽机的应用富尔顿富尔顿的“克莱蒙特号”史蒂芬孙的蒸汽机车史蒂芬孙一、从哥白尼到伽利略二、牛顿的经典力学三、达尔文的进化论四、瓦特与蒸汽机五、爱迪生与电的应用“发明大王”爱迪生

爱迪生是美国发明家、企业家。他一生的发明很多，如电灯、留声机、自动收银机、蓄电池、打字机、电影、电车等。取得专利的发明就有1000多项。爱迪生的发明，在美国的兴起的电力技术革命中，起了巨大的作用。爱迪生爱迪生的发明爱迪生发明的电灯泡。爱迪生爱迪生和他发明的留声机。爱迪生的趣事爱迪生不仅在科学领域里发明了大量东西，还善于机智地回答记者们提出的各种古怪的问题。一次，有个记者问他是否应该给一座正在修建的大教堂装个避雷针。他毫不犹豫地答道：“当然。因为上帝往往是粗心大意的嘛！”记者又问他是怎样想象上帝的，爱迪生说：“先生，没有质量，没有重量，没有形状的东西是无法想象的！”课堂设问

牛顿常常在假期里到母亲的花园里小坐片刻。有一次，一个苹果从树上掉了下来，坐在花园里的牛顿开始沉思：究竟是什么原因使一切物体都受到朝向地心的吸引呢？因为这个疑问，牛顿发现了万有引力。请谈一谈，你在生活中有没有出现过这样的一闪念呢？出现后你是怎样考虑的？知识归纳研究领域国籍人物主要著作观点、贡献或评价天文波哥白尼《天体运行论》太阳中心说近代天文学奠基人意伽利略《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》证明日心说的正确性“近代科学之父”布鲁诺《论无限、宇宙和众多世界》宇宙是无限的德开普勒“天上的立法者”物理英牛顿《自然哲学的数学原理》建立经典力学体系创立微积分知识归纳研究领域国籍人物观点、贡献或评价生物英达尔文《物种起源》进化论机械英瓦特改良蒸汽机史蒂芬孙火车机车美富尔顿蒸汽轮船电力美爱迪生“发明大王”，电灯等意伽伐尼、伏特生物电、电池丹法英奥斯特、安培麦克斯韦创立、完善电磁学理论英比法拉第、格拉姆依电磁学、发电机基础性练习1．近代科学与古代科学相比的重要特征是：①可以进行实际操作②可以用实验验证③可以用数学表达④可以总结出规律A．①②B．②③C．①③D．②④2．从根本上改变了19世纪绝大多数人对生物界和人类在生物界的位置的看法的是：A．进化论B．血液循环学说C．细胞学说D．植物分类法3．蒸汽机广泛应用的重大意义在于：A．打破了神学世界观B．成为改造世界的动力机械C．使人们飞翔的梦想变成了现实D．吹响了第一次能源革命的号角4．下列关于伽利略的说法不正确的一项是：A．被称为“近代科学之父”

B．推翻了亚里士多德为代表的力学学说C．开创了以实验事实为根据的近代科学D．其《天体运行论》被誉为“自然科学的独立宣言”5．实现了物理学史上的第一次大飞跃的著作是：A.《天体运行论》B.《物种起源》C.《自然哲学的数学原理》D.《人类在自然界中位置》11．被称为“自然科学的独立宣言”的著作是：A．《天体运行论》B．《九十五条论纲》C．《自然哲学的数学原理》D．《物种起源》12．下列发明中，直接导致电成为一种动力而最终代替蒸汽机的是：A．发电机B．内燃机C．柴油机D．电动机13．下列各项不是近代自然科学兴起的原因的是：A．科学家的敬业精神B．天文学的伟大革命C．生产技术水平的提高D．文艺复兴运动的推动14．工业革命中，交通运输工具的革新首先由美国突破，其突破的必要条件是：A．美国统一的国内市场B．瓦特制成了改良蒸汽机C．美国海上运输的发展D．美国的领土扩张15．史学界有人将“日心说”称为“天文学革命”，“革命”的本质含义是：A．标志着近代自然科学的兴起B．动摇了封建神学的基础C．提倡唯物主义的科学研究方法D．使人们对自然现象的认识产生革命性的变化二、拓展性练习1．阅读下列材料：材料一如果说，在中世纪的黑夜之后，科学以意想不到的力量一下子重新发展起来，并且以神奇的速度发展起来，那么，我们要再次把这个奇迹归功于生产。

——恩格斯《自然辩证法》

材料二20世纪初的相对论，20年代的量子理论等为科学的发展奠定了理论基础。

——《世界近现代史参考资料》请回答：①试从生产、科学两个方面概括上述两则材料的含义。②综合上述材料，说明科学、生产之间的关系。

③结合你打理解，联系当前我国社会发展状况，谈谈你的认识。

2.哥白尼是怎样揭示近代自然科学的？伽利略又是怎样发展哥白尼学说的？这两位科学家的学说在当时产生了怎样的历史影响？我们应该学习他们的什么精神？3、英国学者李约瑟博士曾提出了这样一个问题：“中国古代在经验技术的发展水平上远远超过西方，但为什么近代科学却首先在西方诞生，而中国反而远远落后在西方后面呢？”这个疑问后来被学术界命名为“李约瑟难题”，引起国内外学者的广泛关注。请