文科物理科普第4讲《近代科学之父牛顿》.ppt

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 ;自然界和自然规律 隐藏在黑暗中， 上帝说： 让牛顿出生吧！ 于是，一切都变得光明。;知识网络;牛顿的出生地：林肯郡向下伍尔索普庄园;知识网络;牛顿的母校——英国剑桥大学; 牛顿数学桥是剑桥大学城里的一大景观，全桥由7177根大小不一的木头衔接而成，有10299个接口，如果以一个接口用一枚铁钉来计算，那么至少需要 10299枚铁钉。但牛顿把所有铁钉都倒进了河里，整座桥没用一枚铁钉，这就是数学的奇妙。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，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。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，只有少数几人把铁钉数量减少 到千枚数之内。有个冰岛人??他创造了有史以来的最好成绩，把铁钉数减少到561枚。 ; 牛顿的老师巴罗(1630～ 1677) , 曾任剑桥大学第一任“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，剑桥大学的首席教授席位就是专门为他设立的， 但他在39岁时就主动退休了，因为他要将席位让给当时只有28岁的牛顿，以给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，成果累累，在谈到自己成功的原因时，他非常感激地表示，因为自己站在巨人的肩膀上。 ; 笛卡尔(Descartes, Rene du Perron) (Descartes,René) (Descartes， Rene) (1596 - 1650)， 法国哲学家，数学家，物理学家，解析几何学奠基人之一。 ;知识网络;一、早期科学发明与创造 3、光学方面 ①制造折射望远镜——证明日光由七色光组成，奠定了光谱学的基础 ②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 ③发表《关于光和色的新理论》论文—— 提出了光的本质是微粒的见解 ; 牛頓所設計的反射式望遠鏡繪圖; 观测太阳系的牛顿 牛顿用自己亲手设计的望远镜来观测太阳系的行星。;　　 “我之所以能比别人看得远些，是因为我站在巨人们的肩上。”　　在发现万有引力定律的过程中，有哪些巨人的肩膀托起了牛顿？;知识网络; 1666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。恰巧在那天，牛顿正苦苦思索着一个问题：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？正是从思考这一问题开始，他找到了这些的答案——万有引力理论。; 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。;海王星;知识网络;知识网络; 鼓勵並協助牛頓出版《原理》一書的哈雷，其後利用牛頓的運動學原理發現了哈雷彗星的76年週期。。;知识网络;总结：牛顿在科研领域中的成就;;主观条件;　　　随着科学声誉的提高，牛顿的政治地位也得到了提升。1689年，他被当选为国会中的大学代表。作为国会议员，牛顿逐渐开始疏远给他带来巨大成就的科学。他不时表示出对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。;　　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，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“神的第一推动力”的谬论。他说，“ 上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他。” 　　40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，写了近200万言的著作，毫无价值。;1727年3月20日，牛顿去世，终年85岁 以国葬礼葬于伦敦威斯敏斯特教堂; 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题，胡克与他争辩不休，差点影响了《原理》的出版；关于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，给内向的牛顿带来极大的痛苦。的确，牛顿也有自己的缺点：胆小，害羞 、不擅长演讲。还曾被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，既有精神上的，也有生理上的。; 他在辞世之前曾简短地评价过自己： “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，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，至于展现在我面前的浩翰的真理海