近代科学技术的发展

常识积累近代科学技术的发展

牛顿和经典力学

1、牛顿早期科学发明与创造

⑴ 童年时代：1642年牛顿出生于英国北部一个小村庄，他从小就爱思考，善于观察生活，观察生活中人们的劳动，再根据人们的需要进行一些发明和创造。

⑵ 中学时代：他已开始进行科学研究与实验。成绩优异，考入剑桥大学。

⑶ 大学时代：牛顿在剑桥大学期间，除了师从著名学者巴罗教授学习外，还用大量时间自学笛卡尔等人的数学著作，这些著作将牛顿引导到当时数学的最前沿-----解析几何和微积分方面。大学毕业前，他就提出了数学上有名的二项式定理以及微积分的初步算法。这些都为牛顿后来在数学领域做出贡献奠定了坚实的基础。

⑷ 黄金时代：1665—1666年，牛顿在家乡居住的两年，是牛顿科学生涯中的黄金岁月，他在光学、数学、力学等领域的研究都取得了重要进展。

①牛顿在研究了伽利略等人的实验结果后，自己制作了一架折射望远镜，对太阳光进行反射实验，证明日光即白光由七色光组成，还进一步说明了物体颜色的形成原理。

②牛顿于1668年设计并制作了世界上第一架反射望远镜，用它考察了行星运动，分析潮汐现象，预言地球不是正球体。

③1672年，牛顿在提交给英国皇家学会的论文《关于光和色的新理论》中，提出了光的本质是的微粒见解。这在以后的两个世纪中与波兰物理学家惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。

2、发现万有引力定律

⑴ 万有引力定律的发现

在大学里，牛顿就已经了解了哥白尼、伽利略和开普勒等人在天文学方面的研究成果。但他有新的思考，经过反复思考与实验后，他得出结论：宇宙中一切物体之间，都存在着一种相互吸引的作用，这种相互吸引的作用力，就是万有引力。

⑵ 物理运动三大定律的发现

1687年牛顿的划时代科学巨著《自然哲学中的数学原理》出版，在这部著作中，他确定了解决万有引力问题的物体运动三定律。这是一本重要的力学全书，它用数学表达式的表达方式，把伽利略和开普勒等人提出的零散的理论加以科学整理，从而构成一个完整的力学理论体系。在那以后，牛顿力学就成为经典力学。居于统治地位200多年，直到爱因斯坦相对论的提出以及量子力学的建立才打破了这种权威。

⑶经典力学历史地位：

①牛顿的力学体系完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，它以实验为基础，以数学为表达形式；标志着近代科学的形成，牛顿被誉为“近代科学之父”。

②适用于整个太阳系、一切天体运动和宇宙中的所有物体，使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度，也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证（如：根据万有引力定律，人们发现了海王星）；

③局限性：经典力学建立在日常生活中常见的低速运动的物体之上，时间和空间是绝对不变的，无法解释物体的高速运动和微观世界。19世纪，经典物理学陷入危机，面临着巨大挑战。同时，也催生了量子论和相对论的诞生。

3、 勤奋的探索与科学的研究方法

1、牛顿说自己并没有什么特别的方法，只不过对一件事能够用很长时间加以考虑。

2、除了勤奋的探索精神外，牛顿将实验作为得出科学概念的主要途径。这是近代的科学研究方法，牛顿是第一个充分使用这种方法的人。

3、后人将牛顿的研究方法总结为“归纳-演绎”法。

4、牛顿取得成功的客观原因：前人研究成果、社会经济发展需求、西欧的思想解放运动。

二、进化论

1、进化论产生背景：

⑴ 社会环境：

①政治上：资产阶级革命的影响；

②经济上：资本主义经济的发展和工业革命的推动；

③思想上：文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。

⑵ 科学基础：科学技术的进步和生物学知识的积累。细胞学说和生物进化的观点等奠定了理论基础。

⑶ 自身实践：达尔文的科学探索。

2、创立过程

⑴ 拉马克：19世纪初期，法国生物学家拉马克提出了生物是从低级向高级发展进化的观点，肯定环境对物种变化影响。为达尔文创立进化论奠定了重要基础。

⑵ 达尔文：1859年，达尔文的巨著《物种起源》出版，标志着生物进化论的诞生。

主要观点：

①一切生物都经历了从低级到高级、由简单到复杂的发展过程；

②物种不断变异，新物种不断产生，旧物种不断灭亡；

③物竞天择、生存竞争、自然选择是自然界的规律。

⑶ 赫胥黎：1863年，发表《人类在自然界中的位置》，进一步从解剖学的角度论证人猿同祖的观点，进化论逐渐被科学界普遍接受。

3、意义：

①对生物学来说：达尔文把遗传与变异和自然选择、优胜劣汰看作新物种起源的首要条件，是对生物学的一次伟大综合，是对封建神学创世说的有力挑战。

②对思想界来说：达尔文的学说证明了“造物主”即神根本没有存在的必要，将“变化”“发展”等观念引入科学领域，使人类的思想发生了跃进。

③对社会来说：达尔文生物进化论，优胜劣汰、适者主存被引入社会学说，冲击了封建专制制度与等级制度，在一些国家引起了社会革命与变革。在欧洲，它成为资产阶级反对封建特权的思想武器；存亚洲等地区，它还影响了被压迫民族的解放斗争，如中国的维新运动等。

三、蒸汽机的发明和电气技术的应用

★近代科技的发展历程

⑴ 发展历程及阶段特征：

①17世纪：牛顿力学体系的建立，完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，反映了宏观物体低速运动的规律，是近代科学形成的标志；哈维的血液循环理论标志着现代生物学的建立。

②19世纪到20世纪初：科学技术长足发展，细胞学说、生物进化论、相对论是这一时期的突出成就。

③第一次工业革命：蒸汽机的使用使人类进入“蒸汽时代”。

④第二次工业革命：以电力的广泛应用为特征，把人类推进到“电气时代”。

⑤第三次工业革命：20世纪四五十年代，计算机的应用使人类进入信息时代。

⑵ 西方近代科技领先世界的原因：

①14、15世纪以来，资本主义生产方式逐步确立，为科学技术的发展提供了雄厚的物质基础。

②文艺复兴和启蒙运动解放了人们的思想，为科技发展提供了思想武器。

③资产阶级革命为科学技术的发展提供了政治保障。

④工业革命促进了科学技术突飞猛进的发展。

⑤科学家献身科学的勇气、严谨求实的态度、契而不舍的精神为科技进步作出了卓越贡献。