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1、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，一切都成为光明。,英国诗人蒲伯曾经这样写道：,第18课 近代科学体系的奠基人牛顿,杜蒙一中 高二历史组,课程标准:了解牛顿的成长历程及主要科学成就，认识他在社会发展中的作用。,一、成长的足迹,牛顿Sir Isaac Newton（1642 1727）是伟大的英国物理学家和 数学家。他出生于林肯郡伍尔索普的一个自耕农家庭，恰与伽利略的去世是同年。牛顿出生之前，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3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，生性孱弱，有些迟钝，自幼沉默寡
2、言,性格倔强,而这种习性可能来自他的家庭处境。他学习成绩不佳但意志坚强，有不服输的劲头。少年时的牛顿并不是神童，他资质平常，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，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。,（一）出身及少年时光,牛顿12岁时进了离家不远的格兰瑟姆中学。牛顿的母亲原希望他成为一个农民，但牛顿本人却无意于此，而酷爱读书。随着年岁的增大，牛顿越发爱好读书，喜欢沉思，做科学小实验。后来迫于生活，母亲,一、成长的足迹,（二）中学辍学与复学,让牛顿停学在家务农，赡养家庭。但牛顿一有机会便埋首书卷，以至经常忘了干活。每次，母
3、亲叫他同佣人一道上市场，熟悉做交易的生意经时，他便恳求佣人一个人上街，自己则躲在树丛后看书。有一次，牛顿的舅父起了疑心，就跟踪牛顿上市镇去，发现他的外甥伸着腿，躺在草地上，正在聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神感动了舅父，于是舅父劝服了母亲让牛顿复学，并鼓励牛顿上大学读书。牛顿又重新回到了学校，如饥似渴地汲取着书本上的营养。,一、成长的足迹,（三）大学时悉心钻研,牛顿19岁时进入剑桥大学，成为三一学院的减费生，靠为学院做杂务的收入支付学费。在这里，牛顿开始接触到大量自然科学著作，经常参加学院举办的各类讲座，包括地理、物理、天文和数学。牛顿的第一任教授伊萨克巴罗是个博学多才的学者。这位学
4、者独具慧眼，看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识，包括计算曲线图形面积的方法，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。1665年剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。1665年大学毕业，成绩平平。,一、成长的足迹,（三）大学时悉心钻研,正当牛顿准备留校继续深造时，严重的鼠疫席卷了英国，剑桥大学因此而关闭，牛顿离校返乡。家乡安静的环境使得他的思想展翅飞翔，以整个宇宙作为其藩篱。这短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月，这两年之内，他在自然科学领域内思潮奔腾，才华迸发，思考前人从未思考过的问题，踏进前人没有涉及的领域，创建前所未有的惊人业绩。他的三
5、大成就：微积分、万有引力、光学分析的思想就是在这时孕育成形的。这18个月竟为牛顿一生科学的重大发现奠定了坚实的基础。,二、万有引力定律,（一）牛顿的科学成果：,1、在天文学方面，1672年牛顿创制了反射望远镜；他还解释了潮汐的现象，指出潮汐的大小不但同朔望月有关，而且与太阳的引力也有关系；另外，牛顿从理论上推测出地球不是球体，而是两极稍扁、赤道略鼓，并由此说明了岁差现象等。在牛顿的著作自然科学原理中，他用数学解释了哥白尼的日心说和天体运动的现象。,二、万有引力定律,（一）牛顿的科学成果：,2、在物理学上，牛顿基于伽利略、开普勒等人的工作，建立了三条运动基本定律和万有引力定律，并建立了经典力学的
6、理论体系，从而完成了物理学史上第一次大综合。,数学桥又称牛顿桥，是位于剑桥大学内的一座木桥。相传，这座桥是牛顿运用数学和力学原理设计建造的，整座桥上没有使用一根钉子，堪称是个奇迹。后来，好奇的学生把它拆下来，想看个究竟。谁知拆下容易，恢复难！无论他们用什么方法，就是恢复不了原样，连校方也无能为力，最后不得不用钉子固定，才重新将木桥架起来。,海王星,冥王星 （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面）,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：,哈雷慧星轨道的推算,二、万有引力定律,（一）牛顿的科学成果：,3、在数学上，牛顿创立了“牛顿二项式定
7、理”，并和莱布尼兹几乎同时创立了微积分学。,二、万有引力定律,（一）牛顿的科学成果：,4、在光学方面，牛顿发现白色日光由不同颜色的光构成，并制成“牛顿色盘”；关于光的本性，牛顿创立了光的“微粒说”。,二、万有引力定律,（二）影响：,1、经典力学体系的建立是人类认识史上对自然规律的第一次理论概括和总结，标志着近代科学的形成。 2、居物理学的统治地位达两百多年。 3、从此科学摆脱神学的束缚向前发展，到19世纪近代科学进入了全面繁荣时代。 4、打开了工业革命的大门，推动人类文明演变。,三、晚年的困惑,（一）牛顿的晚年：,“我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就象是一个在海滨玩耍
8、的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。”,“如果说我所看的比笛卡尔更远一点，那是因为站在巨人肩上的缘故”。,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“神是第一推动力”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。,为什么会这样呢？,三、晚年的困惑,（二）牛顿对宗教的钻研：,三、晚年的困
9、惑,原因：,1、个人的生理和心理原因,2、认识的局限（认识的相对性）,3、时代的局限（神学的阴影）,（二）牛顿对宗教的钻研：,英国著名诗人在他的墓碑上镌刻着铭言：让人们欢呼这样一位多么伟大的巨匠，人类荣耀曾经因他而在世界上存在过。,1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞生300周年而写的文章，对牛顿的一生作如下的评价：“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他”。,三、晚年的困惑,（三）对牛顿的评价,1、牛顿是英国物理家、数学家和天文学家，是经典力学建立者。n2、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；3、牛顿是17C科学革命中所涌现出来最伟大的科学家，也是人类历史上最伟大的科学家之一。,谈谈你是怎样评价牛顿的？,4、尽管由于时代的局限，牛顿在晚年自己陷入了思想的困境，但瑕不掩瑜，他仍是一位伟大的科学家。,剑桥大学校园,“人无完人，金无足赤”。,瑕不掩瑜,牛顿终归是伟大的牛顿， 他的科学贡献将永载史册。,
