格物致知
【出自】《礼记·大学》：“致知在格物，物格而后知至。”
从探察物体而得到知识。探察就是我们现在所谓的实验。
但是传统的中国教育并不重视真正的格物和致知。《大学》本身就说，格物致知的目的，是使人能达到诚意、正心、修身、齐家、治国的地步，从而追求儒家的最高境界——平天下。因为这样，格物致知的真正意义被埋没了。
传统科学基本属于现象的描述和经验的总结，
没有形成系统的理论和相对独立的
科学体系。（经验、实用）

近代科学是在收集材料的基础上，从现象深
入到本质，从经验定律上升为系统
的科学理论。（实验、理论）
西方近代科学：
1.开端：15—16世纪，天文学革命
公元前4世纪，亚里士多德创立了“地心说”。亚里士多德认为，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地面。是上帝推动了恒星天层，才带动了所有的天层。人类居住的地球，巍然不动地居于宇宙中心。
托勒密：古希腊地理学家，天文学家，数学家。一生著述甚多，其中，《天文学大成》主要论述了他所创立的地心说。
地心说
中世纪时，基督教会宣扬的宇宙观是宇宙是一个封闭的大盒子或大帐篷，天是盒（篷）盖，地是盒（篷）底，圣地耶路撒冷居盒（篷）底的中央，日月星辰悬挂在盖上，此即所谓的“宇宙帐篷说”。
　后来，亚里士多德和托勒密所提出的希腊宇宙体系逐渐深入人心，托马斯·阿奎那将亚里士多德理论融入基督教神学之后，地心理论即获得了正统地位。地球居宇宙中心的思想被赋予了宗教意义，人类及其居住的地球被置于上帝的怀抱之中，沐浴着上帝的光辉，并被圣恩所笼罩。上帝位处宇宙的最外层，推动着宇宙的运行，注视着人类的一举一动。
哥白尼：曾潜心研究过“地心说”，做了许多笔记和计算，并开始用仪器观测天象，头脑里开始孕育新的天文体系。在1543年出版的《天体运动论》中，哥白尼向人们描述了他的宇宙图景：太阳位于宇宙的中心，有五颗当时已知的行星和地球围绕太阳旋转。
哥白尼提出太阳中心说从根本上动摇了宗教神学的理论基础
西方近代科学：
1.开端：15—16世纪，天文学革命
内容：哥白尼提出“日心说”，否定教会支持的 “地心说”
影响：动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础 ，把神从天文学领域驱逐出去。
17C以来近代科学发展的原因：
2）经济:资本主义发展
3）思想:欧洲思想解放解除精神枷锁（文艺复兴、宗教改革、启蒙运动）
5)个人因素：一批科学家的刻苦钻研
1)政治：资产阶级政权与封建君主均鼓励科学发明；
资产阶级民主政权建立提供了自由环境
近代科学
1.开端：15—16C，天文学革命（哥白尼“日心说”）
2.形成和发展：17C以来
1645年左右，英国一批科学家开始每周在伦敦聚会讨论科学研究等问题。……1662年，查理二世颁发特许状，批准成立英国皇家学会，旨在利用和完善自然知识，促进自然知识的增长。
4)精神：面向现实世界、重视实践、崇尚理性的科研精神蔚然成风
第四单元 近代以来世界的科学发展历程
科学理论的勃兴
科学技术转化为生产力
物理学（第11课）
生物学（第12课）
→三次工业革命
（第13课）
第11课 物理学的重大进展
预习课本，思考：
1.伽利略为什么被称为“近代科学之父”？
2.如何理解“牛顿将神从无生命领域驱逐出去”？
3.20世纪的物理学的重大进展是什么？
一.经典力学
1.经典力学的奠基者
成就：
②天文学：
（观察发现）
发现了自由落体定律
①物理学
（实验证实）
外力只是改变运动状态的原因
用自制的望远镜发现了许多星体，证明了哥白尼“日心说”的正确性。
开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础.
意义：
----伽利略
伽利略（1564—1642）
近代科学之父
1609年，伽利略创制了天文望远镜（后被称为伽利略望远镜），并用来观测天体，他发现了月球表面的凹凸不平，并亲手绘制了第一幅月面图。1610年，伽利略发现了木星的四颗卫星，为哥白尼学说找到了确凿的证据，标志着哥白尼学说开始走向胜利。借助于望远镜，伽利略还先后发现了土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象、以及银河是由无数恒星组成等等。这些发现开辟了天文学的新时代。  为了纪念伽利略的功绩，人们把木卫一、木卫二、木卫三和木卫四命名为伽利略卫星。
人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。
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◆伽利略被称为“天上的哥伦布”，这是因为他
A．发现行星沿椭圆形轨道绕太阳运行 B．推翻了天主教会的日心说
C．用自制望远镜发现了许多星体
D．认为宇宙在空间上是无限的
C
有学者指出：《美国遗产词典》将“科学”定义为“对自然现象的观察、鉴定、描述、实验研究与理论分析”。从本质上来说，这就是伽利略的方法。对该学者这种说法的理解正确的是
A我们今天科学研究的具体方法仍然超越不了伽利略
B伽利略的贡献在于开创了现代科学研究的基本方法
C自从有了伽利略，人类才开始进行科学研究
D伽利略已经给“科学”下了精确的定义
牛 顿
（1642~1727）
英国著名的科学家，在物理学、数学、天文学等方面都作出了卓越贡献。1661到1665年就读于剑桥大学，1669年年仅26岁牛顿担任了剑桥大学的教授，1672年成为英国皇家学会会员，1703年成为学会主席，还担任过英国议会议员，被授予爵士称号。1727年逝世，国葬于威斯敏斯特教堂。
牛顿所处时代（17世纪中叶至18世纪初）的时代特征
①经济上：资本主义发展到手工工场时期
②政治上：资本主义制度逐渐确立
③思想上：启蒙运动逐渐兴起和发展，思想进一步解放
牛顿为什么与伽利略的命运不同？
1.经典力学的奠基者----伽利略
2.经典力学的建立者----牛顿
(1)标志：
1687年《自然哲学的数学原理》
物体运动三大定律和万有引力定律
(2)主要内容:
一.经典力学
惯性定律
加速度定律
作用力与反作用力定律
观察下图，据图可以得出西方近代自然科学发展的主要特点是

A.生活实践经验的总结
B.实用性技术应用性强
C.科学观察、实验的研究方法
D.重视经验综合，轻视理论研究
英国著名诗人亚历山大·波普曾写过一首赞美牛顿的诗：
Nature and nature's laws,
hidden in the dark.
God said, let Newton go!
So, all becomes bright.
这主要是指牛顿哪方面的成就
A数学上的微积分成就
B发现太阳光的光谱，微粒说
C发明反射式望远镜
D经典力学体系
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D
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◆“牛顿的发现，给人类带来从未有过的自信。曾经匍匐在上帝脚下的人类，终于大胆地抬起头来，开始用自己理性的眼光打量世界。”这主要说明牛顿的发现
A.推动了天文学的发展
B.使人类彻底摆脱了神学的影响
C.促进了人类的思想解放
D.使人类开始关注现实世界
C
伏尔泰认为：“如果全部自然界，一切行星，都要服从永恒的规律，而有一个小动物，五尺来高，却可以不把这些定律放在眼中，完全任意地为所欲为，那就太奇怪了。”伏尔泰所说的“永恒定律”是指
A．伏尔泰提倡的自然权利说
B．爱因斯坦的相对论
C．牛顿的万有引力定律
D．达尔文的进化论
一.经典力学
（3）经典力学的影响:
①标志着近代科学的形成
④理论的科学性和预见性
②使人类获得了用理性解决问题的自信，为启蒙运动和唯物主义哲学发展奠定了科学基础
③牛顿力学和热学促进英国工业革命产生
（注重实验，数学化）
第一件，用牛顿力学算出地球的形状象只桔子。古希腊的亚里士多德认为地球是个正球体，两千年来人们对此深信不疑。牛顿却根据他的力学，说地球是个扁球体，象只大桔子。此言一出，学界哗然。地球那么大，牛顿又从不出远门，他凭什么说地球有点扁？可是法国科学家经过三次实地测量，终于证实了牛顿的看法。用力学能算出地球的形状，真是个奇迹。
历史上证实牛顿
力学的三件事
第二件，用牛顿力学算出了哈雷彗星回归周期长期以来，人们一直认为彗星是神秘的，根本不能用科学来说明。牛顿说，既然彗星也是天体，就必然遵循力学规律。他的好友哈雷用牛顿力学算出了1682年出现的彗星的轨道，指出它的回归周期是75—76年，由此预言它将在1758年再次出现。哈雷1705年发表这个预言，当时他已49岁，却要预言53年以后的事，岂非耸人听闻？可是1758年这颗彗星果然如期出现，并被命名为哈雷彗星。
1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？
科学家大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长用望远镜对准那个位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。
第三件：
用牛顿力学算出了一颗未知行星的位置
对话
19世纪经典物理学达到巅峰状态，在人们心目中，经典物理学已经达到近乎完美的程度。这时，年轻的普朗克和他的老师发生了一段对话：
普朗克：“老师，我准备把我的一生都献给物理理论学！”
老师：“年轻人，物理学是一门已经完成了的学科，不会再有多大的发展，把一生都献给这门学科，太可惜了。”
19世纪末，正当物理学家在庆贺“物理学大厦”落成之际，科学实验却发现了许多经典物理学无法解释的事实。首行是世纪之交物理学的三大发现：电子、X射线和放射性现象的发展，其次是经典物理学的万里晴空中出现了两朵“乌云”：“以太漂移”的“零结果”和黑体辐射的“紫外灾难”。
物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的“物理学危机”。
“物理学危机”
20C 现代科学
1905年，爱因斯坦26岁，接连写下
4篇改变整个20世纪物理学面貌的
论文：
1.光的量子说（解释光电效应）
2.布朗运动（证明分子的存在）
3.狭义相对论（修正了牛顿力学）
4.质能互换律（E=mc2）

1916年，爱因斯坦发表了广义相对论基础，最具创见也是最伟大的贡献：
5.广义相对论（取代了牛顿的万有引力理论）
1905 神奇的一年
爱因斯坦1905年提出的相对论，后来称作狭义相对论，以光速永不改变、相对性原则来推论，得到“时间”会因速度快慢而改变的结论。
运动的钟变慢，运动的尺变短
什么是广义相对论？
广义相对论是新的万有引力概念
爱因斯坦阐述“万有引力”的本质是导因于物质的分布而弯曲了邻近的时间─空间几何结构，从而导出比牛顿万有引力定律更精确的理论，得到弯曲的四维时空观念，牛顿的万有引力理论成了广义相对论中的一个特例。
菲利普·费尔南德兹一阿迈斯托在评价某科学家时指出：在他的宇宙里，“每一种现象都带有欺骗性。物质和能量可以相互转换。双胞胎以不同的速度衰老。平行线可以交叉。光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。”这位科学家是
A．伽利略 B．达尔文
C．牛顿 D．爱因斯坦
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二. 相对论的创立
3.意义：
1.背景：
2.内容：
“物理学危机”
狭义相对论和广义相对论
1921年3月上海《时事新报》刊登了一篇驻德国记者的特约稿，评论说：“爱因斯坦的革命事业，比之昔日的德国路德之宗教革命，其影响还要重大，这位先生把旧科学概念一起推翻。”材料中“旧科学概念”是指（ ）
A．牛顿的万有引力定律
B．牛顿的绝对时空观
C．达尔文的生物进化论
D．普朗克的量子理论
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“根据这一理论，将时间和空间说成是绝对的是没有意义的，因为对这两种范畴的测量通常随观察者的运动而改变。……对于门外汉来说，这些观点----通常用不能理解的数学公式解释----表明科学已经达到了能被人类所知的界限。”上述“理论”的主要意义是
A开创了以实验为基础的近代科学
B预见海王星存在的准确性
C弥补经典力学绝对时空观的不足
D发现能量辐射的运动原则
相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观，但并非全盘否定牛顿力学。牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。牛顿力学是相对论的一种特例（物体低速运动状态），包括在相对论体系中。
相对论与牛顿力学的关系
①是物理学领域的一次重大革命（书：否定了……发展了……）
②是人类思想史上的一次根本性变革
二. 相对论的创立
3.意义：
1.背景：
2.内容：
“物理学危机”
狭义相对论和广义相对论
（打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证看待世界的途径）
爱因斯坦（1879-1955）
1905-1915年提出了相对论，发展了牛顿力学。
20世纪最后一期《时代》周刊评选出“世纪人物”，这样称一位伟人：天才，政治难民，人道主义者，原子和宇宙谜的开启者，以其最伟大的思想和无与伦比的形象独占鳌头。
爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法西斯国家。45年8月 美国 先后在日本的广岛、长畸投下两颗原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样令全世界震惊。爱因斯坦为此非常懊悔。从这件事中，我们能得到什么启发？我们应如何对待科学的发展？
科学技术本身是一把双刃剑。科技能造福人类，推动生产力水平的提高，但如果运用不当，也能危害人类。
笑话：
有一次卓别林和爱因斯坦共同出席一次宴会都受到了热闹的欢迎，卓别林说：大家欢迎我是因为他们都能理解我，大家欢迎你是因为他们都不理解你
说明了相对论深奥难懂，而且有悖于人们的日常生活
说明了科学与非科学的斗争是长期的过程
三. 量子论的诞生和发展
1.背景：
2.诞生：
爱因斯坦利用量子理论解释光电效应
1900年，德国普朗克提出量子假说
3.发展：
波尔提出有关原子的量子理论
20世纪30年代，一门新的物理学分支量子力学建立起来
“物理学危机”
4.意义：书
相对论和量子论对人们思维的影响，包括：
①改变了人看世界的角度②大大开阔了人们的视野③思维方式不能绝对化 ④给当时占统治地位的形而上学机械论的自然观以巨大打击，证实和丰富了辩证唯物主义的哲学。
A①②③ B①③④
C①②④ D①②③④
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19世纪末经典物理学遇到了被称为“晴空上漂浮着两朵乌云”的两个无法解释的难题，后来驱散这“两朵乌云”的重大科学发现是（ ）
①爱因斯坦提出相对论 ②爱因斯坦提出光的量子理论 ③玻尔提出原子的量子理论 ④普朗克的量子假说
A．①③④ B．①②③
C．①②④ D．①②③④
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量子论和相对论在现实生活中的运用
今天，我们的现代文明，从电脑，电视，手机到核能，航天，生物技术，几乎没有哪个领域不依赖于量子论。
量子力学和狭义相对论结合形成原子核物理学，指导制造原子弹、氢弹和建立核电站。量子力学还为电子技术、半导体技术和激光技术等奠定了理论基础。
量子力学的产生和相对论的产生有什么共同点？这说明了什么？
共同点：从背景上看，19世纪末，物理学得到了极大的发展，物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙。但是，一系列新的发现无法用经典物理学解释，这使得经典物理学陷入了危机，面临着挑战。从产生过程看，第一，都是科学大师们敢于向权威挑战，追求真理的结果。第二，都经历了一个产生发展完善的过程。
说明：社会意识是一定的社会存在的反映；任何事物的产生和发展都要经历一个曲折的过程。
练习： 2004年6月,联合国第58次大会通过决议,确定2005年为“世界物理年” （1）右图是2005年"世界物理年"的徽标.观察这个徽标,提出一个问题,并写在下面的横线上.(例:为什么把2005年确定为世界物理年 )
上海高考题
红色——代表过去蓝色——代表未来黄绿——表连结过　
　　　 去到未来
2005世界物理年
对物理学家而言，这个标识象征的是光锥；对一般大众而言常被看成是沙漏，象征着爱因斯坦在时间相对性上渊博的见解及洞察力。
三、经典力学发展过程中的主要成就及意义
2.近代科学从宗教中解放出来的过程

A、天文学革命---哥白尼“日心说” 《天体运行论》 “自然科学独立的宣言”动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础 。
B伽利略发表《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》,论证了“日心说”；开创了以实验事实为根据并具有逻辑体系的近代科学 。
C、物理学革命—牛顿的经典力学(牛顿力学三大定律和万有引力定律)《自然哲学的数学原理》 第一次以数学方法与逻辑体系将宇宙间的运动统一起来
D、生物学革命—达尔文与进化论 改变了19世纪绝大多数人对生物界和人类在生物界中的位置的看法，从根本上推翻了长期统治生物界的“神创论”，使人类在思想上发生了飞跃。
科学线索：
1、伽利略是经典力学奠基者，他的落体定律和匀速、加速运动概念，标志着物理学的真正开端。
2、牛顿是经典力学的建立者，他的物体机械运动三大定律和万有引力定律，标志着近代物理学的形成。
3、爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论，是物理学思想的一次重大革命。
相对论否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示时间和空间的本质属性，即时空的可变性及时空变化的联系性，树立起新的时空观、运动观和物质观。量子论及在其基础上发展起来的量子力学，促进了原子物理、固体物理和原子核物理等科学分支的发展，使人类对客观物质世界的认识，由宏观世界深入到微观世界。
4、以物理学革命为先导，带动了化学、生物学、天文学、地理学等学科的理论也都发生了革命性的突破。
5、生物进化论的诞生，破解了生命起源之迷，给基督教神学以致命打击，在科学界和思想界产生了巨大深远震动。
技术线索：
主要讲了近代以来的三次科技革命。
1、蒸汽时代。瓦特改良的蒸汽机，被称为万能蒸汽机，是工业革命中最伟大的发明，他解决了工业发展的动力问题，从此工业革命轰轰烈烈的开展起来，人类社会进入“蒸汽时代”。轮船、火车的出现，把原来彼此隔离的世界联系起来，改变了世界的格局。
2、电气时代。电气技术的应用，引发了第二次工业革命，人类社会进入“电气时代”。电力成为 工业发展的主要动力。电灯、电话、电报、电车、电影、无线电、广播电台的相继问世，改善了信息交流，便捷了交通运输，加强了世界各地联系，丰富了人们的娱乐生活，使世界面貌大为改观。
3、信息时代。互联网的诞生，标志着信息时代到来，人类进入信息化社会。人类正面临一个蓬勃发展的全新的文明形态。网络与社会生活融为一体，把人类推向一个新的生活空间。
如果说文艺复兴把神从人的精神领域驱逐出去，那么
_______把神从天文学领域驱逐出去
_______把神从无生命的领域驱逐出去
_______把神从有生命的领域驱逐出去
哥白尼
牛顿
达尔文
课堂小结