從科技發(fā)展史和人類文明進(jìn)步中得到啟迪課件

1、我們不能僅僅滿足于學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)，我們還應(yīng)當(dāng)了解科學(xué)發(fā)展的過程，熟知這個(gè)過程的曲折、艱辛及智慧，領(lǐng)悟其中的科學(xué)精神!從科技發(fā)展史和人類文明進(jìn)步中得到啟迪關(guān)于科學(xué)的定義 科學(xué)是關(guān)于自然界的有條理和系統(tǒng)化的知識(shí)的集合，這些知識(shí)通過思考、觀察和實(shí)驗(yàn)獲得，從而得知自然現(xiàn)象所遵循的客觀定律并對(duì)它們作出解釋。 科學(xué)取決于從事科學(xué)活動(dòng)的人、支持他們的機(jī)構(gòu)、他們所用的儀器、他們觀察的現(xiàn)象，而最為重要的則是他們的思維方式。關(guān)于科學(xué)的定義 由于獲得知識(shí)是一個(gè)不斷探索的過程，所以得出的“客觀定律”并不一定就是“終極”正確的。在科學(xué)發(fā)展史上就有很多原先的定律被后來的新定律所取代的事例?？茖W(xué)的起源我們極其審慎地認(rèn)識(shí)到,

2、科學(xué)發(fā)端于對(duì)日常經(jīng)驗(yàn)的整理和總結(jié). A.N.懷特赫德A.N.Whitehead, 1861- 1947年, 英國(guó)數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家. 科學(xué)與現(xiàn)代世界, 1946.科學(xué)的起源太陽為何每天都從東方升起？星星為何不掉到地面上？蘋果為何可以掉到地面上？蘋果為何落得快？樹葉為何落得慢？古希臘與科學(xué)現(xiàn)代科學(xué)發(fā)源于西方，而其源頭是公元前6世紀(jì)前后的古希臘。阿基米德 ：浮力定律蓋倫：醫(yī)學(xué)托勒密：地心說畢達(dá)哥拉斯：數(shù)學(xué)亞里士多德：物理學(xué)古希臘與科學(xué)亞里士多德：只有一種均勻的圓周運(yùn)動(dòng)，或者是幾種圓周運(yùn)動(dòng)的組合，才能解釋為什么所有天體的現(xiàn)象都是間隔一定時(shí)間，有規(guī)律的再現(xiàn)。地球是中心；天空分為上界和下界；重物落得快；輕物

3、落得慢。自然界是簡(jiǎn)單、和諧的！亞里斯多德公元前384年，亞里斯多德出生在希臘北方的史塔吉拉城，他的父親是馬其頓國(guó)王的御醫(yī)，家境富裕，17歲時(shí)，亞里斯多德來到雅典，進(jìn)入柏拉圖創(chuàng)立的學(xué)園一待就是二十年，從最初的學(xué)生變成教師。柏拉圖死后，亞里斯多德總結(jié)前人哲學(xué)思想的基礎(chǔ)，創(chuàng)立了與老師截然不同的哲學(xué)體系，所以亞里斯多德有句名言：“我愛我?guī)?，但我更愛真理”。亞里斯多德百科全書式的學(xué)者亞里斯多德研究的學(xué)問，包括了現(xiàn)在學(xué)科的哲學(xué)、物理學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、大氣科學(xué)、心理學(xué)、邏輯學(xué)、倫理學(xué)、政治學(xué)、藝術(shù)美學(xué)，幾乎是涵蓋了所有的領(lǐng)域，亞里斯多德的著作超過170種，被保留下來的僅僅是少數(shù)的資料。 亞里斯多德科學(xué)方法

4、論:把自然當(dāng)作科學(xué)研究的客觀對(duì)象，并進(jìn)行分類，使得自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)逐漸演變成為許多獨(dú)立的學(xué)科。 開創(chuàng)了邏輯學(xué)，確定了概念、判斷、推理等邏輯形式。他最先提出歸納和演繹兩種方法，強(qiáng)調(diào)以數(shù)學(xué)體系與邏輯推里來證明科學(xué)的原理。 這樣的基本理論觀點(diǎn)，促進(jìn)了往后科學(xué)的發(fā)展。 在他的影響下，出現(xiàn)了歐幾里德的名著幾何原理?，F(xiàn)代科學(xué)發(fā)端于1543年（明嘉靖）尼古拉哥白尼（Nicolaus Copernicus, 14731543）那一年發(fā)表了天體運(yùn)行論現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源 哥白尼于1473年2月19日出生在波蘭的一個(gè)商人家庭。在他10歲時(shí)，父親去世了。1491年至1495年，哥白尼進(jìn)入克拉科夫大學(xué)學(xué)習(xí)。在這里，他遇到

5、了對(duì)他的一生產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響的數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家布魯楚斯基（Brudzewski）教授。是這位教授的啟蒙教育促使哥白尼決定將自己的一生奉獻(xiàn)給天文科學(xué)?，F(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源1496年哥白尼前往意大利求學(xué)，學(xué)習(xí)和研究法律、天文學(xué)、數(shù)學(xué)、神學(xué)和醫(yī)學(xué)，他同時(shí)還學(xué)會(huì)了希臘文。1503年，哥白尼獲得了教會(huì)法規(guī)博士學(xué)位。 1510年后，他先后從事過管理、外交等工作。哥白尼利用業(yè)余時(shí)間行醫(yī)，免費(fèi)為窮苦人治病，是一位頗有名望的醫(yī)生?，F(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源1515年，哥白尼開始寫作天體運(yùn)行論一書。1525年，哥白尼原來的女管家安娜衷心愛上了這位偉大的科學(xué)家，她不顧別人的流言蜚語，來到了被教會(huì)剝奪了結(jié)婚權(quán)利的哥白尼身邊。由于她的精心照

6、顧和幫助，才使得天體運(yùn)行論一書的寫作得以順利進(jìn)行。 現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源1、不存在一個(gè)所有天體的軌道；2、地球并不是宇宙的中心；3、所有天體都繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，宇宙的中心在太陽附近；4、地球到太陽的距離同天穹高度之比是微不足道的；5、在天空中看到的任何運(yùn)動(dòng)，都是地球運(yùn)動(dòng)引起的；6、地球同時(shí)進(jìn)行幾種運(yùn)動(dòng)；7、行星向前和向后運(yùn)動(dòng)，是由于地球運(yùn)動(dòng)引起的。 此外，哥白尼還描述了太陽、月球、三顆外行星 （土星、木星和火星）和兩顆內(nèi)行星（金星、水星） 的視運(yùn)動(dòng)。 約在1515年前，哥白尼為闡述自己關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)學(xué)說的基本思想撰寫了篇題為淺說的論文，他認(rèn)為天體運(yùn)動(dòng)必須滿足以下七點(diǎn)：哥白尼認(rèn)識(shí)到淺說中的論斷是假設(shè)的方式提出

7、的。1515年，哥白尼便開始著手準(zhǔn)備撰寫天體運(yùn)行論這一更為完整的論著。此后十幾年，哥白尼進(jìn)行了大量的天文觀測(cè)，收集了大批資料，終于在1533年完成了這部巨著的初稿，隨后，他又長(zhǎng)期進(jìn)行觀測(cè)、驗(yàn)證、修改，使得他的宇宙體系更具說服力，成為一種科學(xué)理論。 現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源1543年5月24日，彌留之際的哥白尼終于見到剛剛出版的天體運(yùn)行論，可惜當(dāng)時(shí)的他已經(jīng)因?yàn)槟X溢血而雙目失明，他只摸了摸書的封面，便與世長(zhǎng)辭了。 哥白尼的新理論已開始在歐洲流傳，他的朋友們更竭力在意大利高級(jí)教會(huì)人士中傳播他的新理論和觀點(diǎn)。在眾多好友的努力下，紅衣主教尼古拉申伯格對(duì)哥白尼的學(xué)說產(chǎn)生了巨大的興趣，他在1536年11月1日給哥白尼

8、寫了一封信，想了解哥白尼的學(xué)說，信中用肯定態(tài)度談到了日心學(xué)說中的日、土、月3個(gè)天體的位置。然而這位開明的紅衣主教在第二年便去世了，沒能夠成為哥白尼學(xué)說的庇護(hù)人。 現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源恩格斯在自然辯證法中對(duì)哥白尼的天體運(yùn)行論給于了高度的評(píng)價(jià)：“自然科學(xué)借以宣布其獨(dú)立并且好像是重演路德焚燒教諭的革命行動(dòng)，便是哥白尼那本不朽著作的出版，他用這本書（雖然是膽怯地而且可說是只在臨終時(shí)）來向自然事物方面的教會(huì)權(quán)威挑戰(zhàn)，從此自然科學(xué)便開始從神學(xué)中解放出來?！爆F(xiàn)代科學(xué)的發(fā)源托勒密：地心說太陽中心學(xué)說與地球中心學(xué)說對(duì)比伽利略伽利略1564年出生于意大利比薩。1632年出版了他的名著關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話

9、（明崇禎）現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)科學(xué)之父伽利略伽利略1572年開始上學(xué)，1575年隨家遷居佛羅倫薩進(jìn)修道院學(xué)習(xí)。1589年被聘為比薩大學(xué)的數(shù)學(xué)教授。1591年到威尼斯的帕多瓦大學(xué)任教。1609年回佛羅倫薩，1611年到羅馬并擔(dān)任林嗣科學(xué)院的院士。1633年2月以“反對(duì)教皇,宣揚(yáng)邪學(xué)”被羅馬宗教裁判所判處終身監(jiān)禁。1638年以后，雙目逐漸失明，晚景凄涼。1642年1月8日逝世。 伽利略不得不大膽地得出這樣的結(jié)論：亞里士多德的結(jié)論是錯(cuò)誤的，決定擺動(dòng)周期的，是繩子的長(zhǎng)度，和它末端的物體重量沒有關(guān)系。而且，相同長(zhǎng)度的擺繩，振動(dòng)的周期是一樣的。這就是伽利略發(fā)現(xiàn)的擺的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。1582年前后，他經(jīng)過長(zhǎng)久的實(shí)驗(yàn)觀察和數(shù)學(xué)

10、推算，得到了擺的等時(shí)性定律。 伽利略伽利略對(duì)運(yùn)動(dòng)基本概念，包括重心、速度、加速度等都作了詳盡研究并給出了嚴(yán)格的數(shù)學(xué)表達(dá)式。尤其是加速度概念的提出，在力學(xué)史上是一個(gè)里程碑。在15891591年間，伽利略對(duì)落體運(yùn)動(dòng)作了細(xì)致的觀察。從實(shí)驗(yàn)和理論上否定了統(tǒng)治千余年的亞里士多德關(guān)于“落體運(yùn)動(dòng)法則”確立了正確的“自由落體定律”，即在忽略空氣阻力條件下，重量不同的球在下落時(shí)同時(shí)落地，下落的速度與重量無關(guān)。自由落體定律他曾設(shè)計(jì)一個(gè)無摩擦的理想實(shí)驗(yàn)：將兩個(gè)斜面對(duì)接起來，讓小球沿一個(gè)斜面從靜止?jié)L下，小球?qū)L上另一斜面。如果無摩擦，小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?。他推論說，如果減小第二個(gè)斜面的傾角，小球在這個(gè)斜面達(dá)到原來的

11、高度就要通過更長(zhǎng)的距離。繼續(xù)使第二個(gè)斜面的傾角越來越小，小球?qū)⒑蠞L得越來越遠(yuǎn)。如果第二個(gè)斜面改成水平面，小球就永遠(yuǎn)達(dá)不到原來的高度，而要沿水平面以恒定速度持續(xù)運(yùn)動(dòng)下去。對(duì)物理理象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究并把實(shí)驗(yàn)的方法與數(shù)學(xué)方法、邏輯論證相結(jié)合的科學(xué)研究方法。三百多年后，1979年11月10日，羅馬教皇不得不在公開集會(huì)上宣布：1633年對(duì)伽利略的宣判是不公正的。1980年10月又提出重審這一案件，并在羅馬組成一個(gè)包括不同宗教信仰的世界著名科學(xué)家委員會(huì)來研究伽利略案件的始末，研究科學(xué)同宗教的關(guān)系，研究伽利略學(xué)說的科學(xué)價(jià)值及其對(duì)現(xiàn)代科學(xué)思想的貢獻(xiàn)。 教會(huì)對(duì)伽利略的“平反”第谷與開普勒的貢獻(xiàn)從哥白尼到牛頓從哥白尼

12、到牛頓，約兩百年的時(shí)間，科學(xué)發(fā)展史上的四件事：坐標(biāo)原點(diǎn)；橢圓軌道；運(yùn)動(dòng)特征；動(dòng)力學(xué)特征。蘋果砸到頭得來的靈感？！站在巨人的肩膀上！古希臘文明希臘文明的古典時(shí)期約開始于公元前760年，她產(chǎn)生了許多哲學(xué)、文學(xué)、科學(xué)著作。雅典的興起雅典的興起可以追溯到公元前498年，打敗波斯帝國(guó)的入侵馬拉松戰(zhàn)役。雅典的民主雅典的興起得益城邦獨(dú)特的政治環(huán)境。在雅典城邦延續(xù)了長(zhǎng)達(dá)兩個(gè)世紀(jì)的民主制度，遵循了“民主”一詞的原初意義，即民制的思想全體公民參與決策過程： 在30萬人口中，有3萬5千人有公民資格。 公民大會(huì)有陪審法庭成員出席。 法庭成員有500人，通過抽簽產(chǎn)生。 法庭成員任職不得超過兩屆。 每一位公民一生至少有一

13、次任職機(jī)會(huì)。地理大發(fā)現(xiàn)1486年，葡萄牙人迪亞斯繞過好望角；1492年，哥倫布開始向西航行，發(fā)現(xiàn)“新大陸”；1497年，達(dá)伽馬從里斯本出發(fā)，橫渡印度洋， 開辟了一條亞歐新航線；1519年，麥哲倫越過南美洲南端海峽1521年，到達(dá)菲律賓；1522年，迪爾卡諾回到里斯本。地理大發(fā)現(xiàn)期間重要的航海線路圖英國(guó)的工業(yè)革命1733年，鐘表匠凱伊發(fā)明了飛梭織布；1765年，哈格里夫斯發(fā)明了珍妮機(jī)紡紗；1768年，凱伊和海斯聯(lián)手造出了水力紡紗機(jī)；1779年，克倫普頓改進(jìn)了紡紗機(jī)；1785年，艾德蒙卡特萊特發(fā)明了動(dòng)力織布 機(jī)，一臺(tái)織布機(jī)相當(dāng)于40名工人的 工作量。瓦特與蒸汽機(jī)瓦特并不是蒸汽機(jī)的發(fā)明者，在他之前，早就出現(xiàn)了蒸汽機(jī)，即紐科門蒸汽機(jī)，但它的耗煤量大、效率低。瓦特運(yùn)用科學(xué)理論，逐漸發(fā)現(xiàn)了這種蒸汽機(jī)的毛病所在。從1765年到1790年，他進(jìn)行了一系列發(fā)明，比如分離式冷凝器、汽缸外設(shè)置絕熱層、用油潤(rùn)滑潤(rùn)滑活塞、行星式齒輪、平行運(yùn)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)、離心式調(diào)速器、節(jié)氣閥、壓力計(jì)等等，使蒸汽機(jī)的效率提高到原來紐科門機(jī)的3倍多，最終發(fā)明出了現(xiàn)代意義上的蒸汽機(jī)。 18世紀(jì)工業(yè)革命及這一時(shí)期的技術(shù)革命對(duì)