1、被譽為“現代最偉大的物理學家之一”的霍金于2018年3月14日去世人教版高中歷史必修3第四單元第11課愛因斯坦郎之萬洛侖茲普朗克玻爾玻恩泡利海森伯薛定諤康普頓狄拉克埃倫費斯特布拉格德拜居里夫人一張匯聚了物理學界智慧之腦的“明星照” 第五屆索爾維會議發軔于愛因斯坦和波爾關于量子力學的大辯論。時值1927年，恰逢牛頓逝世200周年,牛頓的理論此時遭到了物理學界強烈的質疑。 而在黑暗的中世紀，每一場辯論都可能以生命為代價，每一次對權威的質疑都需要堅定信念、鼓足勇氣海佩蒂亞，亞歷山卓希臘時期女數學家、物理學家，發明了天體觀測儀及比重儀。因其是異教徒，公元415年被狂熱基督教徒用貝殼挖肉殺死。阿斯科里，

2、意大利科學家，因其認為大地是球形，并提出了“地球”的概念，1327年被宗教裁判所處以火刑。騎士階級以及與它相勾結的天主教，基于十分庸俗而兇惡的專制主義和神秘主義，阻撓著對自然事實做執著的考察與探討。 日湯淺光朝:解說科學文化史年表思考：阻礙中世紀歐洲科學發展的因素有哪些？教會淫威、神學思想、專制主義一、“重大進展”前的舉步維艱布魯諾，意大利科學家、哲學家、文學家，因其反對地心說，宣傳日心說和宇宙觀，1592年被宗教裁判所判為“異端”燒死在羅馬鮮花廣場。凡是運動的物體，一定有推動者在推著它運動。若你看到一個東西在移動，你就會尋找一個推動它的東西。當沒什么東西推它時，它就會停止移動，是一個推著一個

3、，不能無限制地追溯上去，“必然存在第一推動者”。落體的速度與重量成正比。 亞里士多德思考：亞里士多德關于運動的觀點建立在什么基礎上？直覺、觀察、思辨、演繹二、“重大進展”時的勇攀高峰1590年，伽利略做比薩斜塔實驗據說，1590年伽利略在比薩斜塔上做了“兩個鐵球同時落地”的著名實驗，從此推翻了亞里士多德“物體落地的速度和重量成比例”的學說，糾正了這個持續了1900年之久的錯誤結論。 思考：伽利略關于運動的觀點是建立在什么基礎上？觀察、實驗、邏輯伽利略的折射式望遠鏡伽利略觀察到的月亮木星和它的伽利略衛星 1610年，伽利略用望遠鏡發現有4顆衛星圍繞著木星轉。這一發現震動了整個歐洲和全球科學界。

4、伽利略是第一位利用望遠鏡觀察天體的人。目前人類發現的16顆木星衛星中，有顆叫“伽利略衛星”。 他又發現太陽上有黑子，月球上有山脈，為哥白尼的地球繞著太陽公轉的“日心說”找到了有力證據。宗教法庭把他軟禁在家，不準外出。1642年，伽利略臨死前仍不屈服，堅定地說：“地球確實在圍著太陽轉！”他還重復著這樣一句話：“追求科學需要特殊的勇氣。”體會伽利略身上所蘊含的什么樣的科學精神？質疑精神、科學精神、理性思考、堅持不懈 科學的真理不應在古代圣人的蒙著灰塵的書上去找，而應該在實驗中和以實驗為基礎的理論中去找。真正的哲學是寫在那本經常在我們眼前打開的最偉大的書里的。這本書就是宇宙，就是自然本身，人們必須去

5、讀它。伽利略創立科學的研究方法：物理學：天文學：實驗和觀察實驗證明力與運動狀態的關系，發現自由落體定律等。（推翻亞里士多德學說）自制望遠鏡觀察天體，證明了哥白尼“日心說”的正確性。（摧毀上帝創造世界的謬論）（一）經典力學1、經典力學的重要奠定者伽利略（1）成就：“發現”：發現了自由落體等物理學定律，改變了傳統的運動觀念。“開創”：開創了以實驗事實為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學。“奠基”：為經典力學的創立和發展奠定了基礎。（2）意義：外力不是維持運動狀態的原因，而只是改變運動狀態的原因第一個給夏娃，開啟人類起源大門；第二個給牛頓，發現萬有引力；第三個給喬布斯，引領了一場觸屏手機革命。“三個蘋

6、果”改變了世界物體運動三大定律萬有引力定律以實驗為基礎以數學為表達1687年2、牛頓創立經典力學標志著近代科學的形成標志：內容：特點：1687年自然哲學的數學原理如果說我看得比別人更遠些,那是因為我站在巨人的肩膀上。 亞里士多德認為地球是個正球體，兩千年來人們對此深信不疑。牛頓卻說地球是個扁球體，像個大桔子。法國科學家經過三次實地測量，終于證實了牛頓的看法。歷史上證實牛頓力學的三件事第一件，用牛頓力學算出地球的形狀象只桔子。第二件，用牛頓力學算出了哈雷彗星回歸周期。 長期以來到，人們一直認為彗星是神秘的，根本不能用科學來說明。牛頓說，既然彗星也是天體，就必然遵循力學規律。他的好友哈雷用牛頓力學

7、算出了1682年出現的彗星的軌道，指出它的回歸周期是7576年，由此預言它將在1758年再次出現。哈雷1705年發表這個預言，當時他已49歲，卻要預言53年以后的事，豈非聳人聽聞？可是1758年這顆彗星果然如期出現，并被命名為哈雷彗星。 1781年天王星被發現，科學家用牛頓力學計算它的軌道，可是計算結果總是同觀測紀錄不大相符。經反復核算，觀測無誤。那問題是否出現在牛頓力學上面？科學家大膽猜想計算結果之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學算出了這顆未知行星的位置和質量。1848年9月23日，柏林天文臺臺長用望遠鏡對準那個位置，一下子就看

8、到了一顆新的行星海王星。第三件：用牛頓力學算出了一顆未知行星的位置1846年1781年解釋和預見牛頓為工業革命創造了一把科學的鑰匙，瓦特拿著這把鑰匙開啟了工業革命的大門。 電視紀錄片大國崛起解說詞這些開國元勛們在闡述美國的政治機構設計時，堅持依照平順運行、自我調節的宇宙模型。在這群打下美國江山的人的眼中，確保政治穩定的平衡狀態可直接模擬太陽系平衡的自然引力。伍德羅威爾遜稍后會寫道：“美國憲法臣服于牛頓的理論。” 美愛德華多尼克機械宇宙艾薩克牛頓、 皇家學會與現代世界的誕生牛頓的成就證明，通過觀察、實驗和理論綜合可以推翻一些宗教觀念法國啟蒙思想家把牛頓學說中的部分思想上升到意識形態的高度，作為批

9、判當時法國社會唯一有效的羅馬教的權威，政治上的專制主義。 鄭曉松牛頓力學革命之于法國啟蒙運動的意義思考：牛頓的學說有何歷史意義？ 經 濟：為工業革命提供科學理論基礎。 政 治：為美國政治機構設計提供參考。 思 想：為啟蒙運動理性認識提供方法。1895年德國物理學家倫琴發現X射線，1901年獲諾獎 19世紀末，面對經典物理學近乎完美的發展，有的物理學家表示：“19世紀已經將物理大廈全部建成，今后物理學家只是修飾和完美這座大廈。” ？1897年湯姆遜用實驗發現電子,1906年獲諾貝爾獎1898年12月26日,居里夫婦發現鐳，1903年獲諾貝爾獎（二）相對論的創立1、背景:2、提出:3、內容：19世

10、紀，隨著物理學研究的進展，經典力學無法解釋面臨的新問題20世紀初，愛因斯坦（德）提出相對論時間：鐘慢效應質量：質增效應空間：尺縮效應否定了經典力學的絕對時空觀將經典力學概括于相對論力學體系之中，推動物理學的發展（1）狹義相對論：1905年物體運動時，質量會隨著物體運動速度的增大而增加；空間和時間也會隨著物體運動速度的變化而變化，即會發生尺縮效應和鐘慢效應。（2）廣義相對論：1916年空間和時間的性質不僅取決于物質的運動情況，也取決于物質本身的分布狀態。2、意義: 是物理學領域的一次重大革命，它否定了經典力學的絕對時空觀，深刻揭示了時間和空間的本質屬性。它發展了牛頓力學，將其概括在相對論力學之中

11、，推動物理學發展到一個新的高度。 “今天我們觀測哪顆恒星或者類星體離我們多遠、談論暗物質和暗能量、黑洞等等，所有的一切都離不開相對論。” “愛因斯坦為我們建立了一個很好的框架，沿著他給出的道路，后世的科學家在不同的領域里進一步認識我們的這個世界 。 天體物理學家李競時空的可變性及時空變化的聯系性衛星定位系統GPS 你還知道相對論在哪些方面有應用？核電站 人類邁向太空狹義相對論發表100周年，也許全世界只有幾十個人能完全理解他的真諦，但這并不能掩蓋相對論對人類生活的巨大改變。 慕尼黑的物理學教授菲利普馮約利曾勸說普朗克不要學習物理，他認為“這門科學中的一切都已經被研究了，只有一些不重要的空白需要

12、被填補，把一生奉獻給物理學，實在是太可惜了”，這也是當時許多物理學家所堅持的觀點，但是普朗克回復道：“我并不期望發現新大陸，只希望理解已經存在的物理學基礎，或許能將其加深。” 因發現能量量子而對物理學的進展做出了重要貢獻，并在1918年榮獲諾貝爾物理學獎 加熱到不同溫度的物體發出不同顏色的光 科學家們為了總結熱輻射規律，推導出兩個公式。但這兩個公式的計算結果總是與實驗結果不相符合。 1900年，為了解決熱輻射理論上的疑點，德國物理學家普朗克提出了量子假說：輻射像物質一樣，是由具有能量的基本單位量子來實現的。（三）量子論的誕生與發展1.背景（1）19世紀末20世紀初，人們對物質的認識深入到了原子

13、的內部；（2）微觀的粒子運動不能用經典力學的理論來說明；2.成就提出：1900年，德國物理學家普朗克提出量子假說，標志量子論的誕生；發展：愛因斯坦用量子論成功解釋了“光電效應”； 丹麥物理學家玻爾提出了有關原子的量子理論； 20世紀30年代，量子力學建立起來。3.意義（1）使人類對微觀世界的基本認識取得革命性的進步，開闊了人們的視野，改變了人們認識世界的角度和方式；（2）成為20世紀最深刻、最有成就的科學理論之一，與相對論一起，構成了現代物理學的基礎，彌補了經典力學在認識宏觀世界和微觀世界方面的不足，推動了物理學自身的進步；核磁共振的醫學圖像顯示裝置計算機芯片高精度原子鐘激光技術經典力學：解釋

14、低速運動、宏觀世界物理現象近代物理學相對論：高速運動量子論：解釋微觀世界物理現象現代物理學為相對論提出奠定基礎繼承和發展了經典力學經典力學、相對論、量子論的關系：19世紀物理學危機經典力學狹義相對論廣義相對論影響：否定了經典力學的絕對時空觀，彌補了經典力學在宏觀物體高速運動研究的不足。探究：請結合所學知識分析：1620世紀近代科學得到發展的原因。 1. 資本主義的發展需要科技知識，又為科技發展奠定了物質基礎，這是近代自然科學創立發展的社會前提。 2. 文藝復興、宗教改革和啟蒙運動，為近代自然科學的誕生和發展奠定了思想基礎。 3. 歐洲先進國家保護獎勵科技發明，改革教育制度和專利制度，組織科研機

15、構，推動了近代科學的創立和發展 4. 中國的四大發明和希臘自然哲學傳人西歐，開闊了人們的眼界，并為科學研究提供了豐富的材料。 5. 科學家努力探索，促進了科學的發展。三、“重大進展”后的現實反思 當原子彈真的從潘多拉魔盒里跳出來后，愛因斯坦陷入了巨大的后悔與痛苦之中，自認一生最大錯誤就是建議研制原子彈。他痛心地說，“早知如此，我寧可當個修表匠！”愛因斯坦就核武器問題的懊悔，代表了人類良知的高度，是人類良心發出的最強音。聽愛因斯坦的自責之聲，我們明白人類良知之寶貴. 愛因斯坦之言認識：科技是把雙刃劍，科學是探索事物的規律，是求真；人文是把握科學的方向，是 “求善”；科技以人文為基礎，人文推動科技進步 權威權威物理學的重大進展正是在不斷挑戰、動搖權威！ 誰企圖在真理和認識的領域內要人們認為他是不可動搖的權威，那他就要在上帝的哈哈大笑中垮臺。 愛因斯坦1.學者陳衡哲在西洋史中寫道：“科學與文藝是文化的雙翼，缺了一樣，那個文化便成為畸形的了。科學是偏向理性的，文藝是偏于情感的。”基于這樣的認識，對啟蒙運動興起所起作用最大的莫過于： A.牛頓 B.達爾文 C.達芬奇 D.莎士比亞2.哥白尼、牛頓和愛因斯坦被稱為近代以來最偉大的科學家，其理論的共同之處