物理学与人类文明名师教学设计1

物理学与人类文明

说起物理，我们都会

不约而同的想到牛顿，这个伟大的科学家。他一生为物理学科做出了极大的贡献。一个在各个专业都有所建树，.以牛顿三大运动定律为基础建立牛顿力学；发现万有引力定律；建立行星定律理论的基础；致力於三菱镜色散之研究并发明反射式望远镜；发现数学的二项式定理及微积分法等；近代原子理论的起源。一个个成就无不反映出他的智慧与他的杰出成就。下面，我会详细的介绍牛顿在物理方面的研究成果。

牛顿的时空观：形而上学的绝对时空观。牛顿认为时间、空间是客观存在的，但同时也认为时间和空间同运动的物质是脱离的，相互之间没有必然的联系，进而提出了所谓的绝对时间和绝对空间的概念。牛顿认为，时间是和物质运动无关，绝对均匀流

逝的纯粹的持续性;空间是和物质相脱离的绝对虚空的

框框，物质可以充塞其中，但它本身是永远不变不动的。

牛顿把自己这样理解的时间和空间，叫做“绝对时间”和

“绝对空间”。

牛顿经典力学：牛顿经典力学认为质量和能量各自独立存在，且各自守恒，经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，即牛顿三大定律。1．牛顿第一定律: 任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。2．牛顿第二定律: 物体在受到合外力的作用会产生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。3．牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。它是20世纪以前的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精确地加以测定。

牛顿的光学：牛顿曾致力于颜色的现象和光的本性的研究。1666年，他用三棱镜研究日光，得出结论：白光是由不同颜色(即不同波长)的光混合而成的，不同波长的光有不同的折射率。在可见光中,红光波长最长,折射率最小;紫光波长最短,折射率最大。牛顿的这一重要发现成为光谱分析的基础，揭示了光色的秘密。牛顿还曾把一个磨得很精、曲率半径较大的凸透镜的凸面，压在一个十分光洁的平面玻璃上,在白光照射下可看到,中心的接触点是一个暗点，周围则是明暗相间的同心圆圈。后人把这一现象称为“牛顿环”。他创立了光的“微粒说”，从一个侧面反映了光的运动性质，但牛顿对光的“波动说”并不持反对态度。1704年,他出版了《光学》一书，系统阐述他在光学方面的研究成果。

牛顿热学：牛顿确定了冷却定律，即当物体表面与周围有温差时，单位时间内从单位面积上散失的热量与这一温差成正比。

牛顿经典力学体系的建立开辟了科学发展的一个新天地、新时代。经典力学的广泛传播和运用对人们的生活和思想产生了重大影响，在一定程度上推动了人类社会的发展进步。但经典力学存在的固有缺点和局限性也在一定程度上阻碍了人类社会的进步，产生了消极作用。本文将以经典力学的建立背景为起点，进一步用辩证的方法分析经典力学在人类历史与现实中发挥的作用与产生的不良影响。

17世纪的欧洲，经过许多科学家的努力，在天文学和力学方面积累了丰富资料的基础上，英国科学家牛顿实现了天上力学和地上力学的综合，形成了统一的力学体系——经典力学。经典力学体系的建立，是人类认识自然及历史的第一次大飞跃和理论的大综合，它开辟了一个新的时代，并对科学发展的进程以及人类生产生活和思维方式产生及其深刻的影响。牛顿经典力学的建立是科学形态上的重要变革，标志着近代理论自然科学的诞生，并成为其他各门自然科学的典范。

然而，同时由于他的伟大，无人敢于质疑他。牛顿在哲学领域里取得了伟大的成就。一切自然现象他都力图力学观点加以解释，这就形成了牛顿哲学上的自发的唯物主义，同时也导致了机械论的盛行。事实上，牛顿把一切化学、热、电等现象都看作“与吸引或排斥力有

关的事物”。例如他最早阐述了化学亲和力，把化学置换反应描述为两种吸引作用的相互竞争；认为“通过运动或发酵而发热”；火药爆炸也是硫磺、炭等粒子相互猛烈撞击、分解、放热、膨胀的过程，等等。这种机械观，即把一切的物质运动形式都归为机械运动的观点，把解释机械运动问题所必需的绝对时空观、原子论、由初始条件可以决定以后任何时刻运动状态的机械决定论、事物发展的因果律等等，作为整个物理学的通用思考模式。从而制约了牛顿之后的科学家不断的探索创新；牛顿还打压和他不同的观点，抨击与他不同的科学家。这也阻碍了科学的发展；而且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，提出了“神的第一推动力”的理论。他说“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他”。这些让物理在一段时间没有太大的进步。直到20世纪才有所发展。

由此可见，牛顿做为一名伟大的科学家，正如他所说的他是站在巨人肩膀上的，他勤奋，刻苦，专心致志，废寝忘食，从而在各行各业都取得了成就。然而，金无足赤，这么一名伟大的科学家也不可避免的会有一些缺点。他打击异己，尤其是其晚年时致力于神学研究，逐渐的远离了科研。但是，这和当时的社会是有关系的，当时，正处于教会统治时期，牛顿不可避免的会受到影响，同时，由于他取得了太多的成就，从而不可避免的会有些自信心膨胀，因而会打击异己，这些都是人性使然。而我们应该学习的是这些科学家们的那种坚持不懈，废寝忘食的科研精神，努力学习，不断创新，让我们的社会得到更好的发展。