道尔顿与近代科学原子论
摘要通过对近代科学原子论产生的考察，分析了道尔顿原子学说与以往哲学原子论的重大区别，探讨了道尔顿创立原子学说的思想和研究方法，阐明了科学的认识论和方法论对科学研究的重要指导作
关键词道尔顿近代科学原子论区别科学思想研究方法
正文
原子是化学科学中最基本的概念，原子学说则是建构整个化学大厦的理论基石。现代著名化学家鲍林说过t 在所有化学理论中，最为主要的就是原子学说,恩格斯也对近代科学原子论的创立给以高度评价，认为原子论是能给整个科学创造一个中心并给研究工作打下牢固基础的发现。因此可以说，原子论在人类探索自然界奥秘的历史长河中构成了化学发展的主旋律，规定和指导着化学理论的基本走向和发展。本文试图通过对近代原子学说创立过程的历史考察，阐明近代科学原子论产生的历史条件，探讨它与以往原子学说的本质区别，分析道尔顿的科学思想和研究方法上的特点，展示人类自然观和思维方式的变革，探讨科学认识发生和发展的基本规律，以期从中得到某些启示和教益。
1 近代科学原子论创立的历史背景
任何科学理论的产生都不是偶然的，总有一定的时代背景和认识论的根源，是人类科学认识发展到一定阶段的必然产物。追溯化学发展的历史，近代科学原子论的创立有以下几个方面为它作铺垫。
1．1 定量分析方法的广泛采用和一些化学经验定律的建立
l8世纪末至l9世纪初，化学开始由以搜集材料为特征的经验描述阶段，逐步过渡到以整理材料、寻找事物的内在联系为特征的理论概括阶段。由拉瓦锡掀起的化学革命不仅建立了化学理论的新秩序，而且在研究方法上给化学的发展注入了新的活力。特别是定量方法的广臣采用，使化学家们搞清了许多物质的组成及化学变化中各物质量的关系1789年，拉瓦锡首先用精确定量的实验证明了质量守恒定律，它作为自然界的一条最基本的规律，成为人们从事化学研究的基本依据；1791年，里希特根据大量定量实验发现了酸碱反应的当量关系；1802年，费歇尔在里希特工作的基础上进一步明确阐述了当量定律；1799年，昔罗斯特根据一系列化学定量分析提出了定量组成定律，大大促进了人们对物质组成的认识；1803年，道尔道在思考原子学说的过程中，根据自己的实验归纳，推导出了倍比定律这些化学基本定律都是从实验中归纳总结出来的经验规律，它促使化学家进一步思考；为什么化合物在生成时，各物质之间存在着如此严格的定量关系？为什么反应前后的质量总是保持不变呢?为什么同种化合物的组成总是固定不变?是否有一些不变的看不见的质点在化学反应中操纵着这些规律?由实验中提出的一系列的问题要求化学家给予理论上的解释，正是这些化学经验定律的建立，成为化学理论产生和发展的必要前提，为科学原子论的产生奠定了牢固的实验基础1．2 古代原子论的广泛传播
关于物质的组成和结构问题是一个古老的话题．很早就引起了哲学家们的广泛关注。古希腊的留基伯和德谟克利特最早提出了原子学说，认为世界万物都是由微小的不可分割的原子组成的；原子永恒存在永不毁灭·宇宙中真实存在的只有原子和虚空。德谟克利特还试图用自己的原子学说来解释宇宙万物的形成和自然界发生的各种变化。古希腊的原子论开辟了人类解释自然界发展变化的可能性，充分体现了古人探索客观世界奥秘的唯物主义勇气和从理性的角度认识自然的能力。但这种朴素的原子论只是一种笼统模糊的哲学思辨，缺乏实验依据，经不起科学的推敲。以后虽然经过古希腊后期的伊壁鸠鲁和古罗马的卢克莱修的补充和发展，但直到欧洲文艺复前的1000多年问，原子学说无论是在哲学上还是在科学上都不占主导地位，而且长期遭受宗教神学说及其他学说的迫害和排斥。但古代原子论的唯物主义性和真理性赋予了它顽强的生命力，虽长期处于逆境中，却始终未泯灭。
原子学说本身既是一个哲学问题．又是实证科学的核心问题．科学要发展，物质的组成和结构问题就不可回避。所以17世纪以来随着科学的进步，更多的科学家成了原子论的信徒。例如，伽利略、达芬奇、伽桑遗、笛卡儿、波义耳、牛顿等，特别是波义耳不满足仅仅关于原子的一般认识，力图用微粒哲学开辟化学发展的新局面。这种机械原子论继承和发展了古代原子学说的光辉思想，不仅起到承上启下的桥梁作用，而且开始把哲学思考让位于科学的思考。
科学家根据当时物理学的成就，探讨原子的存在和相互作用，用纯机械论的观点来解释物质的组成和性质。但直到18世纪末，人们仍然难以具体应用原子论解释化学反应，科学家亦然凭着各自的猜想，对原子的描述众说纷纭，未有形成统一严谨的理论体系，但在这一历史时期．原子论在科学界几乎家喻户晓，物质是由原子组成的思想已经深入人心。道尔顿正是在牛顿的机械论微粒哲学启发下．通过对气体物理性质的详细研究，才创立了近代科学原子论。
1．3 科学元素学说的建立
元素说和原子说酷似一对孪生姐妹，有着极为密切的亲缘关系可毫不夸张地说．没有科学的元素说，就不可能有科学的原子论的建立，元素就不可能找到自己真正要描述的对象，近代化学的理论体系也就不可能形成。二者几乎同时产生，但长期以来却一直互相排斥，不相为谋。元素和原子的矛盾困扰了人们2000多年，最后才由法国天才的化学家拉瓦锡首先找到了解决这一难题的突破口。近代科学元素学说的建立，对道尔顿创立近代科学原子论具有十分重要的意义。拉瓦锡并不赞成原子学说．在他的科学研究中一般不涉及原子的问题。1789年，他在《化学纲要》一书中写道：如果用元素名称来表示构成物体的简单的、不可分割的分子(实际指原子)，那么我们也许会不认识它们。相反地．如果我们把分析所能达到的极限观念与元素的名称联系起来，那么对我们来说，所有还不能用任何方法分解的物质都是元素。这也许正是拉瓦锡的高明之处，他认为把原子作为分析的授限，在当时是无法通过实验证明的。他巧妙地回避了原子的概念，首先把宏观具体的、可用实验直接感知的单质作为分析的起点，即首先定义元素。现在看来，拉瓦锡的思想路线是正确的，因为当时他还不能认清元素和原子的关系。加上那时化学的一些经验定律还没有揭示出来，如果把元素和原子一起加以研究，只能使同题复杂化，甚至会误人歧途。拉瓦锡的目的就是要首先搞清元素的内涵和外延，按照化学本身的逻辑顺序和人类的思维规律来研究化学。道尔顿则完全接受了拉瓦锡的元素学说，并在此基础上提出了一种元素一类原子的观点，才使道尔顿的原子论具有了前所未有的明确性、系统性和科学性。实际上，
近代元素定义在整个19世纪一直保持成立，新元素的发现和鉴别仍然离不开经验分析的方法。随着元素发现数目的增多，原子的种类也相应增加，两者之间呈现一一对应的关系。如果没有拉瓦锡的元素概念，人们就无法搞清物质的组成，道尔顿就无法对原子进行准确地分类和判别，原子相对质量也无法求算，原子学说也就不可能剥去哲学的外表，当然也就无法在化学中加以具体应用。因此可以说，道尔顿的原子论是近代机械原子论与拉瓦锅的元素学说相结合的产物。
2 道尔顿的原子论何以称为科学的原子论
近代科学原子论的创立完成了化学理论上第一次伟大的辩证综合，是继拉瓦锡化学革命之后，化学发展史上又一个光辉灿烂的里程碑。为什么道尔顿的原子论被称为科学的原子论?或者说它与以往的原子论有什么本质的区别呢?第一，道尔顿的原子论彻底剥去了长期披在它身上的哲学外衣，把模糊的猜测变成了明确的、经得起科学实验检验的科学理论。它圆满解释了各种化学实验事实，揭示了质量守恒定律、当量定律、定比组成定律和倍比定律的本质与内在联系，有着广泛的实验基础，并对以后整个实验科学的发展起着重大的指导作用。因此它是立足于物理和化学实验之上的运用科学的推理和严谨的论证方法，完全合乎科学理论建立的逻辑程序。第二，道尔顿的原子论不仅明确指出了原子具有重量的特征，而且进一步提出了测定原子量的历史任务，并第一次用化学的方法测定了多种元素的原子量。从此，原子不再是一十抽象模糊的概念，具有了可以用实验直接测量的数量特征，原子量成为区别原子种类的基本标志，使化学研究走向精确化、定量化和系统化这是道尔顿原子论与以往各种原子学说的根据区别，也是道尔顿首创精神的具体表现。第三，由于以往的原子论具有浓厚的思辨性质，因此它只能对物质的各种变化给子笼统解释和说明，但却无法在化学反应中加以具体操作。既不能确定物质的组成t也不能准确地说明各种化学变化。而道尔顿的原子论第一次明确地阐明了化学反应的实质，就是原子重新组合的过程。而且通过原子量的求算．可以准确测定物质的组成和反应中各物质量的关系．使原子学说真正具有了可操作性，成为化学定量化的理论基础第四，道尔顿在接受拉瓦锡元素概念的基础上．第一次把元素和原子联系起来，统一在一个严谨的理论体系之中。元素是同一类原子的总称，有多少种元素，就有多少种原子。元素是对原子的抽象和概括，原子则是元素的具体存在形式，元素第一次真正找到了自己描述的对象。不仅使人们对元素的认识提高到一个崭新的高度，而且使道尔顿的原子概念更加明确和具体，从而奠定了整个化学发展的理论基础。19世纪后半叶以来，分子学说、化学键理论、化学结构理论、元素周期律等学说的形成和发展，以及2O世纪以来化学理论上所取得的许多重大突破，几乎都是建立在道尔顿原子论的基础之上这不仅大大丰富了近代科学原子论的内涵，而且进一步在更高的层次上确立了它的中心地位，毋庸置疑地证明了原子学说的科学真理性。
3 道尔顿的科学思想和研究方法
道尔顿(1766~1844)出身贫苦，只受过不完全的初等教育，但他以顽强不息的奋斗精神，通过艰苦自学，终于成为一位知识渊博的学者，在自然科学研究中建立了不朽的功勋。他在晚年总结自己的成功的经验时曾说：“如果我比其他人获得了较大成功的话，那主要是——不!完全是靠不断勤奋地学习钻研而来。有的人能够远远地超越其他人，与其说他是天才，不如说是由于他专心致志地坚持学习，不达目的誓不罢休的那种不屈不挠的精神所致。这是道尔顿不信东风唤不回的坚强毅力和追求真理的崇高精神的真实写照。但只有刻苦努力是不够的，勤奋是获得成功的必要条件，但并不是与获得的成就成正比，还必须掌握科学的研
究方法。1 9世纪初，科学原子论产生历史条件已经接近成熟，不少科学家处于这一前沿领域的探索之中，但并非人人都能发现阿拉丁宝窟。不同的性格修养、知识结构、成长过程和研究方法形成了科学家不同的研究风格。就实验技术甚至化学知识而论，道尔顿并不比盖吕萨克以及当时一些计量化学家高明，而唯独他能够首先廓清千年迷雾，克服各种逻辑上和方法上的困难，首创科学原子论，完成了科学史上一项伟太的勋业，其重要原因在于道尔顿掌握了科学的思想方法和研究方法。
3．1 较高的哲学素养
原子论本身既是一个科学问题，叉是一个哲学问题。道尔顿洞察了以往原子学说的根本缺点，抓住了原子具有重量的基本特征，善于通过哲学的思考，不自觉地运用了量转化为质的规律，把原于量作为判别元素的标准。正是原子量的不同造成了元素质的差别。他认为：“具有重量的各种物体中昔遍具有这种或那种吸引力外，在我们认识的各种物质中还有一种力作用着，这种力也是同样普遍的，这是一种排斥力。正是这两种巨大的相互对立的吸引和排斥的力量通过相互制约、相互调节使得三种不同的状态——弹性流体、液体和固体能够出现。显然，道尔顿把吸引与排斥的对立统一作为自然界的一种普遍矛盾来看待，并结合原子论阐明物质三态转化和气体的性质。他以哲学家的头脑，力图赋予古代原子论以崭新的内容，用来解释物质的化学运动。在构思新的原子论的过程中，道尔顿经常借助于哲学思维。他说：“化学分解和化学结合只不过是把这些终极质点或原子彼此分开，叉把他们联合起来而已。在化学作用范围内，物质既不能创造也不能消灭。要创造一个氢原子，犹如向太阳系引进一颗新的或消灭一颗原有的行星一样的不可能。我们所能进行的一切变化无非是把处于化合状态的原子分开和把分离的原子联合起来。道尔顿善于把物质化学运动的内在矛盾提高到哲学的高度来认识，使他的科学认识论具有深刻的哲理性。在当时的自然科学领域中，一方面盛行的蔑视理论思维的狭隘经验论的思潮，另一方面化学家又受到机械论形而上学自然观的束缚，把各种现象和规律看成是一些彼此毫不相干的孤立的东西，妨碍了人们对事物内部规律及其相互联系的认识。道尔顿敢于冲破传统哲学思想的羁绊，把正确的哲学思考与观测事实巧妙地结合起来．终于使思辨的猜想I变成了科学的理论。一些在化学计量学研究中造诣颇深的化学家，由于只满足于实验研究的具体结果，·缺乏科学方法论的指导，虽然做出了不少实验发现，但并不能使之上升为理论戴维曾测定了氮的三种氧化物(N O、NO、NO )的组成．离倍比定律只一步之遥，但却被挡在倍比定律的门外，因为根据这些实验结果仍不能直接化物(CO和CO )以及甲烷和乙烯归纳出倍比定律。而道尔顿在原子论正确哲学思想的指导下，分析了碳的两种氧的组成，意识到与相同质量的某元素相化合的另一种元素的质量比应等于它们原子个数比，从而演绎出倍比定律，这个历史事实充分说明了树立科学的自然观和正确方法论对科学研究的重大作用。3．2 善于继承和勇于批判创新
道尔顿在科学研究中善于继承前人的科学思想和研究成果．并能用批判的眼光加以严格地审查t吸收其合理的思想，来建立自己的假说。他十分熟悉自古以来各派的原子学说，特别是牛顿物理原子论的观点t在道尔顿构思科学原子论的过程中起了十分重要的作用。他接受了牛顿的原子概念和物理学的思想，但并不是简单机械地重复·而是加以批判地继承．把原子量作为自己原子论的核心．并进一步提出了通过化学分析求算原子量的方法。拉瓦锡虽然提出了近代科学的元素概念，但当时对哪些物质是真正的元素，哪些物质属于尚未分解的化合物，化
学家们依然没有把握。道尔顿开始虽然处于化学发展的主流之外，却大胆地接受了拉瓦锯的元素说和元素表，并把元素作为划分原子种类的依据，赋予了元素新的含义他把其他化学家发现的化学基本定律加以验证，作为论证自己原子学说的实验根据。借鉴而不盲从是道尔顿科学研究的一个显著特点。他说：由于在我前进过程中常因相信别人的结果而被引入歧途，我决心尽量少写一些．除非我能够用自己的实验加以证实。对于别人的设想和推论，我则在自己的经验使我确信之前，保留着某种怀疑。继承是科学得以延续的必要条件，而批判和创新则是科学不断向前发展的灵魂，因此也是一位科学家必须具备的基本素质道尔顿正确对待继承与创新的辩证关系．是他能够做出重大发现的重要原因。
3．3 善于把观察和思考、科学实验与丰富的想象力相结音
科学实验与理论思维的巧妙结合，并利用合乎逻辑的分析、归纳和演绎形成假说．进而再通过实验验证假说·这是道尔顿研究方法中的显著特点。道尔顿的原子论首先产生于对大气物理现象的观察和研究。正如1810年道尔顿在皇家研究院讲学时所说：起初对于物理上的考虑，把我引导到化学原子论。气象学的研究引导他进一步考察了大气的性质：。由于长期傲气象记录，思考大气组分的性质．我常常感到奇怪，为什么复合的大气t两种或更多种弹性流体的混合物竞能在外观上构成一种均匀体，在所有的力学关系上都同简单大气一样? 正是在长期坚持不懈地从事气象观测的过程中，他逐渐领悟到原子的客观存在。对于复合大气的均匀性和气体扩散现象进行了多方面的理论思考以后，经过一番缜密地演绎推理，指出了牛顿原子论中原子相互排斥观点的局限性，以及贝托雷用化学亲合力来解释大气均匀性的不合理性，提出了同种原子相互排斥和不同原子不排斥的假说，并结合不同物质的原子大小和重量都不相同，因此相互接触时形成不平衡作用力的思想，比较满意地解释了气体分压定律和扩散现象。他还通过溶解度大小与气体比重的关系，清晰地勾画出原子的具体图象．认识到各种原子不仅大小不同，而且具有不同的相对质量，进而提出了测定原子量的问题。道尔顿1803年10月写的《论水和其他液体对气体的吸收》的手稿中明确写道：为什么水不允许各种气体溶解的体积相似?我几乎相信这种情况决定于几种气体的终极粒子的重量和数，探索各种物体终极粒子的相对重量是一十完全新的课题，近来我明显成功地彻底研究了这个问题。”这说明在那时道尔顿已经清醒地认识到测定原子量对原子论的重要意义，并意识到自己正涉猎于前人从未曾涉及的新领域。要求计算原子量必须要借助化学分析，于是道尔顿把物理原子论的思想引进化学。尽管许多化学家已对多种气体化合物的组成进行了定量分析，但利用这些数据仍不足以计算元素原子的相对质量。为此，道尔顿根据气体物理学的原理大胆地进行建设性的想象，从而提出了测定原子量的化学方法，建立了化学原子论。尽管他求算原子量的假设过于主观武断，缺乏事实根据，但毕竟是向化学家们提出了测定原子量的历史任务。总之，道尔顿在剖立原子学说的过程中，总是首先根据大量的观察和实验事实，然后进行归纳和概括，用合乎逻辑的严格推理，来建立自己的理论体系．充分体现了他丰富的想象力和创造精神英国科学家丁铎尔(J．Tyndal1．1820~1893)说：有了准确的实验与观察作为依据，想象就成为自然科学理论的缔造者。从化学的事实出发，道尔顿建设性的想象形成了原子学说。尽管道尔顿的实验技术并不高明，所得的实验数据也不狠精确，加上色盲生理缺陷，但他却能以非凡的科学洞察力，运用卓越的理论思维，善于根据有限的甚至是有缺陷的实验事实．得出正确的结论，提出科学的假说。英国研究道尔顿的著名学者罗斯科(H E．Roscoe，1833~1915)对道尔顿这种科学方法就十分赞
赏，评价道尔顿“似乎是用他的手开始做实验，然而却是用他的头骑来结束这些实验的 "。道尔顿的思想方法和研究方法与当时坚持狭隘经验论的化学家形成了鲜明的对照，他们只擅长于实验研究，忽视理论思维，缺乏根据实验现象概括出科学理论的能力。而道尔顿既有注重实验研究又重视理论思维的可贵素质，善于把观察与思考、实践与理论进行巧妙地结合这也是他能够克服重重困难，完成化学上一项划时代创举的重要原因。
近代科学原子论并非是完美无缺的理论，从哲学角度来讲，它仍然属于机械论的范畴，没有说明原子间结合力的本质{道尔顿仍把原子看成是绝对不可再分、没有内部结构的终极质点也是不符合事实的如果我们承认科学的实验性．那幺很显然，不变的原子就无法用实验的方法加以研究，理论也就不能对实验做出相应的回答。这种用静态的理论模型来解释物质的变化是不符舍事物辩证发展规律的；道尔顿对复杂原子组成的假设主观武断，致使原子量的测定工作走了几十年的弯路现代科学原子论以近代科学原子论的发展为前提，基本上克服了近代原子论的缺点，不仅证明了原子的可分性和原子结构的复杂性，而且对微观粒子的运动提出了动态的模型。化学家利用量子力学原理，揭示了分子中原子间结合力的本质。化学键理论的发展使人们的认识愈来愈逼近分子和原子中质点的动态图象。现代原子学说比近代科学原子论更具有辩证色彩t更少机械性。人们依靠先进的科学技术手段，不仅证明了原子的可分性和可转化性，而且日益倾向于物质结构具有无限层次的关节点的思想，分子、原子及各种基本粒子只不过是物质在无限分割过程中的不同阶梯。
追溯原子学说发生和发展的历史，我们可以清楚地看出，它在哲学上经历了一个由纯自然哲学思辨到机械论哲学，继而向辩证唯物主义自然观转变的过程，在科学认识上经过了一个由天才猜想到科学假说，最后完成了向科学真理转化的艰苦征程。当然t真理总是相对的，虽然现代科学原子论克服了道尔顿原子学说的诸多缺点，但还远不是尽普尽美的理论。事实上到目前为止，我们对原子层结构及作用机理仍所知甚少自然界的变化是无穷的．人类的认识能力是无限的，科学探索是永无止境的。随着现代科学的不断发展，实验手段和研究方法的不断提高，原子学说必将更加生气勃勃地向前发展．并且发挥更大的作用但道尔顿创立的近代原子论以及他的科学思想和研究方法仍值得我们探讨和学习。
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中国近代科学家的故事 1.詹天佑(1861～1919)近代铁路工程师 詹天佑，字眷诚，原籍安徽婺源。 11岁考取容闳所招出洋留学生习技艺，次年赴美，为中国首批留美官费生。清德宗光绪四年(1878)入耶鲁大学工学院土木建筑科，三年后毕业。归国后，奉派赴福州水师学堂习驾驶，第二年以优异成绩调派赴扬武兵舰服务。光绪十年(1884)应两广总督张之洞之聘任广东博学馆教席，两年后完成测绘广东沿海险要图。从十四年(1888)起献身铁路工程，任工程师，先后主持塘沽天津段、滦河铁桥、津芦段、萍乡至醴陵、潮汕铁路、京张铁路等建筑工程。民国8年(1919)奉命至海参崴、哈尔滨参加协约国西伯利亚铁路监管会。因北方严寒，加以公务繁忙，操劳过度而患病，不久逝世于汉口 2.冯如(l883～1912)中国第一个飞机设计师、制造者和飞行员 冯如，广东恩平人。幼时家贫，12岁赴美国，当童工。工作之余勤于钻研技术。在旅美华侨支持下，曾在旧金山创办广东飞行器公司。溥仪宣统六年(1909)设计并制成飞机，亲自驾驶，试飞成功。后造新飞机一架，航程、时速、高度均达当时世界先进水平，在国际飞行协会举办的飞行竞赛大会上获奖。宣统三年(1911)，拒绝外国重金聘请，返回广州，并带回两架自制的飞机，辛亥革命爆发，参加广东革命军，被孙中山任命为广东革命军陆军飞行队长。中华民国元年(1912)八月二十五日在广州作飞行表演时失事牺牲，年仅29岁。 3.李四光(l889～1971)地质学家 原名仲揆，1889年10月26日出生，地质学家。蒙古族。湖北黄冈人。1919年和1927年分别获英国伯明翰大学硕士和博士学位。1949年以前，长期担任中央研究院地质研究所所长。1949年10月19日，尚是漂泊国外之时，他已被任命为中国科学院副院长。归国后，他长期担任着政府地质部部长和中国科学技术协会主席。中国地质学会创始人之一。早年对蜓科化石及其地层分层意义有精湛的研究。提出了中国东部第四纪冰川的存在。用力学观点研究地壳运动及其与矿产分布的规律，建立了新的边缘学科“地质力学”和“构造体系”概念。提出新华夏构造体系三个沉降带有广阔找油远景的认识并为大庆、胜利等油田的发现所证实。开创了活动构造研究与地应力观测相结合的预报地震途径。晚年发表的“天文、地质、古生物资料”对我国学科大交叉的倡导产生深刻影响。对中国地质教育、地质科学和地质事业的发展作出了巨大的贡献。 4.竺可桢(l890～1974)气象、地理学家 竺可桢是中国近代气象事业主要奠基人。1890年3月7日生于浙江绍兴东关镇，1910年赴美，1918年以论文《关于台风中心的几个新事实》获博士学位后回国。在开创中国气象教育事业，筹划组建早期的中国气象观测网，特别是创设高山、边远地区的气象站，开展中国高空探测和天气预报业务，组织编印中国气候资料等方面，作出了卓越的贡献。20世纪20年代，他创建了气象研究所。30年代，竺可桢研究中国气流的运行，特别是东南季风和中国雨量的关系。首
现代化学的奠基人拉瓦锡的故事资料 现代化学的奠基人拉瓦锡的故事资料 法国化学家拉瓦锡进行的化学革命被公推为18世纪科学发展史上最辉煌的成就之一。在这场革命中，他以雄辩的实验事实为依据，推翻了统治化学理论达百年之久的燃素说，建立了以氧为中心的燃烧理论。针对当时化学物质的命名呈现一派混乱不堪的状况，拉瓦锡与他人合作制定出化学物质命名原则，创立了化学物质分类的新体系。根据化学实验的经验，拉瓦锡用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作，特别是他所提出的新观念、新理论、新思想，为近代化学的发展奠定了重要的基础。 拉瓦锡原来是学法律的。1763年，年仅20岁的拉瓦锡就取得了法律学士学位，并且获得了律师从业证书。拉瓦锡的父亲是一位颇有名气的律师，家境富有，所以拉瓦锡没有马上去做律师。那时他对植物学发生了兴趣，经常上山采集标本使他又对气象学产生了兴趣。在地质学家葛太德的建议下，拉瓦锡师从巴黎着名的伊勒教授学习化学。从此，拉瓦锡就和化学结下不解之缘。
拉瓦锡是现代化学的创始人。他的主要业绩是将过去和当时的许多实验结果加以综合，使之成为完整的学说。 1766年，年仅23岁的拉瓦锡“关于城市照明问题”的论文，荣获了法国科学院金质奖。1772年，由于他对天然水的研究卓有成果而当选为法国科学院院士。他所进行的长达百天之久的“烧干了水不会变土”的实验，是人所共知的。通过这一实验，他推翻了物质不能互变的学说，并进一步证明了物质不灭的正确性。 对“燃素”学说持怀疑态度的拉瓦锡，实在难以接受“燃素”是物质燃烧原因的观点。1772年2月，他读到了达尔塞的一篇研究报告，其中谈到“在高温下烧得炽热的金刚石会消失得无影无踪”，这一实验结果使他深受启发。那么，在没有空气的条件下，加热金刚石会怎样呢？于是他把金刚石用调成糊状的石墨厚厚地包上一层，再把这些乌黑的圆球放在烈火中烧得通红。几小时后，剥开石墨外衣，里面的金刚石竟然完好无损！拉瓦锡捉摸着：“金刚石的失踪看来与空气有关！莫非它与空气发生作用了？”这种想法和当时流行的“燃素”学说截然相反！
[考纲要求] (1)经典力学。(2)进化论。(3)蒸汽机的发明和电气技术的应用。 ????????? 背景：近代科学诞生后，伽利略创立了自由落 体定律，推翻了亚里士多德的学说。标志与组成：1687年，牛顿的《自然哲学的数 学原理》总结了他的力学体系成就，标志着 牛顿近代力学体系的创立，主要包括惯性 定律、加速度定律、作用力和反作用力定律 及万有引力定律。 意义????? ①完成了人类对自然界认识史上的第 一次理论大综合。②使力学和天文学在理论上达到相当 完备的程度，同时在生产和科学实验 中得到广泛的应用和验证。 史料 牛顿的物理学分析方法现今开始不仅被应用于物质世界，而且被应用于思想知识的整个领域及人类社会。正如伏尔泰(法国著名的启蒙思想家)所说的，“整个自然界、所有行星竟会服从永恒的法则……这是非常奇异的”。寻找决定人类事物的这些永恒法则，是法国革命之前的所谓的启蒙运动的实质。——(美)斯塔夫里阿诺斯《全球通史》 解读 史料中伏尔泰所说的“永恒的法则”是指牛顿的万有引力定律。据史料并结合所学知识，可知牛顿经典力学对启蒙运动产生的影响，既然自然界存在着“规律和法则”，人类社会也应该有类似的规律和法则。受此启发，启蒙思想家开始了对人类社会发展规律的探究。牛顿经典力学为启蒙思想家探求人类社会的法则提供了科学理论依据。 一是注重实验，实验可以进一步揭示客观现象和过程之间内在的逻辑关系，并由此得出重要的结论；二是它的数学化，这种数学化的根源是自然内在的数学关系。自然的数学结构牛顿近代 力学体系 的创立
是近代科学的先驱们深信不疑的真理；三是研究人们日常生活中易于理解的宏观世界。 1．(2013·新课标全国卷Ⅰ)恩格斯称赞一位近代科学家的研究成就是“自然科学的独立宣言”，他指的应是() A．哥白尼的“日心说”否定了宗教神学崇信的“地心说” B．伽利略创立的实验科学推动了近代科学的发展 C．牛顿创立经典力学完成了科学史上的划时代飞跃 D．达尔文的生物进化论颠覆了关于人类起源的传统观念 答案 A 解析欧洲中世纪时期，教会实行独裁统治，神学代替了科学，科学成为神学的“婢女”，依附于神学，在宇宙观上宣传“地心说”。哥白尼的“日心说”否定了教会神学宠信的“地心说”，第一次使自然科学从神学的统治下解放出来，促进了自然科学的发展，被恩格斯称为“自然科学的独立宣言”，选A项。伽利略、牛顿、达尔文进一步发展了自然科学，排除B、C、D三项。 2．西方历史学家指出：“当人们谈及最近几代人中被传入日本等东方国家的西方文明时，我们不是指希腊罗马哲学和人文主义思想，也不是指日本的基督教化，而是指在17世纪后半叶开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具。”这里的“开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具”是指() A．牛顿的经典力学体系B．瓦特的改良蒸汽机 C．达尔文的生物进化论D．爱因斯坦的相对论 答案 A 解析“17世纪后半叶开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具”是指牛顿发表《自然哲学的数学原理》，形成了牛顿经典力学体系，标志着近代自然科学形成了完整的体系。 3．古语云：“潮者，据朝来也；汐者，言夕至也。”能对这一自然现象作出科学解释的是() A．伽利略的自由落体定律B．牛顿的经典力学体系 C．普朗克的量子理论D．爱因斯坦的相对论 答案 B 解析材料描绘了自然界中的潮汐现象，这一现象是由于地球与月球之间的引力造成的，而这一理论是由牛顿最先提出的，即万有引力定律。 4．“无论对它们的理解正确与否，启蒙运动的整个纲领，尤其是在法国，是有意识地以牛顿的原理和方法为基础的……”该论述反映了科学()
【课堂新坐标】2016-2017学年高中历史第5单元杰出的科学家课时作业18 近代科学体系的奠基人牛顿岳麓版选修4 一、选择题 1．相传当牛顿看见下图所示树上的苹果落地时，顿悟出了( ) 牛顿故居 A．万有引力定律B．惯性定律 C．作用力与反作用力定律D．加速度定律 【解析】本题考查学生再认、再现历史知识的能力。简单回顾教材内容即可。 【答案】 A 2．牛顿万有引力定律的发现源于对哪一领域成就的思考( ) A．光学领域B．数学领域 C．天文学领域D．经典力学领域 【解析】牛顿万有引力定律的发现源于对天文学领域的思考。 【答案】 C 3．《自然哲学的数学原理》是一部划时代的科学巨著。下列有关这部著作的说法，正确的是( ) A．确定了物体运动三定律 B．阐明了光的两大基本理论 C．论证了人类起源于物质世界的进化 D．奠定了原子能利用的理论基础 【解析】本题考查《自然哲学的数学原理》的内容，该著作阐述的是牛顿的物体运动三定律。 【答案】 A 4．亚里士多德认为，宇宙中的万事万物都是运动的，“任何运动着的事物都必然有推动者”、造物主就是那个“第一推动者”。下列理论思想最先推翻这一观念的是( ) A．莎士比亚的人文思想B．牛顿的经典力学体系 C．达尔文的进化思想D．爱因斯坦的相对论 【解析】1687年，牛顿发表《自然哲学的数学原理》，提出了经典力学，把宇宙间运动的物质联系成一个科学体系。 【答案】 B 5．沃尔夫在1935年写道：“(它)公认是科学史上最伟大的著作……二百多年来，它一直是全部天文学和宇宙学思想的基础。”他所指的著作是( ) A．康德的《纯粹理性批判》
B．牛顿的《自然哲学的数学原理》 C．赫胥黎的《人类在自然界中的位置》 D．达尔文的《物种起源》 【解析】牛顿的《自然哲学的数学原理》中提出了物体运动的三大定律和万有引力定律，把地球上的物体的运动和天体的运动概括到同一个理论之中，因而成为天文学和宇宙学思想的基础。 【答案】 B 6．有人说：“牛顿是接过了伽利略传过来的接力棒，并最终完成了科学史上的一次划时代的巨大飞跃。”下列对牛顿的评价正确的有( ) ①第一个充分利用实验得出科学结论的人②创立的力学体系完成了人类对自然界第一次理论大综合③其科学成就推动了启蒙运动兴起④在伽利略的基础上，使人们的认识深入到微观世界 A．①② B．①③④ C．②③D．②③④ 【解析】伽利略注重实验和实践，被视为近代实验科学的奠基人，故①错误；牛顿的力学体系对自然界的力学现象做出了系统的、合理的说明，完成了人类对自然界第一次理论大综合，故②正确；以牛顿力学为代表的自然科学的发展，解放了人们的思想，推动了启蒙运动的兴起，故③正确；牛顿力学主要关注宏观物体的运动，故④错误；C项符合题意。 【答案】 C 7．右图是牛顿在进行光学试验。他用自己制作的三棱镜对射进房 间的太阳光进行反射试验。由此他正确地解释了白光是由七种有色光组 成的。从上述材料中得出的历史信息不包括( ) A．牛顿注重科学实验 B．牛顿对光学发展做出了重要贡献 C．牛顿是第一个研究光的物理学家 D．牛顿的研究促进了人们对光的认识 【解析】本题要紧扣图片及题干信息回答。A、B、D三项均能在材料中体现出来，C 项与史实不符。 【答案】 C 8．2016年是牛顿诞辰373周年。晚年的牛顿迷恋和钻研宗教与神学思想，他说：“上帝统治万物，我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他。”这说明( ) A．牛顿毕生致力于自然科学的研究 B．牛顿晚年否定了自己所发展的科学 C．牛顿受时代的限制也有其局限性
世界十大杰出科学家 1 艾萨克·牛顿 牛顿爵士是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。 2 阿尔伯特·爱因斯坦 爱因斯坦——举世闻名德裔美国科学家，为犹太人，现代物理学的开创者和奠基人，相对论、…质能关系?的提出者，“决定论量子力学诠释”的捍卫者(振动的粒子)——不掷骰子的上帝。1999年12月26日，爱因斯坦被美国《时代》周刊评选为“世纪伟人”。 3 伽利略·伽利雷 伽利略是意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。1590年，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里斯多德“物体下落速度和重量成比例”的学说。他创制了天文望远镜来观测天体，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。先后发现了木星的四颗卫星、土星光环、太阳黑子、太阳的自转、金星和水星的盈亏现象等等。这些发现开辟了天文学的新时代。 4 托马斯·爱迪生 爱迪生(1847～1931)是举世闻名的美国电学家和发明家，被誉为“世界发明大王”。他除了在留声机、电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外，在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生一生共有约两千项创造发明，为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。 5 詹姆斯·瓦特 瓦特是英国著名的发明家，是工业**时期的重要人物。1763年瓦特到格拉斯大学工作，修理教学仪器。在大学里他经常和教授讨论理论和技术问题。1781年瓦特制造了从两边推动活塞的双动蒸汽机。1785年，他也因蒸汽机改进的重大贡献，被选为皇家学会会员。 6 迈克尔·法拉第 法拉第(Michael Faraday，1791-1867)英国著名物理学家、化学家。在化学、电化学、电磁学等领域都做出过杰出贡献。在电学方面，法拉第研究负载直流电的导体与附近磁场之间的关系，在物理学中建立起磁场这个概念。他发现了电磁感应、抗磁性及电解。另外，他也发现磁场能对光线产生影响，进而发现两者间的基本关系。另外，法拉第还发明了一种依电磁转动的装置，为电动机的前身。 7 詹姆斯·麦克斯韦 麦克斯韦是19世纪伟大的英国物理学家、数学家。麦克斯韦主要从事电磁理论、分子物理学、统计物理学、光学、力学、弹性理论方面的研究。尤其是他建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来，是19世纪物理学发展的最光辉的成果，是科学史上最伟大的综合之一。他预言了电磁波的存在。这种理论遇见后来得到了充分的实验验证。他为物理学树起了一座丰碑。造福于人类的无线电技术，就是以电磁场理论为基础发展起来的。 8 路易斯·巴斯德 路易斯·巴斯德(1821-1895.9.25) 法国微生物学家、化学家，近代微生物学的奠基人。他用一生的精力证明了三个科学问题：(1)每一种发酵作用都是由于一种微菌的发展，这位法国化学家发现用加热的方法可以杀灭那些让啤酒变苦的恼人的微生物。(2)每一种传染病都是一种微菌在生物体内的发展，根除了一种侵害蚕卵的细菌，巴斯德拯救了法国的丝绸工业。 (3)传染病的微菌，他意识到许多疾病均由微生物引起，是建立起了细菌理论。 9 约翰·道尔顿 约翰·道尔顿(John Dalton,1766-1844)英国化学家、物理学家、近代化学之父。1793年任
《近代科学之父牛顿》教学教案 导入新课：请看导言：主要介绍了牛顿墓碑上的文字，和牛顿在科学领域的重要地位。思考：为什么牛顿被称为近代科学之父？ 一、早期科学发明与创造 1、童年时代：日常的生活和学习善于观察 2、中学时代：日常的生活和学习科学观察与实验 P233参考书 3、大学时代：日常的生活和学习二项式定理、微积分的初步计算 4、1665—1666年：黄金时代 A、光学领域： 1）发明折射望远镜： 用途：证明日光由七色光组成；说明物体颜色的形成原理； 意义：奠定光谱学的基础；P235页参考书 2）创“微粒说” 意义：与惠更斯的“波动说”构成光的两大基本理论； B、天文学领域：发明世界上第一架反射望远镜 用途：考察行星运动；分析潮汐现象；预言地球不是正球体； 意义：对天体观察进入新阶段； 二、发现万有引力定律 1、原因：略见书从中我们得到怎样的认识？ 生答：科学的发展是经历了一辈又一辈科学家努力和不断创新的结果。 牛顿最重要的科学成就是牛顿力学体系的建立。 2、牛顿力学体系的建立——《自然哲学中的数学原理》的发表 1）内容： a．物体运动三大定律和万有引力定律； b。潮汐现象、地球形状等问题 2）意义： a形成经典力学理论，居物理学的统治地位达二百年； b标志近代科学形成； c推动工业革命进程 三、取得成就的原因 1、勤奋的探索精神； 2、科学的研究方法； 3、注重实验，实行“归纳——演绎”法 4、善于借鉴吸收并大胆创新 四、评价牛顿 1、成就：许多划时代的发明 天文学：反射望远镜，研究潮汐现象，语言地球不是正球体； 物理学：力学：经典力学理论；光学：日光原理、微粒说；
【中考题原创】 拉瓦锡被誉为“现代化学之父” 湖北省石首市文峰中学刘涛 【背景资料】法国著名科学家拉瓦锡被后世尊称为“现代化学之父”，其代表作《化学概要》标志着现代化学的诞生，拉瓦锡创立了氧化说，正确地描述燃烧和吸收这两种现象之外，在历史上第一次开列出化学元素的准确名称，提出了元素的定义，，编写了第一份广泛的元素清单，并帮助改革化学术语。 【知识链接】拉瓦锡的对化学的第一个贡献便是从实验的角度验证并总结了质量守恒定律，拉瓦锡1774年用精确的定量实验研究了氧化汞的分解和合成反应中各物质质量之间的变化关系。用定量的方法研究空气的成分，得出空气由氧气和氮气组成，其中氧气约占空气总体积的1/5的结论。 【中考题原创】 1．化学使世界变得绚丽多彩，科学家为此作出了巨大的贡献。其中研究空气成分的科学家是（） A．侯德榜B．拉瓦锡C．门捷列夫D．达尔顿 2．拉瓦锡用汞进行实验，发现了空气的组成。汞的元素符号是（） A．Ag B．He C．Hg D．Mg 3．下列关于氧气的叙述，错误的是（） A．氧气约占空气体积的1/5 B．拉瓦锡发现了空气的组成 C．氧气是一种可燃性气体D．氧气的化学性质比较活泼 4．人类的进步离不开化学的贡献。下列有关化学史的说法错误的是（） A．拉瓦锡用红磷燃烧的实验证明了氧气约占空气总质量的五分之一 B．阿伏加德罗等科学家研究得出结论：分子中原子的重新组合是化学变化的基础 C．我国化学家侯德榜发明了“侯氏制碱法” D．英国科学家波义耳最早发现使用“石蕊”酸碱指示剂 5．许多重大科学发现，源自对试验中异常现象的大胆质疑，深入研究。下列科学成果是通过对异常现象研究得出的是（） A．侯德榜潜心研究制碱技术发明了联合制碱法 B．拉瓦锡深入研究前人忽视的异常现象发现了氧气 C．张青莲主持测定了多种元素相对原子质量的新值 D．门捷列夫对大量实验事实进行了订正、分析和概括，发现并绘制元素周期表
近代以来世界的科学发展历程 (时间：40分钟分值：85分) 一、选择题(本大题共12小题，每小题4分，共48分) 1．(2017·江苏高考)英国哲学家培根倡导一丝不苟地记录经验性的实验，促进科学的发展；法国哲学家笛卡尔主张用数学法则作为表述人类理性的最高法则，从事科学研究。17世纪一位科学家承袭了他们的传统，他创立的理论体系() A．揭示了基本的宇宙法则 B．奠定了现代物理学理论基础 C．确立了太阳中心说理论 D．阐明了时间空间的本质属性 A[根据材料可知“17世纪”的这位科学家承袭了前人的传统(培根的实验方法、笛卡尔的数学法则)，联系所学知识可知这位科学家是牛顿，他创立了以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系，精确描述了宇宙运行的法则，故A项正确；奠定了现代物理学理论基础的是20世纪初提出的量子论和相对论，B项错误；创立太阳中心说理论的是哥白尼；C项错误；爱因斯坦在相对论中揭示了时空的本质属性，D项错误。] 2．(2019·洛阳联考)有人认为牛顿的经典力学“成就了英国工业革命，在法国诱发了启蒙运动和大革命……迄今为止，还没有第二个重要的科学和学术理论，取得过如此之大的成就。”这种看法() A．认为自然科学促进了文明进程 B．准确概括了经典力学的内涵 C．认为经典力学推动了人类文明 D．对经典力学的作用有所夸大 C[工业革命、启蒙运动和法国大革命分别从属于经济文明(物质文明)、精神文明和政治文明，故这种看法认为经典力学推动了人类文明，C项正确。] 3．一位科学家曾根据某一理论提出三大预言：引力场实际上是一个弯曲的时空；在强引力场中光谱将向红端移动；引力场会使光线发生偏移。这一理论()
近现代科学名人中国现代科学家(四)梁希茅以升严济慈周培 源 近现代科学名人梁希 梁希（1883-1958），九三学社创始人之一,新中国成立后的第一任国家林垦部（后改 为林业部）部长，对新中国的林业发展做出过卓著的贡献。字叔五，浙江省吴兴县（现湖 州市）双林镇人。幼年就读私塾，少年时成为晚清秀才。清光绪三十二年（1906）毕业于 浙江武备学堂，后东渡日本于士官学校学海军。是年冬加入中国同盟会。不久，考入东京 帝国大学，改学森林专业。宣统二年（1910）春，奉同盟会派遣辍学回国，在浙江一带联 络党人，从事革命活动。民国2 年（1913）留学德国，在萨克森州的格廷根森林学院从事森林学研究。民国7年学成回国，于北京农学院任教，并与林业同仁创立中华农学会，任 理事长。民国9年，改任浙江大学森林学院教授。民国18年，被南京中央大学聘任为农 学院院长。一年后，辞去院长职务，专任森林系主任。抗日战争全面爆发，在南京中央大 学内迁重庆之际，他走遍川西各地，对川西木材进行物理性质分析，并着重研究重庆附近 重要商用木材利用价值，对当地盛产的竹材也进行各种试验。1944年，梁希在中国共产党支持下，发起组织自然科学座谈会和社会科学座谈会，以学哲学相号召，实际上成为中国 共产党广泛团结知识分子的外围团体。1948年9月，出席中国人民政治协商会议，被任命为林垦部（后改为林业部）部长。此后，兼任南京大学校务委员会主任委员、中国科学院 生物学部委员，并当选为全国人民代表大会代表、全国政协常务委员、全国科学技术协会 副主席以及九三学社副主席等职。1958年12月10日病逝北京。著有《木材学》，译著有《木材工艺学》和《木材防腐学》等。 2019.5.13中国邮政2019-11《中国现代科学家（四）》（4-1）梁希 茅以升 茅以升（1896—1989）字唐臣。江苏省丹徒县（今镇江市）人。土木工程学家、桥梁 专家、工程教育家。本世纪30年代，他主持设计并组织修建了钱塘江公路铁路两用大桥，成为中国铁路桥梁史上的一个里程碑，在我国桥梁建设上做出了突出的贡献。他主持我国 铁道科学研究院工作30余年，为铁道科学技术进步做出了卓越的贡献。是积极倡导土力 学学科在工程中应用的开拓者。在工程教育中，始创启发式教育法，坚持理论联系实际， 致力教育改革，为我国培养了一大批科学技术人才。长期担任学会领导工作，是我国工程 学术团体的创建人之一。 2019.5.13中国邮政2019-11《中国现代科学家（四）》（4-2）茅以升 严济慈 严济慈（1900—1996），谱名泽荣，字慕光，号厂佛，生于浙江省东阳县下湖严村。 著名物理学家、教育家，中国现代物理学研究的开创人之一。1923年赴法国留学，1925 年获巴黎大学数理硕士学位，1927年获法国科学博士学位。他在压电晶体学、光谱学、地
专题七第四课近代科学之父牛顿 【导入新课】： 师：学习历史，也要关注现实。首先请同学们来关注一则新闻。 出示材料：2009年10月31日8时6分，“中国航天之父”、“中国导弹之父”、“火箭之王”、“中国自动化控制之父”在北京逝世，享年98岁。巨星陨落，中国上下举国哀悼，中国科协将国际编号为3763号的小行星以他的名字命名。 师：同学们知道他是谁吗？ 生：钱学森 师：对，他就是我国科技界的巨星钱学森同志。随着钱学森的去世，他生前提出的一个问题，迅速成为现在网络最热议的话题之一，史称“钱学森之问”。有人知道，钱学森的问题是什么吗？ 出示材料：2009年11月11日，安徽高校的11位教授联合《新安晚报》给新任教育部部长袁贵仁及全国教育界发出一封公开信：让我们直面“钱学森之问”！这个问题现在已引起上至国务院总理下至普通学生的深思。成为网络热议的话题之一。 生：不知道（我估计他们不知道） 师：大家大概接触网络的机会比较少，所以不太清楚，那老师来告诉同学们,钱学森的问题就是“为什么我们的学校总是培养不出杰出人才？”（屏幕上打出来），关于这个问题，现在网络已经有很多各种角度的答案，其实，我想我们不防换个角度来思考这个问题：“为什么西方国家总是孕育出许多杰出人才？”（屏幕打出来）。比如说我们今天要上的近代科学之父牛顿。那么，今天，我们仅以牛顿一课为例，针对钱老的问题，看看能不能从中得到一点启发 【讲授新课】 师：探究1：怎样理解牛顿是“近代科学之父”？同学们想想看这个问题的切入点是什么？生：牛顿的科技成就 师：完全正确，我们进入第一篇章：牛顿之牛——科学成就篇。 出示邮票的图片： 注：图片有点模糊，可以让学生看书本131页。 师：从邮票中同学能发现哪些牛顿的科学成就呢？ 生：苹果——万有引力 师：是的，大家都知道苹果的故事。对于科学家而言，牛顿家乡的那棵苹果树，也许是世间最神圣的树了。（出现图片和这行字）其实，同学想想看，神奇的是那棵树吗？”(不是)，真正神奇的应该是（牛顿那颗善于思考，善于发现问题的脑袋），还有呢？我想仅仅靠一棵苹果是砸不出万有引力的。（在发现问题后的不断的实验研究，探索等等）。在牛顿发现万
近代世界著名物理学家 17世纪著名物理学家: 伽利略(Galileo Galilei ) (1564年 - 1642年）意大利物理学家、天文学家和哲学家，近代实验科学的先驱者。其成就包括改进望远镜和其所带来的天文观测，以及支持哥白尼的日心说。当时，人们争相传颂：“哥伦布发现了新大陆，伽利略发现了新宇宙”。今天，史蒂芬?霍金说，“自然科学的诞生要归功于伽利略，他这方面的功劳大概无人能及。” 笛卡尔（Rene Descartes）(1596——1650）法国哲学家、科学家和数学家。对现代数学的发展做出了重要的贡献，因将几何坐标体系公式化而被认为是解析几何之父。他还是西方现代哲学思想的奠基人，是近代唯物论的开拓者提出了“普遍怀疑”的主张。他的哲学思想深深影响了之后的几代欧洲人，开拓了所谓“欧陆理性主义”哲学。 帕斯卡 (Blaise Pascal) (1623年 - 1662年) 法国数学家、物理学家、思想家。发明和改进了许多科学仪器。 波义耳（Robert Boyle）（1627—1691）英国化学家，化学史家都把1661年作为近代化学的开始年代，因为这一年有一本对化学发展产生重大影响的著作出版问世，这本书就是《怀疑派化学家The Sceptical Chemist》。 惠更斯 (Christian Huygens) (1629年 - 1695年) 荷兰物理学家、天文学家、数学家，他是介于伽利略与牛顿之间一位重要的物理学先驱,是历史上最著名的物理学家之一，他对力学的发展和光学的研究都有杰出的贡献，在数学和天文学方面也有卓越的成就，是近代自然科学的一位重要开拓者。他建立向心力定律，提出动量守恒原理，并改进了计时器。 胡克 (Robert Hooke)(1635年 - 1703年) 英国博物学家，发明家。在物理学研究方面，他提出了描述材料弹性的基本定律-胡克定律，且提出了万有引力的平方反比关系。在机械制造方面，他设计制造了真空泵，显微镜和望远镜，并将自己用显微镜观察所得写成《显微术》一书，细胞一词即由他命名。 牛顿（Isaac Newton ）(1642年 - 1727年)历史上最伟大、最有影响的科学家。1687年7月5日发表的不朽著作《自然哲学的数学原理》里用数学方法阐明了宇宙中最基本的法则——万有引力定律和三大运动定律。牛顿为人类建立起“理性主义”的旗帜，开启工业革命的大门。 18世纪著名物理学家： 伯努利 (Daniel Bernoulli) (1700年 - 1782年) 瑞士物理学家、数学家、医学家。1700年2月8日生于荷兰格罗宁根。著名的伯努利家族中最杰出的一位。他是数学家J．伯努利的次子。写出流体动力学“伯努利方程”，提出了“流速增加、压强降低”的伯努利原理；提出把气压看成气体分子对容器壁表面撞击而生的效应，建立了分子运动理论和热学的基本概念。在数学方面，有关微积分、微分方程和概率论等，也做了大量而重要的工作。 欧拉 (Leonhard Euler) (1707年 - 1783年) 瑞士数学家和物理学家。他被一些数学史学者称为历史上最伟大的两位数学家之一（另一位是高斯）。欧拉是第一个使用“函数”一词来描述包含各种参数的表达式的人，也是把微积分应用于物理学的先驱者之一。 卡文迪什 (Henry Cavendish)(1731年 - 1810年) 英国物理学家和化学家，其重大贡献是建立电势概念、测量万有引力扭秤实验等。 库伦 (Charles Augustin de Coulomb) (1736年 - 1806年)法国工程师、物理学家。用扭秤测量静电力和磁力，导出著名的库仑定律。库仑定律使电磁学的研究从定性进入定量阶段，是电磁学史上一块重要的里程碑。
河北省华北油田三中高中历史人教版选修四第六单元第4课教案 课程目标：了解牛顿、爱因斯坦等人成长历程及主要科学成就，认识他们在社会发展中的作用。 教学目标： 重点：牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位作用；牛顿能够成为近代科学之父的原因。 难点：牛顿力学体系的形成在科学史上的重要地位和作用 教学过程 上帝给了人类三个苹果，三个苹果改变了世界，三个苹果也为人类创造了一个新的世界。 第一个苹果诱惑了夏娃，从夏娃摘下苹果哪一刻开始，驱动她的只是人类永恒的好奇心，让人类有了道德和欲望。 第二个苹果击中了人类最具智慧的头脑，从牛顿得到这个苹果开始，在人类探索世界的道路上留下了漂亮的一笔，让人类有了科学。 第三个苹果被乔布斯掌握，让人们为这个苹果疯狂，已成为当今世界创新的代名词。 一、早期科学发明与创造 1、童年时代：1642年牛顿出生于英国北部一个名叫乌尔索普的小村庄，在他出生时父亲已去世，3岁时，母亲也改嫁了。他的童年时代是和外婆一起生活的。牛顿从小就爱思考，他善于观察生活，观察生活中人们的活动，再根据人们的需要进行一些发明和创造。 1642年，正当英国资产阶级革命时期，斯图亚特王朝的国王查理一世挑起内战的那一年，也是伽利略逝世的那一年，牛顿出生在英国北部一个叫乌尔索普的小村庄。他的父亲继承祖产，是当地一个有钱人。他的母亲汉娜是一个出身没落贵族家庭的有教养的大家闺秀。牛顿快要出生的时候，36岁的父亲突然病逝。据说牛顿出生的时候身体很弱，当时流传着这样一个小故事：“被雇来帮助牛顿母亲汉娜的两个女佣，被差遣去一个夫人家里拿药；很显然牛顿太孱弱了，这两个女佣取到药回来时，她们以为来不及了，那孩子必定已经死了，就坐在台阶前休息。”牛顿3岁的时候，母亲汉娜改嫁，牛顿的童年时代是和外婆一起生活的，一直到11岁母亲因第二位丈夫去世重新回到牛顿身边。 自童年时代起，牛顿就从事发明活动。还在五六岁时，他就用木工工具制作了一架木质四轮车，来帮助外婆运送东西。少年时家里没有钟表，牛顿用一个多月的时间，将一块圆石凿成一个日晷仪，用以计时。在格兰萨姆镇一所中学学习期间，他常常到小镇的一座山顶上观察风车，又根据风车的原理，做成了一架
课题12.西方近代科学的兴起和发展 1．15－20世纪自然科学发展的四个阶段 2．近代思想解放与近代科学技术产生、发展的关系 (1)近代思想解放促进了近代科学技术的产生与发展 ①文艺复兴中的思想解放，推动了天文学革命和牛顿力学的建立，近代科学兴起和发展。 ②宗教改革、启蒙运动对人们思想的解放，为达尔文的提供了思想条件。 (2)近代科学技术的发展，又为资产阶级反封建斗争提供了直接的物质条件，推动了新的思想解放。 ①近代天文学革命，打破了中世纪神学世界观地心说，给神学以极大冲击。 ②牛顿用数学的研究方法描述宇宙运行的自然法则，为法国启蒙思想提供了科学理论依据，对启蒙运动的开展起了重要的推动作用。 ③进化论的观点开始挑战基督教神学所宣扬的神创论．这极大地冲击了基督教的神学思想，促进了人类的思想解放。 3．中国古代科技与西方近代科技区别 (1)中国古代科技重经验，西方近代科技重实验。 (2)中国古代科技重综合，西方近代科技重分析。 (3)中国传统科技重实用，西方近代科技重理论。 (4)中国古代科技主要服务于农业，西方近代科技主要服务于工业。 4．16-18世纪中国和欧洲科技的结局及其原因
生物进化论补充材料 斯宾塞与社会达尔文主义 赫伯特·斯宾塞是英国的哲学家、社会学家。在达尔文的《物种起源》发表之前，斯宾塞已形成普遍进化的思想。另外，他也从马尔萨斯那里接受了生存斗争的观念。1851年，斯宾塞发表《社会静力学》，引起知识界的注意。此后，他完成了10卷本的《综合哲学》的创作。达尔文《物种起源》问世后，斯宾塞马上将达尔文的学说运用到社会历史领域，创立了社会达尔文主义。这种社会哲学认为，人类社会也像自然界一样，存在着生存竞争。在竞争中，强者生存了下来，而弱者则被淘汰。只有这样，人类社会才能进步。 社会达尔文主义有其学术价值，不能完全否定。但是这种观点将自然界的生存竞争规律搬到社会学的研究中来，公开主张国家之间、民族之间以及人与人之间的“弱肉强食，优胜劣汰”，公然将以强凌弱的强权主义宣称为“社会伦理”。正是以社会达尔文主义作为“理论依据”，早期资本主义才得以“理直气壮”地在各国内部对广大民众施行压榨和掠夺，并进而在全球范围内对其他国家和民族发动殖民战争，进行殖民统治，以实现其原始的资本积累。因为，按照社会达尔文主义弱肉强食的“伦理”“强者”可以欺凌和压榨“弱者”；“优秀民族”可以掠夺、统治乃至任意宰割“劣等民族”。显然，殖民主义最重要的“理论武器”，正是社会达尔文主义。 社会达尔文主义泛滥，会造成下面的恶果：①为了“强兵”而竞相扩充军备。②为了“强兵”就必须“富国”，而“富国”最有效的手段便是工业化，于是几乎全球所有
2020年高考历史第二轮复习第六单元杰出的科学家 【思维导图】 【知识梳理】 一、中国铁路之父詹天佑 1.詹天佑的主要生平事迹及其为中国铁路事业发展作出的重大贡献 (1)幼童留学生 ①清朝为推进洋务事业，招收幼童赴美留学，詹天佑被选中。 ②1878年，考入耶鲁大学雪菲尔理工学院土木工程系铁路工程科。 ③1881年，中国取消了留学事业，将留美学生分批撤回国。 (2)为中国建造第一条铁路。 ①崭露头角：用新式气压沉箱法建造桥墩，成功建造了19世纪末中国最长的铁路大桥——滦河大桥。 ②修建京张铁路——中国人自己设计修建的第一条铁路。 a.设计“人”字形路线，用直井施工法攻克了八达岭隧道技术难题。 b.1909年，京张铁路提前全线通车，创造了中国铁路史上的奇迹。 (3)为中国铁路事业鞠躬尽瘁 ①年过半百为国勘路：主要有张绥铁路、川汉铁路、粤汉铁路、洛潼铁路。 ②在清朝末期支持保路运动。在生命最后阶段，远赴海参崴，为中国收回中东铁路路权进行艰难斗争。 2.詹天佑的科学精神和爱国情操 詹天佑是我国杰出的铁路工程师，一生致力于铁路建设事业，技术创新解决难题，为维护国家铁路权益与列强斗争，体现了强烈的科学精神和爱国情操，被称为“中国铁路之父”“中国的光荣”。 二、近代科学之父牛顿 1.牛顿的成长历程 (1)中学时代：开始进行科学研究和实验，学习成绩优异。
(2)大学时代：开始接触到大量的自然科学著作，除了师从著名学者巴罗教授学习外，还自学笛卡儿等人的数学著作。提出了二项式定理以及微积分的初步算法。 2.主要科学成就及其对人类社会发展的重大贡献 (1)数学方面：提出了数学上有名的二项式定理以及微积分的初步算法。 (2)光学方面：①自制折射望远镜，证明了日光即白光是由七色光组成，奠定了光谱学的基础。 ②在论文《关于光和色的新理论》中，提出了光的本质是微粒的见解，这个学说统领西方物理学界两个世纪。 (3)天文学方面：①1668年设计并制作世界上第一架反射望远镜，使人类对天体的观察进入新阶段。 ②发现万有引力定律，成为天文学上的基础定律，极大地推动了人们对天体运动的研究。 (4)力学方面：1687年出版科学巨著《自然哲学中的数学原理》，确定了物体运动三定律，形成牛顿力学体系，在以后二百多年间居于物理学的统治地位。 3.牛顿严谨的科学态度与勤奋的探索精神 (1)勤奋的探索精神：牛顿是一个十分专注的科学家，同时也是位勤奋的探索者。 (2)科学的研究方法：以实验作为得出科学概念的方法，这种方法被后人总结为“归纳—演绎法”。 (3)严谨的科学态度：在实验中得出结论后，还要在进一步的实验中证明自己所得结论的正确性。 三、20世纪的科学伟人爱因斯坦 1.成长历程 (1)出身：1879年，出生于德国南部小城乌尔姆的一个犹太血统家庭。 (2)童年：善于思考，对自然界的现象总爱寻根问底。 (3)中学：被赶出校门，坚持自学。 (4)大学：进入瑞士苏黎世联邦工业大学师范系，主修数学和物理。迷上了物理学，为以后从事理论物理学研究打下了基础。 2.主要科学成就及其对人类社会发展的重大贡献 (1)提出狭义相对论：为原子能的利用奠定了理论基础，是近代物理学领域的一次伟大革命。 (2)提出广义相对论：奠定宇宙航行等科学的理论基础。 (3)提出光量子假说：推动量子力学的发展。 3.为人类和平进步而斗争 (1)是美国原子弹研究的发起人之一，为战胜法西斯作出了贡献。 (2)二战结束后，致力于防止核战争，积极参加世界反战运动，推动世界和平事业的发展。 【拓展一】中国近代科学家能够取得重大成就的原因 1．热爱祖国，以救亡图存、振兴民族为科研和创造的强大动力。中国思想界倡导学习西学的基本出发点是强国御侮。中国近代科学家投身于科学研究，也是服务于抵御西方侵略的大局。 2．努力学习西方先进技术，但又不盲目崇洋，坚持自主创新。在修建京张铁路时，詹天佑顶着压力，坚持不用一个外国工程师，并设计出“人”字形路线、运用直井施工法等解决了施工中的技术难题。
中国近代科学家 2009-11-29 18:44 1、钱学森（著名科学家、物理学家。我国近代力学事业的奠基人之一。在空气动力学、航空工程、喷气推进、工程控制论、物理力学等技术科学领域做出许多开创性贡献。） 2、钱三强（核物理学家，中国科学院院士，在“核裂变”方面成绩突出，是许多交叉学科和横断性学科的倡导者。为中国原子能科学事业的创立和“两弹”研究作出了重要贡献） 3、竺可桢（地理学家、气象学家、中国现代气象学和地理学的一代宗师，是我国物候学研究的创始者、推动者） 4、李四光（古生物学家、地层学家、大地构造学家、第四纪冰川学家。是中国地质力学的创始人。“ ”化石新分类标准的提出、中国南方震旦纪与北方石炭纪地层系统的建立、中国东部第四纪冰川的发现与研究是他对地质科学的重大贡献。） 5、袁隆平（农学家、杂交水稻育种专家，中国研究杂交水稻的创始人，世界上成功利用水稻杂交优势的第一人。他于1981年荣获我国第一个国家特等发明奖，被国际上誉为“杂交水稻之父”。） 6、侯德榜（著名科学家，杰出的化工专家，我国重化学工业的开拓者） 7、周培源（著名力学家、理论物理学家、教育家和社会活动家，我国近代力学事业的奠基人之一） 8、茅以升（著名桥梁专家、土木工程学家、桥梁专家、工程教育家） 9、邓稼先（物理学家，在核物理、理论物理、中子物理、等离子体物理、统计物理和流体力学等方面取得突出成就） 10、童第周（生物学家、中国实验胚胎学的创始人） 11、钱伟长（著名力学家、应用数学家、教育家和社会活动家。是我国近代力学的奠基人之一。兼长应用数学、物理学、中文信息学，著述甚丰。特别在弹性力学、变分原理、摄动方法等领域有重要成就。） 12、严济慈（物理学家、教育家，中国现代物理研究奠基者之一。） 13、吴有训（物理学家，中国近代物理学奠基人，教育家） 14、张钰哲（中国现代天文学家,“中华”小行星的发现者。）
《近代科学之父牛顿》参赛教学教案 导入新课：请看导言：主要介绍了牛顿墓碑上的文字，和牛顿在科学领域的重要地位。思考：为什么牛顿被称为近代科学之父？ 1、童年时代：日常的生活和学习善于观察 2、中学时代：日常的生活和学习科学观察与实验 P233参考书 3、大学时代：日常的生活和学习二项式定理、微积分 的初步计算 4、1665—1666年：黄金时代 A、光学领域： 1）发明折射望远镜： 用途：证明日光由七色光组成；说明物体颜色的形成原理； 意义：奠定光谱学的基础；P235页参考书 2）创“微粒说” 意义：与惠更斯的“波动说”构成光的两大基本理论； B、天文学领域：发明世界上第一架反射望远镜 用途：考察行星运动；分析潮汐现象；预言地球不是正球体； 意义：对天体观察进入新阶段； 1、原因：略见书从中我们得到怎样的认识？ 生答：科学的发展是经历了一辈又一辈科学家努力和不断创新的结果。 牛顿最重要的科学成就是牛顿力学体系的建立。
2、牛顿力学体系的建立——《自然哲学中的数学原理》的 发表 1）内容： a．物体运动三大定律和万有引力定律； b。潮汐现象、地球形状等问题 2）意义： a形成经典力学理论，居物理学的统治地位达二百年； b标志近代科学形成； c推动工业革命进程 1、勤奋的探索精神； 2、科学的研究方法； 3、注重实验，实行“归纳——演绎”法 4、善于借鉴吸收并大胆创新 1、成就：许多划时代的发明 天文学：反射望远镜，研究潮汐现象，语言地球不是正球体； 物理学：力学：经典力学理论；光学：日光原理、微粒说； 数学：二项式定理、微积分计算 2、地位：诸多成就，尤其经典力学，被称为“近代科学之父”。
化学家拉瓦锡励志故事 1： 法国化学家拉瓦锡进行的化学革命被公推为18世纪科学发展史上最辉煌的成就之一。在这场革命中，他以雄辩的实验事实为依据，推翻了统治化学理论达百年之久的燃素说， 建立了以氧为中心的燃烧理论。针对当时化学物质的命名呈现一派混乱不堪的状况，拉瓦 锡与他人合作制定出化学物质命名原则，创立了化学物质分类的新体系。根据化学实验的 经验，拉瓦锡用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用。这些工作，特别是 他所提出的新观念、新理论、新思想，为近代化学的发展奠定了重要的基础。 拉瓦锡原来是学法律的。1763年，年仅20岁的拉瓦锡就取得了法律学士学位，并且 获得了律师从业证书。拉瓦锡的父亲是一位颇有名气的律师，家境富有，所以拉瓦锡没有 马上去做律师。那时他对植物学发生了兴趣，经常上山采集标本使他又对气象学产生了兴趣。在地质学家葛太德的建议下，拉瓦锡师从巴黎着名的伊勒教授学习化学。从此，拉瓦 锡就和化学结下不解之缘。 拉瓦锡是现代化学的创始人。他的主要业绩是将过去和当时的许多实验结果加以综合，使之成为完整的学说。 1766年，年仅23岁的拉瓦锡“关于城市照明问题”的论文，荣获了法国科学院金质奖。1772年，由于他对天然水的研究卓有成果而当选为法国科学院院士。他所进行的长达百天之久的“烧干了水不会变土”的实验，是人所共知的。通过这一实验，他推翻了物质 不能互变的学说，并进一步证明了物质不灭的正确性。 2： 对“燃素”学说持怀疑态度的拉瓦锡，实在难以接受“燃素”是物质燃烧原因的观点。1772年2月，他读到了达尔塞的一篇研究报告，其中谈到“在高温下烧得炽热的金刚石会消失得无影无踪”，这一实验结果使他深受启发。那么，在没有空气的条件下，加热金刚 石会怎样呢?于是他把金刚石用调成糊状的石墨厚厚地包上一层，再把这些乌黑的圆球放 在烈火中烧得通红。几小时后，剥开石墨外衣，里面的金刚石竟然完好无损!拉瓦锡捉摸着：“金刚石的失踪看来与空气有关!莫非它与空气发生作用了?”这种想法和当时流行的“燃素”学说截然相反! 为了证明自己的设想，他用白磷作了一系列实验，毫无例外，白磷燃烧之后产生的白 烟比白磷重了，这证明“磷和空气发生了化合”。而白磷在燃烧过程中，只有1/5的空气 可以助燃，拉瓦锡把这种空气暂时称为“有用空气”。 至此，应该说“燃素”学说可以推翻了，但拉瓦锡仍不肯冒然作出结论。1774年，他又用天平在曲颈瓶中通过加热金属作了定量研究，结果仍然证明了他的设想!