课程内容

《物理学的重大进展、破解生命起源之谜》
一、经典力学
1、16世纪末17世纪初物理学发展的历史条件
（1）新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需求。
（2）自然科学自身发展的需要。
（3）中世纪农业、手工业的发展。
（4）文艺复兴、地理大发现和宗教改革的推动。
（5）科学家勇于探索的精神。
2、奠基——伽利略的贡献
伽利略（1564-1642年）伟大的意大利物理学家和天文学家，他开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的近代科学，被誉为“近代科学之父”。他第一个把望远镜对准天空进行观测。出版了《星空使者》一书。1632年，他出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》，把哥白尼的学说推到了最终胜利的阶段。
3、创立——牛顿力学体系
牛顿出生于英国的林肯郡，1665年毕业于著名的剑桥大学三一学院，获得学士学位。三年后又获得文学硕士学位。牛顿曾经长期担任英国皇家学会会长，他还担任过英国议会议员，授予爵士称号。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，这是一种极高的荣誉。
4、贡献
（1）建立标志：1687年《自然哲学的数学原理》出版
（2）内容：物理机械运动三大定律（惯性定律、加速度的比例定律、作用和反作用定律）、万有引力定律等
（3）特点：注重实验 数学化
（4）意义：伽利略的发现以及他开始的科学研究方法，是人类思想史上伟大成就之一，标志着物理学的真正开端。
牛顿力学有助于人类解释与预见物理现象，是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。牛顿力学的创立，标志着人类科学时代的开始。（自然科学角度）
牛顿力学和热学引发了第一次工业革命，使人类进入蒸汽时代。（生产力和社会发展角度）
牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，还为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。（哲学角度）
二、相对论的创立
1、相对论提出的历史背景
（1）过去的物理学以牛顿理论为基础，认为时间和空间是绝对的，两者是没有任何直接联系的。
（2）19世纪随着科学的飞速发展，科学家发现高速运动的微观粒子发生的现象，经典力学无法解释。
2、相对论的提出及主要内容
爱因斯坦（1879-1955）：1905-1915年提出了相对论，发展了牛顿力学。
学习探究 如何理解相对论？
相对论分为狭义相对论和广义相对论
狭义相对论：
1、否定了牛顿的绝对空间和绝对时间观念，指出时间、空间和物质运动不是各自孤立存在的，时间和空间是随着物质运动而变化的，物质的质量也是随运动速度的变化而变化的，揭示了空间、时间、物质运动之间的本质上的统一性，从而建立一个既适用于宏观低速又适用于高速的运动理论。
2、质量和能量之间有密切的关系，从而推导出著名的质能关系式。
广义相对论：
进一步揭示了时空结构同物质分布的关系，指出物质间存在万有引力是由于物质的存在和分布使时间和空间的性质不均匀而引起的。
当速度接近光速时：长度变短——尺缩效应；时间变慢——钟慢效应；质量（重量）增加
当速度达到光速时：钟表不走了——时间停止了
3、相对论提出的历史意义：
（1）相对论的提出是物理学领域的一次大革命。
（2）否定了经典力学绝对时空观，发展了牛顿力学。
（3）推动物理学发展到了新的高度。
三、量子论的诞生与发展
1、量子论诞生的历史背景
（1）19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现使人们对物质的认识深入到原子内部。
（2）实验表明，微观粒子的运动不能用通常的宏观物体的运动规律进行描述。
2、量子论的诞生、发展和量子力学
（1）诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说，宣告量子论诞生。
（2）发展：
a、爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应；
b、玻尔提出了有关原子的量子理论；
c、20世纪30年代，量子力学建立（量子力学：研究微观世界粒子运动规律的科学。）
（3）量子理论的应用：太阳能电池；无线数码家庭报警器；DVD机；液晶电视；激光打印机；笔记本电脑。
3、量子论的重要影响
（1）使人类对微观世界的认识取得重大进步，是290世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。
（2）量子论与相对论共同构成现代物理学的基础，弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。
（3）改变了人们认识世界的角度和方式。
总结：现代物理学的两大支柱：
1、背景：经典力学的危机，以牛顿力学为代表的经典物理学无法解释19世纪末以来的物力学新发现。
2、现代物理学的两大支柱
（1）相对论
内容：相对性原理与和光速不变原理。时间、空间、运动、质量是相对的。
意义：扩展了物理学的研究空间和应用领域（从日常范围到宏观宇宙空间）；开阔了人们的思维
（2）量子论
过程：普朗克的量子假说；玻尔提出原子的量子理论；爱因斯坦提出光电效应
意义：对化学、生物学、医学等多门学科产生重大影响，直接推动了生产力的发展，从根本上改变了人类的物质生活
3、启示：科学理论对科学技术的发展有巨大的推动作用，但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。

破解生命起源之谜
一、教会的禁锢
1、世界神创说
米开朗基罗根据《圣经》创作的名画——创世纪-创造亚当
2、基督教精神独裁
（1）上帝创造一切
基督教宣扬上帝创造了世界万物，并按自己的形象用泥土创造了男人亚当，又用亚当的一根肋骨造成女人夏娃。
（2）精神独裁
1543年因惧怕宗教教廷的迫害，哥白尼在临终前正式提出日心学说。哥白尼的日心说，动摇了人类以上帝之骄子自居的信仰
布鲁诺始终坚持哥白尼的“日心学说”，最后被宗教裁判所判为“异端”，于1600年被烧在罗马鲜花广场
二、达尔文的生物进化论
1、达尔文进化论的条件和原因
（1）经济方面：工业革命使得资本主义经济得到了迅速的发展。
（2）政治方面：欧洲大陆资产阶级制度的确立，打击了封建势力和教会的力量。
（3）思想文化上：文艺复兴、宗教改革和启蒙运动的洗礼；
（4）科学技术的进步
（5）理论基础：细胞学说和早期的生物进化思想。
物种起源
标志着生物进化论的诞生，影响历史进程的经典著作；震撼世界的十本书之一；对人类发展进程产生过广泛影响的巨著；影响中国近代社会的经典译作；1985年美国《生活》杂志评选的人类有史以来的最佳图书；
1986年法国《读书》杂志推荐的理想藏书；一部划时代的著作。标志着19世纪绝大多数有学问的人对生物界和人类在生物界中的地位的看法发生了深刻的变化。是十九世纪三大科学发现之一。
细胞学说
是1838-1839年间由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺所提出，直到1858年才较完善。它是关于生物有机体组成的学说，主要内容：
1、细胞是有机体，一切动植物都是由单细胞发育而来，那生物是由细胞和细胞的产物所组成2、所有细胞在结构和组成上基本相似
3、新细胞是由已存在的细胞分裂而来
4、生物的疾病是因为其细胞机能失常
5、细胞是生物体结构和功能的基本单位
6、生物体是通过细胞的活动来反映其功能的
拉马克是进化论的倡导者和先驱
3、达尔文进化论的内容
（1）生物是不断进化的，一切生物都经历了由低级向高级、有简单到复杂的发展过程；
（2）生物进化是逐渐和连续的；
（3）生物有着共同的祖先；
（4）生存竞争和自然选择是生物界的普遍规律，自然选择是生物进化论的基础。
4、达尔文进化论的历史意义
（1）有力的挑战了封建神学的创世说，促进了人类认识的飞跃；
（2）把发展变化的思想引入了生物界，开创了生物科学发展的新时代；
（3）为马克思主义理论提供了自然史基础
（4）成为资产阶级反对封建特权的思想武器，对处在危亡时期的中国思想界也产生了巨大的震动。
知识结构：
生物学——进化论——细胞学术的创立、拉马克早期生物进化思想、达尔文进化论