課程內(nèi)容

《物理學(xué)的重大進(jìn)展、破解生命起源之謎》
一、經(jīng)典力學(xué)
1、16世紀(jì)末17世紀(jì)初物理學(xué)發(fā)展的歷史條件
（1）新興的資產(chǎn)階級在經(jīng)濟(jì)上和政治上對自然科學(xué)的迫切需求。
（2）自然科學(xué)自身發(fā)展的需要。
（3）中世紀(jì)農(nóng)業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展。
（4）文藝復(fù)興、地理大發(fā)現(xiàn)和宗教改革的推動(dòng)。
（5）科學(xué)家勇于探索的精神。
2、奠基——伽利略的貢獻(xiàn)
伽利略（1564-1642年）偉大的意大利物理學(xué)家和天文學(xué)家，他開創(chuàng)了以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為根據(jù)并具有嚴(yán)密邏輯體系和數(shù)學(xué)表述形式的近代科學(xué)，被譽(yù)為“近代科學(xué)之父”。他第一個(gè)把望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)天空進(jìn)行觀測。出版了《星空使者》一書。1632年，他出版了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，把哥白尼的學(xué)說推到了最終勝利的階段。
3、創(chuàng)立——牛頓力學(xué)體系
牛頓出生于英國的林肯郡，1665年畢業(yè)于著名的劍橋大學(xué)三一學(xué)院，獲得學(xué)士學(xué)位。三年后又獲得文學(xué)碩士學(xué)位。牛頓曾經(jīng)長期擔(dān)任英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長，他還擔(dān)任過英國議會(huì)議員，授予爵士稱號。1727年，他病逝，被安葬于威斯敏斯特教堂，這是一種極高的榮譽(yù)。
4、貢獻(xiàn)
（1）建立標(biāo)志：1687年《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》出版
（2）內(nèi)容：物理機(jī)械運(yùn)動(dòng)三大定律（慣性定律、加速度的比例定律、作用和反作用定律）、萬有引力定律等
（3）特點(diǎn)：注重實(shí)驗(yàn) 數(shù)學(xué)化
（4）意義：伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他開始的科學(xué)研究方法，是人類思想史上偉大成就之一，標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端。
牛頓力學(xué)有助于人類解釋與預(yù)見物理現(xiàn)象，是經(jīng)典物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代工程力學(xué)以及與之有關(guān)的工程技術(shù)的理論基礎(chǔ)。牛頓力學(xué)的創(chuàng)立，標(biāo)志著人類科學(xué)時(shí)代的開始。（自然科學(xué)角度）
牛頓力學(xué)和熱學(xué)引發(fā)了第一次工業(yè)革命，使人類進(jìn)入蒸汽時(shí)代。（生產(chǎn)力和社會(huì)發(fā)展角度）
牛頓用數(shù)學(xué)方法精確描述宇宙運(yùn)行的自然法則，還為法國啟蒙思想和唯物主義哲學(xué)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。（哲學(xué)角度）
二、相對論的創(chuàng)立
1、相對論提出的歷史背景
（1）過去的物理學(xué)以牛頓理論為基礎(chǔ)，認(rèn)為時(shí)間和空間是絕對的，兩者是沒有任何直接聯(lián)系的。
（2）19世紀(jì)隨著科學(xué)的飛速發(fā)展，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)的微觀粒子發(fā)生的現(xiàn)象，經(jīng)典力學(xué)無法解釋。
2、相對論的提出及主要內(nèi)容
愛因斯坦（1879-1955）：1905-1915年提出了相對論，發(fā)展了牛頓力學(xué)。
學(xué)習(xí)探究 如何理解相對論？
相對論分為狹義相對論和廣義相對論
狹義相對論：
1、否定了牛頓的絕對空間和絕對時(shí)間觀念，指出時(shí)間、空間和物質(zhì)運(yùn)動(dòng)不是各自孤立存在的，時(shí)間和空間是隨著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)而變化的，物質(zhì)的質(zhì)量也是隨運(yùn)動(dòng)速度的變化而變化的，揭示了空間、時(shí)間、物質(zhì)運(yùn)動(dòng)之間的本質(zhì)上的統(tǒng)一性，從而建立一個(gè)既適用于宏觀低速又適用于高速的運(yùn)動(dòng)理論。
2、質(zhì)量和能量之間有密切的關(guān)系，從而推導(dǎo)出著名的質(zhì)能關(guān)系式。
廣義相對論：
進(jìn)一步揭示了時(shí)空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)分布的關(guān)系，指出物質(zhì)間存在萬有引力是由于物質(zhì)的存在和分布使時(shí)間和空間的性質(zhì)不均勻而引起的。
當(dāng)速度接近光速時(shí)：長度變短——尺縮效應(yīng)；時(shí)間變慢——鐘慢效應(yīng)；質(zhì)量（重量）增加
當(dāng)速度達(dá)到光速時(shí)：鐘表不走了——時(shí)間停止了
3、相對論提出的歷史意義：
（1）相對論的提出是物理學(xué)領(lǐng)域的一次大革命。
（2）否定了經(jīng)典力學(xué)絕對時(shí)空觀，發(fā)展了牛頓力學(xué)。
（3）推動(dòng)物理學(xué)發(fā)展到了新的高度。
三、量子論的誕生與發(fā)展
1、量子論誕生的歷史背景
（1）19世紀(jì)末20世紀(jì)初，電子和放射性的發(fā)現(xiàn)使人們對物質(zhì)的認(rèn)識深入到原子內(nèi)部。
（2）實(shí)驗(yàn)表明，微觀粒子的運(yùn)動(dòng)不能用通常的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行描述。
2、量子論的誕生、發(fā)展和量子力學(xué)
（1）誕生：1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出量子假說，宣告量子論誕生。
（2）發(fā)展：
a、愛因斯坦利用量子理論成功解釋了光電效應(yīng)；
b、玻爾提出了有關(guān)原子的量子理論；
c、20世紀(jì)30年代，量子力學(xué)建立（量子力學(xué)：研究微觀世界粒子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。）
（3）量子理論的應(yīng)用：太陽能電池；無線數(shù)碼家庭報(bào)警器；DVD機(jī)；液晶電視；激光打印機(jī)；筆記本電腦。
3、量子論的重要影響
（1）使人類對微觀世界的認(rèn)識取得重大進(jìn)步，是290世紀(jì)最深刻、最有成就的科學(xué)理論之一。
（2）量子論與相對論共同構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基礎(chǔ)，彌補(bǔ)了經(jīng)典力學(xué)在認(rèn)識宏觀世界和微觀世界方面的不足。
（3）改變了人們認(rèn)識世界的角度和方式。
總結(jié)：現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱：
1、背景：經(jīng)典力學(xué)的危機(jī)，以牛頓力學(xué)為代表的經(jīng)典物理學(xué)無法解釋19世紀(jì)末以來的物力學(xué)新發(fā)現(xiàn)。
2、現(xiàn)代物理學(xué)的兩大支柱
（1）相對論
內(nèi)容：相對性原理與和光速不變原理。時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)、質(zhì)量是相對的。
意義：擴(kuò)展了物理學(xué)的研究空間和應(yīng)用領(lǐng)域（從日常范圍到宏觀宇宙空間）；開闊了人們的思維
（2）量子論
過程：普朗克的量子假說；玻爾提出原子的量子理論；愛因斯坦提出光電效應(yīng)
意義：對化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等多門學(xué)科產(chǎn)生重大影響，直接推動(dòng)了生產(chǎn)力的發(fā)展，從根本上改變了人類的物質(zhì)生活
3、啟示：科學(xué)理論對科學(xué)技術(shù)的發(fā)展有巨大的推動(dòng)作用，但科學(xué)技術(shù)本身是一把雙刃劍?？萍寄茉旄Ｈ祟悾苿?dòng)生產(chǎn)力水平的提高，但如果運(yùn)用不當(dāng)，也能危害人類。

破解生命起源之謎
一、教會(huì)的禁錮
1、世界神創(chuàng)說
米開朗基羅根據(jù)《圣經(jīng)》創(chuàng)作的名畫——?jiǎng)?chuàng)世紀(jì)-創(chuàng)造亞當(dāng)
2、基督教精神獨(dú)裁
（1）上帝創(chuàng)造一切
基督教宣揚(yáng)上帝創(chuàng)造了世界萬物，并按自己的形象用泥土創(chuàng)造了男人亞當(dāng)，又用亞當(dāng)?shù)囊桓吖窃斐膳讼耐蕖?BR>（2）精神獨(dú)裁
1543年因懼怕宗教教廷的迫害，哥白尼在臨終前正式提出日心學(xué)說。哥白尼的日心說，動(dòng)搖了人類以上帝之驕子自居的信仰
布魯諾始終堅(jiān)持哥白尼的“日心學(xué)說”，最后被宗教裁判所判為“異端”，于1600年被燒在羅馬鮮花廣場
二、達(dá)爾文的生物進(jìn)化論
1、達(dá)爾文進(jìn)化論的條件和原因
（1）經(jīng)濟(jì)方面：工業(yè)革命使得資本主義經(jīng)濟(jì)得到了迅速的發(fā)展。
（2）政治方面：歐洲大陸資產(chǎn)階級制度的確立，打擊了封建勢力和教會(huì)的力量。
（3）思想文化上：文藝復(fù)興、宗教改革和啟蒙運(yùn)動(dòng)的洗禮；
（4）科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步
（5）理論基礎(chǔ)：細(xì)胞學(xué)說和早期的生物進(jìn)化思想。
物種起源
標(biāo)志著生物進(jìn)化論的誕生，影響歷史進(jìn)程的經(jīng)典著作；震撼世界的十本書之一；對人類發(fā)展進(jìn)程產(chǎn)生過廣泛影響的巨著；影響中國近代社會(huì)的經(jīng)典譯作；1985年美國《生活》雜志評選的人類有史以來的最佳圖書；
1986年法國《讀書》雜志推薦的理想藏書；一部劃時(shí)代的著作。標(biāo)志著19世紀(jì)絕大多數(shù)有學(xué)問的人對生物界和人類在生物界中的地位的看法發(fā)生了深刻的變化。是十九世紀(jì)三大科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一。
細(xì)胞學(xué)說
是1838-1839年間由德國的植物學(xué)家施萊登和動(dòng)物學(xué)家施旺所提出，直到1858年才較完善。它是關(guān)于生物有機(jī)體組成的學(xué)說，主要內(nèi)容：
1、細(xì)胞是有機(jī)體，一切動(dòng)植物都是由單細(xì)胞發(fā)育而來，那生物是由細(xì)胞和細(xì)胞的產(chǎn)物所組成2、所有細(xì)胞在結(jié)構(gòu)和組成上基本相似
3、新細(xì)胞是由已存在的細(xì)胞分裂而來
4、生物的疾病是因?yàn)槠浼?xì)胞機(jī)能失常
5、細(xì)胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位
6、生物體是通過細(xì)胞的活動(dòng)來反映其功能的
拉馬克是進(jìn)化論的倡導(dǎo)者和先驅(qū)
3、達(dá)爾文進(jìn)化論的內(nèi)容
（1）生物是不斷進(jìn)化的，一切生物都經(jīng)歷了由低級向高級、有簡單到復(fù)雜的發(fā)展過程；
（2）生物進(jìn)化是逐漸和連續(xù)的；
（3）生物有著共同的祖先；
（4）生存競爭和自然選擇是生物界的普遍規(guī)律，自然選擇是生物進(jìn)化論的基礎(chǔ)。
4、達(dá)爾文進(jìn)化論的歷史意義
（1）有力的挑戰(zhàn)了封建神學(xué)的創(chuàng)世說，促進(jìn)了人類認(rèn)識的飛躍；
（2）把發(fā)展變化的思想引入了生物界，開創(chuàng)了生物科學(xué)發(fā)展的新時(shí)代；
（3）為馬克思主義理論提供了自然史基礎(chǔ)
（4）成為資產(chǎn)階級反對封建特權(quán)的思想武器，對處在危亡時(shí)期的中國思想界也產(chǎn)生了巨大的震動(dòng)。
知識結(jié)構(gòu)：
生物學(xué)——進(jìn)化論——細(xì)胞學(xué)術(shù)的創(chuàng)立、拉馬克早期生物進(jìn)化思想、達(dá)爾文進(jìn)化論