用拓荒者的眼睛看.ppt

用拓荒者的眼睛看世界 主讲人：李红忠 让你从这里起飞 在这里，你经历科学家对自然规律的探索，培养你对证据，逻辑和科学见解提出质疑的习惯；让我们懂得科学技术的发展对社会进步的影响，也让我们知道科学技术对社会发展的冲击作用是巨大的。由此激发我们对社会进步的责任感，唤醒我们的灵性，去认识自然，热爱自然，奔向自然，拥抱自然，探索自然，实现人与自然和谐共处的梦想。 第一讲 发现问题并提出问题 是科学探究的关键 要发现问题就得关注生活，关注大自然，关注身边的各种现象，做一个热爱生活的有心人。 科学的发现并不是那么容易，也不是那么简单的事，它需要超凡的智慧，敏锐的思维和灵活的动手能力。但这又不是一般人能力所能达到的.那么，人类认识的进步，生活水平的提高又依靠谁来发展呢？如：（1）地心说到日心说。（2）力是维持物体运动的原因到力是改变物体运动状态的原因。（3）重的物体下落快，轻的物体下落慢到轻重物体下落一样快。等等这些事实都是人类思维智慧的结晶，但这样的人类不是一般的人类！ 实例二 牛顿是曾经出现过的最伟大、最有影响的科学家。他于1642年圣诞节出生在英格兰伍尔斯索蒲村，这一年正值伽利略与世长辞。和穆罕默德一样，牛顿也是一个遗腹子。童年时代的牛顿就显示出巨大的力学天赋。他有一双非常灵巧的小手。他聪明伶俐，但对功课却总是粗心大意，在学校并未引起特别的重视。十几岁时，母亲让他辍学，希望他能成为一位象样的农民。幸亏他的母亲被说服了，她相信了儿子的主要天赋不在于务农，而是另有所为。十八岁的牛顿进入剑桥大学后，迅速地掌握了当时的科学和数学知识，很快就开始进行独立的研究工作。他在21到27岁期间为科学理论奠定了基础，使随后的世界发生了革命性的变化。 十七世纪中期是一个科学鼎盛的时期，该世纪初期望远镜的发明，使天文学的研究发生了彻底的革命。英国哲学家弗朗西斯·培根和法国哲学家勒内·笛卡尔都极力劝告所有欧洲的科学家，再不要依赖亚里士多德的权威，而要亲自做观察和实验。培根和笛卡尔的倡导为伟大的伽俐略所实践。他用新发明的望远镜所做的天文观测给天文学带来了革命，他的力学试验建立了现在人称的牛顿第一运动定律。 当科学被运用到技术领域时，就会使人类的全部生活方式发生革命。 虽然哥白尼和伽俐略澄清了古代科学中的一些错误观念，为人类更好地了解宇宙作出了贡献，但是还没有一套系统的定律来把这些似乎是互不相干的发现变成可以做科学预测的统一学说。 是牛顿提出了这种统一的学说，从而使现代科学进入了它一直所遵循的航程。 牛顿一般不愿意发表他的研究成果。 早在1669年他就在他的大多数学著作里对基本概念作了系统的阐述，但是他的许多学说却在很久以后才公开发表出来。他公布的第一个发现是有关光的性质的一项突破性的贡献。牛顿经过一系列认真的试验，发现普通光是彩虹所有的不同色光的混合光。他还对光的反射和折射定律的结果做了认真的分析，根据这两个定律，1668年他设计并真正制造出了第一台反射望远镜，如今大多数天文台都使用这类望远镜。牛顿29岁时把他的这些发现及其许多其他光学试验结果呈交给英国皇家学会。 他对数学的贡献主要是发明了积分，这一成就可能是他在二十三、四岁时做出的，这一发明是当代数学中最伟大的成就，它不仅仅是许多现今数学学说产生的种子，而且也是必不可少的重要工具，没有这一工具现代科学在随后就不会取得进展。 但是牛顿最重要的发现是在力学方面，力学是研究物体运动的科学。伽俐略发现了牛顿第一运动定律，这一定律描述在没有外力的作用下物体运动的情形。当然在现实生活中，所有的物体都受外力作用，力学中最重要的问题是这种情况下物体怎样运动。牛顿提出的最著名的第二运动定律，解决了这个问题，这一定律被理所当然地视为经典物理学中最基本的定律。 他的第二定律（其数学表达式为F＝ma）可表述为：物体运动的加速度（即速度变化率），与作用在该物体上的合力成正比，与物体的质量成反比。 除了这两个定律外，牛顿又提出了著名的第三运动定律和他的科学定律中最著名的定律—万有引力定律。这四条定律一起构成一个统一的体系，实际上所有的宏观力学体系都可以利用这一体系来加以研究和预测，从单摆的振动到行星绕日在其轨道上运动都用得上。牛顿不仅提出了这些力学定律，而且还利用积分这一数学工具说明了如何利用这些基本定律来解决实际问题。 牛顿定律可以而且已被用来解决极其广泛的科学和工程学方面的问题。牛顿在世时，他的定律的最有戏剧性的应用是在天文学