自然科学基础知识全套课件.pptx

第一章 自然科学的萌芽和发展自然科学基础知识目录第一节古代自然科学第二节近代自然科学第三节现代自然科学本章导读我们把研究自然界各种物质和现象的科学，统称为自然科学。一般来说，自然科学包括物理学、化学、数学、生物学、植物学等学科。人类自然科学的发展经历了一个数千年的漫长的过程。从人类的文明起源开始，自然科学的发展就始终推动着人类文明的进步。16世纪开始，西方开始诞生近代自然科学，20世纪起，自然科学开始进入现代阶段。目标透视1．了解古代自然科学的发展过程。2．了解近代自然科学的发展过程。3．了解现代自然科学的发展趋势。第一节 古代自然科学一、古代西方的自然科学　西方自然科学发源于古希腊，当时以阿基米德、亚里士多德等古希腊科学家为代表的自然科学发展到一个相当完善的高水平。　当时，古希腊的自然科学家对组成世界的物质的本原持许多不同的观点，相互之间进行了激烈的争论。其中，影响最大的赫拉克利特派认为：万物的本原是火，世界上的一切物质都是由火衍生而来的，最后又都复归于火。原子论派的代表德谟克利特等人则主张世界上的万物都是由原子组成的。在力学和机械领域，阿基米德达到了相当高的理论水平。当时的欧洲，在工程和日常生活中，经常使用一些简单机械，如螺丝、滑车、杠杆、齿轮等，阿基米德花了许多时间去研究，发现了“杠杆原理”和“力矩”的观念，对于经常使用工具制作机械的阿基米德而言，将理论运用到实际的生活上是轻而易举的。他自己曾说：“给我一个支点，我可以撬起整个地球。” 阿基米德对于机械的研究源自于他在亚历山大城求学时期。有一天阿基米德在久旱的尼罗河边散步，看到农民提水浇地相当费力，经过思考之后他发明了一种利用螺旋作用在水管里旋转而把水吸上来的工具，后世的人叫它为“阿基米德螺旋提水器”，埃及一直到两千年后的现在，还有人使用这种器械。这个工具成了后来螺旋推进器的先祖。　在浮力的相关研究中，阿基米德也做出了出色的成就，浮力定律也因此被称为阿基米德定律。说起浮力定律的来源，还有一个有趣的故事。　相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他在家洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻托起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆，跑了出去，大声喊着：“尤里卡(意思是“我知道了”)！尤里卡！”阿基米德经过了进一步的试验后来到王宫，他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大，密度不相同。所以证明了王冠里掺进了其他金属。　阿基米德从这次试验中发现了浮力定律（阿基米德原理），并写在他的《浮体论》著作里，也就是物体在液体中所获得的浮力，等于它所排出液体的重量。一直到现代，人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。二、我国古代的自然科学从春秋战国时期开始，我国的科学技术长期处于世界的前列，中国也因此名列世界四大文明古国之一。　四大发明之一的指南针，是世界上最早利用磁性指示方向的发明记载。指南针的原型最初见于西汉典籍中的司南勺，后来直到北宋时期，经过历代人们的不断实践改良，逐渐发展成为指南针，并在人类历史上第一次广泛地应用于航海。　造纸术大约发明于公元前2世纪。当时正是中国的东汉时期，人们已经开始在纸上书写文字。东汉和帝时期，蔡伦任中常侍，掌管宫廷御用手工作坊，他系统地研究和总结了前人用麻织纤维造纸的经验，然后利用麻头、碎布、树皮等原料，采用改良的工艺造出了更加优质的纸张，受到汉和帝的赞扬，蔡伦的造纸术从此得以推广，蔡伦也被后人尊为造纸术的发明人。　到了公元600年前后的隋朝，中国人从印章技术中得到启发，发明了雕版印刷术。北宋中期，毕昇为了克服雕版印刷制版时间长的弊端，系统研究和总结了雕版印刷术的经验，经过反复实验改进，于宋仁宗庆历年间(1041—1048)制成了胶泥活字，在人类历史上第一次进行了排版印刷，完成了印刷史上的一次重大革命。　在唐代的时候，史书就记载有用硫黄、硝酸钾和木炭制成的火药，到了宋代，火药已用于武器。　中国的四大发明通过丝绸之路传到阿拉伯，又通过阿拉伯人传到欧洲，对人类文明的发展起到了巨大的推动作用。中国的古代科学技术取得了辉煌的成就。第二节 近代自然科学一、近代自然科学的诞生（一）哥白尼提出日心说　在远古年代，人们说，天是由站在地上的擎天神扛在肩上的。“盖天说”由此形成了：地是平的，天是圆的，中间隆起，四周下垂，就像盖在地上的一个半球形的大帐篷。可