專題七第一課：近代物理學(xué)的奠基人和革命者

1、科科學(xué)學(xué)革革命命技技術(shù)術(shù)革革命命物理學(xué)物理學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)域生物學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域領(lǐng)域經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立和發(fā)展（從伽利略到牛頓）發(fā)展（從伽利略到牛頓）量子理論的誕生（從普量子理論的誕生（從普朗克到愛因斯坦）朗克到愛因斯坦）相對論的建立（愛因斯相對論的建立（愛因斯坦）坦）進化論理論（達爾文進化論理論（達爾文與赫胥黎）與赫胥黎）蒸汽機應(yīng)用于生產(chǎn)給人類文明帶蒸汽機應(yīng)用于生產(chǎn)給人類文明帶來巨大變化（瓦特）來巨大變化（瓦特）現(xiàn)代交通、通信技術(shù)發(fā)展，改變現(xiàn)代交通、通信技術(shù)發(fā)展，改變了人類的時空概念了人類的時空概念近近代代以以來來科科學(xué)學(xué)技技術(shù)術(shù)的的輝輝煌煌人類在物理學(xué)領(lǐng)人類在物理學(xué)領(lǐng)域?qū)ψ匀贿\動變域

2、對自然運動變化規(guī)律的探索化規(guī)律的探索生命科學(xué)領(lǐng)域?qū)ι茖W(xué)領(lǐng)域?qū)ι鹪吹奶剿魃鹪吹奶剿魅祟愡\用自然規(guī)律為人類運用自然規(guī)律為人類生產(chǎn)和生活服務(wù)，人類生產(chǎn)和生活服務(wù)，極大改變了人類時間極大改變了人類時間和空間觀念和空間觀念伽利略伽利略牛頓牛頓愛因斯坦愛因斯坦普朗克普朗克 第一課第一課近代以來物理學(xué)的奠基人和革命者近代以來物理學(xué)的奠基人和革命者 （1 1）了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認識其在近）了解經(jīng)典力學(xué)的主要內(nèi)容，認識其在近代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。代自然科學(xué)理論發(fā)展中的歷史地位。（2 2）知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認識）知道相對論、量子論的主要內(nèi)容，認識其意義。其意義。一、近代自然

3、科學(xué)的興起一、近代自然科學(xué)的興起（1）興起的時間：）興起的時間：材料：從公元材料：從公元476年西羅馬帝國滅亡到十五世紀(jì)中葉的中世紀(jì)，基年西羅馬帝國滅亡到十五世紀(jì)中葉的中世紀(jì)，基督教神學(xué)占據(jù)統(tǒng)治地位，督教神學(xué)占據(jù)統(tǒng)治地位，“科學(xué)只是教會恭順的婢女，它不得超越科學(xué)只是教會恭順的婢女，它不得超越宗教所規(guī)定的界限。宗教所規(guī)定的界限。”圣經(jīng)神話成為構(gòu)成宇宙體系的依據(jù)。隨著西圣經(jīng)神話成為構(gòu)成宇宙體系的依據(jù)。隨著西歐資本主義經(jīng)濟的發(fā)展、文藝復(fù)興和宗教改革運動地開展，歐洲的歐資本主義經(jīng)濟的發(fā)展、文藝復(fù)興和宗教改革運動地開展，歐洲的先哲們從懷疑教會推崇的先哲們從懷疑教會推崇的“地心說地心說”開始，首先在天文學(xué)

4、領(lǐng)域?qū)涕_始，首先在天文學(xué)領(lǐng)域?qū)虝纳駥W(xué)世界觀發(fā)起了猛烈的沖擊，他們通過觀察和實驗，提出了會的神學(xué)世界觀發(fā)起了猛烈的沖擊，他們通過觀察和實驗，提出了許多新的理論，從而促使了近代自然科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展。許多新的理論，從而促使了近代自然科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展。 看了這段材料同學(xué)們想想看，近代自然科學(xué)產(chǎn)生的原看了這段材料同學(xué)們想想看，近代自然科學(xué)產(chǎn)生的原因有哪些？因有哪些？（2）興起的原因：）興起的原因：15世紀(jì)下半葉世紀(jì)下半葉A A、文藝復(fù)興、宗教改革等思想解放運動的影響；、文藝復(fù)興、宗教改革等思想解放運動的影響；B B、資本主義的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；、資本主義的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；C C、科學(xué)家勇于探

5、索的精神。、科學(xué)家勇于探索的精神。（3）興起的標(biāo)志：）興起的標(biāo)志：哥白尼提出了哥白尼提出了“太陽中心說太陽中心說”（4）近代自然科學(xué)的特征）近代自然科學(xué)的特征用實驗可以驗證用實驗可以驗證 用數(shù)學(xué)可以精確表達用數(shù)學(xué)可以精確表達（5）近代科技與古代科技的比較）近代科技與古代科技的比較 古代科技古代科技 近代科技近代科技研究對象研究對象研究方法研究方法兩者關(guān)系兩者關(guān)系直觀感受，哲學(xué)思辨直觀感受，哲學(xué)思辨兩相分離兩相分離密切結(jié)合密切結(jié)合通過觀察、實驗和推理通過觀察、實驗和推理整體考察整體考察分門別類分門別類 （1）近代物理學(xué)的興起的標(biāo)志）近代物理學(xué)的興起的標(biāo)志牛頓力學(xué)體系的建立牛頓力學(xué)體系的建立 （經(jīng)

6、典力學(xué)體系的建立）（經(jīng)典力學(xué)體系的建立）學(xué)學(xué) 說說二、近代物理學(xué)的興起和發(fā)展二、近代物理學(xué)的興起和發(fā)展小老弟：我很不明小老弟：我很不明白，你為什么總是白，你為什么總是和我這個權(quán)威人士和我這個權(quán)威人士過不去呢？過不去呢？老兄：實在不好意思！不老兄：實在不好意思！不是我有意和你作對，關(guān)鍵是我有意和你作對，關(guān)鍵是我遇事總喜歡問為什么？是我遇事總喜歡問為什么？而且更愿意通過實驗來印而且更愿意通過實驗來印證理論是否合理？證理論是否合理？ 伽利略是用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說？伽利略是用什么辦法推翻亞里士多德的學(xué)說？通過觀察、實驗和推理通過觀察、實驗和推理 1616年，伽利略被傳喚到羅馬的宗教裁判所，并

7、責(zé)令伽利略保年，伽利略被傳喚到羅馬的宗教裁判所，并責(zé)令伽利略保持沉默。伽利略發(fā)表持沉默。伽利略發(fā)表兩種世界觀的對話兩種世界觀的對話一書，被教會認為違反一書，被教會認為違反了禁令被召到羅馬囚禁受到缺席審判，遭到苦刑和恐嚇，并被迫當(dāng)了禁令被召到羅馬囚禁受到缺席審判，遭到苦刑和恐嚇，并被迫當(dāng)眾跪著懺悔，最后被判處終身監(jiān)禁，他的書也被列為禁書。眾跪著懺悔，最后被判處終身監(jiān)禁，他的書也被列為禁書。 1642年，伽利略在貧病交加中逝世。在他離開人世的前夕，他還重復(fù)著年，伽利略在貧病交加中逝世。在他離開人世的前夕，他還重復(fù)著這樣一句話：這樣一句話：“追求科學(xué)需要特殊的勇氣。追求科學(xué)需要特殊的勇氣。” 198

8、3年，羅馬教廷正式承認，年，羅馬教廷正式承認，350年前宗教裁判所對伽利略的審年前宗教裁判所對伽利略的審判是錯誤的。但教會對科學(xué)的干涉和對伽利略的迫害所造成的嚴(yán)重判是錯誤的。但教會對科學(xué)的干涉和對伽利略的迫害所造成的嚴(yán)重后果是無法挽回的。伽利略之后，意大利在很長一段時間內(nèi)，沒有后果是無法挽回的。伽利略之后，意大利在很長一段時間內(nèi)，沒有再產(chǎn)生重要的科學(xué)家。再產(chǎn)生重要的科學(xué)家。 伽利略的遭遇伽利略的遭遇看了這段介紹，你有什么想法？看了這段介紹，你有什么想法？ 牛頓力學(xué)體系的建立牛頓力學(xué)體系的建立（經(jīng)典力學(xué)體系的建立）（經(jīng)典力學(xué)體系的建立）形成條件形成條件主要內(nèi)容主要內(nèi)容形成標(biāo)志形成標(biāo)志主要特點主要

9、特點A、生產(chǎn)的發(fā)展對基礎(chǔ)理論提出了迫切要求、生產(chǎn)的發(fā)展對基礎(chǔ)理論提出了迫切要求 。B、伽利略等人的研究打下了厚實基礎(chǔ)。、伽利略等人的研究打下了厚實基礎(chǔ)。C 、牛頓做出的巨大努力。（注重實驗）、牛頓做出的巨大努力。（注重實驗）D、同時代眾多科學(xué)家通力合作、同時代眾多科學(xué)家通力合作牛頓運動的三定律（慣性、加速度、作用力和牛頓運動的三定律（慣性、加速度、作用力和反作用力定律）、萬有引力定律反作用力定律）、萬有引力定律16871687年年自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理的發(fā)表自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理的發(fā)表A、注重實驗、注重實驗 B、力學(xué)體系的數(shù)學(xué)化、力學(xué)體系的數(shù)學(xué)化形成的形成的意義意義局限性局限性A A、牛頓的運動三定律

10、牛頓的運動三定律構(gòu)成了近代力學(xué)體系的基構(gòu)成了近代力學(xué)體系的基礎(chǔ)，成為整個近代物理學(xué)的重要支柱。礎(chǔ)，成為整個近代物理學(xué)的重要支柱。B B、 牛頓力學(xué)體系牛頓力學(xué)體系對自然界的力學(xué)現(xiàn)象做了系統(tǒng)對自然界的力學(xué)現(xiàn)象做了系統(tǒng)合理的說明，從而完成了人類對自然界認識史上合理的說明，從而完成了人類對自然界認識史上的第一次理論大綜合。的第一次理論大綜合。C C、標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)體系的形成、標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)體系的形成D D、在牛頓力學(xué)體系中，存在絕對的靜止和絕對的時在牛頓力學(xué)體系中，存在絕對的靜止和絕對的時間，這種絕對的時空觀符合人們?nèi)粘＝?jīng)驗，但無間，這種絕對的時空觀符合人們?nèi)粘＝?jīng)驗，但無法解釋高速運動的物體運動的規(guī)

11、律和微觀世界中法解釋高速運動的物體運動的規(guī)律和微觀世界中的粒子的粒子17811781年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用年天王星被發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家用牛頓力學(xué)計算它的軌道，可是計牛頓力學(xué)計算它的軌道，可是計算結(jié)果總是同觀測紀(jì)錄不大相符。算結(jié)果總是同觀測紀(jì)錄不大相符。經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那問題經(jīng)反復(fù)核算，觀測無誤。那問題是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法國是否出現(xiàn)在牛頓力學(xué)上面？法國的勒維列和英國的亞當(dāng)斯堅信牛的勒維列和英國的亞當(dāng)斯堅信牛頓力學(xué)的正確，大膽猜想計算結(jié)頓力學(xué)的正確，大膽猜想計算結(jié)果之所以不理想，是因為果之所以不理想，是因為太陽系中還有一顆未知的行星，我們沒有考慮到它對天王星的引力太陽系中還有一顆未知的行星

12、，我們沒有考慮到它對天王星的引力作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。作用。他們用牛頓力學(xué)算出了這顆未知行星的位置和質(zhì)量。18481848年年9 9月月2323日，柏林天文臺臺長在收到勒維列來信的當(dāng)晚，用望遠鏡對日，柏林天文臺臺長在收到勒維列來信的當(dāng)晚，用望遠鏡對準(zhǔn)勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星準(zhǔn)勒維列所指出的位置，一下子就看到了一顆新的行星海王星。海王星。勒維列無需觀測星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓力學(xué)又創(chuàng)造勒維列無需觀測星空，就在筆尖上發(fā)現(xiàn)了新行星。牛頓力學(xué)又創(chuàng)造了新的奇跡。了新的奇跡。 海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)海王星和冥王星的發(fā)現(xiàn)哈雷慧星軌道的推算哈雷慧星軌

13、道的推算 長期以來，人們一直認為彗星是神秘的，不吉利的災(zāi)星，根本不長期以來，人們一直認為彗星是神秘的，不吉利的災(zāi)星，根本不能用科學(xué)來說明。牛頓的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了能用科學(xué)來說明。牛頓的好友哈雷用牛頓力學(xué)算出了16821682年出現(xiàn)的年出現(xiàn)的彗星的軌道，指出它的回歸周期是彗星的軌道，指出它的回歸周期是75757676年，由此預(yù)言它將在年，由此預(yù)言它將在17581758年再次出現(xiàn)。年再次出現(xiàn)。5353年以后的年以后的17581758年（當(dāng)時哈雷已去世），這顆彗星果年（當(dāng)時哈雷已去世），這顆彗星果然如期出現(xiàn)然如期出現(xiàn)。哈雷慧星的發(fā)現(xiàn)驗證了萬有引力定律的科學(xué)性。哈雷慧星的發(fā)現(xiàn)驗證了萬有引力定律的

14、科學(xué)性。牛頓撿到了哪些牛頓撿到了哪些“光滑的石子光滑的石子”和和“美麗的貝殼美麗的貝殼”？ “我好像是一個在海邊玩耍的孩子，不時為拾到我好像是一個在海邊玩耍的孩子，不時為拾到比通常更比通常更光滑的石子光滑的石子或或更美麗的貝殼更美麗的貝殼而歡欣鼓舞，而歡欣鼓舞，而展現(xiàn)在我面前的是完全未探明的真理之海。而展現(xiàn)在我面前的是完全未探明的真理之海?！?牛頓臨終遺言牛頓臨終遺言微積分；運動三大定律：慣性定律、加速度定律、作用和微積分；運動三大定律：慣性定律、加速度定律、作用和反作用定律反作用定律; ;萬有引力定律；萬有引力定律； 回答：巨人們包括哪些人？牛頓的成就與前人研回答：巨人們包括哪些人？牛頓的成

15、就與前人研究成果的關(guān)系究成果的關(guān)系? ? “巨人肩上的思索巨人肩上的思索” 牛頓曾謙遜地說：牛頓曾謙遜地說：“如果我比別人看得如果我比別人看得遠些，那是因為我站在巨人們的肩上。遠些，那是因為我站在巨人們的肩上。” ” 關(guān)系：關(guān)系：近代科學(xué)在否定中發(fā)展，在繼承中發(fā)展，近代科學(xué)在否定中發(fā)展，在繼承中發(fā)展，在綜合中發(fā)展。在綜合中發(fā)展。巨人：巨人： 伽利略、笛卡爾、開普勒伽利略、笛卡爾、開普勒牛頓解開牛頓解開“行星之謎行星之謎”的的“規(guī)律規(guī)律”主要指什么主要指什么?請指出頓請指出頓力學(xué)體系的確立對近代科學(xué)和思想領(lǐng)域的重大影響。力學(xué)體系的確立對近代科學(xué)和思想領(lǐng)域的重大影響。材料：啟蒙運動的意識形態(tài)傾向于

16、把自然哲學(xué)家變成英雄，材料：啟蒙運動的意識形態(tài)傾向于把自然哲學(xué)家變成英雄，而在法國最偉大的英雄是牛頓，而在法國最偉大的英雄是牛頓，在法國人如伏爾泰在法國人如伏爾泰和孟德斯鳩的心目中，英國是自由思想和意志自由之源，和孟德斯鳩的心目中，英國是自由思想和意志自由之源，不過這也是因為他解開了行星之謎說明它們的運動遵不過這也是因為他解開了行星之謎說明它們的運動遵循著與地上運動相同的規(guī)律。循著與地上運動相同的規(guī)律。 托馬斯托馬斯L漢金斯?jié)h金斯科學(xué)與啟蒙運動科學(xué)與啟蒙運動萬有引力定律。萬有引力定律。使科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛向前發(fā)展；到使科學(xué)擺脫了神學(xué)的束縛向前發(fā)展；到1 9世紀(jì)，近代自然世紀(jì)，近代自然科學(xué)進入

17、了全面繁榮的時代，各門自然科學(xué)的理論體系紛科學(xué)進入了全面繁榮的時代，各門自然科學(xué)的理論體系紛紛建立起來；促進了歐洲啟蒙運動的發(fā)生。紛建立起來；促進了歐洲啟蒙運動的發(fā)生。 19世紀(jì)經(jīng)典物理學(xué)達到巔峰狀態(tài)，在人們心目中，經(jīng)世紀(jì)經(jīng)典物理學(xué)達到巔峰狀態(tài)，在人們心目中，經(jīng)典物理學(xué)已經(jīng)達到近乎完美的程度。這時，年輕的德國典物理學(xué)已經(jīng)達到近乎完美的程度。這時，年輕的德國人普朗克和他的老師發(fā)生了一段對話：人普朗克和他的老師發(fā)生了一段對話： 普朗克：普朗克：“老師，我準(zhǔn)備把我的一生都老師，我準(zhǔn)備把我的一生都 獻給物理理獻給物理理論學(xué)！論學(xué)！” 老師：老師：“年輕人，物理學(xué)是一門已經(jīng)完成了的學(xué)科，年輕人，物理學(xué)是

18、一門已經(jīng)完成了的學(xué)科，不會再有多大的發(fā)展，把一生都獻給這門學(xué)科，太可惜不會再有多大的發(fā)展，把一生都獻給這門學(xué)科，太可惜了。了?！蔽锢韺W(xué)真的已經(jīng)完成了嗎？物理學(xué)真的已經(jīng)完成了嗎？ 經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運動的經(jīng)典物理學(xué)是以日常生活中常見的低速運動的物體物體為研究對象的為研究對象的，一旦進入光速運動時，經(jīng)典，一旦進入光速運動時，經(jīng)典物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確。物理學(xué)的某些結(jié)論就變得不準(zhǔn)確。三、近代物理學(xué)的發(fā)展三、近代物理學(xué)的發(fā)展量子理論的誕生和相對論的創(chuàng)立量子理論的誕生和相對論的創(chuàng)立（1）量子理論的誕生）量子理論的誕生三個概念三個概念量子：量子：在微觀領(lǐng)域中，某些物理量里的變化是以最

19、小的單位跳躍式在微觀領(lǐng)域中，某些物理量里的變化是以最小的單位跳躍式進行的，而不是連續(xù)的。這個最小單位叫量子進行的，而不是連續(xù)的。這個最小單位叫量子黑體：黑體：一般物體受到輻射時，對輻射能量總是有吸收、反射，具有一般物體受到輻射時，對輻射能量總是有吸收、反射，具有這種能力的物體叫黑體這種能力的物體叫黑體絕對黑體：絕對黑體：一般物體受到輻射時，對輻射能量總是有吸收、反射，一般物體受到輻射時，對輻射能量總是有吸收、反射，如果吸收系數(shù)為如果吸收系數(shù)為1，表示全部能量能被吸收而沒有反射，具有這種，表示全部能量能被吸收而沒有反射，具有這種能力的物體叫絕對黑體能力的物體叫絕對黑體誕生的基礎(chǔ)：誕生的基礎(chǔ)：奧地

20、利物理學(xué)家斯蒂芬對黑體的研究成果。奧地利物理學(xué)家斯蒂芬對黑體的研究成果。誕生的標(biāo)志：誕生的標(biāo)志： 1900年，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子概念。并在年，德國物理學(xué)家普朗克提出了量子概念。并在關(guān)于正常光關(guān)于正常光譜能量分布定律的理論譜能量分布定律的理論中，闡述了這一量子理論的思想，標(biāo)志著中，闡述了這一量子理論的思想，標(biāo)志著量子理論的誕生。量子理論的誕生。量子理論思想的主要內(nèi)容量子理論思想的主要內(nèi)容量子理論的發(fā)展量子理論的發(fā)展量子力學(xué)的建立：量子力學(xué)的建立： 奧地利、德國的物理學(xué)家建立了量奧地利、德國的物理學(xué)家建立了量子力學(xué)子力學(xué)（1 1）量子力學(xué)標(biāo)志著人類對客觀規(guī)律的）量子力學(xué)標(biāo)志著人類對客觀規(guī)

21、律的認識，開始從認識，開始從宏觀世界宏觀世界深入到深入到微觀世界微觀世界。（2 2）量子理論讓人們從）量子理論讓人們從根本上改變了近根本上改變了近代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念代物理學(xué)中的傳統(tǒng)觀念，使物理學(xué)乃至，使物理學(xué)乃至整個自然科學(xué)的觀念都發(fā)生了整個自然科學(xué)的觀念都發(fā)生了重大變革重大變革。量子論和量子力學(xué)提出的意義量子論和量子力學(xué)提出的意義 關(guān)于相對論，有人說：這個形式簡潔優(yōu)美的理論蘊藏了關(guān)于相對論，有人說：這個形式簡潔優(yōu)美的理論蘊藏了太多令人驚訝的內(nèi)容，太多令人驚訝的內(nèi)容，100100年來，人們時時從中悟出宇宙年來，人們時時從中悟出宇宙層出不窮的奧秘，直到今天，這里還有很多內(nèi)容沒有被我層出不窮的奧

22、秘，直到今天，這里還有很多內(nèi)容沒有被我們悟透。們悟透。這個這個“優(yōu)美的理論優(yōu)美的理論”包含了包含了哪些主要內(nèi)容呢？讓我們一哪些主要內(nèi)容呢？讓我們一起來領(lǐng)略相對論的奧妙。起來領(lǐng)略相對論的奧妙。 （2 2）相對論的創(chuàng)立）相對論的創(chuàng)立相對論的內(nèi)容相對論的內(nèi)容狹義相對論狹義相對論廣義相對論廣義相對論相對論相對論打破經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀打破經(jīng)典力學(xué)的絕對時空觀進一步深化對時間空間和引力現(xiàn)象的認識進一步深化對時間空間和引力現(xiàn)象的認識19051905年年論動體的電動力學(xué)論動體的電動力學(xué)時間和空間都與物質(zhì)的運動有關(guān)，隨著物質(zhì)運動速度的變化而時間和空間都與物質(zhì)的運動有關(guān)，隨著物質(zhì)運動速度的變化而變化。變化。物質(zhì)

23、存在的現(xiàn)實空間不是平坦的，而是彎曲的，空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)存在的現(xiàn)實空間不是平坦的，而是彎曲的，空間的結(jié)構(gòu)取決于物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況，物質(zhì)的質(zhì)量及其分布情況，空間彎曲空間彎曲的程度體現(xiàn)為引力場強度。的程度體現(xiàn)為引力場強度。 廣義相對論第一次闡述了廣義相對論第一次闡述了四維時空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系四維時空和物質(zhì)的分布相聯(lián)系的重要思的重要思想。想。這個故事形象地說明了時這個故事形象地說明了時間和空間的相對性。間和空間的相對性。 為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾為了對這一深奧的理論做通俗的說明，愛因斯坦曾經(jīng)風(fēng)趣地對一名男青年說：經(jīng)風(fēng)趣地對一名男青年說：“我打個比方，比如你屁股我打個比方，

24、比如你屁股坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，坐在火爐上烤和坐在公園柳蔭下與女士談情說愛，那么，同樣的時間你覺得哪一個更長？同樣的時間你覺得哪一個更長？”男青年說：男青年說：“當(dāng)然坐當(dāng)然坐在火爐上烤的時間覺得長久。在火爐上烤的時間覺得長久。”愛因斯坦說：愛因斯坦說：“這就是這就是我的相對論內(nèi)容。我的相對論內(nèi)容?！睈垡蛩固龟P(guān)于相對論的比喻。愛因斯坦關(guān)于相對論的比喻。廣義相對論廣義相對論3 3、相對論建立的、相對論建立的意義意義 愛因斯坦相對論的建立，愛因斯坦相對論的建立，是對近代物理學(xué)理論框架的是對近代物理學(xué)理論框架的重大突破重大突破，它不僅揭示了空間、時間的可變性，而且說明，它不

25、僅揭示了空間、時間的可變性，而且說明，無論是空間還是時間都不能單獨發(fā)生變化，時空的變化和無論是空間還是時間都不能單獨發(fā)生變化，時空的變化和時空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運動和狀態(tài)密不可分。時空結(jié)構(gòu)同物質(zhì)的運動和狀態(tài)密不可分。 這種全新的時空觀、運動觀和物質(zhì)觀的形成，是人類這種全新的時空觀、運動觀和物質(zhì)觀的形成，是人類思想發(fā)展史中的一次根本性變革思想發(fā)展史中的一次根本性變革，對整個自然科學(xué)和哲學(xué)，對整個自然科學(xué)和哲學(xué)都產(chǎn)生了極其深遠的影響。都產(chǎn)生了極其深遠的影響。量子論和相對論構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。量子論和相對論構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)的基本理論框架。相對論的發(fā)表標(biāo)志著人類邁入相對論的發(fā)表標(biāo)志著人類邁入現(xiàn)代科學(xué)

26、技術(shù)時代現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)時代。 由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至由于相對論的觀點與人們的日常經(jīng)驗不太一致，甚至有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科有著尖銳的沖突，相對論從一開始就受到包括一些科學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對。學(xué)家在內(nèi)的很多人的反對。19211921年愛因斯坦獲得了諾年愛因斯坦獲得了諾貝爾獎，當(dāng)時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如貝爾獎，當(dāng)時不少德國的諾貝爾獎獲得者威脅說，如果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎?wù)?，結(jié)果果給相對論授獎，他們就要退回已獲得的獎?wù)?，結(jié)果評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立評選委員會只好讓愛因斯坦作為光電效應(yīng)理論的建立者得獎，者得

27、獎，相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。相對論始終沒有獲得諾貝爾獎。但相對論在但相對論在物理學(xué)上卻非常合理且為實驗所證實。物理學(xué)上卻非常合理且為實驗所證實。想一想想一想: :上述現(xiàn)象說明了什么問題上述現(xiàn)象說明了什么問題? ?給我們什么啟發(fā)給我們什么啟發(fā)? ?說明：說明：象許多事物一樣，科學(xué)的發(fā)展道路也并非一帆風(fēng)順，象許多事物一樣，科學(xué)的發(fā)展道路也并非一帆風(fēng)順，往往會遇到很多阻力。往往會遇到很多阻力。啟示：啟示：要敢于懷疑常識，勇于創(chuàng)新，因為即使生活中習(xí)以要敢于懷疑常識，勇于創(chuàng)新，因為即使生活中習(xí)以為常、看起來無懈可擊的規(guī)律也可能是不科學(xué)的。為常、看起來無懈可擊的規(guī)律也可能是不科學(xué)的。“天上方一日，人間

28、已一年天上方一日，人間已一年” 乘坐乘坐“光子火箭光子火箭”以光速作星際旅行，回到地以光速作星際旅行，回到地球時，我們會發(fā)現(xiàn)什么變化？球時，我們會發(fā)現(xiàn)什么變化？相對論能修正相對論能修正GPSGPS（全球定位系統(tǒng)）（全球定位系統(tǒng)） 全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)GPSGPS的應(yīng)用也已普及化了，的應(yīng)用也已普及化了，許多城市的公共汽車、出租車上都安裝了它。早許多城市的公共汽車、出租車上都安裝了它。早期的期的GPSGPS接收器確定物體位置的誤差是在接收器確定物體位置的誤差是在1515米范圍米范圍內(nèi)，這個誤差可以用愛因斯坦相對論來修正。內(nèi)，這個誤差可以用愛因斯坦相對論來修正。成功的秘訣：成功的秘訣： AxyzA A代表成功，代表成功，x x代表艱苦代表艱苦的勞動，的勞動，y y代表正確的代表正確的方法，方法， z z代表少說廢話。代表少說廢話。成功的秘訣：成功的秘訣： 你不熟悉的他！你不熟悉的他！18791879年出生在德國的莫個小年出生在德國的莫個小城城 三歲多還不會講話三歲多還不會講話 父母擔(dān)心他的智能是否會不父母擔(dān)心他的智能是否會不及常人，直到及常人，直到1010歲才送去上歲才送去上學(xué)學(xué) 當(dāng)年被校長認為當(dāng)年被校長認為“干什么都干什么都不會有作為不會有作為”的笨學(xué)生的笨學(xué)生 愛因斯坦出于對人類命運的極大關(guān)注，寫信愛因斯坦出于對人類命運