【正文】 時空觀同自然科學的發(fā)展是密切相關的，科學上的重大變革往往伴隨著新時空觀的產生．甚至，一定意義下可以反過來說時空觀的變革才是科學上大變革的基本標志． 教學中可以簡要介紹或布置學生課下了解古代人們對時空的一些認識和思考．參見課程資源《時空觀的發(fā)展》，從而使學生認識到人類對時間和空間本質 的探索是自生 命之始就有的，從古到今人們做出許多努力，希望解開時空之謎．古人嘗試由宗教和神話去了解空間、時間與宇宙；如今我們利用科學來了解這些概念． 1．經典時空觀 從參考系的概念引入經典時空觀，是為了介紹牛頓引入經典時空觀的理論出發(fā)點，使學生領會經典時空觀是經典力學的理論基礎． [討論與交流 ]在勻速前進的車廂中的自由落體，相對于車廂中靜止的觀察者做豎直向下初速度為零的勻加速直線運動，相對于地面上靜止的觀察者做平拋運動． [討論與交流 ] (1)我們所說的勻速運動實際上是以地面為參考系，物體 不受外力或者所受合外力為零時的慣性運動． (2)一個物體的運動對兩個相互做勻速直線運動的慣性系來說，速度、加速度以及所遵循的力學規(guī)律都是相同的． 教學中要組織好學生通過“討論與交流”體會伽利略相對性原理的含義，理解慣性系的概念．對“相對性原理”的理解重點在于理解所有的慣性系都是平等的，不能用任何實驗來區(qū)分一個系統(tǒng)是靜止還是在做勻速直線運動．這一原理是物理學最重要的基石之一，不管是經典力學還是相對論都要用到它．可以補充介紹伽利略在《關于兩大世界體系的對話》一書中運用理想實驗對“相對性原理”的闡 述，參見課程資源《伽利略相對性原理》． 了解牛頓引入絕對時空觀的緣由，教學中要注意理清以下思路： (1)經典力學是討論物體的運動狀態(tài)及其改變的，而所有的運動都是在一定的時間、空間中進行的，機械運動是物體的位置移動，位置涉及空間概念，移動涉及速度，涉及時間概念，所以牛頓力學必定與一定的時空觀相聯(lián)系． (2)機械運動的描述離不開參考系，然而牛頓定律并不適用于所有的參考系(后人把牛頓定律適用的參考系叫做慣性參考系 )，但是經典力學的理論框架本身并不能能明確給出什么是慣性參考系，牛頓的解決辦法 是引入一個客觀標準 ——絕對空間，用以判斷各物體足處于靜止、勻速運動還是加速運動狀態(tài)．參見課程資源 —— 《牛頓對絕對空間的設想》． 對絕對時空觀及其三個推論的教學建議采用舉例和聯(lián)想、比喻的方式，使學生結合生活經驗了解和領會． 牛頓認為，宇宙本身結構是不會變的，他稱這結構為絕對空間．我們打個比方，把“空間”設想成物體做機械運動的舞臺和背景，在日常生活中我們有這樣的經驗：在一個箱子中可以放進一定數量的東西，這是箱子的一種性質，可以叫做箱子的容積，也就是箱子的空間．這個容積大小或空間大小是與箱子里放什 么東西 (以及放不放東西 )沒有關系的．在賣箱子的商店里，總是要標出 26 26 10等等尺寸，之所以能這樣標出，就是以容積是箱子的不受“外在的情況”影響的本性這一點為依據的．進一步，我們設想箱子無限地擴大，這就得到了一個與任何特殊的物質無關的、絕對的空間．它就是牛頓的絕對空間． 牛頓的絕對時間由于其內在性質而均勻地、與任何外界事物