1、第31讲 近代科学技术革命一、从哥白尼到伽利略日心说实验1.哥白尼：波兰天文学家，提出_，从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。近代2.伽利略：意大利物理学家和天文学家，开创了以_事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学，被誉为“_”。他的杰出成就为牛顿经典力学的创立奠定了基础。科学之父二、牛顿经典力学1.背景：文艺复兴运动解放了人们的思想，也对科学研究产生了重要影响，资产阶级迫切需要自然科学作为其理论武器。2.科学著作：_。3.成就：发现_定律和_三定律，建立起一个完整的力学理论体系；同时，牛顿也是微积分的创立者之一。自然哲学的数学原理万有引力牛顿力学4.意义。科学时代(1)牛顿力学是经
2、典物理学、天文学和现代工程力学等的理论基础，其创立标志着人类_的开始。(2)牛顿力学和热学引发了第一次技术革命，使人类社会进入“蒸汽时代”。(3)为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。三、达尔文与进化论1.达尔文：英国生物学家，代表著作是_，提出生物进化理论。2.进化论：“_，_”。3.发展。物种起源物竞天择适者生存(1)1863 年，赫胥黎发表人在自然界中的地位，进一步从解剖学的角度论证了人猿同祖的学说。(2)1871 年，达尔文发表人类的起源，进一步论证了人类是从古猿进化而来的观点。4.意义：从根本上改变了 19 世纪绝大多数人对人类和其他生物在生物界中位置的看法，颠覆了上帝造人说。
3、【知识拓展】社会达尔文主义达尔文物种起源问世后，英国学者斯宾塞将达尔文的学说运用到社会历史领域，创立了社会达尔文主义。这种社会哲学认为，人类社会也像自然界一样，存在着生存竞争。在竞争中，强者生存下来，而弱者则被淘汰。只有这样，人类社会才能进步。社会达尔文主义有其学术价值，不能完全否定。但是这种观点将自然界的生存竞争规律搬到社会学的研究中来，公开主张国家之间、民族之间以及人与人之间的“弱肉强食、优胜劣汰”，公然将以强凌弱的强权主义宣称为“社会伦理”，是不可取的。四、瓦特与蒸汽机1.背景：英国工业革命开始后，迫切需要解决动力不足的问题。瓦特富尔顿火车蒸汽时代2.概况：1769 年，_开始对纽可门蒸
4、汽机进行改良。3.扩展：1807 年，美国人_发明的蒸汽轮船，结束了航运史上的帆船时代；1814 年，英国人史蒂芬孙发明了_，陆路运输的新时代开始了。4.意义：解决了工业革命的动力问题，极大地推动了生产力的发展，使人类社会进入“_”。五、爱迪生与电的应用1.背景：1870 年，格拉姆依据电磁学理论设计出_，电力被应用于社会生产当中，“电气时代”随之而来。2.概况：爱迪生一生的创造发明达 1000 多项，其中最为人们熟悉的是_、电话、电报、电影，爱迪生被誉为“发明大王”。发电机电灯3.意义。电气时代(1)电气技术掀起了第二次工业革命，人类社会跨入“_”。(2)电的应用改变了人们的生活方式，把人类
5、带进了万家灯火、通信便捷的新世界。(3)资本主义从此确立全球优势，世界各地联系更加紧密。【辨析比较】正确区分“蒸汽时代”与“电气时代”的发明(1)“蒸汽时代”的发明侧重于轻工业，科技含量不高，发明者主要是工人、技师，发明主要集中在英国。(2)“电气时代”的发明侧重于基础工业、重工业，科技含量高，发明者主要是科学家，发明涉及主要资本主义国家。【基础提炼】1.思维辨析。(1)牛顿力学体系的确立，标志着近代科学的形成。()(2)1769 年，瓦特发明了蒸汽机。()(3)1831 年，格拉姆发现电磁感应现象，为发电机的研制奠定了理论基础。()(4)科学与宗教在人类起源的问题上分歧的根源在于科技与生产力
6、发展水平的差异。()答案：(1)(2)瓦特并不是蒸汽机的发明者，他经过对现有蒸汽机的改良，制成了一台具有实用功能的单动式蒸汽机。电磁感应现象是英国科学家法拉第发现的。(3)(4)2.选择题。(1)近代科学之父牛顿，在物理学、数学和天文学研究方面都有划时代的发明和发现，下列选项中对牛顿的科学成就表述准确的是()A.时间和空间都与物质的运动有关系B.运动三大定律构成了近代力学体系的基础C.反映的是物体高速运动的客观规律D.阐述了四维时空和物质的分布相联系思想(2)1859 年的伦敦，一本绿色封面的书，在刚刚出版不到一天的时间里被抢购一空。书的扉页上写着：“依据自然选择，)即在生存斗争中适者被保存的
7、物种起源。”该书的出版(A.极大地解放了人们的思想B.推动欧洲资产阶级革命C.使人类开始摆脱神学束缚D.促进了工业革命的发生(3)它能产生巨大的动力，而且不受地理自然条件的限制。它的出现意味着人类第一次用智慧释放出一种自然力量，鼓励了人类的创新。这里的“它”是指()B.改良蒸汽机D.汽船A.飞梭C.火车机车答案：(1)B (2)A (3)B重难点材料一蒸汽机和电气技术的应用【史料探究】事实上，在 18 世纪和 19 世纪早期科技进步最明显特征之一就是，发明者中大部分是天才的修补工、自觉的机修工和工程师以及其他自学成才者。美R.卡梅伦世界经济史材料二1870 年以后，科学开始起了更加重要的作用。
8、渐渐地，它成为所有大工业生产的一个组成部分。工业研究的实验室装备着昂贵的仪器，配备着对指定问题进行系统研究的训练有素的科学家美斯塔夫里阿诺斯全球通史读史信息：第一次工业革命中的发明主要是靠技工的经验和技巧。信息：“电气时代”的发明主要依靠精密的实验，且发明家主要是科学家。根据材料一、材料二，概括指出两次工业革命的鲜明特点。答案：第一次工业革命：科学对工业生产影响不大，科技发明多半由技工完成；第二次工业革命：科学与技术紧密结合(科学发挥了更加重要的作用)。比较项蒸汽机的应用电气技术的应用机器产生方式蒸汽机的发明和改进靠的是生产实践经验的总结，并非科学与技术真正相结合的产物，这一过程主要在英国完成
9、电力的开发和利用是以电磁学理论为基础，由多个国家的科学家、工程师研制开发完成生产组织形式“蒸汽时代”是由近代工厂代替了手工工场，实行的是工厂制电气技术的发展导致生产和资本越来越集中，最后形成了垄断组织【论从史出】蒸汽机和电气技术应用的不同之处比较项蒸汽机的应用电气技术的应用生产水平提高导致了普遍的大机器生产，人类进入了工业化的第一个发展阶段“蒸汽时代”导致社会生产发展更为迅速，人类进入工业化的第二个发展阶段“电气时代”制度发展程度在“蒸汽时代”，欧美资产阶级基本上确立了对世界的统治，即资本主义制度在世界范围内建立起来在“电气时代”，欧美资本主义制度日趋完善，进入成熟阶段，垄断资本主义发展起来(
10、续表)【素养提升】以唯物史观认识近代科学革命出现在西方的原因阅读材料，回答问题。材料公元 2 世纪，托勒密总结前人500 年的观测结果，提出了地心说体系。中世纪初，阿奎那用此理论论证上帝创世说。从此，地心说与基督教教义结为一体，成了神学的理论基础。16 世纪的哥白尼发表天体运行论，提出日心说。后来，伽利略在其物理学和天文学发现基础上，驳斥托勒密的天文学，并宣传哥白尼学说。在旧学派占主导的学术界催促下，教会在1616 年禁止了伽利略说话，并宣布哥白尼学说是“错谬的和完全违背圣经的”。但哥白尼学说还是得到帝谷、笛卡尔、牛顿等人的研究支持。1822 年，教廷正式裁定太阳是行星系的中心。1835 年，
11、白塞尔用精密仪器发现了恒星视差，直接证明了地球确实是绕太阳运动。摘编自江晓原科学史十五讲等根据材料并结合所学知识，概括指出 1618 世纪西方科技发生的变化，并分析其原因。解析：根据材料“16 世纪的哥白尼发表天体运行论，提出日心说驳斥托勒密的天文学，并宣传哥白尼学说”并结合所学知识，即可从近代自然科学产生的角度概括指出1618 世纪西方科技发生的变化。再从思想解放、科技进步、个人努力、经济基础、政治制度等方面分析其原因。答案：变化：近代科技诞生；科学技术从神学中独立开来，形成了新的科学体系；建立了实验科学。原因：传统的科技存在弊端；文艺复兴等思想解放运动打击了教会的统治和神学世界观；近代天文
12、学革命等科学的进步；科学家的努力；资本主义经济的发展，为科技发展提供物质基础；民主制度的产生和发展，政治环境的改善；建立专利制度奖励科技等。科学革命首先出现在西方的原因(1)文艺复兴的人文主义学术成就。在面向现实、注重实践的思想推动下，工匠和学者的联合日益密切，从而促使劳动和各学者或科学家的思想也相应地联合。(2)地理大发现和海外地区的开辟。新的物种、新的恒星甚至新的人类社会相继被发现，所有这些都向传统的思想和设想提出了挑战。如培根则表示自己渴望成为新的知识世界中的哥伦布。(3)经济上的进步。近代初期，西欧的工商业有了迅速发展。这些经济上的进步导致技术上的进步；后者转而又促进了科学的发展并受到
13、科学的促进。如远洋贸易引起对造船和航海业的巨大需求。为了制造罗盘、地图和仪器，出现了一批新的、有才智的、数学上受过训练的工匠。航海学校在葡萄牙、西班牙、荷兰和法国相继开办，天文学由于其明显的实用价值而得到认真的研究。【高考真题】1.(2020 年浙江卷)有学者谓：“达尔文将物竞天择说应用到了物种的变异上，并且掌握了足够的证据说服了全球的科学家。”在与各种反对意见的论争中，达尔文学派逐渐形成。下列选项中与之不相符的是()A.用大量事实论证了自然界中生物的物种是不断进化的B.首先提出生物是从低级向高级发展进化的观点C.赫胥黎论证人的构造“尤其和猿更接近”D.给上帝创造万物说以致命一击解析：选 B。
14、法国生物学家拉马克早于达尔文提出了生物从低级向高级发展进化的观点，故 B 项与之不相符；物种起源用大量事实论证了一切生物都经历了由低级向高级、由简单到复杂的进化过程，故 A 项与之相符；1860 年，赫胥黎在牛津大学与威尔伯福斯主教展开了一场著名的大辩论，后来发表了人类在自然界的位置，论证了“人的构造和其他动物一样，尤其和猿更接近”的观点，故 C 项与之相符；进化论否定了生物是上帝创造的，证明了整个有机界都是长期发展进化过程的产物，动摇了宗教神学的根基，给上帝创造万物说以致命一击，故 D 项与之相符。2.(2020 年浙江卷)英国女演员弗朗丝金伯尔对幼年(1830年)搭乘的一种新式交通工具，曾
15、有如下描述：“现在我们以它的最高速度每小时 30 英里(48 公里)出发，它比鸟的飞翔速度还要快。你难以想象切开空气向前奔跑的感觉是怎样的它的运动也十分平稳。”据此判断，这种新式交通工具是()A.帆船C.飞机B.蒸汽机车D.汽车解析：选 B。依据所学知识可知，英国女演员1830 年搭乘的“最高速度每小时 30 英里(48 公里)它的运动也十分平稳”的新式交通工具是蒸汽机车，故 B 项正确；帆船不是新式交通工具，故 A 项错误；飞机发明是在 1903 年，故 C 项错误；汽车是第二次工业革命的成果，故 D 项错误。3.(2019 年浙江卷)第二次工业革命时期，一位发明家偶然发现，簧片在带铁芯线圈
16、附近的振动可以导致圈内电流的强弱变化，反过来，同样的电流变化可以导致磁铁线圈附近簧片的振动。根据这一物理原理，他发明了通过电流传播人的声音和语言的重要通信工具。这位发明家是()A.爱迪生B.莫尔斯C.贝尔D.马可尼解析：选 C。传播人声的通信工具为电话，它的发明者是贝尔，故选 C 项；爱迪生是电话的改良者，排除A 项；莫尔斯发明了电报编码，排除 B 项；马可尼发明无线电报，用以传送文字和数字，排除 D 项。4.(2018 年海南卷)有学者在评价一项科学成就时指出：它使人对自己的认识以及对世界的认识发生了一次类似牛顿力学定律出现时所带来的划时代变化。这项成就应该是()A.伽利略的自由落体定律C.
17、普朗克的量子假说B.达尔文的生物进化论D.赫胥黎的人猿同祖说解析：选 B。达尔文的生物进化论从生物学上否定了上帝造人说，使人们在对上帝的认识上产生了划时代的变化，故B项正确。古代日晷被称为“最早的钟表”，是古代比较普遍使用的计时工具中世纪末期 机械钟在西欧流行，最初的机械钟只有时和刻近代早期在伽利略等人研究的基础上，发明了游丝，钟的精确度提高，制造出怀表。在很长一段时间内，钟表价格昂贵，属于奢侈品1850 年前后 英国社会各个阶层都拥有了钟表5.(2017 年全国卷)阅读材料，完成下列要求。钟表的演变20 世纪初原为女性装饰品的手表逐渐为男性所接受，在户外运动、驾驶汽车时都可佩戴20 世纪50
18、 年代根据原子物理学原理制造出原子钟，精度可以达到每 100 万年误差 1 秒21 世纪初随着信息技术的发展，具有计时、信息处理、导航、监测等多种功能的智能手表出现(续表)据英约翰哈萨德时间社会学等从材料中提取两条或两条以上信息，拟定一个论题，并就所拟论题进行简要阐述。(要求：明确写出所拟论题，阐述须有史实依据)答案：示例：论题：科技的发展推动钟表功能的多样化。阐述：钟表最早的功能就是计时，随着科技的发展，钟表的功能逐渐多样化。从伽利略时代力学物理学取得的成就，到原子物理学和信息技术的发展均推动了钟表功能的多样化。从简单的计时工具到成为装饰品，再到具有计时、信息处理、导航、监测等多种功能，反映
19、了在科技影响下钟表功能的变化。【典题模拟】6.1617 世纪，欧洲近代科学兴起，被称为“科学革命”，形成了重视经验和事实的理性思维方式，确立了通过观察、实验、分析、归纳和综合等基本途径发现自然规律的科学方法，这有助于进步史观的形成和唯物论与辩证法思想的发展。由此可知，科学革命()A.有利于科学世界观的形成B.促进了文艺复兴的兴起C.推动了资产阶级革命兴起D.促进马克思主义的诞生解析：选 A。依据材料“形成了重视经验和事实的理性思维方式，确立了通过观察、实验、分析、归纳和综合等基本途径发现自然规律的科学方法，这有助于进步史观的形成和唯物论与辩证法思想的发展”可以看出科学革命有利于科学世界观的形成
20、，故 A 项正确。7.19 世纪中期后，牛顿等科学家所推崇的“一个精确的、可以被准确度量、并且被严格决定了的宇宙观”被逐渐抛弃，取而代之的是遵循非决定论的概率规律的世界。这一变化主要是因为()A.经典力学科学解释了自然现象B.生物进化论阐述了动态世界C.量子论揭示了微观世界的奥秘D.相对论改变了人们的时空观念解析：选 B。材料强调的是动态运动的世界取代可以被准确度量、并且被严格决定了的宇宙观，这主要和生物进化论有关，B 项正确。8.“古典物理学进入鼎盛时期；化学也已完成了它的革命，取得了精密科学的地位并获得了广泛的应用；生命科学也开始形成了一个完整的学科体系新的学科纷纷建立，现代科学)体系开始
21、形成。”下列科技成就属于这一时期的是(A.牛顿建构经典力学体系B.瓦特研制改良蒸汽机C.西门子成功研制发电机D.美国造出电子计算机解析：选 C。依据题干所给材料“古典物理学进入鼎盛时期；化学也已完成了它的革命”“生命科学也开始形成了一个完整的学科体系”并结合所学知识可知，此时属于第二次工业革命时期，而西门子成功研制发电机是第二次工业革命的主要成就之一，故 C 项正确。9.阅读材料，回答问题。材料一牛顿学说通过 18 世纪法国自然科学家得到深化，但在启蒙思想家那里却走向“牛顿主义”就是把牛顿建基于近代物理学革命基础上的“科学理性”推及为一般的人类理性通常认为，牛顿的“科学理性”主要表现在：怀疑精
22、神。牛顿从来不相信依靠信仰或权威建立起来的科学理论，极力否定古希腊特别是中世纪自然哲学中的形而上学的、无法经验证明的先验假说，他从来不发表不能用观测或实验证实的观点和理论。同伽利略一样，牛顿坚信大自然这本书是用数学语言写成的，认为自然在很大程度上呈现出一种简单、均匀的数学秩序。郑晓松牛顿力学革命之于法国启蒙运动的意义材料二牛顿的理性精神深刻撼动了法国文学者的心灵在牛顿时代，并非只有文学这一门艺术受当时占有绝对统治地位的数学精神的冲击人们通过研究自然或运动理性的方法，将艺术简化为一个规则系统，把美学变成一系列公式。牛顿的理性精神推动了人们对世界进行广泛的理性探索，这一探索包括人文、社会、人类、习
23、俗、生活方式等诸方面，它激发人们把思想建立在理性思维的基础之上。杨庆余法国相遇牛顿牛顿引力理论给法国带来的冲击(1)根据材料一并结合所学知识，指出“牛顿学说”在物理学和数学方面的主要成就，概括其“科学理性”的表现。(2)根据材料二并结合所学知识，概述“牛顿理性精神”的影响。答案：(1)成就：创立经典力学体系；创立微积分、二项式定理。表现：理性思考；勇于质疑；重视实证；数学表达。(2)影响了文学艺术领域的表达方式；推动了人们对世界的理性探索；促进了人们的思想解放；为启蒙运动奠定了基础。答题术语1.16 世纪末 17 世纪初，伽利略的研究奠定了经典力学的基础，标志着物理学的真正开端；17 世纪，牛顿的经典力学标志着近代科学的形成。2.文艺复兴后，生物学研究取得重大进展，细胞学说的确立，为生命科学研究奠定了基础；19 世纪中期，英国科学家达尔文发表物种起源一书，提出了“物竞天择，适者生存”“自然选择”的观点。3.生物进化论的提出是对封建神学创世说的有力挑战，打破了上帝造人的神话；冲击了宗教神学的精神统治；在处于国家危亡时期的中国思想界引起巨大震动。4.近代对生命起源的探索，经历了由宗教创世神话到生物进化论的认识过程。5.蒸汽机的发明推动了第一次工业革命的开展，人类社会进入“蒸汽时代”；发电机和其他电力技术发明的出现，促进了第二次工业革命的到来，人类社会进入“电气时代”。