1、第十六单元 现代世界的科技与文化 第31讲 现代科技革命、改变世界的高新科技 一、现代物理学革命 1.背景：(1)科学的进步：19世纪，科学研究突飞猛进，孕育着新的突破。(2)经典物理学的辉煌与危机：19世纪，以牛顿力学为代表的经典物理学成为绝对权威，物理学已发展到完整、系统和成熟的阶段。19世纪末，物理学出现一系列新发现，无法用经典物理学来解释。2.表现：内容成 就意 义相对论(1)提出：20世纪初由爱因斯坦 提出(2)内容：包括_原理和 _原理物理学领域的伟大革命，打破了经典物理学_ 的思维模式，提供了_ 地看待世界的途径量子论(1)提出：1900年_提出了量子假说(“创立了一门最富有成果
2、的学科，也是自然科学最革命性的发展。”维尔特维斯考普夫)(2)发展：爱因斯坦提出了光的量子理论；玻尔提出了_的量子理论人类对_的认识有了革命性进步，推动量子力学的建立，从根本上改变了人类的物质生活相对性 光速不变 绝对化 辩证 普朗克 原子 微观世界【名师指津】1.量子论与相对论的关系 如果说相对论作为时空的物理理论从根本上改变了人们以往的时空观念，那么量子论则很大程度上改变了人们的实践，使人类对自然界的认识又一次深化。它对人与自然之间关系的重要修正，影响到人类对掌握自己命运的能力的看法。【易错提醒】正确认识相对论与经典力学的关系 爱因斯坦的相对论打破了牛顿的绝对时空观，并非否定整个牛顿力学体
3、系，牛顿力学是相对论力学在低速状态下的特例。经典力学体系是整个力学体系的基础，相对论是对经典力学的继承和发展。3.影响：(1)物理学：_构成了现代物理学的基础，描绘了 一个宏观宇宙世界和_世界。(2)认识论：大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方 式。(3)思维方式：对整个人类的思维产生了不可磨灭的影响。量子理论和相对论 微观粒子【名师指津】2.物理学的发展与三次技术革命的关系(1)第一次工业革命的主要标志是蒸汽机的广泛应用，这是牛顿力学和热力学发展的结果。(2)第二次工业革命的主要标志是电力的广泛应用，这是电磁现象的研究和经典电磁场理论的重大突破的结果。(3)第三次科技革命产生了一
4、系列高新技术，如核能源技术、激光技术、电子计算机技术等，都离不开物理学发展。【图示记忆】量子论和相对论结构示意图【名师指津】3.理解“科技是一把双刃剑”三次科技革命都大大提高了生产力水平，促进了经济飞速发展，推动人类社会更加文明、进步，同时，也带来了一些负面影响，如环境污染、生态失衡、网络安全等问题日益突出。二、改变世界的高新科技 1.电脑与网络：(1)诞生：电脑：1946年第一台电子计算机在_正式诞生。网络：20世纪60年代，_问世。美国 互联网(2)发展：电脑：存储量更大，运行速度更快；体积更小，更轻便实用。网络：20世纪90年代以后，互联网迅速普及。(3)影响：改变了传统的信息传播方式，
5、对人类社会产生了巨大影响。推动了“_”的诞生，大大提高了劳动生产率。推动了全球化的发展，改变着人们的思想观念、思维方式和生活方式。(“因特网可以影响我们生活方式和我们看到的世界的运行方式。”巴雷特)新经济 2.生物工程技术：(1)形成：由于_等领域技术进步的支持，20世纪_年 代正式形成并应用于实际。(2)核心遗传工程。1990年，国际人类基因组计划正式启动。21世纪，完成人类基因 组框架图和对_的初步分析。1997年，人类第一次用哺乳动物已分化的体细胞进行_成功。化学、计算机 70 人类基因组图谱 克隆 3.航天技术：(1)苏联：1957年发射人类历史上第一颗人造地球卫星；1961年 _成为
6、飞上太空第一人。(2)美国：1969年_和奥尔德林登月；1981年美国第一 架航天飞机试飞成功。加加林 阿姆斯特朗【史论要旨】(1)相对论和量子论的诞生，引发了物理学领域的革命，并对其他相关学科产生了重大影响。(2)第二次世界大战结束前后，第三次科技革命兴起，电子计算机、遗传工程、航天技术等一系列高新技术的诞生，极大地改变了人类的生产生活方式和历史发展进程。【本课小结】现代科技的发展 重难点一 相对论和量子论【史料探究】1.现代物理学的成就 所谓科学革命一般说来指的就是通行的科学理论体系的急剧转变迄今为止，科学史上有据可查的关于物质世界的一般理论总共不过三种，分别以亚里士多德、牛顿和爱因斯坦的
7、名字命名但真正的科学革命，实际上只发生过两次。马克垚世界文明史【探究】概括指出材料中两次“真正的科学革命”之成就，并说明两者之间关系。提示：(1)成就：第一次是17世纪的牛顿经典力学体系的建立；第二次是20世纪初的相对论和量子论。(2)关系：是继承与发展关系。爱因斯坦相对论否定了牛顿的绝对时空观，发展了牛顿力学。(牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，相对论反映的是物体高速运动的客观规律)2.相对论 爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空论，从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性；同时也发展了牛顿力学，把牛顿力学概括在相对论力学之中，牛顿力学只是相对论力
8、学在低速运动状态下的一个特例。【探究】根据材料和所学知识分析，材料中相对论和牛顿力学是一种什么关系。提示：爱因斯坦的相对论否定了牛顿的绝对时空论，把牛顿力学概括在相对论力学之中。狭义相对论反映的是物体高速运动的客观规律，是对牛顿力学的继承和发展。【史论总结】一、爱因斯坦相对论的历史意义 1.相对论以其开拓创新精神为物理学的发展开辟了广阔道路，引起了一场深刻的物理学革命，并同量子论一起，促进了现代科学技术的突破性发展。2.相对论揭示了时间和空间的辩证关系，把空间、时间和物质联系起来，加深了人们对物质和运动的认识，创立了新的时空观，进一步证明了空间和时间是物质存在的形式这一论断的科学性。3.相对论
9、关于质量和能量具有相关性的质能关系定律，揭示了原子内部蕴藏着巨大核能的秘密，为人类和平利用核能展现了广阔前景。4.相对论的新时空观和引力场论等，为现代天体物理学和宇宙学奠定了重要的理论基础。5.相对论以其新的世界观和方法论，促进了人类认识能力和思维模式的发展。二、爱因斯坦相对论的主要贡献 1.物理学自身方面：相对论的提出是物理学领域最伟大的革命。它在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，可以广泛地解释不同运动状态的物质，创立了一个全新的时空观、运动观和物质观，极大地扩展了物理学应用的领域，使人们对自然规律的探索从普通世界深入到广阔的宏观宇宙空间。2.人类思想认识方面：相对论打破了经
10、典物理学绝对化的思维，为人们提供辩证地看待世界的途径，是人类思想发展史上的一次根本性的变革。【名家评史】【观点】19世纪末，物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界，放射线和原子被发现，另一方面扩展到整个宇宙。随着光学等学科的深入发展，人们对在光速或接近光速运动状态下的物质的研究，也超出了经典物理学的范围。物理学遇到了被称为“晴空上漂浮着两朵乌云”的两个无法解释的难题。其一就是被认为是光、电等的传播载体的以太的不存在，这使得经典物理学赖以建立的绝对时空观受到了严峻的挑战。斯塔夫里阿诺斯全球通史 【解读】本段材料主要描述了美国著名历史学家斯塔夫里阿诺斯对相对论产生原因的评论。(1)19世纪末，
11、物理学的研究一方面深入到物质内部的微观世界，另一方面扩展到整个宇宙，超出了经典物理学的范围。(2)物理学遇到的难题之一是光、电等的传播载体的以太的不存在，这使经典物理学受到了严峻挑战。(3)爱因斯坦创立的狭义相对论否定了经典物理学的绝对时空观，是对经典物理学的继承与发展。【原创例证】“把两个完全一样的钟，分别放在地球的北极和赤道上。由于地球自转的缘故，赤道上的钟会比北极的钟走得慢一些。计算表明：当速度增大时，时间将会变慢；当速度达到光速时，时间也就停止。”这一理论()A.证明了哥白尼提出的“日心说”的正确性 B.形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的力学体系 C.开创以实验事实为根据，并具
12、有严密逻辑体系的近代科学 D.否定了绝对时空观，揭示了时间和空间的本质属性【解析】选D。材料涉及的对象为时空(速度)关系，而且时间出现了相对性，可知所指为相对论，故D项正确；A、B、C项理论和材料所述内容不吻合。【观点】一般公众，甚至许多当权的人都没有意识到使用核弹的战争究竟会引起怎样的后果。一般公众仍然用城市的毁灭来想象，据了解，新的核弹比旧的核弹有更大的威力，一颗原子弹能毁灭广岛，而一颗氢弹能毁灭像伦敦、纽约和莫斯科那样的最大城市我们向自己提出的问题应当是：能采取怎样的措施来制止一场其结局对一切方面都必然是灾难的军事竞赛。爱因斯坦 【解读】材料反映了爱因斯坦主张禁止使用核武器，反对核军备竞
13、赛，争取世界的和平与发展，成为他留给人类最后的政治遗言。我们不难看出：爱因斯坦不仅是一个伟大的科学家，更是一个具有高度社会责任感的社会活动家。重难点二 改变世界的高新科技【史料探究】1.信息技术 从技术的角度来定义互联网，至少包含三个方面的内容：首先，互联网是全球性的；其次，互联网上的每一台主机都需要有“地址”；最后，这些主机必须按照共同的规则(协议)连接在一起。【探究】(1)从“文明史观”角度谈一谈“互联网”对人类社会的影响。提示：使全人类进行相互间的信息交流与共享成为可能，大大缩小了全球空间距离；网上购物、空中课堂、资料查阅等广泛应用，正以无法预料的速度、深度和广度改变着人类文明的进程。电
14、子计算机问世以后，仅仅30年就经历了五代。平均每六年其运转速度就提高10倍，存储量增加20倍。蒸汽机从发明到运用经历了84年，电动机为65年，而原子能为6年，晶体管为4年。【探究】(2)根据材料，概括指出第三次科技革命的主要特点。提示：新技术更新换代的速度加快；新技术从发明到应用需要的时间大大缩短。2.航天技术 20世纪初，苏联宇航科学家齐奥尔科夫斯基曾说：“地球是人类的摇篮，但是人类永远不会生活在摇篮里，而是要探索人类空间”他提出了著名的火箭速度公式和多级火箭飞行原理，从理论上论证了宇宙飞行的可能性。走近前沿技术【探究】根据材料和所学知识指出人类为什么能实现“飞天梦”。航天事业的发展有何意义
15、？提示：(1)原因：国际竞争的促进，科学理论的重大突破，物质、技术条件的具备，苏联成功发射第一颗人造地球卫星，加加林较高的个人素质和勇敢的精神等。(2)意义：为人类的生存和发展开辟了新的天地，推动了科技和经济社会的进步。【史论总结】一、高新科技的影响 1.最直接：改变了人类获取信息的方式，进一步改变了人类的生活。2.更深层次：改变了人类的思维方式，推动人类对自身和外界事物认识的加深。二、互联网的影响 1.积极影响：(1)突破了空间上的限制，使世界更紧密地连成一体；(2)提高了人们的工作效率，方便了人们的日常生活，生活更加丰富多彩，社会交往方式也发生了变化；(3)为教育提供了新的发展空间，不仅使
16、传统的学校教育更加完善，而且使远程教育成为可能。2.面临挑战：(1)在互联网时代，出现了许多新问题，如信息泛滥、垃圾信息、网络安全和网络犯罪等，都对社会经济的发展产生了越来越大的影响；(2)全球各国之间围绕互联网的竞争也日益加剧，造成世界更加动荡不安；(3)有些人尤其是青少年沉溺于虚拟世界不能自拔，还有一些腐朽落后的文化和有害信息会腐蚀未成年人的心灵。【名家评史】【观点】随着新的信息技术，尤其是互联网的出现，传统的教育体制与模式一再受到挑战；网络多媒体对人类感性认识产生巨大影响，正在逐步改变人们接受教育的形式；远程教育模式、自我教育模式的形成，正在影响整个人类社会的教育功能，孕育着整个教育领域
17、的革命。鲍宗豪全球化与当代社会 【解读】上述材料说明互联网的出现为教育提供了新的发展空间，引起了一场学习的革命。网络教育的明显优势有：(1)拓宽了学生接受知识的范围和途径，学生自己就可以通过检索数据库和专家教学系统自测自学，还可以通过国际互联网向世界各所学校调阅资料。(2)网络教育使教育真正成为文化知识传递与创新融合的一个连续体。网络时代教育使参与式或启发式教学成为可能，使终身学习成为普遍趋势。(3)网络教学既有利于自学也便于检测学习成果，更有利于教师根据学生的实际，灵活机动地确定教学方法、进度及目标等。(4)网络教育使远程教育逐渐普及，教师的作用发挥在引导学生掌握信息处理工具的方法和分析问题
18、、解决问题的能力上。【原创例证】1993年，美国克林顿政府提出了令世人瞩目的信息高速公路计划，1996年又提出以知识为基础的新经济时代的概念。这里的“新经济时代”实际上是指()A.蒸汽时代 B.电气时代 C.信息时代 D.太空时代【解析】选C。根据1996年的时代发展特征，可以排除A、B，至于D的太空时代实际上包含在C当中。故选C。【观点】1967年，加拿大传播学家M麦克卢汉在媒介即信息一书中首次提出：“随着广播、电视和其他电子媒体的出现，人与人之间的时空距离骤然缩短，整个世界紧缩成一个村落地球村的概念由此产生地球村的概念也同样意味着全球是一个有机的系统，而不只是两百多个国家与地区的拼盘。”令世界震惊的奇迹：团结就是力量 【解读】材料作者认为，随着现代通讯和电子媒体的出现和普及，人与人之间、国与国之间的信息传递和交流越来越简便和快捷，人类的时空距离变得越来越近，似乎成为居住在同一个地球村的村民了。由此可见，现代科技的发展极大地改变了人类的生产方式、生活方式和思维方式。