1、专题七 近代以来科学技术的辉煌(复习提纲)第一节 近代物理学成就一、经典力学体系的发展1、时代背景：中世纪亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。近代科学诞生后，亚里士多德的力学不断受到质疑。2、经典力学的奠基者伽利略突出成就是创立自由落体定律，推翻亚里士多德的学说。制造的望远镜证明了哥白尼的“日心说”(属于天文学成就)3、经典力学的建立者牛 顿牛顿经典力学体系：牛顿力学三定律：惯性定律和加速度定律(伽利略研究为基础)作用力与反作用力定律(笛卡尔研究为基础)万有 引力 定律：万 有 引 力 定 律(开普勒研究,自己创立的微积分做计算工具)建立标志：1687年,自然哲学的数学原理历史地位：牛顿力学三
2、定律构成了近代力学体系的基础，成为近代物理学的重要支柱。牛顿力学体系完成了人类对自然界认识史上第一次理论大综合。使力学和天文学在理论上达到完备的程度,并得到应用和验证。(根据万有引力定律准确算出了地球的平均密度和扁平率；解释潮汐的成因；发现海王星)使科学摆脱神学束缚,19世纪进入全面繁荣时期,各自然科学理论体系纷纷建立.成为近代科学形成标志。二、现代物理学理论的发展1、量子论的诞生与发展从普朗克到爱因斯坦背景：19世纪的物理学领域，以牛顿力学为基础，形成了完整的理论体系。19世纪末，物理学界的重大研究课题是黑体辐射，量子理论就是在此过程中发现的。诞生：奥地利斯蒂芬：1879年发现黑体辐射的总能
3、量与其温度之间的定量关系。德国 普 朗克：1900年在关于正常光谱能量分布定律的理论提出量子概念.(标志)发展：德国爱因斯坦：1905年解释光电效应，得出光具有波粒二象性的结论。法国德布罗意：1923年物质波理论。奥德物理学家：数年后建立量子力学。意义：改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生重大变革。2、相对论的建立爱因斯坦狭义相对论和广义相对论狭义相对论广义相对论创立1905年论动体的电动力学1916年内容时间和空间都与物质运动有关。时间和空间随着物质运动速度的变化而变化。物质存在的现实空间是弯曲的，空间结构取决于物质的质量和分布情况，空间弯曲的程度体现为引力场强
4、度。意义打破绝对时间和绝对空间，但不是牛顿力学对全盘否定，而是继承和发展。第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想牛顿力学体系、狭义相对论和广义相对论的关系项 目区 别关系（地位）牛顿力学体系与狭义相对论牛顿宏观物体低速运动的客观规律狭义相对论打破绝对时间和绝对空间，牛顿力学是相对论的一种特例。但不是牛顿力学对全盘否定,而是继承和发展。狭义宏观物体高速运动的客观规律狭义相对论与广义相对论狭义适用于高速运动中的匀速运动体系广义相对论第一次阐述四维时空和物质分布相联系的的重要思想。广义适用于高速运动中的加速运动体系意义：对近代物理学理论框架的重大突破，不仅揭示了空间、时间的可变性，而且说明
5、它们都不可能单独发生变化，其改变与物质运动状态密不可分。这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。相对论同量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架。（即：现代物理学的两大支柱）综合：科学家取得的科学成就科学家主要成就意义伽利略自由落体定律为经典力学奠定基础牛顿自然哲学的数学原理（物体运动三大定律和万有引力定律）普朗克量子理论爱因斯坦相对性原理、光速不变原理相对论（狭义、广义）第二节 近代生物学成就一、人类起源：1.古代：神 创 论上帝说；女娲说。原因：生产力落后，对自然界的认识有限，生物知识缺乏； 统治者巩固统治
6、的需要，宣传宗教，推行愚民政策；2.现代：两种认识来自其他星体；源于地球自身演化。二、生物进化论1.条件：政治条件：资产阶级革命的影响；经济条件：资本主义经济的发展和工业革命的推动；思想条件：文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。科学基础：科学技术的进步和生物学知识的积累。自身实践：达尔文等人的科学探索。2、基础：近代生命科学取得的成果（两条研究路线：林耐和哈维；与此同时：巴斯德）科学家研究研究方法贡献意义林耐群体观察和分类自然系统，生物分纲,目,属,种四级为进化论诞生奠定基础。（但林耐本身赞同神创论）哈维个体解剖和实验血液循环理论细胞学首次科学地触及生命运动过程，促进比较解剖学、生理学和胚
7、胎学发展。施莱登植物创立细胞学说施旺动物巴斯德微生物实验证明微生物不能自然产生发明巴氏消毒法。为微生物学奠定了基础，促进了细菌学和免疫学的发展；解决了食物变质问题；减少了外科手术中的感染死亡率。3.诞生：拉马克和达尔文拉马克：贡献：提出生物进化的观点，肯定环境对物种变化的影响。作用：为达尔文创立进化论奠定了重要基础。达尔文：提出：1859年,物种起源内容：A.物种不断进化，从低级向高级不断发展。B.自然界进化的规则是物竞天择，适者生存。C.人类起源于古猿。4.传播：赫胥黎论战：与威尔伯福斯主教的辩论。分歧：生命是自然界进化的结果，还是上帝创造的产物。根源：生产力的发展情况。人们对自然认识的程度
8、等。论文：1863年发表人类在自然界中的位置，论证进化论观点。5.影响：挑战封建神学，否定神创说，促进欧洲的思想解放，使人们的世界观发生根本性变化。把发展变化思想引入生物界，开创了生物科学发展的新时代；为马克思主义唯物辩证法和自然史观的创立提供了重要基础；其影响不仅在生物学领域，对世界都产生了积极影响(如中国戊戌变法和新文化运动)。第三节 人类文明的引擎一、第一次工业革命蒸汽时代（18世纪下半叶到19世纪中期）1.棉纺织业发明发明者特点/功能意义/作用飞 梭凯 伊织布效率大为提高英国棉纺织业在技术上完成了由手工业向机器大工业的过渡。珍妮机哈格里夫斯纱细，不结实水力纺纱机阿克莱特结实，但粗糙骡
9、机克隆普顿纱的产量和质量都有了大幅度提高水力织布机卡特莱特使织布效率提高了40倍2.蒸汽动力原因：社会生产的直接推动和实验科学长期孕育。发明发明者特点/功能意义/作用实验型气缸法国巴本把热能转化为机械能继人类发明用火后在驯服自然力方面取得最大成果；推动工厂的建立,人类跨入“蒸汽时代”。第一台纽可门蒸汽机纽可门热效率低,只能用于矿山抽水改良式蒸汽机即:万能的原动机英国瓦特极大提高了蒸汽机的效率，并得到了广泛的应用3.交通运输原因发明发明者意义蒸汽机的发明应用汽船美国富尔顿蒸汽机车(火车)英国史蒂芬孙召示着“铁路时代”的到来。4.机械加工和制造业发明发明者特点/功能意义/作用移动刀架英国莫兹利是以
10、机器制造机器的新部门，标志近代技术体系最终确立。车床刀具制作机械化二、第二次工业革命电气时代（19世纪下半叶20世纪初）1.电力发明发明者特点/功能意义/作用电磁感应英国法拉第发电机的理论基础广泛应用后，使人类进入“电气时代”电动机俄国雅可比第一台实用电动机发电机德国西门子制成发电机电动机比利时格拉姆最早具有商品价值的直流电动机发电站美国爱迪生第一个发电站，把输电线连接成网络注：格拉姆是实用意义上电动机的发明人2.内燃机发明发明者特点/功能意义/作用汽油内燃机德国卡尔本茨汽油内燃机对交通运输领域（汽车和汽车工业,远洋轮船,飞机）。石油开采业和石油化学工业的发展产生了重大的影响德国戴姆勒汽油内燃
11、机柴油内燃机德国狄塞尔柴油内燃机3.化学工业的建立无烟炸药：1887年（瑞）诺贝尔发明，并在欧美建立工厂。诺贝尔奖：物理、化学、医学、文学和和平事业有突出贡献的人。1901年开始颁发。三、两次科技革命的历史作用1.积极：经济：社会生产力大幅度提高。政治：确立和巩固资产阶级的统治。世界格局：资本主义世界体系最终确立, 世界日益成为一个整体。社会生活：城市兴起，人们生活更加丰富多彩。2.消极：带来殖民侵略、环境污染、贫富悬殊、人际关系冷漠等社会问题。探究：科学技术是推动社会变革的动力1.社会生产力大幅度提高；人类先后进入了蒸汽时代和电气时代。2.社会结构和世界形势的改变；资产阶级开始确立对世界的统
12、治； 世界日益成为一个整体3.城市化进程加快，人类的生活方式改变，生活更加多彩.(交通、电器、业余生活的多样化)第四节 向“距离”挑战一、第二次工业革命电气时代（19世纪下半叶20世纪初）1.交通业的发展立体交通的诞生条 件科学家时间发明意 义内燃机发明和应用石油开采和石油化工的发展。德国的戴姆勒，卡尔本茨分别1885汽车推动了世界交通运输业的发展，人类进入了立体交通的新时代。加强了世界各地的联系，促进世界市场的形成。1887轮船美国的莱特兄弟1903飞机2.通讯工具的发明穿越大洋的电波条 件科学家发明应用意 义电磁感应现象和电磁波的发现发电机和电动机的发明。美国莫尔斯1837年有线发报机18
13、51年英法海底电缆1857年欧美海底电缆为快速传递信息提供方便,使世界政治,经济联系进一步密切美国贝尔1875年电话机成立电话公司意大利马可尼1902年无线电报二、第三次工业革命信息化时代（20世纪40年代以后）1.计算机技术：发明：1946年，美国第一台计算机诞生。发展阶段：电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个阶段。第五代计算机正在研制之中作用：为自动化和控制论的建立奠定基础；被广泛应用到各个领域，部分代替人类智力活动。（即“人工智能”）2.互联网技术背景：以计算机和通信技术为核心的现代信息科学技术的发展，概念：是电子技术算计与通信技术相结合的技术，以数字化的方式存储、处理和传播的电
14、子媒介。被人们称为“第四媒体”。（报纸是第一媒体，广播是第二媒体，电视是第三媒体）。意义：缩小全球空间距离，实现信息交流与共享、信息传递与汇集；使信息高速传输，被称为“信息高速公路”；以人们无法预料的速度、深度和广度改变着人类文明的进程。3.中国的互联网建设：实施国家经济信息网、中国教育科研网、公用数据通信网的建设计划。探究：互联网是利大于弊还是弊大于利？(1)利：大大缩小了全球的空间距离，使全人类实现信息交流和共享；推动了知识经济的产生与发展；使人类的生产生活、工作学习、思维方式等都发生了深刻的变化；促进了传统产业的更新改造，使人类进入信息时代。(2)弊：导致信息泛滥、垃圾信息、网络安全和网络犯罪等；各国之间围绕互联网的竞争造成世界更加动荡不安；虚拟社会对人们生活和学习工作特别是对青少年产生消极影响。