1、第30讲近代以来世界科学技术的辉煌1.牛顿自然哲学的数学原理的发表，标志着经典力学体系的建立，经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。2量子论和相对论是现代物理学的两大基石，相对论提出了新的时空观，量子论提供了新的关于自然界的表述方式和思考方法。3达尔文的生物进化论，打破了神学的禁锢，把生物学建立在科学的基础之上。4蒸汽机的发明推动了第一次工业革命的发展，人类社会进入蒸汽时代。5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。6以互联网为代表的现代信息技术，“缩短”了人类的空间距离，大大加速了人类文明发展的步伐，极大地改变了人们的生活，人
2、类社会进入信息时代。近代以来，从经典力学的建立到相对论、量子理论的提出，人类对世界变化的认识开始由宏观世界深入到微观世界。 生物学领域经历了由创世神话到生物进化的理论演变，在一定程度上破解了生命起源之谜。在历年高考中，本考点考查相对较少：题型以选择题为主也兼有一定的非选择题，所考知识主要涉及牛顿科技成果的特点及出现原因、文艺复兴时期的自然科学成就、爱因斯坦热兴起的原因、达尔文的“生物进化论”。 从新高考对学科素养的要求来看，近代物理学与生物学的成就、特点及影响仍需重点关注。三次科技革命分别使人类进入蒸汽时代、电气时代和信息时代，改变了世界的面貌和人类的生活方式。在历年高考中，本考点单独命题的几
3、率较小且往往与必修二“两次工业革命”的内容结合命题，内容主要涉及近代科学技术的作用或影响。从新高考对学科素养的要求来看，三次科技革命的表现、特点及影响仍需重点关注。一、物理学成就1牛顿力学体系的创立(1)背景：近代科学诞生后，伽利略创立了自由落体定律，推翻了亚里士多德的学说。(2)标志与组成：1687年，牛顿的自然哲学的数学原理总结了他的力学体系成就，标志着牛顿力学体系的创立，主要包括惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律及万有引力定律。(3)意义完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。哥白尼提出了“日心说”，推翻了教会神学的理论基础“地心说”，改变了人们对宇宙的认识，开创了自然科学
4、向前迈进的新时代。牛顿力学与爱因斯坦相对论的关系爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的绝对时空观，没有否定牛顿力学。相对论发展了牛顿经典力学，打破了传统的时空观。牛顿力学是相对论力学在低速状态下的一个特例。牛顿力学是整个力学的基础，牛顿所创造的概念，至今仍指导着我们的物理学思想。相对论相对论在很大程度上解决了19世纪末出现的经典物理学的危机，打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径。近代物理学的发展达尔文的进化论是生物学的理论，它不是适用于一切现象的普遍规律，并不适用于人类社会的发展，因此社会达尔文主义是伪科学理论。同时，社会达尔文主义的形成，也不是达尔文追求的目标。所以，不
5、能因此而否定达尔文及其进化论。达尔文进化论的观点及意义沉重打击封建神学，破解了生命起源之谜；推动近代自然科学的发展；冲击了封建专制统治。使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度，同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证。2量子论的诞生(1)诞生1900年，普朗克提出了著名的量子概念。普朗克关于正常光谱能量分布定律的理论的发表，标志着量子理论的诞生。(2)发展1905年，爱因斯坦运用量子理论成功地解释了光电效应。1923年，法国物理学家德布罗意提出物质波理论，将量子论发展到一个新的高度。在量子理论的基础上，奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。3爱因斯坦的“相对论”(1)1905年，爱因斯
6、坦发表了论动体的电动力学，创立了狭义相对论，认为时间和空间随着物质运动速度的变化而变化。它否定了牛顿的绝对时间和绝对空间，是对牛顿力学的继承和发展。(2)1916年，爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参考系中，建立了广义相对论，第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。(3)意义相对论的建立，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。二、生物学成就1近代生命科学的成果(1)两条研究路线群体研究路线：以林耐为代表，主要运用观察和分类的方法。个体研究路线：以哈维为代表，主要运用解剖和实验的方法，建
7、立了血液循环理论。(2)近代生命科学的成果巴斯德：通过实验证明了微生物不能自然产生，为微生物学奠定了基础。拉马克：提出了生物是从低级向高级发展进化的观点，为达尔文创立进化论奠定了重要的基础。2达尔文和进化论(1)标志：1859年，达尔文的巨著物种起源出版。(2)内容物种是不断进化的，是不断从低级向高级发展的。自然界进化的规则是物竞天择，适者生存。(3)影响达尔文的进化论给上帝创造万物说以致命的一击。证明了整个有机界都是长期发展进化过程的产物。三、从蒸汽机到互联网1蒸汽机的发明(1)原因：社会生产的直接推动和实验科学的长期孕育。(2)发明：瓦特改进了蒸汽机，提高了热效率，并使其动力运动形式变为旋
8、转运动。(3)影响：成为“万能的原动机”，是人类继发明用火之后，在驯服自然力方面所取得的最大成果；工厂大量出现，历史跨入了蒸汽时代。2交通工具的改进(1)美国工程师富尔顿发明汽船并投入使用。(2)英国人史蒂芬孙研制蒸汽机车获得成功，昭示着“铁路时代”的到来。3近代工业生产体系的确立(1)1794年，英国人莫兹利发明了移动刀架，1797年使刀具的制作实现了机械化。(2)19世纪初，一个以机器制造机器的新工业部门机械加工制造业诞生了。4第二次工业革命世界跨入电气时代(1)电力的发明和应用1831年，英国的法拉第发现电磁感应现象，提出发电机的理论基础。正确区分“蒸汽时代”与“电气时代”的发明(1)“
9、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。近代以来世界科技发展轨迹电动机和发电机的发明，为电力工业开辟了广阔的前景。(2)内燃机的发明和应用19世纪80年代前期，德国人卡尔本茨和戴姆勒各自独立地制成以汽油为燃料的内燃机。1887年，狄塞尔发明了柴油机。以内燃机为发动机的汽车、远洋轮船，飞机等交通工具陆续出现，这也推动了石油开采、石油化工和化学工业的发展。5立体交通的诞生(1)表现1885年，德国工程师卡尔本茨和戴姆勒以汽油机为动力机分别独立制成
10、了最早的汽车。1887年，人们把内燃机装配到轮船上。1903年，莱特兄弟设计制成一架飞机并试飞成功，开创了人类交通事业的新纪元。(2)影响：使人类从平面交通时代迅速步入水、陆、空立体交通时代。6穿越大洋的电波(1)随着电动机和发电机的相继发明，利用电磁感应现象的电报、电话和无线电通信也先后被发明出来。(2)1837年，美国人莫尔斯发明了有线电报机；1876年，美国人贝尔发明了电话机；意大利人马可尼1902年和1916年实验无线电通信技术成功。7改变世界的网络(1)1946年，美国研制出第一台电子计算机，至今电子计算机被广泛应用到各个领域。(2)电子计算机与通信技术相结合而成的互联网遍布世界，正
11、在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。热考主题一近代科技发展的表现、特征及影响历史概念1近代科学近代科学是在搜集材料的基础上，从现象深入到本质，从经验定律上升为系统的科学理论。它是建立在观察、试验基础上的实验科学，并广泛应用数学方法使科学知识日益精确化；同时发展了以实验事实为根据和以归纳推理为主要手段的研究方法，确立了一系列定量的科学定律。2社会达尔文主义达尔文的物种起源问世后，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，强者生存了下来，而弱者则被淘汰。只有这样，人类社会才能进步。
12、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。3科学革命科学革命指在科学探索中获得了新的发现，取得了重大理论突破，使人们对自然界的认识产生了质的飞跃。近代以来，科学革命可以划分为四次：第一次发生于1618世纪，以天文学的突破为开端，以牛顿经典力学为中心；第二次发生在19世纪，物理学、生物学、化学等都取得了重大成就；第三次发生在20世纪上半期，是在物理学新发现基础上爆发的一次革命，包括相对论、量子论等；第四次发生在20世纪4
13、0年代中期以后，出现了信息论、控制论等。4技术革命和科学革命相对应，第一次技术革命发生在18世纪到19世纪上半叶，包括纺织、蒸汽技术和交通运输业的革新；第二次发生在19世纪后期到20世纪上半叶，以电力、内燃机的应用为主要标志，兴起了电气、石油、化学、飞机、汽车工业等；第三次发生在20世纪40年代以后，以原子能、航天技术、计算机的应用为标志。科学革命是技术革命的先导，技术革命是科学革命发展的产物。工业革命及其以前，科学和技术尚未真正结合，第二次工业革命后，科学和技术开始紧密结合，互相促进。5产业革命技术革命必然形成巨大的生产力，并进一步引起产业结构、生产体系及人类生活方面的变化，从而引发产业革命
14、。近代产业革命可以划分为三个阶段；第一阶段发生于18世纪末到19世纪上半叶，由第一次工业革命引起，工厂代替了手工工场，形成新兴工业部门，工业在经济结构中日益占据主导地位；第二次发生在19世纪末到20世纪初，由第二次工业革命引起，垄断组织应运而生，近代资本主义进入成熟期，工农业比重发生了很大变化；第三次发生在二战后期，在第三次科技革命推动下，产业结构发生重大变化，第一、第二产业比重下降，第三产业上升。史料实证史料一正如伏尔泰所说的，“整个自然界，所有行星竟会服从永恒的法则这是非常奇异的”。寻找决定人类事物的这些永恒法则，是法国革命之前的所谓的启蒙运动的实质。美斯塔夫里阿诺斯全球通史读史 史料一中
15、，“永恒的法则”指牛顿的万有引力定律，反映了牛顿经典力学为启蒙思想家探求人类社会的法则提供了科学理论依据。史料二在一片“牛顿被推翻了”的叫喊声中，爱因斯坦说：“可是人们不要以为，牛顿的伟大工作能被这一理论或者任何别的理论代替。他伟大而明晰的观念，作为自然哲学领域里整个近代概念结构的基础，将永远保持它独特的意义。”巨人百传丛书爱因斯坦读史 史料二体现了牛顿力学体系在自然哲学领域中的基础地位，说明爱因斯坦的相对论并没有完全否定牛顿力学体系。1根据史料一并结合所学知识，“永恒的法则”是什么？它在人类文明史上产生了什么巨大的历史作用？提示：“永恒的法则”指牛顿的万有引力定律。作用：构成了近代力学体系，
16、完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，成为17世纪科学革命的主要成就；促进了近代物理学的进一步发展；促进了工业革命的开展与启蒙运动的兴起。2根据史料一、二并结合所学知识指出牛顿力学体系与爱因斯坦相对论的关系。提示：关系：牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而相对论反映的是物体高速运动的客观规律；相对论是对牛顿力学的继承与发展。系统认知1近代科学发展的原因项目原因社会基础资本主义的发展需要科技知识，又为科技发展奠定了物质基础，这是近代自然科学创立发展的社会基础思想基础文艺复兴、宗教改革和启蒙运动，为近代自然科学的诞生和发展奠定了思想基础(续表)项目原因制度基础欧洲资本主义国家保护
17、奖励科技发明，改革教育制度和专利制度，组织科研机构，推动了近代科学的创立和发展外在因素中国的四大发明、阿拉伯文化和希腊自然哲学传入西欧，开阔了人们的眼界，并为科学研究提供了丰富的素材主观原因科学家的努力探索，促进了科学的发展2.近代以来科学技术的影响项目影响科学成就上科学的发展是永无止境的，任何一次科技的飞跃既是对过去科学成就的超越，也为新的科学成就的出现打下了基础经济上科学技术的发展促进了三次工业(科技)革命的发生，同时，三次工业(科技)革命也为科技的发展提供了条件思想上思想解放促进了科技的发展，科技的发展又为思想解放创造了条件社会生活上近代以来，科技的发展深刻地改变了人类的生活方式，城市化
18、、电气化、信息化都以科技发展为根本动力负面影响上科技是把双刃剑，科技在发挥巨大作用的同时，也带来了环境污染、伦理道德问题等负面影响素养落实把握唯物史观，力求“辩证看待”1如果没有麦克斯韦在理论上证明无线电波的存在以及赫兹的实验验证，除了幻想家外，谁都不会想到不要导线就可以传递信号。材料可用于说明第二次工业革命中(A)A科学与技术真正结合 B技术推动了科学理论进步C电报成为标志性成就 D电报发明具有偶然性解析：由材料信息可知，在第二次工业革命中，先有理论上的突破，然后才有了传递信号的发明，由此可知，此时科学和技术已经实现真正结合，故A项正确；由材料信息可知，应是科学理论推动技术进步，故B项错误；
19、电报的发明确实是基于电波理论，但不能因此说它是标志性成就，故C项错误；材料没有说明电报的发明是必然还是偶然，故D项错误。21880年，美国建立了第一个发电站，19世纪90年代末，美国已有2 700座发电站，发电量已达到248亿千瓦时，而英国同期只有45亿千瓦时。各项电器发明广泛应用于美国的工业、交通和公共事业部门。材料说明美国(A)A基本实现了电气化B取代英国世界第一的地位C成为工业革命中心D生产集中推动生产力发展解析：据材料美国的发电站数量、发电量、电器应用范围等信息可见在美国电力已经广泛运用，故A项正确。 蒸汽机和电气技术应用的不同之处蒸汽机应用电气技术应用机器产生方式蒸汽机的发明和改进靠
20、的是生产实践经验的总结，并非是科学与技术真正相结合的产物，这一过程主要在英国完成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(续表)蒸汽机应用电气技术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
21、本主义发展起来热考主题二考点综合拓展综合拓展(一)近代思想解放与近代科学技术产生、发展的关系1思想解放促进了近代科学技术的产生和发展(1)意大利的文艺复兴运动从思想上解放了人和人性，把人从宗教神学的束缚中解放出来，激发了人对宇宙、自然和人自身的探究热情。文艺复兴运动直接为打破地心说提供了思想动力和精神基础。(2)宗教改革、启蒙运动对人们思想的解放为近代科学技术的发展提供了思想条件。2近代科学技术的发展促进了新的思想解放(1)近代天文学革命打破了中世纪神学世界观的支柱之一地心说，给神学以极大冲击。(2)牛顿用数学的研究方法描述宇宙运行的自然法则，为启蒙思想提供了科学理论依据，对启蒙运动的开展起了
22、重要的推动作用。(3)进化论的观点挑战基督教神学所宣扬的神创论，促进了人类思想的解放。综合拓展(二)理解三次科技革命的影响(1)积极影响极大地提高了生产力。人们的生活水平普遍提高。政治上要求进一步民主化，使工人阶级和其他劳动群众普遍获得了一些政治权利。第一次工业革命巩固了资本主义各国的统治基础；第二次工业革命后形成了垄断组织，部分地克服了资本主义生产的无政府状态；第三次科技革命中互联网产生，更加方便了人们的生活。扩大了人类对自然的认识和征服能力。(2)消极影响资本主义国家加紧了对殖民地、半殖民地的掠夺，加剧了当地的贫穷与落后。第三次科技革命进一步扩大了发达国家与发展中国家的经济差距。造成对环境的污染日趋严重。如果无限制地发展工业，必然会造成资源的浪费和枯竭。互联网给人类带来了巨大的挑战。信息泛滥、垃圾信息、网络犯罪等，都给社会经济的发展带来了不利的影响。一些青少年沉溺于网络，不能自拔，对他们的生活和学习工作产生消极影响。
