一轮复习：近代以来世界科学发展历程

近代以来世界的科学发展历程科学理论科学成果物理学生物学蒸汽机电的应用电子计算机经典力学早期进化思想生物进化论相对论量子论轮船、火车蒸汽时代发电机、内燃机、电话、飞机、汽车互联网电气时代信息时代世界科技发展的三个阶段：(1)兴起阶段：文艺复兴运动促使近代自然科学兴起，实现了科学史上的第一次革命。哥白尼提出了“太阳中心说”；伽利略自制了天文望远镜，进一步证明了太阳中心说；牛顿力学的创立则成为近代科学形成的标志；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。(2)突破性阶段：19世纪前期电磁感应现象的发现和19世纪电磁学的辉煌成就。电的广泛应用使人类进入电气时代；达尔文发表了《物种起源》，从根本上改变了19世纪绝大多数人对生物界和人类在生物界中位置的看法，否定了神创说；爱因斯坦提出了相对论和光的量子理论，普朗克提出了量子假说，描绘了一个宏观宇宙世界和微观粒子世界，改变了人们看世界的角度和方式。(3)飞跃阶段：20世纪四五十年代以来，出现了电脑与网络、生物工程技术、航天技术等一系列高新技术，科技在各个领域都取得了突破性进展，且整体性、综合化的程度更高。◆16世纪以来西方科技迅速发展的原因？(1)商品经济的发展和资本主义工业为其发展奠定了物质基础并成为主要动力。(2)新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需要：一方面，资本主义的发展需要自然科学的发展来促进生产力的发展，另一方面，新兴资产阶级要求掌握政治权力，他们需要把自然科学作为反对宗教统治争取思想自由的理论武器。(3)自然科学自身发展的需要：经过中世纪前期的漫长黑夜，自然科学逐渐复兴。资本主义生产方式的产生和发展，不仅向自然科学提出大量的研究课题，还提供了丰富的经验材料以及新的科学实验条件。(4)文艺复兴、地理大发现和宗教改革的推动。一、物理学的重大进展伽利略牛顿爱因斯坦普朗克◆经典力学的奠基和建立——伽利略和牛顿(17世纪)◆从经典力学到相对论——爱因斯坦(19世纪末到20世纪初)◆量子论的诞生和发展——普朗克(19世纪末到20世纪初)一、物理学的重大进展(一)经典力学伽利略(1564—1642)牛顿(1642—1727)人物贡献影响经典力学奠基者建立者伽利略牛顿标志：1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》成就：物体运动三大定律；万有引力定律；形成了以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系；①创立科学的研究方法：实验和观察。②物理学：实验证明力与运动状态的关系，发现自由落体定律等。③天文学：自制望远镜观察天体并取得大量成果的第一人，证明了哥白尼“日心说”的正确性。对解释和预见物理现象有决定意义;标志着近代科学的形成；促进了两次科技革命的出现。开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学,(近代科学之父)为经典力学的创立和发展奠定了基础。开辟了天文学的新时代。解析低速运动、宏观世界物理现象。无法解释微观高速运动现象“19世纪已经将物理大厦全部建成，今后物理学家只是修饰和完美这座大厦”19世纪末，物理学界连续发生了三个重大事件，这就是X射线、放射性和电子的发现。这三大发现以实验事实使得原子不可分、不变化的传统观念发生了动摇。物理学家们曾认为的似乎已经基本上完成了的经典物理学体系，从根本上出现了动摇，这就是所谓的“物理学危机”。穿越时空的梦想爱因斯坦为说明相对论讲了这样一个故事，在未来的某一时间里，有一对２０岁的孪生兄弟，弟弟乘宇宙飞船以２９万千米／秒的速度飞行，哥哥留在地理上，５０年以后，当哥哥已经变成白发老人时，他去迎接回到地球上的弟弟，却发现弟弟还是一个３０多岁的年轻人．天上一日，地上一年(二)相对论的创立——爱因斯坦1、提出：20世纪初，爱因斯坦发表《论动体的电动力学》2、内容：1905年爱因斯坦提出狭义相对论和光速不变原理。1916年他完成了广义相对论的最终形式。这被看作人类思想史上最伟大的成就之一3、意义：①是物理学领域的一次重大革命；②否定了经典力学的绝对时空观；③发展了牛顿力学；④推动物理学发展到一个新高度(三)量子论的诞生与发展1、背景：①19世纪末20世纪初，电子和放射性的发现。②实验表明微观粒子的运动不能用经典力学的理论来说明。2、诞生：1900,德国物理学家普朗克3、发展：①爱因斯坦利用量子论成功解释了光电效应②丹麦玻尔提出有关原子的量子理论4、意义：①使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步②与相对论一起,构成现代物理学的基础经典力学：解析低速运动、宏观世界物理现象近代物理学相对论：微观世界、高速运动量子论：解释微观世界物理现象现代物理学为相对论的提出奠定基础继承和发展了经典力学经典力学、相对论、量子论的关系：19C末经典物理学危机思考总结——物理学的发展给了我们什么样的启示？敢于质疑，勇于创新，实践出真知.二、探索生命起源之谜东方：女娲造人神创论：上帝创世物种不变西方：上帝创世说为什么神创论能够成为生物起源的共识，并且长期流行？①生产力水平不高②知识贫乏③教会的禁锢④没有人敢去研究A①②④B②③④C①②③D①②③④《物种起源》“进化论”达尔文◆生物进化论2、理论观点：1、创立的标志：1859年英国科学家达尔文发表了《物种起源》(1)生物是进化而来的：经历了由低级向高级，由简单到复杂的发展过程。(2)自然选择：现存物种具有共同的祖先，物种变异是“自然选择”的结果。(3)物竞天择：为了生存和繁衍生物存在种间和种内竞争。(4)适者生存：能适应环境而发生变异的个体，将获得较多生存和繁殖的机会，反之则遭淘汰。布鲁诺达尔文&1600年2月17日，布鲁诺在罗马的百花广场上被烧死了。1882年4月19日，达尔文去世，根据20名国会议员提议，被厚葬于威斯敏斯特大教堂，睡在牛顿的身旁。思考：为什么同样是对神权的反对，死的待遇那么不同?3、进化论出现的背景◆理论基础：18世纪下半期到19世纪，细胞学说的确立和拉马克早期生物进化思想的形成。◆政治、经济基础：17-18世纪，资产阶级革命和工业革命相继发生，人们的视野不断拓宽，思想更加开放。◆思想基础：文艺复兴后，基督教神学受到极大冲击。面向现实世界、重视实践、崇尚理性的追求蔚然成风施莱登德意志1838年植物发育的基本过程就是细胞的形成过程施旺德意志1839年一切有机体由细胞组成拉马克德国19世纪50年代细胞学说的胚胎学说结合起来4、进化论的影响(1)对思想和宗教：有力地挑战了神学创世说；(2)对生物学本身：开创了生物科学发展的新时代，达尔文被称为“生物学领域的牛顿”；(4)对近代中国：引起19世纪末中国思想界的震动(3)对社会科学：为马克思主义奠定自然史基础；拓展1：进化论对近代中国的影响：进化论对处于国家危亡时期的中国思想界也产生巨大震动。救亡图存的变法运动和革命运动蓬勃兴起。(1)1896年严复翻译赫胥黎的著作《天演论》，敲响了祖国危亡的警钟，宣传变法思想。(2)康有为把儒家今文经学中的“三世说”和西方的进化论结合起来，宣传维新思想。(3)新文化运动的前期,主要是传播西方的民主与科学，主要宣传资产阶级自由平等学说和达尔文的进化论。拓展2：14—19世纪，欧洲在思想领域、天文学领域、物理学和生物学领域如何挑战封建神学？①14—16C文艺复兴提倡人文主义，肯定人的价值和尊严，把神从人们的生活中驱逐出去；②16C哥白尼提出日心说，把神从天文学领域驱逐出去；③17C牛顿创立经典力学，提出了物体运动三大定律和万有引力，把物体运动和天体运动概括到同一个理论之中，把造物主（神）从无生命现象研究领域驱逐出去；④19C达尔文创立生物进化论，认为生物是进化而来的，把造物主（神）从有生命现象的研究领域驱逐出去。据美国盖洛普公司在20世纪90年代的三次民调，坚信上帝造人的美国成年受访者达44％以上，作为达尔文故乡的英国相信“物种的进化非由神定”的人也不到4成。这说明科学和宗教在人类起源问题上的分歧仍然很大。这一分歧的根源在于：A．教育的进步状况B．科学的发达程度C．世界观的认识差异D．生产力的水平高低达尔文进化论是科学史上最重要的科学理论之一，但人类历史上，恐怕很少有哪种科学理论像进化论这样传得变了形。法国科学家、诺贝尔奖得主雅克•莫诺曾深刻地指出：“进化论遇到的一个麻烦在于，每个人都自以为理解它。”对这句话理解准确的是：A没有人能真正理解进化论学说B进化论引入社会领域是对其思想的曲解C社会进化论是其理论核心D进化论学说应该与时俱进英国哲学家赫伯特•斯宾塞创造了“适者生存”这一说法，以此来捍卫进化论；近代中国知识分子严复接受并传播进化论。两者给东西方带来的共同影响是：A直接导致中英两国政治改革B改变了部分知识分子的世界观C否定了上帝的权威D开始了民主、科学对民众的启蒙三、从蒸汽机到互联网三次工业革命比较简表次第项目第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命时间18世纪60年代开始（首先发生英国）19世纪70年代开始（资本主义大国同时）20世纪四五十年代开始标志性发明珍妮纺纱机改良蒸汽机电力的广泛应用内燃机的创制原子能技术、电子计算机、航天技术、分子生物学、遗传工程、人工合成材料主要成就1.棉纺织：阿克莱特在曼彻斯特建立棉纺厂—第一个使用机器的大工厂2.动力：瓦特－改良蒸汽机3.交通运输：A.富尔顿－轮船（美、1807年）；B.史蒂芬孙－蒸汽机车（1814年）1.电力的广泛应用：西门子－发电机、爱迪生－耐用电灯泡；2.内燃机和新交通工具的创制：内燃机和柴油机；本茨－汽车、莱特兄弟－飞机；3.电讯事业的发展：贝尔－电话、马可尼－无线电报4.化学工业的开发与发展：电力工业、钢铁工业、化学工业、汽车、造船业等。原子能（1945年美国－原子弹爆炸）、航天技术、电子计算机的应用、高分子合成技术等。次第项目第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命背景条件三次工业革命背景条件比较1.前提－资产阶级统治的确立；2.资本和劳动力－圈地运动、贩卖黑奴和殖民掠夺；3.技术－发达的工场手工业；4.市场－国外市场不断扩大；5.科学知识—自然科学的发展。1.政治保障－资本主义制度在世界范围内确立；2.资金－资本的进一步积累和对殖民地的掠夺；3.科学技术－自然科学的突破性进展和第一次工业革命的影响4.市场－A德、美、日等国的统一开辟了国内市场；B世界市场的出现和资本主义世界体系的形成，进一步扩大了对商品的需求。1.政治保障－资本主义发展相对稳定和国家垄断资本主义发展；2.先决条件－科学理论的重大突破；3.必要手段－科学技术的发展具备了一定的物质和技术基础；4.推动力－社会需要（二战中的军事需求、战后军备竞争和发展经济的要求）次第项目第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命特点三次工业革命特点比较1.首先发生在英国，从发明和使用机器开始到机器生产机器；2.开始于轻工业（棉纺织）部门，发明机器者大多是具有实践经验的工人和技师；3.大机器生产代替工场手工业1.科学与工业生产紧密结合，与技术结合。推动生产力的发展；2.同时在几个国家发生，规模广泛，发展迅速；3.有许多国家与第一次工业革命交叉进行1.科学技术转化为直接生产力的速度加快；2.科学和技术密切结合相互促进；3.科学技术各个领域间相互渗透，高度分化又高度综合次第项目第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命影响1.极大地提高了生产力进入“蒸汽时代”2.社会结构发生重大变革，社会日益分裂为两大对立阶级；3.经济结构发生重大变化，开始了城市化进程；4.世界格局发生变化，东方从属于西方；5.殖民侵略进入以商品输出为主时期。6.自由主义兴起1.生产力迅猛发展进入“电气时代”2.社会关系：垄断与垄断组织形成,主要资本主义国家进帝国主义阶段；3.政治经济发展的不平衡加剧，世界力量对比格局发生改变;4.帝国主义列强加紧瓜分世界，殖民侵略进入以资本输出为主的时期.1.极大地推动了社会生产力的发展－提高劳动生产率的手段改变,“太空时代”“信息时代”；2.促进了社会经济结构和社会生活结构的变化－－第三产业比重上升。人们的衣食住行等日常生活发生变革；3.推动了国际经济格局的调整－－扩大了发达国家同