专题十 近代世界科学技术

专题十 近代世界科学技术课程标准：1、了解牛顿的经典力学体系的创建，认识物理学对近代科学发展的推动；2、了解进化论的主要内容及意义。3、了解蒸汽机的发明和电气技术的应用。

16世纪前，中国的科技发展水平远远超过西方，但“为什么近代科学只在欧洲文明中发展，而未在中国文明中成长，中国在近代为何远远落后于西方？”“李约瑟难题”概念阐释1、传统科学 建立在直观的观察和思辨性的猜测以及形式逻辑的演绎基础之上，基本属于现象的描述和经验的总结，没有形成系统的理论和相对独立学科体系。2、近代科学 在收集材料的基础上，从现象深入到本质，从经验定律上升为系统的科学理论。建立在观察实验基础上，以实验事实为根据和以归纳推理为主要研究手段，确立了一系列定量的科学规律。思考：传统科学与近代科学有何区别？传统科学主要是经验性和描述性的，近代科学注重理论性和规律性的探究”一、近代科学技术迅猛发展的原因（1）经济：（2）政治：（3）文化：（4）个人：生产力发展和社会发展的需求资本主义制度的逐步确立人文主义和理性主义的兴起解放了人们的思想科学家们的个人天赋和不懈努力托勒密于公元二世纪，提出了“地心说”。其实，地心说是亚里士多德的首创，他认为宇宙运动是由上帝推动的。至于教会利用和维护地心说，那是托勒密死后一千多年的事情了。基督教认为，人是上帝根据自己的形象而创造的，而日月星辰又是上帝为了人而创造的，所以人居住的地方理应是宇宙的中心。基督教思想与托勒密地心说相结合，就形成“地球在宇宙中心，上有天堂、下有地狱”这样的构想或假想。托勒密与“地球中心说”尼古拉·哥白尼1473年出生于波兰。哥白尼接受了文艺复兴的进步思想，并且研究了古希腊哲学和天文学著作，注重实际测量。

40岁时，哥白尼提出了日心说，并经过长年的观察和计算完成他的伟大著作《天体运行论》。

波兰哥白尼（1473-1543）哥白尼的“太阳中心说” 哥白尼在《天体运行论》中所用的27个实例中有25个是他自己的实测记录，如他测得地月平均距为地球半径的60.30倍（现代值为60.27倍）。为了对付各种非难和困难，他谨慎地对日心假说做了三次大修改，直到1543年临终前他才看到《天体运行论》的清样（搁置了30多年）。正如恩格斯所说，日心说是“向神学发出的挑战书”，是“自然科学的独立宣言”。哥白尼揭开了近代自然科学革命的序幕。二、近代科学技术发展的表现1、天文学（1）哥白尼①观点：②地位：③代表作：④影响：“太阳中心说”近代天文学的奠基人《天体运行论》——“自然科学的独立宣言”日心说不仅改变了那个时代人类对宇宙的认识，而且从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的基础。乔尔丹诺·布鲁诺是文艺复兴时期意大利伟大的哲学家、科学家。他发展了波兰科学家哥白尼日心说，提出“宇宙无限说”，（太阳系在宇宙中不止一个，而是有无数个。这样就剥夺了太阳在宇宙中的特殊地位，与基督教的宇宙结构画面完全不同）还提出了唯物主义思想。这些学说及思想极大地撼动了教会的统治地位，被教会处以火刑，布鲁诺在罗马的百花广场上英勇就义。但他的思想在欧洲大陆传播开来，他捍卫真理不畏迷信的精神被人们所歌颂。意大利布鲁诺（1548-1600）一个被火烧死的真理捍卫者伽利略·伽利雷（1564-1642），近代实验科学的先驱者，是意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、力学家、哲学家、物理学家、数学家。

他反对教会的陈规旧俗，由此，他晚年受到教会迫害，并被终身监禁。他以系统的实验和观察推翻了亚里士多德诸多观点。因此，他被称为“近代科学之父”。他的工作，为牛顿的理论体系的建立奠定了基础。科学的真理不应在古代圣人的蒙着灰尘的书上去找，而应该在实验中和以实验为基础的理论中去找。

——伽利略

1610年，伽利略用望远镜发现有4颗卫星围绕着木星转。这一发现震动了整个欧洲和全球科学界。 伽利略是第一位利用望远镜观察天体的人。目前人类发现的16颗木星卫星中，有４颗叫“伽利略卫星”。

他又发现太阳上有黑子，月球上有山脉，为哥白尼的地球绕着太阳公转的“日心说”找到了有力证据。宗教法庭把他软禁在家，不准外出。８年多后，伽利略临死前仍不屈服，坚定地说：“地球确实在围着太阳转！”1590年，伽俐略在比萨斜塔的顶层做过自由落体运动的实验，让两个重量相差10倍的铁球，同时从塔顶落下，结果，两球同时着地，因而，雄辩地一举推翻了束缚人们思想近2000年的希腊著名学者亚里士多德关于重量不同的物体，其下落的速度也不相同的“物体下落速度与重量成正比”的理论。伽俐略开创了实验物理的新时代，被人们称为“近代科学之父”，伽俐略用来做实验的斜塔因而更加遐迩闻名。（2）伽利略①观点：③影响：为

的创立奠定了基础。1610年发现了木星的四颗卫星以实验为根据具有严密逻辑体系的近代科学证明了日心说：开创了：②地位：“近代科学之父”牛顿经典力学二、近代科学技术发展的表现1、天文学

艾萨克·牛顿（IsaacNewton）是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家。牛顿创立了微积分、总结出了万有引力定律以及经典力学的三大定律、最早发现了光的组成，指出了色散的本质。为了纪念牛顿在经典力学方面的杰出成就，“牛顿”后来成为衡量力的大小的物理单位。1727年3月20日，伟大的牛顿逝世，他被埋葬在威斯敏斯特教堂，在他的墓碑上镌刻着： 让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在！1781年天王星被发现，科学家用牛顿力学计算它的轨道，可是计算结果总是同观测纪录不大相符。经反复核算，观测无误。那问题是否出现在牛顿力学上面？法国的勒维列和英国的亚当斯坚信牛顿力学的正确，大胆猜想计算结果之所以不理想，是因为太阳系中还有一颗未知的行星，我们没有考虑到它对天王星的引力作用。他们用牛顿力学算出了这颗未知行星的位置和质量。1848年9月23日，柏林天文台台长在收到勒维列来信的当晚，用望远镜对准勒维列所指出的位置，一下子就看到了一颗新的行星—海王星。勒维列无需观测星空，就在笔尖上发现了新行星。牛顿力学又创造了新的奇迹。海王星和冥王星的发现二、近代科学技术发展的表现2、物理学：牛顿（1）成就①数学：微积分②物理学：万有引力定律和力学三大定律③光学：光的散射（2）代表作：（3）影响：①（自然科学角度）为经典物理学和天文学奠定了基础，标着人类科学时代的开始；②（生产力和社会发展角度）牛顿力学和热学引发了第一次工业革命；③（哲学角度）为启蒙思想和唯物主义哲学奠定基础。《自然哲学的数学原理》达尔文与进化论

基督教和科学研究二者必然发生矛盾和冲突。最著名的有两大争论，一是围绕日心说与地心说的争论，二是围绕生物进化论的争论。 圣经《旧约·创世纪》声称整个世界以及所有生物都是上帝创造的，这就是“神创论”，它是对“上帝论”的引申。17世纪爱尔兰一位大主教甚至“推算”出上帝是在公元前4004年10月17日开始创造世界，经过6天到10月22日完成。“神创论”还与“目的论”相结合成为神学“目的论”。材料1：《圣经》是基督教的经典，由《旧约全书》和《新约全书》组成。《旧约全书》的开篇就是《创世纪》。根据它的说法，上帝在七天之内创造了世间万物：光、黑夜、白昼、天空、水、路地、植物、日月星辰、海洋生物、飞禽走兽、昆虫、牲畜。材料2：达尔文推翻了那种把动植物物种看做彼此毫无联系的、偶然的，“神造的”、不变的观点。第一次把生物学放在完全科学的基础上，确立了物种变异性和继承性。材料3：有人说，17世纪的牛顿把“造物主（神）”从无生命现象的研究领域驱逐出去了，19世纪的达尔文又把“造物主（神）”从有生命现象的研究领域驱逐出去了。（1）依据材料1，基督教是如何解释世界的起源的？（2）依据材料2、3，达尔文是如何把“造物主（神）”从有生命的研究领域驱逐出去的？查尔斯·达尔文（1809—1882），英国生物学家，进化论的奠基人。曾乘贝格尔号舰作了历时5年的环球航行，对动植物和地质结构等进行了大量的观察和采集。1859年11月24日出版《物种起源》这一划时代的著作，提出了生物进化论学说，从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。恩格斯将“进化论”列为19世纪自然科学的三大发现之一。达尔文乘坐“贝格尔号”作环球旅行在这部书里，达尔文旗帜鲜明地提出了“进化论”的思想，说明物种是在不断的变化之中，是由低级到高级、由简单到复杂的演变过程。从反动教会到封建御用文人都狂怒了，群起攻之，诬蔑达尔文的学说“亵渎圣灵”，触犯“君权神授天理”有失人类尊严。二、近代科学技术发展的表现3、生物学：达尔文（1）成就：（2）代表作：（3）影响：以自然选择为基础的生物进化论1859《物种起源》①思想：从根本上改变了人们对生物界和人类和在生物界中位置的看法，开创了生物科学发展的新时代。②社会：优胜劣汰的观点成为资产阶级进行改革或革命的理论依据。年轻的博物学家赫胥黎敏锐地认识到了进化论所具有的革命意义和科学价值，他把《物种起源》一书比作黑暗中照亮人们前进的闪电。达尔文的进化论也的确给赫胥黎以巨大的启示，他以进化论为武器，研究了前人发现的人类头骨化石等资料，大胆地提出“人类是和猿类由同一个祖先分枝而来”。就这样，人猿同祖论首次被赫肯黎提了出来。这是人类起源认识史上一个新的里程碑。托马斯·赫胥黎趁热打铁1、恩格斯说：“在中世纪的黑夜之后，科学以意想不到的力量一下子重新兴起，并且以神奇的速度发展起来，那么，我们每次把这个奇迹归功于生产。”恩格斯认为自然科学产生的最主要的原因是A、农业、手工业的发展B、文艺复兴、宗教改革运动C、中国四大发明在欧洲广泛传播D、新航路的开辟及世界市场的扩大趁热打铁2、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．生产力的水平高低趁热打铁3、西方历史学家指出：“当人们谈及最近几代人中被传入日本等东方国家的西方文明时，我们不是指希腊罗马哲学和人文主义思想，也不是指日本的基督教化，而是指在17世纪后半叶开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具。”这里的“开始改变西方面貌的科学、思维模式和文明的所有工具”是指A.牛顿创立经典力学 B.瓦特改良蒸汽机C.达尔文生物进化论 D.爱因斯坦相对论趁热打铁4、“事实上，自然界就仿如一个巨大的机械装置，按照可以通过观察、实验和计算来确定的某些自然法则在进行运转。人类的各门知识都可以分解为少数简单而统一的有理性的人能够发现的定律。”材料体现了谁的主要思想A．牛顿 B．哥白尼C．达尔文 D．普朗克5、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趁热打铁趁热打铁6、1889年，上海格致书院春季考试的一份答卷中，这样写道：“……（某人）一千八百五十九年，特著一书论万物分种类之根源，并论万物强存弱灭之理……此谓天道自然之理。”文中的“天道自然之理”，指的是A．日心说 B．进化论C．经典力学 D．相对论趁热打铁7、神创说和进化论是人类在生命起源问题上两种截然不同的观点。进化论思想最终取代神创说的根本原因是A．人类认识水平的提高B．社会生产力的发展C．思想解放运动的洗礼D．资本主义制度的确立8、伏尔泰对一个重大的历史事件这样评价：“整个自然界所有的行星竟会服从永恒的法则，而有一种身高5英尺的小动物竟然不顾这些法则，完全按照自己的怪想随心所欲地行动，这是非常奇异的。”这个事件是A．《自然哲学的数学原理》B．《物种起源》的发表C．量子理论的诞生与发展D．相对论的创立趁热打铁趁热打铁9、英国哲学家怀特海在《科学与近代世界》一书中写道：“伽利略说地球是动的，太阳是固定的；宗教法庭则说地球是固定的，太阳是动的，而牛顿派的天文学家则采取了一种绝对空间的理论，认为地球与太阳都是动的。”作者意在说明A．宗教法庭曾经热衷于科学研究B．科学家与宗教法庭的观点难以调和C．地球与太阳的运动关系难以判断D．科学家曾经继承了宗教法庭的观点

詹姆斯·瓦特（1736年—1819）是英国著名的发明家，是工业革命时期的重要人物。英国皇家学会会员和法兰西科学院外籍院士。他对当时纽可门蒸汽机作了一系列的重大改进，提高了蒸汽机的热效率和运行可靠性，对当时社会生产力的发展作出了杰出贡献。后人为了纪念他，将制中功率和辐射通量的计量单位称为瓦特，常用符号“W”表示。他的芳名将永远刻在人类的历史上。瓦特与蒸汽机二、近代科学技术发展的表现4、能源领域：（1）瓦特与蒸汽机①背景：

②意义：英国工业革命需要新动力的支撑与推动（生产力发展的需要）A、解决了工业革命的动力问题B、使工厂摆脱了自然条件的限制，加快了工业化的步伐。C、推动了新交通工具的出现，加强了各地的交流和联系。——第一次工业革命“蒸汽时代”爱迪生与电的应用托马斯·爱迪生(1847—1931)是位举世闻名的美国电学家和发明家，他除了在留声机、电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外，在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。爱迪生一生共有约两千项创造发明，为人类的文明和进步作出了巨大的贡献。为了选择做灯丝用的物质，爱迪生共对1600种不同的材料进行试验，仅植物类的炭化试验就达6000多次。他的试验笔记簿多达200多本，共计40000余页，先后经过3年的时间。他每天工作十八、九个小时。甚至在1871年圣诞节他结婚的那一天，竟因工作忘记了新娘子，让妻子玛丽小姐在洞房中空等了一夜。最后发明了白热电灯——竹丝电灯。直到1908年发明用钨做灯丝后才代替它。爱迪生在科学研究的道路上，步履坚实，用心维艰，的确花费了巨大的体力与心力。爱迪生被视为当代最多发明物的人，拥有1093项专利在他名下。

“天才是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水”“最大的浪费莫过于浪费时间了。”“人生太短暂了，要多想办法，用极少的时间办更多的事情。”爱迪生的发明：电灯电报电话电车电梯留声机蓄电池打字机甚至与电力无关的橡皮、水泥二、近代科学技术发展的表现4、能源领域：(2)爱迪生与电的应用①背景：②成就：A、现代工业生产的动力和能源要求B、科学新发现的推动（电磁感应现象的发现，法拉第）C、发电机的发明—电力时代到来标志（1870年，格拉姆）电灯、电报、电话、电影等推动了社会变革和文明进步；改变了人们的生活方式，将人类社会推进了电力时代。——第二次工业革命“电气时代”③影响：探究：结合本课所学知识，说说从近代科学技术的发展中你得到的认识。①科学技术是第一生产力，必须加大对科学技术的投入；②经济的发展既为科技发展提供物质基础，也会推动科技的持续创新进步，应该坚持以经济建设为中心；③科技的进步离不开人才的培养；科教兴国④……趁热打铁1、科技史专家丹皮尔认为：以前的发明主要是“世纪生活的需要推动技术家取得进一步的成就”，后来“为了追求纯粹的知识”而进行研究，“开始走到实际的应用与发明的前面，并且启发了实际的应用和发明。”下列发明属于后者的是①蒸汽机 ②汽车 ③火车 ④电灯A、①② B、①③ C、②④ D、③④趁热打铁2、19世纪初的一则名人讣告在说到名人的发明时说：“它武装了人类，使虚弱无力的双手变得力大无穷，健全了人类的大脑以处理一切难题。它为机械动力在未来创造奇迹打下了坚实的基础，将有助并报偿后代的劳动。”这位名人及其发明是瓦特

改良蒸汽机

西门子

发电机C．爱迪生

电灯

D．哈格里夫斯

珍妮纺纱机小结科学家国家主要成果地位哥白尼波兰提出太阳中心说近代天文学奠基人伽利略意大利开创近代科学“近代科学之父”牛顿英国牛顿经典力学人类科学时代的开始达尔文英国生物进化论生物学领域掀起一场划时代革命瓦特英国改良蒸汽机“蒸汽时代”爱迪生美国科技发明“发明大王”搏击高考1、（10·福建）图9是一张历史研究性学习涉笔活动宣传海报的配图。据此判断，下列标题中最适合于这份海报的是A．“超越时空的梦想”B．“探索与发现：海王星”C．“普朗克的假说与验证”D．“比萨斜塔—亚里士多德力学学说的终结”TheEarthTheMoon2、（10·广东）《新