专题二十 近现代科学革命与技术革命
一、近现代物理学的重大发展
（一）近代物理学
1、经典力学的重要奠基者——伽利略（近代科学之父）
17世纪初意大利科学家伽利略通过系统的观察和实验的研究方法，发现了自由落体定律等物理学定律，大大改变了自亚里士多德以来有关运动的观念。
伽利略的发现以及他开始的科学研究方法，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，为后来经典力学的创立和发展奠定了基础。 2、经典力学的建立者——牛顿 （1）主要内容：
英国科学家牛顿确认了物体宏观运动的规律。1687年，牛顿发表了《自然哲学的数学原理》。在书中，牛顿提出了物体运动三大定律和万有引力定律等，这些定律把地球上的物体的运动和天体的运动概括到同一理论之中，形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系。这一体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。后来，根据万有引力定律，人们发现了海王星等。 （2）经典力学提出的意义：
①牛顿的力学体系对自然界的力学现象做出了系统合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合；标志着近代科学的形成。
②对实践的作用——经典力学的发展时期，也是资本主义工业文明逐渐兴起和发展的时期，经典力学及其后物理学的众多研究成果，在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证。（万有引力定律准确地算出了地球的平均密度和扁平率，正确地解释了潮汐的成因）
（二）现代物理学
经典力学认为，时间和空间与物质运动无关，存在绝对的静止和绝对的时间。这与人们的一般看法一致。但20世纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。 1、量子论的提出与发展
19世纪末20世纪初，电子和放射线的发现，打开了原子的大门，人们对物质的认识深入到了原子内部。大量的实验表明，微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。 （1）提出：1900年，德国物理学家普朗克提出了著名的量子论。
（1900年，为了解决热辐射理论中的疑点，德国物理学家普朗克提出了量子假说。他认为：辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。这一假说宣告了量子论的诞生。）
量子论与物理学界几百年来信奉的“自然界无跳跃”的原则发生冲突，遭到许多物理学家的反对，但也得到了一些科学家的支持。
（2）发展：1905年，德国科学家爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应现象；后来
法国科学家德布罗意又提出物质波理论，进一步推动了量子论的发展。20世纪30年代，量子力学建立起来。
（3）量子论的意义：使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，让人们从根本上改
变了近代物理学中的传统观念，成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。
2、相对论的提出 （1）提出：20世纪初，德国科学家爱因斯坦提出了相对论，包括狭义相对论和广义相对论。
:狭义相对论认为：物体运动时，质量会随着物体运动速度的增大而增加。同时，时间和空间不是绝对不变，也会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生“尺缩效应”和“钟慢效应”。
广义相对论认为：时间和空间的性质不仅取决于物质的运动情况，也取决于物质本身的分布状态。
（2）相对论提出的意义
①相对论的提出，是对近代物理学思想的一次重大革命。它否定了经典力学的绝对时空观，揭示了时间和空间的可变性；它也发展了牛顿力学，将其概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。
⒉
②20世纪初，爱因斯坦提出了著名的质量能量公式：Ｅ＝mC，这一理论为核能的开发提供了依据，第二次世界大战期间和战后，核能研究得到迅速发展。 3、相对论和量子论出现的意义
相对论和量子论弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足，构成了现代物理学的基本理论框架（现代物理学的两大支柱）。它们的提出，不仅推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。
二、近代生物学的发展——达尔文创立生物进化论 （人们称赞达尔文是“生物学领域的牛顿” ）
1、生物进化论的创立：1859年，英国科学家达尔文发表《物种起源》，创立了生物进化论。 2、生物进化论的主要内容：
（1）自然界中生物的物种是不断进化的，它们经历了由低级向高级、由简单到复杂的发展过程；
（2）自然界进化的规则是“物竞天择，适者生存，自然选择”。 3、生物进化论的意义：
（1）打破了封建神学对人们思想的禁锢，促进了欧洲的思想解放； （2）促进了生物学的发展；
（3）进化论还启迪了一些国家的人们开展社会变革。（如19世纪中后期日本的明治维新，19世纪末中国的维新变法运动等。）
三、近代以来科学技术的发展（联系必修二专题五第三、四课） （一）“蒸汽时代”的到来——蒸汽机的发明
1、18世纪80年代英国工人瓦特经过不断改进，制成改良蒸汽机。他研制的蒸汽机除了用作矿井提水外，还可以带动车床、织布机等，能够适应不同工厂的需要。此后，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业等工业部门，都先后采用蒸汽机作为动力。蒸汽机是工业革命时期最伟大的发明，它成为时代的象征，使人类社会进入了“蒸汽时代”。
2、影响：蒸汽机发明以后，各行业出现了发明和使用机器的热潮，机器生产逐渐取代了手工劳动，工厂制取代了手工作坊，真正意义上的社会化生产逐渐形成。在工业化进程中，出现了许多工业城市；英、法、美等国家成为工业国家；蒸汽动力在交通运输工具的应用，轮船和火车出现，使世界各地的联系更加密切，世界日益成为一个整体。
（二）电气革命的出现——“电气时代” 1、电力的发明和广泛应用
（1）1831年，英国科学家法拉第发现了电磁感应现象，为发电机的发明奠定了理论基础。 （2）1866年，德国西门子发明发电机；不久，比利时的格拉姆发明了电动机。
发电机和电动机发明和使用，长距离的输变电技术的成熟，使电力成为继蒸汽动力之
后的一种新能源，进入了工业生产和社会生活的各个领域，使人类进入了“电气时代”。 （3）电气产品：“发明大王”爱迪生发明电灯等；电车和电梯的发明；电影和电视的诞生；电信工业的发展：美国人贝尔发明电话、意大利人马可尼发明无线电报； 2、电力的发明和应用带来的影响
电力的应用，为工业生产提供动力，使机器的使用更加普遍，更多的工业部门涌现出来，生产技术也更加先进。工业生产力的迅猛发展改变着社会结构和世界形势，资产阶级掌握了先进的生产力，实力日益壮大，开始确立对世界的统治。企业的规模也越来越大，生产和资本的集中促成了垄断组织的形成。
电气技术的广泛应用，使城市的面貌和人们的社会生活发生了巨大的变化。电灯使城市的夜晚亮如白昼。电车使城市居民出行更加方便，电梯使摩天大楼越建越高。电话使相隔千里如同近在咫尺，电冰箱、洗衣机、电熨斗等的使用大大减轻了人们繁重的家务劳动，电影和电视丰富了人们的业余生活。 电厂的大量建立、新的交通工具的大量使用，对资源的大量开采等，造成严重环境污染，破坏生态平衡。
（三）现代信息技术的发展——“信息时代” 1、 电子计算机与网络技术的发明和发展
（1）1946年美国研制出世界上第一台电子计算机，奠定了现代信息技术的基础。
（2）20世纪60年代末，美国出于“冷战”的需要，加紧对信息技术的研究和开发，结果
导致了互联网的诞生。
（3）20世纪90年代以后，互联网进一步发展成为全球信息网。信息化社会开始出现。
（互联网的特点——具有界面直观、声像兼备、链接灵活，高速传输等特点。） 2、现代信息技术对人类社会的影响——网络是一把双刃剑
（现代信息技术的发展推动了人类的生产、生活、工作以及学习和思维方式的深刻变化） （1）使信息化社会开始出现，人类进入“信息时代”；
（2）信息经济在世界各地全面发展，加快了经济全球化步伐；
（20世纪90年代，一种新的经济形态，即知识经济首先在美国出现。目前，在欧美的发达国家，信息经济已经成为国民经济中发展最快的部门。） （信息技术也促进了传统产业的更新改造。如大量的传统产业借助互联网脱胎换骨，不仅改革了生产工艺，提高了管理水平，而且还能通过全球营销和采购，扩大市场，降低成本。）
（3）互联网改变了人们的工作和社会交往方式，引起了一场学习的革命。
（如人们许多工作已经不必在工厂、车间或办公室中做，人们可以在家中或者在世界上任何地方完成工作，不仅提高了工作效率，还增加了乐趣。网络聊天、网上游戏、网上购物等也改变了人们的社会交往方式。）
（互联网的出现还为教育提供了新的发展空间，引起了一场学习的革命。） 3、互联网面临的问题：
（1）在互联网时代，信息泛滥、垃圾信息、网络安全、网络犯罪等，都对社会经济的发展产生越来越大的影响；同时，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。
（2）互联网还创造了一个虚拟社会，会使许多人尤其是青少年沉迷其中不能自拔。
4、今天我们对待网络的正确态度：我们一方面要大力发展信息技术，另一方面要采取措施，克服其不利影响，以使其更好地为人类发展服务。
（四）科学技术进步对人类社会发展的影响
（1）极大地推动了社会生产力的发展和人类社会的进步；
（蒸汽机的发明、电气技术的应用和现代信息技术的出现，分别使人类社会进入了“蒸汽时代”、“电气时代”和“信息时代”，是人类社会实现工业化过程中的三次飞跃，极大地推动了社会生产力的发展和人类社会的进步。） （2）推动了社会变革和文明的进步；
（3）改变着社会结构和世界形势，使世界各地的联系更加密切，世界日益成为一个整体； （工业革命中，资产阶级由于掌握了先进的生产力，实力日益壮大，开始确立对世界的统治。）（同时，随着信息交流和交通运输的便捷，世界各地的联系更加密切，世界日益成为一个整体。）
（4）推动了城市化进程；
（5）使人们的生活变得更加丰富多彩。
（6）但是，科技进步也会加剧全球发展的不平衡，以及造成严重的环境污染等问题。
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