第十六单元 近代以来的世界科学文化与现代中国科技、文化事业
[单元主旨概览] 近代以来世界科学发展在物理学、生物学等众多学科领域取得了很多划时代的成果，出现了一大批科学巨匠；随着科学技术的发展，18世纪后期开始进入“蒸汽时代”，19世纪晚期步入电气时代，20世纪末跨入“信息时代”。19世纪以来世界各种文学流派和作品应运而生，音乐和美术领域硕果累累，影视艺术的发展，丰富了人们文化生活。新中国成立之后，科学技术和文化、教育事业都取得了巨大成就，但发展的道路却并不平坦，而是充满曲折与坎坷，有很多的经验教训值得吸取。
考点
历史特征
主要表现
物理学的重大进展
由经典力学到相对论的重大革命
经典力学；相对论的创立；量子论的诞生及发展
探索生命起源之谜
由神创论到生物进化论
神创学说；拉马克早期生物进化思想；达尔文的生物进化论
从蒸汽机到互联网
由蒸汽时代，到电气时代，再到信息时代
蒸汽时代；电气革命；信息技术的发展
文学的繁荣
近现代文学流派的演变与资本主义的不同发展阶段息息相关
浪漫主义文学；现实主义文学；20世纪的世界文学
美术的辉煌
美术流派的发展演变与资本主义的发展及不同地区的国情密切相关
新古典主义；浪漫主义美术；现实主义美术；印象画派；现代主义美术
音乐与影视艺术
资本主义的时代精神和民族主义的增强造就了不同的音乐流派，科技的发展促进了影视艺术的产生
19世纪的音乐流派；20世纪的世界音乐；影视艺术的产生和发展
新中国的科技成就
取得突飞猛进的发展，某些领域达到国际先进水平
“两弹一星”到载人航天；袁隆平与杂交水稻；计算机与生物技术的发展
国运兴衰，系于教育
形成了完整的国民教育体系，上升为科教兴国战略
人民教育的奠基；动乱中的教育；教育的复兴
百花齐放，百家争鸣
呈现出繁荣发展的局面，具有阶段性、多样性、人民性的鲜明特点
1956年“双百”方针提出；“文革”期间“双百”方针遭遇挫折；十一届三中全会以来， “双百”方针恢复
第1讲 近代以来世界的科学发展历程
1．了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展
中的重要地位。
2．简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上
产生分歧的根源。
3．知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。
4．以蒸汽机的发明和电气技术的应用为例，说明科学技术进步
对社会发展的作用。
5．以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影响。
[历史广角]
牛顿运动定律
牛顿运动定律，是牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿第三定律的总称。牛顿第一定律(惯性定律)：没有受到外力作用的物体，保持匀速直线运动或静止状态不变，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向和力的方向一致。牛顿第三定律(作用力和反作用力定律)：任何一个作用力必有另一个大小相等、方向相反并在一条直线上的反作用力。
[历史广角]
细胞学说
19世纪30年代，德国人施莱登、施旺共同创立细胞学说。1838年，施莱登提出：细胞是一切植物结构的基本单位；1939年，施旺将细胞学说扩展到动物界，提出：一切有机体都由细胞构成。19世纪50年代，德国医生德马克等人提出“细胞分裂说”，指出发育过程就是细胞分裂(复制)的过程。细胞学说得到进一步完善。
[历史广角]
“蒸汽时代”
18世纪60年代到19世纪中期，资本主义生产经历了一场机器大生产取代手工工场的技术革命。历史上称这一发展过程为工业革命或产业革命。而蒸汽机是工业革命时期最伟大的发明，它不仅解决了工业发展的动力问题，而且有力地推动了一系列新兴工业部门的兴起，掀起了发明和使用机器的热潮。蒸汽机在工业革命中起了最重大的作用，使社会生产力发展水平的主要标志——生产工具进入蒸汽时代，蒸汽机成为时代的象征。人们称工业革命时期为“蒸汽时代”。
[历史广角]
信息经济
信息经济又称资讯经济、IT经济。作为信息革命在经济领域的伟大成果的信息经济，通过产业信息化和信息产业化两个相互联系和彼此促进的方式得到迅速发展。通俗的讲，信息经济，是以现代信息技术等高科技为物质基础，信息产业起主导作用的、集信息、知识、智力为一体的一种新型经济。
主题一 近代科学的发展
[自主探究·读史有得]
西方近代科技的特点
材料 在18世纪中叶以前，自然科学研究主要是运用观察、实验、分析、归纳等经验方法达到记录、分类、积累现象知识的目的。在18世纪中叶以后，由于启蒙运动的发展，“自然科学便走进了理论的领域而在这里经验的方法就不适用了，在这里只有理性思维才能有所帮助”。理性思维就是对感性材料进行抽象和概括，建立概念，并运用概念进行判断和推理，提出科学假说，进而建立理论或理论体系。19世纪道尔顿的原子论、阿伏加德罗的分子学说、门捷列夫的元素周期律开始都是以假说形式出现的。
——《近代自然科学发展史上的三次危机与突破》
据材料，概括西方近代科技的特点。
[教你读史] 注意材料可划分为两个层次，第一层是科学研究的方法；第二层是出现科学体系。结合所学近代科学诞生后的影响，点明其主要内容和侧重。
西方近代科技的特点
(1)科学研究主要运用实验方法，运用概念进行判断推理。
(2)科学研究的重点是对事物及规律的探索。
(3)出现了科学应用，建立起了物理、化学学科体系。
科技发展与思想解放、资本主义发展的关系
材料 受文艺复兴的影响，16～17世纪欧洲发生了科学革命，现代科学诞生。17世纪英国成为世界科学中心。18世纪下半叶英国发生第一次工业革命，工业现代化启动。继英国以后，18世纪法国成为世界科学中心，启蒙运动的中心也从英国转移到法国，并达到高潮，引发法国大革命，“自由、平等、博爱”的民主精神传遍欧洲。
——《中国现代化报告2002·知识经济与现代化》
19世纪70年代，德国瞄准对重工业和新工业发展有决定影响的科技领域，设立许多科学研究机构。1883年创办德国爱迪生公司。电气工业的发展是造成19世纪90年代德国经济繁荣的基本因素。
——摘编自丁建宏《德国通史》
据材料，分析思想解放与科技发展、科技发展与资本主义发展之间的关系。
[教你读史] 第一段材料主要分析科技发展与思想发展之间相互推动的关系。第二段材料分析了近代德国科学发展，推动了其经济的发展，从侧面揭示了两者之间的相互推动关系。
科技发展、思想解放、资本主义发展三者之间的关系
(1)思想解放促进了科技发展，科技发展又推动了思想解放。
(2)资本主义发展是科技发展的物质基础，科技发展又推动了经济的迅速发展。
[名师归纳·清理过关]
近代世界科学技术对社会发展的影响
(1)物理学成就：从经典力学建立到相对论、量子论的提出。这一过程呈现出人们对世界认识的深化，一方面从本质上修正了由狭隘经验建立起来的时空观，另一方面也标志着人们对客观规律的认识开始由宏观世界深入到微观世界。
(2)生物学成就：经历了从创世神话到生物进化的理论演变。这一革命性的变化沉重打击了封建神学，破解了生命起源之谜。
(3)科技革命：极大促进了社会生产力发展，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，改变了人类的生活方式和世界的面貌。
主题二 “蒸汽时代”和“电气时代”
[自主探究·读史有得]
蒸汽机的“作用”
材料一 蒸汽机和新的工具把工场手工业变成了现代化的大工业，从而把资产阶级社会的整个基础革命化了。工场手工业时代的迟缓的发展进程变成了生产中真正的狂飙时期。
——马克思
材料二 十七世纪和十八世纪从事创造蒸汽机的人们也没有料到，他们所造成的工具，比其他任何东西都更会使全世界的社会状况革命化，特别是在欧洲，由于财富集中在少数人一边，而绝大多数人则一无所有，起初是资产阶级获得了社会的和政治的统治，而后就产生资产阶级和无产阶级之间的阶级斗争，只能以资产阶级的灭亡和一切阶级对立的消失而告终。
——恩格斯《自然辩证法》
根据材料归纳蒸汽机的发明产生了哪些革命性的影响。
[教你读史] 材料一中“把工场手工业变成了现代化的大工业，从而把资产阶级社会的整个基础革命化了”，反映了蒸汽机促使机器大生产的发展，以社会化的大生产形成资产阶级新的政治基础。材料二中“财富集中在少数人一边，而绝大多数人则一无所有”，反映了工业革命导致了急剧的贫富分化；“就产生资产阶级和无产阶级之间的阶级斗争”，反映了社会阶级结构的巨大变化以及由此而引起社会矛盾和阶级斗争呈现出新的特点。“他们所造成的工具，比其他任何东西都更会使全世界的社会状况革命化”，反映了蒸汽机的发明与使用，促成了资本主义社会的一次巨大变革。
蒸汽机的主要“作用”
(1)推动了财富的集中和贫富分化；带动社会政治、经济变革，阶级力量对比的变化；推动社会性质转型。
(2)推动社会化大生产的形式；形成了众多工业城市和工业国家；促进了交通工具的革新。
蒸汽机的发明与电气技术运用的异同
材料一 事实上，在18世纪和19世纪早期科技进步最明显特征之一就是，发明者中大部分是天才的修补工、自觉的机修工和工程师以及其他自学成才者。许多事例表明，“实验方法”无法确定，不能准确描绘这一时期的科学和技术研究，“反复试验法”也许更恰当。
——R·卡梅伦《世界经济史》
材料二 科学开始时对工业没什么影响。我们迄今所提到的纺织工业、采矿工业、冶金工业和运输业方面的种种发明，很少是由科学家们作出的。相反，它们多半是由响应非凡的经济刺激的有才能的技工完成的。不过，1870年以后，科学开始起了更加重要的作用。渐渐地，它成为所有大工业生产的一个组成部分。工业研究的实验室装备着昂贵的仪器，配备着对指定问题进行系统研究的训练有素的科学家，它们取代了孤独的发明者的阁楼和作坊。
——《全球通史·1500年以后的世界》
根据材料分析“蒸汽时代”和“电气时代”发明的不同点有哪些？
[教你读史] 材料一中“18和19世纪早期”“发明者中大部分是天才的修补工、自觉的机修工和工程师以及其他自学成才者”反映了蒸汽时代的发明主要依靠的是经验和技巧，科技含量不高。材料二中“1870年以后，科学开始起了更加重要的作用。”“工业研究的实验室”“取代了孤独的发明者的阁楼和作坊”反映了“电气时代”的发明要依靠精密的实验，且发明者主要是科学家，科技含量高。
蒸汽机的发明和电气技术应用的异同
蒸汽机发明
电气技术应用
同
①都是由于社会生产需要的作用而产生的成果
②都经历了较长时间的反复实践，通过科学实验得以产生并投入生产领域
③都是对前人探究成果的总结与升华
异
①主要在英国完成，代表人物是瓦特
②科学与技术尚未真正结合
③使人类进入蒸汽时代
①多国多位科学家的共同努力，代表人物是爱迪生
②在科学理论基础上发明产生
③使人类进入电气时代
[名师归纳·清理过关]
科学技术的进步对社会发展的影响
(1)社会生产力大幅度提高：瓦特制成的蒸汽机出现以后，机器生产在几乎所有的工业部门迅速发展，火车和轮船的发明又使交通运输更加便捷；电气技术的应用，使工业获得更强大、更方便的动力，机器使用更加普遍，更多的工业部门涌现出来，生产技术更加先进；促进了第二次工业革命的开始。
(2)社会结构和世界形势的改变：资产阶级由于掌握了先进的生产力，实力日益强大，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。
(3)社会财富的大大增加和人们生活变得更加丰富多彩：蒸汽机出现以后，形成了新的城市。随着经济的发展，城市更加繁荣而且日益重要。电气技术的广泛应用，使城市面貌发生了巨大变化。
命题趋向——以新的设问角度，考查主干知识
[典例1] (2011·新课标全国高考)哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家，其理论的共同之处是( )
A．得到了科学实验的验证
B．改变了人类对自然世界的认识
C．推动了技术的重大突破
D．科学地概括出物质运动的定律
[解题规范](请自主思考)
第一步：审题干
一明考点：近代以来的科学成就
二抓关键：“近代以来”“哥白尼、牛顿和爱因斯坦”“理论共同之处”考查物近代科技发展的共同点
第二步：析选项
选项
对应度
理由
A
说法错误
哥白尼的太阳中心说并不是完全科学的
B
正确
三者都对当时人们对自然界的认识产生重大影响
C
有关但
不全面
哥白尼太阳中心说并没有推动技术的重大突破
D
有关但
不全面
哥白尼太阳中心说不具备这种成就
命题趋向——呈现新情境，考查主干知识
[典例2] (2012·重庆高考)第三次科技革命的浪潮汹涌澎湃，蔚为壮观。它与前两次技术革命相比，既有不同的特点，又呈现出新的发展趋势。这具体表现为( )
A．新的技术和发明超出一国范围
B．科学和技术之间开始走向结合
C．学科越来越少且分工越来越细
D．科学研究朝着综合性方向发展
[解题规范]
第一步：审题干
一定时空：第三次科技革命
二明考点：第三次科技革命的特点
三抓关键：“第三次科技革命”“新的发展趋势”
第二步：析选项
选项
对应度
理由
A
有关但
不全面
第二次工业革命的特点
B
有关但
不全面
第二次工业革命出现的特点
C
说法错误
不符合史实
D
正确
第三次科技革命时期，科学研究朝着综合性方向发展
[课堂感悟高考]
1．(2011·广东高考)1919年英国《泰晤士报》曾刊登标题文章——“科学革命”，两个副标题是“宇宙新理论”“牛顿观念的破产”。 具有“科学革命”意义的理论是( )
A．日心说 B．量子论
C．相对论 D．经典力学
解析：选C 本题考查世界近现代科学技术的发展，意在考查考生从材料中获取和解读信息及运用所学知识分析问题的能力。爱因斯坦的相对论突破了牛顿的力学体系，拓展了人们对宇宙空间的认识，具有科学革命的意义。
2．(2009·广东高考)普朗克曾这样评论爱因斯坦的科学成就：“这个原理在物理世界观上所引起的革命，只有哥白尼世界体系的引入才能与之相提并论。”文中的“这个原理”是 )
A．日心说 B．相对论
C．量子假说 D．万有引力定律
解析：选B 相对论属于爱因斯坦的成就。
3．(2009·广东高考)英国思想家斯宾塞认为，人类社会沿着由简单到复杂、由低级到高级的过程发展，他的思想最有可能借用了( )
A．相对论原理 B．万有引力定律
C．进化论原理 D．主权在民思想
解析：选C 1859年，达尔文发表《物种起源》，创立了生物进化论，他认为生物经历了由低级到高级，由简单到复杂的发展过程。
4．(2008·广东高考)19世纪，西方宗教信仰的虔诚度降低。与这一趋势形成无关的科学家是( )
A. 牛顿 B. 达尔文
C. 爱因斯坦 D. 伽利略
解析：选C 爱因斯坦(1875～1955)的相对论是在20世纪初(即1905、1916年)。
5．(2011·海南高考)17世纪，处于科技革命中的西欧，“肯定自然知识的实用价值，以及肯定它对科技进步的前景所包含的意义，已经成为普遍接受的常识，但科学的素养对于人类，以及对于人类所处的环境实际产生的作用还是很小。”这一现象说明( )
A．民众仅从实用角度理解科学革命
B．科学素养的提高不受社会重视
C．科学革命只影响到知识阶层
D．科学方法已获得广泛认同
解析：选D 本题考查学生分析能力。注意关键词“普遍接受”“常识”等，可以判定科学方法已获得广泛认同，故选D项，从关键句“以及肯定它对科技进步的前景所包含的意义”，可见不仅是从“实用角度”，排除A项。B、C两项明显错误，排除。
[课下演练提升]
(时间：45分钟 满分：100分)
说明：标“★”题难度稍大，意在提醒学生慎思慎做，教师可对这些题目进行选讲
一、选择题(每小题5分，共60分)
1．歌德在评述某人的学说时写道：“自古以来没有人这样天翻地覆地把人类意识倒转过来。因为若是地球不是宇宙的中心，那么无数古人相信的事物将成为一场空了，谁还相信伊甸的乐园、赞美的颂歌和宗教的故事呢。”歌德称颂的人是( )
A．哥伦布 B．牛顿
C．哥白尼 D．达尔文
解析：选C 由“因为若是地球不是宇宙的中心，那么无数古人相信的事物将成为一场空了”可知，该学说是哥白尼的太阳中心说，C项正确。哥伦布根据“地圆学说”发现了新大陆，A项错误；牛顿创立的经典力学体系把地球上的物体运动和天体运动概括到同一个理论之中，B项错误；达尔文创立生物进化论，否定了上帝造人说，与题干材料不符，D项错误。
2.中秋时节是钱塘潮的最佳观赏期，潮起潮落，美丽壮观。苏东坡有千古名句“八月十八潮，壮观天下无”。下列哪位科学家的理论可用来解释钱塘潮的壮观景象( )
A．伽利略的自由落体定律
B．牛顿的经典力学体系
C．普朗克的量子论
D．爱因斯坦的相对论
解析：选B 由于月球和太阳的引潮力作用，使海洋水面发生周期性涨落的潮汐现象。牛顿的万有引力定律可对潮汐现象作出科学的解释。
3．(2012·太原测评)“牛顿为工业革命创造了一把钥匙，瓦特拿着这把钥匙开启了工业革命的大门。”材料表明( )
A．蒸汽机的改良标志着工业革命的开始
B．牛顿的经典力学理论引发了工业革命
C．科学与技术的结合推动了文明的进步
D．科学理论发现迅速转化为工业生产力
解析：选C 考查工业革命的特点。牛顿发现了万有引力定律，而瓦特改良蒸汽机。一是科学理论，一是技术发明。
4．(2013·潍坊期末)《西游记》中多次出现“天上一日，地上一年”的说法，这种看似不可思议的幻想，在他的理论中，却变成了科学的真实。他是( )
A．达尔文 B．牛顿
C．普朗克 D．爱因斯坦
解析：选D 考查对相对论的理解。相对论认为时间和空间并不是绝对的。
5．★“黑体(能全部吸收外来辐射能的物体)腔壁由无数能量不连续的带电谐振子组成，它们所带的能量是一个最小能量单元的整倍数，这些带电谐振子通过吸收和辐射电磁波，与腔内辐射场交换能量。”下列与这一理论有关的说法正确的是( )
A．是实验科学，是近代科学形成的标志
B．时空的性质跟物质本身的分布状态有关
C．在一定程度上弥补了经典力学对微观世界认识的不足
D．与“自然界无跳跃”的原则基本一致
解析：选C 通过对材料的分析，可理解到这是普朗克有关量子理论的重要阐述。量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，弥补了经典力学在认识微观世界方面的不足。
6.(2012·吉林模拟)19世纪初，一位学者通过对自然现象的观察，肯定了环境对物种变化的影响：经常使用的器官就会发达，不用就会退化；后天获得的特性有可能遗传下去。这位学者是( )
A．胡克 B．施莱登
C．拉马克 D．达尔文
解析：选C 材料反映的是生物进化的思想，再结合时间19世纪初，可以判断C项正确。达尔文进化论是在19世纪中期，故D项不正确。
7．(2013·宿州质检)英国著名历史学家里查德·奥维瑞列举人类历史上50个最重要的日期，1859年达尔文发表《物种起源》位列其中，里查德·奥维瑞如此选择是因为( )
A．达尔文的论著标志着近代自然科学的诞生
B．达尔文的著作深化了人类对生命本质的认识，开创了分子生物学
C．达尔文最早提出生物是由低级向高级发展进化的观点
D．达尔文改变了人对自身与环境的看法，动摇了对上帝的信仰
解析：选D 本题考查进化论。进化论的意义不仅仅是在生物学领域有所突破，更重要的是它打破了上帝造人说，对当时欧洲的思想解放起了推动作用，故选D项。
8．(2012·武汉模拟)1831年，22岁的达尔文以博物学者的身份登上了“贝格尔”号，随船进行为期5年的科学考察，并于1859年出版了《物种起源》。结合图示，判断下列表述正确的是( )
A．“贝格尔”号所走的路线与麦哲伦环球航行相同
B．“贝格尔”号以内燃机为驱动进行远洋航行
C．自然选择构成了达尔文生物进化学说的基础
D．达尔文的行动是文艺复兴关注“人”的直接产物
解析：选C 解答本题可以采用排除法。观察图中路线可知A项错误；内燃机是第二次工业革命的成果，与材料的时间不符，所以B项错误；文艺复兴发生于14～17世纪，与达尔文生活的时代不符，故D项错误。
9．(2013·南昌模拟)达尔文进化论对近代中国产生了巨大影响。康有为把进化论与中国的传统思想相结合；严复在翻译进化论著作《天演论》时突出“优胜劣汰”“适者生存”等危机思想；陈独秀用进化论研究伦理道德和文学艺术。这反映了近代中国先进知识分子对进化论的态度是( )
A．“中学为体，西学为用” B．“与时俱进，发展创新”
C．“西学中源，合理利用” D．“取明深义，取便发挥”
解析：选D 康有为、严复、陈独秀等人都利用进化论来研究中国问题，与此吻合的是D项。A项是洋务派的思想，其目的是维护清朝的统治，排除；B项的“创新”没有体现，排除；题干中体现的是陈独秀等人利用西学，而没有提到“西学中源”，排除C项；答案为D。
10．★19世纪初期，当蒸汽机车轰鸣奔驰的时候，衣冠楚楚的绅士、淑女与衣衫褴褛的下层人民同挤一列火车，还得到处给别人让路。保守人士惊呼，铁路会带来某种“平等化的危险”。民主人士拍手称快：“我看到火车真高兴，我想封建制度是永远一去不返了。”这段材料主要反映了先进科技( )
A．极大地冲击了社会关系
B．扩大了社会交往的范围
C．改变了落后的社会制度
D．造成了社会秩序的混乱
解析：选A “衣冠楚楚的绅士、淑女与衣衫褴褛的下层人民同挤一列火车，还得到处给别人让路”引起了“平等化的危险”“封建制度是永远一去不返了”两种观点，说明其极大地冲击了社会关系。
11．2010年11月，即时通信软件“QQ”与360安全卫士展开了一场铺天盖地的网络大战，引发了人们对网络安全的思考。亿万网民纷纷参与其中，各说各话。对此认识不正确的是( )
A．网络对生活的影响越来越大
B．国家应加强网络安全的监管
C．网络大战的根源是利益矛盾
D．网民应该集体抵制交战双方
解析：选D 本题考查第三次科技革命。集体抵制交战双方的说法不现实。
12．★《科技革命与当代社会》一书写到：“我们知道，物质、能量、信息是人类社会生活的三个基本要素。没有物质的世界是一个空虚的世界，没有能量的世界是一个死寂的世界，没有信息的世界则是一个混乱的世界。物质、能量及信息三者缺一不可”。对于材料中提到的物质、能量及信息，下列理解错误的是( )
A．人类对物质、能量及信息的认识和利用，不是同步的
B．人类对信息的认识与利用，是伴随着对物质和能量的认识与利用而开始的
C．由于信息的复杂性导致建立在理论水平上的信息技术出现的稍晚一些
D．人类对物质、能量及信息的认识和利用都是伴随着科学理论的突破而进行的
解析：选D 本题考查获取、解读信息的能力。D项说法与材料无关，材料没有涉及科学理论的问题。
二、非选择题(第13题20分，第14题20分，共40分)
13．(2012·金丽衢十二校联考)2011年10月，随着美国苹果公司CEO史蒂夫·乔布斯的离世，一句网络帖子迅速走红：“上帝有三个苹果：一个诱惑了夏娃，一个砸醒了牛顿，一个被乔布斯咬了一口并改变我们每个人看世界的方式。”阅读下列材料，回答问题。
材料一 在《自然哲学的数学原理》的序言里，牛顿写到：理性力学应当是一门定量研究任何力所引起的运动和产生任何运动的力的科学。因此，本书被命名为自然哲学的数学原理。因为自然哲学的一切难题中都涉及通过各种运动现象来研究自然的力，再通过这些自然力来解释其他现象。
材料二 爱因斯坦与牛顿的对话(虚拟)
爱因斯坦：你真伟大，你建立了牛顿力学框架体系，相对论中存在的问题都被你指了出来。
牛顿：你比我更伟大，相对论在许多学科中有着广泛的应用，它和量子力学一起，已成为现代物理学的两大基础理论，相对论包容了我的三条运动定律及万有引力定律。
爱因斯坦：你我的理论都有瑕疵。
牛顿：哪有十全十美的理论。大家不用我们的理论，他们没有别的理论可用，圣人、神仙也要犯错误，你我都是凡人，你我的身躯已经溶入了自然界，但是，你我的灵魂还留在人间。
——毛民义：相对论网站
材料三 “科学”一词起源于中国古汉语，原意为“科举之学”。到近代日本翻译西方著作，翻译英文science的时候，引用了中国古汉语的“科学”一词，意为各种不同类型的知识和学问。到了1893年，康有为引进并使用“科学”二字。严复在翻译《天演论》等科学著作时，也用“科学”二字。此后，“科学”二字便在中国广泛运用。
——百度名片
(1)材料一中被“砸醒”后的牛顿的伟大发现是什么？牛顿的“众多发现”在人类文明史上产生了什么巨大的历史作用？(8分)
(2)根据材料二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。他们留给人类的“灵魂”是什么？(6分)
(3)结合所学知识，简述近代意义的“科学”在中国近代社会发展进程中所产生的积极作用。(6分)
解析：本题考查学生获取和解读材料信息及对有效信息进行分析、归纳、整理的能力。第(1)问，考查牛顿力学体系的历史作用，根据所学知识总结。第(2)问，根据所学知识，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和发展。“灵魂”主要指两位科学家的科学探究精神。第(3)问，可从近代政治、经济、思想文化等角度分析近代科学产生的作用。
答案：(1)发现：万有引力定律。作用：构成了近代力学体系，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；促进了近代物理学领域的进一步发展；促进工业革命的开展与启蒙运动的兴起。
(2)关系：牛顿力学反映的是宏观物体低速运动的客观规律，而狭义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和发展。灵魂：科学探究精神。
(3)作用：①政治：进化论成为推动近代中国社会变革的主要思想武器；②经济：利用西方先进科技，发展近代工业，促进中国经济发展；③思想：民主、科学的口号成为新文化运动的主要诉求。
14．阅读材料，结合所学知识回答下列问题。
材料一 古代中国人所创造的科学技术具有其独特的风格和独到的体系。构成这一独特的科技体系的有农、医、天、算四大学科，以及陶瓷、丝织和建筑三大技术。这四大学科和三大技术是中华民族先人在科学技术上的独特建树。
——摘编自吴国盛《科学的历程》
材料二 近代科学技术是以前所未有的速度发展的，这一时期的一系列成果，是现代科学技术的基础。现代科学的发展更是将人类对自然界的认识水平提到了一个崭新的高度。
国际金融危机发生以来，世界主要经济体纷纷采取措施，加大科技和教育投入，应对国际金融危机，布局未来发展，培养新的竞争优势。
——摘编自中国科学院《2010科学发展报告》等
材料三 科学不仅刷新了我们的世界图景，也刷新了我们的日常生活。……然而，在科学成功的背后，我们必须看到一个潜在的危险正在显露出来：人类通过大规模地开发大自然，虽然掌握了更高的能量，有了支配自然界的能力，但却动摇了人类生存的根基。
——摘自吴国盛《科学的历程》
(1)依据材料一概括中国古代科技的突出特点，简析中国古代农业科技取得“独特建树”的主要原因。(6分)
(2)指出材料二中“这一时期的一系列成果”对社会经济发展的促进作用，分析世界主要经济体为何要加大科技投入。(8分)
(3)怎样理解科学“动摇了人类生存的根基”？如何应对这种“潜在的危险”？(6分)
解析：本题主要考查中国古代科技的发展、当今各国的科技政策和人类可持续发展等知识，意在考查考生阅读材料、获取信息和调用知识分析问题的能力。第(1)问的第一小问，概括材料一即可得出答案；第二小问，根据所学知识从中国古代政治、经济、国家政策等方面分析即可。第(2)问暗含了两个小问，第一小问，首先根据材料的时间提示、联系所学知识找出科技成果，然后回答其作用；第二小问，根据材料二从经济和社会发展、综合国力竞争、产业结构调整等方面回答即可。第(3)问的第一小问，从科技的负面影响角度分析即可；第二小问，从人和自然和谐相处、加强国际合作、可持续发展等角度分析即可。
答案：(1)特点：实用性、继承性等。原因：统一多民族国家的巩固与发展；统治阶级重视农业生产；农耕经济的需要。
(2)人类先后进入“蒸汽时代”“电气时代”；促进了资本主义世界市场的形成和发展。科技成为引领经济、社会发展的主要动力；科技创新能力成为影响当代国际竞争力的关键因素；促进产业结构调整，摆脱金融危机。
(3)理解：科技发展会带来一些负面影响，如环境、社会、伦理等问题。应对：在人与自然和谐相处的理念下进一步提高科技水平；加强国际合作；确保经济、社会可持续发展等。
[高效学法集锦]
1．形象理解万有引力定律
牛顿从苹果落地这一日常现象发现地球引力作用，从而发现了万有引力定律。
2．直观图示相对论
3．图解爱因斯坦广义相对论的内容
1916年，爱因斯坦完成了创立广义相对论的工作。广义相对论实际上是关于空间、时间与万有引力关系的理论，它指出空间、时间不可能离开物质而独立存在，空间的结构和性质取决于物质的分布。
可以打这样一个比方来说明时空弯曲：假如四个人各拉紧床单的一个角，床单这个二维空间就是平的。放一个小玻璃球在上面，如果不去推它，它就会保持静止或匀速直线运动状态不变(假设床单是足够光滑，微小的摩擦力忽略不计)。如果在床单中央放一个铅球，床单就会凹下去，这个二维空间就弯曲了。这时，如果再放置一个小玻璃球，它就会滚向中央的大球。按照牛顿的观点，这是由于大球用“万有引力”吸引小球。按照爱因斯坦的观点，则是由于大球的存在使空间弯曲了，并不存在什么“引力”，小球落向大球乃是弯曲空间中的自由(惯性)运动。
4．用图示法巧记生物学成就
5、近代科技成就
[相关资料选编]
一、伽利略对科学研究方法的贡献
近代科学虽然从古希腊科学发展而来，但在研究方法上与古希腊科学却有很大的不同。古希腊偏重在直观基础上的思辨、演绎而轻视经验，近代却注重实验和归纳，同时也不排斥数学和演绎的作用，因而近代科学又被称为实验科学。实验科学的倡导者是中世纪后期的罗吉尔·培根，他已充分认识到只有实验方法才能给科学以确定性。文艺复兴时期的意大利科学家和艺术家达·芬奇也领会到观察和实验是科学认识的重要方法。近代科学方法的真正形成是在17～18世纪，伽利略创立的实验和数学相结合的科学研究方法是近代自然科学研究问题的一般程序和经典方法。这种方法是在观察实验的基础上，经过逻辑推理和数学计算，对未知的自然现象提出假定性的说明和定量的描写，然后再用实验加以检验的方法。伽利略虽然强调实验、经验和归纳，但又反对狭隘经验论，强调理智的作用，强调数学和演绎方法的重要性，主张运用理智把自然过程加以纯化和简化，并且把寻找自然界的数学关系作为研究的重要目标。正是从数学演绎的观点出发，伽利略非常重视对观察、实验的结果进行定量的计算和分析，这比起古希腊和中世纪的学者只注重定性研究是一大进步。伽利略的实验—数学方法开创了近代自然科学研究中经验和理性相结合、定性和定量相结合的传统，这对物理学乃至整个近代自然科学都产生了深远的影响，在科学方法的发展史上更具有重要的意义。
二、盘古开天
传说，最初天地混沌未开，像一个大鸡蛋，盘古就生在其中。经过一万八千年，天和地分开了，阳清之物上升为天(民间至今有蛋清上升为天之说)，阴浊之物下沉为地(民间至今有蛋黄为地之说)。盘古在天和地的中间，一日变九次(“九”是虚数，意识是多)，神奇超过天，能力超过地。天每日增高一丈，地每日增厚一丈，盘古也一日长一丈。这样又过了一万八千年，天已经很高了，地已经很厚了，盘古身材也很长了。等到盘古死的时候，他的身躯化为了五岳，眼睛化为了太阳、月亮。身上的血液脂膏变成了江与海，身上的汗毛和头发变成了草木。秦汉时，民间传说，盘古的头为东岳，他的腹部是中岳，左臂是南岳，右臂为北岳，脚为西岳。先辈说，盘古哭泣的眼泪变成了江河，呼出的气是风，发出的声音是雷，眼中的瞳孔变成了电。又说，他高兴的时候是晴天，发怒的时候是阴天。还有的说，他的牙齿和骨头变成了金属和石头，精髓变成了珍珠和玉石，流的汗是滋润大地的雨水。寄生在他身上的各种小虫子，因感受到风吹，都变成了大地上的人。总之，宇宙即盘古，盘古即宇宙。盘古是与天地同生长的巨人。
三、女娲造人
传说女娲是从大地里生长出来的女神，人首蛇身，神通广大。据说她跟众神合作，共同创造了人。《淮南子·说林训》上说：“天神黄帝在造人时决定男女性别，天神上骈负责造出人的耳朵和眼睛，天神桑林专管造出人的手足。这样来造人，尽管一天有多次化育(女娲七十化)，可是毕竟速度太慢了些。于是女娲便想出个新办法，用手抟黄土造人。她将黄土加上水和成泥，在手中揉搓着，捏成了一个个小泥娃娃。说也奇怪，这些小东西刚一放在地上，就活了起来。女娲很高兴，用辛勤的劳动，不断地创造了自己的儿女。可是这样一个一个地捏，还是太费力气，于是她又想出一个更简便的办法，把一箱荆条编成的大绳，放在黄泥上一甩，甩出来的泥点立刻变成了一个个小人，大地不久便出现了一群群活蹦乱跳的男男女女了。伟大的女神就这样造出了千百万的儿女，让大地布满了人类的足迹。”
四、胡克的发现
1590年，荷兰光学家詹森发明了光学显微镜。有了显微镜，人们的眼睛可以观察较小的东西，视野得到新的拓展。1665年英国科学家胡克在显微镜下观察软木塞片，发现木片上布满了许多蜂窝状的小格子，他把这些小格子取名为细胞。实际上，胡克当时看到的是植物细胞的空架子——细胞壁。胡克是英国皇家学会的秘书。他发现了材料力学中的弹性定律，研究过许多光学现象，探讨过万有引力，首先发现了万有引力和距离的平方成反比。他的兴趣十分广泛，在许多方面都有卓越贡献。但是，胡克对他发现的细胞并没有给予足够的重视，因为当时天文学和力学研究正处于最显赫的地位，而生物学还处于科学研究的初级阶段。
五、因特网的诞生
因特网(Internet)又称为国际互联网。20世纪60年代，美苏冷战，美国军方认为，万一仅有的一个集中军事指挥中心被苏联的核武器摧毁，那么全国军事指挥就将瘫痪，其后果将不堪设想，因此有必要设计一个由多个分散指挥点构成的指挥系统，某些指挥点的摧毁，并不影响其他指挥点的正常运转，而这些分散点的相互联系则要通过某种形式的通信网。于是在1969年，美国开始建立一个命名为ARPAnet的网络，不过那时它只链接了美国的4个军事及研究用电脑主机。1986年，美国建立了NSFnet广域网，这个网在美国国家科学基金会的鼓励和资助下，并入了很多大学、研究机构以及私营研究机构的局域网。随着ARPAnet军用部分与民用、商用部分的脱离，ARPAnet逐步被NSFnet所代替。逐步发展并形成了今天的因特网。
六、远程教育
远程教育distance education，也称“远距离教育”或“隔空教育”等。所谓远程教育，有人对它的定义为：①教师和学生分离；②教育组织的影响；③应用技术媒体；④双向通信机制；⑤可能有面授交流的机会；⑥教育的工业化形态。
[经典习题备选]
1.(2010·福建高考)右图是一张历史研究性学习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”
解析：选B 本题考查牛顿经典力学的意义，意在考查考生获取图片信息和调用知识分析问题的能力。由图片上的地球(The Earth)和月亮(The Moon)等关系可判断，这反映的是万有引力定律。1846年，人们根据牛顿理论发现了海王星，B项符合题意；“超越时空的梦想”是爱因斯坦的相对论，“普朗克的假说与验证”是量子力学，“比萨斜塔——亚里士多德力学学说的终结”均与题干无关，排除A、C、D三项。
2．(2011·江苏高考)菲利普·费尔南德兹——阿迈斯托在评价某科学家时指出：在他的宇宙里，“每一种现象都带有欺骗性。物质和能量可以相互转换。双胞胎以不同的速度衰老。平行线可以交叉。光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。”这位科学家是( )
A．伽利略 B．达尔文
C．牛顿 D．爱因斯坦
解析：选D 本题考查爱因斯坦的相对论，意在考查考生获取信息和调用知识分析问题的能力。“物质和能量可以相互转换。双胞胎以不同的速度衰老。平行线可以交叉。光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。”都是爱因斯坦相对论揭示的现象，D项正确；伽利略、达尔文、牛顿的科学贡献显然与题干材料中的现象无关，A、B、C三项均可以排除。
3．(2011·安徽高考)日本福岛核泄漏事故引起全球关注。反思近代科技发展的历程，下列说法正确的是( )
A．人类面临的核威胁最初源于爱因斯坦的相对论
B．原子弹的使用是反法西斯战争胜利的决定因素
C．科技发明是近百年间众多人为灾难的主要原因
D．第三次科技革命诸多技术源于二战中的军事发明
解析：选D 本题考查近代以来科学技术的发展，意在考查考生对基础知识的识记能力和调用所学知识分析问题的能力。第三次科技革命是以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的一场信息控制技术革命，其中信息技术等诸多技术源于二战中的军事发明，D项正确；A、B、C三项说法均错误，排除。
4．(2011·重庆高考)李时珍认为“鸟产于林，故羽似叶”，反映了他在动物适应环境、相关变异及遗传特征方面的认识。与其持相近观点的欧洲科学家是( )
A．哈维 B．拉瓦锡
C．道尔顿 D．拉马克
解析：选D 本题主要考查世界近代自然科学的发展，意在考查考生准确掌握基础知识的能力。哈维建立了血液循环学说，奠定了近代生理学的基础。拉瓦锡是法国化学家，是通过化学反应提出质量守恒定律的第一人。道尔顿提出了原子论，标志着近代化学发展时期的开始。只有拉马克的观点与李时珍相似。
5．★(2012·新课标全国高考)阅读材料，完成下列各题。
材料 1868年，英国伦敦议会大厦前的十字路口安装了世界上第一盏煤气信号灯。它由一位警察牵动皮带操作：红灯停，绿灯行。这盏信号灯出现后，伦敦这个最繁忙的路口交通秩序有所好转。
1903年，美国颁布实施了首部交通法规，第一次提出了建立红绿灯信号、行人安全岛、人行横道标志等设施，后为世界各国所仿效。
1914年，美国的克利夫兰、纽约和芝加哥相继出现了由电力驱动的交通信号灯，缓解了这些城市出现的交通问题。随着美国汽车制造业迅猛发展，城市人口不断增加，对城市道路通行提出更高要求。此后，美国开始把多个交叉路口信号灯连接为一个联动式信号系统，由人工集中控制，使路口通行能力有所提高。
1926年，英国第一次安装和使用自动化的控制器来控制交通信号灯，成为城市交通自动控制的起点。
20世纪30年代初，美国开始使用车辆感应式信号控制器，雷达、超声波、电磁等检测器相继问世。
1952年，美国丹佛市首次把模拟计算机技术应用于交通信号灯控制。
1964年，加拿大多伦多建立了一套由计算机控制的交通信号协调控制系统，成为世界上第一个拥有电子计算机交通控制系统的城市。这是道路交通控制技术发展的里程碑。
20世纪80年代后期以来，城市交通状况日趋恶化，拥挤、阻塞、交通事故和噪声、环境污染成为日益严重的社会问题。人们认识到，只有综合考虑路口交通流与信号控制方案，并完善配套的城市交通法规，才有望改善城市交通，消除相关社会问题。智能交通控制系统应运而生，它采用实时侦测数据并自动调控信号灯，以保证道路的顺畅。
——据郑祖武《城市道路交通》等
(1)根据材料并结合所学知识，指出城市道路交通信号灯诞生的历史背景。
(2)根据材料并结合所学知识，简述影响20世纪交通信号灯重大改进的主要科技成果。
(3)根据城市交通信号灯的发展历程，说明技术进步在哪些方面改善了城市生活。
解析：第(1)问，根据英国伦敦议会大厦前安装煤气信号灯的时间、地点，从工业革命的影响、经济发展、城市化等角度分析即可。第(2)问，结合所学知识分析引发20世纪交通信号灯改进的科技成果。第(3)问，综述材料内容分析技术进步与城市生活变化的关系。
答案：(1)背景：工业革命；城市快速发展(城市化进程加快，工业城市出现)；城市交通状况日益复杂(交通运输工具数量和种类增多)。
(2)内燃机的发明和应用，新式交通工具不断出现；电灯的发明和电力的广泛应用；计算机技术的产生和普及；网络技术的出现与应用。
(3)解决了城市化进程中日益突出的交通问题，改善了城市生活环境；推进城市化进程，提高城市管理水平；提高了城市文明程度(规则意识、法制观念、行为方式)。
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