近代以来的科学发展历程
【考情分析】科技发展史在近年来高考命题中是重点内容。从考查内容上看，三次科技革命仍是今后高考命题的重要选点，试题对相对论、量子论的考查尤其多，经典力学在新课标区高考试题中也得到了较多体现。从题型上看，有选择题，也有材料解析题，分值时多时少。基础知识多以选择题形式考查，问答题往往会考查从多角度综合分析问题的能力，或以中外历史的相互比较、相互影响立意，或进一步突破历史学科范围，由具体材料引入，然后综合运用史、地、政知识进行分析。对科技发展史往往侧重从科技的发展对社会经济、政治、国际关系所产生的影响等方面考查。
【知识交汇】
一、达尔文进化论诞生的条件及其深远意义
1．诞生条件：①思想文化基础：经过艺术复兴、宗教改革和启蒙运动的洗 礼，基督教神学遭受重创，面向现实世界、重视实践、崇尚理性的追求蔚然成风；资产阶级革命的进行、科学技术的进步，人类的思想文化更加进步。②物质基础：工业革命的进行使资本主义经济得到迅速发展。③理论基础：19世纪前期，德意志人施莱登和施旺相继提出和确定了细胞和细胞学说，为进化论的创立奠定了基础；在此期间，有些生物学家，如法国的拉马克确立了早期的生物进化思想，这为进化论的确立奠定了重要的理论基础。
2．深远意义： ①欧洲思想界：达尔文进化论的提出，是对封建神学创世说的有力挑战，直刺神学的要害；它把发展变化的思想引入生命世界，使人们不再把动物和植物之间、动物和人之间的区别看作是绝对和神圣的。②欧洲科学界和宗教界：它引起一场轩然大波和激烈争论。③中国思想界：引起中国思想界的巨大震动，晚清中国先进知识分子对进化论进行积极地宣传和介绍，他们著书翻译，宣传进化论，唤醒国人，以免亡国灭种之灾。
二、中国古代科技与西方近代科技的主要不同
1．传统科技重经验，近代科技重实验。 中国传统科学严格讲是经验科学、描述科学，主要表现为把人类同自然界长期斗争的丰富经验记录下来，经过积累、整理，逐渐使之系统化。但总的说来，还处于对自然界各种现象的描述阶段，即认识的感性阶段，还未上升到理性阶段。中国古代农业科技，多出于“老农”之类生产者之手，医学科技多出于“老中医”之手或祖传秘方。缺乏理性思维就无法由此及彼、由表及里，难以推动科学向更深更新领域延伸。而近代科学把系统观察和实验同严密的逻辑体系结合，形成以实验事实为根据的系统的科学理论。西方近代科学重视实验的好处在于可以激发人们大胆想象，并通过实验验证人的设想，探索一个又一个未知领域，推动科学不断向更深更新的领域前进。
2．传统科技重综合，近代科技重分析。 传统科技善于全面观察现象，直接从这些现象中进行整体理论综合，至于通过实验对每一个部分加以具体分析，揭示现象背后的机制，则是很薄弱的，只言其然，不言其所以然，缺乏“打破沙锅问到底”的探讨，从整体出发的综合观成为我国古代科技一大特色。如天文学，我国历来对天文现象观察详细、系统，积累了极其丰富完整的天象记录，但却很少对这些资料深入分析，以探求其中的规律。我国是最早发现哈雷彗星的国家，从春秋至清末共记载了31次，但从来没有人从中分析研究，探求其平均出现的周期，结果英国人哈雷发现了其中的规律，此星被命名为哈雷彗星。近代科技善于分析法，近代弗兰西斯·培根把西方民族长于分析的实践上升到科学方法论的高度加以阐明，从而给近代科学理论提供有效方法和明确方向，使近代科学的各主要学科在分析中不断深化分支。如物理学不仅有力学、热学、声学、磁学、电学、光学等学科的分化，还有从分子、原子、原子核、基本粒子等层次上的深入，当代各学科正处于不断分化组合之中，新学科不断产生，这些有力地说明，近代科学就是分析法的胜利。
3．传统科技重实用，近代自然科学重理论。传统科技大多是生产经验和对自然现象的简单总结，实用性强，一般能直接满足人们生产、生活的实际需要，却很少能用逻辑方法对这些经验材料进行整理，作出理论概括和分析。如：火药发明是炼丹家在炼制丹药中偶然发现并经多次同类实践，得出用碳、硝石、硫磺制造火药，然后简单运用于生产、生活和军事方面。却从未深入研究和分析其中的化学反应原理，以至于最终没能实现军事科技质的突破，到近代中国反过来学习西方军事科技。又如我国古代天文学从夏朝起就受到统治者的重视，成为国家头等机密专业，其原因是天文学直接关系国家经济命脉——农业，更在于皇帝自命为“天子”，上应天象，以天象来预卜人事，以“天意”来施行政令，视日食、彗星出现为“灾异”先兆，因此也就不可能对其出现原因作深层次理论研究。相对的例子，19世纪中叶后西方冶金技术是在其冶金理论指导下发展起来的，由于显微镜用于金属组织研究，光谱方法用于金属成分测定，热电偶用于金属加热和冷却过程的温度测量，从而奠定实验冶金学的基础；科学的燃烧理论，揭示了金属的氧化还原过程的本质，尤其是运用相图后，更为冶金技术的发展指明了方向。西方冶金技术飞跃发展，同其冶金学理论体系建立、发展分不开。
三、西方近代自然科学的产生和发展及对中西方科技发展的反思
1．产生的标志：16~18世纪，西欧诸国出现了一系列科学发明，引起了知识、思维方式以及社会的巨大变革，人们常把这一时期一系列的科学发明和科技进步称作“科学革命”。这场革命极大地展现了科学方法和科学精神，标志着科学对神学的战胜，近代科学的诞生。
近代自然科学是以天文学领域的革命为开端的，因为科学家们在这一领域里首先向教会权威和神学世界观挑战。波兰天文学家哥白尼发表《天体运行论》，提出“太阳中心说”，否定“地球中心说”，摧毁了上帝创造世界的谬论，这也是自然科学从封建神学中解放出来的标志。因此，发表《天体运行论》的1543年被当作近代自然科学的开端。
（2）产生的原因和条件：①中世纪农业、手工业的发展，为近代科学提供了物质条件。②文艺复兴运动解放了人们的思想，求真务实的科学风气悄然萌芽。③一大批科学家在极端专制黑暗的历史条件下大无畏的追求真理的科学精神。
（3）突出成就：
①哥白尼（波兰）：创立了“太阳中心说”，动摇了封建神学的基础（托勒密的“地球中心说”）。
②开普勒（德意志）：继承和发展了哥白尼的思想，发现行星沿椭圆形轨道绕太阳运行的规律。
③伽利略（意大利）：自制天文望远镜观察天体，发现许多以前用肉眼无法看到的星体，证明了哥白尼学说的正确性。他注重实验和实践，被视为近代实验科学的奠基人。
④布鲁诺（意大利）：捍卫和发展哥白尼学说，提出宇宙是无限的主张。近代自然科学的成就还包括数学、物理等方面的成就。
（4）中西科技发展的反思：
据1975年出版的《自然科学大事年表》记载，明代以前，世界上最重要的创造发明和重大的科学成就大约300项，其中中国大约175项，占总数的57%以上。大约从15世纪后半期开始，近代科学在西欧兴起，我国的科技不断被西方迅速赶上和超过，而且日益走向衰落。首先在这一时期中西科技成果在内容和方法上的差距加大。在内容上，中国在科学上的主要成就大多属于应用科学，如《本草纲目》《农政全书》《天工开物》等。而同一时期西方科学的发展主要是理论科学。科学家努力的重点，不在于实际的应用．而在于对事物及其规律的探索。例如哥白尼的“太阳中心说”，如果从实用的观点看，比起托勒密的“地心说”不能显出明显的优越性，但就人类对太阳系的认识而言，哥白尼学说更能反映天体运行的本质。伽利略更是一位对理论充满情趣的人，他对自由落体定律、惯性定律、抛物体运动的轨迹等所做的探索．大都寄予对事物和规律的追寻。在研究方法上，西方科学家所进行的科学研究大多使用观察和实验的方法。而中国仍然主要采用传统的整理典籍和总结经验的方法。李时珍《本草纲目》的成书过程，充分体现着这一传统研究方法的使用过程。16世纪中西科学在内容上和研究方法上的差别，正是近代科学与传统科学本质差别的具体体现。
四、爱因斯坦的相对论与牛顿经典力学之间的关系
1．牛顿力学体系概括了物体机械运动的基本定律，这些定律有一个不容忽视的前提，即物体运动是在低速情况下，这些定律才适用。
2．20世纪初，爱因斯坦提出相对论，否定了牛顿的绝对时空观，指出了时间和空间的辩证关系，即时间和空间不是绝对不变的，而是随着物质的运动而变化，物质质量随运动速度的变化而变化，并提出质能转化原理，奠定了利用原子能的理论基础，加深了人们对物质和运动的认识，在哲学和科学上都具有重大意义。
3．相对论发展了牛顿力学，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。牛顿在科学史上做出了杰出的贡献。
【思想方法】《近代以来世界的科学发展历程》专题，在复习时要把握世界科技重大发明，17世纪牛顿力学体系创立、电的概念的提出、近代化学创立、近代生物学创立等，都体现了兴起的特点；19世纪发现电磁感应现象，综合了电和磁的关系，取得了电磁之间关系研究的飞跃，分子——原子结构学说的确立，达尔文进化论的提出，20世纪初相对论的创立等，都是各个学科发展过程中综合化的表现。要把以上重点知识，与人类历史上的三次科技革命的发展及推动世界进步联系起来。
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