届专题讲义十八近现代世界科学技术的历史

第29讲近代以来世界的科技发展历程[理知识体系][背史论术语](1)牛顿《自然哲学的数学原理》的发表，标志着经典力学体系的建立，经典力学是近代自然科学理论体系中最先成熟和完善的核心理论体系。

(2)量子论和相对论是现代物理学的两大基石，相对论提出了新的时空观，量子论提供了新的关于自然界的表述方式和思考方法。

(3)达尔文的生物进化论，打破了神学的禁锢，把生物学建立在科学的基础之上。

(4)蒸汽机的发明推动了第一次工业革命的发展，人类社会进入“蒸汽时代”。

(5)发电机和其他电力技术发明的出现，促进了第二次工业革命的到来，人类社会进入“电气时代”。

(6)以互联网为代表的现代信息技术，“缩短”了人类的空间距离，大大加速了人类文明发展的步伐，极大地改变了人们的生活，人类社会进入“信息时代”。

知能强化Ⅰ科学理论的飞跃—近代科学革命和追寻生命的起源一、近现代物理学的发展1．经典力学(1)背景：①文艺复兴运动解放了人们的思想，对科学研究产生重要影响。

②伽利略开创近代科学，为经典力学的创立和发展奠定了基础。

(2)标志：1687年，牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书，提出了物体运动三大定律和万有引力定律等。

(3)意义：形成以实验为基础、以数学为表达形式的经典力学体系。

对解释和预见物理现象具有决定性意义。

2．相对论和量子论3．经典力学、相对论、量子论三者之间的关系(1)经典力学的创立为相对论的提出奠定了基础。

(2)相对论是对经典力学的继承和发展，否定了经典力学的绝对时空观，将经典力学概括在相对论力学之中，推动物理学发展到一个新的高度。

(3)量子论和相对论弥补了经典物理学的不足。

量子论和相对论一起，构成了现代物理学的基本理论框架，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。

(4)三者是继承与发展的关系，一起推动了物理学的发展。

4．近代科学发展的原因二、生物进化论1．背景(1)文艺复兴、宗教改革和启蒙运动冲击了基督教神学。

课时3 近代以来世界的科技发展历程1．生物学：进化论。

2．物理学：(1)爱因斯坦*与相对论；(2)量子论。

3．蒸汽机的发明和电气技术的应用。

注：带*部分为选修的内容或选修、必修皆有的内容。

[主干梳理]考点一 近现代物理学的发展1．经典力学(1)背景⎩⎨⎧①文艺复兴运动解放了人们的思想。

②伽利略开创了以实验事实为根据的近代科学。

(2)标志：1687年，牛顿出版《自然哲学的数学原理》一书。

(3)内容：物体运动三大定律和万有引力定律。

(4)特征：以实验为基础、以数学为表达形式。

(5)意义：对解释和预见物理现象，具有决定性意义。

根据万有引力定律，人们发现了海王星。

2．相对论的创立(1)背景：19世纪，经典力学面临挑战。

(2)创立：20世纪初，爱因斯坦提出狭义相对论和广义相对论。

(3)意义⎩⎨⎧①否定了经典力学的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间的本质属性。

②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。

3．量子论的诞生与发展(1)背景⎩⎨⎧①人们对物质的认识深入到原子内部。

②微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。

(2)提出：1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说。

(3)发展⎩⎨⎧①爱因斯坦利用量子理论成功解释了光电效应。

②玻尔提出有关原子的量子理论。

③20世纪30年代，量子力学建立起来。

(4)意义⎩⎨⎧①使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步。

②与相对论一起，构成了现代物理学的基础。

③开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。

考点二 生物进化论的创立1．背景(1)思想：文艺复兴、宗教改革和启蒙运动有力地冲击了基督教神学。

(2)物质：资产阶级革命和工业革命相继发生，使人们的视野不断拓展，思想更加开放。

(3)理论：细胞学说、早期的生物进化思想等生物学知识的积累，为生命科学的研究和发展奠定了基础。

2．标志：1859年，达尔文发表《物种起源》。

3．内容⎩⎨⎧（1）生物经历了从低级向高级、从简单到复杂的发展过程。

世界近代科技史专题知识梳理一、近代自然科学的兴起1、以天文学的革命为开端．１６世纪文艺复兴时期，波兰天文学家哥白尼开创性地提出了“太阳中心说”，否定了“地球中心说”，动摇了封建神学的基础；德意志的开普勒提出了行星轨道椭圆说；意大利哲学家布鲁诺，提出了宇宙无限论；意大利的科学家伽利略证明了日心说的正确，并且在物理学上取得了重大成就．近代天文学革命的进行，标志着近代自然科学开始形成。

2、近代自然科学的形成近代数学的产生：17世纪，法国笛卡尔的解析几何学，德意志莱布尼茨的微积分学，标志着近代数学的兴起。

近代力学的确立：牛顿发表的《自然哲学的数学原则》，确立了牛顿力学体系，标志着近代自然科学的形成，也是人类认识史上对自然规律的第一次理论性的概括和综合。

电的概念的提出：1600年英国的吉尔伯特发表了《论磁学》，研究天然磁石性质，为19世纪的电磁转化研究奠定了基础。

近代化学的创立：17世纪英国的波义耳把实验引入化学，成为近代化学的创始人。

18世纪法国的拉瓦锡，指明燃烧是氧化反应；最早提出质量守衡定律，促使化学发展步入正规。

19世纪初期，英国的道尔顿原子论的创立，标志着近代化学的产生。

近代生理学的创立：17世纪早期英国的哈维提出血液循环学说，奠定了近代生理学的基础．１８世纪林奈制定了对植物的分类法．3、近代科学的综合化阶段近代物理学的发展：19世纪电磁感应现象的发现，丹麦的奥斯特发现了电流的磁效应，英国的法拉第证明了电磁感应现象，英国的麦克斯韦，提出了电磁学理论，德国的赫兹证明了电磁学的理论，这成为发电机发明以及新通讯工具创新的理论基础，推动了电的时代的到来．近代化学的发展：19世纪中期，物质的分子——原子结构学说的确立，门捷列夫的化学元素周期律的发现，近代化学取得飞速发展。

近代生物学的发展：施莱顿施旺的细胞学说的提出，法国拉马克生物进化观点的提出，达尔文进化论的提出，第一次把生物学完全放在科学基础上，引起了生物学的一场革命，对欧洲思想界产生了巨大的影响。

近代和现代科技史的发展1901年，严格证明狄利克雷原理，开创变分学的直接方法，在工程技术的计算问题中有很多应用（德国希尔伯特）。

首先提出群的表示理论。

此后，各种群的表示理论得到大量研究（德国舒尔、弗洛伯纽斯）。

基本上完成张量分析，又名绝对微分学。

确立了研究黎曼几何和相对论的分析工具（意大利里齐、勒维.齐维塔）。

提出勒贝格测度和勒贝格积分。

推广了长度、面积积分的概念（法国勒贝格）。

1903年，发现集合论中的罗素悖理，出现所谓第三次数学危机（英国贝.罗素）。

建立线性积分方程的基本理论，是解决数学物理问题的数学工具，并为建立泛函分析作了准备（瑞典弗列特荷姆）。

1906年，总结了古典代数几何学的研究（意大利赛维利等）。

把由函数组成的无限集合作为研究对象，引入函数空间的概念，并开始形成希尔伯特空间。

这是泛函分析的发源（法国弗勒锡，匈牙利里斯）。

开始系统地研究多个自变量的复变函数理论（德国哈尔托格斯）。

初次提出“马尔可夫链”的数学模型（俄国马尔可夫）。

1907年，证明复变函数论的一个基本原理---黎曼共形映照定理（德国寇贝）。

反对在数学中使用排中律，提出直观主义数学（美籍荷兰人路.布劳威尔）。

1908年，点集拓扑学形成（德国忻弗里斯）。

提出集合论的公理化系统（德国策麦罗）。

1909年，解决数论中著名的华林问题（德国希尔伯特）。

1910年，总结了19世纪末20世纪初的各种代数系统如群、代数、域等的研究，开创了现代抽象代数（德国施坦尼茨）。

发现不动点原理，后来又发现了维数定理、单纯形逼近方法，使代数拓扑成为系统理论（美籍荷兰人路.布劳威尔）。

1910-1913年，出版《数学原理》三卷，企图把数学归结到形式逻辑中去，是现代逻辑主义的代表著作（英国贝.素、怀特海）。

............................................................◇1911-1920年◇1913年，完成了半单纯李代数有限维表示理论，奠定了李群表示理论的基础。

近代以来世界的科学发展历程第一次工业革命第二次工业革命第三次科技革命时间18世纪60年代开始19世纪70年代开始第二次世界大战后开始条件前提－资产阶级统治的确立；资本－海外贸易、奴隶贸易和殖民掠夺；劳动力－圈地运动；技术－工匠、技师的发明制造；市场－先后打败西、荷、法，国外市场不断扩大政治保证－资本主义制度在世界范畴内确立；生产技术－自然科学的突破性进展；资金－资本的积存和对殖民地的掠夺；市场－德、意、日等国的统一开创了国内市场；世界市场的显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政治保证－资本主义进展相对稳固和国家垄断资本主义进展；先决条件－科学理论的重大突破；必要手段－科学技术的进展具备了一定的物质和技术基础；推动力－社会需要〔二战中的军事需求、战后军备竞争和进展经济的要求〕要紧成就棉纺织：哈格里夫斯－珍妮纺纱机〔1765年〕；克隆普顿－骡机〔1779年〕；卡特莱特－水力织布机〔1785年〕动力：瓦特－改良蒸汽机〔1785年〕交通运输：富尔顿－轮船〔美、1807年〕；史蒂芬孙－蒸汽机车〔1814年〕电力的广泛应用：西门子－发电机、格拉姆－电动机；内燃机和新交通工具的创制：卡尔•本茨－内燃机驱动的汽车、莱特兄弟－飞机；电讯事业的进展：贝尔－、马可尼－无线电报以原子能〔1945年美国原子弹爆炸、1954年苏联第一座核电站建成〕、航天技术〔1957年苏联第一颗人造卫星上天、1981年美国第一架航天飞机升空〕、电子运算机的应用〔1946年美国电子运算机产生、1964年美国集成电路运算机问世等〕为代表，还包括人工合成材料、分子生物学和遗传工程〔1973年美国重组DNA生物基因工程首创成功〕等高新技术。

特点第一发生在英国，从发明和使用机器开始到机器生产机器；开始于轻工业〔棉纺织〕部门，发明机器者大多是具有实践体会的工人和技师；有坚实的科学基础，科学与工业生产紧密结合，与技术结合。

推动生产力的进展；同时在几个国家发生，规模广泛，进展迅速；有许多国家与第一次科学技术转化为直截了当生产力的速度加快；科学和技术紧密结合相互促进；科学技术各个领域间相互渗透，高度分化又高度综合要点精析1、生物进化论的历史意义与17世纪牛顿把〝造物主〞从无生命现象的研究领域驱逐出去一样，19世纪的达尔文又把〝造物主〞从有生命现象的研究领域驱逐出去了。

近代以来世界的科学发展历程考点提示近代科学技术（1）经典力学、相对论、量子论（2）进化论（3）蒸汽机的发明和电气技术的应用知识清单知识梳理一、物理学的重大进展（一）近代自然科学产生的背景经济基础——资本主义经济发展，生产经验的积累。

思想准备——文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。

个人因素——科学家具有科学精神。

（二）经典力学1、伽利略——意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、物理学家。

（1）主张：为了解自然界，必须进行系统地观察和实验。

（2）通过实验证实，外力并不是维持运动状态的原因，只是改变运动状态的原因。

（3）通过实验，发现了自由落体定律等物理学定律，大大改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念。

（4）开创了以实验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学，为牛顿经典力学的创立和发展奠定了基础，被誉为近代科学之父。

2、牛顿——17世纪英格兰伟大的物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家。

（1）牛顿在其经典著作《自然哲学的数学原理》一书中，提出了物体运动三大定律和万有引力定律。

把地球上的物体运动和天体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。

（2）牛顿经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。

海王星的发现是证明牛顿力学和万有引力定律有效性的最成功的范例。

（3）数学方面，牛顿是微积分的发明者之一。

另外牛顿还发现了太阳光的光谱，发明了反射式望远镜等。

（三）相对论的创立：1、背景：19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新问题。

20世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出相对论。

2、内容：包括狭义相对论和广义相对论。

狭义相对论——物体运动时，质量随着物体运动速度增大而增加，同时空间和时间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——空间和时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。