近代科学:以实验事实为根据并具有严密逻辑体系和数学表述形式的科学。
近代科学开始形成标志:天文学革命
近代科学正式形成标志:经典力学体系的建立
西方近代科学产生的原因:①经济发展对自然科学的迫切需要;②资产阶级民主制度的建立;欧洲先进国家进行保护科学发展的政策;③近代两次思想解放运动钉破了精神枷锁:④西欧文化教育的促进;⑤科学的方法的创立和科学家的贡献:
一、物理学的重大进展
1、经典力学的创立——适用于宏观物体的低速运动状态
(1)经典力学的奠基者伽利略:(1564—1642),伟大的意大利物理学家和天文学家,被誉为“近代科学之父”。
贡献:①创立科学的研究方法:实验和观察。
②物理学:实验证明力与运动状态的关系,发现自由落体定律等,改变了亚里士多德以来有关运动的观念。
③天文学:自制天文望远镜观察天体并取得大量成果的第一人,证明了哥白尼“日心说”的正确性。
意义:①开创了以实验事实为根据并有严密逻辑体系的近代科学,标志着物理学的真正开端。
②为经典力学的建立奠定了基础。
(2)经典力学的创立者牛顿:
牛顿
创立标志:1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》,提出了物体机械运动三大定律和万有引力定律等,形成了以实验为基础的以数学为表达形式的牛顿力学体系,即经典力学体系。
意义:①这一体系对解释和预见物理现象,具有决定意义(后来根据万有引力定律,人们发现了海王星、冥王星)。③实现了自然科学的第一次理论性大综合;标志着近代科学的正式形成。
(其他贡献:数学:与莱布尼兹几乎同时创立了微积分学;光学:出版《光学》创立光“微粒说”;天文学:创制了反射式望远镜)
2、相对论的创立——适用于宏观宇宙的高速运动状态
(1)背景:
①经典力学认为时间和空间是绝对的,两者是没有任何直接联系的。
②19世纪科学得到了飞速发展,物理学研究深入到物质内部的微观世界,另一方面扩展到整个宇宙。物理学研究中遇到了—些经典力学无法解释的新问题。
(2)提出:1905年德国爱因斯坦提出相对论,包括“狭义相对论”和“广义相对论”。
爱因斯坦
(3)主要内容:
狭义相对论认为:物体运动时,质量会随着物体运动速度增大而增大;同时,时间和空间随着物质运动速度的变化而变化,发生尺缩效应和钟慢效应。
广义相对论认为: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。
(4)意义:
①对物理学:相对论的提出是物理学领域的一次重大革命,它否定了经典力学的绝对空间观,深刻地揭示了时间和空间的本质属性。相对论发展了牛顿力学,将其概括在相对论力学之中,推动物理学发展到一个新高度。
②对人类思想:相对论打破了绝对化的思维模式,改变了人们认识世界的角度和方式。
(5)相对论和经典力学的关系:①相对论打破了牛顿以来传统的绝对时空观,但并非全盘否定牛顿力学。②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,是对牛顿力学的继承和发展。③牛顿力学是相对论的一种特例(物体低速运动状态),包括在相对论体系中。
3、量子论的诞生与发展——适用于微观世界的粒子运动
(1)背景:
①19世纪末20世纪初,电子和放射线的发现使人们对物质的认识深入到原子内部。
②实验表明,微观粒子的运动不能用经典力学原理说明。
(2)量子论的诞生
1900年德国普朗克提出量子假说。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,把能量不连续的概念带入了物理学。这一假说宣告了量子论的诞生。
(3)量子论的发展:
①爱因斯坦首先认识到量子概念,利用量子理论成功解释光电效应
②丹麦物理学家玻尔提出了有关原子的量子理论。
③20世纪30年代量子力学(研究微观世界粒子运动规律的科学)建立起来。
(4)影响:
①使人类对微观世界的认识取得革命性的进步,是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。
②量子论与相对论共同构成现代物理学的基础,弥补了经典力学在认识微观世界和宏观世界方面的不足。
③不仅推动了物理学自身的发展,而且还开阔了人们的视野,改变了人们认识世界的角度和方式。
二、破解生命起源之谜
1.西方基督教的神创说
观点:神创造了人类和世界万物;
影响:中世纪的宗教神学严重禁锢人们的思想。
神创论长期流行的原因:①生产力的落后和生物知识的缺乏。②中世纪教会推行神创说,实行愚民政策和精神独裁。③近代科学认识和方法还未出现。
2、生物进化论
(1)背景:
①思想基础:文艺复兴宗教改革启蒙运动解放思想
②物质基础:工业革命使资本主义经济迅速发展
③政治基础:资产阶级革命使资产阶级掌握了政权
④理论基础:生物学知识的积累(特别是细胞学说的确立和拉马克的早期生物进化思想)
19世纪初,拉马克提出了早期生物进化思想。认为生物是从低级向高级发展进化的;肯定了环境对物种变化的影响,提出两个著名原则——“用进废退”和“获得性遗传”。
(2)诞生标志:英国生物学家达尔文1859年发表《物种起源》
(3)主要观点:
①生物都是进化而来的,一切生物都经历了由低级向高级、由简单到复杂的发展过程;②生物进化是逐渐和连续的;③生物有着共同的祖先;④生存竞争和自然选择是普遍存在的,自然选择是生物进化论的基础。(进化机制、核心)
(4)意义:
①否定了神创说,促进了人类的思想解放和对自然界认识的飞跃;②开创了生物科学发展的新时代;③为马克思主义理论提供了自然史基础;④成为殖民地半殖民地国家资产阶级挽救民族危亡的思想武器。
三、从蒸汽初到互联网
1、“蒸汽时代”,的到来。
(1)背景:①政治:17世纪末英国资产阶级革命的胜利;②经济:18世纪工场手工业发展使机器生产成可能;③技术:科学技术为生产提供发现和发明。
(2)过程:①18世纪60年代瓦特研制出单动式蒸汽机;②18世纪80年代瓦特代发明联动式蒸汽机;③19世纪三四十年代欧洲北美广泛采用。
(3)影响:人类进入蒸汽时代。①促使工场手工业作坊转变为机器大工业工厂,真正意义上的社会大生产逐渐形成;②形成许多工业城市和工业国家;③交通运输工具变化,世界日益成为整体。(1807年美国人富尔顿发明轮船;1814年斯蒂芬孙发明火车机车。)
2、电气革命的出现
(1)背景:①工业生产力对新动力的需要;②科学理论取得的重大突破
(2)过程:①1831年法拉第发现电磁感应现象;②德意志两门子研制成了发电机;③比利时人格拉姆发明了电动机;④爱迪生发明电盯,创建第一个发电站。
(3)影响:使人类进入电气时代。①生产力:机器使用更普遍,促进了工业的迅速发展;②生产关系:生产和资本高度集中,产生了垄断组织。③国际关系:资产阶级掌握了先进的生产力,确立了对世界的统治,资本主义世界体系最终形成。④社会生活: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巨变。
3、信息技术的发展
(1)背景:20世纪四五十年代第三次科技革命兴起(第三次科技革命成果以原子能技术、航天技术、电子计算机的应用为代表,还包括人工合成材料、分子生物学和遗传工程等高新技术。)
(2)信息技术的发展过程:①1946年美国研制了第一台电子计算机;②20世纪60年代美国建立了四个站点的网络,促进了互联网的产生;③20世纪90年代以后互联网进一步发展为全球信息网。
(3)影响:人类进入信息化社会。①信息经济全面发展,加快了经济全球化的步伐,促进传统产业发展;②给人们的工作带来更多的便利,提高了工作效率;③使人们的生活方式发生了改变;④也带来一定的负面影响。