2020版《衡中学案》高三历史一轮总复习学案第十五单元 51 近代以来世界的科学发展历程

第十五单元近代以来世界科学发展历程
与19世纪以来的世界文学艺术
精要综述
考情分析
JI CHU PAI CHA
基础排查理一理
一、物理学的重大进展
1．经典力学
(1)奠基者：伽利略。

①背景：文艺复兴运动不仅解放了人们的思想，也推动了科学研究。

②成就：通过实验，发现自由落体定律等物理学定律；自制望远镜观察天体并取得大量成果。

③意义：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，为经典力学体系的创立和发展奠定了基础。

(2)创立者：牛顿。

①标志：1687年，牛顿出版《自然哲学的数学原理》，提出物体运动三大定律和万有引力定律。

②特点：以实验为基础，以数学为表达形式。

③意义：标志着近代科学的形成；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．相对论的创立
(1)背景：19世纪，经典力学无法解释研究中遇到的一些新问题，面临着挑战。

(2)提出：20世纪初，由爱因斯坦提出。

(3)内容
①狭义相对论：物体运动时，质量随着物体运动速度的增大而增加，时间和空间随着物体运动速度的变化而变化。

②广义相对论：空间和时间的性质取决于物质的运动情况和物质本身的分布状态。

(4)意义
①是物理学领域的一次重大革命，它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
①19世纪末20世纪初，电子和放射线的发现，打开了原子的大门。

②实验表明微观的粒子运动不能用经典力学的理论来说明。

(2)诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出量子假说。

(3)内容：辐射像物质一样，是由具有能量的基本单位量子来实现的。

(4)发展
①爱因斯坦利用量子理论成功地解释了光电效应。

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，量子力学建立。

(5)影响
①量子论使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步，成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。

②与相对论一起构成了现代物理学的基础，并弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足。

③推动了物理学自身的进步，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。

二、生物学的发展
1．背景
(1)基督教坚持上帝创世说，生物学研究进展缓慢。

(2)文艺复兴后，面对现实，重视实践、崇尚理性的追求蔚然成风。

(3)资产阶级革命和工业革命的发生，使人们视野开阔，思想开放。

(4)细胞学说的确立，为生命科学的研究奠定了基础。

2．奠基——拉马克的早期生物进化思想
(1)提出了生物从低级向高级发展进化的观点。

(2)提出“用进废退”和“获得性遗传”两个原则。

3．标志：1859年，达尔文发表《物种起源》。

4．内容
(1)一切生物都经历了从低级向高级、从简单到复杂的发展过程。

(2)提出“物竞天择，适者生存，自然选择”的原理。

5．意义
(1)有力挑战了封建神学的创世说。

(2)达尔文被称为“生物学领域的牛顿”。

三、从蒸汽机到互联网
1．“蒸汽时代”的到来
(1)背景
①17世纪末，英国取得了资产阶级革命的胜利，为经济发展扫清了障碍。

②18世纪，随着工场手工业的发展，应用机器进行生产成为可能。

③科学技术为生产的发展提供了许多发现和发明。

(2)过程
①改良：18世纪80年代，瓦特制造了联动式蒸汽机，采用曲柄机构，使往复的直线运动转变为旋转运动。

②应用：蒸汽机作为动力应用于各工业部门。

③推广：19世纪三四十年代，蒸汽机在欧洲、北美被广泛采用。

(3)影响
①解决了工业发展中的动力问题，推动人类社会由此进入蒸汽时代。

②机器大工业生产的出现，使真正意义上的社会化大生产形成。

③在工业化进程中，形成了许多工业城市，英法美等国家成为工业国家。

④蒸汽动力在交通运输工具上的应用，使世界各地的联系更加密切。

2．电气革命的出现
(1)条件：1831年英国科学家法拉第发现电磁感应现象。

(2)过程
①随着发电机和电动机的发明和使用，电力成为一种新能源。

②长距离的输变电技术日趋成熟。

(3)影响
①使得机器的使用更加普遍，促成了新兴工业部门和新技术的出现，促进工业的迅速发展，人类进入电气时代。

②生产力的迅猛发展改变着社会结构和世界形势，资产阶级开始确立对世界的统治。

③生产和资本的集中促成了垄断组织的形成。

④使城市的面貌和人们的社会生活发生了巨大的变化。

3．信息技术的发展
(1)进程
①1946年，美国研制成世界上第一台电子计算机，奠定了现代信息技术的基础。

②1969年，美国建立了包括四个站点的网络，促成了互联网的产生。

③20世纪90年代以后，互联网进一步发展为全球信息网。

(2)影响
①积极：信息化社会开始出现；信息经济在世界各地全面发展，加快了经济全球化的步伐；传统产业获得新的发展；改变着人们的工作方式、生活方式和社会交往方式。

②消极：网络给人们特别是青少年带来一定的负面影响。

,
JING WEI DIAN BO
精微点拨想一想
1．牛顿力学体系的建立是近代自然科学兴起的标志吗？
提示：否。

近代自然科学革命首先从天文学领域开始，哥白尼“日心说”标志着近代自然科学的兴起，牛顿力学体系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，标志着近代科学的形成。

2．图示经典力学。

提示：
3．相对论否定了牛顿经典力学吗？
提示：否。

爱因斯坦的相对论只否定了牛顿的绝对时空观，没有否定整个牛顿力学。

牛顿力学是相对论力学在低速运动状态下的一个特例。

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。

4．爱因斯坦的相对论是人类第一次对自然规律进行的理论性概括和总结吗？
提示：否。

牛顿力学体系是人类第一次对自然规律进行的理论性概括和总结。

5．科学与宗教在人类起源的问题上有何分歧？其分歧的根源何在？
提示：(1)分歧：根据达尔文及其拥护者的理论，人类是自然界演化的产物，是从古猿进化而来的，而宗教神学则认为人是由神创造的。

(2)产生分歧的根源：根源在于科技与生产力发展水平的差异。

从世界观方面说，宗教是建立在唯心主义世界观基础上的，而科学是从唯物主义立场出发的。

从方法论方面说，宗教学说没有经过实践检验，科学是建立在实验和观察研究基础上的。

从政治上来说，宗教实际上是统治阶级维护其特权的工具，科学是追求民主和平等的。

6．达尔文被称为“生物学领域的牛顿”的原因？
提示：(1)达尔文进化论的提出，是人类思想史上划时代的大事，它有力地挑战了封建神学创世说。

(2)达尔文进化论极大地促进了欧洲的思想解放，使人们的世界观发生了根本性的变化。

(3)正如17世纪牛顿把“造物主”从物理学研究领域驱逐出去一样，达尔文又把“造物主”从生物学的研究领域驱逐出去了。

7．三次科技革命的结果带给我们哪些启示？
提示：生产关系要适应生产力的发展，生产力决定生产关系；科学技术是第一生产力；要树立科教兴国的战略思想。

……
8．近现代科学技术对社会发展的影响？
提示：(1)社会生产力大幅度提高。

(2)促使世界市场形成。

(3)改变和丰富了人们的生活——交通工具的发展使人们出行更加便捷，家电的使用大大减轻了人们繁重的家务劳动，电影、电视和网络丰富了人们的业余生活。

(4)消极影响：工业革命后人们加大了对煤、铁、石油等资源的开发，加剧了环境污染，使世界可持续发展面临挑战。

网络也给社会带来一些负面影响。

(1)牛顿是经典力学的创立者，提出物体机械运动三大定律和万有引力定律，标志着近代物理学的形成。

(2)达尔文的生物进化论诞生，破解了生命起源之谜，在科学界和思想界产生了巨大深远的影响。

(3)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。

(4)发电机和其他电气技术发明的出现，是“科”与“技”结合的典范，促进了第二次工业革命的到来，人类社会进入电气时代。

(5)相对论的提出是物理学领域最伟大的革命。

它在很大程度上解决了19世纪末经典物理学出现的危机，打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们提供了辩证地看待世界的途径。

(6)量子理论是20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步。

量子力学对其他科学领域都产生了重大影响，从根本上改变了人类的物质生活。

(7)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。

探究一物理学的重大发展
史料一牛顿力学体系花了五十年左右的时间，获得了普及，导致一种伟大的智力自满。

对人的能力从未有过那么高的信心。

……启蒙思想家们相信，如果牛顿可以发现主宰物质世界的自然法则的话，那么用他的方法，他们也可以发现主宰人类社会的自然法则。

——摘自[美]R·R·帕尔默《现代世界史》史料二绝对静止这概念，不仅在力学中，而且在电动力学中也不符合现象的特性，倒是应该认为，凡是对力学方程适用的一切坐标系，对于上述电动力学和光学的定律也一样适用，对于第一级微量来说，这是已经证明了的。

——爱因斯坦《论动体的电动力学》问题：史料一是如何说明牛顿力学体系重要影响的？史料二的观点有何重要意义？
[史料导读]
(1)史料一表明了牛顿力学体系增强了人类自身的信心，推动了启蒙运动思想的发展及人类社会的进步。

(2)史料二反映的是爱因斯坦提出的狭义相对论，认为物质运动并不是绝对静止的，对时间和物质运动的认识发生了革命性的变化，表明物理学的研究从宏观世界进入了微观世界。

[探究一答案]
(1)牛顿力学体系增强了人类的信心，推动了启蒙运动的发展及人类社会的进步。

它是自然哲学的基础。

(2)意义：相对论弥补了经典力学在认识世界方面的不足，推动了物理学的发展，开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。

[史论总结]
经典力学与相对论的关系
(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进行的。

(2)爱因斯坦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的，物质质量随运动速度的变化而变化，并提出质能转化原理，奠定了研发原子能的理论基础，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。

探究二生物进化论的影响
史料一达尔文推翻了那种把动植物物种看作彼此毫无联系的、偶然的、“神造的”、不变的东西的观点，探明了物种的变异性和承续性，第一次把生物学放在完全科学的基础之上。

——列宁史料二达尔文《物种起源》的问世，犹如一颗炸弹落在神学阵地的心脏。

自然选择的理论，给上帝创造万物的教义以沉重的打击。

正如霍登(W·Horton)所指出的那样，在生物进化的历程中，中古时代的大爬虫的地位，似乎比十字架的地位更重要。

——张秉伦、汪子春《进化论与神创论在中国的斗争》史料三进化者，宇宙之大法也。

人类社会即本于进化之理，国家亦何莫不然？
——上海《翻译世界》问题：史料一、二、三分别反映出达尔文生物进化论产生了什么影响？
[史料导读]
(1)史料一的影响依据“第一次把生物学放在完全科学的基础之上”总结即可。

(2)史料二“达尔文《物种起源》的问世，犹如一颗炸弹落在神学阵地的心脏……给上帝创造万物的教义以沉重的打击”说明进化论给封建神学以致命的打击。

(3)史料三反映进化论对近代中国唤醒国人、挽救民族危亡的重大影响。

[探究二答案]
(1)史料一：达尔文对生物学进行了一次伟大综合，使其成为真正意义上的科学。

(2)史料二：进化论给上帝创造万物说以致命一击。

(3)史料三：促进了中国知识界宣传进化论，挽救民族危亡。

[史论总结]
生物进化论的影响
(1)思想界：挑战了封建神学，否定了神创说，在宗教界引起了轩然大波。

(2)科学界：把发展变化思想引进生物界，开创了生物学发展的新时代。

(3)理论界：为马克思主义理论的创立提供了自然史基础。

(4)政治界：为中国维新派的戊戌变法运动和资产阶级革命派的民主革命提供了思想理论武器，同时也被帝国主义者利用，成为他们推行强权政治和霸权主义的理论依据。

1．结合三次科技革命理解科技革命“双刃剑”的特点
1．(2018·贵州贵阳摸底)1999年阿里巴巴网络技术有限公司成立，京东、苏宁易购等自营式电商企业随后相继诞生，2012年，中国成为仅次于美国的全球第二大网购市场。

2016年的双11不仅是购物狂欢节，而且承载更多的是观念更新。

这说明(B) A．中国成为第三次科技革命的受益者
B．互联网改变人们的生活方式和观念
C．电子商务成为第三产业的支柱产业
D．网络技术成为推动经济增长的因素
[解析]材料体现的是网络购物在中国的发展，中国成为第三次科技革命的受益者不是对材料的准确概括，故A项错误；从材料中网购的快速发展，反映出网络改变了人们的消费行为和观念，故B项正确；材料体现不出电子商务在第三产业中的地位，故C项错误；从材料“2016年的双11不仅是购物狂欢节，而且承载更多的是观念更新”可知，材料反映的不仅是网络技术推动经济增长，还有网络对观念的更新，故D项错误。

2．近代思想解放与近代科学技术产生、发展的关系
(1)思想解放促进了近代科学技术的产生和发展
①意大利的文艺复兴运动从思想上解放了人和人性，人的自我意识觉醒，形成了人文主
义思想的潮流，把人从宗教神学的束缚中解放出来，激发了人对宇宙、自然和人自身的探究热情。

近代天文学革命就是文艺复兴时期在以人文主义为武器反对封建神学的斗争中开始的，文艺复兴的思想解放直接为打破地心学说提供了思想动力和精神基础。

②宗教改革、启蒙运动的思想解放，为近代科学技术的发展提供了思想条件。

(2)近代科学技术的发展又促进了新的思想解放。

①近代天文学革命，打破了中世纪神学世界观的支柱——地心学说，给神学以极大冲击。

②牛顿用数学的研究方法描述宇宙运行的自然法则，为启蒙思想提供了科学理论依据，对启蒙运动的开展起了重要的推动作用。

③随着工业革命的开展，生物学领域掀起了一场革命，进化论的观点开始挑战基督教神学所宣扬的神创论，极大地冲击了基督教的神学思想，促进了人类的思想解放。

[针对训练]
2．(2018·安徽十校联盟摸底)伏尔泰曾指出，“如果真正的伟大乃是来自上天赋予的了不起的才能，并且能将此才能用于启发自己与他人，那么像牛顿这种千年难逢的人，就真的是伟人了！”在伏尔泰看来，牛顿的“伟大”之处在于(C)
A．理论总结B．高尚人格
C．思想启迪D．崇尚民主
[解析]题目中伏尔泰指出牛顿之所以伟大，是因为“来自上天赋予的了不起的才能，并且能将此才能用于启发自己与他人”，即牛顿的科学理论发挥了思想启迪的作用，而不是发挥理论总结的作用，故A项错误；题目中伏尔泰指出牛顿之所以伟大是因为牛顿理论推动了人们的思想解放，并没有提及牛顿的高尚人格，故B项错误；思想启迪符合题意，故C 项正确；题目中伏尔泰肯定的是牛顿科学理论的思想启迪作用，并没有提到崇尚民主，故D 项错误。

ZHEN TI TI YAN
真题体验
1．(2018·天津高考·3)16世纪，西班牙医生塞尔维特因解剖人体进行血液循环研究，被宗教裁判所火刑处死。

而达尔文在19世纪中期相继发表《物种起源》《人类的由来》，虽遭教会激烈反对，但并未受到教会的人身迫害，其原因在于(B)
A．进化论已被人们普遍接受
B．教会失去原有权威
C．进化论被证明是科学理论
D．教会实行宽容政策
[解析]由材料中的“16世纪”“19世纪中期”并结合所学知识可知，随着文艺复兴、宗教改革、启蒙运动以及自然科学的发展，到19世纪中期时，基督教神学受到冲击，教会
失去原有的权威，因此达尔文的学说虽遭到教会反对，但并未受到教会的人身迫害，故B 项正确；进化论在19世纪中期时诞生，并未得到人们的普遍接受，A项表述不合史实，故排除；C项与其遭到教会迫害与否无关，故排除；材料现象的出现是由于教会失去原有权威，与教会宽容政策无关，故D项排除。

2．(2018·江苏高考·17)牛顿认为宇宙是按照可测量的、可描述的机械原理进行运转的。

1927年，德国物理学家海森堡提出了测不准原理：没有人能够确知一个电子的运动轨迹，因为通过光来观测电子这个行为本身将会扰乱电子的位置。

与这一认识变化相关的是(D)
A．经典力学的诞生B．进化论的传播
C．电气革命的出现D．量子论的提出
[解析]电子的运动轨迹属于微观世界。

依据所学知识可知，量子论的提出揭示了微观物质世界的基本规律，故D项正确；经典力学就是牛顿力学，故A项错误；进化论是关于物种演化的理论，故B项错误；电气革命指的是第二次工业革命的成就，故C项错误。

3．(2017·江苏高考·15)英国哲学家培根倡导一丝不苟地记录经验性的实验，促进科学的发展；法国哲学家笛卡尔主张用数学法则作为表述人类理性的最高法则，从事科学研究。

17世纪一位科学家承袭了他们的传统，他创立的理论体系(A)
A．揭示了基本的宇宙法则
B．奠定了现代物理学理论基础
C．确立了太阳中心说理论
D．阐明了时间空间的本质属性
[解析]牛顿经典力学体系的特点是以数学为表达形式，材料中“17世纪一位科学家”说的就是牛顿，牛顿发现万有引力定律，揭示了基本的宇宙法则，故A项正确；牛顿建立经典力学体系属于近代物理学的成就，B项中的“现代”说法错误；太阳中心说是哥白尼的理论，C项错误；阐明了时间空间本质属性的是爱因斯坦的相对论，故D项错误。

4．(2017·浙江高考·22)20世纪上半期，有科学家认为：假如宇宙中所有的物质都消失了，时间和空间会与物质一同消失。

支撑其观点的科学理论是(C)
A．自由落体定律B．天演论
C．相对论D．加速度定律
[解析]本题考查现代物理学的奠基人和革命者——爱因斯坦和相对论。

自由落体定律是伽利略提出的，是物体下落的速度与物体的质量无关，故A项错误；天演论是把生物学理论运用在社会学领域，故B项错误；“假如宇宙中所有的物质都消失了，时间和空间会与物质一同消失”和爱因斯坦相对论的科学理论一致，故C项正确；加速度定律的内容是物体在受到合外力的作用会产生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小与合外力的大小成正比，与物体的惯性质量成反比，材料的内容没有涉及，故D项错误。

【备考方略】
1．高考重点考查牛顿的经典力学、达尔文的生物进化论、相对论和量子论的内容等方
面，强调其对人类认识世界的影响。

2．利用新材料、新情境，综合考查不同时期科技发展的成就，强调科学技术对人类社会的双重影响，强调人类社会的可持续发展。

3．注重考查不同时期政治、经济发展与科技进步之间的关系，注意世界科技革命与中国的关系。

JI SHI XUN LIAN
即时训练
1．(2018·山东滨州调研)有人认为牛顿的经典力学“成就了英国工业革命，在法国诱发了启蒙运动和大革命。

迄今为止，还没有第二个重要的科学和学术理论，取得过如此重大的成就。

”这种看法(B)
A．对经典力学的作用有所夸大
B．认为经典力学推动了人类文明
C．准确概括了经典力学的内涵
D．认为自然科学主导了文明进程
[解析]题干的看法符合史实，并没有夸大经典力学的作用，故A项错误；据材料“成就了英国工业革命，在法国诱发了启蒙运动和大革命。

迄今为止，还没有第二个重要的科学和学术理论，取得过如此重大的成就”牛顿的经典力学推动了人类经济文明、政治文明和精神文明的进步，故B项正确；材料说的是牛顿的经典力学的作用，不是内涵，故C项错误；材料说的是经典力学推动了人类文明，而不是认为自然科学主导了文明进程，故D项错误。

2．(2018·山东青岛调研)1894年，赫胥黎对进化论的原理作了哲学上的阐释。

他认为社会伦理关系不同于自然法则，因为人类具有高于动物的先天“本性”，人类社会的进展不应该模仿宇宙过程，而应当在同它斗争中不断走向完善，这一主张(C)
A．是中国近代维新思想的理论渊源
B．是中国近代革命思想的理论渊源
C．认为生物界的物竞天择并不适于人类社会
D．强调生物界的物竞天择，宣扬社会进化论
[解析]中国近代维新思想的理论渊源是西方资产阶级政治学说而非进化论，故A项错误；近代中国革命思想的理论渊源同样是西方资产阶级政治学说而非进化论，故B项错误；根据材料“1894年，赫胥黎对进化论的原理作了哲学上的阐释。

他认为社会伦理关系不同于自然法则，因为人类具有高于动物的先天‘本性’，人类社会的进展不应该模仿宇宙过程，而应当在同它斗争中不断走向完善”可知，赫胥黎在这里已经初步认识到了社会达尔文主义的弊端并试图进行局部的理论修改，故C项正确；根据材料不难看出，赫胥黎在这里是明确反对社会进化论的，故D项错误。

3．(2018·浙江金华联考)1905年9月，德国《物理学年鉴》发表了爱因斯坦的论文《论动体的电动力学》，标志着狭义相对论的创立。

狹义相对论(A)。