第十六单元 近代以来世界科技发展及文学艺术
【单元概览】
第37讲 近代以来世界的科学发展历程
【考纲要求】
1.经典力学产生的背景、标志、特点和意义。
2.进化论产生的背景、标志、内容和影响。
3.蒸汽机和电气技术出现的背景和影响。
4.相对论和量子论诞生的背景、标志、内容和意义。
5.现代信息技术出现的背景、过程和影响。
考点 近代以来世界的科学发展历程
【基础落实】
一 物理学的发展
1.经典力学
(1)背景
(2)建立:1687年,牛顿出版了《自然哲学的数学原理》,标志着经典力学体系的建立。
(3)内容:物体运动三大定律和万有引力定律等。
(4)特征:以实验为基础、以数学为表达形式。
(5)意义
2.相对论
(1)背景:19世纪,经典力学面临挑战。
(2)建立:20世纪初,德国物理学家爱因斯坦提出。
(3)内容:狭义相对论和广义相对论。
(4)意义
3.量子论
(1)背景:19世纪末20世纪初,人们对物质的认识深入到了原子内部,为了解决热辐射理论上的疑点。
(2)建立:1900年提出,20世纪30年代建立量子力学。
(3)内容
(4)意义:使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步,与相对论一起,构成了现代物理学的基础。
二 生物学的进步
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。
(2)资产阶级革命和工业革命相继发生,拓宽了人们视野。
(3)细胞学说、拉马克早期生物进化思想等生物学知识的积累。
2.标志:1859年,达尔文发表《物种起源》。
3.内容
(1)生物是进化而来的,由低级向高级、由简单到复杂。
(2)物竞天择,适者生存,自然选择。
4.意义:有力挑战了封建神学创世说,达尔文被称为“生物学领域的牛顿”。
三 三次科技革命
1.“蒸汽时代”
(1)背景
(2)进程
(3)影响:19世纪三四十年代,人类进入“蒸汽时代”。
①工业生产:机器大工业工厂出现,社会化大生产逐渐形成。
②历史进程:形成许多工业城市及工业国家。
③世界联系: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,世界日益成为一个整体。
2.“电气时代”
(1)理论基础:1831年,法拉第发现了电磁感应现象。
(2)技术突破
①发电机、电动机的发明和使用使电力成为新能源。
②发电机不断完善,长距离的输变电技术日趋成熟。
(3)影响:人类进入“电气时代”。
①工业生产:出现新的技术革命浪潮,促进了工业的发展。
②世界形势: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生产关系:企业规模扩大,生产和资本的集中促成了垄断组织的形成。
④社会生活: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)概况
(2)影响,
【考点深化】
1.近代世界科学技术发展的原因
项目
原因
社会原因
资本主义的发展为科技发展奠定了物质基础,这是近代自然科学创立发展的社会基础
思想基础
文艺复兴、宗教改革和启蒙运动,为近代自然科学的诞生和发展奠定了思想基础
制度基础
欧洲资本主义国家保护、奖励科技发明,改革教育制度和专利制度,组织科研机构,推动了近代科学的创立和发展
外在因素
中国的四大发明、阿拉伯文化和希腊自然哲学传入西欧,开阔了人们的眼界,并为科学研究提供了丰富的素材
主观原因
科学家的努力探索,促进了科学的发展
2.量子理论和相对论的异同
(1)不同:相对论描绘的是一个崭新的宏观宇宙世界;量子理论描绘的是微观粒子世界。
(2)共同
①从背景看,19世纪末,物理学得到极大发展,但是,一系列新的发现无法用经典物理学解释,这使得经典物理学陷入了危机,面临挑战。
②从产生过程看,都是科学大师们敢于向权威挑战,追求真理的结果;都经历了一个产生、发展、完善的过程。
③从影响看,量子理论和相对论一起,构成了现代物理学的基础,弥补了经典物理学的不足;都大大开阔了人们的视野,改变了人们看世界的角度和方式。它们不仅对物理学本身,对自然科学,而且对整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。
3.次科技革命的影响
(1).积极影响
①极大地提高了生产力。
②人们的生活水平普遍提高。
③政治上要求进一步民主化,使工人阶级和其他劳动群众普遍获得了一些政治权利。
④第一次工业革命巩固了资本主义各国的统治基础;第二次工业革命后形成了垄断组织,部分地克服了资本主义生产的无政府状态;第三次科技革命中互联网产生,更加方便了人们的生活。
⑤扩大了人类对自然的认识和征服能力。
(2)消极影响
①资本主义国家加紧了对殖民地、半殖民地的掠夺,加剧了当地的贫穷与落后。第三次科技革命进一步扩大了发达国家与发展中国家的经济差距。
②造成对环境的污染日趋严重。
③如果无限制地发展工业,必然会造成资源的浪费和枯竭。
④互联网给人类带来了巨大的挑战。信息泛滥、垃圾信息、网络犯罪等,都给社会经济的发展带来了不利的影响。一些青少年沉溺于网络,不能自拔,对他们的生活和学习工作产生了极大的负面影响。
【典例剖析】
典例1“把能量的变化看成是跳跃式的进行,成功地解释了经典理论无法解释的某些现象,打破了经典物理学中一切过程都是连续变化的观念。”这一理论的诞生主要由下列哪一问题引发( )
A.研究热辐射 B.揭示时空本质属性
C.解释光电效应 D.预测未知行星方位
【答案】A
【解析】1900年,为了解决热辐射理论的疑点,德国物理学家普朗克提出了量子假说,A项正确;揭示时空本质属性的是爱因斯坦的相对论,B项错误;爱因斯坦利用光的量子理论成功地解释了光电效应,C项错误;能预测未知行星方位的是牛顿经典力学,D项错误。
典例2.“根据这一理论,将时间和空间说成是绝对的是没有意义的,因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。……对于门外汉来说,这些观点——通常用不能理解的数学公式解释——表明科学已经达到了能被人类所知的界限。”上述“理论”的主要意义是( )
A.开创了以实验为基础的近代科学
B.预见海王星存在的准确性
C.弥补经典力学对时空认识的不足
D.发现能量辐射的运动原则
【答案】C
【解析】 由“根据这一理论,将时间和空间说成是绝对的是没有意义的”可知,该理论是牛顿经典力学以外的观点,弥补了牛顿经典力学的不足,所以答案为C项;A项是伽利略的成就,故排除;B项是指牛顿力学,排除;D项是指量子论,不符合题意。
典例3.“互联网实际上是把人与人联结在一起了,另外一个是把人与信息联结在一起了。因为这两个联结实际上大大提升了我们讲的那个信息的一个传播的效率,创造了效率。”由材料可知,互联网( )
A.推动了人们直接交往的加快
B.有利于鉴别信息的正确性
C.彻底消除了人类社会间隔阂
D.加速了信息传播的效率
【答案】D
【解析】材料主旨是“这两个联结实际上大大提升了我们讲的那个信息的一个传播的效率,创造了效率”,故D项正确。
【真题在线】
1.(2019·江苏高考·19)1919年5月29日,英国皇家学会科考队在几内亚湾普林西比岛拍摄的日蚀照片和随后的计算证实了如下观点:引力是因质量的存在而引起的时空连续场的弯曲。本次科考活动支持了( )
A.经典力学 B.相对论 C.进化论 D.量子论
【答案】B
【解析】“引力是因质量的存在而引起的时空连续场的弯曲”表明是广义相对论,故B项正确;“引力是因质量的存在而引起的时空连续场的弯曲”表明是广义相对论,故A项错误;进化论强调的是物竞天择,适者生存,材料的内容是相对论,故C项错误;量子论是对微观领域的研究,材料的内容是相对论,故D项错误。
2.(2019.4·浙江高考·21)第二次工业革命时期,一位发明家偶然发现,簧片在带铁芯线圈附近的振动可以导致圈内电流的强弱变化,反过来,同样的电流变化可以导致磁铁线圈附近簧片的振动。根据这一物理原理,他发明了通过电流传播人的声音和语言的重要通讯工具。这位发明家是( )
A.爱迪生 B.莫尔斯 C.贝尔 D.马可尼
【答案】C
【解析】根据材料“他发明了通过电流传播人的声音和语言的重要通讯工具”,传播人声的通讯工具为电话,它发明者是贝尔,故选C项;爱迪生是电话的改良者,排除A项;莫尔斯发明了电报编码,排除B项;马可尼发明无线电报,用以传送文字和数字,排除D项。
3.(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( )
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
【答案】D
【解析】1687年,牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书,经典力学体系诞生,与材料中“1927年”不符,故A项错误;1859年,英国科学家达尔文发表了《物种起源》一书,创立了生物进化论,与材料中“物理学家”“通过光来观测电子”不符,故B项错误;电气革命的出现是19世纪后期,与材料中“1927年”“通过光来观测电子”不符,故C项错误;20世纪初量子论的提出使人类对微观世界的基本认识取得革命性的进步,与材料中“1927年”“确知一个电子的运动轨迹”相符,故D项正确。
4.(2018·天津高考·3)16世纪,西班牙医生赛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( )
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
【答案】B
【解析】题干提及的是赛尔维特与达尔文研究生物学时的不同命运,且“普遍”一词不妥,故A项错误;题干中16世纪赛尔维特被火刑处死,而19世纪达尔文《物种起源》发表时教会虽激烈反对,但未对其进行人身迫害,结合教会权威遭到了文艺复兴、宗教改革、特别是启蒙运动的冲击,教会已经失去了原有权威,故B项正确;进化论在今天已经拥有越来越多的受众,但依然存在相当多的质疑,例如突变论(寒武纪大爆发),以至于今天对进化论存在激烈的争论,在《物种起源》发表时不可能迅速被证明为科学理论,故C项错误;题干中“遭教会激烈反对”,推知教会对进化论非常不支持,并不是实行宽容政策,故D项错误。
5.(2018·海南高考·17)有学者在评价一项科学成就时指出:它使人对自己的认识以及对世界的认识发生了一次类似牛顿力学定律出现时所带来的划时代变化。这项成就应该是( )
A.伽利略的“自由落体定律” B.达尔文的“生物进化论”
C.普朗克的“量子假说” D.赫胥黎的“人猿同祖说”
【答案】B
【解析】牛顿力学定律证明了自然界的规律,从物理学上否定上帝地位,“使人对自己的认识以及对世界的认识”发生划时代变化,伽利略的“自由落体定律”推动牛顿力学定律的形成,但在对上帝的认识上并没有产生划时代变化,故A项错误;达尔文的“生物进化论”从生物学上否定上帝造人说,对上帝的认识上产生划时代变化,故B项正确;普朗克的“量子假说”是物理学对微观世界认识的深入,但在对上帝的认识上并没有产生划时代变化,故C项错误;赫胥黎的“人猿同祖说”是对达尔文进化论的发展,不具有划时代影响,故D项错误。
6.(2017江苏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.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
【答案】A
【解析】17世纪的一位科学家承袭了以实验为基础,以数学为表达形式进行科学研究的是牛顿,他创立了经典力学体系,揭示了基本的宇宙法则,故A项正确,奠定现代物理学理论基础的是20世纪的量子论和相对论,故B项错误;确立太阳中心说理论的是16世纪的哥白尼,故C项错误;阐明时间空间本质属性的是20世纪的爱因斯坦的相对论,故D项错误。
7.(2017年天津卷10).对下图信息的解读,表述正确的是( )
A.科技发展带来生产方式变化 B.科学发挥最重要的作用
C.劳动者的劳动强度越来越大 D.信息化普及贯穿全过程
【答案】A
【解析】材料反映了四次工业革命的影响,从图片可知随着工业革命的开展,生产方式和生产技术在不断提高,故A项正确;第一次工业革命主要是工匠的经验总结,科学没有发挥最重要的作用,故B项错误;随着科技的发展,计算机网络技术的应用,劳动者不是以体力支出为主,而是以脑力、智力支出为主,劳动强度减弱,故C项错误;信息化出现于第三次工业革命时期,故D项错误。
8.(2017年天津卷6).1830年,英国正式启用第一条商业铁路,十年后公布火车时刻表。因为火车比马车快太多,所以各地时间的微小差异就造成了巨大困扰。1880年,英国首次立法规定全国的时刻表都须以格林尼治时间为准,这就要求人们依据人工的时钟而非依据当地日升日落周期来过生活。这段材料重在说明( )
A.工业革命带来社会生活的变化 B.技术发展对人类生活有所制约
C.时间的精确成为日常生活的必要 D.统一的时间有利于国家管理
【答案】B
【解析】工业革命带来了社会生活的变化,所以才会出现火车时刻表,和全国时刻表的改变,但工业革命带来社会生活的变化表述过于笼统,不能细致的反映全国时刻表变化和“这就要求人们依据人工的时钟而非依据当地日升日落周期来过生活”的深刻意义,故A项错误;从材料“这就要求人们依据人工的时钟而非依据当地日升日落周期来过生活”,可知随着科技的发展,人们的生产、生活不再依照自然条件变化而进行,而是有了严格的时间限制,反映出科技发展对人们生活的制约,故B项正确;材料强调统一的标准化的时间对当时人们生产和生活的影响,没有强调时间精确是生活必要,故C项错误;材料反映出统一的时间是为了顺应经济和社会发展需要,没有体现统一时间对国家管理的影响,故D项错误。
9.(2019·新课标全国Ⅱ卷高考·42)阅读材料,完成下列要求。(12分)
材料
图6
——据(美)菲利普·费尔南德兹-阿迈斯托《世界:一部历史》
(注:“自然进程”是指人与自然的互动;“人文进程”是指文明与文明、人群与人群的相互作用和影响。)
有史以来,人们试图以各种方式认识历史。材料反映了一位学者对19和20世纪世界历史的认识,对此认识提出你自己的见解(赞成、质疑、修改皆可),并说明理由。(要求:见解明确,持论有据,表述清晰。)
【答案】言之有理即可。
【解析】首先,分析材料信息,明确自己的见解,赞成或者质疑,需要修改等,如“同意从自然进程或者人文进程的角度认识人类历史的发展”、“在自然进程中增加构建人类命运共同体”、“在人文进程中增加1949年新中国的成立”等;其次,从材料中提取互相关联的历史信息并结合史实论证自己的观点,如“在经济全球化,科技进步发展的进程中谋求促进各国共同发展”、“1949年新中国的成立对战后世界格局和国际力量变化起重要作用”;最后,总结观点,表述成文。
【针对训练】
1.(2019·云南昆明模拟)“揭穿上帝赋予地球特殊地位”、“摧毁上帝创造世界的谬论,是自然科学开始从神学中解放出来的标志”。此科学成就是( )
A.哥白尼“日心说” B.牛顿经典力学
C.达尔文进化论 D.血液循环理论
【答案】A
【解析】哥白尼“日心说”否定上帝选择地球作为宇宙中心的理论,否定神创论,“是自然科学开始从神学中解放出来的标志”,故A项正确。
2.下表是16世纪至17世纪中叶中西科技成就对比。这反映出( )
中国
西方
1596年刊印李时珍的《本草纲目》
1637年刊出宋应星的《天工开物》
1639年刊出徐光启的《农政全书》
1642年刊出徐霞客的《徐霞客游记》
1543年刊出哥白尼的《天体运行论》
1628年刊出哈维的《血液循环论》
1632年刊出伽利略的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》
1687年出版牛顿的《自然哲学的数学原理》
A.中国古代科技已全面落后于西方
B.西方已经进入了民主社会时期
C.当时东西方的文化交流不断加深
D.西方科技逐渐具有近代化特征
【答案】 D
【解析】《天体运行论》、《自然哲学的数学原理》等都是以实验事实为依据,具有严密逻辑体系的近代科学体系,故D项正确。
3.斯塔夫里阿诺斯在《全球通史》中指出:“18世纪后期和19世纪初叶的大部分科学进步不是像在17世纪那样来自牛津、剑桥和伦敦,而是来自利兹、格拉斯哥、爱丁堡、曼彻斯特,尤其是伯明翰。”这反映出( )
A.工业革命是科学革命的根源
B.19世纪科学革命的中心发生转移
C.工业革命推动科学革命深入开展
D.科学进步是工业革命的必要前提
【答案】C
【解析】依据材料“大部分科学进步……尤其是伯明翰”的信息可知,强调的是工业革命对科学技术的影响,即工业革命推动了科学的进步,故C项正确。
4.(2019·安徽淮南模拟)下表为16~18世纪初期英国牛津大学和剑桥大学增设教席的情况,材料反映( )
时间
大学
增设的教授席位
1546年
牛津大学和剑桥大学
神学、希伯来语、希腊语、民法、医学
1619年
牛津大学
萨维里几何学教席
1621年
牛津大学
色德来自然科学教席、萨维里天文学教席
1663年
剑桥大学
卢卡西数学教席
1669年
牛津大学
植物学教授席位
1702年
剑桥大学
化学教授席位
1704年
剑桥大学
天文学教授席位
A.自然科学取得绝对优势 B.神学课程已被大学摒弃
C.人文社会科学逐渐没落 D.科学发展影响大学教育
【答案】D
【解析】材料列举“16~18世纪初期英国牛津大学和剑桥大学增设教席情况”,主要涉及自然科学职位,结合这一时期自然科学的发展情况,得出科学发展影响大学教育,故D项正确。
5.(2019·山东临沂模拟)某一时期,西欧诸国出现了一系列科学发明,科学家常常将其科学著作冠以“新”字,如培根的《新科学》、开普勒的《新天文学》、伽利略的《两种新科学》等。这反映了( )
A.科学取代宗教的时代要求
B.工业时代科学与技术结合
C.个人的价值得到高度崇拜
D.启蒙思想在社会全面渗透
【答案】A
【解析】由材料中科学家将科学著作冠以“新”字,意在说明近代科学与天主教会宣扬的神学不同,因而这一举措体现了科学取代宗教的时代要求,故A项正确。
6.(2019·江西南昌模拟)根据生物进化论,可以说“猿进化为人”。恩格斯又提出来另一种说法:劳动创造了人,人是劳动的产物。能同时解释这两种说法的是( )
A.用进废退 B.获得性遗传
C.自然选择 D.社会进化
【答案】A
【解析】无论是进化论的“猿进化为人”,还是恩格斯的“劳动创人说”,都是“用进废退”的演化结果,故A项正确。
7.(2018·安徽“江淮十校”联考)有人描述某一时期西方人生产与生活的情景:以前,人们日出而作,日落而息,生活艰苦却很悠闲。现在,人们可以日落而作,日出而息,整个社会可以更自由地支配时间了。导致生产生活方式变化的主要原因是( )
A.工业化 B.信息化 C.城市化 D.电气化
【答案】D
【解析】据材料“日落而作,日出而息”,突出的是电力对照明及人们劳作的影响,电气化反映了第二次科技革命,以电力广泛使用为代表的科学成就,故D项正确。
8.(2019·新疆乌鲁木齐模拟)1919年11月6日,大不列颠皇家学会和伦敦天文皇家学会举行联席会议,会议主席汤姆逊宣布,日食观测结果测得星光在太阳附近偏转1.79秒,而爱因斯坦预言的是1.75秒,接近实测时间。据此可知( )
A.经典力学绝对时空观被否定
B.光电效应定律由此发现
C.爱因斯坦因此获得诺贝尔奖
D.广义相对论获得了证实
【答案】D
【解析】广义相对论认为,时空变化与物质分布状态相关,且材料中证实了星光偏转,这与爱因斯坦预言基本吻合,故D项正确。
9.科学家在评价某物理学理论时说:“这一发现成为二十世纪物理学研究的基础……要是没有这一发现,那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。”材料中的“这一发现”( )
A.开阔了人们的眼界并改变了人们认识世界的角度和方式
B.与物理学界长期信奉的“自然界无跳跃”的原则相一致
C.说明空间和时间的性质取决于物质运动和本身分布状态
D.说明物体空间和时间会随着物体运动速度的变化而变化
【答案】A
【解析】“这一发现成为二十世纪物理学研究的基础……要是没有这一发现,那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论”这是对量子论发现的评价,故A项正确。