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1、专题七专题七 近代以来科学技术的辉煌近代以来科学技术的辉煌历史五班：章龙2021/8/261 近代物理学的奠基人和革命者近代物理学的奠基人和革命者1 1 追寻生命的起源追寻生命的起源2 2 人类文明的引擎人类文明的引擎3 3 向向“距离距离”挑战挑战4 42021/8/262（1）了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。（2）简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。（3）以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。（4）知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。（5）以网络技术为例，理解现代信息技术对人类社会的影
2、响。课标要求课标要求: :2021/8/263进化论相对论、量子论经典力学蒸汽机、电气技术网络技术近代以来科学技术的辉煌发展近代以来科学技术的辉煌发展及其对人类社会发展的巨大影及其对人类社会发展的巨大影响。响。2021/8/264近近代代以以来来科科学学技技术术的的辉辉煌煌近代物理学的发展生命科学的发展生产动力的革新现代信息技术的发展经典力学相对论（爱因斯坦）量子力学生命的起源的争论达尔文和进化论分类生物学细胞学遗传因子遗传学（基因学）解剖学生理学微生物学蒸汽机电磁感应内燃机汽船火车工业机械化电器的大规模使用石油工业内燃机交通工具电力行业的发展现代物理学自由落体定律（伽利略）牛顿三大定律惯性定
3、律加速度定律作用力与反作用力定律万有引力定律空间距离的“缩短”立体交通的发展通信技术的发展电波通信的发展（电报、电话）2021/8/265一、经典力学体系的发展一、经典力学体系的发展1、时代背景：中世纪亚里士多德的学说长期被教会奉为教条。近代科学诞生后，亚里士多德的力学不断受到质疑。2、经典力学的奠基者伽利略创立自由落体定律，推翻亚里士多德的学说。3、经典力学的建立者牛 顿 经典力学体系：牛顿力学三定律和万有引力定律。2021/8/266牛顿第一定律（惯性定律）任何一个物体在不受外力或受平衡力的作用时（Fnet=0）,总是保持静止状态或匀速直线运动状态,直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状
4、态为止。牛顿第二定律（加速度定律）物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。牛顿第三定律（作用力和反作用力定律）两个物体之间的作用力和反作用力,在同一直线上,大小相等,方向相反。（1）力学三定律：2021/8/267存在于任何两个物体之间的由质量引起的相互吸引力，力的作用线约在两物体质心的连线上，其大小与两物体的质量成正比，与两物体的距离平方成反比。（2）万有引力定律：2021/8/268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。它是人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，是整个物理学和天文学的基础，也是现代一切机械、土木建筑
5、、交通运输等工程技术的理论基础。它的确立，使力学和天文学在理论上达到了相当完备的程度，同时也在生产和科学实验中得到广泛的应用和验证。经典力学体系是近代自然科学形成的标志。而其确立的尊重经验事实的科学思维和归纳、演绎的研究方法，也促进了近代其他各门自然学科的革命和发展。使科学摆脱了神学的束缚向前发展，19世纪进入全面繁荣时期,各自然科学理论体系纷纷建立。4.经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位2021/8/269二、现代物理学理论的发展二、现代物理学理论的发展1、量子论的诞生与发展从普朗克到爱因斯坦背景:19世纪的物理学领域，以牛顿力学为基础，形成
6、了完整的理论体系。 19世纪末，物理学界的重大研究课题是黑体辐射，量子理论就是在此过程中发现的。诞生:奥地利斯蒂芬：1879年发现黑体辐射的总能量与其温度之间的定量关系。 德国普朗克：1900年在关于正常光谱能量分布定律的理论提出量子概念。(标志)发展:德国爱因斯坦：1905年解释光电效应，得出光具有波粒二象性的结论。 法国德布罗意：1923年物质波理论。 奥德物理学家：数年后建立量子力学。2021/8/2610(4)(4)量子论的基本理论量子论的基本理论量子论包括普朗克的量子假说、爱因斯坦的光量子理论和玻尔的原子理论。1900年，普朗克提出辐射量子假说，假定电磁场和物质交换能量是以间断的形式
7、(能量子)实现的，能量子的大小同辐射频率成正比，比例常数称为普朗克常数，从而得出普朗克公式，正确地给出了黑体辐射能量分布。1905年，爱因斯坦引进光量子(光子)的概念，并给出了光子的能量、动量与辐射的频率和波长的关系，成功地解释了光电效应。其后，他又提出固体的振动能量也是量子化的，从而解释了低温下固体比热问题。1913年，玻尔在卢瑟福原有核原子模型的基础上建立起原子的量子理论。按照这个理论，原子中的电子只能在分立的轨道上运动，在轨道上运动时候电子既不吸收能量，也不放出能量。原子具有确定的能量，它所处的这种状态叫“定态”，而且原子只有从一个定态到另一个定态，才能吸收或辐射能量。法国物理学家德布罗
8、意于1923年提出了物质波这一概念。认为一切微观粒子均伴随着一个波，这就是所谓的德布罗意波。2021/8/26112、相对论的建立爱因斯坦2021/8/26123.相对论和量子论的意义。相对论和量子论的意义。（1）量子理论弥补了经典物理学在微观的粒子世界方面认识的空缺，把人类对客观规律的认识从宏观世界推进到微观世界，改变了人们看世界的角度和方式；量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。（2）爱因斯坦相对论的建立，是对近代物理学理论框架的重大突破，它深刻地揭示了时间和空间的本质属性。这种全新的时空观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展
9、史中的一次根本性变革，对整个自然科学和哲学都产生了极其深远的影响。（3）普朗克创立量子论和相对论一起构成了20世纪现代物理学的基本理论框架，它们弥补了经典力学在认识宏观世界和微观世界方面的不足，它们的提出，不仅推动了物理学自身的进步，而且开阔了人们的视野，改变了人们认识世界的角度和方式。返回2021/8/2613三、三、生命科学的发展生命科学的发展1、人类起源： 古代：神 创 论上帝说；女娲说。 原因：生产力落后，对自然界的认识有限，生物知识缺乏； 统治者巩固统治的需要，宣传宗教，推行愚民政策； 现代：两种认识来自其他星体；源于地球自身演化。2、生物进化论 产生条件：政治条件：资产阶级革命的影
10、响； 经济条件：资本主义经济的发展和工业革命的推动； 思想条件：文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。 科学基础：科学技术的进步和生物学知识的积累。 自身实践：达尔文等人的科学探索。2021/8/2614（2 2）、）、生物进化论生物进化论产生产生基础：近代生命科学取得的成果基础：近代生命科学取得的成果2021/8/2615（3 3）生物进化论生物进化论的基本观点的基本观点 进化论是由达尔文在继承前人关于生物进化的思想基础上，经过实地考察和大量实验研究论证后，提出的一套生物进化理论。进化论的主要观点是：物种是不断进化的，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。物种不断地变异，新
11、种产生，旧种灭绝；生物的进化是连续的，没有不连续的突变，自然界没有飞跃；生物间有共同祖先，彼此间有一定的血缘关系。其理论核心是自然选择原理，即物竞天择，适者生存。2021/8/2616（4 4）生物进化论生物进化论的重要意义的重要意义 挑战封建神学，否定神创说，促进欧洲的思想解放，使人们的世界观发生根本性变化。把发展变化思想引入生物界，开创了生物科学发展的新时代；为马克思主义唯物辩证法和自然史观的创立提供了重要基础；其影响不仅在生物学领域，对世界都产生了积极影响(如中国戊戌变法和新文化运动)。2021/8/26173 3、科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。科学与宗教在人类起源问题上产生
12、分歧的根源。（1）根本分歧是：生命是自然界进化的结果，还是上帝创造的产物。（2）产生分歧的根源：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特权的工具，科学是要追求民主和平等。2021/8/2618（3 3）如何理解宗教和科学的关系？）如何理解宗教和科学的关系？ 宗教与科学都是人类文明的产物，它们共存于历史和现实之中，它们之间不是决然的对立关系，尤其在理性发达的现代世界。宗教和科学都是为人类服务的。两者在作用的侧重面上有所不同：科学只能断言“
13、是什么”，而不能断言“应当是什么”，相对而言它是机械的。而与此相反，宗教只涉及对人类思想和行动的评价，它不能够有根据地谈到各种事实以及它们之间的关系，但这种思想引导和价值判断的力量是不可缺少的。所以爱因斯坦对两者关系的比喻是相当形象而又贴切的，他说：科学没有宗教就像瘸子，宗教没有科学就像瞎子。宗教思想和其具体表现也要不断改革和发展，以便更有助于发挥作用，而科学在阐述和论证方面的准确性就有助于宗教的发展。另一方面，宗教的情感和价值力量可以推动科学理论工作不断地前进。我们要做的即是如何使两者相互促进和发展。因此，在现代世界中，宗教与科学不仅都客观并存着，而且应当互相促进与发展着，共同推进人类文明的
14、健康发展。返回2021/8/2619四、四、生产动力的革新生产动力的革新1、第一次工业革命蒸汽时代（18世纪下半叶到19世纪中期） 2021/8/2620交通运输的发展交通运输的发展机械加工和制造业的发展机械加工和制造业的发展2021/8/26212、第二次工业革命、第二次工业革命电气时代（电气时代（19世纪下半叶世纪下半叶20世纪初）世纪初）（1）电力的广泛应用）电力的广泛应用2021/8/2622（2）内燃机的广泛应用）内燃机的广泛应用2021/8/26233科学技术进步对社会发展的作用科学技术进步对社会发展的作用整体来说，科学技术是推动社会变革的巨大动力。科学技术能大幅度提高社会生产力；
15、改变社会结构和世界形势；使世界日益成为一个整体；加快城市化进程，改变人类生活方式等。当然，科学技术是一把“双刃剑”，它在推动社会发展的同时，也带来一些负面影响。如：环境污染，贫富悬殊不断拉大，科技应用于战争产生空前的破坏和灾难等。 2021/8/2624（1）蒸汽机的发明与应用对社会发展的主要作用：）蒸汽机的发明与应用对社会发展的主要作用：第一，解决了工业发展中的动力问题，自此以后，只要有煤做燃料开动蒸汽机，就可根据需要建立工厂，不再受河流的限制。第二，促使工业革命轰轰烈烈地展开，出现了发明和使用机器的热潮。瓦特蒸汽机应用于运输业中，导致蒸汽轮船和机车出现，交通运输业发生了彻底变化，人们的交往
16、更加方便，经济和文化联系也日益密切。第三，推动人类社会由此进入“蒸汽时代”。蒸汽机是工业革命时期最伟大的发明。蒸汽机的广泛利用，使英国到处建立起大工厂。那些高耸入云的烟囱，喷出缕缕烟雾，庞大的厂房，发出隆隆的轰鸣，打破了原来中世纪田园生活的恬静，历史已跨进了一个新的时代“蒸汽时代”。总之，蒸汽机是人类继发明用火之后，在驯服自然力方面所取得的最大成果。 2021/8/2625（2）电的应用及对人类社会的影响：）电的应用及对人类社会的影响：第一，电的发明，使机器使用更加普遍，并且推动了许多新兴工业部门的出现。伴随工业的大发展，生产和资本高度集中，产生了垄断组织。第二，以电力的应用为标志的第二次工业
17、革命促使资本主义世界市场最终形成，促进了世界的整体化。第三，电的应用极大地改善了人们的生活，电报电话的普及，方便了人们的联系。各种电气走进家庭，逐步代替了人类的家务劳动。电影、电视技术，帮助人们获取更多资讯，丰富了人类文化生活。总之，电作为新能源广泛使用，开辟了电气时代。返回2021/8/26264 4“科科”、“技技”结合结合“科学”是人类关于自然的认识体系，“技术”是人类改变或改造环境的方法、途径及技能。“科学”和“技术”结合是指将学者的研究成果与社会生产实践相结合。在古代，科学的发展与技术进步相分离，而近代以来，“科”、“技”开始相互联系，尤其第二次工业革命以来，“科”、“技”结合越来越
18、密切。技术在科学的指导下得以进步，并推动了社会经济的发展，而技术革新的需求促进科学研究须进一步发展。所以，“科”、“技”结合是社会需求发展的结果，是人类文明不断积淀的结果。返回2021/8/2627五、五、 向向“距离距离”挑战挑战1.交通业的发展立体交通的诞生2021/8/26282.通讯工具的发明穿越大洋的电波2021/8/26293、第三次工业革命信息化时代（20世纪40年代以后）计算机技术发明：1946年，美国第一台计算机诞生。发展阶段：电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个阶段。第五代计算机正在研制之中作用：为自动化和控制论的建立奠定基础； 被广泛应用到各个领域，部分代替人类智
19、力活动。（即“人工智能”）互联网技术背景：以计算机和通信技术为核心的现代信息科学技术的发展，概念：是电子技术算计与通信技术相结合的技术，以数字化的方式存储、处理和传播的电子媒介。被人们称为“第四媒体”。（报纸是第一媒体，广播是第二媒体，电视是第三媒体）。 2021/8/26304现代信息技术对人类社会的影响。（1）利：大大缩小了全球的空间距离，使全人类实现信息交流和共享； 推动了知识经济的产生与发展； 使人类的生产生活、工作学习、思维方式等都发生了深刻的变化； 促进了传统产业的更新改造，使人类进入信息时代。（2）弊：导致信息泛滥、垃圾信息、网络安全和网络犯罪等； 各国之间围绕互联网的竞争造成世
20、界更加动荡不安； 虚拟社会对人们的生活和学习工作特别是对青少年产生消极影响。 返回2021/8/2631教学中需要注意的问题教学中需要注意的问题1、不能迷信权威，近代以来的科学发展中产生的科学理论并不是绝对的真理。2、在讲课中要注意对不同学科的专业名词的准确理解，不能想当然的理解。3、要注意对概念的准确把握，注意对概念的区分，尤其是一些常见的容易产生误解的概念。如：量子论不等于量子力学；达尔文的进化论的观点只是自然选择，现代进化论是在达尔文观点的基础上结合了遗传学的遗传因素的新观点。4、要注意对科学概念的适用范围的界定，经典力学是适用于宏观世界和低速状态下的物体运动的客观规律，是建立在时间和空
21、间是绝对静止的假设基础上，而量子论和相对论主要讨论高速运动物体和多维空间下的物质运动。返回2021/8/2632教学中需要注意的问题教学中需要注意的问题5、本专题的主要内容是学习近代科学技术的成就，理解科技的进步对人类社会发展的重要意义。内容的讲述应联系现实生活，引导学生从现实中去看科技的发展，进而理解技术的进步在人类历史中的重要意义。6、本专题的主题是近代科学技术的成就，一定时期的文化是一定的政治、经济的产物，理解科技发展的原因要从当时的政治、经济、文化等多方面的因素考虑。返回2021/8/2633学科前沿学科前沿1、科学技术发展动力论科学技术发展动力论（1 1）主要观点：）主要观点：科学随
22、着社会的发展而发展,社会发展是科学发展的动力；科学的解放,是社会被解放的一个结果；科学是社会生产力,生产力是属于科学的；经济随着科学的发展而发展,科学发展是经济发展的支柱。（2 2）代表著作：）代表著作：贺克毅社会进步与科技发展的关系 李红岩科学技术的社会功能及其作用 王爱和论科技发展与社会进步2021/8/26342 2、科技发展社会后果、科技发展社会后果（1 1）主要观点：）主要观点：以“罗马俱乐部”为代表的“悲观派”和以美国赫德森研究所所长赫尔曼卡恩为代表的“乐观派”对科技发展的社会后果提出了截然不同的观点，前者认为人类最终将毁于科技之手，后者认为科技发展对人类社会的利大于弊，人类受益于
23、科技，并在科技发展中更加繁荣昌盛。（2 2）代表著作：）代表著作：佩奇世界的未来，赫尔曼卡恩今后二百年-美国和世界的一幅远景，奈斯比特大趋势，阿托夫勒第三次浪潮,松田米津信息社会，克塔莱克第四次工业革命的曙光，霍肯未来的经济。2021/8/26353 3、科学与宗教关系的重构科学与宗教关系的重构沈 健：对应原理:科学与宗教关系的重构还格吉：藏传佛教哲学思想对现代物理学研究的启示及意义、藏传佛教哲学思想统摄近代物理学以中观空性论与量子场论为线索王萌：佛教与科学的当代对话以佛教空性论与量子理论为线索、佛教与科学的相遇太虚佛教科学论的再解读廖雪伶：佛学与现代自然科学对话之实质2021/8/2636部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！
