1、 第 1 页 共 5 页 中学历史教学园地 史界朋友精神家园 版权所有 翻录 必究 第 15 课 近代科学技术革命 资产阶级的兴起和欧洲思想解放的潮流催生了许多项天立地的科学巨匠。殖民掠夺、奴隶贸易和圈地运动使资本主义国家拥有了大量资本和廉价劳动力，奠定了工业革命的物质基础。生产力的发展和新的社会需要又推动了科技创新。而科学技术领域的突破最终引发了改变世界的工业革命。至 19 世纪，人类社会已经告别中世纪的宗教黑暗，相继跨入蒸汽时代和灯火辉煌的电气时代。 从哥白尼到伽利略 科学发现始终是在继承与突破传统认识的过程中不断向前发展的。中世纪末期，基督教宣扬的地球中心说在 欧洲仍然占据绝对统治地位
2、。然而，由于观测技术的进步，当时一些具有进步思想的哲学家和天文学家都对这一传统解释感到不满，波兰天文学家哥白尼就是其中之一，他提出了太阳中心说。 哥白尼（ Copernicus， 1473 1543)接受文艺复兴的进步思想，研究了大量古希腊哲学和天文学著作，经过长期测算，建立起一个新的宇宙体系 日心体系，即太阳居于宇宙中心静止不动，而包括地球在内的各行星都绕大阳转动。他是近代天文学的奠基人。 勇于探索真理是人的天职。 哥白尼 哥白尼的日心说不仅改变了那个时代人类对宇 宙 的认识 ，而且从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论基础。 意大利物理学家和天文学家伽利略 (calileo， 1564-1
3、642)于 1610 年发现了木星的四颗卫星，为日心说找到了确凿的证据。由于教会的迫害，伽利略晚年被判终身监禁。 伽利略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，被誉为“近代科学之父”。 1590 年 ，伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验，从此推翻了亚里士多德”物体落下的速度和重量成比例”的学说，纠正了这个持续了 19(D 年之久的错误结论。 1609年，伽利略创 制了天文望远镜 (后被称为“伽利略望远镜” )。他观测到月球表面凹凸不平，并绘制了第一幅月面图。他还发现了土星光环、太阳黑子、太阳自转、金星和水星的盈亏等现象。这些发现开辟了天文学的新时代。 伽利略的杰出
4、成就为牛顿经典力学的创立奠定了基础。 牛顿的经典力学 1643 年圣诞节，牛顿诞生在英格兰的一个农民家里。谁也没有料到这个只有 1 35 千克重的早产儿会成为一名震古烁今的科学巨人。 第 2 页 共 5 页 中学历史教学园地 史界朋友精神家园 版权所有 翻录 必究 牛顿 (Newton， 1643 1727) 自幼失去父亲，性格倔强，沉默寡言。少年中顿资质平常，成绩一般，但酷爱读书，善于琢磨问题 与动于制作 。 据说，小牛顿看见人们制造风车后， 自 己也制造了一架小风车。但推动他的“风车”转动的不是风。他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，然后在轮子前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望不可即的位
5、置。老鼠想吃玉米，就不断跑动，于是轮子带动风车不停地转动。 1661 年，牛顿升入剑桥大学，后来也在那里任教。 把前单的事情考虑得很复杂，可以发现新领域；把复杂的现象看得很筒单，可以发现新定律。 牛顿 牛顿在数学和物理学方面都取得了卓越成就，其中最辉煌的成就是建立经典力学的基本体系，他还是微积分的创立者之一。 大 约在 17 世纪 60 年代，牛顿与德国数学家莱布尼茨分别独立创立了微积分。 牛顿系统地总结了前人的成果，在大量实验的基础上发现了著名的万有引力定律和牛顿力学定律。 1687 年，牛顿出版了力学经典著作自然哲学的数学原理，建立起一个完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃。
6、牛顿力学定律以严格的数学方法和逻辑体系把宇宙间的运动统一起来，对人类解释与预见物理现象具有决定性的意义。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范例。 牛顿力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及 与之有关的工程技术的理论基础。牛顿力学的创立，标志着人类科学时代的开始。牛顿力学和热学引发了 以英国工业革命为起点的第一次技术革命，使人类社会进入蒸汽时代。牛顿用数学方法精确描述宇宙运行的自然法则，还为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。 海王星和冥王星的发现 1781 早，人们发现了天王星，但它的理论计算位置与实际观测始终不符。根据万有引力理论，人们设想这可能是由于
7、有一颗未知行星对天王星产生影响的结果。以后，一些科学家进行了大量计算，根据他们的计算结果， 1846年 9 月，人们终于发现了海王星， 然而，天文学家 发现，海王星的存在并不足以解释天王星轨道所受扰动的程度。而海王星自身的轨道，也像受另一个未知天体的影响，于是人们又很自然地推断，还存在另一个行星。 1930 年，冥王星也被发现了。 第 3 页 共 5 页 中学历史教学园地 史界朋友精神家园 版权所有 翻录 必究 达尔文与进化论 19 世纪以前，神创论占统治地位，世界各地的人们普遍把生物的起源归结于某种神力的作用。基督教神学宣扬上帝创造了世界万物，并按自己的形象用泥土创造了男人亚当，又用亚当的
8、一根肋骨造成女人夏娃。上帝造人说成为教会禁锢人们思想的天经地义的教条。 19 世纪中叶 ，生物学领域掀起了一场革命，神创论受到进化论的有力挑战 。 “进化”这个新概念与英国博物学家达尔文的名字紧密相连。 1831 年夏天，达尔文 (Darwin， 1809-1882)以一名不拿任何报酬的博物学家的身份，随英国海军探测船“贝格尔号”参加了历时 5年的环球考察。他沿途搜集各种动植物标本。在南美洲加拉帕戈斯群岛，他观察到多种巨大的海龟和山雀，发现不同品种的动物整体形态相似，属于相近的物种，但各具特点，且距离越远，差异越明显。这使达尔丈很困惑：如果天下的物种如基督教所说，是上帝造出来的，那上帝为什么要
9、这样做呢 ? 1859 年达尔文发表了划时代的巨著 物 种起源，建立起以自然选择为基础的严密的生物进化理论，说明一切动植物，包括人类都是自然界长期发展的产物。 生物进化理论简单说来，就是生物在自然条件下会因周遭环境的影响而不断变异，变异有利于适应自然环境的个体存活下来不适应的个体被自然淘汰。自然条件若比较稳定，有利的变异就会得到积累，世代相传，与原物种越离越远，从而形成新物种。一言以蔽之 ， 就是“物竞天择，适者生存”。 1871 年，达尔文发表认类的起励，进一步 论证了人类是从古猿进化而来的观点。 生物进化论从根本上改变 了 19 世纪绝大多数人对人类和其他生物在生物界中位置的看法，是对上帝
10、造人说的颠覆，引起教会的极大恐慌与围攻。 1860 年 6 月 30 日，进化论的提倡者赫胥黎教授 (Huxley， 1825-1895)在牛津大学博物馆与牛津主教威尔伯福斯就进化论问题展开激烈辩论。威尔伯福斯发言对进化论大加污蔑后质问赫胥黎 ： “请问这位自称是猴子后裔的先生，你的猴子血统是从祖父还是祖母传下来的呢 ?”赫胥黎冷静地批驳说： “一个人没有理由因为有一个大猩猩作为他的祖先而感到羞耻。真正令他感到羞耻的是，他的祖先是这样的一个人，他不是 利用他的聪明才智在自己的领域第 4 页 共 5 页 中学历史教学园地 史界朋友精神家园 版权所有 翻录 必究 去获得成功，而是利用他口若悬河的
11、言辞、偷梁换柱的雄辩和求助于宗教偏见的娴熟技巧来分散听众的注意力，干涉他自己不懂的科学问题。” 1863年赫胥黎发表队在自然界中的地肋，进一步从解剖学的角度论证了人猿同祖的学说，进化论逐渐被科学界普遍接受。 瓦特与蒸汽机 英国工业革命开始后，迫切需要解决动力不足的问题。传统的畜力、风力、水力很不稳定，严重制约了工业革命向纵深发展。生产力的发展呼唤着方便、适用、高效的新动力支撑与推动。瓦特顺应时代的要求，完成了新式蒸汽机这一划时代的伟大发明。 瓦特 (Watt， 1736 1819)出身于英国的一个工匠家庭，少年时代勤奋好学，利用当徒工的机会，很快学会了制造高难度仪器。 1769 年，瓦特开始改
12、良蒸汽机，吹响了第一次动力革命的号角 。 才能加努力方可成功。 瓦特的墓志铭 瓦特历经 20 多年的不懈努力，完成了对纽可门蒸汽机的革新。从此蒸汽机得到广泛应用，成为改造世界的动力机械，解决了工业革命的动力问题。人们开始用煤作燃料 ，驱动火车、轮船和机器。动力机的采用为工业、交通运输业的发展铺平了道路，极大地推动了社会生产力的发展，使人类社会进入蒸汽时代。 随着资本主义的扩展，科学因素第一次被有意识地和广泛地加以发展、应用，并体现在生活中，其规模是以往时代根本想 像 不到的。 马克思 18 世纪末，纺织业、采矿业、冶金业、造纸业、陶瓷业等工业部门都先后采用蒸汽机作为动力。 1807 年，美国人
13、富尔顿把瓦特的蒸汽机装在轮船上，结束了航运史上的帆船时代，1814 年，英国人史蒂芬孙发明了火车，陆路运输的新时代开始了。 19 世纪三四十年代 ，蒸汽机在欧洲和北美被广泛采用，开创了所谓的“蒸汽时代”。 爱迪生与电的应用 19 世纪后期，科学新发现催生了发电机。蒸汽动力方兴未艾，电力作为一种新能源又登上了历史舞台。人类从此进入了电力时代。 1780 年，意大利生物学家伽伐尼发现了动物体内的电现象。 1800 年，意大利人伏特发明伏特电池。这两项发明推动了人们对新的电力能源的探索。丹麦物理学家奥斯特随后创立了电磁学理论，法国科学家安培与英国科学家麦克斯韦等又完善了这一理论。 1831 年，英国
14、实验物理学家法拉第发现“用磁力产生电流”现象， 实现了电磁学的重大突破。 1870 年，比利时人格拉姆依据电磁学理论设计出发电机，电力被应用于社会生产当中，电力时代随之而来。 电力的广泛应用与美国“发明大王”爱迪生 (Edison 1847-1931)的努力是分不开的。惊奇就是科学的种子。 发明是百分之一的灵感加上百分之九十九的汗水。 我平生从来没有做出过一次偶然的发明。我的一切发明都是深思熟虑和严格实验的结果。 爱迪生 纽可门蒸汽机 蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械能的往复式动力机械。 1705 年，纽可门发明矿井用蒸汽抽水机。但这种蒸汽机效率不高，很不实用，它的活塞每启动一次，汽缸内的蒸汽就
15、需重新加热，造成热量的浪费，延长了活塞再次启动的时间。 第 5 页 共 5 页 中学历史教学园地 史界朋友精神家园 版权所有 翻录 必究 爱迪生一生的创造发明达 1000 多项。他发明和改进了我们在工作与日常生活中最为熟悉的电灯、电话、电报、电 影。 在众多发明中，最重要的是第一盏实用电灯和配电系统的发明。爱迪生试用了 1600 多种材料，终于在 1879 年 10 月发明了第一盏真正具有 实用价值的白炽灯，但只工作了 40 多个小时。爱迪生并不气馁，又试用了约 6000 种纤维材料，最终找到了新的发光体 日本竹丝，可持续发光 1000 多个小时。今天我们使用的钨丝灯就是由此演变而来的。 以
16、发电机为标志的电气技术，提供了更为强大便捷而又廉价的动力，极大地推动了工业生产的发展，掀起了第二次工业革命。科学技奉转化为生产力，又有力地推动了社会变革和文明进步。资本主义从此确立全球 优势，世界各地联系更加紧密。科技革命还改变了人们的生活方式，把人类带进了万家灯火、通讯便捷的新世界，人们的生活从此更 加 方便舒适、丰富多彩。 知识链接 什么是近代科学 科学是指运用范畴、定理、定律等思维形式反映现实世界各种现 象 的本质和规律的知识体系。 技术泛指根据生产实践经验和自然科学原理而发展成的各种工艺操作方法与技能。 近代科学是在搜集材料的基础上，从现象深入到本质，从经验定律上升为系统的科学理论。它
17、是建立在观察、实验基础上的实验科学，并广泛应用教学方法使科学知识日益精确化；同时发展了以实验事实为根据和以 归纳推理为主要手段的研究方法，确立了一系列定量的科学定律。 传统科学建立在直观的观察和思辨性的猜测以及形式逻辑的演绎基础之上，基本属于现象的描述和经验的总结，没有形成系统的理论和相对独立的学科体系。 解析与探究 近代以来，天文学、物理学和生物学等自然科学领域都有了巨大突破，人类对自然历史的认识有了大飞跃，主要体现在： 第一，科学观的变革。近代自然科学发展的一个重要特点，就是许多科学都表现出对当时一些主要技术问题的关切。多数科学家不仅相信科学会有益于人类的进步，而且相信人类能得到充分可靠的
18、自然知识，相信自然 界可以被正确地认识，坚持从世界本身说明世界。 第二 ， 自然观的变革。近代科学的发展，也使自然观发生了巨大变化，形成了机械唯物主义的自然观，将一切运动都归结为机械运动，将一切运动的原因都归结为力。机械唯物主义自然观把自然界中起作用的原因归结为自然界本身的规律的作用，有利于促使科学家去探索自然界的规律。但由于它是形而上学地看问题，又有着严重缺陷。 请结合课文内容，思考如何看特近代科技革命对人类观念变革的影响。 自我测评 1从哥白尼到伽利略，天文学上取得了哪些巨大成就 ? 2牛顿经典力学的伟大贡献是什么 ?如何评 价牛顿在科学史上的地位 ? 3为什么说达尔文的进化论是生物学上也是人类史上的一次划时代的革命 ? 4瓦特对蒸汽时代的工业革命做出了什么贡献 ? 5列举爱迪生的重要发明，评价爱迪生在电力时代的历史地位。 6概述蒸汽机的发明和电气技术的应用的历史意义。
