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【典型例題】
例1．近代以來，西方科技發(fā)展的軌跡是：自然科學理論與技術結合，科學技術與經濟發(fā)展結合，促進了人類社會各個方面的變化和進步。根據有關史實，回答下列問題。
(1)17世紀至20世紀初，自然科學基礎理論研究取得了哪四項對人類社會影響最為深刻的成就?各項成就的標志和意義是什么?
(2)在科學戰(zhàn)勝神學的過程中，為什么說達爾文繼牛頓之后，最終驅走上帝?
【解析】本題以近代史上人類在自然科學領域的四項重大發(fā)現(xiàn)及其對科技發(fā)展和人類文明進步的深遠影響為主題，揭示了科學發(fā)現(xiàn)和科技進步對社會發(fā)展的巨大作用，闡釋了科教興國的時代主題，具有較強的社會現(xiàn)實意義�；卮鸬�(1)問時，關鍵是準確地判定近代史上對人類社會影響最大的四大科學成就，并分別概括其巨大意義，防止偏離主題，答非所問；回答第(2)問時。關鍵是找到牛頓力學和達爾文生物進化論在打破神學世界觀方面的聯(lián)結點：牛頓力學把上帝從無生命的研究領域中驅逐出去，而生物進化論則是把神從有生命的研究領域中驅逐出去，最終完成了驅逐上帝的任務。
【答案】(1)四項成就：①牛頓力學體系的建立。標志著近代科學的形成，是人類認識史上對自然科學規(guī)律的第一次理論性的概括和綜合。②19世紀30年代，英國科學家法拉第用實驗發(fā)現(xiàn)了電磁感應現(xiàn)象，開辟了人類生活的新時代——電氣時代。③19世紀中期，英國科學家達爾文創(chuàng)立了生物進化論學說。提出了生物生存斗爭和自然選擇原理，是對生物學的一次重要綜合。它從根本上推翻了“神創(chuàng)說”，將“發(fā)展”、“變化”等觀念引入自然科學和社會科學領域，使人類思想認識發(fā)生了躍進。④20世紀初，德國科學家愛因斯坦提出了物理學相對論和揭示質能轉換原理的著名質能關系式。物理學相對論深刻地揭示了時間和空間的本質，是物理思想的一場重大革命。質能轉換原理則成為原子能的理論基礎。
(2)神學認為世界是上帝創(chuàng)造的，各個物種從被上帝創(chuàng)造那一天起，是不變的。牛頓力學體系把天上、地上的物體運動概括在一個理論之中，把神從無生命的研究領域中驅逐出去。達爾文的生物進化論把變異和自然選擇看作新物種起源的首要因素。證明了上帝根本沒有存在的必要。把神從有生命現(xiàn)象的研究領域中驅逐出去，最終完成了驅逐上帝的任務。
【基礎練習】
一．選擇題
1．為堅持真理，宣傳日心說而被捕囚禁，并為此獻出生命的意大利天文學家
A托勒密 B布魯偌 C開普勒 D伽利略B
2．近代實驗科學的奠基者，“近代科學之父”是指
A哥白尼 B伽利略 C布魯諾 D牛頓B
3．“自然科學的獨立宣言”指的是
A《天體運行論》 B《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》
C《自然哲學的數(shù)學原理》D《物種起源》A
4．牛頓最輝煌的成就是
A創(chuàng)立微積分 B建立經典力學體系
C發(fā)現(xiàn)海王星 D提出了光的微粒說B
5．人類歷史上第一次能源革命源于
A水力的使用 B瓦特改良蒸汽機的發(fā)明
C電力的使用 D原子能的使用B
6．下列發(fā)明中，直接導致電成為一種動力而最終代替蒸汽機的是
A．發(fā)電機 B．內燃機 C．柴油機 D．電動機D
7．發(fā)現(xiàn)“用磁力產生電流”現(xiàn)象，實現(xiàn)電磁學重大突破，從而奠定發(fā)電機理論基礎的是
A伏特 B奧斯特 C安培 D法拉第D
8．愛迪生的發(fā)明中最重要的是
A電話 B電燈 C電影 D電報B
二．解析題
9．閱讀下列
牛頓出身于一個貧困的小農家庭，后以減費生進入英國最著名的大學：劍橋大學學習，21歲就劍橋大學當研究生，23歲被留在劍橋研究室工作。在他自身的不斷努力，舅舅和老師的幫助下，成長為英國著名的物理學家、數(shù)學家、天文學家。他貢獻是多方面的。
數(shù)學方面：發(fā)明了微積分。微積分是英國科學家牛頓和德國科學家萊布尼茨于1665—1673年間，在前人研究的基礎上，分別獨立地創(chuàng)建的。牛頓從運動學的觀點，萊布尼茨從幾何的角度，分別研究得出了導數(shù)（求導數(shù)即微分學）、積分（求積分即積分學）的基本概念和運算法則，闡明了求導數(shù)和求積分是互逆的兩種計算，從而建立了微積分的初步基礎。微積分的產生，使精密的測量和變量計算有了可能；從微積分以后，數(shù)學開始進入一個新的以變數(shù)為主的領域，即“高等數(shù)學”。這不僅是數(shù)學史上而且在整個人類的認識史上都是一次巨大的飛躍。
物理光學方面：提出了光的微粒說，即光是從發(fā)光體發(fā)射出來的微粒；他還發(fā)現(xiàn)白光經過玻璃棱鏡分成從紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等不同的顏色的光，而不同顏色的光又可以經過棱鏡合成為白光，揭開了物質顏色之謎，物質的顏色是不同顏色的光在不同物體上有不同的反射率和折射率造成的。牛頓的發(fā)現(xiàn)對制成分光鏡，建立光譜學起了重要作用。
他制成了世界上第一架反射望遠鏡，通過它，能夠看到木星上的衛(wèi)星，他的這項發(fā)明，使人類對天體的觀察進入了一個新階段。
牛頓最重要的科學貢獻是建立經典力學的完整體系，被稱為牛頓力學。1685—1686年牛頓寫成了科學巨著《自然哲學的數(shù)學原理》，在天文學家哈雷的資助下出版。在這一著作中，系統(tǒng)地闡述了運動三大定律和萬有引力定律，概括為物體機械運動的基本規(guī)律。牛頓第一定律，又稱慣性定律：一切物體在不受外力作用時，總是保持勻速直線運動或靜止狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。牛頓第二定律，又稱加速度定律：物體運動的加速度與作用于物體上所有外力的合力成正比，與物體的質量成反比，加速度的方向與外合力的方向相同。牛頓第三定律，又稱作用反作用定律：兩個物體間的作用力和反作用力總是在同一直線上，大小相等，方向相反。萬有引力定律是自然界最普遍的定律之一。它是牛頓在當時天文學和力學成就的基礎上，根據開普勒三定律、落體運動規(guī)律和牛頓第二定律等，對天體運動和地面上的物體的運動，進行長期觀察和研究所得出的成果。利用萬有引力理論可以計算天體的質量，海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)證明了該定律的預見性和科學性。牛頓力學體系正確地反映了宏觀物體低速運動的客觀規(guī)律，它把過去一向認為是截然無關的地球物體運動的規(guī)律和天體運動規(guī)律概括為一個統(tǒng)一的理論中，實現(xiàn)了自然科學的第一次理論性大綜合。這是人類對自然界認識的一個飛躍。牛頓力學是整個物理學和天文學的基礎，也是現(xiàn)代一切機械、土木建筑、交通運輸?shù)裙こ碳夹g的理論基礎。
牛頓為人類的文明進步作出了如此巨大的貢獻，但這位大科學家在臨終時對自己的評價是：在科學的道路上，我只是一個在海邊玩耍的小孩子，偶然拾到一塊美麗的石子。至于真理的大海，我還沒有發(fā)現(xiàn)呢！
閱讀上述材料，并通過其他途徑了解偉大科學家牛頓在各個領域的成就，認識他對推動科學技術發(fā)展的重要作用。
9．成就：（1）數(shù)學方面：發(fā)明了微積分。（2）物理光學方面：提出了光的微粒說，對制成分光鏡，建立光譜學起了重要作用。（3）制成了世界上第一架反射望遠鏡，使人類對天體的觀察進入了一個新階段。（4）牛頓最重要的科學貢獻是建立經典力學的完整體系，把地球物體運動的規(guī)律和天體運動規(guī)律概括為一個統(tǒng)一的理論中，實現(xiàn)了自然科學的第一次理論性大綜合，是整個物理學和天文學的基礎，也是現(xiàn)代一切機械、土木建筑、交通運輸?shù)裙こ碳夹g的理論基礎。
【能力測試】
一．選擇題
1. 馬克思說：“……從此自然科學便開始從神學中解放出來……科學的發(fā)展便從此大踏步地前進”。是指
A 培根提出“知識就是力量” B 哥白尼“日心說”被人們接受
C 托勒密提出“地球中心說” D “人文主義”社會思潮的出現(xiàn)B
2．下列各項不是近代自然科學興起的原因的是
A科學家的敬業(yè)精神 B天文學革命
C生產技術的提高 D文藝復興的推動B
3．哥白尼的“太陽中心說”并不科學，但它的巨大進步意義在于
A為近代科學奠定了基礎 B使自然科學從神學中解放出來
C使人們認識到人類是地球的主人 D確立了人類的新的宇宙B
4．近代天文學革命引起教會人士極端仇恨的根本原因是
A摧毀了天主教會的精神獨裁 B宣傳了唯物主義世界觀
C在自然事物方面向教會權威提出挑戰(zhàn) D確立了“太陽中心說”C
5．下列對達爾文進化論的偉大意義的敘述，不確切的是
A．指出優(yōu)勝劣汰、適者生存是人類社會的客觀規(guī)律 B．是對生物學的一次偉大綜合
C．從根本上推翻了“神創(chuàng)說” D．使人類的思想發(fā)生了躍進A
6．第二工業(yè)革命以電力廣泛應用為顯著特點。下列各項不屬于電力應用的是
A．電磁感應現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) B．西門子制成發(fā)電機
C．格拉姆發(fā)明電動機 D．電燈等電氣產品的涌現(xiàn)A
二．材料解析題
7．閱讀下列材料
愛迪生(Thomas Edison,1847.2.11-1931.10.18)擁有白熾燈、留聲機、炭粒話筒、電影放映機等１０９３種發(fā)明專利權，還創(chuàng)辦了世界上第一個工業(yè)研究實驗室�！　�
他出生于俄亥俄州的邁蘭，未受正規(guī)教育，幼年就自謀生計，當小販、報務員等，受法拉第著作的啟發(fā)，畢生從事電學實驗研究和發(fā)明工作。他因對電報的改進獲得資金，自辦工廠，后來放棄工廠，１８７６年自己創(chuàng)辦實驗室，力圖把實驗室辦成“發(fā)明工廠”。他打破過去科學家單獨從事研究的習慣，組織一批專門人才，由他分派任務，共同致力于一項發(fā)明，這是世界上第一所工業(yè)實驗室，以后歐美各大公司企業(yè)都仿效他的做法，從而開辟了科學研究的新時代。１８７６年貝爾發(fā)明電話，他受托改進，很快加裝了炭粒話筒，提高了電話的音響度。１８７７年發(fā)明了留聲機，這可能是他個人最得意的發(fā)明，也因此使他聞名于世界。１８７８年大膽宣布他將發(fā)明一種安全經濟的電燈以代替當時通用的煤氣燈。愛迪生在發(fā)明的艱苦拔涉中歷盡艱辛。為尋找燈絲，他試驗了6000多種材料。經過持續(xù)１４個月的大量試驗，終于１８７９年試制成功炭絲電燈。三年后紐約市區(qū)開始世界上最早的城市電燈照明。１８８３年在真空燈泡試驗中，意外發(fā)現(xiàn)冷熱電極之間有電流通過，這種現(xiàn)象后來稱為“愛迪生效應”，成為電子管和電子工業(yè)的基礎。１８８７年他創(chuàng)立愛迪生實驗室，在此他發(fā)明留聲機用的蠟質唱片、油印機、熒光鏡、堿性蓄電池、口述記錄機、電影放映機和攝影機等�！　�
第一次世界大戰(zhàn)時，他任海軍顧問委員會主席，指導魚雷和反潛設備研究。直到８０歲以后，還在研究從本國的草類提取橡膠。他因缺乏科學知識，對技術發(fā)展不能作出正確判斷，１９世紀末，先進的科學家已經創(chuàng)造交流高壓遠距離輸電，而他仍堅持直流輸電，結果他喪失了承建尼亞加拉瀑布發(fā)電站的合同。他的發(fā)明缺少科學理論的指導，全靠摸索試驗，受他雇傭過的著名物理學家Ｎ?忒斯拉說他的試驗方法是“草垛里尋針”。他的實驗室盲目試制磁力選礦設備，結果將發(fā)明電燈所得的資金全部耗光，最后不得不放棄�！　�
他的一生象征著美國人由窮變富的理想，因而被美國人譽為公眾英雄。
摘自新華網
閱讀材料及有關愛迪生其他資料，你認為他之所以能取得這么大的成就的原因有哪些？他晚年事業(yè)上受挫，又說明了什么？


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