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第11课　物理学的重大进展
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经典力学
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1．伽利略对物理学的贡献
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〔材料一〕外力是改变物体运动状态的原因：
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一个运动的物体假如有了某种速度以后，只要没有增加或减小速度的外部原因，便会始终保持这种速度──这个条件只有在水平的平面上才有可能，因为假如在沿斜面运动的状况里，朝下运动则已经有了减速的起因。由此可知，只有水平的平面上的运动才是不变的，运动既不会减小或减弱，更不会消灭。
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──伽利略《关于两门新科学的对话》
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〔材料二〕加速度概念的确定：
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正如匀速运动被解释为相等时间中保持相等的速度，所以我们也可以用类似的方法，设想在一段相等的时间中，速度的增加并不会复杂，这样我们可以认为速度是平衡的、连续的变化着，在任意相等的时间间隔中，速度的增加总是确定的。
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──伽利略《关于两门新科学的对话》
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【解读】《关于两门新科学的对话》是伽利略关于自然运动科学和材料强度科学的一部重要著作，为物理学的发展作出卓越的贡献。
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伽利略对于力学的研究，在他的科学活动中占有极为重要的地位，他所建立的摆的定律、惯性定律、落体运动定律，以及对抛体运动的研究和他提出的相对性原理，奠定了动力学的重要基础。以后经牛顿的发展完善，建立了现代经典力学的系统理论。
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2．伽利略捍卫发展哥白尼的日心说
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〔材料〕萨：如果世界的中心确是所有天层以及星体（即行星）环绕运行的中心点，那就完全可以肯定，处于宇宙中心的是太阳，而不是地球。因此，作为第一个普遍概念而言，中心的地点就是太阳的地点，而地球离开中心的距离就是它离开太阳的距离。
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辛：你是怎样引申出行星环绕的中心是太阳而不是地球呢？
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萨：这是根据最明显，因而也是最具有说服力的许多观察而引申出来的。在这些把地球从中心排除出去，而把太阳放在中心的观察中，一个最确实可靠的观察是，我们发现所有的行星在某一个时候靠近地球，而在另一个时候又距地球较远。
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──《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》
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【解读】《关于托勒密和哥白尼两大世界体系对话》一书，是伽利略天文学研究成果总集。在天文学方面，伽利略的贡献是极其巨大的。他的宇宙观的核心是维护和坚持、发展了哥白尼学说。他的日心说观点是完全建立在对天文的长期观测所获得的大量新发现的可靠事实基础之上的。
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3．伽利略的科学研究方法
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〔材料一〕哲学被写在宇宙这本大书中，正一页一页的为我们展开。但我们只有先学懂它的语言，认识组成语言的字母，才能读懂这本书。这本书是用数学的语言写成的，它的字母就是三角形、圆和其他几何图形，没有这些字母，人类就不能懂得书里的任何一个单词：没有这些字母，人类只能迷失在黑暗的迷宫中。
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──《伽利略的发现与见解》转引自S．德雷克著唐云江译《伽利略》
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〔材料二〕抛射体45度时射程最远
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仅用数学便得到如此严格的证明，这使我心中充满又惊又喜的感觉。……大炮和破击炮轰击时，最大射程（即炮弹发射的最远距离），是在仰角45度时获得的……但是要理解为什么发生这种情况，这比从别人那里得到证据甚至反复实验得到的证据重要的多……通过探索原因而达到对某一效应的理解会使人顿开茅塞，从而使理解和确证其他事实无须再借助实验，目前的例子恰好证明了这一点……
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──伽利略《关于两门新科学的对话》
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〔材料三〕伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。
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──英费尔德《物理学的进化》
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〔材料四〕意大利一直是古典学术复兴的舞台。也是在意大利，伽利略和他的追随者为近代科学奠定了基础。
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──沃尔夫《16、17世纪科学、技术和哲学史》
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【解读】伽利略是近代科学史上划时代的人物。他对近代科学的主要贡献表现在三个方面：一是奠定了经典力学的基础；二是捍卫和发展了哥白尼的日心说；三是创立了实验与数学相结合的科学研究方法。
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在观察实验的基础上，经过推理和计算对现象提出假定性的说明和描述，并用数学公式表示出来，然后再用实验方法去考核推理的结果是否正确。这是近代科学研究的一般程序和经典方法。伽利略是这种科学研究方法和传统的奠基人。这种研究方法既推动了经典力学的发展，也推动了数学的发展。人们称伽利略是近代实验科学之父，近代科学方法的奠基人。
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4．牛顿对物理学基本概念的定义
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〔材料〕定义1物质的量是物质的度量，可由其密度和体积共同求出。
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定义2运动的量是运动的度量，可由速度和物质的量共同求出。
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定义3物质固有的力，是一种起抵抗作用的力，它存在于每一物体当中，大小与该物体相当，并使其保持现有的状态，或是静止，或是匀速直线运动。
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定义4外力是一种对物体的推动作用，使其改变静止的或匀速直线运动的状态。
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定义5向心力使物体受到指向一个中心点的吸引，或推斥任何倾向于该点的作用。
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定义6以向心力的绝对度量量度向心力，它正比于中心导致向心力产生并通过周围空间传递的作用源的性能。
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定义7以向心力的加速度度量量度向心力，它正比于向心力在给定时间里所产生的速度部分。
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定义8以向心力的运动度量量度向心力，它正比于向心力在给定时间里所产生的运动部分。
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──牛顿《自然哲学之数学原理》
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【解读】《自然哲学之数学原理》一书，是牛顿经典力学研究成果汇编。这部重要著作被称为17世纪物理科学的百科全书。
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《自然哲学之数学原理》由四部分组成：
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前言：说明了研究理论物理的目的和方法。他指出：从物理的全部任务看来就在于从各种运动的现象来研究各种自然力，然后再用这些力去论证其他现象。
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第一、二编定义并分析了质量、动量、惯性、力、向心力、时间、空间等一系列奠定力学基础的概念，提出了严谨的天体力学理论，讨论了物体在有阻力的介质中的运动问题，叙述了牛顿力学三条基本运动定律和万有引力定律，以及流体动力学的有关定律。第三编运用前两编推导出的运动定律来解释自然界的实际问题，如月球的运动、潮汐、二分点的岁差和彗星的运动等。
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5．经典力学理论
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〔材料一〕牛顿物体运动三大定律
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定律1每个物体都保持其静止，或匀速直线运动的状态，除非有外力作用于它迫使它改变那种状态。
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定律2运动的变化正比于外力，变化的方向沿外力作用的直线方向。
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定律3每一种作用都有一个相等的反作用，或者，两个物体间的相互作用总是相等的，而且指向相反。
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──牛顿《自然哲学之数学原理》
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〔材料二〕万有引力定律
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命题76如果若干球体（就其物质密度和吸引力而言）相互间由其中心到表面的同类比值完全不相似，但各球在其到中心给定距离处是相似的，而且各点的吸引力随其到被吸引物体的距离的平方而减小；则这些球体中的一个吸引其他球体的全部的力反比于球心距离的平方。
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推论3一个球相对于另一个球的运动吸引，或二者见的相对重量，在相同的球心距离处，共同正比于吸引的与被吸引的球，即正比于这两个球的乘积。
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推理4在不同的距离处，正比于该乘积，反比于二球心距离的平方。
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──牛顿《自然哲学之数学原理》
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【解读】经典力学理论体系由牛顿力学三大运动定律和万有引力定律组成。
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牛顿第一定律即惯性定律，是继承和发展了伽利略的成果。伽利略根据斜面实验发现了水平方向的惯性运动。牛顿把它扩大到任意方向。任何物体没有外力作用，将永远保持静止或匀速直线运动状态。
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牛顿第二定律也是继承和发展了伽利略的工作。伽利略纠正了亚里士多德力与速度有关的传统观念，指出力不是同速度有关而是与加速度有关。牛顿进一步指出，力与加速度和质量的乘积有关。牛顿在研究碰撞与动量问题的基础上，又总结出运动第三运动定律，即作用与反作用定律。
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牛顿力学三大定律深刻揭示了机械运动的普遍规律，万有引力定律则把天体的运动和地球上物体的运动联系起来了，最后完成经典力学理论体系。
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6．牛顿提出哲学中的推理规则
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〔材料〕规则1寻求自然事物的原因，不得超出真实和足以解释其现象者。
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因此对于相同的自然现象，必须尽可能地寻求相同的原因。
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物体的特征，若其程度既不能增加也不能减少，且在实验所及范围内为所有物体所共有；则应视为一切物体的普遍属性。
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在实验哲学中，我们必须将由现象所归纳出的命题视为完全正确的或基本正确的，而不管想象所可能得到的与之相反的种种假说，直到出现了其他的或可排除这些命题，或可使之变得更加精确的现象之时。
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──牛顿《自然哲学之数学原理》
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【解读】牛顿的《自然哲学之数学原理》不仅是一本划时代的科学著作，它在科学方法上也有重要意义。
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牛顿发展了从经验事实概括为自然科学原理的方法。
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牛顿指出，在自然科学里，应该像在数学里一样，在研究困难的时候，总是应当先用分析的方法，然后采用综合的方法。这种分析包括做实验和观察，用归纳法从中做出普遍结论，并且不使这些结论遭到异议，除非这些异议来自实验或其他可靠的真理方面。用这样的分析方法，我们就可以从复合物论证到它们的成分，从运动到产生运动的力，一般地说，从结果到原因，从特殊原因到普遍原因，一直论证到最普遍的原因为止，这就是分析的方法；而综合的方法则假定原因已经找到，并且把它们立为原理，再由这些原理去解释由它们发生的现象，并证明这些解释的正确性。
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相对论的创立
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1．爱因斯坦提出狭义相对论
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〔材料一〕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。我们要把这个猜想（它的内容以后就称之为“相对性原理”）提升为公设，并且还要引进另一条在表面上看来和它不相容的公设：光在空虚空间里总是以一确定的速度V传播着，这速度与发射体的运动状态无关。由这两条公设，根据静体的麦克斯韦理论，就可以得到一个简单而又不自相矛盾的动体电动力学。
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──爱因斯坦《论动体的电动力学》
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〔材料二〕狭义相对论是以下面的公设为基础的（而伽利略──牛顿的力学也满足这个公设）：如果这样来选取一个坐标系K，使物理定律参照于这个坐标系得以最简单的形式成立，那么对于任何另一个相对于K做匀速平移运动的坐标系K′，这些定律也同样成立。这条公设我们叫它“狭义相对性原理”。“狭义”这个词表示这条原理限制在K′对K做匀速运动的情况，但K′同K的等效性并没有扩充到K′对K做非匀速运动的情况。
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──爱因斯坦《论动体的电动力学》
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【解读】爱因斯坦在物理学的许多领域中都有重大的贡献，其中最重要的是创立了相对论和发展了量子论。
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爱因斯坦在1905年6月完成的《论动体的电动力学》一文中，提出了狭义相对论。这一理论告诉我们，如果我们承认光在真空中的速度传播速度是恒定的，而且在一切惯性参照系中自然定律都是相同的，那么就可以确定，时间和物质运动的认识，发生了革命性的变化，具有划时代的意义。2．广义相对论的两条公设
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〔材料〕（等效原理）物理学的定律必须具有这样的性质，它们对于以无论哪种方式运动着的参照系都是成立的。
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（广义协变原理）普遍的自然规律是由那些对一切坐标系都有效的方程来表示的，也就是说，它们对于无论哪种变换都是协变的（广义协变）。
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──《广义相对论的基础》
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【解读】1916年，爱因斯坦《广义相对论的基础》的论文，建立了广义相对论。狭义相对论主要论述电磁现象及其在时间和空间中的传播；广义相对论主要研究引力理论。这个理论的中心思想是引力的实质是由于质量的存在而引起的时空连续场的弯曲。他根据广义相对论，作出光线在引力场作用下会发生弯曲、水星近日发生运动和引力场中的光谱线向红端移动的三大预言，以后都被实验观察所证实。1919年，英国物理学家汤姆生曾激动地说，爱因斯坦创立的相对论是“人类思想史上最伟大的成就之一”。
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3．科学应造福于人类
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〔材料〕如果你们想使你们一生的工作有益于人类，那么，你们只懂得应用科学是不够的。关心人的本身，应当始终成为一切技术上奋斗的主要目标；关心怎样组织人的劳动和产品分配这样一些尚未解决的重大问题，用以保证我们科学思想的成果会造福于人类，而不致成为祸害。
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──《纪念爱因斯坦译文集》
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【解读】爱因斯坦的历史地位，不仅仅因为他的科学贡献，还有他对世界的人文关怀。他不仅是一位伟大的科学家，还是一位和平主义者。他目睹了两次世界大战对人类的摧残，认为和平是人类的首要问题。1955年4月，弥留之际的爱因斯坦签署了《罗素—爱因斯坦宣言》，呼吁人们团结起来，防止新型的世界大战的爆发。
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爱因斯坦要求科学要造福于人类，而人类也从爱因斯坦的研究成果中获益匪浅。
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后世得益于爱因斯坦理论的重大发明。
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太阳能电池、防盗报警器和照相机的测光表都是以光电效应为基础的。
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核能利用了这样一个物理现象：当铀原子发生裂变时，总质量的微量损失可以转变成能量，其依据正是爱因斯坦的著名等式E=MC2。如今，核能为英国提供了25%的电力。
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狭义相对论与量子理论相结合，指出了反物质的存在。科学家们利用正电子，即反物质“电子”，通过X射线层析照相术研究大脑活动。
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爱因斯坦1916年至1917年对光子的研究为人类40年后发现激光奠定了基础。
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量子论的诞生与发展
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1．爱因斯坦对普朗克发现的评价
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〔材料〕这一发现成为二十世纪物理学研究的基础，从那个时候起几乎完全决定了物理学的发展。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。
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──《诺贝尔物理奖金获得者》
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【解读】普朗克在物理学上最主要的成就是提出著名的普朗克辐射公式，创立能量子概念。普朗克从1896年开始对热辐射进行了系统的研究。他经过几年艰苦努力，终于导出了一个和实验相符的公式。他于1900年10月下旬在《德国物理学会通报》上发表一篇只有三页纸的论文，题目是《论维恩光谱方程的完善》，第一次提出了黑体辐射公式。12月14日，在德国物理学会的例会上，普朗克作了《论正常光谱中的能量分布》的报告。在这个报告中，他激动地阐述了自己最惊人的发现。他说，为了从理论上得出正确的辐射公式，必须假定物质辐射（或吸收）的能量不是连续地，而是一份一份地进行的，只能取某个最小数值的整数倍。这个最小数值就叫能量子，辐射频率是ν的能量的最小数值ε=hν。其中h，普朗克当时把它叫做基本作用量子，现在叫做普朗克常数。普朗克常数是现代物理学中最重要的物理常数，它标志着物理学从“经典幼虫”变成“现代蝴蝶”。1906年普朗克在《热辐射讲义》一书中，系统地总结了他的工作，为开辟探索微观物质运动规律新途径提供了重要的基础。
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2．爱因斯坦对光电效应的解释
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〔材料〕能量子钻进物体的表面层……把它的全部能量给予了单个电子……一个在物体内部具有动能的电子当它到达物体表面时已经失去了它的一部分能量。此外还必须假设，每个电子在离开物体时还必须为它脱离物体做一定量的功P（这是物体的特性值──按：即逸出功）。那些表面上朝着垂直方向被激发的电子，将以最大法线速度离开物体。
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──《爱因斯坦文集》第二卷，商务印书馆1977年版，第37页
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【解读】在普朗克提出量子假说的基础上，爱因斯坦提出光量子理论，光量子理论明显地发展了量子论。
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爱因斯坦的理论发展了普朗克的观点，是波尔得以建立起举世闻名的原子模型。德布罗意的关于物质波的天才思想,也是直接起源于爱因斯坦的光量子观念的。
第12课　破解生命起源之谜
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教会的禁锢
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1．中国创世神话
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〔材料一〕中国创世神话──开天辟地
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天地混沌如鸡子①，盘古生其中。万八千岁，天地开辟，阳清为天，阴浊为地。盘古在其中，一日九变，神于天，圣于地，天日高一丈，地日厚一丈，盘古日长一丈，如此万八千岁，天数极高，地数极深，盘古极长，后乃有三皇。
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──徐整《三五历纪》，转引自陶阳、钟秀著《中国创世神话》上海人民出版社
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〔材料二〕中国创世神话──万物生成
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昔盘古氏之死也，头为四岳，目为日月，脂膏为江海，毛发为草木。秦汉间俗说：盘古氏头为东岳，腹为中岳，左臂为南岳，右臂为北岳，足为西岳。先儒说：盘古氏泣为江河，气为风，声为雷，目瞳为电。古说：盘古氏喜为晴，怒为阴。吴楚间说：盘古氏夫妻，阴阳之始也。
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──《述异记》，转引自陶阳、钟秀著《中国创世神话》
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〔材料三〕中国创世神话──人类起源
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俗说天地开辟，未有人民。女娲抟②黄土作人，剧务，力不暇供，乃引绳于泥中，举以为人。故富贵者，黄土人也；贫贱凡庸者，人也。
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──汉应劭《风俗通》，转引自陶阳、钟秀著《中国创世神话》
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【解读】陶阳、钟秀著《中国创世神话》一书全面总结了我国近半世纪以来创世神话研究成果，勾勒出中华民族创世神话的概貌，是研究中国古代文化起源的重要参考资料。
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这三则材料涉及创世神话的一些基本主题，如天地的开辟，人类的起源，日、月的生成等，盘古开天辟地表现了原始而朴素的劳动开创世界的观念，盘古化生万物的神话，可以看出原始思维在创世神话中的表现。在中国创世神话中，女娲的两大功绩是造人和补天，而《说文》解释“娲”字说：“娲，古之神圣女也，化万物者也。”由此可以看出，作为女性创世大神，女娲神话当产生于母系氏族社会时代。抟黄土造人，是当时制陶手工业发达的反映。
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【注释】①鸡子：鸡蛋。②抟:同“团”。
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2．基督教经典关于创世说
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〔材料〕神说：“我们要照着我们的形象，按着我们的样式造人，使它们管理海里的鱼、空中的鸟、地上的牲畜和地上所爬的一切昆虫。”
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神就照着自己的形象造人，乃是照着它的形象造男造女。神就赐福给他们，又对他们说：“要生养众多，遍满地面，治理这里；也要管理海里的鱼、空中的鸟和地上各样行动的活物。”神说：“看哪，我将遍地一切结种子的蔬菜，和一切树上所结有核的果子，全赐给你们作食物。至于地上的走兽和空中的飞鸟，并各样爬在地上有生命的物，我将青草赐给它们作食物。”
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──《圣经》
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【解读】《圣经》是犹太教、基督教的正式经典，记载了犹太民族和古代地中海地区其他民族的历史发展和变迁，它涉及远古社会的神话、传说、历史、体制、律法、民俗和理论，是一部包罗万象的古代文化百科全书。
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这条资料是《旧约全书》之《创世纪》篇，《创世纪》全文的主旨：一是介绍创世的故事，展示其历史观；二是人世之罪的起源，阐述其原罪观；三是扼要表明上帝对人类的拯救，通过洪水惩罚恶人、拣选以色列人为神治民族来论说其神启观。
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拉马克和早期生物进化思想
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1．进化思想的萌芽
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〔材料一〕每一个曾作多次观察而且检查过许多标本的人，对于这样的事都会确认。即随着栖息地、地势、气候、食物、生活方式等环境约束的变化，在动物体的身长、形态、各部分间的比例、色彩、品质、轻捷性以及技能上的诸特性，也因之而发生与上述变化相比例的变化。
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──拉马克《动物哲学》
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〔材料二〕凡是没有达到其发展限度的动物，它的任何一个器官经常利用的次数越多，就会促使这个器官逐渐的巩固、发展并增大起来，而且其能力的进步与使用的时间成正比例。同时，器官经常的不使用，会使其削弱或衰退，并不断地缩小它的能力，最后会引起器官的消灭。
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──拉马克《动物哲学》
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〔材料三〕凡是在动物居住很久的自然环境的影响下，也就是说在某一器官的更多运动的影响下，使个体得到或失去的一切，只要所获得的变异是两性所共有的，那么这一切变异就能通过繁殖而保持在新生的个体上。
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器官愈用的惯，愈用的久，愈能发达；体积和能力也能长进。这样发展的情形绝不是少用器官所能比拟的。
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──拉马克《动物哲学》
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〔材料四〕在自然界中，所有的动物都可以依照它们结构的复杂性程度排成阶梯……在较低的梯级上排列着简单的有机体；而在较高的梯级上则排列着比较复杂的有机体。
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目前我要尽力证明的是，自然耗费大量的时间，创造了一切动物和植物之后，在逐渐提高生物体制的复杂性方面，在两界中形成了一种真正的阶梯。但是这个阶梯的梯级只有在一般序列的主要类群中才能看得出来，而不是在动物之中，甚至不是在属之中所能看得出来的。原因就是各种动物和植物的外界条件的极端多样性。
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──《动物哲学》
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【解读】1809年，拉马克出版了《动物哲学》一书，提出了比较完整的生物进化学说，为达尔文学说的建立提供了有利条件，为科学生物进化论奠定了基础。
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拉马克认为生物的进化遵循一条由低级到高级、由简单到复杂的阶梯发展序列，植物和动物的分类也应该遵循这种阶梯序列的原则；生物的进化并不是严格的直线发展，而是不断分叉，形成树状谱系。在进化机制方面，拉马克认为生物进化的动力有两种：一是生物体内固有的向上发展的倾向；二是外部环境对生物体的影响。拉马克还提出了“用进废退”和“获得性遗传”两条重要法则。
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（1）环境对生物体的影响。（2）用进废退和获得性遗传。（3）生物按等级向上发展。
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2．细胞学说的创立
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〔材料一〕施莱登对细胞形成过程的认识
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罗伯特·布朗是具有天才的，他发现了重要的现象。在他以前虽然也已经观察到，但却没引起重视。他在兰花的表皮上发现许多细胞具有不透明点，并命名为“细胞核”。他用幼稚的花粉细胞、胚珠、柱头的组织，证实了这种观察。我也曾注意到这种核常常存在于早期胚细胞中。当想到各种类型时，肯定它与细胞的发展有着密切关系。
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──施莱登《植物发生论》
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〔材料二〕施旺在提动物细胞时说：动物细胞比植物细胞的外部形态复杂，特别是高等动物在充分发育的条件下，个体组织的构造就更加复杂。肌肉和神经之间有哪些不同呢？后者与细胞组织（只是名称和植物一样）是否就是具有收缩性的组织以及角质组织之间的哪些区别呢？只要观察一下这些组织的形成过程就可知道，这些繁多的形态都是由相同的细胞所构成的。所以实际上是由和植物细胞完全同样的细胞所组成……
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──铃木善次《生物学史话》
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【解读】19世纪，生物学取得重大进展，最突出的成就就是细胞学说的提出、达尔文进化论的建立和遗传学的诞生。细胞学说的确立，具有划时代的意义，它用有机体的显微构造证明了有机界的统一，揭示了动植物的共同起源。
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（1）1838年，德国植物学家施莱登发表《植物发生论》一文，提出细胞是一切植物结构的基本单位，植物体所有器官组织都是由细胞组成的。植物发育的基本过程就是细胞形成的过程。
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（2）1839年，施旺在《关于动植物的结构和生长的一致性的显微研究》一书中，把施莱登的学说扩大到动物界，形成了整个生物界的细胞学说。由此细胞学说正式创立。
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达尔文与进化论
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1．生物进化论的创立
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〔材料一〕生活条件的变化，对生物变异十分重要；它既直接作用于生物的构造体制，又间接影响到生殖系统。要说变异在一切情况下都是天赋的和必然的，并不太确切。遗传性及反祖性的强弱，决定着变异能否继续下去。变异性受控于许多未知定律，其中最重要的是相关生长律。其中部分的可归因于生活条件的作用，也许还相当巨大。
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──达尔文《物种起源》
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〔材料二〕在变异的生活条件下，几乎生物构造的每一部分都会表现出个体差异；由于生物以几何级数增加，在生命的某一年龄，在某一年，某一季节都会出现激烈的生存斗争，这些都是无可争辩的事实。生物相互之间，生物与生活条件之间，无比复杂的关系会引起在结构、体质和习性上对生物有利的无限变异；所以有人说，有利于生物本身的变异，从未像人类本身经历过许多有利变异那样地发生过，那就太奇怪了。如果对生物有利的变异的确曾发生，具有次特性的生物个体，就会在生存斗争这获得保存自己的最佳机会；根据强有力的遗传原理，它们便会产生具有相似特性的后代。我把这种保存有利变异的原理，或者适者生存的原理，称为自然选择。自然选择导致生物与其有机和无机的生活条件之间关系不断得以改善，在许多情况下，能使生物体制进化。但如果低等、简单的类型能很好地适应其生活环境，它们也可以长久地生存下去。
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──达尔文《物种起源》
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〔材料三〕每一种生物都在努力以几何级数增加其个体的数目；每一种生物在生命的某一时期、在某一年中的某一季节，在每一代或间隔一定时期，都不得不为生存而斗争，而且都会遭到重大毁灭。说到生存斗争，我们聊以自慰的信念是：自然界的斗争不是无间断的，我们不必为之感到恐惧，死亡的来临通常是迅速的，而强壮、健康、幸运的生物不但能生存下去，而且必能繁衍下去。
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──达尔文《物种起源》
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〔材料四〕人是从某一种在形态上不那么高贵的形态传下来的。衬托着这个结论的一些基础是永远不会动摇的，因为人和低等的动物相比，在胚胎的发育上，既有密切的相似性，而在结构和素质上，又有着无数的相似之点，其中有高度重要的，也有微不足道的，例如人体上所保留的种种遗留而发育不全的器官，以及间或发生的一些变态的反祖遗传的现象──都是无可争辩的事实。
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──达尔文《人类的由来》
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〔材料五〕人也罢，低于人的动物也罢，在他们中间通行着相类似的一些遗传法则，人在数量上的增长率倾向于比他的生活资料的增长率为快，因此，他时常受到一番严酷的生存竞争的折磨，而自然选择或自然淘汰就会在它威力所及的范围以内建成它所能达成的效果。自然选择进行工作，不一定要依靠世代相传的一些同性质的特别显著的变异，个体身上一些轻微而波动不定的差别已经是足够了的。
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──达尔文《人类的由来》
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【解读】《物种起源》和《人类的由来》是达尔文全面系统阐述其生物进化论思想的两部重要著作，对生物学和生物学发展史的研究有很高的参考价值。
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在这两部著作中，达尔文第一次对整个生物界的发生、发展作出了规律性的解释，并用历史的观点和方法武装了生物学，使生物学各个分支学科相互联系起来，有了共同的理论基础。这是生物学乃至整个自然科学领域里的划时代的变革。
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达尔文生物进化论学说的主要思想是：（1）生物普遍具有变异现象。在环境条件发生改变的条件下，生物可以在结构、功能、习性上发生变异。（2）一切生物都具有巨大的繁殖力，繁殖过剩为自然选择提供了必要性和可能性。（3）生物必然为争取生存和繁衍后代而彼此进行竞争，即生存斗争。
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2．进化论引起轩然大波
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〔材料一〕恩格斯对《物种起源》的评价：
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“我现在正在读达尔文的著作，写得简直好极了。目的论过去有一个方面还没有被驳倒，而现在被驳倒了。此外，至今还从来没有过这样大规模的证明自然界的历史发展的尝试，而且还做得这样成功。”
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──《马克思恩格斯全集》，人民出版社1972年版
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〔材料二〕列宁的评价：
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达尔文推翻了那种把动植物种看做彼此毫无联系的、偶然的、“神造的”、不变的东西的观点，第一次把生物学放在完全科学的基础上。
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──《列宁全集》，人民出版社1955年版
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〔材料三〕华生给达尔文的信：
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一开始读《物种起源》，我就爱不释手。您的主导思想，就是“自然选择”的思想，一定会被看做是确定不移的科学真理，它有一切伟大真理所有的特征，变模糊为清晰，化复杂为简单，并且在旧有的知识上增加了很多新的东西，您是本世纪的……博物学中最伟大的革命者。
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现在，这些新奇的观点，已经全被提到科学工作者的面前了，似乎真正值得注意的是他们当中还有许多人不能及时地看到他们的正路。
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──转引自《达尔文》
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〔材料四〕达尔文剑桥时代的老师塞奇威克说：
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当我读着您的著作的时候，我感到痛苦多于愉快……其中有些地方使我狂笑起来，笑得我两肋酸痛不堪；还有些地方使我感到极大的痛苦，因为我认为这些是完全错误的，而且是令人难堪的恶作剧。
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我一向把因果关系称为上帝的意志，并且我能够证明，上帝是为了它所创造的万物的利益而有所作为的，上帝也是依照我们能够研究并且理解的法则而行动的。
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──转引自《达尔文》
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【解读】这四则材料是《物种起源》出版以后所引起的不同反响，对于了解达尔文进化学说的历史意义有参考价值。《物种起源》的出版在生物领域里产生了巨大而深远的影响。……生物学这个仍旧被宗教神学盘踞的顽固堡垒现在终于也被炸开了。达尔文提出的进化论学说使《创世纪》中的真理受到人们的怀疑，而且把基督教神学的整个理论体系摧毁了。
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（1）进步学者对进化论的认可和支持。（2）坚信“神创论”的自然科学家对达尔文进化学说的攻击。
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3．在斗争中传播
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〔材料一〕牛津大主教威尔伯福斯在一次辩论中说：达尔文先生要我们相信的，是每一头四足兽、每一条爬虫、每一条鱼、每棵植物、每只苍蝇、真菌全都是第一个会呼吸的生命原生质细胞传下来的。哪一个特殊的蘑菇配得上这个非凡的荣誉呢？达尔文简直不让我们相信神的意志的干预是存在的，我们能够背叛正统的宗教吗？那是上帝在伯利恒赏赐给我们的，在橄榄枝上宣讲的，在耶稣复活的那一天启示出来的，我们怎能抛弃它，去相信达尔文的理论呢？朋友们，从达尔文先生的理论当中，我们只能得出两种结论：要么是人类缺少一个不朽的灵魂，或者相反，每个动物、每种植物都有一个不朽的灵魂。每只虾、每个土豆……甚至一条低级的蚯蚓都有不朽的灵魂。如果是这么回事，我想，今天晚上我们回家以后，就谁也别打算能吃下一份烤牛肉了！
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──《达尔文》
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〔材料二〕赫胥黎说：我认为，人类的高贵身份并不会由于人猿同祖而降低。因为，只有人才具有创造可理解的和合理的语言的天才，就凭这种语言，在他生存的时期逐渐积累经验和组织经验；而这些经验对其他动物来说，当个体生命结束的时候就完全丧失了。因此，人类现在好像站在大山顶上一样，远远高出于他的卑贱的伙伴的水平，改变了他粗野的本性，放射出真理和智慧的光芒！
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──《达尔文》
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【解读】《物种起源》发表以后，反对进化论的保守学者同赫胥黎、胡克等进化论拥护者展开了激烈的辩论斗争。
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保守派认为《物种起源》“是一种推翻上帝的阴谋，意在扰乱对神的信仰，企图毁灭上帝，想把上帝屏诸门外，是大逆不道的”。他们要“扑灭邪说，拯救灵魂”。
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进化论拥护者认为：进化论戳穿了千百年来神创论宣传的“上帝创造万物”的谎言，把越来越多的人从宗教神学的迷信、落后和无知中解放出来。
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进化论学说在这种激烈的辩论中，被越来越多的人所接受。
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（1）大主教威尔伯福斯──进化论的反对者对进化论学说的曲解。（2）进化论支持者赫胥黎对反对理论的批驳。
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4．进化论在中国的传播
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〔材料〕故知不变一言，决非天运。而悠久成物之理，转在变动不居之中。是当前之所见，经廿年、卅年而革焉可也，更二万年、三万年而革亦可也。特据前事推将来，为变方长，未知所极而已。虽然天运变矣，而有不变者行乎其中。不变惟何？是名“天演”。以天演为体，而其用有二：曰物竞，曰天择。此万物莫不然，而于有生之类为尤著。物竞者，物争自存也。以一物以与物物争，或存或亡，而其效则归于天择。天择者，物争焉而独存。则其存也，必有其所以存，必其所得于天之分，自致一己之能，与其所遭值之时与地，及凡周身以外之物力，有其相谋相剂者焉。夫而后独免于亡，而足以自立也。而自其效观之，若是物特为天之所厚而择焉以存也者，夫是之谓天择。天择者择于自然，虽择而莫之择，犹物竞之无所争，而实天下之至争也。斯宾塞尔曰：“天择者，存其最宜者也。”夫物既争存矣，而天又从其争之后而择之，一争一择，而变化之事出矣。
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──《天演论》
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【解读】赫胥黎著、严复译《天演论》一书，主要讲述了生物演化中，自然界的作用和人类社会的作用相互制约，相互依赖的关系，对生物的发生、进化作了科学的解释，尤其介绍了“物竞天择、适者生存”的观点。对当时中国的科学界、思想界产生了很大影响，不仅仅是传播了一些先进的生物学知识，更重要的是“适者生存、优胜劣汰”的生物进化观点，成了当时中国人民为自己的生存要奋起反抗压迫的鼓动力。
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5．社会达尔文主义
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〔材料一〕从一开始，人口的压力就已经是进步的近因。全人类也多少受着上述的考验。人类可以在人口的压力下前进，也可以不前进，但是按照事物的性质来说，只有那些在人口压力下确实前进的人会最后获得生存。
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──《从动物能育性的普遍法则推论人口学说》
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〔材料二〕人这种动物，事实上在有感觉的东西的世界里，已经进展到了领导地位，并且由于他在生存斗争中的胜利而变成了超等动物。……就人类而论，他已表现出构成生存斗争的本质的“自我肯定”、那种不择手段地攫取一切所能抓到的东西和顽强地把持着一切所能保持的东西等特性。
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──赫胥黎《进化论与伦理学》
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〔材料三〕社会中的人，无疑是受宇宙过程支配的。正如其他动物那样，繁殖不断的进行，并为寻求生存资料而进行激烈的斗争。生存斗争使那些比较不能自己适应于他们生存环境的人趋于灭亡。最强者和自我求生力最强者趋于蹂躏弱者。
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──赫胥黎《进化论与伦理学》
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〔材料四〕仅仅为了生存而进行的斗争，永无止境，虽然对少数幸运者来说，它可以缓和并部分的隐蔽起来。继这种斗争而来的是一种使生存可以得到理解并使事物的条理与人的道德观和谐一致的斗争，但这种斗争，也同样是永无止境的。
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──赫胥黎《进化论与伦理学》
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【解读】英国哲学家斯宾塞将本属于自然界中的进化论引入到社会科学中，提出了“社会有机体”学说。这一学说后来被众多的人接受并进一步演绎，逐渐形成了社会达尔文主义。他著有《从动物能育性的普遍法则推论人口学说》。赫胥黎的社会进化论思想反映在《进化论与伦理学》等著作中。
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社会达尔文主义迎合了西方资产阶级资本扩张的理论需求，在西方资本主义国家被广泛宣传并接受，种族主义者、沙文主义者、军国主义者、帝国主义者充分地加以利用，为他们的利益服务。
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以上四则材料都是进化论学说向人类社会的扩展，着重反映人类社会发展中的“生存斗争”和“优胜劣汰”。
第13课　从蒸汽机到互联网
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“蒸汽时代”的到来
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1．瓦特改进蒸汽机
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〔材料〕瓦特，一七三六年一月十九日出生在苏格兰西海岸的一个小港口。父亲虽是一个造船工人，有相当良好的教养。瓦特从小就很聪明，在留校读书时数学最好，尤其对于自然科学特别有兴趣……十八岁时……在一个理学机械师门下当学徒……
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有一次瓦特从一个学生的口里，听到有关纽昆门抽水机的故事。结果立刻引起他对蒸汽机的兴趣……然而瓦特最初想象的蒸汽机，也是利用大气的压力来推动活塞，这和纽昆门的抽水机并没有什么不同。到后来瓦特在活塞的上面，用蒸汽代替了大气的压力，如此一改良才算发明了真正的蒸汽机……后来瓦特又继续改良，用蒸汽的压力使活塞在上面也能动……瓦特为了把往复运动改成回转运动，就又研究出“曲柄”……结果又被歹人窃取设计图……瓦特又研究出‘日月齿车’……瓦特完成回转运动以后，他所发明的蒸汽机就可以用来发动各种机械……蒸汽机一发明，就立刻被广泛使用，大规模的工厂一个个出现……立刻使以前的手工业完全机械化，因此那些在家庭式手工艺工厂做工的人，就都转移到资本家经营的大工厂去。
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……瓦特所发明的蒸汽机，就是欧洲产业革命的原动力，的确是一件具有划时代历史意义的大事。
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──冯作民《西洋全史》，第511～514页
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【解读】这则材料对我们了解瓦特改进蒸汽机的情况有参考价值。最早关于蒸汽机的设想，可追溯到公元１世纪的古罗马，利用火力推开教堂大门的机器，是世界上最早的蒸汽机。１７世纪末１８世纪初，矿井排水问题十分突出，众多的发明家思考并设法去解决。最早发明利用蒸汽力排水机器的是英国人萨弗里，后经过许多人的研究创造，不断推陈出新，英国铁匠出身的纽可门发明了一种新的可供实用的蒸汽机，慢慢地纽可门蒸汽机的缺点凸显出来，它加工粗糙，效率低。瓦特正是在纽可门蒸汽机的基础上发明了新蒸汽机。
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瓦特是英国伟大的发明家，格拉斯格大学的机械修理工，他勤奋好学，善于观察，掌握了法文、德文和意大利文，读过许多著名物理学家、化学家的著作。1769年，瓦特对纽可门蒸汽机进行了一系列的重大改进，制成了单向蒸汽机，不久取得专利权。1785年他研制成了联动式蒸汽机。从最初接触蒸汽机到瓦特蒸汽机研制成功，瓦特经过了二十多年的艰难历程，他虽然多次受挫，屡遭失败，但仍以对科学的执著进行革新，把那种最初只能用于矿井抽水的蒸汽机，变成了即将翻转世界的蒸汽机。
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（１）瓦特勤奋好学，勇于创新。（２）瓦特的蒸汽机被广泛使用，成为欧洲产业革命的原动力。
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2．蒸汽机的作用
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〔材料一〕瓦特的蒸汽机解决了大工业发展所必需的动力问题，推动工业革命向纵深发展。炼铁厂用它来开动鼓风机，为高炉提供风力，煤矿用它来排除矿井积水，纺织行业用它来作为动力。1785年用于棉纺厂，1793年用于毛纺厂，1789年用于织布厂。1800年，英国全国已有蒸汽机321台，总功率5 210马力，1825年增至15 000台，总功率375 000马力。
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──刘祚昌等主编《世界通史》近代卷上，人民出版社1997年版，第81页
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〔材料二〕蒸汽机的历史意义，无论怎样夸大也不为过。它提供了治理和利用热能，为机械供给推动力的手段。因而，它结束了人类对畜力、风力和水力的由来已久的依赖。这时，一个巨大的新能源已为人类所获得，而且不久，人类还能开发储藏在地球中的其他矿物燃料，即石油和燃气。
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──[美]斯塔夫里阿诺斯《全球通史──1500年以后的世界》上海社会科学院出版社，第287页
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【解读】这两则材料反映了瓦特蒸汽机的发明给社会带来了新的动力。
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英国棉纺织业是新兴部门，为了打开市场，需要进行技术革新，1733年，英国钟表匠凯伊发明了飞梭。飞梭的普遍使用，造成了纺纱和织布之间的严重不协调，发生“纱荒”，曾当过木工的织布工人哈格里夫斯发明了“珍妮纺车”，提高了纺纱效率。纺纱技术方面的革新，要求提供强大而方便的动力，而当时，英国主要利用风力、畜力和水力。风力不稳定，往往无法控制；畜力如马，费用昂贵，往往不听使唤；水力要有足够的落差，工厂必须建在有急流的乡间，交通不便，且受季节限制。瓦特的蒸汽机正是在这种形势下应运而生。
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（1）蒸汽机在采矿、纺织、化工、冶金、交通运输、机械制造等行业的推广,形成了许多集中的工业基地，完成了手工工场向工厂制机械化生产的转变，极大地促进了工业革命的发展，并对社会历史产生了重大影响，它宣告人类进入了“蒸汽时代”。（2）蒸汽机的使用带给了机械化生产的迅速发展与全面展开，而且为新能源──石油、燃气的开发提供了可能。
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3．交通运输的革新
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〔材料一〕1825年9月27日早晨发生的情景是难以描述的。许多参加这一历史事件的人整夜都不能合眼，一直站着。人人精神振奋，心情愉快，有些人喜形于色，另外一些人惊讶不已，使得这个场面丰富多彩。
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列车在预定的时刻开动了。“运动号”火车头由它的制造者──史蒂芬逊──驾驶带着列车走，火车头后面是六节装煤和面粉的车厢；在这六节后面的车厢里坐着铁路的经理和老板，后面又是二十节改供乘客用的煤车，都挤满了乘客，最后是六节装满煤的车厢。火车头上面悬有一面旗，写着：
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“私人的尝试有益于国家。”(原文为“periculum privatumutilitas public”)
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铁路两旁人山人海，许多人跟着火车跑；另外一些人骑在马上沿路旁跟随着火车。在近达林敦的路上有一个大斜坡，史蒂芬逊决定在这个地方试验火车头的速度；他放出警号清除道路，加快行进速度达每小时十五英里（二十四公里）。列车进入达林敦车站时，才知道车上共有四百五十个乘客，列车载重共九十吨。
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──周一良主编《世界通史资料选辑》（近代部分上册）第36页
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〔材料二〕发明轮船的美国人富尔敦，是一个绘画天分很高的人，所以最初他是一个肖像画家……他为了研究轮船，特别去英国向辛明敦（英国船舶发明家，1802年，利用瓦特蒸汽机造了一艘有蒸汽划水车的大船──编者）请教，同时又到法国观摩费区（美国人，1787年发明蒸汽船──编者）的设计图……买了一架瓦特蒸汽机，在一八七年造了一艘空前卓越的轮船，这就是有名的“克勒蒙特号”，两侧各有一个划水的水车。
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关于“克勒蒙特号”的第一次试航，是从纽约沿哈德逊河而上，在二四〇公里的航程中，仅仅花费了三十二小时，使所有参观的人都感到惊奇。
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──冯作民《西洋全史》第523页
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【解读】这两则材料反映了蒸汽机的发明对交通运输产生的巨大影响。进入19世纪，无论是陆地交通还是海上交通，技术革新都取得了空前的进步。大约在17世纪，英国的一些采石场和矿区周围，就铺有简单的木制轨道，装有木轮的矿车以马匹为牵引力在上面滑行。1767年，铁轨开始取代木轨道，1800年后，人们开始研究用蒸汽机作为牵引动力。1814年，英国人史蒂芬逊（1781—1848）成功地将蒸汽机安置在运行的车辆上，这是世界上第一台蒸汽机车。以当时的眼界，它堪称“精巧完美，力大无比”，上述材料一就是它当时的写照。铁路运输的优越性一经确认，铁路建筑的狂热随之风速掀起。人类水上交通技术的革新，同样来自蒸汽机的使用。1807年，美国人富尔顿发明蒸汽汽船，他使用从英国进口的万能蒸汽机，驱动客轮在哈得逊河航行令世界注目。
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（1）蒸汽机的发明，推动了交通事业的发展，为此，也带动了其他相关行业的发展。（2）交通运输技术的改进和交通运输业的发展，适应了工业革命的客观需要，方便了人们生活，推动了社会的进步。
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电气革命的出现
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1．电能源的被开发
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〔材料一〕恩格斯指出“蒸汽机教我们把热能变成机械运动。而电的利用将为我们开辟一条道路。使一切形式的能──热，机械运动，电、磁、光──互相转化，并在工业中加以利用。
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──《马克思恩格斯全集》第35卷，人民出版社1971年版，第455页
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〔材料二〕马克思预言：“自然科学正在准备一次新的革命。蒸汽大王在前一世纪中翻转了整个世界，现在它的统治已到末日，另外一个更大得无比的革命力量──电力的火花，将取而代之。”
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──威廉·李卜克内里《回忆马克思、恩格斯》
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【解读】这两则材料揭示了新能源电力取代蒸汽动力已成为历史的必然。
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透过材料可看到：（1）由于近代工业的迅速发展，作为工业动力的蒸汽机已满足不了社会的需要，其局限性明显地暴露出来：a．蒸汽机随着它的功率增强，体积愈益庞大，使它的使用受到很大限制。b．从蒸汽机到工作机需要一套复杂的传动机构，如曲柄、连杆、飞轮、天轴（地轴）、皮带等，才能将动力分配给各种工作机。这种能量传递方式既不方便也不经济，很难实现远距离传输，大大限制了大工业的发展规模。c．蒸汽机虽经多次改进，热效率仍很低，使用极不经济。d．蒸汽机只能将热能单纯地转化为机械能，不能实现多种形式能量的互相转化。（2）电力的优越性日益显示出来：a．电能可以通过发电厂和电力网，集中生产，分散使用，便于传输和分配。电动机能满足工业对小型动力装置的要求。b．以电力代替蒸汽力等其他能源，是节约能源总消费量的重要途径。c．电能的应用灵活，易于转化为热、光、机械、化学等形态的能量，以满足生产和生活多方面的需要，其他形态的能也易于转变为电能。d．电能与其他能源相比，能够实现快速，精确的控制，它作为动力能有效地促进生产过程的机械化，自动化，从而对变革生产结构具有重要意义，这就为用技术体制代替人的操纵职能，实现生产过程的机械化和自动化创造了前提。
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2．电能源的广泛应用
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〔材料一〕美国和德国是第二次工业革命中的两个发源地和“中心”。1866年，德国科学家兼工程师西门子发明了世界上第一台大功率自激式发电机，标志着第二次工业革命的开始。1870年，比利时的格拉姆加以改进，制成环状电枢自激式发电机，成为现代电机的雏形。1884年，英国的帕森斯模仿水轮机原理设计出多级式汽轮机，使之成为带动发电机的理想动力设备，电机更臻完善。与此同时，电动机、内燃机得到发明，变压、远距离输电等技术方法得到突破。到19世纪结束时，电作为新能源已被逐步推广应用于工业、照明及城市公用事业等部门。
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〔材料二〕电力能源的开发，电机工程的发展，使得独立的电力工业部门日渐成为近代工业体系中的重要部门之一。发电、输电、变电、配电和用电有机地构成一个整体，形成日渐庞大的系统。同时，以电机制造、家用电器为主体的电器行业迅速崛起，成为新兴的产业部门。1879年，德国造出世界上第一台电机机车，1880年第一台电力起重机问世，1881年生产出第一辆有轨电车。电在日常及家庭生活中的用途更是十分广泛。1870年美国几乎没有无电气设备工业，9年以后电气设备工厂生产了价值190万美元的产品，1890年电气产品价值高达2 180万美元。
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──引自王斯德主编《世界通史》，华东师范大学出版社2001年版，第272～273页
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【解读】这两则材料使我们认识到电的发明和应用，开辟了一个新时代──电力时代。电力技术极大地解放了生产力。
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（1）电力技术革命改变社会的面貌，使社会文明发展到新阶段；（２）电作为新能源已被逐步推广应用于工业，照明及城市公用事业等，使电力工业部门日渐成为近代工业体系中的重要部门之一；（３）科学技术向生活各个方面渗透，使人们的消费方式，服务方式，交往方式等发生了急剧的变化；（４）电力技术革命使人的体力在更大范围内得到解放，人的聪明才智得到更大的开发和利用。
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3．电力技术革命
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〔材料一〕在把实验室里的发现转变为盈利工业的产品过程中，可以辨识出四个主要阶段，每一阶段各关涉到新电学原理的一种不同的实际利用。这些阶段是电报、电镀、弧光灯照明、最后是白炽丝灯。其中第一项需要很小的电流，主要导致了电池组和接收器的改进，并且因此大大地发展了电学理论。
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在另方面，电镀需要强大的电流，就优先使用了某些由电机产生的电，这就导致法拉第原理的最初几种应用，但有一种只用了永磁铁（匹克西机），因而是弱而不够有效。还有，电镀工业的需要绝不会很广泛。
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──贝尔纳著《历史上的科学》，科学出版社1981年版，第355页
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〔材料二〕如此看来，从法拉第发现后到爱迪生的应用，中间隔了五十年，并非由于科学或技术的滞后，而主要是由于经济的和社会的原因。十九世纪中叶还无法可以使得有组织地利用科学的意图达到能生利的阶段。可是一旦达到这个阶段，也就无法遏制它。电光和电力已来到了；它们要在下一世纪里扩张得比蒸汽快得多。
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──同上书第356页
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【解读】上述材料说明电力技术赖以发展起来的社会条件是逐步形成的。通过资料可以看到：（１）动力技术的发展是社会需要的结果，工业发展对动力类型的需求是变化的。（２）电能应用于经济生活，是随着生活发展的需要而发展的。电能应用于生活，大体经历了电讯、电镀、照明和动力等四个阶段。电讯需要很小的电流，用蓄电池就可以满足要求，电镀需要强大的电流，但这种需求不广泛。只有到照明和动力的发展才提出对强大电源的需求。为电能提供便捷的设施也是促进电力发展的条件。电力的普遍应用依赖于分布很广的电力网。人们首先设置了广泛的给水和供应煤气的网，后来出现了电报和电话网。只有当社会对电能提出普遍要求时，才可能出现电力网。（3）科研组织，科技人才也是科技成果运用到生产中去的主要条件。
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4．工业革命对世界的影响
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〔材料一〕1820～1890年，英国70年间生产总量增加了60倍，人口增加3倍，人均产值增加13倍。一个劳动力平均每年工作时间从3 000小时减到1 700小时，劳动生产率提高了20倍，人均寿命从35岁增至79岁。
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英国农业在国民生产总值中的比重从1770年的45%降至1841年的22%，1901年再降至6%，工业相应地从4%升至34%和69%。
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〔材料二〕18世纪下半叶至19世纪初，英国企图垄断先进的工业生产技术，曾颁布禁止熟练工人移民和机器出口的禁令。但是新技术是封锁不住的，许多技术人员和熟练工人不顾禁令移民国外。
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法国在18世纪70年代引进英国的珍妮纺纱机以后，欧美大国相继引进。他们不仅大量地进口英国的机器，而且还引进英国企业家和技术人才。
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19世纪40年代，法国一半的铁路公司有英国的股份，英国还在美国、俄罗斯等地建立一系列股份公司。
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〔材料三〕最早开始工业革命的英国也是最大的殖民地国家。英国的机器制成的产品摧毁了印度手纺机和手织机，破坏了殖民地的城乡工场手工业，英国的蒸汽机和科学技术在印度全境把农业和手工业彻底摧毁了。
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英国还打破了亚非国家的封闭和与世隔绝，破坏了传统社会经济结构。促进了这些地区的资本主义生产关系的缓慢发展。把亚非国家卷入工业化的洪流，变成世界资本主义大市场中的一部分。
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──［美］斯塔夫里阿诺斯《全球通史──1500年以后的世界》，上海社会科学出版社，2001年版
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【解读】透过资料可看到：（１）对英国的影响：机器生产取代手工劳动，工厂制取代了手工工场，极大地提高了生产率，促进了资本主义的发展；工人的生活状况有所改善，平均工作时间缩短，人均寿命提高，促使产业结构的变化，工业在国民生产中的总值大大超过农业。（２）对其他国家的影响，英国的技术和技术工人流向国外，工业革命扩展到英国以外的其他国家；密切了英国同其他国家的经济联系。（３）对亚洲的影响：较早完成工业革命的英、法、美等先进资本主义国家都积极进行殖民扩张，使亚洲一些国家沦为其殖民地或半殖民地，把它们卷入资本主义世界市场，加剧了当地的贫困和落后，造成东方从属于西方的局面，另一方面，它们也破坏了亚洲国家的封闭与隔绝，破坏了当地传统的社会经济结构和落后的生产关系，在一定程度上改造了亚洲社会。（４）工业革命极大地促进了生产力的发展。引起了社会结构的重大变革，密切了世界各地的联系，改变了世界面貌；科学技术是第一生产力，应充分利用工业革命的成果增强国力，促进社会的进步和发展。
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5．两次技术革命中科学与技术的关系
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〔材料一〕科学开始时对工业没什么影响。我们迄今所提到的纺织工业、采矿工业、冶金工业和运输业方面的种种发明，极少是由科学家们作出的。相反，它们多半是由响应非凡的经济刺激的、有才能的技工完成的。不过，１８７０年以后，科学开始起了更加重要的作用。渐渐地，它成为所有大工业生产的一个组成部分。工业研究的实验室装备着昂贵的仪器、配备着对指定问题系统研究的训练有素的科学家，它们取代了孤独的发明者的阁楼和作坊。
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──［美］斯塔夫里阿诺斯《全球通史──1500年以后的世界》，第291页
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〔材料二〕从最早的时代起，就有机器被发明出来，它们极为重要，如轮子，如帆船，如风车和水车。但是，在近代，人们已发明了作出发明的方法，人们已发现了作出发现的方法。机械的进步不再是碰巧的、偶然的，而成为有系统的、渐增的。我们知道，我们将制造出越来越完善的机器；这一点，是以前的人们所未曾认识到的。
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──李普曼《道德序论》，第235页
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〔材料三〕在工业革命的第一阶段，纺织、采矿、冶金和运输业中的种种创造发明，多半是由有才能的技工完成而非科学家做出，科学对工业尚无多少直接影响。１８７０年以后，工业革命进入第二阶段，科学家进入工业研究的实验室，几乎所有的工业部门都受到科学的影响。科学的作用凸现并逐渐成为大工业生产的组成部分。
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──马克垚主编《世界文明史》，北京大学出版社2004年版，第９８５页
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〔材料四〕电力时代，也就是第二次技术革命，它的引发力量不是来自生产技术本身，而是来自似乎同生产毫无关系的科学研究成果。这就是：1931年法拉第发现的电磁感应定律；1864年麦克斯韦建立的电磁理论，并预言电磁波的存在；1888年赫兹发现电磁波。这些发现，引发了发电机、电动机、电报、无线电的发明。
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──李佩珊、许良英主编《20世纪科学技术简史》，科学出版社1999年版，第748页
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【解读】以上材料对我们了解两次科技革命中科学与技术之间的关系有重要的帮助作用。
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（１）第一次技术革命生产经验起到主导作用。工具机和蒸汽机的发明主要是靠工匠的技艺和经验的积累，科学原理只起到辅助作用。而电力技术革命，各种电力技术主要都是在电磁学理论研究的基础上产生的，都是以科学理论的突破为前导。（２）第一次技术革命只是发挥传统技术的作用，与生产融为一体。而到电力时代，技术发展为技术科学，作为科学化理论体系指导生产，成为连接科学与生产的纽带。（３）第一次技术革命时，科学原理转化为物质成果的速度较慢，如果说牛顿力学、热力学用了１００～２００年的时间才完成了理论到技术的渗透或生产应用。那么，从电磁学理论到电力技术的转移，一般只经历了几十年，甚至十几年。电力技术革命以来的技术发展，越来越明显地表现出近代技术直接为社会生产服务并依赖于社会经济的发展。
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6．资本主义的高速发展
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主要资本主义国家工业年平均增长率（％）
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英国
美国
法国
德国
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1861～1873年
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1874～1890年
1891～1900年
（1851～1873）
3．3
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1．7
1．6
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5．0
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5．2
3．5
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（1870～1890）
2．1
2．6
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3．8
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3．5
4．8
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1870～1910年世界船舶数
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（单位：百万净吨）
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年份
帆船
汽船
1870年
14．1
2．7
1880年
14．5
5．5
1890年
12．0
10．2
1900年
10．0
16．2
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1870～1900年的铁路网
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（单位：千公里）
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年份
全世界
欧洲
美洲
亚洲
非洲
澳洲
1870年
210
105
93
8
2
2
1880年
372
169
175
16
5
8
1890年
617
224
331
34
9
19
1900年
760
284
402
60
20
24
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世界贸易指数和贸易总额
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年份
世界贸易指数
(以1913年为100)
贸易总额
(单位：10亿法郎)
1870年
24
45．5
1880年
36
68．8
1890年
49
94．2
1900年
68
118．2
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──吴于廑、齐世荣主编《世界史·近代史编》下，高等教育出版社第238～243页
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【解读】19世纪最后３０年，资本主义处于高速发展时期，从上面几张表格的统计数字可得到有力证明。
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（1）经济方面：这一时期，资本主义各国的经济发展不平衡，美、德发展非常快。英、法老牌资本主义国家发展缓慢，但并非完全陷入停滞状态。英国工业革命的完成使英国居世界第一位，因为当时英国国内政局安定、自由开放、招揽人才，政府重视科学技术的转化应用。而到19世纪70年代以后，英国对待科学技术的态度由积极采用技术到抵制新技术的推广应用。原因是蒸汽时代的辉煌成就，助长了某些产业部门的惰性，致使思想保守，目光短浅，导致英国在19世纪末退居世界第三位。（2）交通方面：交通运输业在这一时间有较大发展，船舶是当时唯一可以把被海洋隔绝的国家和地区联系起来的交通工具。但木帆船装货舱位小，航速慢、风险大、运费也高，不能适应世界贸易发展的需要。以蒸汽涡轮机，柴油机为动力的铁壳或钢壳轮船改变了这种状况，它速度快，安全可靠，轮船在航运中取得优势地位。另外环绕世界的铁路网也初步形成，对世界经济的发展起了非常重要的作用。（3）贸易方面：在１９世纪５０～６０年代，卷入世界市场的大多是农业占主导地位的国家，工业中心只有一个英国。英国消费农业国的原料，同时供给它们必需的工业品。到１９世纪末２０世纪初。一批新兴工业国家兴起，英国贸易垄断地位被打破。世界贸易形成了多中心的新格局。这一时期原料和工业制成品的世界贸易额呈现出均衡发展的趋势，说明工业发达国家与初级产品生产国家之间的国际分工以及世界各国的相互依赖程度都加强了。
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7．城市化
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〔材料一〕据统计，到１８５１年时，英国总人口为１ ８００万，其中农村人口占４８％，而城市人口占５２％。同期，法国、美国等仍然是农村人口占较大优势，而德国、俄国和意大利农村人口更是占绝大多数，与英国的城市化相比较，这些国家简直是一些“巨大的村庄”。
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──王斯德主编《世界通史》第二编，华东师范大学出版社，第108页
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〔材料二〕以棉纺织业中心城市曼彻斯特为例，工业革命前，这里人口仅在１万左右，几条又窄又暗的街道，连通城外高凹不平的旧路，河边的独木桥形影相吊。它没有市政机关，也不选派议员到英国下院，作家笛福称之为“英国最大的村落之一”。１７８６年，居民们看到了第一根烟囱，即高耸在屋顶的阿克莱特纱厂的烟囱。仅过了１５年后，曼彻斯特已有约５０个纱厂，大多数都拥有了蒸汽机，成排的大烟囱日夜不停地将滚滚浓烟吐向天空。纱厂周围是工人的棚屋，绵延数里，几乎将旧城区包围。城市中心区域已经美化，那里开辟了宽阔的街道，旁边设有商店。
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──罗伊斯顿·派克《被遗忘的苦难·英国工业革命的人文实录》，福建人民出版社1983年版，第299页
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〔材料三〕大批人口进入城市，促进了工业中心的发展即加速了城市化的进程。交通和医学技术使大都市的形成成为可能。1850—1900年，伦敦和纽约的人口分别从268万和70万增加到658万和344万。到1914年，英美等西方国家国家城市人口已经占到总人口的绝对多数。
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──马克垚主编《世界文明史》(下)，第992页
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【解读】上述材料描述了城市化的进程。对我们了解工业革命促进城市化进程加快有参考价值。城市化新石器时代就有了，在以后数千年间，城市的规模取决于周围地区生产粮食的数量。工业革命后，处于分散、隔绝或联系不大的人口，集中在一些城市，城市化进程加快。
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（1）工业化程度越发达的国家，城市人口比重越高，反之，工业化程度不发达，城市人口比重则越低。（2）从城市的规模来看，英国的水平也居于世界前列。（3）由于城市化速度过快，缺乏总体设计规划，城市布局显得零乱，一边空气清新，环境舒适，交通方便，一边肮脏混乱，贫困饥饿，疾病四伏，这种城市的分裂，反映出近代工业社会两大阶级的对抗和冲突。（4）城市化加快，一方面城市更加繁荣，人们的生活更加美好；另一方面人口过度集中，工厂污染严重，也是造成环境恶化的原因之一。
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8．技术革命对生态环境的影响
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〔材料一〕“挑战者”号航天飞机首次飞行的负责人１９８３年４月的报告说明了当今全球范围的生态环境问题：“看到我们的大气层变得这么脏真令我震惊。不幸的是，这个世界在快速变成一个灰色的行星。我们的环境显然在快速变坏……这意味着什么呢？这意味着我们在污染我们的家园。”
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〔材料二〕酸雨是由二氧化硫和氮的氧化物与云中的水蒸气混合而成的，它正严重地损害着北欧、加拿大东部和美国东北部的森林、湖泊和耕地。
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〔材料三〕“温室效应”是因矿物燃料燃烧产生二氧化碳而形成的，它让阳光进入大气层，从而使地球增热，但却抑制热辐射释放到外层空间。美国环境所警告说，到２１００年全球的平均温度可能上升摄氏５度或华氏９度，从而导致海平面升高，引起气候的巨大变化，扰乱世界经济。
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──［美］斯塔夫里阿诺斯《全球通史──1500年以后的世界》，第935～937页
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【解读】以上材料使我们认识到技术革命对生态环境的破坏。
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随着两次技术革命的迅速发展，它不仅影响着人类社会，还对地球这颗行星本身产生了巨大影响。第一次工业革命刺激了人口的剧增，第二次工业革命发达国家的人口出生率和死亡率大体一致，而发展中国家由于食品卫生的提高和医疗保健条件的改进，死亡率下降，而出生率仍很高，使得世界人口的增长率不断持续上升。
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（1）人口的压力导致农业、工业活动频繁，给生态系统产生巨大的压力。（2）因商业性采伐和农民开垦荒地，使砍伐正向全球蔓延。工业垃圾、有毒的化学品和放射性废弃物，导致水污染，空气恶化。（3）大自然并非天性善良，技术也并非天生邪恶，我们必须学会如何运用我们的技术来制止大自然的恣意妄为，增加我们的安全感和舒适感。
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信息技术的发展
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1．电子计算机的发展
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〔材料〕巨型化是指高速运算、大存储容量和强功能的巨型计算机。巨型计算机的运算能力一般在每秒百亿次以上，内存容量在几百ＭＢ甚至十几个ＧＢ。巨型计算机主要应用于科学研究。巨型计算机的研制反映了一个国家科学技术的发展水平。
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微型化是指随着大规模和超大规模集成电路的发展应用及多媒体技术与其他软件技术的成熟，计算机的处理能力、速度与性能价格比进一步提高，而计算机的体积、重量、功耗日趋降低，更广泛地渗透到人们的工作和生活中。
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网络化指利用现代通信技术和计算机技术，把分布在不同地点的计算机连接起来，按照网络协议相互通信实现资源共享。计算机网络技术的发展，对世界科技、经济和社会产生重大影响。计算机网络将向着体系结构和协议标准开放、各种服务应用高度集成、信息传输高速度和智能化方向发展。
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智能化是指要求计算机具有模拟人的感觉和思维的能力。其主要研究领域包括：自然语言的生成与理解、模式识别、自动定理证明、自动程序设计、专家系统和智能机器人等。
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──邹海林、徐建培编著《科学技术史概论》，科学出版社2004年版，第319～320页
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【解读】上则材料对我们了解计算机的发展方向有参考价值。人类制造的计算机是用来代替人类大脑功能的工具，是信息加工的工具。１９４６年美国国防部组织的研究机构研制成功了世界上第一台解决数值计算的计算机ＥＮＩＡＣ。这台计算机用了18 000只电子管，重３０吨。最初运算时还常常发生电子管烧坏的现象，但当时这台计算机解决了不少数值计算问题，节约了人力和时间。从第一台电子计算机的诞生到现在，不断与其他技术相配合，不断地改进与发展，至今，已经历了五代。第一代（１９４６～１９５６年）是电子管时代；第二代（１９５７～１９６２年）是晶体管时代；第三代（１９６３～１９７０年）是集成电路时代；第四代（１９７１年以后）是大规模集成电路时代；第五代（目前）是所谓智能计算机时代。
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（１）电子计算机大大解放了人的智力，它可以模拟并代替人脑的部分思维功能，在人类生产实践、科学研究活动和社会生活中引起巨大变革。（２）电子计算机的应用为工业化社会过渡到信息化社会创造了条件，将引起一场新的产业革命。（３）电子计算机的应用引起了科学研究方法的重大变革，可以提高观察和实验的现代化水平，为精确地、大量地、有目的地获取信息，处理信息提供了工具。
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2．网络的发展
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〔材料一〕计算机网络一般是指把分布在不同地点、具有独立功能的多台计算机通过线路和设备互相连接，利用功能完善的网络系统软件，按照网络协议进行通信，实现数据资源共享的系统环境，也可以简称为网络，最简单的网络就是两台计算机互连，最复杂的计算机网络则是将全世界的计算机连在一起。
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──许秀中《网络与网络犯罪》，中信出版社2004年版，第5页
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〔材料二〕计算机网络是计算机技术和通信技术相结合的产物。通信技术的发展和通信网络的建立，是实现计算机之间数据交换和信息传递的前提条件；同时，计算机网络的发展也促进了通信技术的提高，提高了通信网络的性能。从２０世纪４０年代中期计算机的出现，迅速发展到今天的计算机网络，这短短五十多年的演变过程，学术界普遍认为大致可以将其划分为三个发展阶段，即具有通信功能的单机系统、具有通信功能的多机系统和计算机网络系统。
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──同上书，第１３～１４页
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【解读】以上材料对我们了解互联网的基本概念和发展有一定的参考价值。计算机网络的构想，萌芽于美国２０世纪６０年代对分布式通信的研究。为了在战争中确保通信的畅通，建立一个类似于蜘蛛网的通信系统，这个系统在某个交换节点遭到破坏的情况下，能够自动寻找其他途径，完成通信的自动、快捷修复；同时，能够同步传达指挥中心的命令，即可以共享通信的信息资源。为此，美国军方大力推进计算机网络研究，许多学术部门和研究机构也都加入进来，使计算机网络得到快速发展。
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（1）互连性：网络是计算机的群体，由多台计算机组成，这些计算机之间通过一定的方式互连以便彼此能够交换信息，进行通信；（2）独立性：网络上的计算机既相互连接，又相互独立，任何一台计算机都不能完全干预其他计算机的工作，这是形成网络空间自由的基础；（３）共享性：网络打破了距离与国界的限制，通过交换信息，实现资源共享，且在共享的基础上达到互动，进行交流和沟通；（4）效率性：网络的效率性体现在一是通过信息的高速传递，实现实时通信。二是通过均匀负荷和分布处理，提高工作效率。
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3．信息技术的发展
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〔材料一〕我们知道，物质、能量、信息是人类社会生活的三个基本要素。没有物质的世界是一个空虚的世界，没有能量的世界是一个死寂的世界，没有信息的世界则是一个混乱的世界。物质、能量及信息三者缺一不可。但是，人类对物质、能量及信息的认识和利用，却不是同步的……人类对信息的认识与利用，实际上，是伴随着对物质和能量的认识与利用而开始的。但是，由于信息的复杂性导致建立在理论水平上的信息技术出现的稍晚一些。但是，随着社会的发展，各个方面对于工作速度，效率及质量的要求愈来愈高。因而，对信息的认识与应用就显得日益迫切了。在这种需要下，70年代以来，由于大规模集成电路及微型计算机的出现，为信息技术的发展与普及创造了基础性条件……也就是说，在人类社会生活三个基本要素（能量、物质、信息）中，当代最突出的是信息之运用。
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──陈筠泉、殷登祥主编《科技革命与当代社会》，人民出版社2001年版，第87～88页
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〔材料二〕个人计算机和大型计算机的开发和应用，计算机不再只和计算相关，它正在改变（或决定）我们的生活。1996年，美国著名学者尼葛洛庞帝的《数字化生存》一书认为：“信息DNA”正在迅速取代工业经济时代的原子，成为人类生活的交换物。移动电话，笔记本电脑，高清晰度电视，数字相机等数字化产品，进入人类生活，成为日常生活用品。它将改变我们的学习方式，工作方式，娱乐方式，一句话，改变我们的生活方式。
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【解读】上述两则材料对我们了解信息技术发展，以及信息技术发展引起了人们生活方式改变有参考价值。人类为了生存，首先认识和利用物质，为此，人类祖先逐步从旧石器时代、新石器时代进入青铜器时代，直至钢铁时代、高分子材料时代。物质认识稍后一些是能量，人类对能量的认识利用最早是人类自身的体力，随后开始了对自然动力（畜力、风力、水力等）的认识与利用，再后是蒸汽力，电能、原子能。人类对信息的认识与利用，是伴随对物质和能量的认识与利用而开始的。以控制论，信息论、系统论及计算机科学为基础的科学成果促进了科学思维的变化，于是科学家们将信息作为人类历史上物质与能量之后的第三个开发对象进行研究。
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（1）信息技术的开发和应用时机成熟。（2）信息技术发展改变着人们的生活方式。
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4．知识经济兴起
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〔材料一〕20世纪90年代以来，经济增长显示出，知识的投资，能够直接推进经济迅速发展，知识可以迅速扩大和提高传统生产要素的生产能力和生产效率，知识促使经济管理更加科学更加现代化，知识也是调整生产要素、创造革新产品和改进生产程序能力的依据。
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〔材料二〕传统的促进经济发展和增长的因素是资本、资源、劳动力的合乎科学规律的运用。而知识经济时代，经济增长是以知识为基础，尤其是不间断的新知识的创造以及新知识新技术在经济、生产中的传播、转化、直接推动经济、生产发展。因此，知识经济的目标就是不断研究和开拓新的科学技术，并迅速应用于生产和生活。经济学家认为，20世纪末期，世界经济正从工业经济悄然而坚定地向知识经济转变的时期，经济的重心已经转移到获得新技术知识，创造和应用新技术的重要性已经超过了工业经济时期的传统经验与传统技术。
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──均出自《高校世界历史配套教材·现代史卷》高等教育出版社，第247～248页
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【解读】上述两则材料对我们了解知识经济有参考价值。知识经济是指以知识为基础的经济，它恰当地概括了20世纪90年代末世界经济的最新特点和发展趋势，知识特别是经济理论与科学技术在经济发展中的巨大作用，尤其是第三次科技革命，信息技术迅速发展起来，知识和科技已成为经济发展的核心要素。在现代经济中，知识正成为真正的资本与首要的财富。
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（1）现代经济理论已把知识列为重要的生产要素。知识经济还处在起步阶段，但作为未来经济发展的主旋律正在越来越强烈地被人们所感受。（2）知识经济与传统的农业经济和工业经济相比较，传统的农业经济社会是以广大的耕地和众多的人口劳动力为基础的；而工业经济是以大量自然资源和矿藏原料的冶炼、加工和制造为基础的，以消耗原材料和能源为特征；知识经济则是一种以最新科技和人类知识精华为基础、为结晶的经济形态，是一种不断迅速创新的知识密集型、智慧型的经济形态。（3）知识经济的兴起不仅会对经济增长方式、增长速度和经济结构带来革命性的影响，而且必将深刻改变人们的生活方式、思维方式和教育方式。
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5．信息高速公路
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〔材料一〕就美国来说，完成信息高速公路之建设，20年内，需要高达4 000亿美元的巨额投资。政府预计总投资300亿美元，其他资金主要依靠各民间渠道筹集……
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目前，美国各大公司纷纷投入信息高速公路建设的激烈竞争之中。
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〔材料二〕为了适应信息高速公路之发展，日本提出了以多媒体技术为核心的日本式“信息高速公路”的设想。这个设想利用电话比较发达的特点，加强光纤网络的建设，使光纤网络遍及日本列岛。日本电信电话公司决定，到2015年，将投资45万亿日元，把光缆铺设到每一家庭。日本国际电信电话公司不甘落后，抓住多媒体革命之机会，于1994年初成立了“全球多媒体工作组”，探讨与世界各国通信事业经营者合作，建设国际光纤网的可能性。
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〔材料三〕为了尽快赶上美国正在建设的信息高速公路的发展步伐，1993年12月，欧洲共同体委员会公布了主席德洛尔的《经济增长、竞争力和就业白皮书》，提出要建立欧洲的信息高速公路。建议立即得到欧共体各国领导人的赞同。目前，欧共体委员会已拟订出为期5年、预计耗资1 500亿欧洲货币单位（约合1940亿美元）的“欧洲信息网基础设施”计划，并把欧洲联盟复兴的希望寄托在这个计划上。
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〔材料四〕政府宣布在今后十年，将投资380亿英镑，建设信息高速公路。英国电信公司于1994年2月宣布，该公司准备投资100亿英磅来发展英国的光纤通信网络，全部取代原有的铜缆，这一网络将把每个家庭、学校和办公室联结起来。英国决心通过建设信息高速公路来实现现代史上最激动人心的社会经济发展。
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〔材料五〕除美国、日本、欧共体、英国、中国之外，加拿大、韩国、新加坡、印度以及巴西、阿根廷、巴拉圭、乌拉圭等南美国家，也都不甘落后，纷纷出笼了自己的“信息高速公路”计划，掀起一股“信息高速公路热”。
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──均出自陈筠泉、殷登祥主编《科技革命与当代社会》，第82～83页
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【解读】1992年，美国总统竞选期间，克林顿打出“信息高速公路”的旗号，作为振兴美国经济的主要方式之一，并与５０年代兴建州高速公路相提并论。１９９３年２月２日，美国总统克林顿就职不久，在加州发表了题为“促进美国经济增长的技术──经济发展的新方向”的报告，并把建设信息高速公路放在新政府技术政策与产业政策的核心地位。“信息高速公路”的正式名称应该叫做国家信息基础设施。信息高速公路建设计划预计在１０年到２０年内，建成一个能够给用户提供大量信息，为人们提供多层次、全方位的信息服务。因此，在全世界掀起了“信息高速公路热”。
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（１）信息经济在世界各地得到全面发展，“信息基础设施”建设受到世界各国普遍重视。（２）“信息高速公路”的影响是多方面的，一是将加快经济的发展，带来巨大的经济效益；二是将改变人们的工作和生活方式；三是将引起社会结构的深刻变化。（3）以“信息高速公路”为政策发展的重点和产业发展的基础，带动新学科和交叉学科发展，形成高新企业群，提高生产率，增强国际竞争力，促进经济腾飞，因此“信息高速公路”引发世界各大国纷纷竞争。
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6．知识经济产业化
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〔材料一〕西方发达国家企业经营者在判断一个企业的规模与实力时，首先考虑的是企业拥有多少具有最先进的管理知识的科技实力的创造型人才。如名列世界５００强前列的美国电报电话公司所雇用的科研人员，从１９１２年的５０人，上升到１９９８年的３万人，其中有４０００名博士，还有７名诺贝尔奖获得者。
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〔材料二〕知识经济作为一种经济产业形式的确定则是９０年代中期以来出现的，其主要标志是美国微软公司总裁比尔·盖茨代表的软件知识产业的兴起。比尔·盖茨从１９９６—１９９９年连续位居世界首富榜首。其资产平均每周增加４亿美元。１９９９年７月，比尔·盖茨的微软公司市值首次逾５０００亿美元。如果把微软公司当作一个国家的ＧＤＰ来衡量，它在全世界排名第１１位，仅次于美国７８ ０００亿美元、日本４２ ０００亿美元、德国２１ ０００亿美元、法国１４０００亿美元、英国１３ ０００亿美元、意大利１１ ５００亿美元、中国９ ０００亿美元、巴西、加拿大和西班牙等１０国。微软公司创办者盖茨持有19．84％的股权，市值1122．93亿美元，和芬兰的ＧＤＰ近１ ２００亿美元差不多，比新加坡的ＧＤＰ９６３亿美元还要大。
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──《高校世界历史配套教材·现代史卷》高等教育出版社，第248页
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【解读】上述两则材料使我们充分认识到知识投资具有越来越高的回报率。自第二、三次技术革命以来，知识（自然科学规律，社会经济发展规律）的生产和再生产通常是在研究所或高等学府专门研究机构及实验室内组织生产的。对于现代企业家来说，仅考虑投资，设备等传统生产要素远远不够，获取新知识、新科技，开发创新产品，培训生产创新产品的高水平专业技术劳动力更为重要。
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（１）知识投资具有越来越高的回报率，这在国际经济竞争中已得到充分的体现。（２）知识经济的本质特征是以智力资源为其第一要素。所以凡是体现知识密集型的技术与产业，包括知识产权、无形资产、咨询决策以及现代化的管理方法与技术等都受到人们充分的重视。（３）微软公司的主要产品是软盘及软盘中包含的知识，正是这些知识的广泛应用，打开了计算机应用范围，取得了巨额财富。（４）我们要牢固树立科教兴国意识，提高全民族科学文化素质，大力加强科技工作，推动科技进步，把经济建设转移到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上，只有这样，国民经济才能持续，快速、健康发展。
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7．高科技对生活方式的影响
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〔材料一〕办公室自动化和自动化大楼为信息的收集、储存、使用、传输的自动化提供方便条件，改变了工作方式；家庭生活系统数字化，机器人用于家庭服务，将改变传统的家庭生活；正在开发的便携式信息设备，可以方便地把个人电脑的信息处理能力、因特网的通信网络、高清晰度电视的生动图像、电话的便利性等，各种形式的信息放在一台机器上进行组合，人们用这种设备把电话、发送电子邮件和数据、开会以及处理其他形式的计算和通信事务联成一体，这样就使人类数字化生活又前进一步。
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──陈筠泉、殷登祥主编《科技革命与当代社会》，第182页
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〔材料二〕知识经济时代，信息量剧增，信息技术、网络技术的发展，使网上商店、网上商场、网上商城大量涌现，人们在网上购物成为一种时尚，网上购物正以其商品信息大、可选范围广、成本低、消费者主动性强的优势，为越来越多的人接受，正在成为一种新的消费模式。从消费方式的视角观察，网上购物、网上消费正在对人类消费方式的革命产生深刻的影响。
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──鲍宗豪《全球化与当代社会》，上海三联书店2002年版，第123页
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【解读】随着电脑和网络技术的发展，人类进入新时代。互联网突破了空间上的限制，使世界更紧密地连成一体，人们的工作和生活方式发生了很大变化。
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互联网大大方便了人们的日常生活，工作环境得以改变，生活更加丰富多彩，社会交往也发生了变化。
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8．网络的教育价值
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〔材料一〕随着新的信息技术，尤其是互联网的出现，传统的教育体制与模式一再受到挑战；网络多媒体特质对人类感性认识产生巨大影响，正在逐步改变人们接受教育的形式；远程教育模式、自我教育模式的形成，正在影响整个人类社会的教育功能，孕育着整个教育领域的革命。
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〔材料二〕网络引起教育领域革命的突出标志是：网络教育是自我教育、交互教育。自我教育、交互教育正随着信息技术、网络技术的发展而成为一种潮流，或许在２１世纪出国留学将成为稀罕事，到校上学反而会成为富裕人家孩子的特殊服务。因为网络教育具有不同于传统教育的明显优势。
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──均出自鲍宗豪《全球化与当代社会》，第170页
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【解读】透过材料我们认识到互联网的出现为教育提供了新的发展空间，引起了一场学习的革命。网络教育的明显优势有：（1）网络教育拓宽了学生接受知识的范围和途径，传统的教学，学生只能通过教师、课本，图书借阅，实验室实验等有限几种途径学习，而有了网络，学生自己就可以通过检索数据库，专家教学系统自测自学，还可以通过国际互联网向世界各所学校调阅资料。（2）网络教育使教育真正成为文化知识传递与创新融合的一个连续体。（3）网络时代教育使参与式或启发式教学成为可能，使终身学习成为普遍趋势。（4）网络大学，网络教育的出现，使教师的地位和职责发生重大变化，使教育手段也发生了巨大变化，计算机可以把许多复杂的事物用模拟的方式表现出来，将抽象的概念变得容易理解。网络资讯的极大丰富为学生的因材施教准备了条件，网络教学既利于自学也便于检测学习成果，更有利于教师根据学生的实际，灵活机动地安排教学方法、进度及目标等。（５）网络教育使远程教育逐渐普及，教师不再站在教学的绝对主导地位上，教师的作用发挥在引导学生掌握信息处理工具的方法和分析问题解决问题的能力上，如果一个教师不能适应未来网络的需要，那么，就会被逐渐淘汰。
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9．网络犯罪
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〔材料一〕１９８３年９月２２日，美国洛杉矶市警察逮捕了两个青少年，伦·欧斯钦是优秀的大学生，卡宾是出众的中学生。他们用了整整一个夏天向美国的大型计算机网挑战，结果，不仅打入了许多大学和一些智囊团的计算机，还打入了国防产业和军事设施的计算机。他们作为利用计算机进行犯罪活动的第一批犯人被逮捕。
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〔材料二〕１９７８年，纽约港丢失了一份只有一些奇怪的数据、符号的提货单，这张提货单当初并不惹人注意，然而，当这张提货单落到一伙熟悉计算机技术的歹徒手里时，他们简直欣喜若狂。他们根据提货单上的数码，很快找到了控制这批货物的计算机终端。他们利用已掌握的密码，立即使终端显示屏上映出了物品的名称、数量、价值、取货地点等。接着，他们又按动键盘，通知计算机将这批货物转到黑市出售。１亿美元的货物就这样神不知鬼不觉地从纽约港不翼而飞了。
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──黄顺基、李庆臻主编《大动力──科学技术动力论》，第420～421页
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【解读】计算机犯罪手段主要分暴力和非暴力两种。暴力手段是指对计算机的物理破坏，此种犯罪易于发现和避免。非暴力手段是指使用计算机程序和指令进行犯罪活动，此种犯罪最为普遍，上面两则例子属于此类。现代社会中，计算机的应用已成为国家和社会安全的重要组成部分。计算机化先行的国家，从忽视计算机安全对策的沉痛教训中总结出计算机安全必须与计算机应用同步发展，为了对付日益猖獗的计算机犯罪活动，各国正在不惜工本地加紧研制各种安全防范装置。特别是进一步完善监察机关和法律条例，使罪犯无机可乘，从根本上防止犯罪现象的出现。
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（１）计算机应用在给人们生产、生活带来方便的同时，也使得犯罪活动猖獗起来。（2）人们在认识利用科技，不仅要关注它积极的一面，也不应忽视它的消极面。（3）必须加大力度研制计算机安全防范装置和完善法律保护措施。
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