第4课 近代科学之父牛顿
课后训练案巩固提升
1.阅读材料,完成下列要求。
材料一 1936年,英国经济学家凯恩斯从一个收藏者手里购买了一批有关牛顿的秘密资料。通过几年的研究,凯恩斯于1942年在英国皇家学会俱乐部发表了一次名为“牛顿其人”的演说,给出一个与传统模式截然不同的牛顿形象,即牛顿不再只是一个科学家,也是一个醉心神学和炼金术的人。
——[英]米切尔·怀特《牛顿:最后的巫师》
材料二 1942年,爱因斯坦为纪念牛顿诞生300周年撰写了一篇文章,对牛顿的一生作了如下评价:“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上之一幕才能理解他。”
(1)根据材料一、材料二,指出凯恩斯和爱因斯坦是如何评价牛顿的,分析导致二者评价不同的原因。
(2)综合上述材料,说明在评价历史人物时必须坚持的原则。
参考答案(1)不同:凯恩斯认为牛顿“不再只是一个科学家,也是一个醉心神学和炼金术的人”;爱因斯坦认为牛顿一生具有热爱真理、为真理而斗争的崇高品质。原因:二者评价的着眼点和角度不同。
(2)客观公正;把特定的历史人物放在特定的历史环境中去评价。
2.导学号02464101阅读材料,完成下列要求。
材料一 宋应星(1587—约1666)青年时曾考取举人,后来连续六次赴京参加进士考试,均名落孙山。45岁以后,面对明末流民遍地的现实,宋应星不再追求科举功名,转而探求“致富”之术。他全面搜集整理传统农业、手工业技术,撰成《天工开物》一书,书名取“天工人其代之”“开物成务”之义。正如宋应星在该书的序言中所说,“是书与科举功名毫无关系”,当时士大夫对这部书不屑一顾。后来乾隆时编《四库全书》,不予收录,民间因此更不敢印行。这部书在19世纪传入欧洲后,被誉为“17世纪中国科技的百科全书”,是我们今天探讨古代科技成就的重要文献。
——摘编自潘吉星《宋应星评传》等
材料二 牛顿(1643—1727)自幼喜欢钻研科学。1687年,他的《自然哲学的数学原理》出版,阐述了其后被视作真理的物体运动三大定律。该书受到学术界的赞颂,很快销售一空。同年,牛顿被选为国会议员,后被封为爵士,成为英国皇家学会会长和法国皇家学会会员。当时他被公认为活着的最伟大的科学家,英国有学识的人都把牛顿“奉为他们的首领,承认他是他们的主帅和大师”。伏尔泰全面接受了牛顿的自然哲学,并与人合作发表了一本关于牛顿力学体系的通俗著作。18世纪中期,牛顿的理论体系在欧洲各国得到广泛认可,对整个欧洲和世界的科学与哲学发展产生了深远的影响。
——摘编自詹姆斯·格雷克《牛顿传》
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(1)根据材料一、材料二并结合所学知识,分别指出宋应星、牛顿二人科技成果的特点及它们出现的背景。
(2)根据材料一、材料二并结合所学知识,分析指出二人科技成果命运不同的原因。
解析回答第(1)问时,要立足于《天工开物》属于传统科技的总结,而牛顿力学则属于近代科技的开端。它们出现的背景即明清时期中国传统科技总结的背景和西方近代科技出现的背景,在此基础上阅读材料并结合所学知识回答即可。回答第(2)问时,主要从当时中西方社会政治、经济、文化方面的差异来分析。
参考答案(1)特点:宋应星——传统科技的集大成;多总结,少创造。
牛顿——长期实验基础上的理性探讨;突破性的科学成果。
背景:宋应星——中国传统农业、手工业技术发达;科举制度的影响。
牛顿——科学冲破了中世纪神学的束缚;近代科学研究方法形成;长期从事科学研究。
(2)宋应星所处社会环境:士大夫热衷于科举功名,轻视农业、手工业活动;生产方式没有质的变化;文化专制。
牛顿所处时代:重视科学的社会氛围;资本主义生产方式产生;提供了认识世界的新方法。
3.阅读材料,完成下列要求。
材料一 英国数学家伊萨克·牛顿(1642—1727)是新的科学方法的集大成者。他依靠精确观测和数学推理建立了一整套有力的天文学和数学理论。1687年,牛顿发表了题为《自然哲学的数学原理》的论文。在这篇具有划时代意义的论文中,牛顿将天体、地球联系在一起,并将其放在整个宇宙体系中进行研究。他开创性地提出万有引力定律,认为整个宇宙中的物体都遵守这一定律,并运用数学推理证明这套理论主宰世界上一切物体的运动规律。
——[美]杰里·本特利、赫伯特·齐格勒《新全球史》
材料二 按照启蒙大师们的看法,在治理国家方面,科学比宗教更适于当参谋。自17世纪以来,由于弗兰西斯·培根和牛顿等人的著作,科学突飞猛进,每日都揭示新的宇宙法则。海顿在……《创业》中写道:“天空向我们揭示神的荣耀。”有些人认为自然按照它本身的规律发展,会产生一个完美的世界,因此人类的政治干预和宗教干预应该越少越好。
——[法]J.阿尔德伯特等《欧洲史》
(1)根据材料一,说明“新的科学方法”的基本特点。
(2)根据材料二,指出启蒙思想对国家治理的基本主张,结合材料一分析说明牛顿力学体系的时代价值。
参考答案(1)以精确的观测(实验)为基础;以数学推理来证明。
(2)主张:科学比宗教更有参考价值;人类应减少政治干预和宗教干预。时代价值:牛顿建立的近代自然科学体系,使人们认识到了宏观宇宙的运行规律,解放了人们的思想,促使人们以理性的思维方式研究人类社会的发展规律,推动了启蒙运动的产生和发展。
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4.导学号02464102阅读材料,完成下列要求。
材料一 正是在物理学领域,牛顿进行了最有意义的研究。在这方面,他以伽利略的研究为基础,将后者的成果发展到辉煌的顶点。伽利略主要关心的是地球的运动,牛顿则发现了有关宇宙本身的定律。
伽利略发现,运动中的物体若无一定的外力使它转向,便做匀速直线运动,这一发现要求人们必须解释:为什么行星不易直线飞离,而趋于落向太阳,结果形成其椭圆形的轨道;为什么月亮同样趋于落向地球。
材料二 牛顿已发现了一个数学上能证实的根本的宇宙规律。实际上,自然界好像是一个巨大的机械装置,按照通过观察、实验、测量和计算可予以确定的某些自然法则进行运转。因而牛顿的物理学分析方法现今开始不仅被应用于物质世界,而且被应用于思想知识的整个领域及人类社会。正如伏尔泰(法国著名的启蒙思想家)所说的,“整个自然界、所有行星竟会服从永恒的法则,而且一种身高5尺的小动物竟能不顾这些法则,完全按照自己的怪想随心所欲地行动,这是非常奇异的”。寻找决定人类事物的这些永恒法则,是法国革命之前的所谓的启蒙运动的实质。
——以上材料均摘编自[美]斯塔夫里阿诺斯《全球通史》
(1)根据材料,简要说明牛顿经典力学诞生的客观条件。
(2)根据材料并结合所学知识,指出牛顿物理分析方法的特征及牛顿经典力学体系确立所产生的影响。
解析回答第(1)问时,从牛顿力学体系与伽利略等人的科技成就之间的内在联系等角度进行分析,说明前人的成就为牛顿创立力学体系奠定了基础。回答第(2)问时,注意牛顿的“分析方法”就是以实验为基础、用数学来表达,建立在这种基础上的成果,对推动近代科学体系的形成、人们思想的解放、启蒙运动都产生了深远的影响。
参考答案(1)物理学的研究不断深入,取得了许多新成果,为牛顿创立经典力学的诞生奠定了基础。
(2)特征:利用数学做完整的推演;注重实验。影响:牛顿经典力学开创了物理学的新时代,推动了近代科学的发展;对社会意识形态的发展产生了巨大影响,为启蒙思想家探求人类社会的法则提供了科学理论依据。
5.阅读材料,完成下列要求。
材料一 正如爱赛亚·柏林所说的:“牛顿思想的冲击是巨大的,无论对它们的理解正确与否,启蒙运动的整个纲领,尤其是在法国,是有意识地以牛顿的原理和方法为基础的,同时,它从他那惊人的成果中获得了信心并由此产生深远的影响。”
——[美]科恩《科学中的革命》
材料二 实际上,哲人们并不把自己看做法国人或欧洲人,而是把自己看做人类的成员。他们试图从全球的而非西方的角度来思考和行动。他们试图发现与牛顿的物质世界的定律相当的、具有普遍适用性的法则。
——[美]斯塔夫里阿诺斯《全球通史》
(1)根据材料一、材料二,说明两位作者对牛顿科学贡献的评价有何共同之处。
(2)根据材料一、材料二并结合所学知识,说明早期自然科学承担的客观历史使命。
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参考答案(1)都认为牛顿的思想启发了启蒙思想家,为启蒙运动奠定了基础。
(2)解放思想,启迪人们理性思考人类社会的发展规律,为人们反对封建神学和封建专制统治提供精神支撑和理论武器。
6.阅读材料,完成下列要求。
材料 沃尔夫1935年评价牛顿的巨著《自然哲学的数学原理》说:“牛顿的《原理》公认是科学史上最伟大的著作。在对当代和后代思想的影响上,无疑没有什么别的杰作可以同《原理》相媲美。二百多年来,它一直是全部天文学和宇宙学思想的基础。详细地阐明这万有引力原理和这些运动定律如何应用于地球物质的最小微粒和最大天体、明显有规律的现象以及海水的潮汐运动和彗星的急疾行进等似乎没有规律的事件,委实是个了不起的成就。无怪乎牛顿力学的非凡成功甚至给诸如心理学、经济学和社会学等各个不同领域的工作者也留下了极其深刻的印象,以致于他们都试图在解决各种问题时以力学或准力学为楷模。”
——马克垚主编《世界文明史》
(1)根据材料,概括牛顿科学成就的价值。
(2)根据材料并结合所学知识,说明牛顿在自然科学发展史上的地位。
解析回答第(1)问时,对材料的内容进行分类梳理,从牛顿力学对思想解放、科学发展等角度概括牛顿科学成就的价值。回答第(2)问时,结合材料中的“科学史上最伟大的著作”以及牛顿对自然科学的贡献进行思考。
参考答案(1)促进了人们思想的解放;发现了宏观宇宙的运行规律,为自然科学的发展奠定了基础;促进了社会科学研究的深入发展。
(2)创立了完整的近代自然科学体系,是近代自然科学体系的奠基人。
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