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2022年高考?xì)v史廣東卷"物理學(xué)"試題

精研考綱M納核心題海訓(xùn)練歸納總結(jié)體驗(yàn)實(shí)戰(zhàn)梳理復(fù)習(xí)

2022年高考?xì)v史廣東卷“物理學(xué)”試題分析

（2022年廣東卷?11）從充滿智慧的浮力小天平到比薩斜塔自由落

體實(shí)驗(yàn)的傳說，從擺的發(fā)現(xiàn)到用望遠(yuǎn)鏡驗(yàn)證哥白尼的日心說。這些充

滿傳奇色彩的故事描述的科學(xué)家是

A.達(dá)爾文

B.牛頓

C.愛迪生

D.伽利略

答案：D

試題立意：物理學(xué)的進(jìn)展正是不斷打破權(quán)威的過程。

試題分析：本題考查主干知識(shí)近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展；涉及到生物學(xué)、

物理學(xué)以及近代科技的發(fā)展。通過材料比薩斜塔自由落體實(shí)驗(yàn)與利用

望遠(yuǎn)鏡證明哥白尼的日心說，可以判斷描述的是意大利科學(xué)家伽利略,

選擇D項(xiàng)較為合適；材料中敘述的科學(xué)成就是物理學(xué)領(lǐng)域，而達(dá)爾

文屬于生物學(xué)領(lǐng)域，主要的成就是“生物進(jìn)化論”，可以排除A選

項(xiàng)；

牛頓的主要成就物體運(yùn)動(dòng)三大定律與萬有引力定律，是經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)

立者，與材料所敘述的成就不符，排除B選項(xiàng)；愛迪生主要體現(xiàn)在

科學(xué)技術(shù)方面，被譽(yù)為“世界發(fā)明大王”，他發(fā)明的留聲機(jī)、電影攝

影機(jī)和電燈對(duì)世界有極大影響，與材料所敘述的成就不符，排除C

選項(xiàng)。

◎史料素材閱讀：

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2022年高考?xì)v史廣東卷"物理學(xué)"試題

精研考綱M納核心題海訓(xùn)練歸納總結(jié)體驗(yàn)實(shí)戰(zhàn)梳理復(fù)習(xí)

史學(xué)材料研讀一：哥白尼

尼古拉?哥白尼(1473-1543),最初在他的祖國波蘭的克拉科

夫?qū)W習(xí)數(shù)學(xué)和天文學(xué)，然后又轉(zhuǎn)到意大利的博洛尼亞和帕多瓦的大學(xué)

中繼續(xù)學(xué)習(xí)。1543年5月，也就是他逝世前不久，哥白尼出版了他

的名著《天體運(yùn)行論》。哥白尼并非一個(gè)深諳觀測(cè)的天文學(xué)家，他主

要依賴前人的觀察數(shù)據(jù)。但哥白尼卻是一個(gè)杰出的數(shù)學(xué)家，他感覺到

托勒密的地心說過于復(fù)雜,并且其計(jì)算所得的數(shù)據(jù)無法與實(shí)際觀察到

的天體運(yùn)動(dòng)相吻合。哥白尼期望著他的日心說對(duì)此能給出一個(gè)更為精

確的天文學(xué)解釋。

哥白尼認(rèn)為，宇宙由八層天球組成，恒定不動(dòng)的太陽位于中心,

而其余的恒星則位于最外面的第八層天球上。這些行星皆圍繞太陽運(yùn)

行，其由里至外的順序分別是：水星、金星、地球、火星、木星和土

星。月亮則圍繞地球旋轉(zhuǎn)。此外，哥白尼認(rèn)為，人們覺得太陽和這些

恒星好像環(huán)繞著地球在運(yùn)動(dòng),這可以通過地球每天繞著地軸的自轉(zhuǎn)以

及每年繞著太陽的公轉(zhuǎn)來獲得解釋o

日心說在當(dāng)時(shí)幾乎沒有產(chǎn)生什么影響，大多數(shù)人并未打算接受哥

白尼的學(xué)說。但是對(duì)于托勒密體系的置疑卻日漸增多。進(jìn)一步摧毀地

心說、支持哥白尼體系的工作落在了德國科學(xué)家約翰開普勒的肩上。

一一摘編自【美】杰克遜-J.斯皮瓦格爾著董仲瑜施展韓炯

譯：《西方文明簡史(第四版)上》北京大學(xué)出版社，2010年1月

第1版，第十六章，第425-436頁

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2022年高考?xì)v史廣東卷"物理學(xué)"試題

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引證材料：《天體運(yùn)行論》

尼古拉，哥白尼堅(jiān)稱是太陽而非地球位于宇宙的中心，這在天文

學(xué)領(lǐng)域掀起了一場(chǎng)革命。由于預(yù)感到可能遭致的諸多反對(duì)與嘲諷，哥

白尼在是否印發(fā)他的日心說理論一事上一直猶豫不決。但他最終還是

下定了決心，并終于在臨終前看到了一份刊印的書稿。

尼古拉?哥白尼，《天體運(yùn)行論》

很久以來,我都在質(zhì)疑傳統(tǒng)觀點(diǎn)對(duì)宇宙天體運(yùn)動(dòng)之源的混亂的解

釋。哲學(xué)家們一直對(duì)世界上那些不甚重要的瑣事做極為細(xì)致的研究，

但是，對(duì)于這部宇宙機(jī)器的運(yùn)動(dòng)（這是那位最偉大又最精巧的工匠為

了我們而造的），他們卻沒有花更大一點(diǎn)的力氣來研究，這頗令我感

到氣惱。因此，我開始重新閱讀所有我能得到的哲學(xué)家的著作，以圖

了解是否有人曾對(duì)宇宙天體的運(yùn)動(dòng)做過不同于現(xiàn)在學(xué)校中的天文學(xué)

教師們所給出的解釋。首先，我從西塞羅的著作中了解到，西塞塔斯

曾認(rèn)為地球是運(yùn)動(dòng)的。隨后，我又在普魯塔克的著作中得知，還有其

他一些人也持有此種觀點(diǎn)。我要把他的話抄錄于此，以使每個(gè)人都能

讀到：“有些人認(rèn)為地球是靜止不動(dòng)的。但是畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的費(fèi)洛

勞斯認(rèn)為，地球與太陽或月亮一樣，是圍繞著一團(tuán)火在做圓周運(yùn)動(dòng)。

彭圖斯的赫拉克里特以及畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的埃克方圖斯則認(rèn)為，地球

不是在向前運(yùn)動(dòng)，而是圍繞著自己的圓心像一個(gè)輪子那樣在轉(zhuǎn)動(dòng)?！?/p>

因此，受了這些資料的啟發(fā)，我開始考慮地球的運(yùn)動(dòng)。盡管這一想法

看起來有些荒謬，但我知道在我之前的人們：為了解釋宇宙現(xiàn)象，是

有著設(shè)想各種天體運(yùn)行方式的自由的。因此，我想，我也可以被允許

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來假定地球是運(yùn)動(dòng)的，從而去尋找一些比前人們?yōu)槔斫馓焐系男求w運(yùn)

動(dòng)而做的解釋更為有效的解釋。

采用了地球運(yùn)動(dòng)這種假設(shè)之后，經(jīng)過長期而又艱苦的研究，我最

終發(fā)現(xiàn)，假如將其他行星的運(yùn)行分別加以計(jì)算，并將其運(yùn)動(dòng)與地球的

軌道運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系起來，那么就不僅諸種現(xiàn)象能夠被聯(lián)系起來，同樣,

諸行星與天體的秩序與尺度也能被聯(lián)系起來，宇宙本身也將被聯(lián)系為

個(gè)整體，以至于我們不能對(duì)這個(gè)體系做任何改動(dòng)而不破壞其余部分以

及宇宙整體的和諧。

因此，我可以毫無愧色地宣稱，這一以地球?yàn)橹行挠直辉虑蛩h(huán)

繞的小區(qū)域，與其他行星一道，圍繞著太陽，做一個(gè)大的每年一圈的

圓周運(yùn)動(dòng)。太陽附近是宇宙的中心。更進(jìn)一步，由于太陽是保持固定

不動(dòng)的，那些看起來是太陽的運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上是因地球的運(yùn)動(dòng)所致。

—摘編自【美】杰克遜?J.斯皮瓦格爾著董仲瑜施展韓炯

譯：《西方文明簡史(第四版)上》北京大學(xué)出版社，2010年1月

第1版，第十六章，第424頁

史學(xué)材料研讀二：伽利略

意大利人伽利略?伽利萊(GalileoGalilei,1564-?1642)則比開

普勒和吉爾伯特都要高明：他既重視吉氏的實(shí)驗(yàn)歸納之法，也重視開

氏的數(shù)學(xué)演繹之術(shù)，并善于將兩者緊密結(jié)合起來。正是這一長處，使

他成功地創(chuàng)立了現(xiàn)代物理學(xué)的研究方法，并以自己卓越的科學(xué)建樹,

在哥白尼、開普勒的發(fā)現(xiàn)和牛頓的科學(xué)革命之間架起了一座橋梁。

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伽利略的學(xué)術(shù)成就主要集中在天文學(xué)和物理學(xué)這兩個(gè)方面。在天

文學(xué)方面,他最為人稱道的貢獻(xiàn)就是在天文觀測(cè)中首次利用了望遠(yuǎn)鏡，

由此對(duì)僅根據(jù)數(shù)學(xué)的簡單性原則建立起來的哥白尼天文學(xué)做了實(shí)際

的檢驗(yàn)。1609年他聽說荷蘭人發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡，就立刻利用自己杰出

的光學(xué)知識(shí)，親自制作了一臺(tái)能把遠(yuǎn)處物體放大近千倍、把距離縮短

到30分之一的天文望遠(yuǎn)鏡，由此發(fā)現(xiàn)了大量以往不為人知的太空奧

秘。他首先發(fā)現(xiàn)了木星的4個(gè)衛(wèi)星，這不僅為哥白尼的日心說提供了

新的證據(jù)，同時(shí)又破除了關(guān)于行星軌道是不可穿透的水晶球體的傳統(tǒng)

觀點(diǎn)。接著他又把望遠(yuǎn)鏡指向了月球，發(fā)現(xiàn)月球的表面像地球表面一

樣坑坑洼洼，遠(yuǎn)不像以往哲學(xué)家們所斷定的那樣平滑無痕。然后他又

觀察了自古以來一直為人類迷惑不解的銀河,發(fā)現(xiàn)那不過是由大簇大

簇的星團(tuán)聯(lián)結(jié)而成的。隨著伽利略的這些發(fā)現(xiàn)，哥白尼學(xué)說終于開始

顯露其石破天驚的科學(xué)價(jià)值。

在物理學(xué)方面，伽利略成功地奠定了動(dòng)力學(xué)（即運(yùn)動(dòng)物體的科學(xué)）

的基礎(chǔ)一一這也是他最具獨(dú)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。這個(gè)工作是以數(shù)學(xué)演繹和實(shí)

驗(yàn)歸納的結(jié)合為途徑完成的。而這個(gè)工作的起點(diǎn)，就是關(guān)于“落體”

的研究。在他以前，就有荷蘭的史特芬等人通過落體試驗(yàn)，推翻了亞

里士多德的等級(jí)空間理論，昭示了宇宙間統(tǒng)一的物理學(xué)原理的存在。

伽利略本人似乎也在比薩斜塔上證明過輕重不同的物體同時(shí)墜落就

可以同時(shí)落地的道理。但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)并沒有說明物體墜落的定律，盡

管憑直觀都可以看出，物體墜落時(shí)速度會(huì)隨時(shí)間而變化，但始終得不

到確切的證據(jù)。哥白尼和開普勒的學(xué)說啟發(fā)了伽利略：既然宇宙間的

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物理學(xué)原理是統(tǒng)一的，既然地球與其他行星的運(yùn)動(dòng)可以用數(shù)學(xué)方式來

表達(dá),那么為什么不能用數(shù)學(xué)方式來表達(dá)地面上的物體運(yùn)動(dòng)呢？于是

他開始鉆研物體按什么樣的數(shù)學(xué)關(guān)系降落的問題。他發(fā)現(xiàn)，物體的運(yùn)

動(dòng)除了人們熟知的“勻速度”現(xiàn)象外，還有個(gè)“勻加速度”的現(xiàn)象，

就是在相等的時(shí)間內(nèi)速度的增加也相等。此外他又發(fā)現(xiàn)，慣性的原理

不僅適用于靜止的物體，而且也適用于運(yùn)動(dòng)的物體。慣性的概念原也

是伽利略首先提出的。盡管在他以前很久，人們就已知道一個(gè)靜止的

物體只有在受到某個(gè)力的作用時(shí)才能運(yùn)動(dòng)（此即慣性原理），但人們

怎么也沒有想到這個(gè)原理可以推廣到運(yùn)動(dòng)物體。通常總以為，除非有

某個(gè)力一直在使它保持運(yùn)動(dòng)，否則一個(gè)運(yùn)動(dòng)物體最后必然要停止運(yùn)動(dòng),

即使在沒有阻力的情況下也是如此。而現(xiàn)在伽利略則提出，一個(gè)物體

一旦運(yùn)動(dòng)起來，就會(huì)一直用同樣的速度沿同樣的方向不斷運(yùn)動(dòng)下去，

除非有某個(gè)力作用于它。他把物體運(yùn)動(dòng)的這一特性也列為慣性原理的

一部分。他還認(rèn)為，當(dāng)一個(gè)力作用于物體時(shí)，不管該物體是靜止的還

是在運(yùn)動(dòng)，其效應(yīng)完全一樣。有了這些概念，就有可能正確地描述一

個(gè)物體自由墜落時(shí)所發(fā)生的情形了。在這種情況下，有一個(gè)力（即重

力）一直作用于該物體，其效應(yīng)累積（因按照慣性定律，效應(yīng)每時(shí)每

刻都在產(chǎn)生）的結(jié)果，便是該落體的速度均勻增加。

一一摘編自馬克直主編：《世界文明史（上）》，北京大學(xué)出版

社，2004年9月第1版，第二編第十二章，第510-511頁

引證材料：科學(xué)的發(fā)現(xiàn)與技術(shù)的進(jìn)步

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自16世紀(jì)始，一大批科學(xué)家積極從事各門科學(xué)的研究與探索，

在天文學(xué)。物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域都有了突破性進(jìn)

展，取得了巨大的成果，數(shù)代人的努力終于使西歐各國出現(xiàn)了綿延兩

個(gè)多世紀(jì)的科學(xué)革命，近代歷史上的第一次科學(xué)大發(fā)現(xiàn)。這是科學(xué)巨

匠輩出的時(shí)代，天文學(xué)家哥白尼、伽利略、醫(yī)學(xué)家哈維、物理學(xué)家牛

頓、化學(xué)家拉瓦錫、生物學(xué)家林耐等等猶如群星璀璨，沖破黑暗，給

科學(xué)帶來了光明。

自古代希臘開始，在歐洲一直占據(jù)統(tǒng)治地位的是“托勒密體系”

的宇宙觀。認(rèn)為宇宙是一組同心圓球體，地球?yàn)槠渲行?，太陽圍繞地

球轉(zhuǎn)動(dòng)，這一“地心說”從未受到過任何人的懷疑與動(dòng)搖。16世紀(jì)，

通過長時(shí)間科學(xué)研究，哥白尼發(fā)現(xiàn)證明“地心說”不是科學(xué)的真理。

他得出：太陽是眾恒星的中心，地球只是眾多行星之一，并且環(huán)繞太

陽運(yùn)轉(zhuǎn)，它既環(huán)繞太陽公轉(zhuǎn)，又反繞地軸自轉(zhuǎn)。這些新的發(fā)現(xiàn)促使他

寫出了《天體運(yùn)行論》，但在當(dāng)時(shí)的情況下，他不敢發(fā)表這部著作，

只是不斷地進(jìn)行修改。直到晚年，哥白尼才在朋友們的勸說下把這部

手稿送交出版。1543年5月24日，這部著作出版，據(jù)說哥白尼拿到

出版的第一本書后幾小時(shí)便去世了。在《天體運(yùn)行論》的扉頁上，哥

白尼寫道：”天文學(xué)公理：天體的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，或者，是由

勻速圓周運(yùn)動(dòng)部分合成的運(yùn)動(dòng)?！痹谶@本書中，他對(duì)這個(gè)新的世界體

系作了極為簡明易懂的說明。

哥白尼的新發(fā)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)的托勒密體系是一全然否定,繼哥白尼之

后，丹麥科學(xué)家第谷?布拉赫繼續(xù)使用新方法從事新的科學(xué)探索，它

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2022年高考?xì)v史廣東卷"物理學(xué)"試題

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包括：使用不同的儀器來觀察天體，使用新的大氣折射表，新的觀測(cè)

體系，以及夜復(fù)一夜地在某個(gè)行星可見的全部時(shí)間內(nèi)對(duì)它進(jìn)行連續(xù)的

觀測(cè)。憑借這些儀器和他敏銳的觀察力，他得出，水星、金星等行星

圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，而太陽和月球繞地球旋轉(zhuǎn)，各個(gè)星球都有各自的旋轉(zhuǎn)

周期，并且在繞地球的周日旋轉(zhuǎn)中共占恒星天球，而地球是宇宙的固

定不動(dòng)的中心。在這些結(jié)論中，盡管他仍堅(jiān)持舊有的地心說，但他對(duì)

行星的運(yùn)動(dòng)卻進(jìn)行了富有創(chuàng)見的觀測(cè)和探索。由于過早去世，他未能

把自己的一系列觀測(cè)結(jié)果完全進(jìn)行理論總結(jié),不過他臨終時(shí)在病榻上

將這項(xiàng)工作托付給了他的助手開普勒。開普勒1571年出生于斯圖亞

特，因醉心于天文學(xué)研究而成為第谷的助手。第谷去世后，他接替第

谷的職位繼續(xù)探索。1608年發(fā)表《以對(duì)火星運(yùn)動(dòng)的評(píng)論表達(dá)的新天

文學(xué)或天體物理學(xué)》，1619年出版《宇宙和諧論》，1618-1621年出

版《哥白尼天文學(xué)概要》。在這些著作中他闡述了新發(fā)現(xiàn)，提出了行

星運(yùn)動(dòng)的三條定律，后人簡稱為開普勒定律或開普勒體系。他的這些

成就為后來的天文學(xué)及牛頓的科學(xué)發(fā)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

1610年，意大利科學(xué)家伽利略借助于自己制作的天文望遠(yuǎn)鏡公

開他的新發(fā)現(xiàn)，這是人類首次通過天文望遠(yuǎn)鏡來觀察宇宙太空，具有

重要的意義。通過實(shí)際的觀察,伽利略發(fā)現(xiàn),月球表面也像地球一樣，

峭壁林立，起伏不平，而且月亮本身并不是一個(gè)發(fā)光體，只是反射太

陽光而已。他還觀測(cè)到太陽上存在著黑子，并非像以往認(rèn)為那樣純凈

完美，是不同于地球的“理想天球”。對(duì)于星體，伽利略觀察到眾行

星都有一定的寬度，但恒星仍舊只是光點(diǎn)，遠(yuǎn)得難以測(cè)量。木星有好

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幾個(gè)衛(wèi)星，它們像月亮環(huán)繞地球運(yùn)行那樣繞著木星轉(zhuǎn),是木星的月亮。

這樣伽利略認(rèn)為：從前的有關(guān)這方面爭議不休的問題可以迎刃而解，

因?yàn)殂y河系只不過是一團(tuán)成串地聚集在一起的數(shù)不清的星體。如果有

誰把望遠(yuǎn)鏡直接對(duì)準(zhǔn)銀河系的任何部分，眼前就會(huì)出現(xiàn)一大群星體；

其中許多星體還算大，而且極其明亮，但是，小星體的數(shù)目完全無法

確定。這些發(fā)現(xiàn)使他確信哥白尼學(xué)說的正確性，并表明宇宙天體是由

各種星體組成的，它可能與地球一樣，是一團(tuán)團(tuán)在空間轉(zhuǎn)動(dòng)的物質(zhì)。

除天文學(xué)外，伽利略還在物體運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)上論證了自由落體運(yùn)動(dòng)，進(jìn)

行了著名的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)。1632年，伽利略發(fā)表了他的《關(guān)于托勒

密與哥白尼兩大世界體系的對(duì)話》，系統(tǒng)地總結(jié)了他的天文學(xué)發(fā)現(xiàn)和

理論，這部著作成為近代天文學(xué)經(jīng)典著作之一。他還使用望遠(yuǎn)鏡，使

天文學(xué)的觀察基礎(chǔ)發(fā)生了革命。他的一系列發(fā)現(xiàn)具有十分深遠(yuǎn)的意義,

不僅成為現(xiàn)代科學(xué)的奠基,也是對(duì)經(jīng)院哲學(xué)和宗教神學(xué)的一次徹底性

打擊。人們把他的發(fā)現(xiàn)比作為哥倫布發(fā)現(xiàn)新大陸：“屈服吧，韋斯魯

奇，讓哥倫布也屈服吧。誠然，他們各自都掌握了通向未知大海的航

路……但是，只有你，伽利略，給了人類以一連串的星體，天上的新

的星座。”

1642年，這是一個(gè)值得記住的年代。這一年伽利略去世，英國

科學(xué)家牛頓誕生。如果說伽利略的科學(xué)發(fā)現(xiàn)改變了人們的思考方式和

方法，引導(dǎo)人們進(jìn)入近代科學(xué)，那么牛頓則對(duì)前人的科學(xué)發(fā)現(xiàn)進(jìn)行了

全面的綜合，完成了一個(gè)人類前所未有的知識(shí)體系，在天文學(xué)、力學(xué)、

光學(xué)、數(shù)學(xué)等很多領(lǐng)域作出了極大的貢獻(xiàn)。在數(shù)學(xué)上，牛頓創(chuàng)立了微

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2022年高考?xì)v史廣東卷"物理學(xué)"試題

精研考綱歸納核心題海訓(xùn)練歸納總結(jié)體驗(yàn)實(shí)戰(zhàn)梳理復(fù)習(xí)

積分子，制定了二項(xiàng)式定理，發(fā)展了方程式的大部分理論，引進(jìn)了字

母標(biāo)志；在物理學(xué)方面，他推導(dǎo)出可借以預(yù)測(cè)月亮在諸星體中的未來

方位的數(shù)表；在光學(xué)領(lǐng)域，他對(duì)光束，光的折射及色彩現(xiàn)象等方面作

出了新的研究發(fā)現(xiàn),在力學(xué)上貢獻(xiàn)最大的則是他構(gòu)建起了一個(gè)物質(zhì)世

界的普遍的力學(xué)體系，把科學(xué)革命推向了新的高峰。

伽利略在科學(xué)研究中發(fā)現(xiàn)，一個(gè)物體總是在作勻速直線運(yùn)動(dòng)，除

非有外力的推動(dòng)使其改變運(yùn)動(dòng)方向，這就意味著：為什么行星不是沿

著直線飛出到外部空間,而是趨向太陽，結(jié)果形成橢圓形的運(yùn)行軌道,

以及月亮為什么趨向地球。這些問題伽利略未能給子解答，對(duì)這一問

題的解答重任歷史性地留給了牛頓。牛頓在研究中不斷地追問“這是

一種什么力量所帶來的結(jié)果”，這一問題始終縈繞在他心頭，令他苦

苦思索。據(jù)傳說，這位偉大的科學(xué)家是在蘋果園里從蘋果落地而受到

了啟發(fā)，找到了這種力量

牛頓把這一力量稱之為“引力”，它可以簡潔地表示為：一切物

質(zhì)都在運(yùn)動(dòng)，任何兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)之間似乎都存在著一種相互吸引的力，其

大小和它的質(zhì)量的乘積成正比，和它們之間的距離的平方成反比，無

論是在地球上或是在太陽系內(nèi)，一切能夠計(jì)時(shí)與測(cè)定的運(yùn)動(dòng)都存在這

種引力，因此這種引力被稱為萬有引力。至于萬有到何等程度，牛頓

沒有作出界定。1687年，牛頓出版了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，詳

細(xì)地論證和闡釋了這一原理。盡管與牛頓同時(shí)代的一些人對(duì)此很難接

受，也極為困惑，但在科學(xué)史上來說，萬有引力的發(fā)現(xiàn)是一革命性的

創(chuàng)見，它揭示了整個(gè)宇宙運(yùn)動(dòng)的內(nèi)在規(guī)律。同時(shí)，這條定律既可適用

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于蒼茫的宇宙，可運(yùn)用于最微小的物體，整個(gè)宇宙和自然界都可運(yùn)用

此法則來進(jìn)行解釋。牛頓在力學(xué)體系下，創(chuàng)立了經(jīng)典物理學(xué)，并一直

長久統(tǒng)治著整個(gè)科學(xué)界，直到20世紀(jì)初期，愛因斯坦的相對(duì)論的出

現(xiàn)才發(fā)展和修正了牛頓的這一經(jīng)典定律。同時(shí)，牛頓的物理學(xué)分析方

法和結(jié)論不僅被應(yīng)用于物質(zhì)世界,而且也強(qiáng)烈影響到了社會(huì)思想文化

領(lǐng)域，“牛頓推翻或改變了所有思想”，他的哲學(xué)導(dǎo)致了一場(chǎng)革命。

艾賽亞?柏林曾說：“牛頓思想的沖擊是巨大的；無論對(duì)它們的理解

正確與否，啟蒙運(yùn)動(dòng)的整個(gè)綱領(lǐng)，尤其是在法國，是有意識(shí)地以牛頓

的原理和方法為基礎(chǔ)的，同時(shí)，它從他那驚人的成果中獲得了信心并

由此產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。而這，在一定時(shí)期中，使現(xiàn)代西方文化的一

些中心概念和發(fā)展方向發(fā)生了確實(shí)是極富創(chuàng)造性的轉(zhuǎn)變，道德的、政

治的、技術(shù)的、歷史的、社會(huì)的等等思想領(lǐng)域和生活領(lǐng)域，沒有哪個(gè)

能避免這場(chǎng)文化變革的影響”。牛頓這位科學(xué)的巨匠，他的科學(xué)理論

對(duì)世界的貢獻(xiàn)和影響無法估量，詩人蒲柏這樣贊美牛頓：自然和自然

規(guī)律隱藏在黑暗之中，上帝說：讓牛頓出生吧！于是一切顯現(xiàn)光明。

而牛頓自己卻說：如果我比別人看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诹司奕说?/p>

肩上。

——摘編自王斯德主編：《世界通史第二編：工業(yè)文明的興盛一一

16-19世紀(jì)的世界史》，華東師范大學(xué)出版社，2001年8月第1版,

第一章，第5-8頁

史學(xué)材料研讀三：牛頓

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艾薩克?牛頓(1642-1727)生于英格蘭村莊伍爾索普，在其進(jìn)入

劍橋大學(xué)之前，一直未展示出任何天分。1669年，牛頓得到了劍橋

大學(xué)的數(shù)學(xué)教席。1684到1686年，牛頓經(jīng)歷了一段創(chuàng)作高產(chǎn)期，完

成了他的主要著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，我們現(xiàn)在多簡稱之為《原

理》，這是依據(jù)該書拉丁文譯名的第一個(gè)詞而來。在書中，牛頓展開

了對(duì)萬有引力定律的數(shù)學(xué)證明。牛頓的工作是哥白尼、開普勒和伽利

略的理論發(fā)展的頂峰。這三位每人都對(duì)摧毀托勒密-亞里士多德宇宙

體系做了一些工作，但直到牛頓才真正地將前人的工作融為一體，建

立起一個(gè)全新的、連貫的、系統(tǒng)的天文學(xué)體系。

在《原理》的第一部分中，牛頓通過三大運(yùn)動(dòng)定律界定了機(jī)械力

學(xué)的一些基本概念：除非受到外力的影響而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，每一個(gè)物體都

將保持靜止或是沿直線作勻速運(yùn)動(dòng);物體運(yùn)動(dòng)改變的速率與其所受的

外力的大小之間成比例關(guān)系；每產(chǎn)生一個(gè)作用力，必然產(chǎn)生一個(gè)大小

相同、方向相反的反作用力。在該書的第三部分中，牛頓應(yīng)用其機(jī)械

力學(xué)的原理來解決天文學(xué)問題，證明了這三大運(yùn)動(dòng)定律不僅支配著地

面上的運(yùn)動(dòng)，而且也支配著天體的運(yùn)動(dòng)。最后，牛頓的所有理論都整

合在其萬有引力定律中，揭示了行星為何沒有沿著直線方向飛出去,

而是持續(xù)地以橢圓軌道繞日運(yùn)行。牛頓用數(shù)學(xué)語言解釋了他的萬有引

力定律，宇宙中的所有物體彼此之間都有著一種作用力(引力)，引

力的大小與兩個(gè)物體質(zhì)量的乘積成正比,而與它們之間距離的平方成

反比。

盡管牛頓的理論在一個(gè)世紀(jì)之后才被廣泛接受,但其萬有引力定

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律的影響卻是極其深遠(yuǎn)的。牛頓表明，一條可通過數(shù)學(xué)證明的普遍定

律可以解釋宇宙中的所有運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，牛頓式的綜合創(chuàng)立了一種新的

宇宙學(xué)，其中的世界幾乎完全是通過機(jī)械力學(xué)得以表達(dá)的。宇宙是一

個(gè)處于絕對(duì)的時(shí)間、空間、運(yùn)動(dòng)之中的，受自然規(guī)律支配的巨大、精

準(zhǔn)而又普遍一律的機(jī)器。盡管牛頓堅(jiān)信上帝“無處不在”，并依照他

所發(fā)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)定律來推動(dòng)宇宙中的所有物體,牛頓之后的幾代人還是

很快就放棄了他的這一精神性的假定。牛頓的這一絕對(duì)時(shí)間、空間、

運(yùn)動(dòng)之中的宇宙機(jī)器觀念統(tǒng)治了現(xiàn)代世界觀，直到20世紀(jì)愛因斯坦

奠基于相對(duì)論之上的科學(xué)革命超越了牛頓的機(jī)械力學(xué)觀念。

牛頓的理論在英格蘭被迅速接受，但在歐洲大陸卻遇到了阻力,

18世紀(jì)過了一多半，牛頓的理論才在歐洲各處被普遍接受。同時(shí)，

在其他領(lǐng)域，尤其是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的進(jìn)步，進(jìn)一步加強(qiáng)了牛頓理論的聲

勢(shì)。

一一摘編自【美】杰克遜?J.斯皮瓦格爾著董仲瑜施展韓炯

譯：《西方文明簡史(第四版)上》北京大學(xué)出版社，2010年1月

第1版，第十六章，第429-430頁

史學(xué)材料研讀四：查爾斯?達(dá)爾文以及生物進(jìn)化論

1859年，查爾斯?達(dá)爾文(1809-1882)發(fā)表了他的著作《物種起

源》。該書的基本觀點(diǎn)是所有的植物和動(dòng)物都是在一個(gè)很長的時(shí)期中

從更早期的和更簡單的生命形式進(jìn)化而來的，這條原理就是我們通常

所說的生物進(jìn)化論。達(dá)爾文在解釋這種自然過程是如何實(shí)現(xiàn)的方面是

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非常重要的。他認(rèn)為，在每一個(gè)物種中，“出生的個(gè)體的數(shù)量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)

多于可能存活下來的個(gè)體數(shù)量”。這就導(dǎo)致了“生存競爭”：“既然

出生的個(gè)體數(shù)量遠(yuǎn)多于可能存活下來的個(gè)體數(shù)量，那么在任何場(chǎng)合下

都一定會(huì)存在一種生存競爭，無論是在同一種內(nèi)的個(gè)體與個(gè)體之間，

還是在不同種類的個(gè)體與個(gè)體之間，抑或是與生存環(huán)境之間的競爭」

那些生存競爭中的勝者就對(duì)環(huán)境適應(yīng)得更好，這在物種的“變異”中

表現(xiàn)得很明顯。遺傳過程中所發(fā)生的變異使某些生物體相較于其他生

物體對(duì)環(huán)境適應(yīng)得更為成功，這就是達(dá)爾文稱之為自然選擇的過程：

“由于這一（生存）競爭，無論是多么小的變異……就某個(gè)物種中的

個(gè)體在其與其他物種和它們所處的物理環(huán)境的無限復(fù)雜的關(guān)系中而

言；只要變異對(duì)該個(gè)體在一定程度上有益，那么它就會(huì)傾向于在這種

個(gè)體中保留下去，并通常會(huì)遺傳給其后代。”那些在自然選擇中幸存

下來的生物將會(huì)繼續(xù)生存（適者生存）。不能適應(yīng)的生物將無法繼續(xù)

生存，因而滅絕。依照達(dá)爾文的觀點(diǎn)，那些生存下來的適者反過來將

會(huì)遺傳并傳播其適應(yīng)于環(huán)境的變異，直到產(chǎn)生一個(gè)新的物種。

在《物種起源》一書中，達(dá)爾文只討論了植物和動(dòng)物的物種。他

最初并未考慮人類的問題，只是到后來才將其自然選擇的理論應(yīng)用于

人類。在發(fā)表于1871年的《人類的由來及性選擇》一書中，達(dá)爾文

提出了人類的動(dòng)物起源：“人與其他的哺乳動(dòng)物一樣，是一個(gè)共同祖

先的后代。”人類并不能自外于統(tǒng)治著其他物種的法則。

達(dá)爾文的觀點(diǎn)在起初極富爭議性。一些人認(rèn)為達(dá)爾文的理論使人

類變成一種自然的普通產(chǎn)物，而不再是一種獨(dú)特的存在，他們?yōu)榇硕?/p>

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煩惱。另一些人則困擾于生命的生存競爭、“自然的血淋淋的牙齒和

爪子”的暗示。在達(dá)爾文的世界中是否還有道德價(jià)值的空間？在那些

相信世界的理性秩序的人看來,達(dá)爾文的理論抹除了宇宙中的目的和

設(shè)計(jì)。然而，達(dá)爾文的理論逐漸地還是被科學(xué)家和其他知識(shí)分子所接

受了。在接受達(dá)爾文理論的過程中，一些人甚至要試著將其應(yīng)用于社

會(huì)之中，這是科學(xué)的聲望日益增長的另一個(gè)例子。

一一摘編自【美】杰克遜?J.斯皮瓦格爾著董仲瑜施展韓炯

譯：《西方文明簡史（第四版）下》北京大學(xué)出版社，2010年1月

第1版，第二十二章，第605-606頁

史學(xué)材料研讀五：愛迪生

電向人類最早的饋贈(zèng)是光明。1809年，英國化學(xué)家戴維曾以兩

千多組伏打電池為電源，發(fā)明了在兩根碳棒之間進(jìn)行強(qiáng)電流放電的弧

光燈，這是人類最早利用電照明的成功嘗試。但戴維的弧光燈，成本

太高，光線太強(qiáng)，只能用于燈塔或公共場(chǎng)合的照明，不可能大規(guī)模推

向民用。電燈的發(fā)明關(guān)鍵是找到合用的燈絲，它首先得在通電狀態(tài)下

發(fā)光，其次要經(jīng)久耐用。

電燈明人首推美國大發(fā)明家愛迪生（1847-1931年），他是一位

傳奇般的人物，美利堅(jiān)民族崇尚的那種傳奇般的人物——沒有受過良

好的學(xué)校教育，但憑個(gè)人奮斗和非凡才智獲得巨大成功。像許多天才

人物一樣，少年時(shí)代的愛迪生喜歡苦思冥想，愛提古怪的問題，在學(xué)

校得不到老師的贊賞。據(jù)說在五歲那年，父親看到他一聲不吭地蹲在

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雞窩里，原來他是在模仿母雞孵小雞。上小學(xué)時(shí)，老師因?yàn)榭偙凰?/p>

怪的問題問得張口結(jié)舌，當(dāng)他母親的面說他是個(gè)傻瓜，將來不會(huì)有什

么出息。母親一氣之下讓他退學(xué)，由她親自教育。這時(shí)候，愛迪生的

天資得到了充分的展露，在母親指導(dǎo)下，他閱讀了大量的書籍，并在

家中自己建了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)室。

愛迪生家境并不富裕，為了能支撐一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的必要開支，愛迪

生只好自己出去掙錢。一開始，他去火車上當(dāng)報(bào)童。在這里，他也不

忘干點(diǎn)什么有益的事情。先是自己辦了一份報(bào)紙，自己印刷、自己發(fā)

行，后來他又用積攢的錢在火車的行李車廂建立了一個(gè)的實(shí)驗(yàn)室，繼

續(xù)從事其化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。不幸的是，有一次化學(xué)品著了火，差一點(diǎn)把

這節(jié)車廂都燒了，暴怒的行李員把愛迪生的實(shí)驗(yàn)設(shè)備都扔下了車，還

打了他幾個(gè)耳光。據(jù)說就是這幾個(gè)耳光使愛迪生終生致聾。

1862年，15歲的愛迪生做了一件見義勇為的大事，他在火車即

將來臨之時(shí)，從鐵軌上救下了一個(gè)小孩。后來知道，這個(gè)小孩是車站

站長的兒子。站長為此感激不盡，但無以回報(bào)，決定教他學(xué)習(xí)收發(fā)電

報(bào)技術(shù)。愛迪生學(xué)得很快，不久成了最熟練的報(bào)務(wù)員。

19世紀(jì)60年代，電氣開發(fā)熱正席卷美國，就在愛迪生終于有錢

買到一部法拉第的電學(xué)著作之后,他也很快被卷入了這股開發(fā)的熱流

之中。1869年，愛迪生去紐約一家經(jīng)紀(jì)人處找工作，正逢電報(bào)機(jī)壞

了，誰都沒有辦法，愛迪生自告奮勇很快將它修好了，于是他得到了

一份滿意的工作。幾個(gè)月后，他為華爾街的老板們?cè)O(shè)計(jì)了一臺(tái)股票行

情自動(dòng)收?qǐng)?bào)機(jī)。他本來想向感興趣者索要五千美元，結(jié)果一家大公司

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的經(jīng)理給了他四萬美元。這項(xiàng)發(fā)明的成功促使愛迪生決意當(dāng)一名職業(yè)

發(fā)明家。次年，他辭去了原來的工作，自己開了一家咨詢公司，專門

從事發(fā)明和技術(shù)開發(fā)工作。他改進(jìn)了電報(bào)機(jī)，發(fā)明了臘紙和油印機(jī)，

將公司辦得有聲有色。

1876年，他做出了一個(gè)使他聲名鵲起的偉大發(fā)明：留聲機(jī)。他

將一張錫紙包在圓筒上，再讓一根小針浮在滾筒的表面，將話筒后面

的聲波振動(dòng)裝置與小針固定相聯(lián)，當(dāng)人說話時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)圓簡，聲波的振動(dòng)

通過小針在錫紙滾簡上劃出一條刻痕，這條刻痕就將人聲記錄了下來。

下一次當(dāng)小針沿著它移動(dòng)時(shí)，就將原先的人聲再現(xiàn)出來。留聲機(jī)被稱

為“會(huì)說話的機(jī)器"，在當(dāng)時(shí)非常轟動(dòng)，人們均驚嘆人類居然能夠創(chuàng)造

這樣神妙的東西來。當(dāng)時(shí)愛迪生才29歲。

1878年，愛迪生將興趣轉(zhuǎn)到電燈的研制上來。這時(shí)候的愛迪生

已經(jīng)是家喻戶曉的大發(fā)明家，他只是在報(bào)上預(yù)告將發(fā)明一種家用電燈,

煤氣公司的股票就猛然下跌，因?yàn)槿绻娴某霈F(xiàn)了日用電燈，將意味

著當(dāng)時(shí)普遍使用的煤氣燈要被淘法。股票下跌確實(shí)反映當(dāng)時(shí)的民眾對(duì)

愛迪生非常信任。

研制電燈的關(guān)鍵是找燈絲材料。已經(jīng)有不少人在這方面攻關(guān)，著

名的有英國電機(jī)工程師斯旺，他從40年代末就開始研制，花了近30

年的努力，最后在1878年終于發(fā)現(xiàn)碳絲很適合做燈絲材料。愛迪生

先是獨(dú)立地工作，但每每失敗，許多可發(fā)光材料或者一亮即滅，或者

壽命不長。當(dāng)時(shí)人們已經(jīng)知道，在真空中燈絲可以保持更長的壽命，

但能長到投入日常使用的材料還是沒有找到。據(jù)說愛迪生試驗(yàn)了

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1600多種耐熱材料和6000種植物纖維，但還是沒有成功。1879年

10月，愛迪生在一本雜志上看到斯旺用碳絲制成了白熾燈的報(bào)道，

深受啟發(fā)。10月21日，他用棉線燒成碳絲，再將碳絲裝進(jìn)燈炮，小

心地抽成真空，當(dāng)電燈通上電流時(shí)，燈絲發(fā)出明亮的光輝，而且持續(xù)

了45個(gè)小時(shí)，這只燈終于成功了。

愛迪生并未滿足，因?yàn)檫@只燈的壽命還太短。經(jīng)過一次又一次的

反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于發(fā)現(xiàn)，竹子纖維在碳化后可以做燈絲，其壽命長達(dá)

1200小時(shí)。愛迪生馬上派人到世界各地選擇最好的竹子，最后選定

了日本生產(chǎn)的一種竹子。愛迪生馬上大批量生產(chǎn)這種燈泡，并且為此

專門開直流電站、架設(shè)電網(wǎng)。到1882年，愛迪生已經(jīng)在紐約建成了

一個(gè)當(dāng)時(shí)世界上最大規(guī)模的電力系統(tǒng)。他的直流發(fā)電機(jī)功率達(dá)到600

多千瓦