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第四章 文化修养

第一节 科学常识

命题点1：我国古代科技史上的代表人物及其成就

(一)我国古代四大发明

1.造纸术

发明于西汉前期。东汉时期，蔡伦改进了造纸术，发明蔡侯纸。

2.印刷术

中国的印刷术经过雕版印刷和活字印刷两个阶段的发展。隋唐之际(7世纪左右)，出现雕版印刷术。868年印刷的《金刚经》是世界上现存最早的雕版应刷品。北宋时期(11世纪左右)，毕异发明活字印刷术——这是印刷业的一次革命，对中国、欧洲乃至世界文化发展有着深远影响，特别是传入欧洲后，有力推动了其文艺复兴和宗教改革的进行。欧洲人用活字排版印刷比毕异晚四个多世纪。

3.火药

发明于唐代中期，唐朝末年，火药开始用在军事战场上。火箭是最早利用火药的武器。

南宋时期发明了管形火器“突火枪”。火药和火药武器在13世纪传人阿拉伯，后来又由阿拉伯传入欧洲。

4.指南针

前身是发明于战国时期的“司南”。北宋时用于航海事业。13世纪传到欧洲。

(二)我国古代的天文历法

1.先秦时期

《尚书》记载了公元前2137年的一次日食，为人类最早的日食记录。

商代甲骨文已经记载了日食、月食，并且出现了原始历法——阴阳历。

春秋战国之际，二十八宿体系已经建立。

春秋战国时采用的是古四分历，取周年长度为365又1/4天，采用十九年七闰的方法。比西方早160年。

春秋时期，留下了世界上公认的首次哈雷彗星的确切记录。《春秋》记载，公元前613年，“有星孛入于北斗”，即指哈雷彗星，这一记录比欧洲早600多年。

战国时期，出现了世界上最早的天文学著作《甘石星经》，其中有丰富的天文记载，反映了那个时期人们对天文的认识。石申绘制了人类历史上第一张星象表。

战国时期，二十四节气已经逐步发展完备。

2。两汉时期

汉武帝时，天文学家制订出中国第一部较完整的历书《太初历》，开始以正月为岁首。

西汉《汉书·五行志》中关于太阳黑子的记录，被世界公认为是有关太阳黑子的最早记录。

东汉时，张衡从日、月、地球所处的不同位置，对月食作了最早的科学解释，并发明地动仪，可以遥测千里以外地震发生的方向，比欧洲早1700多年。

3.南北朝隋唐时期

南北朝时期的祖>中之编制《大明历》，取一周年长度为365.24231481天，和近代科学测定的数值相差仅50余秒。

隋唐天文学家僧一行制定的《大衍历》比较准确地反映了太阳运行的规律，系统周密，表明中国古代历法体系的成熟。僧一行还是世界上用科学方法实测地球子午线长度的创始人。他还发现了恒星位置移动现象，比英国人哈雷提出的恒星自行早了一千多年。

4.宋元时期

北宋科学家沈括的突出贡献在天文学方面，把四季二十四节气和十二个月完全统一起来的“十二气历”更加简便，有利于农事安排。

元朝杰出天文学家郭守敬，提出“历之本在于测验，而测验之器莫先仪表”的正确主张，创制了简仪和高表等近二十件天文观测仪器，主持了全国范围的天文测量。郭守敬编制的恒星多达2500颗。

1280年，郭守敬主持编定《授时历》，一年的周期与现行公历基本相同，但问世比现行公历早300年。

(三)我国古代的水利工程

1.四川都江堰

都江堰水利工程在四川都江堰市城西，是全世界迄今为止，年代最久、唯一留存、以无坝引水为特征的宏大水利工程。这项工程主要由鱼嘴分水堤、飞沙堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分构成，科学地解决了江水自动分流、自动排沙、控制进水流量等问题，消除了水患，使成都平原成为“水旱从人”的“天府之国”。

2.新疆坎儿井

坎儿井与万里长城、京杭大运河并称为中国古代三大工程。吐鲁番的坎儿井总数近千条，全长约5000km。坎儿井，早在《史记》中便有记载，时称“井渠”。吐鲁番现存的坎儿井，多为清代以来陆续修建，如今仍浇灌着大片绿洲良田。吐鲁番市郊五道林坎儿井、五星乡坎儿井，可供参观游览。

3.京杭大运河

京杭大运河是世界上最长的人工河流，也是最古老的运河之一。京杭大运河北起北京，南至杭州，经北京、天津两市及河北、山东、江苏、浙江四省，沟通海河、黄河、淮河、长江、钱塘江五大水系，全长1794km。京杭大运河作为南北的交通大动脉，历史上曾起过巨大作用。

4.兴安灵渠

灵渠位于桂林东北66km处的兴安县境内，是秦始皇为统一岭南，命史禄于公元前219年至公元前214年兴修，是世界上现存最完整的古代水利工程，与四川都江堰、郑国渠齐名，被誉为“秦代三个伟大水利工程”，是最古老的运河之一。兴安灵渠至今有2200多年的历史，其设计之精巧，令人赞叹。

(四)古代数学成就

中国是世界上最早采用十进制的国家，比埃及早1000多年。

殷商时已经有了四则运算，春秋战国时正整数乘法口诀“九九歌”已经形成。

勾股定理相传是在商代由商高发现，比毕达哥拉斯早500多年。

公元前1世纪的《周髀算经》和东汉时期的《九章算术》是最著名的中国古代数学著作。《九章算术》分九章介绍了许多算术命题及其解法，是当时世界上最先进的应用数学，它的出现标志着中国数学形成了完整的体系。

算盘是中国传统的计算工具，在长期使用算筹的基础上发明，是中国古代的一项重要发明，在阿拉伯数字出现前是世界广为使用的计算工具。关于算盘的来历，最早可以追溯到公元前600年，据说我国当时就有了“算板”。古人把10个算珠串成一组，一组组排列好，放入框内，然后迅速拨动算珠进行计算。

魏晋时期的数学家刘徽，运用极限理论，提出了计算圆周率的正确方法，求出π=3.1416.南北朝时期数学家祖冲之精确地算出圆周率是在3.1415926～3.1415927之间，比外国早近一千年。他还著有《缀术》。

(五)古代医学成就

1.战国

我国古代“脉学之宗”扁鹊，是当时最著名的医生，他发明了望、闻、问、切四步诊断法。

2.两汉时期

西晋时期王叔和编撰的《脉经》是我国医学史上现存第一部有关脉学的专书，是公元3世纪以前我国有关脉学知识的一次总结。

战国问世、西汉编订的《黄帝内经》，是我国现存较早的重要医学文献，奠定了祖国医学的理论基础。

张仲景的《伤寒杂病论》是后世中医的重要经典，其确立的辨证论治原则，是中医临床的基本原则，是中医的灵魂所在。张仲景被后世称为“医圣”。

东汉的《神农本草经》，是我国第一部完整的药物学著作。

东汉末年“神医”华佗，发明外科手术麻醉药“麻沸散”，比当时的西方医学界研究出来的麻醉药早1600多年。

3.唐朝

孙思邈著有《千金方》，它全面总结历代和当时的医学成果。

唐高宗年间，由政府组织编写的《唐本草》是世界上最早由国家发行的药典。

4.明朝

明朝时期的李时珍著有《本草纲目》，全面总结了16世纪以前的中国医药学，被誉为“东方医药巨典”。

中国传统医学四大经典著作：《黄帝内经》《难经》《伤寒杂病论》《神农本草经》。

(六)古代地理学成就

1.约在三国时期，出现了中国第一部专记水道的著作——《水经》。

2.北魏郦道元，把实地考察所得和前人著作中的大量有关记载汇集起来，完成了名著《水经注》。它记述的河流水道共计1252条，对每条河流的源流、脉络和所流经地区的地理情况及其历史事迹，都作了尽量详细的叙述，至今还有参考价值。

3.西晋时期裴秀撰写的《禹贡地域图》，提出绘制地图的原则。

4.明代徐霞客撰写的《徐霞客游记》，是世界上最早介绍喀斯特地貌的著作。

(七)古代建筑成就

1.隋唐时期

(1)隋唐时期是我国古代政治、经济、文化发展的巅峰时期，此时期的中国古代建筑也进入了成熟时期。

(2)隋朝最著名的桥梁工程是赵县安济桥，又名赵州桥。它是隋代著名工匠李春设计建造的。赵州桥是世界上保存完好的一座最古老的石拱桥。

(3)唐代最著名的中国式塔是大雁塔和小雁塔。

(4)隋朝著名建筑师宇文恺主持修建大兴城，唐在此基础上修成长安城。

2.北宋时期

(1)北宋初年，李诫编写的《营造法式》，是我国建筑史上的建筑著作，对当时的建筑界产生了重大影响。

(2)辽代河北蓟县独乐寺和山西应县木塔是我国著名的古代木结构建筑。

3.明清时期

明朝初年，明成祖令人在元大都的基础上营建北京城。北京城里外有三重，宫城外有皇城，皇城外有京城。宫城又称紫禁城。北京城的主体建筑都布置在中轴线上，中央官署集中在京城南部，钟楼、鼓楼位于城北。宫城的黄色琉璃瓦和红墙相配，充分体现出封建皇帝的威严。

(八)农业、手工业、科技史论著

贾思勰的《齐民要术》、沈括的《梦溪笔谈》、徐光启的《农政全书》、宋应星的《天工开物》都是著名的论著。

命题点2：新中国科技成就

新中国成立后，中国的科技蓬勃发展，在原子能技术、空间技术、生物技术、计算机技术，以及农业技术上取得了突破性发展，有的项目已经达到国际领先水平。

1960年，我国第一枚近程地对地导弹研制成功。

1964年1o月16日，中国第一颗原子弹试爆成功。

1965年，中国科学家人工合成胰岛素，这是世界上第一次人工合成的具有生物活力的结晶蛋白质。

1966年，中国的陈景润证明哥德巴赫猜想中的“1+2”。

1967年，我国第一颗氢弹爆炸成功。

1970年4月24日，我国的“长征”1号航天运载火箭顺利地将“东方红”1号人造卫星送入太空轨道。

1971年8月，中国自己制造的第一艘核潜艇下水。

1973年，被世界称为“杂交水稻之父”的袁隆平在世界上首次培育成功籼型杂交水稻。

1983年，中国第一台亿次电子计算机系统银河计算机研制成功。

1984年，大亚湾核电站开始动工兴建。1994年2月1日和5月1日，两台机组分别投入商业运行。这是我国引进技术、设备和资金建设的第一座大型商业用核电站。

1984年-1995年，我国科学家在云南澄江发现大批寒武纪动物群化石。

1988年，我国第一座高能加速器——北京正负电子对撞机建成。

20世纪80年代，我国陆续建设了三大高能物理研究装置——北京正负电子对撞机、兰州重力子加速器和合肥同步辐射装置。

1989年，中科院化学所研制丙纶级聚丙烯树脂。在化学纤维5个品种涤纶、锦纶、丙纶、腈纶和维纶中，丙纶是中国自行研究开发成功的。

1993年10月，“曙光一号”大型并行计算机研制成功，达到当时世界先进水平。

1997年，长江三峡实现大江截流。

1999年6月，我国首次赴北极考察。

从1999年起，我国“神舟”1号飞船经过了4次无人飞行的试验，并获得成功，揭开了我国航空航天史上的崭新的一页。

2000年11月29日，我国独立研制的第一台具有人类外观特征、可以模拟人行走与基本操作功能的类人型机器人，在国防科技大学首次亮相。类人型机器人的问世，标志着我国机器人技术已跻身国际先进行列。

2001年，人类基因组计划率先在中国取得突破，人类基因组“中国卷”率先绘制完成。

2003年10月15日，“神舟”5号飞船载着我国第一位宇航员杨利伟升上太空，“神舟”载人航天飞行第一次成功。这对我国载人航天具有划时代意义。

2005年10月12日，中国航天员费俊龙、聂海胜乘坐“神舟”6号载人飞船成功进入太空。

2005年，青藏铁路格尔木一拉萨段全线铺通，于2006年7月1日开通运营。青藏铁路工程技术人员和建设者按照建设世界一流高原铁路的目标，克服许多难以想象的困难，攻克“多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱”三大世界性难题，优质高效地完成了青藏铁路全线铺通任务。

2009年，中国第一个南极内陆科学考察站——昆仑站在南极大陆内陆正式建成。

2009年，中国科学家在辽宁发现世界上最早的带羽毛恐龙化石。该化石距今约1.6亿年。

2010年11月14日，全球超级计算机500强排行榜在美国公布，中国“天河一号”超级计算机以每秒2570万亿次的实测运算速度，成为世界上运算最快的超级计算机。这也是中国第一台千万亿次超级计算机。

命题点3：世界科技发展史的主要成就以及代表人物

世界近代自然科学的发展，大体经历过三个阶段：

(一)第一阶段：近代自然科学的兴起(15世纪)

15世纪中叶，以恢复古代文化为名义的“文艺复兴运动”首先从意大利开始兴起，很快扩展到整个欧洲，同时它也促进了近代自然科学的兴起，实现了科学史上的一次革命。

它冲破了神学与经院哲学的牢笼，推动了生产力的发展，为近代自然科学的发展提供了坚实的依据。

波兰科学家哥白尼发表《天体运行论》，开创性地提出了“日心说”，标志着近代天文学的兴起。

德国天文学家开普勒提出太阳系行星运动的轨迹是椭圆形的，发现了行星运动的三大定律，进一步证实了哥白尼学说的正确性。

意大利天文学家和物理学家伽利略利用自制天文望远镜观察天体，证明并进一步发展了哥白尼的学说，并且在物理学领域取得重大成就。

1705年，英国天文学家哈雷发表《彗星天文学论说》，其首先测定彗星轨道，并预言周期为76年，1759年得到证实，称为哈雷彗星。

17世纪，近代数学建立、牛顿力学体系创立、近代化学创立等，都体现了这个阶段的特点。

(二)第二阶段：近代自然科学的飞速发展(19世纪末)

19世纪前期电磁感应现象的发现，综合了电和磁的关系，并取得了电磁关系研究的飞跃。分子一原子结构学说的确立、化学元素周期规律的发现、达尔文生物进化论的提出、爱因斯坦相对论的创立等，都是各学科发展过程中的综合表现。

第二次工业革命开始于1870年前后，主要成就表现在三个方面：电力的广泛应用;内燃机和新交通工具的创制：新通信手段的发明。这些技术被迅速地应用于手工业，大力推动了经济的发展。

17～20世纪初重要的自然科技成就见表4-1。

(三)第三阶段：飞跃阶段(20世纪四五十年代)

新技术革命兴起，科技的各个领域都有突破性的进展，整体化、综合化的程度更高，出现了许多新的学科。主要原因是：科学理论出现大突破：社会发展的需要，特别是第二次世界大战期间和战后各国对高科技的迫切需求。这次科技革命以原子能技术、航天技术、电子计算机的应用为典型代表。

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