2025年大学《科学史》专业题库- 科学史中的伟大学者传记

2025年大学《科学史》专业题库——科学史中的伟大学者传记考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、简述伽利略·伽利雷的主要科学贡献及其在科学革命中的历史地位。二、阅读以下传记片段：“[某科学家]在19世纪中叶，当化学界仍在为燃素说和原子论的争论所困扰时，开始系统地研究各种气体的性质。他通过精确的实验，确定了多种气体的组成，并提出了一个简洁而有力的理论来解释这些发现。这个理论不仅统一了已知气体，还预测了当时尚未发现的新元素。为了纪念这一理论的和谐与周期性，他将其命名为‘周期律’，并绘制了第一个元素周期表……”根据以上片段，请回答：1.指出这位科学家的姓名，并概述他提出的主要理论或发现。2.分析他进行这项研究的历史背景和科学意义。3.简述他的发现或理论对后世化学发展产生了哪些具体影响。三、达尔文的《物种起源》一书对当时的神创论和物种不变论构成了巨大挑战。请从科学思想、观察方法、理论构建以及社会文化影响等角度，分析《物种起源》发表的历史意义。四、爱因斯坦的相对论（特别是狭义相对论）彻底改变了人们对时间、空间、质量和能量的认识。请阐述狭义相对论的两个基本假设是什么？并选择其中一个假设，说明它如何导致了哪些重要的推论或科学成果。五、比较牛顿和爱因斯坦在物理学思想上的主要异同。请分别说明牛顿力学体系和爱因斯坦相对论体系各自的核心观点及其历史局限性。六、试述门捷列夫发现元素周期律的过程，分析其发现过程中观察、实验、归纳和假设等科学方法的应用。门捷列夫的元素周期表对化学研究产生了怎样的革命性影响？试卷答案一、答案：伽利略·伽利雷的主要科学贡献包括：在力学领域，通过实验研究了物体的惯性、自由落体运动和抛体运动，奠定了经典力学的基础，提出了著名的落体定律和抛物线运动规律；在天文学领域，通过自制望远镜观测，发现了木星的四颗卫星、土星环、金星的相位变化和月球表面的环形山，有力地支持了哥白尼的日心说；在科学方法论上，他强调观察和实验是检验科学理论可靠性的唯一标准，倡导数学在物理学研究中的应用，其科学思想和研究方法对后来的科学革命产生了深远影响。他在科学革命中的历史地位在于，他是将哥白尼的日心说从假设推向被普遍接受的科学理论的关键人物之一，是近代实验科学的奠基人之一，其工作为牛顿的综合奠定了基础。解析思路：本题要求概述伽利略的贡献和地位。解析思路是：首先明确伽利略是科学革命时期的代表人物，其贡献主要在力学和天文学两个领域。力学方面，要答出惯性和自由落体定律等核心内容，并提及其方法（实验、数学）；天文学方面，要答出支持日心说的关键观测发现。最后，总结其在科学革命中的核心作用（支持日心说、奠基实验科学），从而阐述其历史地位。二、答案：1.这位科学家是门捷列夫。他提出的主要理论是元素周期律，并用它绘制了第一个元素周期表。2.历史背景：19世纪中叶，化学界对元素本质和元素之间的关系认识混乱，燃素说和原子论争论不休，新元素不断被发现，但缺乏系统整理。门捷列夫的研究正是在解决这种混乱局面、寻求元素之间内在联系的需求下进行的。其科学意义在于，它揭示了元素性质随原子量呈周期性变化的规律，为化学提供了一个统一的、预测性的框架，使化学研究从混乱走向系统化。3.具体影响包括：为化学元素提供了科学的分类系统，极大地简化了元素知识的学习和记忆；预言了当时尚未发现的元素（如镓、钪、锗）的存在及其性质，后来被实验证实，证明了周期律的可靠性；为化学元素的研究指明了方向，促进了无机化学的发展；其思想方法也为其他学科提供了分类和寻找规律的范例。解析思路：本题基于传记片段考查对特定科学家的认识。解析思路是：首先通过片段中的关键词（“气体性质”、“周期律”、“元素周期表”、“19世纪中叶”）识别出科学家是门捷列夫及其主要贡献（周期律和周期表）。其次，分析其研究背景（化学界混乱，新元素发现，寻求系统认识）。再次，阐述其科学意义（揭示周期性规律，提供统一框架，促进系统化）。最后，列举其具体影响（提供分类系统，预言新元素，指导研究方向，提供方法范例）。三、答案：《物种起源》发表的历史意义在于：科学思想上，它以丰富的证据和逻辑严密的论证，系统阐述了生物进化通过自然选择的学说，从根本上推翻了神创论和物种不变论，确立了生物进化论在生物学领域的核心地位，开启了生物学的新时代；观察方法上，它体现了达尔文meticulous（细致）的观察（如加拉帕戈斯群岛的物种变异）和严谨的归纳推理能力；理论构建上，它提出了自然选择这一核心机制，为生物进化现象提供了一种基于经验观察的解释，具有划时代的理论创新性；社会文化影响上，它不仅深刻冲击了生物学领域，也引发了关于人类起源、宗教信仰、社会秩序等广泛而深远的社会文化讨论，促进了现代世俗观念的形成，并对后来的社会学、人类学等领域产生了影响。解析思路：本题考查《物种起源》的历史意义。解析思路是：从多个维度展开（科学思想、观察方法、理论构建、社会文化影响）进行分析。科学思想上，强调其对传统观念的颠覆（神创论、物种不变论）和进化论的确立。观察方法上，突出其观察和归纳的特点。理论构建上，强调自然选择的创新性。社会文化影响上，说明其引发的广泛讨论和深远社会后果。四、答案：狭义相对论的两个基本假设是：1.物理定律在所有惯性参考系中都具有相同的形式（狭义相对性原理）；2.真空中的光速对所有的惯性观测者来说都是相同的，与光源或观测者的运动状态无关（光速不变原理）。选择光速不变原理作为推论基础，其导致了以下重要推论或成果：时间膨胀效应（运动物体的时间流逝相对于静止观察者变慢）；长度收缩效应（运动物体的长度在运动方向上相对于静止观察者变短）；质能关系式E=mc²（能量和质量可以相互转化，揭示了质量和能量的等价性，这是原子能利用的理论基础）。这些推论已被大量实验所证实，彻底改变了经典物理学中绝对时空的观念。解析思路：本题考查狭义相对论的基本假设及其推论。解析思路是：首先准确复述两个基本假设的内容。然后选择其中一个假设（此处选择光速不变原理），基于该原理，列举其直接导致的经典推论（时间膨胀、长度收缩），并提及一个重要衍生公式（质能方程）及其意义。最后强调这些推论的实验验证和其对经典时空观的颠覆。五、答案：牛顿和爱因斯坦在物理学思想上的主要异同如下：相同点：都是人类物理学史上的巨匠，其理论都对人类认识自然规律产生了革命性影响；都高度重视数学在物理学中的应用，建立了严谨的数学框架来描述物理规律；都致力于寻求宇宙运行的基本法则。不同点：牛顿力学体系基于绝对时空观，认为时间和空间是独立于物质和运动的，提出了牛顿三定律和万有引力定律，描述了宏观、低速物体的运动，具有巨大的成功和普适性。爱因斯坦相对论体系（特别是狭义相对论）基于相对性原理和光速不变原理，认为时间和空间与物质运动密不可分（时空相对性），提出了质能关系等，揭示了高速运动和强引力场下的时空特性，是对牛顿力学在高速和强引力场条件下的修正和超越。牛顿力学体系的局限性在于其绝对时空观与高速运动和微观粒子行为不符，且无法解释引力。解析思路：本题要求比较两位科学家的物理学思想。解析思路是：首先明确比较的维度是“思想上的主要异同”。相同点可以从他们的历史地位、方法论（数学化）、研究目标（寻找基本法则）等方面概括。不同点则需要深入到他们的核心理论假设和体系特点：牛顿的绝对时空、牛顿三定律、万有引力；爱因斯坦的相对性原理、光速不变、时空相对性、质能方程。最后，要指出牛顿力学在哪方面存在局限性，以及相对论对其的关系（修正、超越）。六、答案：门捷列夫发现元素周期律的过程大致如下：他系统地收集和研究了当时已知的60多种元素的原子量、性质（如原子价、密度、熔点、化学性质等）数据，进行了大量的整理、比较和分类工作。他尝试将元素按原子量递增的顺序排列，最初尝试按原子价的奇偶性排列，但发现不成功。随后，他受到当时天文学中行星运动规律的启发，意识到元素性质存在周期性变化，于是尝试按原子量递增的顺序寻找元素性质的周期性规律，最终成功绘制出了第一个元素周期表。在发现过程中，他应用了以下科学方法：观察（收集元素性质数据）；实验（虽然主要是整理前人实验数据，但也涉及分析化学性质的实验）；归纳（从大量元素性质数据中寻找共同点和规律性）；假设（提出元素性质随原子量呈周期性变化的假设）；类比（将元素性质的变化与行星运行的规律进行类比）；系统化（将元素按照周期律进行分类排列，建立新的体系）。门捷列夫的元素周期表对化学研究产生了革命性影响：它首次将零散的元素知识整合为一个有序的、相互关联的体系，使得化学学习和研究变得系统化、条理化；它揭示了元素之间内在的、本质的联系，为理解元素性质和化学反应提供了理论框架；它预言了当时尚未发现的元素的存在及其大致性质，极