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2022年高考歷史廣東卷"物理學"試題

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2022年高考歷史廣東卷“物理學”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

體實驗的傳說，從擺的發現到用望遠鏡驗證哥白尼的日心說。這些充

滿傳奇色彩的故事描述的科學家是

A.達爾文

B.牛頓

C.愛迪生

D.伽利略

答案：D

試題立意：物理學的進展正是不斷打破權威的過程。

試題分析：本題考查主干知識近代科學技術的發展；涉及到生物學、

物理學以及近代科技的發展。通過材料比薩斜塔自由落體實驗與利用

望遠鏡證明哥白尼的日心說，可以判斷描述的是意大利科學家伽利略,

選擇D項較為合適；材料中敘述的科學成就是物理學領域，而達爾

文屬于生物學領域，主要的成就是“生物進化論”，可以排除A選

項；

牛頓的主要成就物體運動三大定律與萬有引力定律，是經典力學的創

立者，與材料所敘述的成就不符，排除B選項；愛迪生主要體現在

科學技術方面，被譽為“世界發明大王”，他發明的留聲機、電影攝

影機和電燈對世界有極大影響，與材料所敘述的成就不符，排除C

選項。

◎史料素材閱讀：

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2022年高考歷史廣東卷"物理學"試題

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史學材料研讀一：哥白尼

尼古拉?哥白尼(1473-1543),最初在他的祖國波蘭的克拉科

夫學習數學和天文學，然后又轉到意大利的博洛尼亞和帕多瓦的大學

中繼續學習。1543年5月，也就是他逝世前不久，哥白尼出版了他

的名著《天體運行論》。哥白尼并非一個深諳觀測的天文學家，他主

要依賴前人的觀察數據。但哥白尼卻是一個杰出的數學家，他感覺到

托勒密的地心說過于復雜,并且其計算所得的數據無法與實際觀察到

的天體運動相吻合。哥白尼期望著他的日心說對此能給出一個更為精

確的天文學解釋。

哥白尼認為，宇宙由八層天球組成，恒定不動的太陽位于中心,

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

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。此外，哥白尼認為，人們覺得太陽和這些

恒星好像環繞著地球在運動,這可以通過地球每天繞著地軸的自轉以

及每年繞著太陽的公轉來獲得解釋o

日心說在當時幾乎沒有產生什么影響，大多數人并未打算接受哥

白尼的學說。但是對于托勒密體系的置疑卻日漸增多。進一步摧毀地

心說、支持哥白尼體系的工作落在了德國科學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》北京大學出版社，2010年1月

第1版，第十六章，第425-436頁

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引證材料：《天體運行論》

尼古拉，哥白尼堅稱是太陽而非地球位于宇宙的中心，這在天文

學領域掀起了一場革命。由于預感到可能遭致的諸多反對與嘲諷，哥

白尼在是否印發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，《天體運行論》

很久以來,我都在質疑傳統觀點對宇宙天體運動之源的混亂的解

釋。哲學家們一直對世界上那些不甚重要的瑣事做極為細致的研究，

但是，對于這部宇宙機器的運動（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家的著作，以圖

了解是否有人曾對宇宙天體的運動做過不同于現在學校中的天文學

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

曾認為地球是運動的。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。我要把他的話抄錄于此，以使每個人都能

讀到：“有些人認為地球是靜止不動的。但是畢達哥拉斯學派的費洛

勞斯認為，地球與太陽或月亮一樣，是圍繞著一團火在做圓周運動。

彭圖斯的赫拉克里特以及畢達哥拉斯學派的?？朔綀D斯則認為，地球

不是在向前運動，而是圍繞著自己的圓心像一個輪子那樣在轉動。”

因此，受了這些資料的啟發，我開始考慮地球的運動。盡管這一想法

看起來有些荒謬，但我知道在我之前的人們：為了解釋宇宙現象，是

有著設想各種天體運行方式的自由的。因此，我想，我也可以被允許

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來假定地球是運動的，從而去尋找一些比前人們為理解天上的星體運

動而做的解釋更為有效的解釋。

采用了地球運動這種假設之后，經過長期而又艱苦的研究，我最

終發現，假如將其他行星的運行分別加以計算，并將其運動與地球的

軌道運動相聯系起來，那么就不僅諸種現象能夠被聯系起來，同樣,

諸行星與天體的秩序與尺度也能被聯系起來，宇宙本身也將被聯系為

個整體，以至于我們不能對這個體系做任何改動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，這一以地球為中心又被月球所環

繞的小區域，與其他行星一道，圍繞著太陽，做一個大的每年一圈的

圓周運動。太陽附近是宇宙的中心。更進一步，由于太陽是保持固定

不動的，那些看起來是太陽的運動，實際上是因地球的運動所致。

—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》北京大學出版社，2010年1月

第1版，第十六章，第424頁

史學材料研讀二：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：他既重視吉氏的實驗歸納之法，也重視開

氏的數學演繹之術，并善于將兩者緊密結合起來。正是這一長處，使

他成功地創立了現代物理學的研究方法，并以自己卓越的科學建樹,

在哥白尼、開普勒的發現和牛頓的科學革命之間架起了一座橋梁。

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伽利略的學術成就主要集中在天文學和物理學這兩個方面。在天

文學方面,他最為人稱道的貢獻就是在天文觀測中首次利用了望遠鏡，

由此對僅根據數學的簡單性原則建立起來的哥白尼天文學做了實際

的檢驗。1609年他聽說荷蘭人發明了望遠鏡，就立刻利用自己杰出

的光學知識，親自制作了一臺能把遠處物體放大近千倍、把距離縮短

到30分之一的天文望遠鏡，由此發現了大量以往不為人知的太空奧

秘。他首先發現了木星的4個衛星，這不僅為哥白尼的日心說提供了

新的證據，同時又破除了關于行星軌道是不可穿透的水晶球體的傳統

觀點。接著他又把望遠鏡指向了月球，發現月球的表面像地球表面一

樣坑坑洼洼，遠不像以往哲學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,發現那不過是由大簇大

簇的星團聯結而成的。隨著伽利略的這些發現，哥白尼學說終于開始

顯露其石破天驚的科學價值。

在物理學方面，伽利略成功地奠定了動力學（即運動物體的科學）

的基礎一一這也是他最具獨創性的貢獻。這個工作是以數學演繹和實

驗歸納的結合為途徑完成的。而這個工作的起點，就是關于“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，推翻了亞

里士多德的等級空間理論，昭示了宇宙間統一的物理學原理的存在。

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墜落就

可以同時落地的道理。但是這個實驗并沒有說明物體墜落的定律，盡

管憑直觀都可以看出，物體墜落時速度會隨時間而變化，但始終得不

到確切的證據。哥白尼和開普勒的學說啟發了伽利略：既然宇宙間的

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物理學原理是統一的，既然地球與其他行星的運動可以用數學方式來

表達,那么為什么不能用數學方式來表達地面上的物體運動呢？于是

他開始鉆研物體按什么樣的數學關系降落的問題。他發現，物體的運

動除了人們熟知的“勻速度”現象外，還有個“勻加速度”的現象，

就是在相等的時間內速度的增加也相等。此外他又發現，慣性的原理

不僅適用于靜止的物體，而且也適用于運動的物體。慣性的概念原也

是伽利略首先提出的。盡管在他以前很久，人們就已知道一個靜止的

物體只有在受到某個力的作用時才能運動（此即慣性原理），但人們

怎么也沒有想到這個原理可以推廣到運動物體。通常總以為，除非有

某個力一直在使它保持運動，否則一個運動物體最后必然要停止運動,

即使在沒有阻力的情況下也是如此。而現在伽利略則提出，一個物體

一旦運動起來，就會一直用同樣的速度沿同樣的方向不斷運動下去，

除非有某個力作用于它。他把物體運動的這一特性也列為慣性原理的

一部分。他還認為，當一個力作用于物體時，不管該物體是靜止的還

是在運動，其效應完全一樣。有了這些概念，就有可能正確地描述一

個物體自由墜落時所發生的情形了。在這種情況下，有一個力（即重

力）一直作用于該物體，其效應累積（因按照慣性定律，效應每時每

刻都在產生）的結果，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：科學的發現與技術的進步

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自16世紀始，一大批科學家積極從事各門科學的研究與探索，

在天文學。物理學、化學、生物學、醫學等許多領域都有了突破性進

展，取得了巨大的成果，數代人的努力終于使西歐各國出現了綿延兩

個多世紀的科學革命，近代歷史上的第一次科學大發現。這是科學巨

匠輩出的時代，天文學家哥白尼、伽利略、醫學家哈維、物理學家牛

頓、化學家拉瓦錫、生物學家林耐等等猶如群星璀璨，沖破黑暗，給

科學帶來了光明。

自古代希臘開始，在歐洲一直占據統治地位的是“托勒密體系”

的宇宙觀。認為宇宙是一組同心圓球體，地球為其中心，太陽圍繞地

球轉動，這一“地心說”從未受到過任何人的懷疑與動搖。16世紀，

通過長時間科學研究，哥白尼發現證明“地心說”不是科學的真理。

他得出：太陽是眾恒星的中心，地球只是眾多行星之一，并且環繞太

陽運轉，它既環繞太陽公轉，又反繞地軸自轉。這些新的發現促使他

寫出了《天體運行論》，但在當時的情況下，他不敢發表這部著作，

只是不斷地進行修改。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，據說哥白尼拿到

出版的第一本書后幾小時便去世了。在《天體運行論》的扉頁上，哥

白尼寫道：”天文學公理：天體的運動是勻速圓周運動，或者，是由

勻速圓周運動部分合成的運動?！痹谶@本書中，他對這個新的世界體

系作了極為簡明易懂的說明。

哥白尼的新發現對傳統的托勒密體系是一全然否定,繼哥白尼之

后，丹麥科學家第谷?布拉赫繼續使用新方法從事新的科學探索，它

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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

體系，以及夜復一夜地在某個行星可見的全部時間內對它進行連續的

觀測。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，而太陽和月球繞地球旋轉，各個星球都有各自的旋轉

周期，并且在繞地球的周日旋轉中共占恒星天球，而地球是宇宙的固

定不動的中心。在這些結論中，盡管他仍堅持舊有的地心說，但他對

行星的運動卻進行了富有創見的觀測和探索。由于過早去世，他未能

把自己的一系列觀測結果完全進行理論總結,不過他臨終時在病榻上

將這項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

谷的職位繼續探索。1608年發表《以對火星運動的評論表達的新天

文學或天體物理學》，1619年出版《宇宙和諧論》，1618-1621年出

版《哥白尼天文學概要》。在這些著作中他闡述了新發現，提出了行

星運動的三條定律，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及牛頓的科學發現奠定了基礎。

1610年，意大利科學家伽利略借助于自己制作的天文望遠鏡公

開他的新發現，這是人類首次通過天文望遠鏡來觀察宇宙太空，具有

重要的意義。通過實際的觀察,伽利略發現,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發光體，只是反射太

陽光而已。他還觀測到太陽上存在著黑子，并非像以往認為那樣純凈

完美，是不同于地球的“理想天球”。對于星體，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，遠得難以測量。木星有好

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幾個衛星，它們像月亮環繞地球運行那樣繞著木星轉,是木星的月亮。

這樣伽利略認為：從前的有關這方面爭議不休的問題可以迎刃而解，

因為銀河系只不過是一團成串地聚集在一起的數不清的星體。如果有

誰把望遠鏡直接對準銀河系的任何部分，眼前就會出現一大群星體；

其中許多星體還算大，而且極其明亮，但是，小星體的數目完全無法

確定。這些發現使他確信哥白尼學說的正確性，并表明宇宙天體是由

各種星體組成的，它可能與地球一樣，是一團團在空間轉動的物質。

除天文學外，伽利略還在物體運動動力學上論證了自由落體運動，進

行了著名的比薩斜塔實驗。1632年，伽利略發表了他的《關于托勒

密與哥白尼兩大世界體系的對話》，系統地總結了他的天文學發現和

理論，這部著作成為近代天文學經典著作之一。他還使用望遠鏡，使

天文學的觀察基礎發生了革命。他的一系列發現具有十分深遠的意義,

不僅成為現代科學的奠基,也是對經院哲學和宗教神學的一次徹底性

打擊。人們把他的發現比作為哥倫布發現新大陸：“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?！?/p>

1642年，這是一個值得記住的年代。這一年伽利略去世，英國

科學家牛頓誕生。如果說伽利略的科學發現改變了人們的思考方式和

方法，引導人們進入近代科學，那么牛頓則對前人的科學發現進行了

全面的綜合，完成了一個人類前所未有的知識體系，在天文學、力學、

光學、數學等很多領域作出了極大的貢獻。在數學上，牛頓創立了微

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積分子，制定了二項式定理，發展了方程式的大部分理論，引進了字

母標志；在物理學方面，他推導出可借以預測月亮在諸星體中的未來

方位的數表；在光學領域，他對光束，光的折射及色彩現象等方面作

出了新的研究發現,在力學上貢獻最大的則是他構建起了一個物質世

界的普遍的力學體系，把科學革命推向了新的高峰。

伽利略在科學研究中發現，一個物體總是在作勻速直線運動，除

非有外力的推動使其改變運動方向，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，結果形成橢圓形的運行軌道,

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果”，這一問題始終縈繞在他心頭，令他苦

苦思索。據傳說，這位偉大的科學家是在蘋果園里從蘋果落地而受到

了啟發，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

質都在運動，任何兩個質點之間似乎都存在著一種相互吸引的力，其

大小和它的質量的乘積成正比，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，一切能夠計時與測定的運動都存在這

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《自然哲學的數學原理》，詳

細地論證和闡釋了這一原理。盡管與牛頓同時代的一些人對此很難接

受，也極為困惑，但在科學史上來說，萬有引力的發現是一革命性的

創見，它揭示了整個宇宙運動的內在規律。同時，這條定律既可適用

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于蒼茫的宇宙，可運用于最微小的物體，整個宇宙和自然界都可運用

此法則來進行解釋。牛頓在力學體系下，創立了經典物理學，并一直

長久統治著整個科學界，直到20世紀初期，愛因斯坦的相對論的出

現才發展和修正了牛頓的這一經典定律。同時，牛頓的物理學分析方

法和結論不僅被應用于物質世界,而且也強烈影響到了社會思想文化

領域，“牛頓推翻或改變了所有思想”，他的哲學導致了一場革命。

艾賽亞?柏林曾說：“牛頓思想的沖擊是巨大的；無論對它們的理解

正確與否，啟蒙運動的整個綱領，尤其是在法國，是有意識地以牛頓

的原理和方法為基礎的，同時，它從他那驚人的成果中獲得了信心并

由此產生了深遠的影響。而這，在一定時期中，使現代西方文化的一

些中心概念和發展方向發生了確實是極富創造性的轉變，道德的、政

治的、技術的、歷史的、社會的等等思想領域和生活領域，沒有哪個

能避免這場文化變革的影響”。牛頓這位科學的巨匠，他的科學理論

對世界的貢獻和影響無法估量，詩人蒲柏這樣贊美牛頓：自然和自然

規律隱藏在黑暗之中，上帝說：讓牛頓出生吧！于是一切顯現光明。

而牛頓自己卻說：如果我比別人看得遠些，那是因為我站在了巨人的

肩上。

——摘編自王斯德主編：《世界通史第二編：工業文明的興盛一一

16-19世紀的世界史》，華東師范大學出版社，2001年8月第1版,

第一章，第5-8頁

史學材料研讀三：牛頓

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艾薩克?牛頓(1642-1727)生于英格蘭村莊伍爾索普，在其進入

劍橋大學之前，一直未展示出任何天分。1669年，牛頓得到了劍橋

大學的數學教席。1684到1686年，牛頓經歷了一段創作高產期，完

成了他的主要著作《自然哲學的數學原理》，我們現在多簡稱之為《原

理》，這是依據該書拉丁文譯名的第一個詞而來。在書中，牛頓展開

了對萬有引力定律的數學證明。牛頓的工作是哥白尼、開普勒和伽利

略的理論發展的頂峰。這三位每人都對摧毀托勒密-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

立起一個全新的、連貫的、系統的天文學體系。

在《原理》的第一部分中，牛頓通過三大運動定律界定了機械力

學的一些基本概念：除非受到外力的影響而發生偏轉，每一個物體都

將保持靜止或是沿直線作勻速運動;物體運動改變的速率與其所受的

外力的大小之間成比例關系；每產生一個作用力，必然產生一個大小

相同、方向相反的反作用力。在該書的第三部分中，牛頓應用其機械

力學的原理來解決天文學問題，證明了這三大運動定律不僅支配著地

面上的運動，而且也支配著天體的運動。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,

而是持續地以橢圓軌道繞日運行。牛頓用數學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

力的大小與兩個物體質量的乘積成正比,而與它們之間距離的平方成

反比。

盡管牛頓的理論在一個世紀之后才被廣泛接受,但其萬有引力定

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律的影響卻是極其深遠的。牛頓表明，一條可通過數學證明的普遍定

律可以解釋宇宙中的所有運動。同時，牛頓式的綜合創立了一種新的

宇宙學，其中的世界幾乎完全是通過機械力學得以表達的。宇宙是一

個處于絕對的時間、空間、運動之中的，受自然規律支配的巨大、精

準而又普遍一律的機器。盡管牛頓堅信上帝“無處不在”，并依照他

所發現的運動定律來推動宇宙中的所有物體,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。牛頓的這一絕對時間、空間、

運動之中的宇宙機器觀念統治了現代世界觀，直到20世紀愛因斯坦

奠基于相對論之上的科學革命超越了牛頓的機械力學觀念。

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世紀過了一多半，牛頓的理論才在歐洲各處被普遍接受。同時，

在其他領域，尤其是醫學領域中的進步，進一步加強了牛頓理論的聲

勢。

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》北京大學出版社，2010年1月

第1版，第十六章，第429-430頁

史學材料研讀四：查爾斯?達爾文以及生物進化論

1859年，查爾斯?達爾文(1809-1882)發表了他的著作《物種起

源》。該書的基本觀點是所有的植物和動物都是在一個很長的時期中

從更早期的和更簡單的生命形式進化而來的，這條原理就是我們通常

所說的生物進化論。達爾文在解釋這種自然過程是如何實現的方面是

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非常重要的。他認為，在每一個物種中，“出生的個體的數量都遠遠

多于可能存活下來的個體數量”。這就導致了“生存競爭”：“既然

出生的個體數量遠多于可能存活下來的個體數量，那么在任何場合下

都一定會存在一種生存競爭，無論是在同一種內的個體與個體之間，

還是在不同種類的個體與個體之間，抑或是與生存環境之間的競爭」

那些生存競爭中的勝者就對環境適應得更好，這在物種的“變異”中

表現得很明顯。遺傳過程中所發生的變異使某些生物體相較于其他生

物體對環境適應得更為成功，這就是達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……就某個物種中的

個體在其與其他物種和它們所處的物理環境的無限復雜的關系中而

言；只要變異對該個體在一定程度上有益，那么它就會傾向于在這種

個體中保留下去，并通常會遺傳給其后代?！蹦切┰谧匀贿x擇中幸存

下來的生物將會繼續生存（適者生存）。不能適應的生物將無法繼續

生存，因而滅絕。依照達爾文的觀點，那些生存下來的適者反過來將

會遺傳并傳播其適應于環境的變異，直到產生一個新的物種。

在《物種起源》一書中，達爾文只討論了植物和動物的物種。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用于

人類。在發表于1871年的《人類的由來及性選擇》一書中，達爾文

提出了人類的動物起源：“人與其他的哺乳動物一樣，是一個共同祖

先的后代。”人類并不能自外于統治著其他物種的法則。

達爾文的觀點在起初極富爭議性。一些人認為達爾文的理論使人

類變成一種自然的普通產物，而不再是一種獨特的存在，他們為此而

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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。在達爾文的世界中是否還有道德價值的空間？在那些

相信世界的理性秩序的人看來,達爾文的理論抹除了宇宙中的目的和

設計。然而，達爾文的理論逐漸地還是被科學家和其他知識分子所接

受了。在接受達爾文理論的過程中，一些人甚至要試著將其應用于社

會之中，這是科學的聲望日益增長的另一個例子。

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》北京大學出版社，2010年1月

第1版，第二十二章，第605-606頁

史學材料研讀五：愛迪生

電向人類最早的饋贈是光明。1809年，英國化學家戴維曾以兩

千多組伏打電池為電源，發明了在兩根碳棒之間進行強電流放電的弧

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，只能用于燈塔或公共場合的照明，不可能大規模推

向民用。電燈的發明關鍵是找到合用的燈絲，它首先得在通電狀態下

發光，其次要經久耐用。

電燈明人首推美國大發明家愛迪生（1847-1931年），他是一位

傳奇般的人物，美利堅民族崇尚的那種傳奇般的人物——沒有受過良

好的學校教育，但憑個人奮斗和非凡才智獲得巨大成功。像許多天才

人物一樣，少年時代的愛迪生喜歡苦思冥想，愛提古怪的問題，在學

校得不到老師的贊賞。據說在五歲那年，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。上小學時，老師因為總被他古

怪的問題問得張口結舌，當他母親的面說他是個傻瓜，將來不會有什

么出息。母親一氣之下讓他退學，由她親自教育。這時候，愛迪生的

天資得到了充分的展露，在母親指導下，他閱讀了大量的書籍，并在

家中自己建了一個小實驗室。

愛迪生家境并不富裕，為了能支撐一個實驗室的必要開支，愛迪

生只好自己出去掙錢。一開始，他去火車上當報童。在這里，他也不

忘干點什么有益的事情。先是自己辦了一份報紙，自己印刷、自己發

行，后來他又用積攢的錢在火車的行李車廂建立了一個的實驗室，繼

續從事其化學實驗研究。不幸的是，有一次化學品著了火，差一點把

這節車廂都燒了，暴怒的行李員把愛迪生的實驗設備都扔下了車，還

打了他幾個耳光。據說就是這幾個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，從鐵軌上救下了一個小孩。后來知道，這個小孩是車站

站長的兒子。站長為此感激不盡，但無以回報，決定教他學習收發電

報技術。愛迪生學得很快，不久成了最熟練的報務員。

19世紀60年代，電氣開發熱正席卷美國，就在愛迪生終于有錢

買到一部法拉第的電學著作之后,他也很快被卷入了這股開發的熱流

之中。1869年，愛迪生去紐約一家經紀人處找工作，正逢電報機壞

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。幾個月后，他為華爾街的老板們設計了一臺股票行

情自動收報機。他本來想向感興趣者索要五千美元，結果一家大公司

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的經理給了他四萬美元。這項發明的成功促使愛迪生決意當一名職業

發明家。次年，他辭去了原來的工作，自己開了一家咨詢公司，專門

從事發明和技術開發工作。他改進了電報機，發明了臘紙和油印機，

將公司辦得有聲有色。

1876年，他做出了一個使他聲名鵲起的偉大發明：留聲機。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

的聲波振動裝置與小針固定相聯，當人說話時轉動圓簡，聲波的振動

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。

下一次當小針沿著它移動時，就將原先的人聲再現出來。留聲機被稱

為“會說話的機器"，在當時非常轟動，人們均驚嘆人類居然能夠創造

這樣神妙的東西來。當時愛迪生才29歲。

1878年，愛迪生將興趣轉到電燈的研制上來。這時候的愛迪生

已經是家喻戶曉的大發明家，他只是在報上預告將發明一種家用電燈,

煤氣公司的股票就猛然下跌，因為如果真的出現了日用電燈，將意味

著當時普遍使用的煤氣燈要被淘法。股票下跌確實反映當時的民眾對

愛迪生非常信任。

研制電燈的關鍵是找燈絲材料。已經有不少人在這方面攻關，著

名的有英國電機工程師斯旺，他從40年代末就開始研制，花了近30

年的努力，最后在1878年終于發現碳絲很適合做燈絲材料。愛迪生

先是獨立地工作，但每每失敗，許多可發光材料或者一亮即滅，或者

壽命不長。當時人們已經知道，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。據說愛迪生試驗了

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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道，

深受啟發。10月21日，他用棉線燒成碳絲，再將碳絲裝進燈炮，小

心地抽成真空，當電燈通上電流時，燈絲發出明亮的光輝，而且持續

了45個小時，這只燈終于成功了。

愛迪生并未滿足，因為這只燈的壽命還太短。經過一次又一次的

反復實驗，終于發現，竹子纖維在碳化后可以做燈絲，其壽命長達

1200小時。愛迪生馬上派人到世界各地選擇最好的竹子，最后選定

了日本生產的一種竹子。愛迪生馬上大批量生產這種燈泡，并且為此

專門開直流電站、架設電網。到1882年，愛迪生已經在紐約建成了

一個當時世界上最大規模的電力系統。他的直流發電機功率達到600

多千瓦