师:同学们,今天我们来学习高二统编版选择性必修二第六课“现代科技进步与人类社会发展”。今年4月16日上午10时左右,神舟十三号载人飞船在预定区域成功着陆,这是我国近年来在航空领域取得的又一重大成就。载人航天属于现代科学技术的内容。
“好久没有感受重力的感觉了。长城报告10公里通回收,两号跟踪正常。神舟十三号航天员已回家,感觉航天员身体状态良好。完毕,各号注意,我是北京。下面通报返回舱第三次落点,预报落点经度,东经10度06分54秒,现在落点纬度,北纬41度39分01秒。”
“回收2号跟踪正常。”
“返回还是。”
“北京雄鹰报告下面通报返回舱第四次落点,预报落点经度,东经10度09分43秒,落点纬度,北纬41度39分11秒。回收2号跟踪结束,返回舱着陆。雄鹰报告指挥机目视返回舱着陆报告完毕。”
“北京明白,北京第四次落点预报已发出。”
“雄鹰明白,落点经度为东经10度09分43秒,落点纬度为北纬41度39分11秒。报告完毕。”
“正确,猛士。”
“北京明白,东风,我是北京,东风到返回舱已着陆北京,第四次落点预报已发出,后续由东风按计划组织搜救回收工作。”
“东方雄鹰报告,雄鹰已到达服务现场,这里周边地势平坦,返回舱呈直立状态,主伞已脱落,报告完毕。”
现代科学技术有哪些成就,对人类社会发展有何影响?这些正是我们这节课所要探讨的主题。第二次世界大战后,现代科学技术迅速发展,尖端科技的发展成为衡量国家综合实力的重要标志。现代科学技术发展的原因有哪些?请同学们阅读以下材料,结合材料分析。
通过材料一我们可以看出,20世纪科学理论取得重大突破,爱因斯坦创立了相对论,引起了一场深刻的物理学革命。德国物理学家普朗克提出了量子论学说,把人们的认识由宏观世界扩展到微观世界。此外,信息论、系统论等为技术革命进一步提供了理论基础。
通过材料二可知,二战期间美国研制了原子弹并用于实战;1946年美国投入使用第一台电子计算机,最初是用来计算炮弹弹道的;德国人研制成功远程液体燃烧火箭,是用于空袭。所以,二战中的军事需求客观上推动了现代科学技术发展。
从材料三可以看到,二战后美苏展开军备竞赛,大力发展科技。也就是说,战后美苏冷战,客观推动了现代科技的发展。综合材料二和材料三,战争及激烈的国际竞争的刺激,推动了现代科技发展。
通过材料四我们可以看出,高风险、高投资的高新技术产业几乎都是由国家垄断资本主义来新建的。所以,二战后国家垄断资本主义对现代科技发展起到一定作用。
现代科技的代表性成就有计算机、人工智能、航天、海洋、原子能、新材料技术等。1946年,为满足弹道计算的需求,美国军方研制出世界上第一台电子计算机埃尼阿克,开启了电子计算机时代。经过几十年的发展,电子计算机更轻便、容量更大、运行速度更快,已成为一门复杂的工程技术学科,其应用从国防科学计算到家庭办公、教育娱乐,无所不在。
埃尼阿克在美国宾夕法尼亚大学诞生,它使用了17468个真空电子管、7200个晶体二极管、1500个继电器、1万个电容器,还有大约500万个手工焊接头,耗电174千瓦,占地170平方米,重达30吨,每秒钟可进行5000次加法运算。
据说当时每次埃尼阿克计算机开动起来,计算机所在的费城全城的电压都会降低。当时还没有任何计算机开发语言,让机器理解人的要求并计算结果反馈给人是一件非常麻烦的事情。尽管它能执行复杂的操作序列,包含循环分支和子程序,但是这个机器没有存储器,只能理解机器语言二进制,可想而知给它编程有多麻烦。
把一个数学计算问题变成输入,让它能够理解计算通常要花好几周的时间。当把问题搞清楚了以后,操作各种开关,连接各种电缆,然后通过打孔卡片输入,又要花掉好几天时间,然后还要进行验证和测试,通过机器的单步执行来协助测试。当时做这种程序员工作的主要是六位女士,她们1997年入选国际科技名人堂。现在许多程序员自嘲自己是码农,做体力活,第一代程序员那6位女士可真是干体力活。埃尼阿克的第一次测试运行是计算氢弹相关数据,输入、输出数据是100万张卡片,每秒5000次加法计算的速度。拿到现在来说只能是玩具级别的,还是低档的玩具,可相对于人工计算已经是相当惊人的了。比如对于圆周率的计算,英国人W·香克斯在1873年计算到小数点后707位,后人为了纪念他,在他的墓志铭上刻了707这个数字。而据说他是用了30多年的断续工作才完成的,而使用埃尼阿克进行计算仅用了40秒就达到了这个记录,还发现香克斯的计算中第528位是错误的。
值得一提的是,当时做计算处理器CPU的是电子管,而电子管除了体积大、发热大等缺点外,最大问题是容易坏掉。而埃尼亚克最长无电子管损坏记录才100多个小时。
我国在计算机领域也取得了重大成就,如位于广州的天河二号超级计算机系统,峰值计算速度为每秒5.49亿次,它运算一个小时就相当于13亿人同时用计算机计算1000年,它的存储总容量相当于可以储存每册10万字的图书600亿册。
