第25课 现代科学革命
全国各地2015高考历史试题按课分解 第25课 现代科学革命(含解析)
第25课现代科学革命1．（2015·四川文综·11）1933年希特勒上台后，犹太科学家爱因斯坦选择移民美国，放弃愿意为他提供避难所的欧洲国家。
悉知该消息时，法国物理学家保罗·朗之万评价道：“这是一个重大事件，其重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆一样。
”在此，朗之万( )A．谴责纳粹德国迫害犹太科学家B．担心欧洲大陆的战争威胁日益临近C．意识到世界科学中心即将转移D．觉察到科学家全球流动为大势所趋【考点】现代科学技术——世界科学中心的转移【解析】题干中法国物理学家郎之万所提到的“把梵蒂冈从罗马搬到新大陆”这句话与谴责纳粹德国之间没有关系，故A项错误；题干中“把梵蒂冈从罗马搬到新大陆”这句话并不能体现出担心欧洲大陆战争威胁日益临近的思想，故B项错误；爱因斯坦是继牛顿之后最伟大的科学家，其当时在科学界处于科学中心的地位，因而其移民到美国意味着世界科学中心的转移，与题干中郎之万所说的“把梵蒂冈从罗马搬到新大陆”这句话意思相近，故C项正确；“把梵蒂冈从罗马搬到新大陆”这句话与科学家全球流动的思想没有联系，故D项错误。
【答案】C昨天我所在学校期中考试成绩，有个别同学考的不太理想，跟我发微信，自己在期中考试前已经非常努力的做题了，但最后的成绩却很差。
部分家长也反映孩子很努力，却始终考不出成绩，问到底如何才能学好物理？回答这个问题前，我们先讨论以下，努力和好成绩之间的关系，是不是努力了就一定会有好成绩？答案是否定地！按照这个逻辑，如果有学生24小时不断地学习就得保送清华北大；中国足球只要训练的足够刻苦，就一定能踢赢巴西；我作为老师只要足够的努力就能当上教育局局长？很显然，努力和最后的结果并不是必然的关系，在努力和结果之间，还有存在一桥梁，那就是方法。
高中生普遍认为物理难。
一遇到多过程的物理问题头就疼，其实是因为他不会学物理。
高中所有课程，每一门都有自己的特点，都需要大家根据这些特点，制定相应的方法。
第25课现代科学革命
内容：狭义相对论与广 义相对论；相对性原理 相对论 与光速不变原理
△巩固练习：
1、20世纪初，为物理学发展带来革命性变化的是 A 牛顿力学 B 经典物理学 C 相对论 D 电磁学 2、现代物理学的基础和两大支柱是 ①牛顿力学 ②相对论 ③量子论 ④分子论 A ①② B ③④ C ①④ D ②③ 3、下列表述不正确的是 （ ） A 牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础 B 经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理 现象 C 相对论的提出证明经典物理学是完全错误的 D 量子论使人类对微观世界的基本认识有了革命 性进步
二、现代科学革命——物理学革命（20世纪）
1、相对论的创立 2、量子论的创立 （1）提出：
研究微观粒子运动
量 子 力 学 建 立
（2）发展： 爱因斯坦提出 （3）意义
光的量子理论 玻尔提出 原子的量子理论
影响了许多科学领域 带来许多技术创新 如：半导体、激光器等 直接推动了社会生产力的发展，从根本上改 变了人类的物质生活
伽利略 ——开创了以实验事实为根据 经典力学创立以后，人们把经典力学 并具有严密逻辑体系的近代科学，被 看作绝对权威的理论，认为一切自然现 誉为“近代科学之父”经典力学的奠基 象都可以用经典力学加以说明。事实果 者 牛顿——发现了著名的万有引力定律 真如此吗？ 和牛顿力学三定律，建立了经典力学 的基本体系，实现了物理学史上的第 一次大飞跃经典力学的建立者
请思考牛顿的主要贡献及牛顿力学的影响
第25课
现代科学革命
——从经典力学到相对论和量子论
课标: 知道相对论和量 子论的主要内容， 认识其意义
一、背景
1、科学研究突飞猛进，经典力学日 益完整、系统、成熟 2、经典物理学无法解释新发现 3、经典物理学存在局限性， 出现危机 ①绝对的时空观 ②适用于低速运动状态 ①高速运动中的物理现象 ②微观粒子的运动
高二历史教案：第25课 现代科学革命(岳麓版必修3)
第25课现代科学革命课标要求：知道相对论、量子论的主要内容，认识其意义。
教学目标：知识与能力：通过本课的学习，使学生了解在经典物理学危机的基础上现代科学革命产生的必然性，明白现代科学的两大支柱——相对论和量子理论的基本观点，并认识到爱因斯坦在相对论、普朗克在量子理论的形成和创立过程中的重大作用。
过程与方法：结合相对论和量子论各自的理论基础和研究方向，阐明两者对人类历史和现代生活的重大意义。
情感态度与价值观：结合辩证法原理，正确对待科学的发展。
教学重点：相对论、量子论的主要内容及意义。
教学难点：相对论、量子论的主要内容。
课时：本节教材用一课时。
板书设计：第六单元现代世界的科技与文化第25课现代科学革命一、经典物理的危机绝对权威→危机二、爱因斯坦与相对论1．最伟大2．相对论三、量子理论中的微观世界1．普朗克，爱因斯坦，玻尔2．相对论和量子理论的评价：教学过程：导入新课：同学们还记得1687年出版的《自然哲学的数学原理》是哪位科学家的巨著吗？牛顿。
这部巨著的意义是什么？建立起一个完整的力学理论体系，实现了物理学史上的第一次大飞跃。
下面请同学们来阅读本课的引言：19世纪，以牛顿力学为代表的经典物理学已经日趋完善，达到了高峰。
但是一些新的研究发现对它提出了挑战，导致了经典物理学的危机。
正是在这种情况下，相对论和量子理论出现，它们掀起了物理学革命，构成了现代物理学的两大支柱，并对其他学科产生了历史性的影响。
人类对自然世界的科学探索又跃上了一个新的高度。
今天，我们学习第25课现代科学革命。
一、经典物理学的危机先请同学们听一段小故事，当德国物理著名的物理学家普朗克年轻时向他的老师求教，是选择音乐还是物理学作为自己的终身的职业时，得到的答复是：“物理学基本上是一门已经完成了的科学，因此，对于物理学的研究实际上是不会有多大成果的。
”这个小故事说明了什么道理？请同学们阅读本目内容，从教材中找到这个问题的答案。
教材P106本目内容第三自然段：当时，人们把以牛顿力学为代表的经典物理学看做绝对权威的理论，认为一切自然现象都可以用经典物理学加以说明，而且物理学已经发展到了完整、系统和成熟的阶段，以后的工作只不过是在细节上做些修正和补充，在计算上更细致一点，使理论更加完善。
【课件】第25课 现代科学革命
第25课现代科学革命一、选择题1．1933年希特勒上台后，犹太科学家爱因斯坦选择移民美国，放弃愿意为他提供避难所的欧洲国家。
悉知该消息时，法国物理学家保罗·朗之万评价道：“这是一个重大事件，其重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆一样。
”在此，朗之万A．谴责纳粹德国迫害犹太科学家B．担心欧洲大陆的战争威胁日益临近C．意识到世界科学中心即将转移D．觉察到科学家全球流动为大势所趋【答案】C2．“根据这一理论，将时间和空间说成是绝对的是没有意义的，因为对这两种范畴的测量通常随着观察者的运动而改变。
……对于门外汉来说，这些观点——通常用不能理解的数学公式解释——表明科学已经达到了能被人类所知的界限。
”上述“理论”的主要意义是A．开创了以实验为基础的近代科学B．预见海王星存在的准确性C．弥补经典力学对时空认识的不足D．发现能量辐射的运动原则【答案】C3．第三次科技革命的浪潮汹涌澎湃，蔚为壮观。
它与前两次技术革命相比，既有不同的特点，又呈现出新的发展趋势。
这具体表现为A．新的技术和发明超出一国范围B．科学和技术之间开始走向结合C．学科越来越少且分工越来越细D．科学研究朝着综合性方向发展【答案】D4．1919年英国《泰晤士报》曾刊登标题文章——“科学革命”，两个副标题是“宇宙新理论”、“牛顿观念的破产”。
具有“科学革命”意义的理论是A．日心说B．量子论C．经典力学D．相对论【答案】D5．哥白尼、牛顿和爱因斯坦被称为近代以来最伟大的科学家，其理论的共同之处是A．得到了科学实验的验证B．改变了人类对自然世界的认识C．推动了技术的重大突破D．科学地概括出物质运动的定律【答案】B6．菲利普·费尔南德兹一阿迈斯托在评价某科学家时指出：在他的宇宙里，“每一种现象都带有欺骗性。
物质和能量可以相互转换。
双胞胎以不同的速度衰老。
平行线可以交叉。
光线弯曲的径迹其实缠绕宇宙。
”这位科学家是A．伽利略B．达尔文C．牛顿D．爱因斯坦【答案】D7．2021初，提出光量子假说，解决经典物理学无法解释的光电效应问题的科学家是A．普朗克B．麦克斯韦C．玻尔D．爱因斯坦【答案】D8．“把能量的变化看成是跳跃式的进行，成功地解释了经典理论无法解释的某些现象，打破了经典物理学中一切过程都是连续变化的观念。
25课 现代科学革命
北极：
赤道：
长度变短——尺缩效应
当速度接近光速时
当速度达到光速时：
时间变慢——钟慢效应
质量（重量）增加 钟表不走了——时间停止了
问题探究
由于相对论的观点与人们的日常经验不太一致，甚至有着尖锐的 冲突，相对论从一开始就受到包括一些科学家在内的很多人的反对。 1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖，当时不少德国的诺贝尔奖获得者威 胁说，如果给相对论授奖，他们就要退回已获得的奖章，结果评选委 员会只好让爱因斯坦作为光电效应理论的建立者得奖，相对论始终没 有获得诺贝尔奖。但相对论在物理学上却非常合理且为实验所证实。
一、历史背景（经典物理学的危机）
1、19世纪，科学的进步显示出巨大威力，科学研究突 飞猛进，孕育着新的突破————奠定基础 2、社会经济的发展，提供了物质条件 3、17—19世纪牛顿经典力学日趋完善、成熟 4、经典力学存在局限性，面临着危机和挑战
①建立在绝对时空观的理论 之上 ②适用的范围主要是人们日 常生活中的物理现象
阅读与思考
爱因斯坦根据相对论的观点提出质能转换理论后，曾致信美 国总统罗斯福，建议美国研制原子弹，以便在二战中尽快战胜法 西斯国家。1945年8月，美国先后在日本的广岛、长畸投下两颗 原子弹，加速了日本法西斯的投降，但对无辜平民的伤害也同样 令全世界震惊。爱因斯坦为此非常懊悔。从这件事中，我们能得 到什么启发？我们应如何对待科学的发展？
经典物理学
牛顿经典力学的历史地位
（1）使力学系统化和理论化,达到成熟和完善，并带动了其他学科的发展。 （2）把天上和地上的运动统一起来，实现了人类对自然界认识的大综合。 （3）引发第一次工业革命，使人类进入蒸汽时代。 （4）为启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。
第25课 现代科学技术革命
第25课现代科学技术革命一、【课程标准】识记相对论和量子论的背景、形成、发展以及主要内容，并要能够正确的认识其重要意义。
能结合相对论和量子论各自的理论基础和研究方向，阐明两者对人类历史和现代生活的重大意义。
能结合辩证法原理，正确对待科学的发展。
二、【课堂导学】问题一：17世纪后期，牛顿创立了经典力学体系，19世纪被看成是绝对的权威。
然而,19世纪科学技术得到飞速发展，以牛顿力学为基础的经典物理学无法解释物理学的新发现而陷入危机。
物理学产生新的变化。
请同学们阅读“经典物理学的危机”一目，回答以下问题现代物理学两大支柱是什么?这两大支柱产生的背景是什么?_______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________ _______________________________________问题二:请阅读“爱因斯坦与相对论”一目，完成以下问题1、提出：①________年，发表《_____________________》，提出________义相对论②________年，提出广义相对论2、请写出相对论的内容①②③3、阅读相对论的意义①是人类思想史上最伟大的成就之一，是物理学领域最伟大的革命；②很大程度上解决了经典物理学危机；③可以广泛地解释不同运动状态的物质；④创造了一个全新的物理学世界；⑤极大扩展了物理学的应用的领域；⑥相对论打破了经典物理学绝对的思想模式为人们提供了辩证地看待世界的途径。
25课 现代科学革命
现代科学革命
课标要求： 知道相对论、量子论的主要内容， 认识其意义。
导 言
科学总是向前发展的，托勒密的 地心说被哥白尼的日心说取代，这就 是一种对权威的挑战以及超越，而最 终的目的是科学的进步。20世纪初， 在牛顿经典物理学达到顶峰，形成一 种权威的时候，也出现了对这种权威 的挑战——爱因斯坦提出的相对论和 普朗克提出的量子论，而这个挑战引 起了物理学的一场革命，也促进了科 技和经济、社会的飞跃，促进了人类 认识能力和思维模式的发展，也改变 了人们的自然观念。 认识：科学总 是向前发展的，真理是相对的。
牛顿力学不断被证实，历史上 最著名的有三件事。
第一件，用牛顿力学算出 地球的形状象只桔子。古希腊
的亚里士多德认为地球是个正球体， 两千年来人们对此深信不疑。牛顿 却根据他的力学，说地球是个扁球 体，象只大桔子。此言一出，学界 哗然。地球那么大，牛顿又从不出 远门，他凭什么说地球有点扁？可 是法国科学家经过三次实地测量， 终于证实了牛顿的看法。用力学能 算出地球的形状，真是个奇迹。
【广义相对论】是爱因斯坦于1915年以几何语言建立
而成的引力理论，统合了狭义相对论和牛顿的万有引力 定律，将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的 时空。
时空可以不是平坦的，而是弯曲的。足够的质量能改变和扭曲时空
爱因斯坦根据相对 论的观点提出质能转换 理论后，曾致信美国总 统罗斯福，建议美国研 制原子弹，以便在二战 中尽快战胜法西斯国家 。1945年8月，美国先 后在日本的广岛、长畸 投下两颗原子弹，加速 了日本法西斯的投降， 但对无辜平民的伤害也 同样令全世界震惊。
普朗克是近代伟大的德国 物理学家，量子论的奠基人， 1858年4月23日生于基尔。 1879年普朗克在慕尼黑大学获 得博士学位后，先后在慕尼黑 大学和基尔大学任教。1900年， 他在黑体辐射研究中引入能量 量子。 1905年，爱因斯坦据 此提出光子说，把普朗克的量 子理论推进了一大步，并用以 解释光电效应。
25课 现代科学革命
相对性原理： 时间、空间、运动、质量
是相对的，可以相互转化
光速不变原理
二、现代科学革命——物理学革命（20世纪）
1、相对论的创立——爱因斯坦 （1）相对论的提出 （研究高速运动物质） 1905年提出匀速运动体系的狭义相对论 1916年提出加速运动体系的广义相对论 （2）内容 时间、空间、运动、质量 相对性原理： 是相对的，可以相互转化
①建立在绝对时空观的理论之上 经典力学无法解释物理学研究中遇到的一些新问题： ②适用的范围主要是人们日常生活中的物理现象 ①高速运动中的物理现象 ②微观粒子的运动
二、现代科学革命——物理学革命（20世纪）
1、相对论的创立——爱因斯坦 （1）相对论的提出 1905年提出匀速运动体系的狭义相对论 1916年提出加速运动体系的广义相对论 （2）内容
1、相对论的创立——爱因斯坦 2、量子论的创立与发展 普朗克提出量子假说 （1）创立： 量子力学建立 爱因斯坦提出 （2）发展： 光的量子理论 （研究微观粒 子运动规律） 玻尔提出 原子的量子理论 （3）意义 微观世界 宏观世界 人类对客观规律的认识： 带来许多划时代的技术创新： 半导体、激光器等 直接推动了社会生产力的发展，从根本上改 变了人类的物质生活
二、现代科学革命——物理学革命（20世纪）
1、相对论的创立——爱因斯坦 2、量子论的创立与发展 （1）创立：普朗克提出量子假说
普朗克（1858—1947）生于德国基尔。 1879年普朗克在慕尼黑大学获得博士 学位后，先后在慕尼黑大学和基尔大 学任教。由于量子论创立，普朗克获 得1918年诺贝尔物理学奖。普朗克诚 恳，忠于职守，他的 业余爱好是音乐， 在这方面表现了专业艺术才干；另一 项业余爱好是他一直坚持到晚年的登 山运动。
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狭义相对论和广义相对论统称相对论。 如何理解相对论？ 在相对性原理中，爱因斯坦认为时间、运动、质量 不是绝对的，而是相对的。 光速不变原理则认为光的传播速度在任何条件下都 是不变的。
“相对论”妙解
有一次，群众包围了从德国移居美国的科学家爱因斯 坦的住宅，要他用“最简单的话”解释清楚他的“相 对论”。当时，据说全世界只有几个高明的科学家看 得懂他关于“相对论”的著作。 爱因斯坦走出住 宅，对大家说：“比方这么说——你同你最亲的人坐 在火炉边，一个钟头过去了，你觉得好像只过了5分 钟！反过来，你一个人孤孤单单地坐在热气逼人的火 炉边，只过了5分钟，但你却像坐了一个小时。——唔， 这就是相对论！”
第25课 现代科学革命
一、经典物理学的危机
1、17—19世纪牛顿经典 完善、成熟 力学日趋___________。 2、 19世纪末以牛顿力学 为基础的经典物理学无法
物理学的新发现 解释_____________而陷
入危机(相对论和量子理论 出现的背景 )
二、爱因斯坦与相对论
1879年，阿伯 特· 爱因斯坦 (Albert Einstein) 出生在德国西南部 古城乌耳姆的一个 犹太人家庭。父亲 是个电工设备店店 主。母亲是个有成 就的钢琴家。
基础： 相对论与量子论 意义： 构成；弥补改变；物理学与思维
△物理学的发展给了我们什么样的启示？
积 追 求 敢于质疑 淀 科 勇于创新 人 文 学 精 实践出真知 底 蕴 神
背景：经典物理学的危机 现 相对论 代 科 内容 学 （两大支柱） 革 量子论 命 内容：狭义相对论与广义相 对论；相对性原理与光速不 变原理 意义： 历程：普朗克的量子假说， 爱因斯坦的光的量子理论； 玻尔的原子 意义： 影响：构成了现代物理学的基础， 改变了人们看世界的角度和方式， 对人类的思维产生了影响
6、称为物理学领域最伟大革命成就是（
）
A、牛顿力学体系创立 B、爱因斯坦相对论的提出
C、海王星、冥王星的发现 D、普朗克提出量子假说 7、相对论两个基本原理是： ①相对性原理 ②质量守恒定律 ③光速不变理论 ④ 万有引力定律（ ） A、①③ B、②④ C、②③ D、①④
8、下列有关爱因斯坦的相对论力学与牛顿力学关系 的表述，比较准确的是（ ）
加热到不同温度的物体发出不同颜色的光
2、背景：
•1900年，普朗克为了克服经典物理学对热辐射现 象解释上的困难，量子假说。
量子论的发展
过程： 普朗克的量子假说；
爱因斯坦提出光的量子理论
玻尔提出原子的量子理论；
研究微观粒子运动规律的量子力学建 立起来了
量子论的意义
地位： 20世纪最深刻最有成就的科学理论之 一，对微观世界认识有了革命性的进 步。
• • • • • • • • • •
4、下列表述不正确的是 A、牛顿创立的经典力学是经典物理学的基础 B、经典物理学所适用的主要是日常生活中的物理现象 C、相对论的提出证明经典的物理学是完全错误的 D、量子理论使人类对微观世界的基本认识有了革命性 的进步 5、海王星的发现是根据 A、哥白尼日心说的推算 B、牛顿理论的推测 C、法拉第演说计算 D、爱因斯坦对时间、空间属性的揭示
课堂小结:
•1、爱因斯坦相对论的提出是物理学领域的一场重大 革命，主要是因为 ①否定了经典力学的绝对时空观 ②揭示了时间、空间并非绝对不变的本质属性 ③打 破了经典力学体系的局限性 ④使人类对客观世界的 认识开始从宏观世界深入到微观世界 •A ①②③ B ②③④ C ①③④ D ①②④ •2、 现代物理学的基础是 •A、牛顿力学 B、相对论 •C、量子假说 D、量子理论、相对论 3、下列哪一理论的提出，使人类对微观世界的基本认识 有了革命性的进步（ ） A、自由落体运动规律的提出 B、相对论的提出 C、量子论的提出 D、万有引力定律的提出
课堂小结
（1）相对论的背景、内容、意义？
背景： 内容：
意义：
经典物理的日臻完善；19世纪经典物理学的危机
相对性原理、光速不变原理 对物理学；对人的思维
（2）量子论的背景、内容、意义？
背景： 内容： 意义： 经典物理学的危机；热辐射的疑点
量子假说、光的量子理论、原子的量子理论
地位；对社会
（3）现代物理学的基础及历史意义？
A、前者否定后者 C、前者解释后者 B、前者概括后者 D、前者发展后者
9、经典力学与中世纪的自然观和方法论相比， 最显著的特征是 ①注重实验 ②数学化 ③体现微观世界 ④经验法 A. ①② B. ①③ C. ②③ D. ①②④
A
10、下列物理学成就取得的先后顺序排列正确的 是 ①落体定律 ②万有引力定律 ③狭义相对论 ④量子论 A. ①②③④ B. ①③②④ C. ②①④③ D. ①②④③
1.提出： 德国物理学家普朗克
普朗克（1858—1947年）， 德国物理学家、哲学家，量 子理论的奠基人，1879年在 慕尼黑大学获得博士学位后， 先后在慕尼黑大学和基尔大 学任教授。1888年任柏林大 学理论物理研究所所长。他 在物理学上最大的贡献是 1900年提出辐射量子假说。 并因此获得1918年诺贝尔物 理学奖。
音乐和物理伴随 爱因斯坦的一生
作为科学家的爱因斯坦，他是窥见上帝秘密的人；
作为思想家的爱因斯坦，他是窥见人间秘密的人。
二、爱因斯坦与相对论
1、相对论的提出 1905年提出匀速运动体系的狭义相对论； 1916年提出加速运动体系的广义相对论。 2、主要内容： 相对性原理和光速不变原理。
相对论的两个基是多方面的，最重要的 是在力学方面，下面关于牛顿的表述不正确的 是( ） A.除了在力学方面的重大贡献外，还是微积 分的发明人之一 B.著有科学巨著《自然哲学的数学原理》 C.他推测出了海王星和冥王星的存在 D.他提出了三大定律和万有引力定律
C
• 3、相对论的意义： （1）物理学最伟大的革命
• （2）解决了经典物理学的危机，创造了一个全新的 物理学世界，极大地扩展了物理学的应用的领域。 • （3）打破了经典物理学绝对化的思维模式，为人们 提供了辩证看待世界的途径。
由于相对论的观点与人们的日 常经验不太一致，甚至有着尖锐的 冲突，相对论从一开始就受到包括 一些科学家在内的很多人的反对。 1921年爱因斯坦获得了诺贝尔奖， 当时不少德国的诺贝尔奖获得者威 胁说，如果给相对论授奖，他们就 要退回已获得的奖章，结果评选委 员会只好让爱因斯坦作为光电效应 理论的建立者得奖，相对论始终没 有获得诺贝尔奖。但相对论在物理 学上却非常合理且为实验所证实。
• 相对论构成了现代物理学的两大支柱之一.
那么,现代物理学的另一个支柱又是什么呢? 量子理论是现代物理学的另一大支柱。
能力提升
爱因斯坦相对论与牛顿经典力学的关系：
部分否定： 否定了牛顿绝对时空观，提出时间和空间不是 绝对不变的，是相对的。
继承发展： 牛顿力学是相对论力学低速状态时的一个特例。
二、量子理论中的微观世界
社会：
推动了生产力发展，根本上改变了人 们的物质生活。
现代物理学兴起的重大意义
构成
1.量子理论和相对论一起，共同构成了现代物理学 的基础。
弥补、改变
2.量子理论和相对论弥补了经典物理学的不足，大大开 阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。
物理、思维
3. 不仅对物理科学本身，对自然科学，而且对整个人 类的思维都产生了不可磨灭的影响。