现代自然科学中的基础学科

现代自然科学中的基础学科钱学森钱学森的主要科学成就•钱学森.中国科学家，火箭专家，•1911年12月1日生于上海，3岁时随父来到北京，•1934年毕业于上海交通大学机械工程系，•1935年赴美国研究航空工程和空气动力学•1938年获加利福尼亚理工学院博士学位。后留在美国任讲师、副教授、教授以及超音速实验室主任和古根罕喷气推进研究中心主任。•1950年开始争取回归祖国，受到美国政府迫害，失去自由，历经5年于1955年才回到祖国，•1955年初冬，刚刚冲破美国当局阻挠回到祖国的钱学森，来到哈尔滨军事工程学院参观。院长陈赓大将问他：“中国人能不能搞导弹？”钱学森说：“外国人能干的，中国人为什么不能干？难道中国人比外国人矮一截？！”就这一句话，决定了钱学森从事火箭、导弹和航天事业的生涯。•1958年起长期担任火箭导弹和航天器研制的技术领导职务。•2009年10月31日8时6分因病在北京逝世，享年98岁。整体认知•本文是一篇事理说明文。•钱学森1977年12月9日在《人民日报》上发表《现代科学技术》一文，文章由引言和五个部分组成，《现代自然科学中的基础学科》节选自其中的第三部分。这一部分指出了现代自然科学的特点，简要地介绍了现代自然科学体系的构成，重点介绍了化学、天文学、地学、生物学的发展和它们跟物理、数学的关系，从而强调物理和数学这两门根本的基础学科在现代自然科学体系中的重要位置。理清结构，把握思路•全文可分为三个部分。第一部分（1-2）指出现代自然科学的重要特点，说明数学、物理是六门基础学科中的最基础的学科。第二部分（3-6）分别介绍化学、天文学、地学和生物学的发展，解说它们与物理、数学的密切关系，证明物理、数学在现代自然科学体系中的基础地位。第三部分（7）进一步指出物理、数学是现代自然科学体系中根本的基础学科，归结现代自然科学体系的构成。具体感知第一部分（1-2）•第1段，作者从纵横两个方面阐释现代自然科学特点：事物和现象的变化发展过程（纵）现代自然科学研究事物相互之间的关系（横）这就使现代自然科学与过去只是孤立地研究个别事物的现象的自然科学有本质的区别。第一部分（1-2）•第2段，从介绍应用科学写起，简单解释了应用科学与基础学科之间的关系，指出是基础学科在现代自然科学体系中的位置使之成为基础，提出了“从严密的综合科学体系讲，最基础的是两门学问”——一门物理，一门数学的见解，以此作为全文的总纲。全文在说明的过程中紧紧扣住作为基础学科的天文、地学、生物、化学四门学科和“最基础的”物理、数学的关系来写，目的就是为了突出物理、数学两门学科的重要性，反映现代自然科学严密、综合的特点。第二部分（3-6）•这一部分是全文说明的重点，分述化学、天文学、地学、生物学四门基础学科的新发展和它们与物理、数学的关系。作者抓住物理和数学是最基本的两门学科这个要点，在依次介绍化学、天文学、地学、生物学这门基础学科时，都作三个方面的阐述：1.研究的内容；2.研究的成果（包括各科研究的新发展和分支学科）；3.研究中对物理和数学的依赖关系。第二部分（3-6）•第3段，作者以现代化学研究的发展为依据，证明现代化学研究对物理和数学的依赖关系。作者指出，就研究内容来说，先是量子化学用量子力学的原理来解决化学问题，使化学变成应用物理的一门学问。就研究成果来说，近来计算化学可以靠电子计算机去计算物质世界里头的原子的运动规律。再展望化学的发展，“有朝一日”，化学研究会主要靠电子计算机计算。作者以研究分子变化的化学与物理、数学的密切关系，证明物理、数学在现代化学研究中的基础地位。第二部分（3-6）•第4段，作者先指出天文学研究的内容，再介绍天文学研究的方法，暗示这些研究都要依靠物理中的光学。后面重点介绍研究成果，以获得这些研究成果的方法，得出“要了解这些天文现象，没有物理学是不行的”结论。第二部分（3-6）•第5段首先指出：“地学也是靠物理”，然后介绍了地学研究理论的三个发展阶段：生物学地球观、化学地球观到物理学地球观。而代表现代地学理论最新成就的物理学地球观的核心——板块理论主要是“根据海底岩石的地磁走向推论出来的”，作者以此证明了现代地学的研究“都要靠物理学”的见解。第二部分（3-6）•第6段，作者指出现代生物学的发展“达到了研究分子的水平”，强调这发展“也要归结到物理上面”。然后，以传统生物学作比较对象，介绍了现代分子生物学“把生命现象看作是分子的运动，分子的组合和变化过程”的理论发展，再以遗传工程的发明建立了一门新的工业为事实依据，证明了物理在现代生物学研究中的基础地位。第三部分（7）•这一部分是对全文的总结，既是对第一部分的强调，又是对第二部分的照应。它和第一部分一样，从现代自然科学纵、横两个方面着眼，说明清楚现代自然科学体系的轮廓和内部层次，突出了现代自然科学的严密、综合的特点，再一次强调物理和数学为现代自然科学体系中根本的基础学科这一核心问题。现代自然科学体系构成图物理学根本的基础学科数学基础学科天文学一般的基础学科地学•现代自然科学生物学工程结构化学工程技术学科电子力学（应用科学）电子技术农业技术说明特色•一、结构严谨、层次分明本文的结构具有总—分—总的特点，先从整体说到局部，再从局部回到整体。第一部分介绍自然科学的重要特点，说明自然科学体系中应用科学与基础科学的关系，是先说整体，第二部分根据这一观点分析六门具体学科，是从整体说到局部，第三部分再总结自然科学体系，从局部回到整体。在分说局部时，又紧扣化学、天文学、地学和生物学各科的研究发展对物理、数学两科的依赖关系，使说明的重点突出。说明特色一、层次分明体现在严密的逻辑顺序上。作者在分述化学、天文学、地学、生物学四门基础学科的新发展和它们跟物理、数学的关系时是依照严密的逻辑关系展开的。尽管作者在第2段中提到“我们一般提六门基础学科：天文、地学、生物、数学、物理、化学“，是依照人们的习惯按”天、地、生、化”来排序，可是在按学科类别分说时，却按“化、天、地、生”的顺序说明，这是依照新兴学科出现的顺序：量子化学出现在三十年代，所以先说化学；射电天文、宇宙线天文的重大发现，板块理论的提出，都发生在五十年代之后，所以再说天文和地学，分子生物学的兴起，尤其是“最近几年”取得进展的“轰动世界”的遗传工程学，是较近的科学发展，所以最后说生物学。这样的顺序安排符合事物发生和发展的规律，是依逻辑顺序进行说明的。说明特色•二、综合运用多种说明方法如下定义、分类别、举例子等。如第5段运用了下定义和分类的方法，第4段运用了举例的方法。比较突出的是运用了下定义的方法。定义有不同的类型。有的是严格的科学定义，也有的是根据中心表达的需要灵活地运用，有所取舍。如物理学的定义，只选取了定义中主要部分“研究物质基本规律”，而舍去了与内容无关的“研究物质基本结构”内容，这样既简略又突出重点。还有的定义只是作了简单的诠释，如对数学的定义就采用简单的说法。说明特色•三、语言准确严谨又平实通俗，切合科普说明文的要求。由于作者是针对公众介绍科学体系的知识，所以还能深入浅出，娓娓道来，语言形象且富有韵味。1.运用习见易懂的表达。如“有朝一日化学研究会主要靠电子计算机计算，而且可以‘设计’出我们要的分子，‘设计’出造这种分子或化合物的化学过程。”这里的“设计”就是使用了读者习见的表达，有助于理解。2.借助于形象来比喻如“中国古书上有所谓客星，实际上就是星的爆发。爆发时亮了，就看得见，天上来了‘客人’；过一段时间爆发过程结束，看不见了，就以为是‘客人’走了。”这里的“客人”形象地表达出了星的爆发的特点。3.利用常识通俗说明如“如中子星，是由中子组成的密度非常大的星，一颗芝麻点大小的中子星物质就有几百万吨重”，就以人们熟悉的事物来突出中子星密度大的特点。