科学技术概论

导论一、科学的四个特征：1.是放映客观食物和规律的知识和知识体系；2.是探索客观事物及其规律的活动；3.是一种社会建制；4.是一种知识形态的生产力。二、技术的定义：是人类对自然和社会进行有目的的改造和控制活动。特征：1.既具有自然属性又具有社会属性；2.具有工具性与价值负载性；3.功能具有两面性。三、科学与技术的关系：科学与技术存在密切的联系，同时，科学与技术既具有一些共同特征，又有显著的差别。相同点：科学与技术都是人类的理性创造活动及其成果，都放映了人对自然的对象性关系，都属于历史的、发展的范畴。不同点：技术是一种广义的知识体系，与科学具有不同的知识结构和行为特征；科学更多地体现者人对于自然的认知和理解，更侧重于认识自然，技术更多地反映者人对自然的改造和控制，更侧重于为了特殊的目的而改造自然。随着发展，近代科学和技术加快了融合的速度，出现“一体化”特点。四、列举中国古代科技成就的5个领域的每一个中两个提出成就：1.数学：在公元前14世纪商朝使用十进位制；公元5世纪初，祖冲之父子算出圆周率在3.1415926到3.1415927之间，保持了千年之久。2.天文：中国人提出了一种早期的无限宇宙概念；中国人发展了数值计算天文学和星表。3.地学：《水经式》出于唐代，是我国第一部国家级水法；《山海经》由《山经》、《海经》和《大荒经》三部分组成，其中《山经》成书最早，科学价值最大，是我国现存最早的地理著作。4.农学：在春秋战国时期开始使用铁农具和牛耕；宋朝秦观著《蚕书》，是中国保存下来最早的蚕桑业专著。5.医学：《黄帝内经》是最早的医学经典；《神农本草经》是中国最早的药物学专著。第一章近代自然科学的初步发展一、近代自然科学初步发展在14-15世纪，地点是欧洲。二、近代自然科学初步发展的原因：文艺复兴的思想解放；宗教改革；手工业发展；航海；东西方交流。三、地心说强调以地球为中心，日心说强调以太阳为中心。四、近代科学和第一次大综合以牛顿的地面运动三大定律和万有引力定律为标志。五、近代科学方法有：实验归纳法；数学演绎法；数学与实验相结合的方法；牛顿的科学方法；形而上学的机械唯物注意自然观。第二章第一次产业技术革命一、第一次产业技术革命从英国开始，17世纪中叶。二、第一次产业技术革命产生的原因：思想解放；宗教改革；生产的发展；城市化运动；殖民扩张。三、第一次产业技术革命的源头：纺织技术；飞梭和珍妮纺车。四、第一次产业技术革命的标志是蒸汽机的发明的应用。五、第一次产业技术革命涉及的领域包括：纺织工业；钢铁工业；蒸汽机的发明应用；煤炭工业等。第三章近代自然科学的全面发展一、康德-拉普拉斯星云假说：太阳系及其行星都有一个历史的演化过程，它们是由原是弥漫物质星云逐渐凝聚而成，不断收缩的星云中心部分凝聚成太阳，大体在同一平面上的环状弥漫星云物质收缩凝聚成了行星。二、能量守恒定律：各种能量都是相互联系的，可以在一定的条件下相互转化，这种转化在数量上是守恒的。三、近代自然科学全面发展中物理学的进展包括：能量守恒定律的发现和热力学、电磁现象的研究，光的波动说的复兴。四、近代自然科学全面发展中化学的进展包括：原子分子轮；有机物的合成和有机结构理论；元素周期表。五、近代自然科学全面发展中生物学的进展包括：细胞学说；生物进化论的诞生。六、生物进化论的两个基本思想是：用进废退；获得性遗传。第四章第二次产业技术革命一、第二次产业技术革命从德国开始，19世纪中叶。二、李比希学派在教育上的重大贡献是：在大学中建立教学科研用实验室。三、第二次产业技术革命在德国的主要领域有：化学工业的兴起，内燃机的发明和利用；电力技术革命。四、第二次产业技术革命中美国兴起的原因有：重视农业；加强工农业联系；基础设施建设先行；组织创新；加强科技与经济的结合；引进与创新相结合；管理出效益。第五章物理学革命及其影响一、侠义相对论的两条原理是：光速不变原理；狭义相对性原理。二、侠义相对论的主要结论有：尺缩效应；钟慢效应；思维时空；新的速度变换公式；物体质量随欲动速度增加而增加；质量与能量之间的内在关系。三、量子力学在以下四个方面取得巨大成就：量子学说的提出；光的波粒二象性的发现；关于院子结构问题的探索；物质波概念的提出。四、现代化学理论的新发展包括：元素周期理论的新发展；现代化学键理论。第六章宇观世界探索一、宇宙的哈勃半径为：1.3*10的10方LY。二、大爆炸宇宙模型的描述为：宇宙为原始火球。球内充满辐射和基本粒子，这些基本粒子相互发生核聚变反应，引起爆炸向外膨胀，辐射温度和物质温度急剧下降，核反应停止，期间产生的各种元素形成今天宇宙中的各种物质。三、黑洞：恒星到晚年的归宿，它的质量是太阳的3-50倍。天文学家认为，黑洞是这样的一种时空区域：在其表面连光也无法逃离其引力的束缚。四、研究太阳的双重意义是：太阳给地球和人类以能量，是人类生存不可或缺的，可以了解人类的环境；太阳在宇宙钟是一颗普通的恒星，研究它对整个宇宙的研究有普遍的指导意义。第七章深入微观世界和追求物质统一性一、19世纪末，物理学的三大发现是：X射线，天然放射线，电子。二、人类已经发现自然界中存在四种力：强力，弱力，万有引力，电磁力。三、基本粒子的性质有:质量，寿命，电荷，自旋等。四、基本粒子按其作用方式分为：强子，轻子，传播子。第八章地球系统科学、生态学和环境科学一、地球系统科学的定义：将地球大气圈、水圈、岩石圈、生物圈作为一个相互作用的系统，研究其间的物理的、化学的和生物的过程，并和人类生活、生产联系起来，认识现状和过去，预见未来。二、生态学定义：是研究生命系统和环境系统之间相互作用的机理、规律的科学。三、环境科学定义：是研究人类活动和环境质量关系的科学。（宏观上和微观上P141）四、地球系统科学研究的三个层次是：全球变化；区域模型；宏观调控。五、何谓温室效应：指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，就是太阳短波辐射可以透过大气射入地面，而地面增暖后放出的长波辐射却被大气中的二氧化碳等物质所吸收，从而产生大气变暖的效应。六、简述一个自然界中的一条较完整的生态食物链;草-蝗虫-青蛙-蛇-鹰七、生态学研究的三个主要方面：作为生物学的一个分支学科，生态学研究生物与环境、生物与生物之间的相互关系；生态学主要以种群、群落和生态系统的研究为核心；随着全球环境问题日益受到重视，全球生态学应运而生，并正在成为人们关注的领域。八、环境科学研究的内容是：探索全球方位内自然环境演化规律；揭示人类活动和自然环境的关系；考察环境变化对人类生存的影响；研究区域环境污染综合防治的技术；加强最自然系统的研究。第九章生命科学与智能探索一、现代生命科学包括：现代遗传学；分子生物学；神经科学等。二、基因理论的主要内容：基因存在生命体中；基因能产生同样的基因，遗传功能；在一定条件下，基因可能变异：进化。三、生命起源中的自然发生说认为生命来源于（非生命）。其进化过程为：无机物-有机小分子物质-生物大分子物质-多分子体系-原始生命。目前的科学发展已制成人造（生物大分子物质）。四、恩格斯提出：人类超越动物界过程中的作用表现在：劳动促使古猿直立行走；劳动促使古猿的前爪转变为人手；在劳动中产生了语言；劳动推动了人脑的形成和发展；劳动发明了用火，最终把人同动物分开。第十章系统科学与探索复杂性一、系统科学的定义：是分析与综合渗透的研究方法，包括物理学、化学、生物学、心理学、社会学和医学、工程等领域的系统方法、原理和技术等研究。二、系统的定义：是存在于一定环境之中，由若干相互联系、相互作用的要素所构成的具有特定功能的整体。三、按组成要素系统可分为：自然系统，人工系统，复合系统。四、按时空状态分：动态系统，静态系统。五、按与外部环境的关系分：开放系统，封闭系统。六、系统结构与功能的关系：功能是结构的表现，结构是功能的基础，结构于内，功能表现于外。七、系统论的基本原则是：整体性原则，层次性原则，有序性原则，开放性原则。八、霍乐提出三维系统方法指：逻辑维，时间维，知识维。九、控制论定义：是研究各类系统的调节和控制规律的科学。十、反馈的定义：是指系统输出的全部或一部分，通过一定的途径返回到输入端，从而对系统的输入和再输出市价影响的过程。十一、信息论研究的范畴：“信息”是信息论的核心范畴。十二、信息的特点：信息不能离开物质而独立存在；信息的作用和价值往往受到接受者主观因素的制约和影响；信息不但具有可识别性、可传输性、可存贮性等，更重要的是，信息具有可分享性。十三、控制论与信息论的主要方法有：反馈法，功能模拟法，箱方法，信息方法。第十一章当代高技术的崛起及其特点一、高技术定义：是指基本原理主要建立在最新科学成就基础上的技术；是“尖端”的、“前沿”的、“先进”的技术；是从经济角度对一类产品、企业或产业的评价术语，凡是技术所占比重超过一定标准获比例时就可称为高技术产品、企业获产业。二、目前公认高技术的领域：电子信息技术，新材料技术，新能源技术，生物技术，海洋技术，空间技术。三、当代高技术发展的原因：1.源于现代自然科学的突破性发展；2.社会的需要推动了高技术的发展；3.军事的需要刺激了高技术的发展；（20世纪中叶以来高技术史无前例的崛起，从根本上说是源于现代自然科学的突破性发展；社会的需要直接构成了当代高技术产生与发展的根本动因；20世纪以来，世界范围内的战争与军备竞赛，刺激与加速了高技术的产生与发展。）四、高技术的特点：高群落；高智力；高投资；高风险；高收益；高竞争；高渗透；高战略。第十二章计算机技术一、第一台电子计算机诞生的时间是：1946-2-15.二、冯·诺依曼给出的计算机原理与结构的主要内容：5大部件，二进制，存储程序控制。三、第一代计算机：真空管；第二代：晶体管；第三代：集成电路；第四代：大规模集成电路。第十三章生物技术一、生物技术包括：酶工程，发酵工程；基因工程；细胞工程。二、酶工程定义：是在一定的物质反应装置内，利用酶的催化作用，将相应原料快速高效地转变为人类所需产品的一门技术。发酵工程定义：是指采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术。基因工程定义：是一种将不同生物的遗传物质DNA，按照人们的意愿，在体外或体内进行人工剪切和拼接，然后通过一定的载体，再转入到所操作的生物体中，使其在所操作的生物体细胞中得到表达，从而生产出人们所需要的产品，或创造出人们所需要的新的生物类型的技术。细胞工程定义：是一门在细胞水平上利用生物、改良生物和创造新生物的技术。三、酶的特性：高效，专一，反应后性质数量都不变化，在常温常压下进行。四、酶工程主要包括：酶的生产和分离技术，固定化酶技术，酶应用技术。五、发酵工程四部曲：1.选取发酵原料及对原料进行预处理；2.发酵过程准备；3.发酵过程；4.对发酵产品进行分离和提纯，以获得符合要求的发酵产品。六、细胞的全能型：指细胞经分裂和分化后仍具有形成完整有机体的潜能或特性。七、简述当前的一项应用的生物技术：生物医药中的基因疗法，就是人为地有目的地对人体DNA或RNA进行处理。P245-248第十四章新材料、新能源技术一、现代文明的三大支柱：能源，材料，信息。二、当代新材料包括：新型金属材料、高分子合成材料、复合材料、新型无机非金属材料、光电子材料和纳米材料等。三、高分子合成材料包括：合成橡胶，化学纤维。四、新型无机非金属材料包括：工业陶瓷、光导纤维和光导材料。五、新能源有：太阳能，风能等。特点：多，无污染，采集难度大。六、论述核能开发与核安全关系：面对当今能源危机，只有核能是一种既清洁又安全可靠，且经济上最具竞争力的最现实的替代能源。核能开发将成为21世纪人类应对能源危机和实现经济可持续发展的必然选择。虽然核能具有来源丰富、安全、清洁、高效等明显优点，但是核能开发仍然可能对环境造成严重的污染，对人类社会造成重大损害。因此，在核能开发的同时，我们要关注核安全，避免发生历史上的核安全事故（美国核电站失水事故，前苏联核电站泄漏放射性物质，日本地震海啸导致核电站爆炸）。核能