现代科学技术概论复习重点

现代科学技术概论复习重点绪论科学技术的含义、结构和功能第一节科学技术的含义1、科学：有两个维度，一个维度是知识倾向，一个是活动倾向。科学是一种反映客观事实和规律的知识与知识体系及其相关的活动事业。包括四层含义：一、科学是一种反映客观事实和规律的知识。二、科学是一种知识体系。三、科学是一种探求真理推进知识的活动。四、科学是一项复杂的社会事业。2、技术：通常被认为是为达到某种目的而采取的手段和方法。狄德罗的技术构成的四个要素：目的性、规则性、“工具”性、“体系”性。两个属性：一、它是物质因素和精神因素相互作用的产物，也就是知识、经验和技术同一定的物质手段相结合的系统体现.二、技术是现实的生产力，它渗透于生产力的各个要素之中，因此也可以说，生产力的各个要素，实际上不过是技术的不同表现形态而已。3、科学与技术的差别：一、任务和形态不同。二、研究过程和劳动特点不同。三、社会功能和价值标准不同。联系：一、根本目标的一致性。二、科学和技术互为前提。三、互相渗透。第二节科学技术的体系结构1、研究的分类：基础研究、应用研究、开发研究。基础研究：基本目标是推动科学认识的发展。它分：纯基础研究、定向基础研究。应用研究：是运用基础研究成果和有关知识为创造新产品，新方法、新技术和新材料的技术基础所进行的研究。是一个国家综合实力的主要标志。开发研究：是利用基础研究、应用研究的成果和现有知识，为创造新产品、新方法、新技术、新材料以及生产产品或工程任务所进行的技术研究活动。标志着一个国家或企业创新和开发新产品的能力。2、科学的分类：基础科学（是对客观世界基本规律的认识，是现代自然科学的基石）、技术科学（是研究如何将基础科学中的理论用于解决生产实践中的问题）、工程科学（是研究基础科学和技术科学如何转化为生产技术、工程技术和工艺流程的原则与方法，为改造世界提供手段的科学）。3、技术的分类：实验技术（分力学实验技术、物理实验技术、化学实验技术、生物实验技术）、基本技术（分广义机械技术、广义物理技术、广义化工技术、广义生物技术）、产业技术。技术的特性：一、整发育性。二、内对应性。三、自相关性。第三节科学技术的社会功能1、科学技术的功能：认识世界、改选世界（发展生产力和变革社会）2、社会变革功能的实现方法：一、通过提高生产力的发展，为社会变革提供物质基础和手段，特别是生产效率的提高、物质财富的积累、技术手段的更新，为社会的全面变革提供了源源不断的动力。二、通过提高劳动者素质，调整产业结构，变革生产关系。三、通过与先进社会意识的结合变革上层建筑。四、通过改进生活基础来变革人类的进化方式。第一章古代科学技术古代科学技术:指近代科学产生之前世界各文明古国所产生的科学技术,它包括东方四大文明古国、古希腊、古罗马和古阿拉伯的科学技术知识。第一节科学技术知识的萌芽1、火的使用对人类的作用：一、人类的体质得到加强，大脑进一步发达。二、改善了居住条件，扩大了生存范围。三、为生产提供帮助。四、为社会发展创造了条件。第二节古代中国的科学技术1、古代科学技术的成就：陶瓷—从陶器到瓷器从青瓷到白瓷再到彩瓷。丝织技术—染色、印花技术、纺织技术，丝绸之路。建筑技术—万里长城、赵州桥、宗教建筑、历代皇宫、寺释迦塔、李成《营造法式》。四大发明—造纸、印刷术、火药、指南针。农学—汜胜《汜胜之书》、贾思勰《齐民要术》、《农书》、《王祯农书》、《农政全书》。中医药学—扁鹊《黄帝内经》、张仲景《伤寒杂病论》、《神农本草经》、李时珍《本草纲目》。天文—观测仪器。数学—《周髀算经》、《九章算术》、《黄帝九章算法细草》、《数书九章》。第三节古希腊罗马的科学技术1、技术：种葡萄酿酒，种橄榄榨油，铁器广泛使用，建筑技术别具一格，机械制造—阿基米德、希罗《机械术》。手工业—万神庙。2、科学：数学—平行四边行、三角形、圆、球和多面体的许多定理，包括勾股定理。亚里山大《几何原本》、阿波罗尼《圆锥曲线》、刁番都《数论》3、天文学：宇宙模型的构思。4、医学：开始研究人体解剖5、生物学：开创了生物学分类之先河。第四节古代阿拉伯的科学技术拉伯的贡献：一、把古印度的十进制位值记数法传遍欧洲，演变为“阿拉伯记数法”，研究了许多代数方程的解法，把三角形看作是数学的一个分支来研究，证明了许多三角形的基本公式，为三角学的建立与发展奠定了基础。二、编制了许多天文表和星图，在西方也很有影响。三、建立了自己的医学体系。四、《光学》成为古代物理学最重要的著作之一。五、炼金术使它向实用化学发展。第二章近代科学技术第一节近代科学技术的兴起1、兴起的意义：对中世纪窒息科学的反叛，航海探险与近代科学的登场，文艺复兴与近代科学的崛起。2、文艺复兴运动：以复兴古希腊文化和艺术为旗帜，但绝非是复兴古典文化，而是新时代思想的启蒙。3、意义：一、推动了西欧各国的宗教改革，打击了罗马教会的权威，冲破了神学的桎梏，解放了人们的思想，为近代科学的崛起营造了民主的学术气氛，并提供了唯物主义的认识方法。二、大批希腊的古典著作和优秀思想得以进一步传扬，鼓起了人们彻底摆脱传统观念而倡导理性思考的勇气，给近代科学的诞生提供了丰富的思想养料。三、涌现了一大批文学家、艺术家和思想家。第二节近代科学技术革命1、哥白尼日心体系——太阳是宇宙的中心，行星都绕太阳运转，地球是围绕太阳运转的一颗普通行星，本身在自转着；月球是地球的卫星，地球带着月球绕日运行，行星在太阳系中的排列次序是土、木、火、地、月、金、水，它们的绕日周期分别为30年、12年、2年、1年、几个月；处在这些行星中心的是太阳。2、哈维的血液循环论——血液在人体中沿着一个闭合的路线作循环运动；人体动脉和静脉的末端必定有一种微小的通道把二者沟通，才使得从右心室输出的静脉血经过肺部变为动脉血到达全身，再沿静脉回到心脏，心脏是血液循环的动力，它收缩时将血液排出，舒张时血液流入，犹如一个水泵不断推动着血液运动。3、机械自然观的形成及影响：由于牛顿创立了经典体系，故后人干脆将经典力学称为：“牛顿力学”，并出现了一种思潮，力图将力学的规律和它对自然现象的说明方法推广到一切自然研究活动中去，推广到所的科学领域中去，由此产生了机械自然观。首先，它认为所有物体运动变化的原因都在物质外部，都是由于力的存在和作用，所以出现了在许多学科中滥用“力”这一概念的现象。其次，机械自然观主张所有的运动变化只能引起量变，而不可能发生质变，机械力学是全部科学的基础，各种运动变化都可以用机械力学来说明，以至在生物学中出现了“动物是机器”、“人是机器”这种把高级运动形式归结为低级运动形式的生命观。最后，人们运用牛顿运动定律可以从物体的初始运动状态之间具有确定的、必然的因果联系，根据这一情况，一切自然现象中都能找到这种因果联系，建立类似力学运动的物理模型。4、蒸汽机的社会价值：燃料业、冶金业、机器制造业、交通运输业和其他工业部门迅速发展，形成了一个以蒸汽动力技术为核心的近代工业技术体系。从此，机器大工业代替了工场手工业，进入了社会化生产，实现了以蒸汽机的应用为标志的第一次技术革命，极大地改变着整个社会的面貌。5、伽利略是经典力学的奠基人，近代科学方法的创立者，研究欧几里德几何学和阿基米德物理学，制成了世界上第一架天文望远镜。写成《星际信使》一书，发表《关于勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。发现了自由落体定律、惯性原理和抛射体的运动规律。被称为近代科学之父。6、万有引力：太阳系中任何两个天体间存在着相互吸引的作用力，并且这一引力也存在于地面的任何两个物体之间。这一引力的大小不仅与物体间的距离平方成反比，而且与两物体的质量的乘积成正比——万有引力定律。7、第一次技术革命又称第一次工业革命，英国，18世纪30年代——19世纪40年代。以蒸汽机的发明和广泛使用为主要标志。1733年，约翰凯伊，织布飞梭；1764年，哈格里沃斯，珍妮纺车；1768年，阿克莱，水车纺纱机。1690年，巴本，活塞蒸汽机；1705年，纽可门，大气压力活塞式蒸汽机，瓦特，分离冷凝器，瓦特蒸汽机，8、牛顿：牛顿环，巴塞林：双折射现象，托马斯扬：光是横波的观点，解释了光的折射、干涉和偏振现象。伽伐尼：发现电流的存在，标志着在静电之外开辟了动电即电流研究的新领域。伏特：伏特电池。欧姆：发现了电位差、电流强度和电阻之间的定量关系，（欧姆定律）。19世纪，电流磁效应和电磁感应定律的发现，导致了电磁学的建立。麦克斯：把电、磁、光统一起来，实现了物理学理论上的又一次大综合。皮克西：第一台永磁式直流发电机。西门子：自激式直流发电机。格拉姆：环形电枢直流发电机。莫尔斯：有线电报。贝尔：电话。爱迪生：白炽灯。马可尼与波波安：无线电通信。第三节近代科学的全面发展1、数学：变量数学的产生，费马、笛卡尔独立的创立了解析几何。概率论的创始人是费马和惠更斯，微积分的奠基人是牛顿和莱布尼茨，黎曼发展了罗氏几何，创立了黎曼几何。2、拉瓦锡提示了燃烧和空气中氧的真实联系，提出来燃烧的氧化学说，出版了《化学纲要》。道尔顿引入了化学元素原子量的概念。维勒用无机物合成了有机物—尿素。凯库勒奠定了原子价理论的基础。门捷列夫发现63种化学元素，提出元素周期律。3、对分类学发展作出重大贡献的是瑞典生物学家林耐，出版了《自然系统》，形成“林氏24纲”。拉马克出版了《动物学哲学》，达尔文《物种起源》，施莱登《论植物的发生》，施旺提出了细胞学说。4、赫歇尔制造了望远镜，记录了3000多颗恒星，发现了天王星和它的两颗卫星，还发现了土星的两颗卫星。勒维耶发现了海王星，康德《自然通史和天体论》，拉普拉斯出版《宇宙体系论》，赖尔的《地质学原理》。5、近代科学中理性要素的增长：一、自然科学由经验向理论的转化（一方面，19世纪的科学家们在各个学科领域对大量实际的经验材料了整理、加工和改造，在此基础上又进行了理论分析和综合概括的工作；另一方面，技术革命为科学实验提供了更强大的物质手段，使实验研究在更多的领域和更广的范围内展开），二、科学技术的社会化（首先是科学教育体系和研究组织在政府的控制和掌握下建立起来了；其次是科学社团的完善），三、科学自然观和方法论的确立。第三章现代物理学第一节19世纪末物理学的三大发现三大发现的意义：它使传统的物理学观念受到了挑战，不仅原来的原子不可分学说由于电子的发现而必须摒弃，而且过去认为一种元素不可能转为另一种元素的观点，也因为现在看到放射性元素在放出某种射线后就逐渐转变成一种元素的事实而应该予以推翻。它标志着人们对物质结构的认识进入了一个新层次，经典物理学理论正遭受着巨大的冲击。第二节相对论物理学1、狭义相对论的基本原理：一、相对性原理，二、光速不变原理。基本观点：空间和时间并不是互不相干的，而是存在着本质的联系；空间和时间都同物质的运动变化有关，并随物质运动的速度变化而变化；对于不同的惯性系，时间与空间的量度不可能是相同的。推论：1、一个物体相对于观察者静止时，它的长度测量值最大。2、运动的时钟变慢。3、在任何惯性系中，物体的运动速度不能超越光速。光速是物质运动的极限速度。4、如果物体运动速度比光速小很多，相对论力学就还原为牛顿力学。2、广义相对论：物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的，空间弯曲的程度（曲率）取决于物质的质量及其分布状况；空间曲率体现为引力场的强度。它实质上是一种引力理论，认为万有引力的产生由于物质的存在和一定的分布状况使时间和空间的性质变得不均（即时空弯曲）所致。第三节量子力学与物质结构理论1、黑体：指能全部吸收外来电磁辐射无反射和透射的理想物体，它也被称为“绝对黑体”。2、量子力学：波动力学和矩阵力学二者的等价性，两种理论实际上是一种理论的两种不同形式的表述，接着他们又通过数学方法将这两种表述方式统一起来，建立起完整的理论体系，统称量子力学。它不仅把粒子和波作为物理学所研究的物质实在最终统一起来，而且抛弃了经典力学的机械决定论，彻底改变了对微观客体运动的描述，为人们进一步探索微观世界的物质运动提供了有力的武器。3、玻尔的原子模型成功的解释了原子的稳定性和原子光谱的分立性，摆脱了卢瑟福模型所遇到的困难，