自然辯證法 科學技術哲學講義.doc

科學技術哲學講義 關于本課程的幾點說明：一、課堂紀律和要求：不曠課、不遲到、早退；不做其他事；作好筆記；到課情況要不定期抽查；2次缺課無成績。二、本課采用的教學方法人文素質教育滲透法。三、課外完成一篇3000字的課程論文。選題要求是課程論文對本專業(yè)的一些哲學思考，主要圍繞以下5方面：1、本專業(yè)與其他專業(yè)、學科，與經濟社會的種種關系。2、本專業(yè)發(fā)展史（尤其是轉折點的影響因素：社會需求，基礎學科，相關學科的重大突破，技術手段的重大進步）3、本專業(yè)的方法論研究、手段方法、理論及其變革，思維方法的特點。4、學科前沿問題綜述，學科發(fā)展展望。5、對與本專業(yè)相關的行業(yè)技術管理方面的哲學思考。緒 論一、科學技術哲學的含義、對象、內容和地位1、什么是科學技術哲學？科學技術哲學是關于科學技術的哲學以及與科學技術相關的哲學。或者說是關于科學技術自身和哲學和由科學技術引起的哲學。2、對象（1）自然界的哲學問題（2）科學技術研究和探索中的哲學問題；（3）科學技術在經濟社會發(fā)展中的地位、作用、宏觀規(guī)律等哲學問題3、內容（1）自然觀。系統(tǒng)論的自然觀、可持續(xù)發(fā)展的環(huán)境（自然）觀；（2）科學技術方法論?？茖W技術的本質要素、基本方法、理論進化、真理評價等。（3）科學技術觀。技術創(chuàng)新的本質、過程、方法等；科學技術與經濟社會的一般關系；自然科學與人文科學、社會科學的一般聯系。4、科學技術哲學的地位和作用（1）科學技術哲學是人類認識和改造世界的必然產物（2）科學技術哲學是人們對科學技術與自然界及人類社會相互作用反思的結果。（3）20世紀以來科學技術的迅猛發(fā)展推動著現代科學技術哲學的迅猛發(fā)展。關于世界本身的認識有了重大突破。如時空、宇宙（宏觀、微觀兩極）本身的系統(tǒng)性等； 關于天人關系的認識不斷深刻化。對于科學本身和技術本身的反思日益精致與深入。關于科學技術與經濟社會的互動關系的認識越來越清晰。二、科學技術哲學的歷史演變1、古代科學技術哲學的思想萌芽在古代，科學技術尚處于萌芽狀態(tài)，人類缺少實驗變革和觀察的有效手段，不能精細分析世界的微觀層面，不能準確把握事物的本質和一般聯系（即世界基本要素、單元、結構、功能等）。除了力學和數學這兩門基礎性的學科建立起粗糙的理論體系外，其他知識領域只有樸素的經驗積累。對自然界的深層本質和聯系的認識只能借助于直觀的猜測，以彌補事實上的不足。（例如古代原子論，地心說等都只停留于直觀猜測的水平上），另一方面，由于基礎研究的膚淺，研究者們只好把興趣投向廣泛的宏觀領域，研究能力的欠缺與宏觀世界顯著的運動性質，導致了古代科學技術哲學的兩大特點，即簡單直觀性，缺乏科學的論證；具有豐富的辯證性質。例如：古希臘安培多克勒的觀點：宇宙間有兩種基本力愛和恨，有四種基本元素水、火、土、氣。在這兩種基本力的作有下，四種基本元素分離、組合，促使著萬物的不斷的轉化。古希臘的另一位哲學赫拉克里特說：“整個世界是一團火，一團不斷燃燒、又不斷熄滅的活火?！绷袑庂澲疄椤皩q證法原則絕妙的證明?！敝袊糯臉闼剞q證法應該說是在世界古代哲學辯證法史上達到了極致。例如，五行說認為金、木、水、火、土相生相克，互為因果。陰陽說認為陰、陽二氣為萬物之母，為萬物的基本結構。陰陽消長為萬物變化的基本動因，陰陽相互偶合，相互轉化是世界本質。陰陽無間，陰陽無界。八卦學說認為天、地等八種要素是世界的基本成分，八種要素的對立統(tǒng)一是萬物生滅變化的基本動因，其相互作用與衍生變化有普遍的規(guī)律性。 2.機械論科學哲學思想時期文藝復興之后，因對宗教的反叛而興起對科學與實證的崇尚；因有對科學的崇尚而有對科學的執(zhí)著與迷信，因有科學的成功而有機械論的自然觀念。相信世界可以拆零，相信事物有其確定性質，相信事物之間有其不變的關系。世界運動有其永恒的規(guī)律，相信世界可以認識，有其終極的始因，有終極性的真理，相信實證方法是唯一可靠的方法。機械論哲學（馬克思主義哲學稱之為形而上學）有如下五個特征：1.機械構成論。認為萬物類似機械裝置，可以拆零，可以分析。生命個體也不例外；2.簡單始基論。認為萬物及整個世界有其基本要素、單元，這些要素、單元有其不變的性質，這些要素、單元是世界的始基；3.作用外因論。萬物變化之因在于外力，而不在于自身的矛盾性。牛頓力學第一定律是這種觀念的經典表述；4.線性運動論。一切運動可解析為單體運動，復雜運動是單體的均衡連續(xù)的運動之復合，一切運動可以精確計算和預言；5.崇尚分析方法（AA）。割斷歷史與聯系，種瓜得瓜，種豆得豆，瓜永遠是瓜，豆永遠是豆。3.唯物辯證的科學技術哲學思想自然辯證法的形成（1）唯物辯證的科學哲學思想是自然科學發(fā)展的必然結果。18世紀末19世紀中葉，自然科學取得了一系列重大的發(fā)展成果18世紀后半葉到19世紀前半葉，自然科學由搜集材料轉入“整理材料”的階段。A：天文學：康德1755年自然通史和天體論，1755年到1798年，康德拉普拉斯 （打開形而上學第一個缺口）B：地質學：萊伊爾出版地質學原理，提出了現實主義的方法論原則，批判了居維葉的災變學說。C：物理學：熱學19世紀20年代倫福德對熱質說的否定。（比熱概念建立）。19世紀50年代以后經卡諾、開爾文、克勞休斯等人的努力，熱力學第二定律建立。電磁學：1820年，奧斯特發(fā)現電磁感應現象；1825年，安培提出右手定則；1831年法拉第提出磁場概念，認為感應電流的產生不是磁的原因，而是磁通量的變化所引起的。指出非運動不能導致磁通理變化，電流其實是作功的結果。70年代，麥克斯韋電磁理論終于建立D、化學：1772年拉瓦錫提出燃燒氧化學說，否定了燃燒脫燃素說的機械論觀點。1803年，道爾頓建立原子說：原子按一定比例形成復雜的原子；30年代阿伏加德羅提出分子分析與檢驗的概念與理論。70年代門德列夫提出元素周期律。這使得化學科學能夠建立在一個堅實的基礎之上。E、生物學方面：19世紀20年代，法國拉馬克提出生物進化的基本觀點，但其機理是“用進廢退”；施萊登1841年提出植物細胞說；1842年德國的施旺提出動物細胞說；1859年達爾文提出新的物生進化論，其基本理論是“物競天擇、適者生存”。（2）唯物辯證的科學哲學思想是技術革命推動社會進步的必然結果。18世紀的蒸汽機革命和19世紀的內燃機革命與電力革命，大大提高了社會勞動生產率，人類在利用自然力的歷史上，邁出了巨大的兩步，提高了生產的集體化程度（建立了一個初步的社會生產體系，使社會的分工與合作達到空前的程度）。同時也擴大了社會的貧富差別，產生了明顯的階級分化。這一系列變化對于唯物辯證的科學哲學思想的形成有三方面的意義。.科學技術的本質、科學技術與經濟社會的關系等問題引起人們的關注；技術革命，產業(yè)革命使得社會發(fā)展變化的辯證性質日益彰顯；社會貧富分化，導致無產階級的產生和隊伍的壯大，社會矛盾的暴露激化，為科學社會主義理論的形成奠定了基礎。（3）馬克思、恩格斯的科學技術哲學思想中的主要觀點在自然觀方面，馬克思、恩格斯克服了古代自然觀由于缺乏認識基礎（實驗與定量研究）所造成的直觀思辯的局限性；吸取了古代自然哲學關于自然界運動、發(fā)展和整體聯系的思想，以近代自然科學對自然界認識的最新成就為根據，批判了形而上學和機械論，深刻揭示了自然界本身發(fā)展的辯證法。建立了一種反映自然界本來面目、適合自然科學發(fā)展需要的辯證唯物主義自然觀。（“當我們考察自然界時，展現在我們面前的，首先是一幅生動聯系的生動畫面”；“整個宇宙是一個統(tǒng)一的整體，所有的運動都是可以相互轉化的，運動不變，運動的形式不變”；關于運動的原因：“不可追溯到比相作用更遠的地方”）。在科學認識論和方法論中，馬克思、恩格斯克服了培根經驗論的形而上學的缺陷和笛卡爾唯理論中的唯心論傾向，把他們的歸納法和演繹法辯證地結合起來；批判了康德了“先驗論”和黑格爾的“理念論”的唯心觀點，并對他們，尤其是黑格爾關于思維的能動作用觀點加以辯證唯物主義的改造；第一次把實踐放到了認識論和方法論的首要地位，闡述了實踐基礎上科學認識發(fā)展的辯證法；從而創(chuàng)立了辯證唯物主義的科學認識和科學方法論。在科學技術觀方面，馬、恩不僅揭示了科學技術發(fā)展的內在邏輯，而且把科學技術的發(fā)展作為一種社會現象來考察，基于比提出一系列嶄新的思想：自然科學屬于一般社會生產力范疇；科學技術進入生產過程轉變?yōu)橹苯由a力；社會實踐的需要，首先要經濟、生產的需要是科學技術進步的基本動力；科學技術也是推動歷史前進的革命力量。三、20世紀以來科學技術的發(fā)展對科學技術哲學思想的影響20世紀以來，科學技術得到了突飛猛進和發(fā)展，先是世紀之交的科學革命，繼之而來的是40年代之后轟轟烈烈的技術革命與信息革命。核技術、生物技術、計算機技術、系統(tǒng)理論和系統(tǒng)工程、通訊技術、材料技術等如雨后春筍般地發(fā)展起來?？茖W革命從微觀和宏觀兩個方向拓展了人們對于世界的認識，加深了人們對于世界物質統(tǒng)一性的理解，更新了人們的時空觀念，同時也改變著人們對科學本質的理解（科學不是確定性的知識，而是一個不斷深化的知識系統(tǒng)，科學有其內在的結構，存在著的自在的矛盾和動力）。另一方面，技術革命導致了世界性的產業(yè)革命，極大的改變著人們的生活方式和生產方式，改變著社會的基本結構，改變著人與人、人與自然的關系。這一切也導致了一系列重大的本體論的問題和重大的認識論問題，需要對之作出全方位的哲學回答。（一）由相對論引起的關于時空本質的思考1、狹義相對論a 在不同參照系列中運動次序性是不變的，但談同時性無意義，列車實驗1b 時空特征的測定結果與參照系的選擇有關，3個公式（ ），列車實驗（2個）。c 光速不變，光速不衰減 光速為極限速度（2）廣義相對論（前提：空間彎曲）即運動物體是沿一定曲率的空間行進a 加速度，在本質上是引力（電梯實驗）。b 引力的本質是波，是一種長程作用力。c 引力能使空間彎曲，能使物體內在過程減慢。（二）由量子力學對微觀世界本質特征的揭示而導致的一些哲學問題1、量了世界的一些特征，分立性（由微波輻射表現出來，離散性、直接性不連續(xù)性、永恒性（電子驗波永恒質子永恒）、不可預言性，測不準性）。2、由量子力學引起的一些哲學問題1）科學的可靠性與世界的可知性2）主觀唯心主義復活，馬赫：物是感覺的復合，當且僅當一個陳述的謂詞能還原為知覺符號時才有科學的意義。知識只是一種約定，如歐氏幾何學中以直線為最短，在非歐幾何學中則以曲線為最短，萬象唯心，萬物唯識；因理論解釋之需而假定的客體理論客體越來越多，如電子、夸克、黑洞，地幔柱等。自然科學中普遍出現假說林立的景象，主客體之間的界線越來越不清晰；3）由實驗干涉引起的哲學思考。主 體設 置對 象觀念、知識世界 物理世界 自在世界 4）對邏輯的重視?？茖W表現出公理化、數字化、符號化、高度抽象化的新特征、新趨向5）對科學方法研究的推進。假設方法、公理化方法、模擬方法、系統(tǒng)論方法等方法論研究成為專門的知識體系。 6）對科學內邏輯的思考（科學的本質、理論構建的程式、理論檢驗形式等）（三）由基本粒子的理論和宇宙理論引起的一些哲學問題。1、物質（世界）的可分性問題；2、世界的時空無限性問題；3、四種力場的統(tǒng)一性問題；（四）由系統(tǒng)理論引起的哲學問題世界的系統(tǒng)性非加和性，系統(tǒng)的普遍性；世界的層次結構問題；有序結構產生的機理問題，進化與退化的問題；對世界復雜性的認識，對非線性方法的研究；（五）由現代技術革命引起的哲學問題1、由生命科學及生物技術引起的哲學問題1）對生命本質的揭示。生命的本質是蛋白體，蛋白體分為核糖和蛋白質，蛋白質由20多種氨基酸組成，核糖分為DNA、RNA。2）對生命起源的新認識。生命源于地表水體中的化學過程，經歷了4個階段。3）對生物遺體機理的認識。通過DNA進行信息表達和信息傳遞。4）由生物工程（酶工程、發(fā)酵工程、細胞基因工程）引發(fā)的若干生命倫理問題。試管嬰兒，親情的喪失，倫理混亂；人的自主生產的工業(yè)化破壞了人類進化的自然規(guī)律。（被生者的權利，像機器生產一樣；器管克隆人能像機械裝置一樣，通過一件件零件的置換而青春永駐?？寺∪说纳鐣匚粏栴}；克隆出奴隸、罪犯、美女、科學家等；人種的單一性問題）長壽基因問題：人口驟增不減，就業(yè)壓力增大，老齡化。2、由計算機技術引起了人工智能問題人工智能能否替代人類思維，答案是否定的1）機器無情感（痛覺、性欲、親情、信仰、意志力等）；2）機器無社會責任感；3）機器無辯證邏輯，思維能力；4）機器無模糊思維能力；（六）由產業(yè)革命、信息革命所引起的社會變化及哲學問題：1、由產業(yè)革命、信息革命改變了人們的生產經營方式1）產業(yè)信息化：從物質生產轉向以知識、信息的創(chuàng)造和生產，分配為主的時代，知識成為生產的核心要素，成為影響的經濟發(fā)展的“瓶頸”。信息成為人類索取其他一切的前提條件。（技術創(chuàng)新的理論政策（P24）知識成為人類最大的財富。2）經濟全球化：從孤立自足的國民經濟走向全球經濟.資源互補；市場（商品人才資本）互通；信息共享；人類重大問題相商；政治格局多元化；3）高新技術產業(yè)成為第一產業(yè)：計算機通信半導體制藥生物醫(yī)學工程航空航天科學儀器能源環(huán)保技術4）生產作為長期化。從粗放向精致，由勞動密集向標準化生產和周全的特殊服務、從粗放型、追求高效率、由高產量、高產值向注意資源節(jié)約和環(huán)境保護，注意資源的合理配置，注意循環(huán)生產和資源的重新利用，注意產品的人性化，符合人類社會的長遠利益和要求的方向轉變。2、改變了人們的生活方式a生活極度方便；b個人選擇范圍拓寬，從衣住行到接受教育、擇業(yè)、擇偶。c生活質量提高，情感加深。人際交流速度加快，范圍拓寬程度加深，越來越需要相互關愛、寬容、理解。3、改變著人們的思想觀念，加速了社會民主化進程。社會各級組織各階層相互溝通，政治透明度增強，相互制衡作用日益增加。（七）現代科技革命所引起的全球問題及環(huán)境問題。1、貧富分化嚴重；（貧富差加大，中國由啞鈴型轉向橄欖型，兩頭的兩個10%相差19倍，而俄羅斯為15倍 ，印度為7倍）。國際間的貧富差別日益增大。地區(qū)之間區(qū)域間國際矛盾日益突出復雜化。2、資源浪費嚴重；3、環(huán)境問題加劇?？茖W的雙刃劍作用，導致人類與自然的尖銳對立。人口膨脹、大氣污染、水質、土壤污染、土地沙化、草原退化、森林砍伐、生物多樣性銳減，礦產資源匱乏。4、霸權主義橫行于世?？萍及l(fā)達的大國憑借自己強大的科技實力單方面推選強國意志，以種種借口對不肯就范的國家進行經濟封鎖和軍事干涉甚至顛覆其政權。（經濟霸權、知識霸權、信息霸權）（P10）5、核威脅及核污染世界有核國家擁有核爆炸力相當于180億噸在TNT當量，是以將現代文明推毀3次。a、1945-1983年，共爆炸了1469個核裝置，7次核事故（如果美三浬島、前蘇聯切爾諾貝利）b、核廢料美在歐洲沿海傾倒5萬桶核廢料，德開鈾礦中造成48座鉍廢物堆放污染面積達32KM2。四、學習科學技術哲學的意義和方法愛因斯坦說，相信有一個獨立不依的客觀世界，這是科學研究的基本前提，科學研究不能沒有哲學思維。1、培養(yǎng)正確的世界觀（唯物論的世界觀、系統(tǒng)論的聯系觀、天人合一的環(huán)境觀等）。2、培養(yǎng)科學的思維方式（抽象概括能力、分析能力、邏輯建構能力、科研選題能力，辯證思維能力、科學想象能力）3、培養(yǎng)正確的科學技術觀 4、培養(yǎng)科學的學習方法：（1）廣泛讀書（哲學著作、科普類著作、文史類著作）（2）讀書的一些原則（a.濃厚的興趣 b.讀精品 c.反復讀 d.讀后有思考與討論 e.買書讀）第三章 科學技術的基本特征第一節(jié) 科學的一般性質一、什么是科學1、科學是知識體系，是關于自然，社會和人類思維的知識體系，是以定理、定律形式反映現實世界多種現象的本質和運動規(guī)律的具體知識的體系。（不同于宗教、哲學與藝術）。2、科學是產生知識體系的認識活動，是理論指導下的探索活動，搜集事實。是抽象性的思維活動（對世界的一般本質，一般形象的概括、總結）；是一種信息交流活動；是知識的積累活動；是知識的批判活動。3、科學是一種社會建制，成為現代社會中的一種不要或缺的事業(yè)，建立起一整套與之相關的社會組織系統(tǒng)。各種管理組織，科研機構，研究實體，教育機構，情報信息系統(tǒng)等及國際化合作組織應運而生。單打獨斗的科學技術時代已經過去，當今的科學發(fā)現已絕非是任何一個人所能獨立勝任的。二、自然科學的特征（相對于哲學等人文知識，宗教知識及偽科學等）1、客觀性和實證性：它源于感性經驗事實；它能合理解釋經驗事實；它能有效預言一些經驗事實；它的合理性有效性最終要為經驗事實所檢驗。2、理性和邏輯性，它是對世界的一般本質聯系的概括總結，通過已知，合邏輯地對未知進行判明、斷定、推理。它不同于宗教，文學及藝術等知識程度不等地訴諸于情感意志，信仰等?？茖W以理性原創(chuàng)為指導，構建起一個由概念、定律、定理、學說和數學推理等構成的有條理的、完備的知識體系。3、探索性和創(chuàng)造性。自然學表現為一個不斷向未知域的深入過程，總是要有所創(chuàng)新?？茖W研究總是要超越既有的研究范圍和層次；自然科學永遠不會有終極性的結論；科學創(chuàng)造的本質就在于從新的角度、視域、層面給出不同于前人的結論?？茖W需要以新的手段獲得事實，以新的方法整理、處理事實，以新的理論解釋事實。4、互用性和共享性遠離經濟，屬于基礎性的知識體系。自然科學遠離技術與市場，不能給學習者、研究者。帶來直接的功利。自然科學的這種非功利性決定了其成果的互用性和可共享性。也即是說，存在著為某一主體所單獨擁有技術和專利，卻不存在為某一國家，某一階級，某一集團所壟斷的科學知識。5、一般生產力一般生產力是指科學作為生產力滲入性要素（非實體性要素），它能提高勞動者的素質，它能改善以工具為核心的生產資料，它能擴大勞動力對象的深度及范圍。三、偽科學及其特征1、什么是偽科學，所謂的偽科學是指用虛假或不充分的事實，用對應的非實證與邏輯的方式證明一個預設原理（即用勉強比附，或借助于現象的偶合來證明一個預設）的理論、方法和體系。（不能將“偽科學”等同于“非科學”，非科學指科學以外的知識，包括經濟知識，宗教哲學知識等。一切不合乎科學基本特征（實證邏輯性）的知識，都可稱為非科學。2、偽科學的特征（1）主觀性，不以可靠經驗事實為依據，憑借主觀杜撰或夸大了的某種事實，構建的所謂“理論”，如李森科的生物學理論。（獲得性遺傳），韓國的基因研究成果等。主觀性即非實踐驗證性，缺乏可靠的觀察與支持，缺乏可控性實驗驗證；所采用的事實具有不系統(tǒng)性，具有非普遍性、不可復核性。（2）孤主性，偽科學往往與科學背景性知識不相容。其概念內涵或對事實的經驗解釋在悖于自然科學的基本原理，（為引力屏蔽，“氣場”論，精神引導，水變油、永動機研究等）3、神秘性，借助了超常識、超自然力等說法來解釋現象，把相信訴諸于信仰，甚至以“信”作為“真”的前提。常用含混不清的陳述騙取視聽（為“父在母先死”等）。也常借助日常經驗進行某種半真半假的“預測”。四、反科學反科學是指宗教與政治對科學的反對。、宗教的對科學的反對安琴倫：“上帝把理性交給信仰使喚的，人們決不求先去理解，然后再信仰，而是先信仰然后去求理解”。不是因為真才有信，而是因為信才有真。圣巴西爾在他的創(chuàng)世紀中寫道“在一切事情中，我們寧可要樸實的信仰而不要理性的夸示 ?！笔W古斯丁說：“好的基督教徒應當心數學家和那些制造空洞預言的人們。數學家和魔鬼簽訂了盟約來毀滅靈魂，把人們束縛在地獄的桎梏中?！?600年，布魯諾因宣傳哥白尼學說及宇宙無限論被燒死在羅馬的鮮花廣場；1628年英國學者哈維出版了血液循環(huán)運動論受到教會的強烈反對，但辜因與皇帝和人的關系密切，未受殺害。帕多瓦醫(yī)學教授維薩里因通過解剖人體研究血液循環(huán)被流放。1553年西班牙的塞爾維特被燒死。18世紀的法國地質學家布豐因提出地球冷縮說和地球年齡為78000年被巴黎大學宣布犯有14條罪狀，且并被宣布開除工職；19世紀達爾文的進化論更是受到宗教組織及宗教觀念的抵制和嘲弄。直到1970年，一個名叫創(chuàng)世研究會的科學家宗教團體，向加利福尼亞立法機構施加壓力，要求它制定一項法律，使生物學教科書中既可以出現根據創(chuàng)世論所描述的生命的發(fā)展，也可以出現根據現代科學所描述的生命的進化。1972年9月對田納西州代頓的一所學校的調查表明，76%的學生相信創(chuàng)世紀而不相信進化論。2、政治對科學的迫害18世紀法國化學家拉瓦錫被殺害，一個捕吏公開宣稱共和國不需要科學家。美國原子彈之父奧利海默被判“對共產主義缺乏判斷罪”，1966年，法國擬出席新英格蘭會議的女生物學家，被宣布必須證明自己既非妓女也非一個共產主義者（被懷疑有共產主義信仰），方能受邀。20世紀30年代法西斯德國因強烈的反猶太、的反人類信念而毀壞了國家的科學資源；迫使大量有專長的雅利安人移居國外，科學和技術的許多部門受到摧殘。前蘇聯對科學家的政治迫害也令人發(fā)指，有的因為被懷疑親美，有的因為反對李森科的荒謬“獲得性遺傳”，有的因為批評國家政策，而被長期監(jiān)管，有的多次被關進精神病醫(yī)院。直到1970年，美國密西西比州還有關于反進化論的法律條文。50年代蘇聯和中國都有過對相對論的公開批判。第二節(jié) 技術、技術問題及技術的本質一、什么是技術1、概念技術在本質上標志著人對自然的能動關系，它是人類為了進行社會的物質生產和精神生產，以科學知識為依據而創(chuàng)造的手段和方法（具體參考教材P56下P58上）。簡言之，技術是社會生產的勞動手段和方法的總和，是將科學轉化為生產力的中介。技術雖表面上是勞動手段的總和，但勞動手段的運用、施展及手段本身的產生卻以知識為依托。如果說古代技術是純經驗或知識與經驗參半的，那么現代技術則完全依賴于知識的支撐。2、現代技術的知識本質現代技術的知識體系均以科學基礎知識為依據，無一例外地建立在多門知識的基礎之上。例如現代工程機械制造、航空航天等無不依賴于數學、力學、物理學、化學等基礎知識，再如計算機、半導體、技術、人工智能模擬等技術都是以數學、數理邏輯、電磁學、電子學等基礎科學理論為基礎建立起來的。 現代技術的實物形態(tài)和操作形態(tài)均表現為知識的凝結。如人體基因技術就是生物學、遺傳學、微生物學、組織細胞生物學及物理學、化學及自動控制技術知識的綜合?，F代技術的發(fā)展有賴于科學理論與技術原理的進步。二、技術與科學的區(qū)別目的和任務不同?？茖W的任務是回答自然現象“是什么”和“為什么”的問題，它揭示客觀過程的因果性，技術則是解決實踐過程中“做什么”和“怎樣做”的問題。即科學的任務在于認識世界，技術的任務在于改造世界。評價標準不同?？茖W的目的在于求真，而技術的目的在于求用，對于科學成果需要進行真理性評價，而對技術則需要進行價值性評價。成果表現形態(tài)不同。一為觀念和理論系統(tǒng)，一為理論的物化形態(tài)。與社會相關程度不同?？茖W知識與社會經濟發(fā)展往往沒有直接的聯系，但卻有根本性長遠性的意義；技術知識則關系到現實生產力，對社會文明、國家實力和人們的生活質量有更為直接的影響。三、技術問題1、概念：所謂技術問題，就是技術的現時狀態(tài)與社會期望的需求狀態(tài)之間的差距或矛盾。2、技術問題的特征（1）技術問題域比科學問題域（問題的原因、邊界條件、應答域等）更加復雜。這是由社會需求的多維度決定的，包括物質的（含各種生活與生產資源的價值、需求的多樣性如性能、外型、效益、危險性等）、精神的（含文化、安全、理想、信念等）、審美的（由技術產品外觀或本質引起視覺、聽覺、體覺系統(tǒng)的愉悅感受）、道德倫理的（技術應用符合人類倫理準則）四方面的需求滿足?？茖W探索無禁區(qū)，但技術應用卻有倫理界線，技術只允許給人類帶來幸福，而不能給人類帶來不利。但這是困難的，因為任何事物都具有兩面性。技術進步時時在沖擊著傳統(tǒng)道德乃至法律的底線（如試管嬰兒，器官移植，基因工程等所帶來的倫理或法律問題）。（2）求解目標更加具體。例如人們對交通工具的要求，除去運輸功能外，還對時速，成本、安全、舒適、方便、無污染和噪聲等都有越來越高的要求。（3）應答域更加明確。主要是指理論上的可能與技術上的可行之間存在很大距離。例如：從生命科學到其造福人類，都決不只是個理論探討問題。又如：生物固氮的機制早已被認識（是在生物固氮酶的催化作用下發(fā)生的一個還原反應過程），但如何建立一個微生物固氮工廠及模擬固氮酶活性中心卻是困難的。又如：地熱發(fā)電，如何利用t100的地下熱水發(fā)電（利用異丁烷，氯乙烷易蒸發(fā)沸點為12.4的性質，推動渦輪機工作）？存在復雜的技術環(huán)節(jié)。又如：聚變核能發(fā)電關鍵技術是反應堆的技術，即如何建造能容納高溫物質的安全、穩(wěn)定的裝置卻是人類共同面臨的技術難題。（4）背景知識更加復雜。技術實現涉及包括科學理論、工藝水平、技術手段乃至人文知識等多方面知識，需要多學科多部門的相互配合。例如曼哈頓工程，就以核能開發(fā)為問題域，以強殺傷力為求解目標，以放射性材料的獲取和彈型選擇為應答域。其背景知識涉及物理、化學、生物等科學理論和分離提煉技術，還需要政治家和科學家對核彈的災難性后果有足夠的人文思考。四、技術的工具理論與實體理論所謂技術的工具理論是將技術當作中性的手段，當作純粹的工具。首先技術自身不會有價值傾向，技術的價值當且僅當與其擁有者與使用者相結合時才產生。從這點來說，技術是超功利的。其次，技術作為一種知識體系，它的本質是一種合乎自然的因果性命題。它可以為任何國家、民族、階級，任何一個歷史時期的人們所運用。從這點來說，技術是走超階級、超歷史的。其三，技術在任何一種情境中都能在本質上保持同樣的效率與公平標準。技術的實體理論認為技術不是一種中性的存在物，技術已成為一種新的文化體系，這種新的文化體系將整個全世界重新構成一種控制的對象。它不斷的改變著我們的社會生產方式、生活方式，不斷地改變著人們的思想觀念，不斷地使人失去了自己的本質。技術變成了一個人類創(chuàng)造出來但又無法駕馭的橫沖直撞的怪物，人類被貶黜為被動的對象。第四章 自然界的存在方式自然界（廣義的自然界是指整個宇宙，包括生命世界和非生命世界兩個系統(tǒng)。狹義的自然界是指與人類社會既相區(qū)別又有密切聯系的自然環(huán)境（地表系統(tǒng)：巖石圈，水圈、大氣圈、生物圈）一、自然界物質形態(tài)的多樣性根據有無自我更新、新陳代謝、遺傳變異功能，可將自然界分為生命物質和非生命物質。非生命物質分微觀層次、宏觀層次和宇觀層次。1、微觀層次：尺度10-8cm以下的亞原子層次。2、宏觀層次：化學元素（107種，加上人造元素，114種），分子（無機100多萬，有機分子100多萬種）由各種原子、分子組成的林林總總的宏觀物質，小到原子團，游離基，大到恒星系。3、宇觀層次：恒星系以上尺度的天體總和。這里著重介紹微觀層次的物質形態(tài)，和宇宙宏觀層次的物質形態(tài)（1）微觀層次的物質形態(tài)基本粒子：兩類，四族A輕子類。輕子類分光子族和輕子族 光子族：光微子等，光子自旋為1，屬波色子。光微子自旋為，屬于費米子輕子族：電子e、中微子：e(電子中微子)，等，自旋均為，為費米子，符合三色利不相容原理，基態(tài)能量為負值，只參與弱、電相互作用。B、重子類 重子：重子類分重子和介子重子包括核子和超子。核子：n、超子：、等介子主要有：、等，其靜止質量一般在n、p與e之間。（2）夸克（quark）。1963年美國物理學家蓋爾曼提出一種強子的結構模型。quark 一詞源出James Joyce的小說，芬尼根的夜祭。其主人公馬克喜歡模仿三聲鷗叫，“三聲夸克”由此而來。蓋爾曼認為也可以認為源自酒吧里的“三夸脫”（啤酒）。為什么如此命名，是因為重子一般由三個夸克組成，這三種夸克可認為分別代表紅、綠、藍三色，“三色”夸克相混合便為“白色”的重子。例如，質子就由兩個上夸克，一個下夸克組成，二者電荷數分別為+和-，這樣（+）+（+）+（-）=1，即質子具有1個正電荷。中子則由一個上夸克和兩個下夸克組成，（+）+（-）+（-）= 0，即中子具有0電荷?？淇斯灿?種：上、下、奇異、璨、頂、底，分別用字母u（up）、d（down）、s（strange）、c（charmed）、t（top）、b（bottom）代表，這即六味夸克。六味夸克又分別有紅綠、綠、藍三色，這樣就有18種基本形式，人們還進一步發(fā)現，夸克除了“色”特征外，還有“味”特征，如果考慮“味”特征，就不止18種了?？淇瞬淮嬖趩为毜男问?，這便是所謂的“夸克幽禁”。有人認為不可把夸克拆離開來，需要建一個半徑等同于太陽系的加速器，換句話說，是把夸克的內能釋放出來，將比原子絕不知大多少倍。3、宏觀層次的物質形態(tài)這里說的宏觀層次的物質形態(tài)，是指明亮天體的實物形態(tài)，大致上地說，這部分天體可能只占整個宇宙質量的不足1，而其余的大部分物質是暗物質（95%）和彌散狀物質。發(fā)光（發(fā)電磁波）物質與宇宙總質量之比相當于浴缸中放入一小?？扇芪镔|，其溶解相當于宇宙膨脹，由于其豐度1，決定了宇宙不可無限膨脹下去。其他暗物質主要為有電磁場但目前檢測不到者，eg：冥王星，天王星環(huán)、天狼星伴星，脈沖性，星際分子類星體等。無電磁波物質。如中微子、引力微子、光微子、磁單極子等。人們所能認識的天體系統(tǒng)有：太陽系、恒星、恒星集團、星系（包括銀河系和河外系）、星系團、超星系團、類星體、總星系等，它們分別處于不同物質形態(tài)。按照恒生的演化階段，恒生又分為紅外星、主序星、脈動星、中子星、白矮星、黑洞等不同的物質形態(tài)（見赫羅圖）。這里著重介紹恒星演化的幾個階段。1、紅外星。恒星處于幼年期，形成開體的物質以引力收縮為主，在引力收縮時，位能轉化為動能，溫度上升，但表面只有幾百度，只能發(fā)出不可見的紅外光或可見的紅光。其收縮速度與其質量在大小呈正比關系。其中有質量為太陽數倍者為年齡200萬年；與太陽質量相等者為年齡30005000萬年，小于太陽質量者年齡可達上億年。2、主序星階段。恒星的成年期，處于赫羅圖上的主星序上。恒星中心溫度達800萬度時，開始了HHe的熱核反應。當恒星中心溫度上升1000萬度以上時，氫、氦聚變釋放的核能就成為恒星的主要能源，由于輻射頂住了恒星的自吸引，成了性質穩(wěn)定的主序星。3、紅巨星與白矮星是處于恒星生命晚期的天體類型，是將要死亡的天體，恒星由青年到壯年演化階段主要為HHe的聚變，當核心H的燃料消耗殆盡時，核心溫度升得更高，引起氦聚變反應，恒星膨脹，成一顆又紅（表面溫度較低）又大的紅色巨大天體。紅巨星進一步演化，其外層主體由于膨脹慢慢擴散到宇宙空間中去，而星體核心部測演化為高密度的天體白矮星。當星核質量大于白矮星質量極限時（1.4倍的太陽質量），星核便會演化為恒星成黑洞。白矮星基本由原子組成，其電子被整個被游離出來成為電子氣體，簡并電子氣體壓力與白矮星強大的重力相平衡。當質量增加時，簡并電子氣體的壓力抵抗不住星體的引力收縮，白矮星會進一步坍陷成中子星。4、中子星，所有電子被強大簡并壓入原子核。半徑小，直徑10km；密度大，1014g/cm3,即1億噸/cm3 （對比，Fe:7.9克/cm3，乘19.4克/cm3；溫度高，表面1000萬度，中心可達60億度（比較,太陽表面6000、中心1500萬度）；強輻射是太陽的百萬倍，到達地球的只不過是其22億分之一；強磁場：表面極區(qū)磁強10000億高斯，甚至20萬億高斯（太陽黑子僅為10004000高斯）。5、黑洞 廣義相對論對黑洞的描述是，一個由封閉球面所圍成的暗黑而空虛的空間，它中心的一點密度為無窮大。黑洞傳記源出拉普拉斯預言：一艘質量為m的宇宙飛船，經速度v從地表發(fā)射，發(fā)射時它具有的動能為mv2，而它在地球表面處的引力勢能為（G為萬有引力常數，M和R為地球的質量和半徑），只要滿足即，V=11.2km/s，就可以克服地球引力永不返回地面。類似地，要從太陽表面發(fā)射一艘飛船，其脫離速度為618km/s?？梢钥闯鲲w船脫離速度v與被發(fā)物體的質量無關，而只是、取決于天體的M/R值。M/R越大就意味著這個天體的引力越強，它表面的逃離速度就越大，于是拉普拉斯說，一個密度如地球、直徑為250個太陽的發(fā)光恒星，由于其引力作用，將不充許任何光線離開它，由于這個原因，宇宙 中最大的發(fā)光體，是無法觀察到的。 1916愛因斯坦發(fā)表了廣義概論。以后幾個月，法國天文學家史瓦就預言了黑洞的存在，即當某個天體的半徑小于時光和其他物質就不能逃離它，一個質量和太陽一樣的黑洞，它的半徑只有2.95km。而質量和地球一樣的黑洞， 它的半徑還不到0.9cm。黑洞效應：鐘慢效應（物體接近視界過程停止）；空間彎曲，黑洞的強引力場使周圍帶電物質獲得巨大速度，沿螺施線落入其中，同時產生強X射線。宇宙空間中這些X射線源常成為一些雙星中的一個成員，這些包含在雙星中的X對電源，就可能是黑洞。如天鵝座X1。生命物質形態(tài)的多樣性傳統(tǒng)上，生物分為植物和動物兩大界?，F在生物分為，五大類群或六大類群。（五大類群將1、2合并）。1、病毒界； 2、原核生物界； 3、真核生物界；4、植物界； 5、真菌界； 6、動物界1、病毒界：病毒是一類極微小的生物，其組成（可從功能上）分為兩個主要部分：含有核酸的核心部分和蛋白質外殼。其主要特征有：沒有細胞的形態(tài)；體內只含DNA和RNA，最大的病毒僅300毫微米(）。無獨立的代射系統(tǒng)，只能在特異性宿主細胞內才能繁殖，不能在人工培養(yǎng)基上生長，營嚴格的寄生生活，能侵染特定活動細胞的遺傳因子。病毒的代表有：牛瘟茵病毒、大腸桿菌噬菌體、HIV（愛滋病病毒）二、原核生物界 原核生物是微生物的一大類群。包括細菌、放線菌、立克次氏體、支原體、衣原體和藍細菌等（細菌有三種基本形態(tài)：球狀、桿狀和螺旋狀）。仍屬于只具有細胞形態(tài)，但無核膜（只有細胞膜和細胞質，有準細胞核），也無各種細胞器，DNA漂浮于細胞質內。細菌等原生物具有個體小、吸收轉化快（每小時可消耗相當于體重2000倍的糖）；又如味精（谷氨酸鈉）的生產以不足1g的斜面生產菌種，5小時內可生產2噸谷氨酸；1個大腸桿菌在37的牛奶中培養(yǎng)24小時可產出47221021個后代（4722噸）。三、真核原生生物界 具有典型的細胞結構，有明顯的細胞核膜。身體由單細胞或單細胞群體構成，無組織分化，體內常包含一團原生質或幾個細胞核，在原生質內還有一些執(zhí)行不同機能的細胞器，它們分工合作，完成生物所特有的全部生活過程；包括營光和作用的綠藻及金黃藻，及異養(yǎng)型的變形蟲孢子蟲等，有的還能像動物一樣直接捕獲并消化食物。四、真菌界 細胞結構比較完整，除了有明顯的細胞核，還有較厚的細胞壁，細胞內不含葉綠素，由吸收作用吸收營養(yǎng)，為異養(yǎng)有機體。菌體在基物內外生變形蟲狀原生質或假原生質團或菌絲狀，無根、莖、葉分化。如：霉菌、猴頭、木耳、靈芝、酵母菌，腳癬亦為真菌所致。五、植物類 由真核細胞構成（有細胞壁及質體。質體：葉綠素、有色體、白色體）的多細胞生物，具細胞壁，有葉綠素，營光和作用，多數有根、莖、葉的分化，并產生了維管束以輸送水分及營養(yǎng)。植物演化譜系如下圖：六、動物界 是由沒有細胞壁及質體的真核細胞組成的生物，有四種基本組織：上皮組織、肌肉組織、結締組織（如軟骨、肌健、韌帶、脂肪、血液等）和神經組織。能主動攝食、營異養(yǎng)性生活，多數種類具備的器官系統(tǒng)，特別是感覺，神經與運動系統(tǒng)發(fā)達。植物界的主要類群見下圖：人：脊索動物門 Phylum Chordate脊椎動物門 Subphylum vertebrata哺乳綱 Class mammalia 真獸亞科綱 Subclass Eutheria靈長目 Order Primates類人猿亞目 Suborder Arthropod ded人科 Family Homemade人屬 Genus Homo人種 Sepcies Sapiens學名 Homo Sapiens 孢子類：1、藻類特征：（1）自養(yǎng)，可進行光和作用，將無機物和水合成為有機物（2）生殖器官多數為單細胞（3）合子（受精卵）發(fā)育，不形成多細胞的胚。生態(tài)學意義：（1）全球大規(guī)模的光和作用，有一半是由藻類產生的；（2）不論在淡水、海水中，藻類都是水體食物網的基礎性環(huán)節(jié)。（90%的藻在水體中生活）演化：藍藻（原核生物，無核模，無細胞器，無細胞核，但有明顯細胞質，含色素，能進行光合作用，通過天然分裂繁殖）裸藻（真核生物，有核模、有細胞器、有細胞核、有鞭毛、有性繁殖，以細胞縱裂實現方式繁殖）金門藻、黃門藻（有性繁殖和無性繁殖兩種試演化）。在藻類的生物作用下，18億年前地表環(huán)境由還原環(huán)境變?yōu)檠趸h(huán)境地質紅層出現。2、真菌3、苔蘚（1）首批登陸者；（2）一種是無莖葉分化，呈現片狀構造的葉狀體；（3）一種是類似樹葉莖分化的擬莖葉體蕨類：維管植物：具有發(fā)育的輸管組織，能有效的輸導水分、無機鹽苔類物質，低等的為蕨類，高等的則為種子類植物。蕨類多屬草本。草本蕨多數根葉分化明顯，而莖不發(fā)育，偶有喬木（有真正根葉莖分化、但仍是孢子繁殖，代表分子有石木公、卷柏、鳳尾草、江南星蕨、葉蕨等）。4、種子植物（1）裸子植物：開花，但花無被（槐花等）即心皮不包成花房，是中生代主要造煤植物，現代森林中的主要成員如松屬喬木及銀杏、蘇鐵等都是。（2）被子植物：有奇異的花朵，花的心皮包成子房，將胚珠包被在其中，有更加完善的營養(yǎng)器官和維管結構。代表有：喬木科、豆科、十字花科，菊科、葫蘆科、薔薇科、百合科喬木類：山毛櫸科，胡桃科、龍腦香科、馬鞭草科等。被子植物從外到里：花托花萼花瓣（心皮）子房（雄蕊、雌蕊）長出果實，果食本身為種子早期繁殖提供豐富的營養(yǎng)和水分。動物細胞所以無壁，因為它要保持柔韌性，它比植物含有更豐富的水分。動物界：一、原生動物（protozoa）是動物界中最原始的一類，絕大多數的身體有單細胞構成。原生只有在顯微鏡下才能看到，其體內包含一團原生質和一個或幾個細胞核。在原生質內還有一些執(zhí)行不同機能的細胞器，它們分工合作，完成生物所特有的全部生活過程。（如：鞭毛綱（眼蟲）、變形蟲、草履蟲等）二、多孔動物門：是最原始的多細胞生物，細胞已有分化但無組織形成，體表多為孔，如磯海綿等。三、腔腸動物門：身體由兩層細胞組成（外胚層、內胚層）內外之間還有一中膠層，中有一腔，有一開口與外界相通，兼攝食、 排遺（水螅、水母）。四、線性動物門：如人體蛔蟲五、環(huán)節(jié)動物門：有體節(jié)，有原始運動器，有較完善的肌肉、消化、循環(huán)、排泄、生殖及神經系統(tǒng)。如蚯蚓六、節(jié)肢動物門：體表（螞昨、蝎子）被有幾丁質的外骨骼，身體分節(jié)。一般分頭、胸、腹三部分，附肢分節(jié)。七、軟體動物門：如虰螺八、棘皮動物門：具有石灰質成分的中胚層骨骼，體腔發(fā)育，代表有海星和海參九、脊索動物門：有脊索、神經管和咽部鰓裂。代表有柱頭蟲、海鞘第二節(jié) 自然界的演化關于宇宙有很多模型，如有限無邊模型、恒穩(wěn)態(tài)模型、脈動模型、等級宇宙模型、大爆炸模型，最具代表性的是宇宙大爆炸模型。一、宇宙爆炸（爆脹）的三個重要證據：（一）譜線“紅移”絕大多數的河外星系具有譜線“紅移”現象，且譜線“紅移”與其距離之間存在著系統(tǒng)性關系。1、普遍的譜線紅移（多普勒光學效應）現象多普勒聲學效應。朝我們運動的發(fā)聲物體（如火車）聲音（汽笛聲）越來越尖，而背離我們而去的發(fā)聲物體的聲音越來越低沉。此效應同樣適合于光學，一個運動著的光源，只要其速度足夠快，它所發(fā)出的光線在到達我們眼睛時，頻率也會發(fā)生變化，表現為光譜顏色的移動。當光源朝我們運動時，單位時間內就會有較多運動光線射進我們的眼睛，這對應于光的頻率升高，在光譜中可以看到譜線向高頻（紫端）移動。反之如果光源遠離我們而去時，單位時間內進入我們眼中的光量就會減少。我們看見的光線就會向光譜低頻端（紅端）偏移。恒星光譜： 1、由棱鏡對恒星光進行分解，根據譜線各光帶的相對亮度可確定該恒星離 的距離（光譜的熱譜 熱是不同的火球具有不同的光譜色帶亮度比例）2、根據光譜里缺少何種顏色的光來確定恒星大氣中將何種光吸收掉了，從而知道恒星大氣物質成分是什么3、哈勃時代的人們開始企望存在著同樣多的紫移光譜，但卻見大多數是紅移。哈勃指出幾乎是全部。1929年哈勃進一步指出紅移不是雜亂無章的，恒星退行速度與和我們的距離呈正比例關系。2、天體退行速度與其和我們的距離呈現正比關系。河外星系普遍地背離我們而去，這一現象首先是由哈勃（E.Phubble）于1929年發(fā)現的。哈勃進