自然科學基礎全套課件

自然科學基礎

自然科學基礎■學習了科學以后，我們眼中的世界就變得很不一樣。

——費曼（天才物理學家）■科學真是迷人，根據(jù)零星的事實，添加一點猜想，就能贏得那么多收獲！

——馬克?吐溫

（著名作家）

■學習了科學以后，我們眼中的世界就變得很不一樣。

——費曼（天才物理學家）■科學真是迷人，根據(jù)零星的事實，添加一點猜想，就能贏得那么多收獲！

——馬克?吐溫

（著名作家）

費曼對這門課目的的說明：我的目的不是叫你們?nèi)绾螒犊荚?，甚至不是讓你們掌握這些知識，以便更好地為今后的你們面臨的工作服務。我最希望的是，你們能夠欣賞到這個世界的美妙，以及科學家們看待這個世界的方式。我相信，這是當今這個現(xiàn)代化時代真正文化內(nèi)涵的主要部分。

封面人物和事物

金字塔，阿基米德，蔡倫，達﹒芬奇，牛頓，瓦特，達爾文宇航員，愛因斯坦，馮﹒諾伊曼

DNA雙螺旋結(jié)構。

第一講世界四大文明古國世界四大文明古國的形成

當人類進入農(nóng)業(yè)文明之后，由于江河流域水源充足，沖積平原土地肥沃，溫帶或亞熱帶地區(qū)氣候溫和，利于作物生長，適合人類生存。所以在一些大江大河的滋潤下逐漸形成了四個較大的文明發(fā)祥地。古埃及（金字塔和獅身人面像）古巴比倫（漢謨拉比法典）

漢謨拉比法典石柱上端：從太陽神手中接過權杖古印度這曾經(jīng)是一個十分奇特的民族，對于記錄自己的歷史漠不關心，對于現(xiàn)世的生活也不重視，而只是把注意力全部傾注到未來。它地處亞、歐、非洲的交會區(qū)域，世界三大人種（黃種、白種、黑種）齊備，種姓制度森嚴。有著高度發(fā)展的燦爛的文化（尤其是文學和數(shù)學），在今天的高科技時代則以軟件產(chǎn)業(yè)著稱。古印度是佛教的發(fā)祥地洛陽龍門石窟的盧舍那佛造像，盧舍那的意思是智慧廣大、光明普照。據(jù)說盧舍那大佛是按照武則天的形象塑造的，嫻靜莊嚴，是中國佛教造像藝術的巔峰。按梁思成先生的說法：“俱足證明此時期間美術之發(fā)達及其作品之善美?！惫胖袊诙v古希臘和古羅馬世界地圖（古希臘在哪里？）東、西方幾乎同時出現(xiàn)了一批影響人類思想走向的賢哲古希臘的自然哲學---希波克拉底與畢達哥拉斯希波克拉底誓言（全文）

我謹在阿波羅、阿伊斯古拉普斯、西吉雅、潘拉西亞及其他眾神前發(fā)誓，基于我的能力及判斷，我將終身信守以下誓約：凡教我醫(yī)術者，我奉之如雙親，我將與之分享我的物品，需要時得以紓解其貧困；將其后代視同為自己的手足。假如他們愿意學習醫(yī)術，即使不收費、不立約定，我也將不吝教導，施以口頭和每一種可能形式之教導。我將把醫(yī)術傳給自己的孩子們及老師的子嗣，以及簽下此誓約愿遵守醫(yī)學律法的學生，沒有一人能例外。基于我的能力及判斷，病人的利益將被優(yōu)先考慮，對病人有害的都被禁絕。我將謹守此際分。希波克拉底誓言（續(xù)）

我將不會給予病人所要求的致命藥物，對于這類咨詢，我也不會給予建議；相同地，我也不會開立女人墮胎用的藥方，我將畢生以純潔與神圣來執(zhí)行我的醫(yī)術。我將不會為結(jié)石陣痛的人開刀，但我會將這工作留給做這種工作的執(zhí)行者。無論我進入任何屋子，我將是以病人的利益為出發(fā)點而走進人群，杜絕每一可能造成災禍的自發(fā)行為或賄賂，更甚者，杜絕來自男女的誘惑，自由人或奴隸的誘惑。無論與我的專業(yè)有關或無關，我所目睹或耳聞有關病人的一切，不應該被宣傳的，我將保守所有的秘密。當我繼續(xù)遵守這個誓約，我享受生活及執(zhí)行醫(yī)術就被視為當然，在所有時刻，受人尊敬。但當我違反這誓約，我將承擔相反的命運。兩個偉大的古代文明：中國和希臘，都對科學的成長做出了貢獻。希臘人最早嘗試用自然本身來說明自然。從自然界本身追究萬物的共同本原。第一個哲學家是愛奧尼亞米利都城的泰勒斯。他認為“萬物源于水”。希臘發(fā)行的泰勒斯紀念郵票赫拉克利特——辯證法之父人不能兩次踏入同一條河流，因為無論是這條河還是這個人都已經(jīng)不同了。太陽每天都是新的，永遠不斷地更新。相反的東西結(jié)合在一起，不同的音調(diào)造成最美的和諧。疾病使健康成為愉快，壞事使好事成為愉快，餓使飽成為愉快，疲勞使安息成為愉快。思想是最大的優(yōu)點，智慧就在于說出真理，并且按照自然行事，聽自然的話。德謨克里特認為：“只有原子和虛空”

著名物理學家費曼說：“假設人類遇到一場空前的浩劫，只允許留下一個科學名詞給后代，留下什么詞好呢？”他認為應該是‘原子’一詞。而原子的概念最早就是德謨克里特提出來的。

拉斐爾的名畫《雅典學園》

亞里士多德是柏拉圖的學生，但兩個人的哲學觀念差別很大。這幅油畫就表現(xiàn)了二人的分歧。柏拉圖（左）夾著自己的一部形而上學論著《蒂邁歐篇》，手指天空。亞里士多德則手持他的《倫理學》，他的手勢似乎表明我們要腳踩大地。

蘇格拉底之死當我們在柏拉圖的《斐多篇》那比詩還美的散文讀到第一個為信仰殉難的蘇格拉底拒絕向當權者乞求赦免而英勇飲鴆赴死的記載，我們就明白了希臘精神的精髓，那就是堅定地維護思想自由的正當和必要。（P.22）在油畫中，蘇格拉底手指天空，似乎認為天國才是他的最終歸宿。蘇格拉底之死（油畫）亞里士多德—百科全書式的人物盡管他的物理學沒有多少可以稱道的地方，可是他的生物學卻十分豐富而且有不少獨到的見解。希臘考古學家近日在雅典衛(wèi)城山腳下發(fā)現(xiàn)了一尊創(chuàng)作于古羅馬帝國時期的古希臘哲學家亞里士多德的胸像，它是迄今發(fā)現(xiàn)的唯一一尊把亞里士多德的鼻子塑成鉤狀的胸像。古希臘數(shù)學的典范---歐幾里德公元前3世紀古希臘數(shù)學家歐幾里得的《幾何原本》,它在邏輯上的嚴密和體系的完整，令人嘆為觀之，成為后世建立公理化理論體系的范本。牛頓的《自然哲學的數(shù)學原理》就是一個典范。左邊的邊注是牛頓的手跡。阿基米德---第一位近代意義上的科學家●給我一個支點，我就可以撬動地球！●“不要踩壞了我的圓！”

●我不能給后人留下一條沒有證完的定理。托勒密的“地心說”張衡和“渾天說”渾天說：認為天地猶如雞蛋，天包地外，就像殼裹著蛋黃一樣；蓋天說：認為天圓地方，“天圓如張蓋，地方如棋局”；宣夜說：認為日月星辰在無限的充滿氣體的宇宙中漂浮運動。只重技術而不重科學的羅馬人古代羅馬人以武力征服了希臘，法制發(fā)達，但整個社會的道德水平不高。猶太格言說得好：“法律可以揭露罪惡，卻不能消除罪惡?！毕飷哼€要從人心開始。羅馬人過于追求急功近利的實用目的，而不注重基礎科學的研究。只“使用知識之流，而不培其源。”所以，不出幾代，源和流都一起枯竭了。古羅馬的建筑技術斗獸場內(nèi)可容納觀眾5萬人第三講中世紀從476年西羅馬帝國滅亡到文藝復興，是長達1000年之久的“中世紀”。天主教會占據(jù)統(tǒng)治地位。哲學和科學都是基督教的奴仆，嚴重阻礙著科學技術的發(fā)展。所以常稱為“歐洲的黑暗年代”。這時的主流哲學是為宗教神學服務的“經(jīng)院哲學”，代表人物是圣.奧古斯丁和圣.托馬斯.阿奎那。修道院就是學校，《圣經(jīng)》是神圣不可侵犯的，“宗教裁判所”殘酷地壓制著自由思想和獨立精神。巴黎圣母院是哥特式教堂建筑的代表為了體現(xiàn)上帝的莊嚴和神圣，哥特式教堂建筑的尖頂直插云霄，表現(xiàn)了人們看見宇宙奧秘時的畏懼感。另一方面，為了證明上帝存在的邏輯推理方法，也為后來歐洲科學的復興準備了條件?！妒ソ?jīng)·出埃及記》中所記載的“十誡”：

第一誡：除了我以外，你不可有別的神。

第二誡：不可為自己雕刻偶像；也不可作什么形像仿佛上天、下地，和地底下、水中的百物。不可跪拜那些像；也不可侍奉他，因為我耶和華—你的神是忌邪的神。恨我的，我必追討他的罪，自父及子，直到三四代；愛我、守我誡命的，我必向他們發(fā)慈愛，直到千代。第三誡：不可妄稱耶和華—你神的名；因為妄稱耶和華名的，耶和華必不以他為無罪。第四誡：當記念安息日，守為圣日。六日要勞碌作你一切的工，但第七日是向耶和華—你神當守的安息日。這一日你和你的兒女、仆婢、牲畜，并你城里寄居的客旅，無論何工都不可作；因為六日之內(nèi)，耶和華造天、地、海，和其中的萬物，第七日便安息，所以耶和華賜福與安息日，定為圣日。基督教《十誡》（續(xù)）第五誡：當孝敬父母，使你的日子在耶和華—你神所賜你的地上得以長久。第六誡：不可殺人。第七誡：不可奸淫。第八誡：不可偷盜。第九誡：不可作假見證陷害人。第十誡：不可貪戀人的房屋；也不可貪戀人的妻子、仆婢、牛驢，并他一切所有的。丟番圖的墓碑

在希臘化時代的晚期，有一個很有意思的代數(shù)學家丟番圖（Diophantus,246-330）他的墓碑上刻著的竟然是一道數(shù)學題。圣﹒奧古斯丁他是對基督教早期思想影響最深遠和長久的一位思想家。他的《懺悔錄》和《上帝之城》是基督教思想的兩大重要經(jīng)典著作。圣﹒托馬斯﹒阿奎那他是基督教思想后期—經(jīng)院哲學的代表人物和集大成者。他的《神學大全》以基督教的教義為內(nèi)容，以亞里士多德的哲學為骨干，把神學與哲學、科學統(tǒng)一起來。阿拉伯學者伊本.西那（阿維森那）伊斯蘭的著名學者幾乎都是醫(yī)學家，其中最著名的代表當屬阿拉伯醫(yī)學之王伊本﹒西那，西方稱為阿維森那。他的代表作是百萬字的百科全書式的《醫(yī)典》。著名數(shù)學家花拉子模他把印度的數(shù)字符號1,2,3,4,5,6,7,8,9,0介紹給西方世界，竟被誤認為是阿拉伯數(shù)字。他的主要著作是《還原與對消》，代數(shù)學的英文Algebra,就是“復原”一詞的拉丁譯文。弗蘭西斯培根盛贊四大發(fā)明“它們改變了世界的整個面貌和事物的狀況。印刷術使文學改觀，火藥使戰(zhàn)爭改觀，指南針使航海改觀。可以說，沒有哪一個王朝，沒有哪一個宗教派別，沒有哪一位偉人，曾經(jīng)對人類事物產(chǎn)生過比這些發(fā)明更大的力量和影響?！钡z漏了一項同樣使文化改觀的造紙術。中國古代的活字印刷術

早在隋唐，雕版印刷就大行于市。傳至宋代，畢昇發(fā)明了活字印刷術（約1040年）。歷代出現(xiàn)過各種活字，包括木活字，陶土活字，陶瓷活字，銅活字等。鉛活字（鉛、錫、銻合金）則是從西方傳入中國的。蔡倫和他改進、發(fā)明的造紙術指南針（古代叫做“司南”）當前學術界對這樣的“司南”是否真的存在過有爭議?；鹚?/p>

火藥的發(fā)明起源于中國古代的煉丹術，它的主要成分是“一硝（KNO3）、二磺、三木炭”?；鹚幵谖鞣奖话l(fā)展成為用雷管引爆硝化甘油的黃色炸藥?；瘜W家和工程師諾貝爾就是從火藥起家的。中國古代的科學技術除了四大發(fā)明，中國古代還有以農(nóng)、醫(yī)、天、算為代表的四大科學和以陶瓷、紡織、建筑為代表的三大技術。如果拓展關于科學的西方標準（內(nèi)部的自洽、外部的證實），關于自然規(guī)律的系統(tǒng)知識，都應該被認為是科學。那么，中國古代是有科學的。

中國古代最重要的數(shù)學著作《九章算術》和圓周率

古代的人們從實踐中早就認識到“周三徑一”。人們推測祖沖之是用園內(nèi)接正多邊形周長逼近圓周長的方法，計算出圓周率在3.1415926和3.1415937之間，西方得到這個結(jié)果已經(jīng)是一千多年以后了。勾股定理:a2+b2＝c2蘇州石刻“天文圖”現(xiàn)存蘇州的南宋石刻天文圖，刻于1247年，刻有1434顆星，這是世界上唯一保存下來的14世紀以前的星圖，非常珍貴。仿古針灸銅人

中醫(yī)用陰陽、五行學說來說明人體各個器官的相互關系，形成了一整套臟腑和經(jīng)絡學說，以及針灸和“望、聞、問、切”的中醫(yī)四診法。它把人的養(yǎng)生規(guī)律同自然界的發(fā)展規(guī)律緊密地聯(lián)系了起來，這就是“天人合一”。華佗和他創(chuàng)制的“五禽戲”

華佗善養(yǎng)生之術，故百歲而猶有壯容，經(jīng)他創(chuàng)制并流傳下來的“五禽戲”，是模仿虎、鹿、熊、猿、鳥五種動物的動作創(chuàng)編的一套防病、治病、延年益壽的醫(yī)療氣功。李時珍的《本草綱目》書影李時珍為了這部書，歷時20多年，認真刻苦，一絲不茍地查閱了大量的文獻資料，廣泛地收集各種標本和單方，并親身實地考察，進行藥物試驗，傾其一生撰成巨著《本草綱目》。令人感嘆的是，這樣一部偉大的著作，卻難以出版，一方面是他指出水銀有毒，這遭到了煉丹術士們的激烈反對，另一方面，明朝封建統(tǒng)治者也并不重視科學。所以書稿在李時珍去世以后的第三年，才由私人刻書家刻印出版?！洱R民要術》書影中華文明主要是一種農(nóng)業(yè)文明，農(nóng)業(yè)一直是整個中國社會發(fā)展的基礎。北魏時期的農(nóng)學家賈思勰的《齊民要術》是流傳下來的最完整的一部農(nóng)書。青花瓷

宋徽宗趙佶是一個不稱職的皇帝，卻酷愛藝術，并且有很高的造詣。他指示工匠：“雨過天青云破處，這般顏色做將來?！边@就造就了以后的青花瓷。馬未都說收藏，指出《青花瓷》歌詞中的兩處錯誤“天青色等煙雨，而我在等你。炊煙裊裊升起，隔江千萬里。在瓶底書漢隸，仿前朝的飄逸，就當我，為遇見你伏筆?！笨墒牵嗷ù傻钠康讖膩頉]有書寫過漢隸，只有在明崇禎時偶有在瓶身上寫過隸書?！吧谆ㄇ嗟腻\鯉，躍然於碗底。臨摹宋體落款時，卻惦記著你。你隱藏在窯燒里，千年的秘密，極細膩，猶如繡花針落地。”但在青花瓷上從未有過宋體落款，只有清代琺瑯彩瓷上有過。最好的是開頭兩句：“素胚勾勒出青花，筆鋒濃轉(zhuǎn)淡。瓶身描繪的牡丹，一如你初妝?！?/p>

《清明上河圖》（局部）《清明上河圖》（局部）張擇端《清明上河圖》的內(nèi)容它描繪的是北宋京城汴梁（今河南開封）及汴河兩岸清明時節(jié)的風光，這幅具有社會百科性質(zhì)的閎闊畫卷，將那末世的繁華凝結(jié)成了一個永恒的藝術形象。寫實性很強，時代氣氛濃郁。開始萌芽的樹木，潺潺的小溪，稀疏的茅屋和瓦舍，給人一種寧靜的田園詩般的感受。疏林薄霧，農(nóng)舍田疇，春寒料峭，嫩綠新發(fā)。行人往來，各行各業(yè)應有盡有，街市上各個階層的人物無所不備。然而，在市井繁華的背后，我們也能看到末世京城一些人物無所事事，木然空虛的精神狀態(tài)。紡織先祖黃道婆

黃道婆，又名黃婆或黃母，宋末元初知名棉紡織家。由于傳授先進的紡織技術以及推廣先進的紡織工具，而受到百姓的敬仰。古代的橋梁建筑—趙州橋河北省趙縣洨河上的趙州橋，是一座建于隋代（約605年）的石拱橋，是世界上現(xiàn)存最早，保存最完善的橋梁。橋長50多米，凈跨37米。氣勢壯觀、形似長虹，而且技術先進，是中國古代橋梁建筑的杰作。張之洞的“中學為體，西學為用”在接受和采納西方科學技術的同時，完全可能同時保持中華傳統(tǒng)的核心價值觀念。這就是現(xiàn)代意義上的“中學為體，西學為用”。在這里，對“體”和“用”的理解不能過于偏狹。同時期的墨子和墨家學派“力，刑之所以奮也?！?/p>

刑，就是形，物形，也就是物體。奮，即運動。力是物體運動的原因，這正是比他晚將近一個世紀的亞里士多德的觀點。李約瑟（J.Needham）和他的《中國科學技術史》李約瑟曾有遺言：“確信中國能夠再度崛起，一個擁有如此偉大的文化的國家，一個擁有如此偉大的人民的國家，必將對世界文明再次作出偉大貢獻?！敝袊軌蜥绕饐?？經(jīng)濟上的強大與文化上的強大，它們之間是個怎么樣的關系？第六講歐洲的文藝復興和近代科學的誕生歐洲在經(jīng)歷了長達近一千年的教會統(tǒng)治以后，開始逐漸復蘇。終于形成了轟轟烈烈的文藝復興運動。文藝復興首先從意大利興起，逐漸傳播到整個歐洲。從但丁開始，有莎士比亞、弗蘭西斯.培根等，其代表人物是達.芬奇。中世紀后期，大學的出現(xiàn)促成了歐洲學術的復興和文藝復興運動的形成。大學的創(chuàng)立被稱為“歐洲大學之母”的巴黎大學，創(chuàng)立于1200年左右。其后有英國的牛津大學和劍橋大學?，F(xiàn)在著名的有美國的哈佛大學、耶魯大學、普林斯頓大學、麻省理工學院、加州大學伯克利分校等。羅吉爾.培根

羅吉爾·培根是在科學精神上承前啟后的杰出人物，他是當時在精神上最接近他以前的先進思想和他以后文藝復興思想的人物之一。在經(jīng)院哲學流行的時代，他難能可貴地主張觀察和實驗，認為只有定量的實驗方法才能給科學以確實性。人為什么活？怎么活？哲學的根本問題是什么？這應該從“人的哲學”這一根本點出發(fā)，回答人“為什么活？”和“怎么活？”的問題。前者是個信仰問題，它是人生的終極目標和最后歸宿，也是人生的動力和精神支柱。它不可能在現(xiàn)實的此岸世界中，而一定是在那只能無限接近而不可能達到的彼岸世界中。因此，人類創(chuàng)造了宗教。后者則是個理性問題，是為了使人生盡可能地獲得更多的自由，為此，就要盡量擺脫自然和社會兩方面的束縛。因此，從前者人類創(chuàng)造了科學，從后者人類創(chuàng)造了民主?？茖W和宗教在西方的文化中，科學與宗教一般是分開的，因而它們得以平行發(fā)展，此起彼伏，共同支配著人們的物質(zhì)生活和精神生活。古希臘羅馬時期，生產(chǎn)力發(fā)展尚處于一個較低的水平，人們主要是解決“怎么活？”的問題，所以萌芽狀態(tài)的民主與科學占據(jù)支配地位。羅馬后期，“怎么活”已經(jīng)顯得不那么重要了，人們關注的焦點開始轉(zhuǎn)向思考“為什么活？”的問題，于是宗教占據(jù)著中世紀的統(tǒng)治地位。然后，宗教對人的束縛越來越多，人們又開始關心今生今世“怎么活”的問題。于是，文藝復興應運而生，民主與科學戰(zhàn)勝宗教而居于統(tǒng)治地位。西方文明的三個組成部分一般認為，西方文明有三大組成部分：希臘經(jīng)典與羅馬政治；基督文化；科學與民主。而基督文明是西方文明的基礎和精髓，它奠定了西方世界最為完善的價值體系，包括：人性、人生、認知、道義、信仰、道德、精神、心理、倫理、美學等一切人文社會的基礎。重建人類的精神家園當今世界，隨著科學和技術的高度發(fā)展，人們的物質(zhì)生活開始極大地富裕起來，可是人們的精神生活卻并未同步跟進而相對貧乏。技術使人變成了機器和工具；現(xiàn)代法制社會中的人，成了一個符號，成了一份證明書、一張身份證；現(xiàn)代商品社會中人與人之間的關系，成了冷冰冰的等價交換關系。人們在驚呼，這樣的現(xiàn)代文明，到底要把人類帶向何方？一些陷于迷茫之中的西方人試圖投入宗教來求得解脫，可是尼采說：“上帝死了！”那個上帝已經(jīng)無法再次救贖人類。沒有了信仰的現(xiàn)代人，急需要尋找方向，走出困境，重建自己的理想家園。文藝復興三巨人但丁、達﹒芬奇、莎士比亞常被稱為文藝復興的三巨人。“文學三杰”但丁、彼特拉克、薄伽丘被稱為“文藝復興前三杰”?！八囆g三杰”達芬奇、米開朗琪羅、拉斐爾被稱為“文藝復興后三杰”。但丁和他的《神曲》

我看到墓上有一塊碑文，寫道：“我看管的是教皇阿納斯塔修斯，浮提努斯曾引誘他離開正路?！?/p>

“我們可以停頓一下，再下去…彼特拉克和他的十四行詩靈魂之春

靈魂，大地上的異鄉(xiāng)者

強大的死亡和心中歌唱著的火焰

幽幽流水環(huán)繞著魚的歡快游戲，

悲哀的時刻，太陽沉默的面容；

靈魂，大地上的異鄉(xiāng)者，充滿精靈，藍光朦朧，籠罩大地

夜像死一樣的靜，陰暗的鐘聲久久的鳴響，

在死者的白色眼瞼上，美人花靜靜的開放。

西沉的太陽，水聲潺潺，

玫瑰般的風兒是多么的快樂哦

仿佛在述說著昨日！

莎士比亞的十四行詩（第91）

有人夸耀門第，有人夸耀技巧，

有人夸耀財富，有人夸耀體力；

有人夸耀新妝，丑怪盡管時髦；

有人夸耀鷹犬，有人夸耀駿驥；

每種嗜好都各饒?zhí)厥獾娜の叮?/p>

每一種都各自以為其樂無窮：

可是這些癖好都不合我口胃——

我把它們?nèi)谌敫蟮臉啡ぶ小?/p>

你的愛對我比門第還要豪華，

比財富還要豐裕，比艷妝光彩，

它的樂趣遠勝過鷹犬和駿馬；

有了你，我便可以笑傲全世界：

只有這點可憐：你隨時可罷免

我這一切，使我成無比的可憐。拉斐爾的《西斯廷圣母像》

這幅西斯廷圣母塑造了一位人類的救世主形象:她決心以犧牲自己的孩子,來拯救苦難深重的世界。但丁說:“她走著,一邊在傾聽頌揚,身上放射著福祉的溫和之光，仿佛天上的精靈,化身出現(xiàn)于塵壤。”拉斐爾的《雅典學院》拉斐爾的《雅典學院》《雅典學院》是以古希臘哲學家柏拉圖所建的雅典學院為題，企圖以回憶歷史上黃金時代的形式，寄托他對美好未來的向往。身著長袍面向右轉(zhuǎn)，打著手勢闡述自己哲學觀點的是蘇格拉底，坐在臺階上專心寫作的禿頂老者是畢達哥拉斯。中間是柏拉圖和亞里士多德。米開朗琪羅的《末日審判》

這是一幅典型的宗教畫。畫中天國的神圣與空靈,地府的幽暗與恐怖,飛升天堂者的自由與喜悅,墮入地獄者的痛苦與掙扎.人子基督的靈光與憤怒,飛翔的天使,吹響末日號角的七位天使與翻開生命冊的天使,圍繞于耶酥基督周圍的圣徒,指向世界末日的時針,把人們帶入一個莊嚴神圣而敬畏的時刻。米開朗琪羅的《創(chuàng)世紀》（局部）

梵蒂岡西斯庭教堂的天頂畫《創(chuàng)世記》。以圣經(jīng)《創(chuàng)世記》為主線，由九個敘事情節(jié)組成。這幅是“創(chuàng)造亞當”。最近，據(jù)說醫(yī)學科學家研究發(fā)現(xiàn)，米氏在此作品中隱藏了密碼，在全部38幅畫中有36幅隱藏了解剖學密碼。上帝背后是一個巨大的肺，而亞當背后的的樹則像支氣管，上帝吹氣，亞當就活了。達.芬奇的《蒙娜·麗莎》

關于蒙娜麗莎那神秘的微笑，這是一個生活在現(xiàn)實中很富裕的婦人，和一位除了發(fā)財之外什么都不想的丈夫在富足、優(yōu)裕的環(huán)境中生活著。她似乎從來都沒有想過什么。但是她生活得并不幸福，也不快樂。當有一天她聽到了畫家所講的一個故事，她那沉睡的心靈開始受到觸動。她明白了她不快樂的根源—沒有靈魂的生活不值得過。畫家喚醒了一個冷漠的塑像，但她的傷痛的心使她的笑并不持久，微笑從她臉上消失，隱隱約約留在兩個嘴角，給她臉兒增添了令人驚異的、神妙莫測的、調(diào)皮的神情。很神奇的是，無論你從哪個角度看這幅畫像，蒙娜麗莎都會注視著你。達.芬奇的《最后的晚餐》

猶大向官府告密，基督在即將被捕前，與十二門徒共進晚餐，席間基督鎮(zhèn)定地說出了有人出賣他的消息，達·芬奇此作就是基督說出這一句話時的情景。在耶穌右邊的一組中，我們看到一個黑暗的面容（即畫面正方左邊第五位），他朝后倚著，仿佛從耶穌前往后退縮似的。他的肘部擱在餐桌上，手里抓著一只錢袋。我們知道他就是那個叛徒，猶大.伊斯卡里奧特。達.芬奇的《巖間圣母》

此畫以圣母居圖中央，她右手扶嬰孩圣·約翰，左手下坐嬰孩耶穌，一天使在耶穌身后,構成主體金字塔式構圖，并以手勢彼此響應：約翰在祈禱，耶穌在為約翰祝福，天使在指示約翰，圣母伸出手作出撫愛姿態(tài)。背景則是一片幽深的巖窟，花草點綴其間，洞窟通透露光，洋溢著空間的深度感。達·芬奇的人體結(jié)構比例圖

達·芬奇按照維特魯威的描述，創(chuàng)作了這幅著名的人體結(jié)構比例圖《維特魯威人》?？瞻滋幨沁_芬奇的親筆注解文字。神奇的是，人體自然的中心點是肚臍，而兩手平伸的寬度正好等于人的高度，雙腳和雙手末端又恰好在以肚臍為中心的圓周上。弗蘭西斯·培根“讀史使人明智，讀詩使人靈秀，數(shù)學使人精密，哲理使人深刻，倫理學使人有修養(yǎng)，邏輯修辭之學使人善辯?？傊R能塑造人的性格?！钡芽▋旱目茖W方法為近代科學的誕生創(chuàng)造了條件“給我運動和廣延，我就能構造出世界?！?/p>

“我思故我在?！辈荒苊つ康叵嘈盼覀兊母泄伲杏X往往是不確定的，認識外界事物必須靠精神去理解。他主張對每一件事情進行批判的懷疑，這就是著名的“笛卡兒式懷疑”。當人在懷疑時，他必定是在思考，而思考這件事情是不容懷疑的。由“思”而知“在”。第六講總結(jié)1.歐洲的文藝復興運動，弘揚人性，反對神性，提倡人權，反對神權，以人文主義為核心，以復興古典文化為口號。2.弗蘭西斯·培根的歸納法和笛卡兒唯理論的演繹法，為近代科學的誕生做了思想準備和提供了科學方法。第七講從伽利略到牛頓

哥白尼的日心說，用新的觀點去觀察世界，在觀察和實驗的基礎上建立自己的理論體系，為近代科學的革命打響了第一槍。從伽利略、開普勒到牛頓建立起來的經(jīng)典力學，是近代科學的第一個宏偉的理論體系，其后的整個近代科學都是以它為典范建立起來的。哥白尼和他的《天體運行論》第二版扉頁弗龍堡大教堂為哥白尼舉行重新下葬儀式黑色花崗巖墓碑上裝飾著太陽系天體運行圖，即６顆行星環(huán)繞金色太陽。儀式舉行，神職人員亞采克·耶杰爾斯基說：“今天的葬禮具有象征意義，顯現(xiàn)科學與信仰的和解?！?/p>

哥白尼革命

“革命”這個概念一直是對某種見解或看法的根本改變的一個確定的表達。從2世紀中世紀前就已經(jīng)確立了托勒密“地心說”的正統(tǒng)地位，1543年哥白尼的“日心說”根本上改變了這個長達1400多年的傳統(tǒng)觀念。所以在科學史中，被稱為“哥白尼革命”，并把1543年看作是中世紀與近代之間分界的實際日期”，是近代科學開始的日子。第谷---恒星的觀測者第谷是開普勒的老師，傾其一生，觀測恒星，是望遠鏡沒有發(fā)明出來以前，最偉大的天文觀測家。但是第谷不會從他大量精密的觀察資料中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。開普勒說：“第谷富甲天下，但是像天下大多數(shù)富人那樣，他不知道如何恰當使用這些財富?！遍_普勒利用第谷的豐富資料，提出了行星運動的三大定律。開普勒定律

1.行星都沿橢圓軌道運動，太陽在一個焦點上。2.等面積定律；3.行星公轉(zhuǎn)周期的平方與它軌道的平均半徑的立方成正比

伽利略《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》伽利略的兩個對話伽利略的代表作是：《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》《關于兩門新科學的對話》。《關于兩大世界體系的對話》支持了哥白尼的日心說，提出了相對性原理?！蛾P于兩門新科學的對話》提出了慣性定律，研究了力產(chǎn)生加速度的規(guī)律。經(jīng)典力學的大框架已經(jīng)形成。比薩斜塔和自由落體實驗

伽利略用邏輯推理的方法，揭示了亞里士多德“落體佯謬”的破綻,用嚴格的邏輯方法證明了自由落體定律，糾正了人們以往認為“重物比輕物下落得快”的錯誤觀點。牛頓和傳說中的蘋果樹牛頓和他的經(jīng)典力學牛頓在他的《自然哲學的數(shù)學原理》中，提出了他的三大運動定律和萬有引力定律。牛頓發(fā)明了微積分（他稱為“流數(shù)法”），由此開創(chuàng)了高等數(shù)學的基礎。他做了分光實驗，證明了白光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光組成的。他用凹面鏡制成了不會產(chǎn)生色差和像差的反射式望遠鏡。他提出了光的微粒說。他在數(shù)學中提出了著名的二項式展開定理。牛頓和他的代表作牛頓力學的機械論特征

在這個以牛頓的原子論物質(zhì)觀、絕對時空觀和機械決定論因果觀為基礎的世界面前，人只是一個并不重要的旁觀者，他無所作為，只能聽任隨波逐流。原來那個富有聲、色、香、味，充滿了喜樂、愛、美，到處表現(xiàn)出有目的的和諧與創(chuàng)造性的理想的世界，現(xiàn)在變成了一個冷、硬、無色、無聲的死寂世界，一個量的世界，一個服從嚴格的機械規(guī)律性，可以用數(shù)學精密計算的像機器般運轉(zhuǎn)的世界。當然，牛頓所賦予世界畫面的驚人的和諧與秩序給我們美感上的滿足，也并不亞于詩人們的神秘想象和作家筆下萬花筒式混亂的自然界。顏色、愛情和美麗的世界仍然在那里，只是我們現(xiàn)在所了解的萬物的美要比人的感官所體驗到的更多，更真切，更好。總之，只有科學和人文的互補，只有把天上的星空和心中的道德律結(jié)合起來，只有把理智的現(xiàn)實主義和信仰的浪漫主義結(jié)合起來，才是這個世界的本來面目。蒲柏寫的牛頓墓志銘的譯文自然和自然定律隱匿在黑暗之中，

上帝說：讓牛頓來吧，一切遂臻光明?。牵饷鞑⒉婚L久，魔鬼又出現(xiàn)了。上帝怒吼道：嗬！讓愛因斯坦降生吧。就恢復到了現(xiàn)在這個樣子。是誰在咆哮？魔鬼，還是上帝。NatureandNature'slawslayhidinnight.

Godsaid,LetNewtonbe!andallwaslight.Itdidnotlast.Thedevil,howling"Ho!

LetEinsteinbe!"restoredthestatusquo.

關于這首詩的其他理解和翻譯清華大學劉立：“不久，黑暗再次降臨。／魔鬼咆哮道：嚯?。寪垡蛩固菇瞪?，／于是一切又成為光明?！蹦暇┐髮W武夷山：“此情形并未能持久，／魔鬼喝道‘嗬！讓愛因斯坦問世！’世界又變得難以捉摸。”網(wǎng)上翻譯：“魔鬼說：‘愛因斯坦，降生吧。’于是世界又遁入黑暗中。”牛頓碑文譯文的修訂版

這里/安睡著伊薩克·牛頓爵士，/他以近乎超乎常人的智力，/用他所發(fā)明的數(shù)學方式，／探究了行星的運動和形狀，/彗星的軌道和海洋的潮汐。/他研究了各種不同的光線，/以及由此所產(chǎn)生的顏色的性質(zhì)。／而這些都是其他學者先前所沒有想到過的。／/對于自然、歷史和圣經(jīng)，／他是一個勤勉、睿智而忠實的詮釋者，/他在他的哲學中證明了上帝的威嚴，/并在他的舉止中表達了福音的純樸。/世上的人們啊，/應當感到慶幸，／曾有如此一位偉人存在，／他為人類增光添彩！牛頓碑文原文HereisburiedIsaacNewton,Knight,whobyastrengthofmindalmostdivine,andmathematicalprinciplespeculiarlyhisown,exploredthecourseandfiguresoftheplanets,thepathsofcomets,thetidesofthesea,thedissimilaritiesinraysoflight,and,whatnootherscholarhaspreviouslyimagined,thepropertiesofthecoloursthusproduced.Diligent,sagaciousandfaithful,inhisexpositionsofnature,antiquityandtheholyScriptures,hevindicatedbyhisphilosophythemajestyofGodmightyandgood,andexpressedthesimplicityoftheGospelinhismanners.Mortalsrejoicethattherehasexistedsuchandsogreatanornamentofthehumanrace!Hewasbornon25thDecember,1642,anddiedon20thMarch1726/7.萊布尼茲和牛頓分別發(fā)明微積分法國哲學家萊布尼茲與牛頓先后獨立地發(fā)明了微積分。牛頓發(fā)明在前，但他的發(fā)表在后。牛頓和萊布尼茲在微積分發(fā)明的優(yōu)先權上有過一場很大的爭論。萊布尼茲使用了更好的符號，而且一直沿用至今。第七講知識要點1.哥白尼、第谷、開普勒—掀起了一場真正的革命，從而使人們換一種方式來看世界。2.但他們都有錯誤：哥白尼堅持圓軌道，也沒有想過地球之外的空間無限；第谷提出折中方案，說行星繞太陽旋轉(zhuǎn)，而太陽本身繞地球旋轉(zhuǎn)。開普勒開始也堅持圓軌道，但最后他想明白了。3.伽利略用理想實驗否定了亞里士多德“物體運動必須有力作用”的錯誤觀點；用邏輯方法否定了亞里士多德“重物落得快，輕物落得慢”的錯誤觀點。第八講英國工業(yè)革命&法國科學啟蒙從紡織機和蒸汽機開始的英國工業(yè)革命；以伏爾泰、盧梭和狄德羅“百科全書派”為代表的法國科學啟蒙運動；法國大革命與“近代化學之父”拉瓦錫的被處死；18世紀的科學—分析力學、康德-拉普拉斯星云學說?？茖W與技術的關系自然科學的基礎理論比較成熟以后，很多道理已經(jīng)成為“常識”，于是，新的超越就必然到來：科學就要轉(zhuǎn)化成為技術，應用于生產(chǎn)，改善人們的物質(zhì)生活狀況。有了力學，就發(fā)明機械、汽車、火車、飛機，使我們的出行便利；有了電磁波，就發(fā)明無線電技術，遠方的信息瞬間就可到達，地球名副其實地成了一個“地球村”。技術與應用實例有了量子力學，就發(fā)明了電腦，它的高速大大提升和擴展了人腦的運算和記憶能力；有了相對論，就發(fā)明加速器、核電站、射電望遠鏡。（右圖是世界上第一臺數(shù)字電子計算機ENIAC）瓦特和他的蒸汽機英國格拉斯哥大學的機修工瓦特，在紐克門蒸汽機的基礎上加以改進，大大提高了效率。瓦特的蒸汽機改進了冷凝器的結(jié)構，提高熱效率；采用了曲柄連桿結(jié)構，把往復的直線運動轉(zhuǎn)化為飛輪的圓周運動。第一次技術革命----蒸汽機瓦特蒸汽機的曲柄連桿機構。借助連桿和飛輪將活塞的直線往復運動轉(zhuǎn)化為飛輪的圓周運動。這個思想一直延續(xù)到柴油機、汽油機，被廣泛應用在拖拉機、汽車、火車和飛機上。被稱為“歐洲的良心”的伏爾泰他有一句名言至今流傳：“我堅決反對你的觀點，但我誓死捍衛(wèi)你說話的權利?！彼€說過：“一個家庭沒有書籍,如同這個房間沒有窗戶?！薄斑@里是我的心臟，但到處是我的精神。”

法國大革命和拉瓦錫拉瓦錫是化學發(fā)展史中最重要的人物之一，被稱為“近代化學之父”，他把化學從“煉金術”中解脫出來，使化學成為一門實驗科學，創(chuàng)建氧化理論，建立了質(zhì)量守恒定律。右圖是拉瓦錫和他的夫人。拉普拉斯和康德的星云學說從宇宙空間看到的銀河系為紀念康德誕辰250周年發(fā)行的銀幣

著名的科學家和科學哲學家彭加勒說得好：“天文學向我們表明，人的軀體是何等渺小，而人的精神又是何等偉大，因為人們的理性能夠包容星辰燦爛、茫無際涯的宇宙，并且享受到它的無聲的和諧”?？档履贡系你懳腡wothingsfillmewithconstantlyincreasingadmirationandawe,thelongerandmoreearnestlyIreflectonthem:thestarryheavenswithoutandthemorallawwithin.

康德名言的翻譯書上第145頁的翻譯；有兩樣東西，我對它們的思考越是深沉和持久，它們在我心靈中喚起的驚奇和敬畏就會日新月異，不斷增長，這就是我頭上的星空和心中的道德律。世界上有兩樣東西能夠深深地震撼我們的心靈：一是我們心中崇高的道德準則，另一樣是我們頭頂上燦爛的星空。溫家寶詩作：《仰望星空》我仰望星空，它是那樣寥廓而深邃；那無窮的真理，讓我苦苦地求索、追隨。我仰望星空，它是那樣莊嚴而圣潔；那凜然的正義，讓我充滿熱愛、感到敬畏。我仰望星空，它是那樣自由而寧靜；那博大的胸懷，讓我的心靈棲息、依偎。我仰望星空，它是那樣壯麗而光輝；那永恒的熾熱，讓我心中燃起希望的烈焰、響起春雷。

第八講的知識點通常人們所說的科技，一般理解為科學和技術，其實他們二者還是有區(qū)別的：科學是人類對自然界的認識，技術則是指科學的引用。英國的工業(yè)革命開始大規(guī)模的用機器代替人力。法國的思想啟蒙是一次偉大的思想解放運動?？档潞屠绽?，拉瓦錫。第九講19世紀近代科學的全面發(fā)展原子、分子和原子分子論能量守恒定律；細胞學說；進化論電磁波和電磁理論電氣時代的到來—第二次工業(yè)革命羅蒙諾索夫和門捷列夫羅蒙諾索夫說：“為什么許多人要在物理和化學上作實驗？為什么偉大人物們把危險的實驗當作自己的工作和生活？不是正因為要搜集巨大數(shù)量的雜亂無序的物質(zhì)，要在其中思索出它們的排列和秩序來嗎？”證實原子、分子是客觀存在的門捷列夫的元素周期律取得了成功，但當時的科學權威馬赫、奧斯特瓦爾德等卻認為原子、分子只是個假設，并不是客觀存在的。愛因斯坦的布朗運動理論，證實了它們的客觀存在。什么是能量，以及能量為什么總是守恒的？能量就是做功的本領。是物體運動的量度。能量有機械能、熱能、電能、光能、原子核能等。能量可以從一種轉(zhuǎn)化為另一種，但是它的總量總是保持不變。能量不變，但熵會增大。它也是時間箭頭的一種量度。

孤立系統(tǒng)中的自然過程總是朝著熵增大的方向發(fā)展的。直到系統(tǒng)發(fā)展到平衡態(tài)，熵就達到極大。而當系統(tǒng)達到平衡態(tài)時，系統(tǒng)的內(nèi)部差異最小，沒有什么確定的結(jié)構和確定的變化方向，系統(tǒng)就處于混亂度最大的無序狀態(tài)。所以說，熵就是系統(tǒng)混亂度的量度。能量守定律和焦耳真正把能量守恒定律建立在嚴格實驗基礎上的是英國物理學家焦耳。他說：“自然現(xiàn)象，不管是機械的、化學的、或是生命的，幾乎完全包括在通過空間吸引、活力和熱的相互變化之中。這就是宇宙中維持著的秩序——沒有任何毀滅，未曾有任何損失，不管整部機器怎樣復雜，它照樣潤滑而又和諧地工作?！?/p>

玻爾茲曼之墓

墓碑上鐫刻著著名的玻爾茲曼關系式：S=klogW。玻爾茲曼是統(tǒng)計物理學的創(chuàng)始人，堅持原子論而陷于孤立，同時又患上了嚴重的精神疾患，于1906年自殺。細胞學說在科學發(fā)生學上的意義細胞是活體生命的基本單位。微爾和說：所有的細胞都來自先前的細胞。細胞由細胞核、細胞質(zhì)和細胞膜組成。遺傳基因DNA就在細胞核的染色體中。林耐僅限于分類。細胞結(jié)構示意圖生物學史上的三大概括性論點“所有細胞都來源于先前的細胞。”（微耳和）“一切生命來源于卵?！保üS）“一切生命物質(zhì)來源于生命物質(zhì)?！保ò退沟拢?/p>

（德國醫(yī)學和病理學家家微耳和）達爾文和他的進化論草稿封面進化論的基本思想1.自然選擇說：這是進化論的核心。認為“優(yōu)勝劣汰”式的自然選擇是生物進化的主要動力。2.共同祖先說：認為所有生物都起源于一個共同的祖先。3.漸變說：認為新物種的產(chǎn)生和舊物種的消亡，是通過連續(xù)微小的有利變異的積累加強而發(fā)生的。4.一般進化說：認為生物物種是可變的。達爾文繪制的第一幅進化樹草圖

達爾文在發(fā)表《物種起源》兩年前1837年的日記里，用一棵假想的“生命之樹”來勾畫物種的進化方式：樹干的底部代表最原始的物種，而沿著樹干向上的分枝，就代表了由最初物種演化而成的不同階段的新物種。這就建立了一個生物學公理：從最簡單的病毒到萬物之靈的人類，不論從形態(tài)上看有著多么大的差異，其基本的物質(zhì)構成和活動規(guī)律并沒有本質(zhì)的差別，因為他們都是從同一個祖先演化而來的。達爾文的進化論進化論認為：生物的發(fā)展是通過自然選擇，即生存競爭、優(yōu)勝劣汰，而實現(xiàn)的。生物進化論不適合于人類社會。社會達爾文主義是反動的。（右圖是達爾文手稿的封面）庫倫和庫倫定律

法國工程師庫侖在

1785年，用他發(fā)明的扭秤測定帶電小球之間的相互作用力，發(fā)現(xiàn)這個力與兩個小球電量的乘積成正比，而與它們之間距離的平方成反比。這就是著名的庫倫定律。安培和奧斯特法拉第和他的實驗日志

電力線和等勢面示意圖+麥克斯韋方程組

英國理論物理學家麥克斯韋用數(shù)學語言完整地建立了真空中的電磁場方程組，預言了電磁波的存在。麥克斯韋方程組在電磁學中的地位，只有牛頓定律在力學中的地位才可以與之媲美。

赫茲和他發(fā)現(xiàn)電磁波德實驗裝置相距10米美國發(fā)明天才愛迪生

靠個人奮斗和不屈不撓的頑強努力取得了成功。他有電燈，留聲機，電影等1300多項發(fā)明，被世人稱為“發(fā)明大王”毫不過分。在他的發(fā)明歷程中經(jīng)歷了艱辛的努力和大量的失敗，據(jù)說為了尋找長壽命的燈絲材料，愛迪生曾試驗了1600多種耐熱材料和6000多種植物纖維。因而愛迪生曾感嘆地說：“天才不過是百分之一的靈感，再加上百分之九十九的汗水。”當然，愛迪生的發(fā)明并不是盲目地瞎碰，他還說過：“那百分之一的靈感是最重要的，甚至比那百分之九十九的汗水都要重要?！睙o線電通訊的發(fā)明者—馬可尼和波波夫第7章的章節(jié)順序擬調(diào)整如下：1.原子-分子和原子分子論2.細胞的發(fā)現(xiàn)和細胞學說3.物種起源的發(fā)現(xiàn)和進化論4.電磁波的發(fā)現(xiàn)和電磁理論5.電力革命和電氣時代---第二次技術革命6.銀河系的發(fā)現(xiàn)和新的宇宙觀7.熱力學和能量守恒定律的確立1.銀河系的發(fā)現(xiàn)和新的宇宙觀（與上章銜接）2.原子-分子和原子分子論3.熱力學和能量守恒定律的確立4.細胞的發(fā)現(xiàn)和細胞學說5.物種起源的發(fā)現(xiàn)和進化論6.電磁波的發(fā)現(xiàn)和電磁理論7.電力革命和電氣時代---第二次技術革命第十講量子論、相對論和生物基因?qū)W說20世紀最大的科學發(fā)現(xiàn)之一，就是發(fā)現(xiàn)在微觀現(xiàn)象中，普遍的存在著能量的不連續(xù)現(xiàn)象。這種不連續(xù)有一個最小單位，叫做“能量子”，簡稱“量子”。20世紀另一項最大的科學成就，就是相對論的建立。發(fā)現(xiàn)在高速運動現(xiàn)象中，會出現(xiàn)許多新奇的現(xiàn)象，如長度會縮短，時間會變慢，等等。相對論又分為狹義相對論和廣義相對論。量子概念普朗克發(fā)現(xiàn)，在發(fā)射和吸收能量時，往往是一份一份地、不連續(xù)地進行的，也就是“量子化”的。其實，“量子”這個概念并不難理解，原則上任何不可再分的最小單元都可以稱為“量子”。比如在市場流通中貨幣的量子就是貨幣單位元、角、分的分，這是在購買商品時所能使用的貨幣的最小單元。玻爾的氫原子理論二十世紀最偉大的科學家愛因斯坦

推動我進行工作的是對自然奧秘的了解的渴望。

---A﹒愛因斯坦相對論中的質(zhì)能關系式E=mc2奠定了利用原子核能的基礎。狹義相對論改變了人們的時間—空間觀念。A.愛因斯坦和1905奇跡年愛因斯坦1905年提出狹義相對論的論文，是《論動體的電動力學》。同一年他還發(fā)表了《關于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的一個試探性觀點》、《分子大小的新測定方法》、《熱的分子運動論所要求的靜液體中懸浮粒子的運動》、《物體的慣性同它所含的能量有關嗎？》愛因斯坦在演講及其手稿愛因斯坦與音樂愛因斯坦熱愛、聆聽和演奏音樂---但不大關心討論它。他最喜歡莫扎特的那種帶有神意的、古希臘式的質(zhì)樸和優(yōu)雅的旋律。廣義相對論解釋了萬有引力的本質(zhì)牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，但他一直未能解釋有質(zhì)量的物體之間為什么會有萬有引力。廣義相對論認為：萬有引力其實并不是通常所理解的那種力，而是空間彎曲的表現(xiàn)。廣義相對論的實驗驗證光線在太陽引力場附近的彎曲，是廣義相對論的三大驗證之一。另外兩個是水星近日點的進動、引力紅移。沃森、克里克發(fā)現(xiàn)DNA學生物出身的沃森和學物理出身的克里克，揚長避短，優(yōu)勢互補，是多學科交叉取得成功的又一個光輝范例。在當時已有多個實驗室和多位著名科學家潛心研究DNA的結(jié)構多年，最終卻是實力最弱的他們?nèi)〉昧顺晒?，靠的就是他們超凡的想象力。想得到和想不到大不一樣，就像一層窗戶紙，一捅就破。問題解決以后回頭再看，原來其實很簡單，就是沒有想到而已。遺傳的物質(zhì)載體——DNA雙螺旋結(jié)構人體的細胞里有大約3萬多個基因，成為一個基因組?；虻幕瘜W本質(zhì)是脫氧核糖核酸，簡寫為DNA。它由四種堿基：腺嘌呤A,胸腺嘧啶T,鳥嘌呤G,胞嘧啶C按A—T,G—C,兩兩配對，形成堿基對，進而構成DNA雙螺旋結(jié)構。三聯(lián)體密碼

堿基一共有四種：A,G,T,C.在DNA分子中相鄰排列的三個堿基，就組成一個三聯(lián)體密碼子。一系列的三聯(lián)體密碼構成基因密碼。

染色體→DNA→基因→堿基對每一條染色體可看作一條雙螺旋的DNA分子。而DNA分子上具有遺傳效應的特定核苷酸（堿基對）序列的片段，就是基因。人的DNA分子上有3900多個基因（已定位2600多），數(shù)量不大。人的每個基因平均最多含有3000個堿基對。DNA是怎么決定遺傳性狀的？人體中的DNA有30多億個堿基對，其中編碼遺傳信息的核苷酸組成3萬～4萬個基因（即7萬多條），分布在細胞核中的23對染色體中。DNA中核苷酸不同的排列次序，決定不同的生物功能。人的生長、發(fā)育，乃至健康、長壽的全部信息都貯藏在這些基因之中。人的許多遺傳疾病，如某些高血壓、癌癥、糖尿病、智力發(fā)育遲緩、老年癡呆癥等，都是由于有關基因在結(jié)構上發(fā)生了變化，或其表達發(fā)生了故障才引起的。先有雞還是先有蛋？這個問題，現(xiàn)在已經(jīng)轉(zhuǎn)化成為是先有蛋白質(zhì)還是先有核酸的問題。這個問題現(xiàn)在已經(jīng)基本上有了答案。80年代初，美國的切赫和奧特曼發(fā)現(xiàn)，RNA可以在沒有酶蛋白的幫助下，自己一分為二，并把分開的各部分又再次結(jié)合起來，從而達到自我復制。這就是說，最早的生命體是由簡單自我復制的RNA分子組成的。這一成果使他們獲得了1989年的諾貝爾化學獎。人體的23對染色體人的染色體有23對，其第23對染色體決定男女性別。XY是男性，XX是女性。染色體是細胞內(nèi)具有遺傳性質(zhì)的物體，易被堿性染料染成深色，所以叫染色體。它是遺傳物質(zhì)基因的載體。人類的23對染色體維爾穆特的第一只克隆羊“克隆”一詞為英文clone的音譯，這個詞源自希臘語，意思就是無性繁殖。維爾默特用體細胞核移植技術培育出來的克隆羊“多利”，是用一頭母羊的乳腺細胞核移植到另一頭羊的去核卵細胞中，新合成的卵細胞體外培養(yǎng)后移植到第三頭羊（代理母羊）的子宮內(nèi)發(fā)育而成的。它的特點在于它和它的母親具有完全相同的基因，可以說是它母親的復制品。克隆人所帶來的問題“克隆人”與他的細胞來源者之間，既不是親子關系，也不是兄弟姐妹關系。這就帶來一些非常棘手、無法理清的倫理難題。人類的有性繁殖是長期自然選擇的結(jié)果，它可以產(chǎn)生取長補短，產(chǎn)生更健康的后代。孩子既可能把父母雙方優(yōu)秀的基因繼承下來，也有可能把父母不好的基因繼承下來。蕭伯納與鄧肯的一個小故事。說明一切皆有可能。不過相對來說，有性生殖要比無性生殖更利于進化。人類的智慧一定可以很好地解決這些難題，將使人類更文明、更健康、更富有理性、更遠離動物界，過一種更利于自身發(fā)展的生活。人類基因組計劃第十一講現(xiàn)代高新技術在基礎科學方面，我們有四個主要的理論模型：以夸克模型為主要內(nèi)容的粒子物理標準模型；以大爆炸模型為主要內(nèi)容的宇宙學標準模型；以DNA雙螺旋結(jié)構模型為主要內(nèi)容的生物學模型；以板塊結(jié)構模型為主要內(nèi)容的地學模型。高新技術一般指的是八大技術：計算機信息技術；生物基因工程技術；航天技術；激光技術；納米和新材料技術；自動化和機器人技術；核能和新能源技術；海洋開發(fā)技術。什么是信息？

信息（Information）本來就是消息、情報的意思，但并不是所有的消息都是信息，只有那些具有新內(nèi)容、新知識的消息才是信息。哈特萊指出：“信息是不確定性的消除”。這是對信息概念認識的突破性進展。例如，某學生參加了某年的高考，結(jié)果能否錄取，以及錄取在什么學校等，都存在著不確定性，只有當收到錄取通知書后，才能消除這些不確定性，所以說錄取通知書給這位同學帶來了信息。信息也稱為“訊息”“資訊”“”

馮·諾伊曼計算機

馮·諾伊曼型的計算機有兩大特點，一是采用了“內(nèi)部程序”或叫“存儲程序”控制，即把要執(zhí)行的一串指令（它們組成“程序”），像數(shù)據(jù)一樣存放在存儲器里，然后由計算機不需要人的干預，自動地取來一條一條指令進行分析和遵照執(zhí)行。二是采用了二進制，大大提高了計算機的運算速度。關于“網(wǎng)絡成癮征”計算機技術發(fā)展所帶來的另一個問題，則是由于網(wǎng)絡連通的更趨便捷，而在一些青少年中泛濫的“網(wǎng)絡成癮癥”，這是隨著技術發(fā)展出現(xiàn)的又一個社會現(xiàn)象。閱歷不深、思想浮淺的青少年把本來虛幻的電腦空間（也稱賽博空間，又稱靈境），當成了真實的世界而深陷其中、無法自拔，把虛擬的電腦游戲當成了理想的生活場景。沉溺于虛擬世界而遠離現(xiàn)實世界，人們之間的聯(lián)系不是更近而是更遠了，這在某種意義上說，也是一些人對這個浮躁、喧囂的現(xiàn)實世界感到失望、彷徨、無助而尋求的“避難所”。網(wǎng)絡技術引發(fā)的社會權利關系的變化，已經(jīng)成為國際社會共同關注的世界性難題。在現(xiàn)代科學技術給人們提供更便捷生活的同時，我們還必須加強精神文明的建設?？茖W技術的合規(guī)律性與人文價值的合目的性的統(tǒng)一，才能實現(xiàn)人類社會的協(xié)調(diào)發(fā)展。計算機病毒問題

計算機病毒的漫延，對計算機的正常發(fā)展、普及和推廣造成了很大的損害。大量病毒的制造和擴散，流氓軟件的反復糾纏，使人們不堪重負。這種沒有人說其“好”的不道德的病態(tài)行為，竟然能如此廣泛地發(fā)生和傳播，這真是當今社會的一個十分奇特的現(xiàn)象。這在某種程度上也表明社會缺乏人文教育已經(jīng)到了非重視不可的地步。某些技術高超但卻心態(tài)扭曲的人，完全沒有對自己行為的價值判斷，不知道“能夠做什么”和“應該做什么”的區(qū)別。他們自以為掌握了技術，其實是在被技術所掌握，感情冷漠，思想空虛，不知道社會把自己帶向何方，也不知道人為什么活著。這是一件非?？杀氖虑?。雖然，還沒有（或許根本就不可能有）徹底解決計算機病毒問題的方法，但是我們卻可以采取一些嚴格的治理防范措施。比如：發(fā)展旨在保證計算機系統(tǒng)安全和計算機數(shù)據(jù)安全的計算機信息安全技術。個人計算機安裝防火墻和防病毒軟件，設置防病毒程序，實時監(jiān)控和殺滅處理病毒?！暗栏咭怀撸Ц咭徽伞?，新病毒的不斷出現(xiàn)和反病毒軟件的不斷升級，正在如火如荼地較量之中。霍金和他的《時間簡史》霍金的《時間簡史》其實就是宇宙簡史，一本“懂與不懂都有收獲”的科普書，成了世界最暢銷的書，為什么？因為人們都急于想知道：為何我們在此？我們從何而來？大爆炸宇宙學大約在137億年以前，曾經(jīng)發(fā)生了一次大爆炸（Bigbang）,我們的這個宇宙，連同空間和時間，就是從那次大爆炸中產(chǎn)生的。證據(jù)：1.哈勃定律；2.微波背景輻射；3.氦豐度。新生的星體是由星云形成的

哈勃太空望遠鏡拍攝的離地球七千光年的巨鷹星云，它是新生星體誕生的搖籃。太陽系家族

冥王星是不是真正意義上的行星，天文學界還有爭論。2006年國際天文學聯(lián)合會通過決議，認為冥王星不符合太陽系大行星的條件，所以太陽系只有八大行星。阿波羅登月計劃20世紀60年代，美國開始實施“阿波羅登月計劃”，1969年7月16日，美國“阿波羅11號”首次登月成功，阿姆斯特朗首次踏上月球的土地，面對著月面上那宏偉而蒼涼的景色，他道出了一句后來被世人奉為經(jīng)典的話：“這只是一個人的一小步，但卻是整個人類的一大步?！卑⒛匪固乩实牡窃旅酝昝赖卦忈屃诉@個具有史詩性的歷史時刻。航天技術1972年，美國發(fā)射了“先驅(qū)者”10號宇宙飛船，攜帶著一份我們地球人給外星智慧生命的“名片”，這是一塊鍍金鋁板，雕刻著能給出我們地球最低限度信息的圖畫和符號，給人印象深刻的是一男一女站在象征飛船的圖象旁邊的地球人形象。地球之音1977年8-9月美國又相繼發(fā)射了“旅行者”1號和2號探測器，攜帶著記錄地球人類起源和發(fā)展信息的“地球之音”飛向宇宙空間。它的鍍金銅制聲象盤，錄有一套“地球之音”，包括150幅照片與圖表，55種語言的問候，35種自然聲響，27首古典音樂和現(xiàn)代樂曲。它已經(jīng)完成了對木星、土星、天王星和海王星的探測，它將最終掙脫太陽的引力，飛出太陽系，進入茫茫的宇宙。帶去地球人的信息和問候，期盼著得到外星生命友好的回應。黑洞

迄今在宇宙中發(fā)現(xiàn)的所有黑洞——從微小黑洞到超大質(zhì)量黑洞——可能都是通向其他世界的通道。根據(jù)今年春天公布的一項令人費解的研究，黑洞其實是宇宙間的通道——一種蟲洞。根據(jù)這種理論，黑洞吸收的物質(zhì)沒有如預測的那般最終變成一個點，而是在黑洞的另一端噴涌出一個“白洞”?；玖Ｗ訕藴誓Ｐ?/p>

在當前粒子物理學的標準模型（由溫伯格、薩拉姆和格拉肖建立，其基本內(nèi)容是夸克一輕子模型與弱電統(tǒng)一理論）中，認為物質(zhì)的基本組成是三代六種夸克和三代六種輕子，它們是：上夸克（u），下夸克（d），粲夸克（c）；奇夸克（s），頂夸克（t），底夸克（b）。丁肇中和里希特（B.Richter）于1974年發(fā)現(xiàn)的J/ψ粒子，就是由粲夸克與反粲夸克組成的。第一次獲得諾貝爾獎