第一篇導(dǎo)論及第一章

現(xiàn)代科技導(dǎo)論李培華導(dǎo)論一、兩難困境

現(xiàn)代科技已經(jīng)成為現(xiàn)代文明的主導(dǎo)。沒有一些科技素養(yǎng)，在現(xiàn)代科技主導(dǎo)的時代里，要應(yīng)付許多與科技相關(guān)的問題，就會步履艱難。但是，科技的迅猛發(fā)展給我們帶來許多問題：科技涉及的內(nèi)容廣博而復(fù)雜，專業(yè)性非常強(qiáng)；科技與人類文明的關(guān)系越來越復(fù)雜，正負(fù)效應(yīng)交織在一起，讓人愛恨交加，欲罷不能。

走近科技有兩種基本方法：微觀地研讀專門學(xué)科；宏觀了解現(xiàn)代科技的由來、進(jìn)展、結(jié)構(gòu)、分類、主要內(nèi)容和方法、與社會及人的關(guān)系。

二、課程特點(diǎn)

我們這門課程主要試圖概要而系統(tǒng)地論述現(xiàn)代科技的由來與演變，現(xiàn)代科技的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容與問題，并且探討現(xiàn)代科技革命與人類文明發(fā)展的相互關(guān)系，為現(xiàn)代科技勾畫出一個概貌，幫助同學(xué)走近現(xiàn)代科技。

三、教材的基本框架：三篇29章。

第一篇9章：概述現(xiàn)代科技的由來和進(jìn)展。機(jī)械自然觀的建立是近代科技史上劃時代的大事，但是，現(xiàn)代科技重要標(biāo)準(zhǔn)是對機(jī)械自然觀的局限性的批判與辯證自然觀的形成。20世紀(jì)初的物理學(xué)革命影響了整個時代，此后，數(shù)學(xué)、基礎(chǔ)科學(xué)和工程技術(shù)得到了全面發(fā)展。技術(shù)革命構(gòu)成了科技時代的主旋律。

第二篇9章。論述了現(xiàn)代科技概觀及其視野。主要內(nèi)容：現(xiàn)代科技的分類和體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，科技一體化的趨勢，科技思維方式的變革，導(dǎo)致形成新的科技方法?，F(xiàn)代物理學(xué)、天文學(xué)和生物學(xué)進(jìn)展，提供了新知識、新概念，而且提供了新的世界圖景：微觀世界、宏觀世界和生命世界；高科技時代科技的引發(fā)的嚴(yán)重問題。

第三篇11章：現(xiàn)代科技革命與人類文明?？萍几锩c人類的不解之緣，科技是經(jīng)濟(jì)增長的決定力量，促進(jìn)社會文明的進(jìn)步和社會制度的轉(zhuǎn)換。另外，現(xiàn)代科技是雙刃劍，全球問題。需要注意生態(tài)文明、精神文明和科技倫理建設(shè)，貫徹科教興國戰(zhàn)略。1大學(xué)生為什么要學(xué)習(xí)《現(xiàn)代科技導(dǎo)論》課程？2什么是自然科學(xué)？一、自然科學(xué)的概念及其研究對象1科學(xué)科學(xué)是反映自然、社會、思維等客觀規(guī)律的知識體系。它包括自然科學(xué)、社會科學(xué)和思維科學(xué)等。2自然科學(xué)自然科學(xué)是研究自然界各種物質(zhì)和現(xiàn)象的科學(xué)，是人類在認(rèn)識自然、改造自然的過程中所獲得的關(guān)于自然界各種事物的現(xiàn)象和規(guī)律的知識體系。包括數(shù)學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)、海洋學(xué)、地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科，以及材料科學(xué)、能源科學(xué)、空間科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、醫(yī)學(xué)科學(xué)等應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。3自然科學(xué)研究的對象自然科學(xué)研究的對象是客觀自然界，即自然界中各種物質(zhì)的現(xiàn)象及其運(yùn)動規(guī)律。主要包括：1）人們認(rèn)識自然、改造自然這些科學(xué)技術(shù)活動的過程和結(jié)果，即知識體系。2）人們認(rèn)識自然、改造自然這些科學(xué)技術(shù)活動的條件和結(jié)果。3）人們進(jìn)行認(rèn)識自然、改造自然這些科學(xué)技術(shù)活動的思想和方法。4自然科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)1）基礎(chǔ)學(xué)科基礎(chǔ)學(xué)科是以自然界各種物質(zhì)形態(tài)及其運(yùn)動形式作為研究對象。它的目的在于不斷地探索和提示自然界的新現(xiàn)象和新規(guī)律，建立科學(xué)體系。如物理學(xué)、生物學(xué)、化學(xué)、天文學(xué)等。自然科學(xué)一般認(rèn)為由基礎(chǔ)學(xué)科、技術(shù)科學(xué)和工程技術(shù)科學(xué)組成。2）技術(shù)科學(xué)技術(shù)科學(xué)是在基礎(chǔ)科學(xué)理論的指導(dǎo)下，研究其應(yīng)用，并解決工程技術(shù)中帶有普遍性問題的科學(xué)。如電子科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、農(nóng)業(yè)科學(xué)、半導(dǎo)體科學(xué)、激光科學(xué)等都屬于技術(shù)科學(xué)。技術(shù)科學(xué)一方面以基礎(chǔ)科學(xué)作為自己的理論基礎(chǔ)，另一方面它又是工程技術(shù)科學(xué)的理論基礎(chǔ)。3）工程技術(shù)科學(xué)工程技術(shù)科學(xué)是解決各種專業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)、工藝等問題，進(jìn)而推廣到生產(chǎn)中去的科學(xué)。也稱為專業(yè)技術(shù)科學(xué)，是屬于應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。如把激光科學(xué)應(yīng)用到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，有激光焊接、激光印刷排版、激光育種等專業(yè)技術(shù)。自然科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)及其關(guān)系可用下圖表示：自然科學(xué)的體系結(jié)構(gòu)自然科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)技術(shù)科學(xué)工程技術(shù)科學(xué)各門類的分支各門類的分支各門類的分支現(xiàn)代科技即現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)?，F(xiàn)代科技已直接決定或影響了社會的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的增長。第一篇現(xiàn)代科技的由來與演變第一章近代科學(xué)的發(fā)展與機(jī)械自然觀的建立

一日心說與血液循環(huán)理論1、歷史背景（1）歐洲商業(yè)資本主義發(fā)展（2）歐洲文藝復(fù)興思想解放（3）航海探險和地理大發(fā)現(xiàn)。推動科學(xué)擺脫教會和神學(xué)的束縛與控制2、哥白尼的日心說尼古拉.哥白尼(1473-1543),波蘭天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家.哥白尼的日心說的主要內(nèi)容:（1）太陽是宇宙的中心,地球圍繞太陽運(yùn)動;（2）地球運(yùn)動的,有公轉(zhuǎn)和自轉(zhuǎn);（3）月亮是地球的衛(wèi)星,圍繞地球運(yùn)動；1543年5月24日正式出版了哥白尼的《天體運(yùn)行論》巨著（6卷）。(4)金星、火星、木星、土星等以各自軌道圍繞太陽運(yùn)動。

為近代天文學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，并引起了天文學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)上的一場革命，更重要的是自然科學(xué)從神學(xué)奴役下解放出來的第一次科學(xué)革命，標(biāo)志著近代天文學(xué)、近代科學(xué)的誕生。

首次為人類描繪了一幅關(guān)于太陽系的科學(xué)圖象。（1）意大利思想家、唯物主義哲學(xué)家喬爾丹.布魯諾(1548-1600)1584年發(fā)表《論無限性、宇宙和諸世界》著作，宣傳和發(fā)展了哥白尼的日心說。太陽是太陽系的中心，而不是宇宙的中心。宇宙中不存在上帝。1600年3月17日在羅馬鮮花廣場被活活燒死，為自己的哲學(xué)、為宣傳日心說、為科學(xué)的解放事業(yè)而貢獻(xiàn)了他的生命。（2）意大利天文學(xué)家、物理學(xué)家

伽利略(1564-1642年)1609年制造了世界上第一個天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文觀測。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了哥白尼日心說的正確性。1632年出版《關(guān)于兩種世界體系的對話》，深刻批判了舊的宇宙觀。由此引來教會對他的迫害。1632年被羅馬教皇的宗教裁判所判處終身監(jiān)禁，1642年在囚禁中病逝。

1983年羅馬教廷才承認(rèn)350年前對伽利略是錯誤的，1992年羅馬教皇為伽利略恢復(fù)名譽(yù)。

愛因斯坦評論說：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所用的科學(xué)推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開端”日心說的意義：自然科學(xué)向神學(xué)的挑戰(zhàn)，使科學(xué)擺脫了神學(xué)的禁錮的思想解放。動搖了神學(xué)的宇宙學(xué)，極大地沖擊了神學(xué)和教會的精神桎梏。3、血液循環(huán)理論（1）、比利時醫(yī)生維薩里（1514-1564）通過解剖人的尸體，直接否定了基督教教義中有關(guān)人體構(gòu)造的臆測。奠定近代醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)。（2）、西班牙醫(yī)生塞爾維特（1511-1553）通過解剖人體，發(fā)現(xiàn)了血液小循環(huán)。（3）、英國生理學(xué)家哈維（1578-1657）通過解剖動物，發(fā)現(xiàn)了血液大循環(huán)。

被譽(yù)為在近代科學(xué)與宗教的激烈斗爭中為科學(xué)真理而獻(xiàn)身的第一位勇士。文藝復(fù)興后期，自然科學(xué)在大宇宙（天體運(yùn)動）和小宇宙（人體）這兩個方面對宗教的挑戰(zhàn)和沖擊，在經(jīng)過不懈努力和付出慘重的代價后，終于取得勝利。到17世紀(jì)中葉已被大多數(shù)人接受，近代科學(xué)由此而誕生。英國物理學(xué)家，經(jīng)典物理學(xué)的奠基人.他對力學(xué)，光學(xué)，熱學(xué)，天文學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科都有重大發(fā)現(xiàn)，其代表作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》是力學(xué)的經(jīng)典著作.牛頓是近代自然科學(xué)奠基時期具有集前人之大成的貢獻(xiàn)的偉大科學(xué)家.牛頓IssacNewton（1643－1727）二經(jīng)典力學(xué)體系的建立1、開普勒行星運(yùn)動三大定律1）第一定律（軌道定律）行星沿橢圓軌道運(yùn)動，太陽位于這些橢圓軌道的一個焦點(diǎn)上。2）第二定律（面積定律）3）第三定律（周期定律）在相等時間內(nèi)行星和太陽的連線所掃過的面積相等。任何兩個行星公轉(zhuǎn)的周期的平方與此兩行星軌道長半軸的立方成正比。2、伽利略對經(jīng)典力學(xué)的貢獻(xiàn)主要表現(xiàn)在三個方面：1）在天文學(xué)方面對哥白尼的日心說的傳播和確認(rèn)起到關(guān)鍵作用。2）創(chuàng)立了實(shí)驗(yàn)與數(shù)學(xué)相結(jié)合的科學(xué)研究方法，對近代科學(xué)的發(fā)展起到重要作用。3）對創(chuàng)立經(jīng)典力學(xué)方面作了先導(dǎo)性基礎(chǔ)工作，并作出了重要貢獻(xiàn)。（1）靜力學(xué)（2）動力學(xué)（3）提出了力學(xué)相對性原理力學(xué)相對性原理

2）對于不同慣性系，力學(xué)的規(guī)律都具有相同的形式，與慣性系的運(yùn)動無關(guān).

1）凡相對于慣性系作勻速直線運(yùn)動的一切參考系都是慣性系.伽利略相對性原理

3、其他科學(xué)家對經(jīng)典力學(xué)的貢獻(xiàn)4、牛頓的創(chuàng)造性綜合荷蘭物理學(xué)家惠更斯（1629-1695年）向心加速度公式英國物理學(xué)家胡克（1635-1703年）天文學(xué)家哈雷（1657-1743年）法國哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家笛卡爾牛頓的重大貢獻(xiàn)主要可歸納為下面兩點(diǎn)：1）首次實(shí)現(xiàn)“天上力學(xué)”和“地面力學(xué)”的大綜合，是近代科學(xué)史上一次大突破?！蹲匀徽軐W(xué)的數(shù)學(xué)原理》是標(biāo)志了經(jīng)典力學(xué)體系的完成。是有史以來最偉大的科學(xué)著作之一，是物理學(xué)中綱領(lǐng)性著作（到十九世紀(jì)末）。2）牛頓力學(xué)理論的成功使得古代科學(xué)向近代科學(xué)或經(jīng)典科學(xué)轉(zhuǎn)變得以完成，為近代科學(xué)成果的理論化、系統(tǒng)化提供了一個比較成熟、典范的形式。任何物體都要保持其靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，除非作用在它上面的力迫使它改變這種狀態(tài).（1）牛頓第一定律（慣性定律）慣性和力的概念（2）牛頓第二定律時，恒矢量動量為

的物體，在合外力的作用下，其動量隨時間的變化率應(yīng)當(dāng)?shù)扔谧饔糜谖矬w的合外力.當(dāng)時，為常量兩個物體之間作用力和反作用力，沿同一直線，大小相等，方向相反，分別作用在兩個物體上.

（3）牛頓第三定律（4）萬有引力定律宇宙中或是地球上兩質(zhì)點(diǎn)間，或宇宙中質(zhì)點(diǎn)球上質(zhì)點(diǎn)之間都存在具有相同性質(zhì)的引力，稱為萬有引力。牛頓定律闡明了“力”、“質(zhì)量”、“慣性”的概念。適用于慣性系、低速運(yùn)動、宏觀物體牛頓的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》插圖，拋體的運(yùn)動軌跡取決于拋體的初速度三機(jī)械自然觀的確立1、機(jī)械自然觀的由來:鐘表業(yè)發(fā)展，機(jī)械因果律3、牛頓力學(xué)的影響2、對機(jī)械論的早期哲學(xué)概括：物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動4、機(jī)械唯物論哲學(xué)整個宇宙是由物質(zhì)組成；物質(zhì)的性質(zhì)取決于組成它的不可再分的最小微粒的空間結(jié)構(gòu)和數(shù)量組合；物質(zhì)具有不變的質(zhì)量和固有的慣性，它們之間存在著萬有引力；一切物質(zhì)運(yùn)動都是物質(zhì)在絕對、均勻的時空框架中的位移，都遵循機(jī)械運(yùn)動定律，保持嚴(yán)格的因果關(guān)系，物質(zhì)的原因在物質(zhì)的外部。機(jī)械唯物論哲學(xué)基本思想:5、機(jī)械自然觀和機(jī)械論方法的歷史作用1）使自然科學(xué)從宗教神學(xué)中解放出來，打破了自然科學(xué)中唯心主義自然觀，建立了唯物主義自然觀，推動了唯物主義哲學(xué)的發(fā)展。積極作用：2）自然科學(xué)中的其它學(xué)科在機(jī)械自然觀和方法論的基礎(chǔ)上得以建立和發(fā)展。消極作用：1）用牛頓力學(xué)規(guī)律解釋一切自然現(xiàn)象，夸大了事物的必然性的作用，否定了事物偶然性的作用。也否定了事物的復(fù)雜性和多樣性，否定了事物從低級運(yùn)動形式