第一講科技導論

第一講科技導論1第一頁，共五十五頁，2022年，8月28日一、兩個基本概念科技：科學和技術(shù)(ScienceandTechnology)什么是科學？科學是人對客觀世界的正確認識，是人類尋求知識的過程及其成果體系。課程介紹2第二頁，共五十五頁，2022年，8月28日科學的理解科學的目的在于認識客觀世界，所以科學必然具有真理性，因為它發(fā)現(xiàn)并揭示了客觀規(guī)律。科學活動是社會化、規(guī)模化、全球化、競爭和合作并存。科學一定是系統(tǒng)性的，科學是系統(tǒng)化的知識。科學顯現(xiàn)出交叉性，各學科知識與方法具有相關(guān)性。3第三頁，共五十五頁，2022年，8月28日科學是不斷發(fā)展的，因為它有無止境的前沿。不同門類的科學都是統(tǒng)一的，因為自然界本身就是統(tǒng)一整體?？茖W同時具有可用性，因為知識就是力量。4第四頁，共五十五頁，2022年，8月28日

什么是技術(shù)？技術(shù)是人類為達到物質(zhì)性目的使用的成套的知識系統(tǒng)。技術(shù)是發(fā)明。5第五頁，共五十五頁，2022年，8月28日技術(shù)的理解技術(shù)具有功利性，它必然滿足特定的功利需要。技術(shù)具有科學性，符合科學的原理,它不斷要創(chuàng)新，是科學知識創(chuàng)造性的應用。技術(shù)具有系統(tǒng)性，或是一個大小不等的系統(tǒng)，或是若干子系統(tǒng)的集成。6第六頁，共五十五頁，2022年，8月28日技術(shù)具有社會性和經(jīng)濟性，符合社會的需求、法規(guī)、道德和文明，同時它具有經(jīng)濟性，經(jīng)濟上可行才有競爭力，否則這個技術(shù)是沒用的。技術(shù)要具有生態(tài)性，就是要符合生態(tài)環(huán)境的要求。技術(shù)要具有藝術(shù)性，符合文化和美學的要求。7第七頁，共五十五頁，2022年，8月28日科學和技術(shù)的區(qū)別與聯(lián)系基本任務不同科學的任務是要有所發(fā)現(xiàn)，從而增加人類的知識、文化財富；技術(shù)的任務是要有所發(fā)明、實現(xiàn)發(fā)明，從而增加人類的物質(zhì)財富并使人類生活得更好。要解決的問題不同科學致力于回答對象“是什么”、“為什么”的問題，技術(shù)注重于處置“做什么”、“怎樣做”的問題。8第八頁，共五十五頁，2022年，8月28日研究過程和方法不同科學主要關(guān)系到從個別到一般,從特殊到普遍,從經(jīng)驗到理論,主要采用抽象、概括、分析等方法來再現(xiàn)客體。技術(shù)主要采用綜合的方法來構(gòu)建客體。相關(guān)知識和領(lǐng)域不同科學相對技術(shù)來說是比較單純的，是最基礎(chǔ)的理論.但技術(shù)課題涉及的范圍比較廣泛它要綜合運用多門學科的知識。9第九頁，共五十五頁，2022年，8月28日目標與結(jié)果不同科學活動主要是從多樣性到一元性，從模糊性到精確性?？茖W活動要從紛繁的現(xiàn)象去解釋本質(zhì)，從諸多的假說去確認真理?？茖W研究的目標相對具有不確定性，而技術(shù)工作往往具有較強計劃性。衡量標準不同衡量科學的根本標準是真理性標準，即:看看科學認識是否真正反映了客觀世界的客觀規(guī)律。而對技術(shù)要評價優(yōu)劣要看它是否對社會有益、是否帶來經(jīng)濟效益。

10第十頁，共五十五頁，2022年，8月28日

科學與技術(shù)的相互關(guān)系甚至近代早期，科學與技術(shù)的關(guān)系是不大密切的?？茖W開始越來越面向?qū)嵱眉夹g(shù)，并形成科學-技術(shù)相互加速的循環(huán)機制。重大科學成就很快就轉(zhuǎn)變成相應的技術(shù)，在經(jīng)濟生產(chǎn)和社會生活中發(fā)揮作用。科學與技術(shù)高度融合，以更快的速度向應用開發(fā)和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，成為經(jīng)濟和社會發(fā)展的主導力量。在古代18世紀19、20世紀21世紀11第十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日二、科學技術(shù)認識的基礎(chǔ)和過程

1、歷史上的科學認識活動原始社會零散、膚淺、朦朧的知識與經(jīng)驗。萬物有靈—圖騰崇拜?？茖W認識與宗教混雜。12第十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日奴隸、封建社會出現(xiàn)腦力勞動者（巫師、祭司、哲學家、歷史學家和官吏等）。自然哲學-直觀、思辯、猜測。這些人廣泛涉獵關(guān)于人、神、政治、倫理、社會、道德、自然等領(lǐng)域。13第十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日近代社會文藝復興時期，科學活動開始重新抬頭，回到古希臘的傳統(tǒng)。這時的科學家也是集手工藝者、工程師、藝術(shù)家(畫家、雕塑家)和學者于一身的人，比如畫家達芬奇繪制了無數(shù)精美的機械。這時的科學中心在意大利。14第十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日17世紀是近代科學的起點，也是科學體制化的起點。1662年成立的英國皇家學會是歐洲第一個獲得官方承認的科學組織，這時英國是世界的科學中心；1666年法國成立了巴黎科學院，開始出現(xiàn)以科學為職業(yè)的專業(yè)科學家。受法國的影響，1700年德國建立柏林科學院，1725年俄國成立帝國科學院。15第十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日18世紀后期，科學中心開始向法國轉(zhuǎn)移。這一階段的著名科學家有培根(1561～1626)、伽利略(1564～1642)、開普勒(1571～1630)、笛卡爾(1596～1650)、波義耳(1627～1671)、帕斯卡(1623～1662)、牛頓(1642～1727)、萊布尼茲(1646～1716)、拉普拉斯(1749～1827)等。16第十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日自然史和實驗史的觀察經(jīng)驗事實之間偶然的關(guān)系事實之間穩(wěn)定的關(guān)系內(nèi)容豐富的相關(guān)性培根機械自然觀科學研究的金字塔17第十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日笛卡爾：我思故我在伽利略最先倡導并實踐實驗加數(shù)學的方法。伽利略的研究程序可分為三個階段：直觀分解——數(shù)學演繹——實驗證明牛頓認為演繹的結(jié)果須重新訴諸實驗確證牛頓的方法可以稱為“歸納—演繹18第十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日牛頓是英國偉大的數(shù)學家、物理學家、天文學家和自然哲學家。1642年12月25日生于英格蘭；1661年入英國劍橋大學三一學院；1667年回劍橋，次年獲碩士學位；1703年任英國皇家學會會長；1727年3月20日在倫敦病逝。他晚年潛心于自然哲學與神學。牛頓在科學上最卓越的貢獻是微積分和經(jīng)典力學的創(chuàng)建。19第十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日萊布尼茨是德國數(shù)學家、哲學家，和牛頓同為微積分的創(chuàng)始人；1646年7月1日生于萊比錫；家庭豐富的藏書引起他廣泛的興趣，1661年入萊比錫大學學習法律；1666年在紐倫堡阿爾特多夫取得法學博士學位，他是數(shù)理邏輯的創(chuàng)始人；1667年他投身外交界；1676年到漢諾威，任腓特烈公爵顧問及圖書館的館長，直到1716年11月14日卒于德國的漢諾威。

20第二十頁，共五十五頁，2022年，8月28日19世紀科學的中心從法國轉(zhuǎn)移到德國。在德國，幾乎所有的科學家不是大學教師就是大學里的研究學者，研究所通常附屬于大學，但它有自己的全套設(shè)備、科研人員和輔助人員。這時我們已經(jīng)無法用一張表列出科學家的名字了。21第二十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日1920年代后，隨著科學中心從德國轉(zhuǎn)移到美國，科學作為一種成熟職業(yè)在美國完成了定型。美國的高等院校，特別是研究型大學，成為從事基礎(chǔ)研究的當代科學家最活躍的舞臺，而大型企業(yè)則是從事應用性研究的科學家的集聚地。22第二十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日現(xiàn)代社會進入二十世紀，科學出現(xiàn)了突飛猛進的發(fā)展：國家科研管理部門的建立、科學基金的設(shè)立、科學產(chǎn)業(yè)的形成、大科學城、科技園區(qū)的建立、國際學術(shù)團體的出現(xiàn)、跨國研究機構(gòu)的出現(xiàn)、科學家隊伍成指數(shù)規(guī)律加速增長?？茖W已經(jīng)成為一種完整的社會建制，與政治建制、經(jīng)濟建制、宗教建制、教育建制和文化建制等相互影響緊密相連。23第二十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日一方面，科學研究活動從以個人為主的變成了以科研小組為主。另一方面，隨著科學作為職業(yè)的向前發(fā)展，職業(yè)的成員—科學家開始出現(xiàn)分層現(xiàn)象，即依據(jù)一定的標準，科學家可以劃分為不同的階層。

24第二十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日

2、科學技術(shù)認識特點有一定的理論指導；以智能化的高精尖設(shè)備為手段。具有明確的理性追求或?qū)嵱媚繕?。具有鮮明的創(chuàng)造性。遵循一定的科學方法論規(guī)則。25第二十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日

3、科學技術(shù)方法方法是人們的一種行為方式，是達到某種目的的手段的總稱。26第二十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日科學方法科學方法（scientificmethod)是認識自然或獲得科學知識的程序或過程；它既指特定的科學門類、技巧或模式，又指處理科學探究的原則和技巧的學科。科學方法是科學精神的重要構(gòu)成要素和集中體現(xiàn)，它洋溢著科學的實證精神、理性精神和審美精神。27第二十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日科學研究的方法哲學方法一般科學研究方法具體科學研究方法對立統(tǒng)一否定之否定質(zhì)量互變感性認識方法理性認識方法綜合方法數(shù)學方法物理方法化學方法天文學方法地球科學方法生物學方法工程技術(shù)方法28第二十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日科學認識方法論科學認識感性方法科學認識理性方法科學認識綜合方法科研選題科學觀察方法科學實驗方法科學抽象方法科學假說和理論數(shù)學方法科學研究的非邏輯方法技術(shù)方法系統(tǒng)方法信息方法反饋控制方法黑箱方法功能模擬方法系統(tǒng)規(guī)劃方法29第二十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日科學研究的概念科學研究是指創(chuàng)造知識和整理、修改知識，以及開拓知識新用途的探索工作?？茖W研究的類型基礎(chǔ)研究、應用研究、開發(fā)研究30第三十頁，共五十五頁，2022年，8月28日九大科學部門（錢學森）自然科學社會科學數(shù)學科學思維科學人體科學系統(tǒng)科學軍事科學文藝科學行為科學4、現(xiàn)代科學體系及自然科學與技術(shù)的分類31第三十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日自然科學：基礎(chǔ)科學、技術(shù)科學、工程科學基礎(chǔ)科學：研究自然界物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、各種基本運動形態(tài)、運動規(guī)律。技術(shù)科學：研究生產(chǎn)技術(shù)和工藝過程中的共同性規(guī)律。

工程科學：具體研究把基礎(chǔ)科學和技術(shù)科學轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)技術(shù)、工程技術(shù)和工藝流程的原則和方法。32第三十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日

物理學物質(zhì)結(jié)構(gòu)相互作用運動規(guī)律力學熱學和分子物理學原子物理學原子核物理學粒子物理學波動學和聲學光學電磁學基礎(chǔ)科學生物學天文學地學化學物理學33第三十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日無機化學有機化學高分子化學分析化學物理化學原子、分子水平物質(zhì)組成結(jié)構(gòu)、性質(zhì)變化生命運動本質(zhì)特征和規(guī)律植物學、動物學、微生物學生物分類學、形態(tài)學、解剖學生理學、組織學、細胞學分子生物學、遺傳學、生態(tài)學古生物學、進化論、胚胎生物學化學基礎(chǔ)科學34第三十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日天體結(jié)構(gòu)運動、起源演化

天體測量學、天體力學天體物理學、天體演化射電天文學、恒星天文學天文學地球組成結(jié)構(gòu)、演化、運動地球物理學、氣象學海洋學、地理學、地質(zhì)學地學基礎(chǔ)科學35第三十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日應用數(shù)學計算機科學材料科學能源科學信息科學空間科學應用光學環(huán)境科學技術(shù)科學理論工程科學技術(shù)科學36第三十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日工程科學農(nóng)業(yè)工程學、礦山工程學、水利工程學、土木建筑工程學、機械工程學、化學工程學、電力工程學、儀器儀表工程學、宇航工程學、海洋工程學、生物工程學、自動化科學、半導體科學、冶金學、工程力學……工程科學37第三十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日5、產(chǎn)業(yè)技術(shù)

由不同勞動過程中的技術(shù)組成的更為復雜的系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)技術(shù)一次產(chǎn)業(yè)二次產(chǎn)業(yè)三次產(chǎn)業(yè)農(nóng)、林，牧，漁，采掘業(yè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)（第四產(chǎn)業(yè)）、研究與設(shè)計業(yè)、金融保險業(yè)、文化教育、商業(yè)、服務業(yè)制造，加工業(yè)38第三十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日勞動密集型技術(shù)資本密集型技術(shù)知識密集型技術(shù)按技術(shù)與經(jīng)濟的關(guān)系39第三十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日《中華人民共和國學科分類與代碼國家標準》GB/T13745-92

（國家技術(shù)監(jiān)督局1992-11-01批準，1993-07-01實施）共設(shè)五個門類：自然科學、農(nóng)業(yè)科學、醫(yī)藥科學、工程與技術(shù)科學、人文與社會科學。

58個一級學科、573個二級學科、近6000個三級學科。40第四十頁，共五十五頁，2022年，8月28日教育部學科門類分為十二大門類（2009-08-28）

01哲學、02經(jīng)濟學、03法學、04教育學、05文學、06歷史學、07理學、08工學、09農(nóng)學、10醫(yī)學、11軍事學、12管理學二位碼為學科門類，四位碼為一級學科，六位碼為二級學科。41第四十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日對一個國家或全世界有重要意義的11個問題是人口增長貧困犯罪物種滅絕文盲全球變暖城市衰退毒品戰(zhàn)爭空氣污染艾滋病三、科學和技術(shù)的時代生育控制經(jīng)濟增長教育可持續(xù)耕作民主國際法環(huán)境保護疾病控制更好的政府合理使用能源理解和關(guān)心課程介紹42第四十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日今天的許多社會問題和政策問題都與科學技術(shù)有密切的聯(lián)系:

今天的科學技術(shù)發(fā)展已成為一項有組織、有計劃、需要全國之力來進行的工作。

科學技術(shù)已經(jīng)賦予了人類強大的能力。這就要求人們有強烈的責任心，正確掌握科學技術(shù)應用的方向。課程介紹43第四十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日課程介紹科學的雙重功能

愛因斯坦說：“科學對于人類事務的影響有兩種方式，第一種方式大家熟知的，科學直接地、并在更大程度上間接地生產(chǎn)出完全改變了人類生活的工具；第二種方式是教育的性質(zhì)——它作用于心靈?！?/p>

科學技術(shù)一再顯示它是“一把兩面有刃的劍”，而且在人們還沒有來得及很好地掌握它之前，就已經(jīng)很鋒利了。44第四十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日

新的科學發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明，特別是高新技術(shù)的不斷創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化，將對全球化的競爭和綜合國力的提高，對世界發(fā)展和人類文明進步產(chǎn)生更加巨大而深刻的影響；將促使人類的生產(chǎn)生活方式和思想觀念產(chǎn)生革命性變化。45第四十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日技術(shù)的進步也孕育著危險

農(nóng)藥、酸雨

溫室效應、臭氧空洞

核電站事故、戰(zhàn)爭、……當信息革命把人的智力投入于物質(zhì)生產(chǎn)技術(shù)和經(jīng)營管理方式開發(fā)時,往往冷落了純求知性的科學活動,忽視了“善”的教育,人們的社會公德意識趨于消失,個人為群體應盡的責任和義務被淡忘,給人類社會帶來重大的精神心理性危機.課程介紹為了安全順利地防范和克服這種危機,人類應該早作準備!!!46第四十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日課程介紹任何一個時代,都有與之相適應的、并標志了這個時代的科學技術(shù)水平的技術(shù)群,當代的高新技術(shù)就是這樣的標志!從根本上講,當今的技術(shù)群來源于20世紀初物理學的三大成就，由它們決定了當今科學技術(shù)的面貌。1905－1915年,愛因斯坦的相對論1924－1927年,量子力學原子核物理47第四十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日

大至宇宙中的日月星辰，小至組成一切物質(zhì)的基本粒子，都是科學認識的對象。不同尺度和速度范圍的對象要用不同的科學規(guī)律研究?？臻g尺度（相差1046）

1026m（約150億光年）（宇宙）——10-20m（夸克）時間尺度（相差1045）1018s（150億年）（宇宙年齡）——10-27s（硬射線周期）速率范圍

0（靜止）——3108m/s（光速）

48第四十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日1m10-2010-1510-1010-5101510510101025

1020W++粒子微觀介觀宏觀宇觀山太陽系地球星系團星系原子原子核DNA人49第四十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日物質(zhì)世界結(jié)構(gòu)實物分子原子原子核質(zhì)子中子夸克電子（輕子）場規(guī)范玻色子宇宙大爆炸標準模型粒子物理標準模型宇宙費米子50第五十頁，共五十五頁，2022年，8月28日課程介紹沿著微觀尺度,正向粒子的深層結(jié)構(gòu)