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(méi)有一些科技素養(yǎng)，在現(xiàn)代科技主導(dǎo)的時(shí)代里，要應(yīng)付許多與科技相關(guān)的問(wèn)題，就會(huì)步履艱難。但是，科技的迅猛發(fā)展給我們帶來(lái)許多問(wèn)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(lái)越復(fù)雜，正負(fù)效應(yīng)交織在一起，讓人愛(ài)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(mén)學(xué)科；宏觀了解現(xiàn)代科技的由來(lái)、進(jìn)展、結(jié)構(gòu)、分類、主要內(nèi)容和方法、與社會(huì)及人的關(guān)系。

二、課程特點(diǎn)

我們這門(mén)課程主要試圖概要而系統(tǒng)地論述現(xiàn)代科技的由來(lái)與演變，現(xiàn)代科技的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容與問(wèn)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(huà)出一個(gè)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(lái)和進(jìn)展。機(jī)械自然觀的建立是近代科技史上劃時(shí)代的大事，但是，現(xiàn)代科技重要標(biāo)準(zhǔn)是對(duì)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(gè)時(shí)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(shí)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(shì)，科技思維方式的變革，導(dǎo)致形成新的科技方法。現(xiàn)代物理學(xué)、天文學(xué)和生物學(xué)進(jìn)展，提供了新知識(shí)、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(shí)代科技的引發(fā)的嚴(yán)重問(wèn)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(zhǎng)的決定力量，促進(jìn)社會(huì)文明的進(jìn)步和社會(huì)制度的轉(zhuǎn)換。另外，現(xiàn)代科技是雙刃劍，全球問(wèn)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(guó)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(duì)象1科學(xué)科學(xué)是反映自然、社會(huì)、思維等客觀規(guī)律的知識(shí)體系。它包括自然科學(xué)、社會(huì)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(shí)自然、改造自然的過(guò)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(shí)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(duì)象自然科學(xué)研究的對(duì)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(dòng)規(guī)律。主要包括：1）人們認(rèn)識(shí)自然、改造自然這些科學(xué)技術(shù)活動(dòng)的過(guò)程和結(jié)果，即知識(shí)體系。2）人們認(rèn)識(shí)自然、改造自然這些科學(xué)技術(shù)活動(dòng)的條件和結(jié)果。3）人們進(jìn)行認(rèn)識(shí)自然、改造自然這些科學(xué)技術(shù)活動(dòng)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(dòng)形式作為研究對(duì)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(wèn)題的科學(xué)。如電子科學(xué)、計(jì)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(wèn)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(mén)類的分支各門(mén)類的分支各門(mén)類的分支現(xiàn)代科技即現(xiàn)代科學(xué)與技術(shù)。現(xiàn)代科技已直接決定或影響了社會(huì)的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)。第一篇現(xiàn)代科技的由來(lái)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(shuō)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(xiǎn)和地理大發(fā)現(xiàn)。推動(dòng)科學(xué)擺脫教會(huì)和神學(xué)的束縛與控制2、哥白尼的日心說(shuō)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(shuō)的主要內(nèi)容:（1）太陽(yáng)是宇宙的中心,地球圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng);（2）地球運(yùn)動(dòng)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(dòng)；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(yáng)運(yùn)動(dòng)。

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(chǎng)革命，更重要的是自然科學(xué)從神學(xué)奴役下解放出來(lái)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(yáng)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(wú)限性、宇宙和諸世界》著作，宣傳和發(fā)展了哥白尼的日心說(shuō)。太陽(yáng)是太陽(yáng)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(chǎng)被活活燒死，為自己的哲學(xué)、為宣傳日心說(shuō)、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(gè)天文望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行天文觀測(cè)。實(shí)驗(yàn)證實(shí)了哥白尼日心說(shuō)的正確性。1632年出版《關(guān)于兩種世界體系的對(duì)話》，深刻批判了舊的宇宙觀。由此引來(lái)教會(huì)對(duì)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(duì)伽利略是錯(cuò)誤的，1992年羅馬教皇為伽利略恢復(fù)名譽(yù)。

愛(ài)因斯坦評(píng)論說(shuō)：“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(kāi)端”日心說(shuō)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(dòng)搖了神學(xué)的宇宙學(xué)，極大地沖擊了神學(xué)和教會(huì)的精神桎梏。3、血液循環(huán)理論（1）、比利時(shí)醫(yī)生維薩里（1514-1564）通過(guò)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(cè)。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(guò)解剖人體，發(fā)現(xiàn)了血液小循環(huán)。（3）、英國(guó)生理學(xué)家哈維（1578-1657）通過(guò)解剖動(dòng)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(zhēng)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(dòng)）和小宇宙（人體）這兩個(gè)方面對(duì)宗教的挑戰(zhàn)和沖擊，在經(jīng)過(guò)不懈努力和付出慘重的代價(jià)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(guó)物理學(xué)家，經(jīng)典物理學(xué)的奠基人.他對(duì)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(shí)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(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)三大定律1）第一定律（軌道定律）行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)位于這些橢圓軌道的一個(gè)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(shí)間內(nèi)行星和太陽(yáng)的連線所掃過(guò)的面積相等。任何兩個(gè)行星公轉(zhuǎn)的周期的平方與此兩行星軌道長(zhǎng)半軸的立方成正比。2、伽利略對(duì)經(jīng)典力學(xué)的貢獻(xiàn)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：1）在天文學(xué)方面對(duì)哥白尼的日心說(shuō)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(duì)近代科學(xué)的發(fā)展起到重要作用。3）對(duì)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(dòng)力學(xué)（3）提出了力學(xué)相對(duì)性原理力學(xué)相對(duì)性原理

2）對(duì)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(dòng)無(wú)關(guān).

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

3、其他科學(xué)家對(duì)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(guó)物理學(xué)家胡克（1635-1703年）天文學(xué)家哈雷（1657-1743年）法國(guó)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(lái)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(gè)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(dòng)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(shí)，恒矢量動(dòng)量為

的物體，在合外力的作用下，其動(dòng)量隨時(shí)間的變化率應(yīng)當(dāng)?shù)扔谧饔糜谖矬w的合外力.當(dāng)時(shí)，為常量?jī)蓚€(gè)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(gè)物體上.

（3）牛頓第三定律（4）萬(wàn)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(wàn)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(dòng)、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(dòng)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(lái):鐘表業(yè)發(fā)展，機(jī)械因果律3、牛頓力學(xué)的影響2、對(duì)機(jī)械論的早期哲學(xué)概括：物質(zhì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)4、機(jī)械唯物論哲學(xué)整個(gè)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(wàn)有引力；一切物質(zhì)運(yùn)動(dòng)都是物質(zhì)在絕對(duì)、均勻的時(shí)空框架中的位移，都遵循機(jī)械運(yùn)動(dòng)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(lái)，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(dòng)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(jí)運(yùn)動(dòng)形式