科学与技术等的关系剖析课件

第四章科学技术与其它知识戴劲松在前两章中，我们从知识的角度讨论了科学和技术的含义，及由此进一步讨论了它们的特点和科学探索，技术创新的一般理解。在后面的内容中，我们仍然承袭这样的思路。在本章中，我们科学、技术之间的关系，讨论它们与其它知识的关系。

4.1科学与技术技术的体系必然建立在科学之中。科学只有在借助于技术才能发挥其伟大的力量。４.１.１从知识的结构上看反对两种倾向有两种倾向对我们正确把握科学与技术关系不利：一种是将科学与技术混为一谈，不分彼此，另一种是将科学与技术彻然分开的观点。宋人有耕者。田中有株，兔走触株，折颈而死。因释其耒而守株，冀复得兔。兔不可复得，而身为宋国笑。《韩非子•五蠹》“知其然，而不知其所以然”源自《庄子·秋水》：“今予动吾天机，而不知其所以然。”(图片来自好搜网)3、1、2科学与技术的相互作用科学直接推动着技术的发展；技术的前进也不断提供新的科学探索的方法和手段，推动科学的前进与发展。

这场在加州圣马刁MakerFaire2008会场内的表演，炫丽的闪光不仅让旁观的观众惊呼连连，而在嘶嘶作响的闪光声中，隐约还能听到啧啧的口水声。不过这可不是观众被闪电电到脸部抽筋所至乱喷口水，而是由于在这两座线圈中挂有成打的热狗，当闪电刷过的时候，阵阵的香味也就跟着飘了出来。（新华网）以电学的发展为例说明电是人类自以来就观测到一种自然现象，如闪电，限于当时条件自然很难明白其成因，于是便有种种传说：希腊神话中宙斯的武器雷霆。战国屈原《远游》篇中有“左雨师使经待兮，右雷公而为公”。《山海经》多处有雷神的记载，称雷神为龙身人头，鼓其腹。汉代也有电父之说，但到唐宋时期，电公变成了电母。雷公电母成为此后中国神话传说中的重要角色。↑《山海经》中的雷神←宙斯的武器（百度网）古代人类对其它电的现象也多有记录

公元前２７５０年的古埃及的书籍中就有发电鱼的记录，称其为“尼罗河的雷使者”。古罗马医生斯史力帮尼、拉格斯在他的《医学精选》中建议患有痛风或头痛一类的病人，可以触摸电鳐，或许电鳐强劲的放电能治疗他们的疾病。电鲶：在尼罗河及热带非洲其它淡水河中，它的身体为一像鞘样的电器官包着，由鳃部直至尾端。它昕放出的电，曾纪录到高达三百五十伏。（《尼罗河里鱼儿肥》侯福斗来自凤凰网）电鳐（好搜百科）人类最早能控制并观测到的电现象应是摩擦生电

公元前５８５年，古希腊哲学家泰勒斯在研究天然磁石时，观察到用丝绸、法兰绒等摩擦琥珀之后，会产生类似磁石的吸引效果，他解释为磁化，但并不正确，后来的科学证实为静电，故后来吉尔伯特创造的新拉丁语“electria”这个词起源于希腊语ελεκτρον（琥珀）。公元三世纪，中国晋朝张华在《博物志》中有“令人梳头，解著衣，有随梳解结，有光者，亦有吒声”的记载，这是摩擦生电，并放电产生闪光和声音。静电让我的头发根根竖起（中国天气网）晋张华《博物志》（好搜网）电的探索（1）１６００年，英国伊丽莎白的御医，英国皇家道学院物理学家威廉·吉尔伯特在出版的《论磁石》中指出，琥珀不是唯一可以经过摩擦产生静电的物质，钻石、蓝宝石、玻璃等都可以，破除了两千年来西方以为琥珀的内在特性产生静电的错误观点。吉尔伯特还制作成功了静电探测器用于静电荷的探测。吉尔伯特被称为电学之父。威廉·吉尔伯特（互动百科）现代的静电探测仪（来源见图）电的探索（2）传说１７５２年６月美国科学家本杰明·富兰克林，雷雨中的风筝实验，证明了闪电也是一种电的现象。后来他用实验的方法发现了电荷守恒定律。１７６７年英国自然哲学家、化学家、牧师约瑟夫·普利斯特里试验发现带电物体内部电作用为为零，并精确猜测带电物体间的作用力遵循和万有引力相似持规律。１７８５年法国物理学家、军事工程师、土力学奠基人夏尔奥古斯丁德·库仑用扭秤试验验证了普利斯特里的猜测，奠定了静电的基本定律——库仑定律，由此对电的研究进入了精确量化的阶段。１７９１年意大利医生，物理学家与哲学家路易·吉阿罗西奥·伽伐尼青蛙的肌肉通电试验，由此揭示神经细胞通过电信号控制肌肉，由此拉开了生物医学的序幕。富兰克林的风筝实验真实存在吗？实验若成功，富兰克林必死。（科学松鼠会）伽伐尼的青蛙肌肉通电试验（好搜网）电的技术创新和应用（1）

十九世纪电学进入了真正大发展的时期，随着电磁学基本理论的建立和完善，各种以电为核心的技术创新成果大量诞生，人类步入了一个用电的新时代，并彻底改变了人们的生活。１８００年，意大利物理学家亚历山德罗·米赛佩·安东尼奥·阿纳斯塔西奥·伏特将制成了伏特电池。１８２０年丹麦物理学家、化学家和文学家汉斯·奥斯特在课堂试验中发现了电流的效应，随后法国的化学家、物理学家安德烈–马里·安培对其作了定量描述，即安培定则。伏特和他的伏特电池（马博士教育网）电的技术创新和应用（2）１８３７年德国物理学家格奥尔格·西蒙·欧姆发现电阻中电流与电压的正比关系，确立了著名的欧姆定律，发展出了一套精致的数学理论来分析电路。１８３１年英国物理学家迈克尔·法拉第和美国科学家约瑟·享利分别独立发现了电磁感应现象，建立了法拉第电磁感应定律。这是支撑发电机、电动机和变压器几项伟大发明背后的基本定律。时至今日，这些发明在我们社会仍然发挥着巨大作用。（图片来自好搜网）电的技术创新和应用（3）苏格兰数学物理学家詹姆斯·克拉克·麦克思韦在１８６４年发表的论文中《电磁场的动力学理论》和以后的论文中，提出了将电、磁、光归为电磁场中的现象，并表述为麦克思韦方程组，实现了物理学自艾萨克·牛顿后的第二次统一。麦克思韦还提出电场和磁场以波的形式以光速在空间传播，从理论上预测了电磁波的存在。他的工作为爱因斯坦的狭义相对论和量子力学打下了理论基础，是现代物理学的先驱。麦克思韦方程组和洛仑兹力方程是经典电磁学的基础方程，并由此的相关理论发展出了现代电力技术与电子技术。（图片来自搜狗百科）电的技术创新和应用（4）１８５９年德国物理学家尤利乌斯·普吕克（上）发现了阴极射线，并且阴极射线会随磁场偏传，阴极射线具有可测的动量与能量。这是我们后来显象管电视机和很多其它射线管基础。随后，英国物理学家的瑟夫·汤姆逊（下）通过阴极射线发现了电子。在电磁学理论发展成熟的基础上，十九世纪后期，以先进的电磁学为基础迎来了人类技术突飞猛进的一个时期，是第二次工业革命的主要动力。（图片来自搜狗百科）评述从电学的发展可以看出，科学探索始终是技术创新的基础，当科学探索获得初步的成果时，人类便可利用此与现有的技术结合，构建新的试验条件、设施，从而推动科学探索的深化，当科学探索构筑好了比较完整的理论时，则可以更好指导技术创新，实现技术的大发展，当这些技术创新的成果大量应用后，可以大幅度改善人们的生活水平，大幅度提升人类的能力，而为更深层次的科学探索提供研究、试验的条件和先进的试验、观测和处理的工具、方法、手段。（图片来自好搜网）4.2与其它知识的关系４.２.１个人知识与科学技术的关系

个人的知识也可划分为三个部分，如图所示。下面，也是支撑人个生活的是技术，在技术的上面是个人所掌握的科学，在科学之上则是个人的其它所有知识。对于技术这部分知识，是指个人可以按照自己的意愿，应用这部分的知识，指导自己的行动，实现个人的目标。个人掌握的这部分科学对于确定个人的正确的认知，培养正确的人生观都至为重要。个人知识的第三部分就是除去个人科学与技术以外的一切知识，这里面包含个人学习到除科学技术以外的知识，也包含个人的想象、愿望等等。它提供了个人宽广的想象空间，是个人想象力的展现。４.２.２个人能力与科学技术

一方面为个人作为客观在而具备的天性，这里面应该说其间绝大部分是与他人相同的，古人说“察己则知人”就包含这个道理，但在具体的方面又表现出差异性。这些差异性使得个人适应社会分工，适合技术能力分工的趋向不同。另一方面则是个人通过学习和实践而培养的技术技能。个人胜任特征与岗位胜任模型比较雷达图

（合协软件驻站专家----何立博士

凌文辁教授2014-5-29）

天性的差异除了偶然的境遇中，个体的天性与事件的某种因素形成一种巧合的机遇而取得偶尔的成功外，天性的差异更多体现在通过适应个体特点的技术学习，加强天性中的长处，形成个体特长的技术能力。家长十大错误做法扼杀孩子聪明天性：(来源中国经济网2012-10-08)(沪江网}个人技术能力差异很多个人的技术能力，通过社会的一定教育系统或社会的环境锻炼可以获得。些个人技术能力却与特质紧密相关，如文学、艺术、科学探索、技术发明等能力。（图片来自长安汽车网）韩国“少女时代”（搜图网）人技术能力培养的考虑

在考虑个人技术能力培养时，要考虑到社会的需求。个人的特长和个人的喜好三个方面。图片源自蔡志忠在他的漫画系列之一《庄子说Ｉ——自然的萧声》

美国哲学家、教育家约翰·杜威对现代教育的思想影响巨大，他于１８９６年创立一所实验中学作为他的教育思想的实践基地，并亲自担任校长。他反对灌输和机械训练的教育方法，主张从实践中学习，强调个人的发展。《论语卫灵公》就记载“子曰：‘有教无类’。”意思是所有人都可以接受教育，而不能因为出生、性别、贫富、贵贱、智愚、善恶等原因把一些人排除在教育的对象外。同时孔子又强调“因材施教”。捷克伟大的民主主义教育家，西方近代教育理论的奠基者扬·阿姆斯·夸美纽斯就讲得更明确了，他在他的传世巨著《大教学论》中写道“所有男女，不论男女青年、不论富贵和贫贱，都应该进入学校。”认为“人的智力生来虽有差异，但世界上找不到一个智力低到不能受教育的人。”约翰·杜威（维基百科）1919年4月27日,美国哲学家约翰・杜威、夫人爱丽思和女儿露西应胡适之邀乘坐熊野丸号驶离了日本熊本港,前往上海。这是他与胡适等人的合影。１一切青年都应受教育；２他们都能学到一切可以使人变成有智慧、有德行、能虔信的科目；３教育是生活的必备，能在成年以前完成；４试试这种教育的时候不能用鞭笞，无需严酷或强迫，可以实施的尽量温和、尽量自然。(来源：夸美纽斯《大教学论》略谈新浪网）学以致用知识的学习一定要基于科学和技术勤于实践，这样才能培养学以致用的能力，否则只培养了想象的能力，在现实生活中，连个人的生活都恐难为继。《儒林外史》是中国古代描写现实、讽刺、批判八股科举制度的伟大现实主义小说。文中周进、范进这两个腐儒的典型人物，就深受八股科学之害，以八股中举为学习的目标，全然不会基本的生活技术，在生活中受尽淩辱。现代漫画《范进中举》来源见图周进撞轿（来源见图）４.２.３人类的知识与科学技术的关系在图中，知识之球由三层组成，而知识之外，则是人类彻底的未知，知识的边界称其为人类的“视界”也不为过。知识边界之内到科学边界，我们为表述方便不妨称为其它知识或一般知识，这里面充满着人类的想象、思考、愿望、理想等，凡是人类现在还不能验证的知识都可归入其中，它可看成是客观的未知世界或者是还没全然了解的存在与人类的想象交织的区间，是人类想象力的体现。而我们常说的科学假设、假想，只要没有验证，仍然属天这个范围，只是其离科学的边界极其近罢了。若验证为真，则进入科学，科学的边界由此扩张一点。４.２.４社会技术能力与科学技术的关系社会技术能力与科学技术，以及一般知识的关系如图所示。只有当社会的意识，根据当时的现状及诉求，提出期望实现的目的，而这目的通常需要穿过一般知识的想象空间，经过现有科学的确认，这种确认是社会目的具有可行性的首要保证，最后落脚于社会现有的技术，或通过在现有技术上的进一步创新能够实现。如果落脚到现有技术上，则是一个技术的实施过程，如果需要创新则是技术实现的过程。人类目标的实现程度和达到的高度取决所采用的技术。技术极限在于科学的疆界。

但是应该看到,技术实现目标一定是在相应的客观存在中,这种客观存在本身有其运动的规律,技术的运行应该建立在对其充分了解和利用上,若盲目应用技术极有可能取得与目标相反的结果.最好的技术是与其应用的客观存在相适应的技术.所谓：因地制宜、因势利导、道法自然、和谐共存等。新华网北京2014年12月12日电（记者林晖、王宇、魏梦佳）历经数十年论证、11年建设的南水北调中线一期工程12日正式通水，北京、天津、河北、河南4个省市约6000万人从此将喝上水质优良的汉江水。4.3科学技术与智慧智慧的产物是佐证当时文明的状况，考证当时科学与技术的最好实据。特别对很多远古的文明，因为很多特殊的原因，如战争、灾害和疾病等，其知识的传承遭到了破坏，后人已无法详细了解其科学与技术，但通过其遗存，仍可见一斑，甚至会对后来的科学技术的发展以某种有益的启示或佐证。（图片来源好搜网）世界七大奇迹（均来自:）1、胡夫金字塔（埃及区域吉萨，仍然存在）

胡夫金字塔是埃及金字塔中最大的金字塔，是由230万块平均每块重两吨半的巨石堆砌而成。最有趣的是它恰巧把地球上海洋、陆地分成匀称的两半；塔的高度刚好是地球与太阳之间的距离；塔底周长正好是赤道的时分度；周长除以二倍的塔高，想不到正等于圆周率兀。更为奇特的是金字塔内部结构是一个微波谐振腔体，所产生的“金字塔能”，能杀灭细菌，使尸体脱水而成为“木乃伊”。这些令人迷惑不解的问题，曾引起一些人关于金字塔是否由天外来客建造的猜想，这就更吸引着科学家们去研究和探索。（图片来源百度网）2、阿波罗太阳神铜像位于地中海罗德岛上的阿波罗太阳神巨人铜像，建于公元前四世纪，高35米。这个岛当时属于洛多斯共和国所辖（现为希腊领土）。公元前四世纪，侵略者马其顿将领狄米德里乌斯率领一支庞大的舰队和4万人的军队，进攻此岛，结果惨遭失败。为了纪念战争的胜利，居民们利用在战争中缴获的军械，在洛多斯杰出的雕刻艺术家卡瑞斯的设计、指导下，用了12年时间，铸造了这尊巨人铜像，后来毁于地震。（图片来源百度网）

３、阿泰密斯女神庙阿秦密斯女神庙，大约建于公元前560年间，地处小亚细亚的埃弗兹（原古希腊的埃弗斯城内，今在土耳其境内），那时候埃弗兹城的居民非常尊敬月亮女神，于是建造了这座宏伟壮观的月亮女神庙。其地基长125．6米，宽64．79米，有十级台阶，台阶上四周共有127根高20多米的大柱子，柱子上铺方形大理石，作为屋顶，前后两面的32根柱子上还有一人多高的金属基座，上面雕刻着精美的神话故事，整个庙宇是件艺术珍品。公元前356年，女神庙被人放火烧毁，后又照原样重建，公元262年，哥特人劫掠了神庙中的财富后放火焚毁。

（图片来源百度网）４、宙斯巨像宙斯巨像建于公元前五世纪，宙斯神是古希腊神话中的“天神之王”。这座神庙建在奥林匹克运动会的发源地--希腊的奥林匹亚地方。庙中的宙斯神巨像是尊坐像。它是雅典著名的装饰艺术家、建筑家、铸像家和雕塑家菲亚斯的艺术杰作。像高15米，正身高12．2米。整个像用乌木雕成，身着衣服采用黄金叶缀以闪光珠宝，身躯袒露部分采用象牙镶嵌，乌木坐椅外面用黄金镶包。头戴金制桂冠，右手擎一胜利女神像，左手握着权杖，杖头站着它的神鹰，表现出在一片金光灿烂的环境中正襟危坐，无上至尊天神的仪态。大约公元前三世纪（一说公元五世纪）这座神庙毁于地震。

（图片来源百度网）５、古巴比伦空中花园巴比伦位于今伊拉克境内的幼发拉底河沿岸，举世无双的“空中花