科学是反映自然.doc

3042092c80d0112552dc46529cd89a38.pdf 绪论：科学是反映自然、社会、思维等客观规律的知识体系。它包括自然科学、社会科学、思维科学等。自然科学是研究自然界各种物质和现象的科学，是人类在认识自然、改造自然的过程中所获得的关于自然界各种事物的现象和规律的知识体系。自然科学研究的对象是客观自然界，即自然界中各种物质的现象及其运动规律。自然科学的特点有：1同一性，2继承性，3动力性，4实践性。自然科学最基本的社会功能是：自然科学能极大地促进社会生产的发展。自然科学的发展经历了古代、近代、现代三大阶段。现代自然科学的体系结构，一般认为是由基础科学、技术科学、工程科学（专业科学）所构成。第一篇古代的自然科学：从猿到人的转变关键是劳动原始时代第一个最重要的技术创造是石器的制造和发明。最早出现农业生产的地区是西亚。农业生产的最初方式是刀耕火种。人类最早冶炼的金属是铜。原始宗教观念的主要内容是万物有灵论。简述古代西亚（两河流域）在数学和天文学上的成就？答：在数学方面：用十进制计数法及时间的六十进制计数法。能计算出圆周率的近似值。能解含有10个未知数的多元方程组，用等差数列和等比数列来表示月亮的辉度。在天文学方面：有天象观测和历法编制，以月亮盈亏规律编制自己的太阴历，给行星命名，分一年为12个月，能预测日蚀、月蚀。以7天为一周等。简述古埃及主要的科学技术成就？答：古代埃及人对后世有影响的科学成就有：一、发明了文字；二、纸草的使用；三、太阳历的确定；四、几何成就很大；五、医学成就（木乃伊）；六、建筑艺术（金字塔）。简述古印度主要的科学技术成就？答：农业水利设施有相当规模。天文历法中把一年定为360日，一年又分12个月。数学中已知道勾股弦定理，使用的圆周率为3.09，有算术运算、乘方、开方以及一些代数、几何学和三角学的规则。医学是颇受重视的学科之一，会许多疾病的治疗方法，一些外科手术有相当高的水准。古印度人是最早使用烧制过的砖建造房屋的人，他们的冶铁技术也相当高超。简述毕达哥拉斯派和原子论派自然哲学的基本观点。答：毕达哥拉斯派：作为万物本原的不是任何一种具体的物质，而是“数”。数学的本原就是万物的本原。万物的本原是一，从一产生二，产生各种数目；从数产生点、线、面、体；产生水、火、土、气四种元素，它们的相互转变才创造出有生命的、精神的、球形的世界。原子论派：世界万物是由原子组成的，原子有最小，不可分，不可改变等特性。它的种类和数量上都是无限的，永恒运动是原子自身的特征，自然界中的一切就是原子的聚散和原子运动。无限的宇宙中包含着无限的原子和无限的虚空，虚空是不包含任何物质的空间。中国古代技术上的主要成就有哪些？答：在古代中国的技术成就非常突出，其中许多曾产生过世界性的影响。在冶金与采矿、制瓷和漆器制造、造船和纺织和机械技术、建筑技术、水利工程、火药和或器、造纸和印刷等方面都取得了令世界瞩目的成就。（参P46-50）如：古代中国的四大发明是：指南针、火药、造纸、印刷术。我国的种茶养蚕都是世界上最早的。我国的天文学是世界上天文学发展最早的国家之一。我国古代地学方面的知识教为丰富，取得了一些曾在世界领先的成就。有独特的理论和方法的中医、中药理论，时至今日仍是一块挖不尽的宝藏。我国是世界上最早的瓷器生产国。南北大运河以开凿最早、规模最大、里程最长闻名于世。简述古代阿拉伯人在世界科技史上的特殊贡献。答：数学方面：创造了阿拉伯数码，发展了代数学；天文方面：发现了太阳偏心率的变动，修正了很多天文常量；医学方面：最高成就是完成了医典巨著，还有对眼病的研究；化学方面：兴起了炼金术，推动了实验化学的进展。第二篇近代自然科学简述哥白尼日心说及血液循环的主要内容。答：日心说：1太阳是宇宙中心。2地球是运动的。3月亮是地球的卫星。4金星、火星、木星、土星等各依自己的轨道绕太阳转动。（参见P64-65）血液循环：血液小循环（心肺循环）：血液由右心室射出，暗红色的静脉血在肺里摄取了吸入的空气变成鲜红的血液，再通过肺静脉进入左心房，左心房流回左心室，成为动脉血。体循环（大循环）：当心室收缩时血液由左心室射入主动脉，再经主动脉的各级分支到达全身毛细血管，血液在此与周围的组织、细胞进行物质交换，再经各级静脉，返回右心房。右心房流回右心室。什么是第一次技术革命？它的特征和后果有哪些？答：第一次技术革命发生在18世纪30年代到18世纪末，以纺织机的改革为起点、以蒸汽机的发明与使用为标志的一场近代技术革命。特征：（1）在科学和技术的关系上，工业革命初期技术在前，工业革命后期，科学在前，技术在后，科学起引导作用。（2）工作机、传动机、动力机所组成的大机器系统的出现，是又一重要特征。（3）工业革命以前是手工劳动时期，工业革命后是大机械时代。后果：（1）工业革命中的技术发展首先造成了生产力的巨大进步。（2）工业革命的技术进步是从根本上动摇旧世界的强大杠杆。（彻底瓦解了封建自然经济）。（3）工业革命中技术的进步提高了社会化程度，使生产社会化和资本主义竞争同时存在。（参P96前3点，后3点。）试说星云假说的主要内容及其意义。答：太阳中的天体，包括太阳在内都是从原始星云逐渐演化而成的。形成太阳系的原始星云是弥漫在宇宙空间的大大小小的粒子和大气组成的。这些细小的粒子不均匀地分布在宇宙空间之中，并在不停地运动着。由于引力的作用，导致原始星云中分散的小物质微粒向大物质微粒聚集，在引力最强的地方，逐渐凝聚成中心天体。由于斥力的作用导致原始星云中物质微粒的横向偏离和旋涡运动。康德认为：行星是卫星的中心天体，卫星的起源类似于行星。意义：P103第3段简述水成论、火成论及灾变论和渐成论的主要内容。答：岩石成因水成论：地球上的岩石是由水的作用而形成（P105）岩石成因火成论：是由火山的作用而形成（P106） 地壳运动变化灾变论：地球表面经常发生突然的、大规模的变化。（P107） 地壳运动变化渐变论：第一：地球是缓慢进化来的，第二：地球表面的变化是风、雨、河流、火山、地震等自然力缓慢综合作用的结果。第三：地壳的上升、下降运动的根本原因在于地球内部物理、化学、电力、磁力作用的结果。第四：古老岩石与较新岩石的结构差别是历史造成的。第五：明确提出“现在是认识过去的钥匙”。（P108）试述能量守恒与转化定律、热力学第二定律、气体分子运动论、电磁理论的基本内容。答：能量守恒与转化定律：自然界中一切物质都具有能量，能量有各种不同的形式，它能从一种形式转化为另一种形式，由一个系统传递给另一个系统，而在转化和传递过程中总能量守恒。热力学第二定律：克劳修斯表述：热不可能独立地、不付任何代价地从冷物体传向较热的物体，汤姆逊表述：功可以全部转化为热，但任何循环工作的热机都不可能从单一热源吸取热量，使之全部变为有用功而不产生其他影响。气体分子运动论：气体是大量的运动着的分子组成，气体分子是弹性质点；气体分子在运动时相互碰撞，而作无规则运动，碰撞时沿各个方向运动的机会和分子数相等；分子的运动速度随气体温度的增加而增大，气体的热能就是气体分子运动的动能。电磁理论：运动的电荷和传导的电流可以产生磁场，空间电场的变化也会产生磁场；反之，变化的磁场不仅在导体中产生电流，而且在空间中也会产生电场。简述波义耳、拉瓦锡、道尔顿、门捷列夫、维勒在化学科学中重大贡献。答：波义耳：为元素概念提出了第一个科学定义，为化学指出了正确的研究方向。拉瓦锡：提出关于燃烧的氧化理论，是化学史上第一个科学理论，被称为化学史上的第一次革命，他还建立了化学元素和化合物的命名法，化学纲要一书是化学学科的奠基性著作。道尔顿：对当时人们了解的各种化学变化的材料进行了一次大的综合整理，为物质结构理论的建立奠定了基础，开辟了近代化学发展的新时代，被誉为近代化学之父。门捷列夫：对发现化学元素周期律作出了决定性贡献，化学元素周期律的发现，是对化学的又一次辩证综合，使化学成为一门系统的科学。维勒：人工合成尿素，证实了从无机物中确实可以合成有机物，这是有机化学史上一个重要里程碑。试述进化论、*细胞学、*遗传理论的主要内容答：进化论：（P138第四行起，共六点）。细胞学：（参教材P141-142）。遗传理论：（孟德尔的三个遗传定律，魏斯曼遗传学说的两个基本观点。P139-140）简述第二次技术革命形成背景、革命特点及主要成就。答：形成背景：从19世纪中叶至第一次世界大战前，欧美发达国家陆续完成了工业革命。随着生产的发展，对于动力、材料、通讯等技术又不断提出了新的要求，原有的以蒸汽机动力为中心的技术体系的矛盾也日益表面化。19世纪以来自然科学在各个领域的全面发展，则为技术上的新发明提供了科学前提。以电气为中心的一些技术在原有的技术体系中孕育，并在19世纪中叶以后逐渐运用于生产，由此触发了技术发展史上又一次技术革命，史称以电气为中心的技术革命。革命特点：一、第二次技术革命是以电气为中心的一群技术的基础上发生的，使原有的技术体系的各个方面都发生了变革。 二、第二次技术革命中的技术发明主要是科学的结果。三、第二次技术革命中的许多发明都出自实验室。 四、第二次技术革命发生在资本主义从自由竞争向垄断过渡的时期，为垄断资本主义的发展提供了技术基础。 五、第二次技术革命从19世纪下半叶开始到第一次世界大战爆发时，已经形成了一个崭新的技术体系，在这之后进入了这一技术体系的改良和完善时期。主要成就：其中包括钢铁材料技术、内然动力技术、电机的发明和电力应用技术、无线电通讯技术等，电气技术则是这一群技术的主导技术。第三篇现代自然科学19世纪物理学上的三大发现在哪些基本概念上向经典物理学提出了挑战。答：电子、X射线和天然放射性这三大发现猛烈冲击着牛顿力学的物质、质量、能量、运动等基本概念，经典物理学中的质量守恒、能量守恒、运动定律等基本定律面临严峻考验。爱因斯坦光量子理论的主要内容是什么？答：(P161倒数第7行起-倒数第二行)什么是相对论？*有哪些基本原理和主要结论？答：相对论是关于新“时空观”的理论，相对论认为：时间，空间不仅与物质不可分割，而且随物质运动状态而改变。它有两个基本原理：对于任何惯性系即以匀速运动的体系，一切自然定律都同样适用，也就是相对性原理。对于任何惯性系即自由空间中的光速都是相同的，也就是光速不变原理。主要结论有5点：（见P169-170）简述绝对时空观和相对时空观。答：绝对时空观把时间和物质运动分割开来，认为空间是与外界任何事物无关的“绝对空间”，时间是与外界任何事物无关的“匀速地”“流逝着”的“绝对时间”。相对时空观则认为时间、空间不仅与物质不可分割，而且随物质运动状态而改变。什么是重核裂变和轻核聚变？答：一个重核分裂成两个中等质量的核的反应过程叫重核裂变。很轻的原子核在极高的温度下非常接近时会聚合在一起，形成新的核并放出大量能量的过程叫核的聚变。试述现代数学发展概况与科学技术发展的关系。答：概况：我们把20世纪以来的数学称为现代数学，它有以下几个显著特点：一、纯数学更加抽象，分支增多且相互渗透二、以集合论为基础，以结构为对象三、重视数学基础研究，探索数学哲学问题四、以公理化为目标，新的分支大量产生五、数学应用广泛而深刻，计算机影响着数学的进展程关系：科学技术的发展促进了数学的发展，现代数学的发展又加速了各学科（包括自然科学和社会科学）的数学化进程。简述下列分支学科的主要研究内容：（1）概率论与数理统计，（2）运筹学，（3）泛函分析，（4）突变理论，（5）数理逻辑。答：（1）概率论与数理统计：概率论是研究大量随机现象统计规律性的一门数学分支学科，数理统计也是研究大量随机现象统计规律性，它是以概率论的理论为基础发展起来的一门数学分支学科。（2）运筹学：是运用数学方法谋求自然及社会中有关人和物运行最优安排的一门学科。（3）泛函分析：是研究无穷维抽象空间及其分析的数学理论。（4）突变理论：是以拓扑学和奇点理论为主要工具并通过对稳定性结构的研究，从而提出一系列数学模型来研究自然界和社会一些事物的形态和结构突然变化的规律。（5）数理逻辑：亦称符号逻辑，是用数学方法研究推理的规律，研究正确思维所遵循的规律的学科。简述现代天文学对恒星演化的认识。答：现代天体物理认为：一般恒星的演化都经历引力收缩-平衡期-红巨星-白矮星（或中子星或黑洞）四个阶段。（详见P222）略述板块构造学说的要点和提出此学说的依据。答：板块构造学说又叫全球大地构造学说或称“新全球构造理论”。是在大陆漂移说和海底扩张说的基础上建立和发展起来的关于全球地壳结构、发展和变化的科学假说。这个学说根据地球物理方面的新资料，把岩石圈被各种断裂所分割的许多块段，称为板块。全球共分六大板块；板块“漂浮”在软流圈上面；板块内部是相对稳定的，而边缘是构造运动最活跃的地带；板块在不停地运动着，板块运动是产生地壳构造的根本原因。（见P231-232）什么是遗传学的规律？什么是因子学说？答：孟德尔提出了遗传定律，分三个方面，即显性定律、分离定律和独立分配定律。为了解释遗传定律，孟德尔提出了因子假说，（P236）。什么是基因论？基因是有什么化学物质构成的？答：决定性状遗传的因子叫做基因，决定性状的基因与决定性别的基因必然是连接一起的，生物体的种种性状起源于生殖细胞中的成对的基因，基因是染色体上分立的遗传单位，它们联合形成一定数目的连锁群，一对连锁群的基因之间可以发生有秩序的交换，这种交换证明了基因在染色体上呈直线排列，它们在染色体上有确定的位置。这一学说叫基因论。一个基因一个酶。生物工程主要包括哪些？它对人类有何意义？答：以分子生物学提供的原理为依据，通过技术手段利用生物体本身、生物体的某些部分或某些特殊机能来提供产品或服务的综合性的技术活动统称为生物工程。它包括遗传工程、细胞工程、酶工程和发酵工程。意义：P250第3行。什么是环境？它包括哪两类环境？答：环境是相对中心事物而言的，与某一中心事物有关的周围事物，就是这个事物的环境。环境科学所研究的是指围绕人群空间以及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种自然要素和社会要素的总体，它包括自然环境和社会环境。什么是环境问题？当前主要的环境问题有哪些？应从中吸取哪些教训？答：环境问题：主要是指由人类活动引起的环境的改变和改变了的环境对人类的反作用所产生的问题。它包括环境的破坏和环境的污染两种情况。教训：一、对环境污染问题应以预防为主，不应走先污染后治理的弯路。二、要保护环境，保持生态平衡，一定要按科学办事，按自然规律办事。三、要保持人类生态系统的动态平衡，不断促进两性循环，必须要全面规划，科学管理。环境科学产生的理论基础和技术条件是什么？答：理论基础：生态学（P260）技术条件：高精密仪器和现代分析技术的进步（P261）环境污染综合防治的基本思想和主要内容是什么？答：P258第二段。什么是信息？它有哪些特征？答：关于信息的科学定义目前还没有一个统一的公认的说法，简单地说：信息就是具有新内容、新知识的消息。信息的主要特征有：（P265-266共5点）。什么是控制论？举例说明反馈控制原理在实践中的重要意义。答：控制论就是研究各种系统（包括机器、生物和社会）共同存在的控制规律的科学。举例说明反馈控制原理在实践中的重要意义：参P272第1段。电子计算机的硬件主要有哪几部分组成？它们各有什么功能？答：组成：运算器、控制器、存储器、输入装置和输出装置。功能：参P292-294。计算机的发展大致划分为几代？各有什么特点？答：发展划分：第一代为电子管时代，第二代为晶体管时代，第三代为集成电路时代，第四代为大规模集成电路时代，第五代为智能计算机时代。特点：参P286-287简述计算机应用主要有哪些方面？答：1数据处理，2数值计算，3实时控制。（P288-289）近期电子计算机的发展主要有哪些方向？答：1向微型方向发展，2向巨型方向发展，3组成计算机网络，4研究智能计算机。（P290-291）简述二进制记数法，指令、程序和程序系统的主要内容？答：二进制记数法是逢二进一的记数方法。即由两个数字符号“0”和“1”组成不同的数。指令是一组字符，这组字符规定对哪些数据进行运算或操作，以及进行什么样的运算。由一系列指令组成的序列，称为程序。计算机配有的一系列的程序的总称叫程序系统。（参P295-299）激光器有哪几个部分组成？答：有三个基本部分：激光工作物质、光学谐振腔和激励源。（P303）简述激光的产生机理及激光技术的应用？答：产生机理：受激辐射产生光放大。（P302） 应用：1工业上激光加工。2农业上激光育种和激光杀虫。3医学上激光治疗，手术。4通信上激光通信。5高精度的计量和检测。6军事上激光制导，激光武器。7激光制能。8摄影上激光全息摄影。激光照排等。（P305-309）什么是光纤通信？它的主要优点是什么？答：用光导纤维作为传递信号手段的激光通信叫光纤通信。主要优点：1容量大。2耗损低，中继距离长。3材料丰富，成本低。4保密性好，抗干扰能力强。（P311-312）试述光导纤维结构和传输原理。它的主要优点是什么？答：结构：纤芯、芯包层和涂敷层组成。传输原理：激光在纤芯和包层界面处发生全反射，激光在纤芯中传输。主要优点：1衰减小或说是透明度高。2频带宽。（P311）材料在国民生产中有何重要意义？答：参P315第一段。材料主要分哪几大类？当前材料科学发展趋势如何？答：参P315第二段。趋势：是不断研制更多的具有特殊功能的新材料，以适应现代化生产、技术和尖端技术的需要。高分子材料的特点是什么？为什么发展如此迅速？特点：性能好、制造方便、原料丰富、加工简易。发展迅速：原因在于：P320倒数第二段。什么是能源？它是怎样分类的？它在人类社会发展中有什么重要作用？答：能源：能源是指一定条件下能够提供机械能、热能、电能、化学能等某种形式能量的自然资源（P327第二行）。分类：按照能源的形成原因可分