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The history and philosophy of science and technology绪 论一、科技哲学与科学技术学科学哲学：科学社会学：STS、 SSK、 STS、 ST&S科学技术哲学审视科学技术的维度： 。二、科学与技术1、什么是科学首先，科学劳动职业化，形成科学共同体。科学共同体要有清晰可辨的范式或研究纲领、研究领袖和相当数量的高可见度成员、崇高的集体威望。其次，欧洲从12世纪都以 方式从事这种活动，17世纪开始成立 。自然科学的特征： 2、技术的概念及特征M韦伯：十九世纪科学与技术才有了密切联系。 现代技术成为新的社会意识形态，左右人们基本的认识趋向。技术的特征技术是文化性的，与人的生存方式联系在一起。技术无处不在。技术共同体创始于19世纪后30年的3、科学精神与人文精神科学的精神特质 它的价值基础是“客观性”和“创新性”。-1 （Universalism）：-2 （Communism）： ；要求科学家承认和尊重同行的知识产权。-3 （Disinterestedness）-4 （Organized Skepticism）现代科学技术工作者的外部道德规范要保持诚实、高尚、协作的精神；要了解自己所从事工作的意义和目的，弄清有关道义和责任问题；要促进国际科学合作，维护世界和平。第一章 古代哲学与技术第一节、古希腊自然哲学思想一、古希腊自然哲学中的几个关键概念：，Physis = nature =自然 指的是，Arche本原 “本原”的基本含义有两个：第一， 第二，3,Cosmos =cosmos=宇宙 指的是天地之间所有的事物的总体以及这引起事物之间的秩序。二、早期自然哲学家在古希腊人那里，Espisteme(知识)= knowledge =science。1、伊奥尼亚米利都学派：-泰勒斯：提出 是世界的本原。-阿那克西曼德：-阿那克西美尼：2、毕达哥拉斯学派他们认为不仅现象的形式结构可以用数（正整数和几何图形）来表达，而且事物就是由数组成的。他们用以论证这种相似的最根本理由是结构性的：第一：第二：希腊人的贡献不在于定理的发现，而在于定理的证明。 是从毕达哥拉斯开始的。意义（罗素）：其一，对自然界数学关系的探求使毕达哥拉斯们清楚地区别了 和 两个部分其二，其三，毕达哥拉斯学派在西方思想中注入了强烈的 。3、变化问题赫拉克利特：爱利亚派芝诺悖论“两分法”： “操场或游行队伍”其中，没有涉及“无限性”问题的是 4、元素派四根说 种子说 “奴斯”本义为mind ，转义为intellect理性(理智)。原子论 认为万物的本原是 。原子在物理上 ，基本属性是 。这一观点包括了三个意义。首先， ；第二， ；第三， 。第二节、柏拉图宇宙论与亚里士多德哲学一、柏拉图的宇宙生成论1、宇宙论的目的论 它所认为的安排世界起源的造物主实际是 。柏拉图的重点是要区分具体的天文学与抽象的、数学的天文学。2、宇宙的构成造物的四项原质： ，它们符合一种数学原理的安排。但物质世界的真正原素是 。3、时空与造物4、拯救现象：二、亚里士多德1、物理学亚氏物理研究的方法主要有： ； 2、“四因说”首先， 其次，再次，最后， 贝塔朗菲称之为 。3、演绎、归纳方法由一组公理推导出一个知识体系，这种方法叫做演绎法。亚里士多德研究了：他结合演绎推理探讨了归纳推理，对 和 有所论述。亚氏逻辑的评价：亚氏逻辑的主体是演绎性的。他认为逻辑的性质是 把三段论（推理）与归纳法作为两种不同的方法。 是近代科学的方法论基础之一。 是科学思维的本质特征， 第三节、古希腊自然观及科学成就一、古希腊的哲学生活及其自然观1、古希腊思想的特征希腊哲学家论证和解释的模式可以分为两类： 古希腊哲学家都采取反思的态度2、古希腊的自然观3、希腊学术组织： ，柏拉图和亚里士多德分别创建了 和 。二、古希腊古罗马的四大科学成就1、亚里士多德的逻辑学体系2、欧几里德的几何学体系欧几里德几何的传统描述是一个 。几何原本是由23个 出发，接着才是十条 。欧几里德几何的五条公理是： 。 。给定任意线段，可以以其一个端点作为圆心，该线段作为半径作一个圆。所有直角都全等。若两条直线都与第三条直线相交，并且在同一边的内角之和小于两个直角，则这两条直线在这一边必定相交。第五条公理称为 。几何原本评价：几何原本最大的特点就在于 。几何原本是最早用 方法建立的几何体系。几何原本提出了 等几何论证的方法。3、托勒密天文学体系托勒密本人声称他的体系并不具有物理的真实性，而只是一个计算天体位置的数学方案。翻译图中词语：4、盖伦的血液运动理论。盖伦认为肝是有机体生命的源泉，肝脏不停地制造血液，血的运动有 个系统。第四节、中世纪与文艺复兴时期中世纪上起公元5世纪，下迄公元15世纪。一、中世纪（5到15世纪）概观1、黑暗时期（第六、七世纪）的阿拉伯世界中世纪的阿拉伯科学被转译成阿拉伯文的有希腊著作有 ，其中 的书名是阿拉伯人定下的。阿拉伯数学最重要的贡献，一是阿拉伯人引用、改进并传播了 ，另一是提供了 的学科名称。炼金家及化学家阿布穆萨札比尔伊本哈扬物理学家伊本-阿尔-黑森阿拉伯人在科学史上的地位和作用阿拉伯科学在从希腊到阿拉伯、再到近代欧洲这三大阶段中占据着第二段的高级位置，在时间上 ，在空间上 。2、中世纪的学术加洛林文艺复兴、大翻译运动、中世纪的逻辑邓斯司各脱 公式：威廉奥卡姆 公式：-1经济思维原则 格罗塞特的否证法 第三阶段否证法、罗吉尔培根第一次提出 ，认为其“第一特性”是 ，第二特性是 两种实验：、中世纪在科学史上的地位经院哲学：爱因斯坦认为 和 是西方科学发展的两大支柱。经院哲学对近代科学思维的贡献首先表现在， 。其次，第三，近代科学思维中的 得到了经院哲学的培育。第四，中世纪的 为近代科学思维的 提供了最初的训练。第五，3、中世纪的大学 大学系科的建立、 、 、人文主义传统、 和理性思考的方法是中世纪大学留给后世真正的遗产。最早兴起的大学是12世纪 （国家）。中世纪大学获得的自治特权具体有： ；可以免除在校师生的赋税以及服兵役的义务；三大学教师有校政权； 中世纪大学的学位包括 等学位。二、文艺复兴运动第二章 科学的诞生与机械观的形成第一节 方法论的新世界一、文艺复兴与哥白尼哥白尼一样相信天体作 ，他采用了 方法。日心说最明显的优点是 。但是哥白尼所引起的革命在于最终导致一套全新的研究大自然的方法：二、弗兰西斯培根他反驳了 逻辑，提出归纳逻辑学说。把归纳同观察、分析、实验、寻求因果联系的方法紧密地结合在一起，为科学认识、科学发现活动提供了必要的逻辑方法。培根新方法的主要特点是 。基本思路是： 。整理材料： 借助逐步归纳和排除法，从事例中抽象出最低层次的公理（假说）； 评价：具体应用培根归纳法的程序和规则十分困难；培根的归纳法属于 ，只有 。培根的科学观有 的倾向： 思考：否定性放大否定性放大的发生需有以下条件：首先， 其次， 三、伽利略与实验数学方法1、伽利略与运动学伽利略通过 反驳了驳斥亚氏的落体理论，提出 。 伽利略分解了 ，通过单摆实验和双斜面实验得出 概念。2、实验数学方法：四、笛卡儿与直观演绎法1、笛卡尔的运动观念和运动定律笛卡儿是清晰地陈述 定律的第一个人。他借助神的概念，提出了 定律。笛卡尔的运动观念认为：静止与运动都是一种 ；运动倾向于 。2、直观演绎法（理性演绎法）直观是靠人的 而获得对于基本的、清楚明白的、不证自明的真理的直接了解。演绎是指运用数学中严格的推理方法从直观得到的第一原理出发所进行的全部带必然性的推理。概括为四条：把所考察的每一个难题 直到可以而且适于加以圆满解决的程度为止。按照次序引导我的思想，以便从最简单、最容易认识的对象开始，逐步上升到对复杂的对象的认识笛卡儿为了克服直观演绎法的局限和困难，运用 对定律和推论进行事后的验证或经验批准。第二节 牛顿与经典力学的创立一、万有引力定律的发现二、数学的新观念与自然哲学的数学原理1、解析几何 创立人：2、微积分 创立人：3、自然哲学的数学原理书名受到 的影响，格式则参考了 。4、牛顿三定律第一定律 。第一定律引入了“运动”概念新的内涵： 。 。从这两点内涵可以看到，对于第一定律的得出， 的贡献大于 等人。相对运动：绝对运动：绝对空间：相对空间：绝对的、真实的和数学的时间：相对时间：三、牛顿的方法论1、牛顿的科学研究归纳-演绎程序牛顿肯定 的科学程序理论来反对 的方法，他把这种归纳-演绎程序称之为 。牛顿强调通过综合演绎出的推断需要用 确证，强调演绎出的推断要 原来归纳证据的价值。2、牛顿的公理方法在一个数学理论系统中，用尽可能少的原始概念和不加证明的一组公理，以此为出发点，利用纯逻辑推理的法则，把该系统建立成一个演绎系统的方法，就是 方法。它有三个阶段， ；规定把公理系统的定理与观察相关起来的程序。区分 和 是牛顿对科学方法理论作出的最重要的贡献之一。 。分析和综合方法试图从 作出概括。公理法更强调 。3、牛顿认为科学定律有 性质。第三节 物理科学的全面发展一、经典力学的历史意义1、经典力学形式的发展及应用 达朗贝尔、拉格朗日、拉普拉斯；哈雷 2、经典力学的科学意义经典力学彻底打破了两个世界的观念， 经典力学把对机械运动的研究从 提高到 的水平。经典力学把对物体机械运动状态的描述与研究提高到 的水平。经典力学把原来只能孤立地研究的力学事件联系了起来，使它们成为因果的链条。3、经典力学作为形而上学模式牛顿模式中包含一种依靠 达到原理的方法，其实质是只能问 而不能问 。 整个自然界的机械运动完全可用 来描述。“力”和“素”的概念被赋予 。 思维确立。二、物理科学的继续发展1、真空与流体力学 斯台文、托里拆利、帕斯卡、波义耳2、从静电到动电的研究 吉尔伯特、莱顿瓶、沃尔、富兰克林、伽伐、伏打。 创立电荷守恒定律， 使电学从静电走向动电研究。3、光学 开普勒、笛卡尔；牛顿主张光的 假说；惠更斯提出 说。第四节 十七世纪的化学与生命科学一、化学发展的基本线索1、医化学与工艺化学 帕拉塞尔苏斯、毕林古修2、微素与燃素理论 波义耳提出 理论。斯塔尔提出系统的 。3、拉瓦锡的氧化学说拉瓦锡列出了第一张元素一览表，元素被分为四大类：简单物质，光、热、氧、氮、氢等物质元素。 简单的非金属物质，硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素等，其氧化物为酸。 简单的金属物质，锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、镍、金、铂、铅、钨、锌等。简单物质，石灰、镁土、钡土、铝土、硅土等。第一次化学革命：二、化学影响下的物理学热学热质说与热动说由布莱克提出， 明确归纳而成热质说，但热质说是在化学理论 的启示下创立的。汤普森提出了最初的热的唯动说，直到 发现分子热运动最后证实热动说。 确立了热功当量，以及 定律的提出确立了热的唯动说。三、生物科学和医学的发展 1、近代生物分类学的两个派别 切萨皮诺和马尔皮基的 ；洛贝尔和鲍欣的 。人为分类法为瑞典 所继承和发展。他把生物分为 两界，形成了 的分类系统。布丰把生物发展的历史和地球演变的历史联系起来，否认了 。他主张生物 的思想。2、医学革命 哈维的改革包括三个重要方面。意义最大的是 。第二是引入了 推理。第三发现 。他提出了一个封闭式的机械论 （单/多）系统。血液循环的发现是一项伟大的思想成果，但它对于 而言并不具有同等的重要意义。第五节 近代自然科学特征分析一、近代自然科学本身就充满着以理性主义为特征的近代哲学精神。具体表现为：1、近代自然科学体现了探索自然奥秘的 精神。2、近代自然科学体现了重视观察和实验的 精神。3、近代自然科学体现了精确的量化而达到的 。4、近代自然科学体现了理解世界的 图式。二、机械论的要点第一个系统提出机械论的是 ，以 体系为范式。机械模型中，世界被想象为一架大机器，（时空） ； 是唯一的运动形式，自然物被想象为有形而无灵魂的零件，它们按相同规律运动， 被设想为自然这架机器的设计师和第一推动者。 方法是研究自然的主要方法。严格的机械决定论： 三、机械自然观与古希腊自然观的比较中心论点是：不承认自然界、不承认被物理科学所研究的自然界是一个有机体，并且断言它既没有理智也没有生命，因而它就没有能力理性地操纵自身运动，更不可能自我运动。它所展现的以及物理学家所研究的运动是外界施与的，它们的秩序所遵循的自然律也是外界强加的。自然科学对“自然”的理解发生了由 到 的转变。希腊意义的自然分裂为 的两极。机械论解释模式使得对自然界的研究脱离了 ，而转向对它们的 ，从而转向了可以由一名公正的观测员用合适的数学方法去测量完成的物质的外部的、物理的特征。这样一来，宇宙不仅没有了目的与方位的趋向，而且丧失了 。这个过程被称为科学的 。四、近代科学与神学1、实验的炼金术背景 波义耳、牛顿 2、牛顿的神学思想第六节 科学社会建制的形成一、“无形学院”17世纪，以伽利略为首的 是最早的科学社团之一。在托里拆利的倡导下创立了 学院或称 。17世纪中叶世界科学中心从 向 转移， 建立。“无形学院”还包括法国 以及德国的 。 的形成展示了现代科学中无形学院的存在。二、国家科学院 1660年，正式科学机构 成立。1666年 成立。后来德国、俄国按照它的模式建立了 。 上属单位 是独立的社会组织。三、大学职能的变换 法国启蒙运动出现 学校，大革命期间兴建了“综合技术学校”和“高等师范学校”。英国建立了格拉斯哥大学和爱丁堡大学等新型大学。第三章 19世纪科学技术的全面发展与科学哲学思想第一节 技术革命与产业革命工业革命在 年左右已经开始，但直到 年，它还没有真正蓬勃地展开。一、近代技术产生的基础 1、产业革命前夕的工业技术状况 一方面科学家开始转向 。另一方面工匠或技师 。 传统与 传统的越来越密切的结合使得科学与技术之间的关系由 向科学发现促进技术发明的方向转化。 2、传统技术的生长点 近代水磨、摆钟 二、新型技术的出现 1、 第一层次的革命珍妮机、水力纺纱机、骡机、飞梭、自动织布机 2、 第二层次的革命 3、综合技术群的产生 三、技术革命时代的到来 1、产业革命的开始 2、机器大工业逐步扩展 3、生产方式的全面深刻变革 四、产业革命导致科学与技术的结合 1、科学知识的普及 与第一次工业革命密切相关的一件大事乃是 运动。各种百科全书出版，欧洲建立了传播科学和技术知识的公共机构：巴黎的国家工艺博物馆和伦敦的大不列颠皇家研究院。 2、产业革命促进了技术研究 18世纪中叶后，英国成立了 ，鼓励和褒奖发明、改良和其他社会公益活动。 3、科学与技术之间关系的转化第二节、天文学和地质学的发展一、机械物理学影响下的天文学1、笛卡尔的天体演化思想 2、太阳系起源假说布丰行星系起源假说康德的星云假说 “星云说”的鼻祖可追溯到古希腊 。星云假说的风行 发展了星云假说。机械观的影响星云假说并不一定要排除整个过程由上帝创造的可能，但 抛弃超自然的解释必然要走向自然神论和无神论。康德-拉普拉斯“星云说”完全是 的翻版，唯一不同的是笛卡尔原子漩涡中心里没有“万有引力”。笛卡儿、康德和拉普拉斯在解决天体起源问题时，都是在 范围内进行论证的。但康德主张宇宙存在一种 的渐进过程，这个过程 。这是以 来取代 ，被持进化论哲学的人们所重视。二、行星与星系1、提丢斯波德行星定则 2、赫歇尔家族天王星和海王星的发现 老赫歇尔的银河系模型 赫歇尔的一个重大发现是太阳的 。世界上首先发现恒星运动的是 。右图：（上）10万年前的北斗七星，（中）现在北斗七星和每颗星的运动方向（下）10万年后的北斗七星小赫歇尔的科学方法理论三、地质学1、近代早期地球成因理论 笛卡儿、莱布尼兹、布丰2、启蒙运动时期的地质学17世纪后期地质学理论逐步从 理论中脱离出来。当时面临的根本问题是： ？这个问题导致地质学分化成两个阵营。采纳水成论观点的有德梅耶特、布丰，以 为代表，他 圣经中关于创世和大洪水的解释。水成论提出了两个重要的假定。第一个假定是在整个地质史上火山的活动相对来说比较微弱。第二个假定是没有什么力量能使地表隆起。后来，有证据表明过去的火山活动更加广泛，从而将地震和火山视为同一种基本现象。火成论应运而生。3、查尔斯赖尔的“均一论”地质学赖尔发展了 ，按照 观念来探讨地球的历史。第三节、经典物理科学的完成经典物理学三大支柱： 、 、 。一、经典电磁理论的完成1、电学时代的肇始 库仑定律的提出是在普利斯特利与万有引力定律进行 推理的基础上实现的。 奥斯特、西林格、安培、欧姆法拉第提出 概念，将其分布空间命名为 。他认为电磁感应的传导 。2、电磁理论的创立麦克斯韦思想核心是 之间的转换。其意义在于：法拉第的观念是定性的非数学的系统表达，如果麦克斯韦 。它对电、电磁和光的理论作了根本的修正，而且是对牛顿自然科学思想体系的 。麦克斯韦开辟了 的可能性。二、热力学的成就1、热力学三定律 卡诺循环、迈尔焦耳确定热功当量使热力学第一定律得到公认，热力学第一定律是：热可以转变为功，功也可以转变为热；消耗一定的功必产生一定的热，一定的热消失时，也必产生一定的功）。 和 分别独立提出热力学第二定律： 。1906年 得出热力学第三定律：“当绝对温度趋于零时，凝聚系(固体和液体）的熵在等温过程中的改变趋于零。” 改述为：“当绝对温度趋于零时，固体和液体的熵也趋于零。”这一规律又被表述为 原理：“不可能使一个物体冷却到绝对温度的零度。”2、热力学的思想史意义 热力学第二定律的数学表述是 ，在实验上 （能/不能）证明。熵的概念和热力学第二定律最先把 带进了物理学，物理世界不再只是 世界，而且是 世界。第四节、19世纪的化学科学与生命科学一、无机化学到有机化学1、原子论与分子论 李希特、普劳斯特、道尔顿、贝奇里乌斯、阿伏加德罗2、无机化学的系统化 俄国 和德国 各自独立发现了元素周期律。 3、有机化学的发展 凯库勒二、生命科学的形成 1、细胞理论细胞理论得以创立的工具前提是发明了 。细胞理论统一之前，植物学家认为植物组织的基本结构是 ，动物学家认为动物组织是由 组成的，生理学家认为人体由很细的 构成。19世纪30年代末期， 研究了细胞的生成，坚持植物完全由细胞组成； 指出细胞理论同样适用于动物。但对二者来说细胞仍然只是一种 ，其他学者开始强调细胞的生理功能，并提出 是在所有生理过程中真正起作用的物质。2、生物进化论及其意义 近代第一个提出生物进化学说的是 ，他提出两点看法：其一是生物自身有一种内在的、主动的、向上的要求，它使生物为 而改变自己的生活习性，由此发生物种的变异；其二是生活习性的改变使生物的某些器官被较多地使用，另一些器官则较少慢用，于是出现了 现象。他认为，生物体 都是能够遗传给后代的，称为 。居维叶 器官相关律，在他看来，物种的变化不是渐变的过程，而是 。达尔文从赖尔的 概念发展为达尔文 概念。中心观点：现存的生物物种都是从原始的简单生物经过功能的分化、长期的变异和遗传、经过生存斗争和自然选择发展而来的。Darwin提出“生命进化树”，在树的根部，是LUCA，即所有现存物种的共同祖先（Last Universal Common Ancestor），由LUCA衍生出的一个躯干，经过一次次分叉，生长成一棵枝叶繁茂的大树。每一根树枝都代表了一个物种；分支点则代表物种一分为二的地方。大多数树枝终结于某个死角，表明物种灭绝，但仍有一些成功到达了树的顶端这些就是现存的物种。达尔文进化论的核心是 、 和 。达尔文认为，动、植物界存在着十分剧烈的生存竞争。在这种竞争下，适者生存，不适者被淘汰；物种有利的变异将被保存下来，不利的变异则被淘汰，逐渐积累的有利变异结果形成了新种。贡献之一是 。二是将 纳入自然序列。贡献三在于 。3、遗传学 孟德尔和达尔文都抛弃了 思维，而是在个体的差异中去探讨群体的特征。4、19世纪医学技术进展 5、微生物学的创立 巴斯德、科赫 第五节、第二次技术革命和科学的新世纪一、（第二次）技术革命：电力革命1、电机的发明与电能的应用 雅可比、西门子、多利沃多布洛里斯基2、从蒸汽机到内燃机 奥托和兰肯、戴姆勒、奔茨、赖特兄弟3、电力革命及其影响二、第二次技术革命的社会效应1、科学成为技术的先导 2、 的出现是这一效应的开始。其另一标志则是 的建立。三、科学的新世纪1、称19世纪为“科学的新世纪”，是因为： 2、马克思主义辩证唯物主义自然观的产生3、科学理论得出的归纳与类比方法归纳主义 归纳原则：有一种从积累的简单事实推到定律的推论形式，因此从描述观察和实验结果的真的陈述可以推论出真的定律。 ：科学知识是经过充分证实的事实的集合，这种知识通过进一步追加经过充分证实的事实而增长，因此追加一个新事实到这个集合上，不改变以前所有的事实。 ：我们相信一条定律的可信性程度与已经被观察到的在这条定律中描述的现象实例数成正比。穆勒五法 ； ； ；共变法，用公式表示如下： -5剩余法 用公式表示如下： 休谟的批判模型的类比方法类比是两个实体、两个过程或两个机制之间的关系，它使我们能够根据我们对一个东西的知识对另外一种我们知之甚少的东西做出推论。类比有如下结构： ； ；中性类比，我们不知道那些属性，A和B是否匹配。 定律就是参照了物质粒子的力学模型。模型有两种不同的含义，其一， ，其二， 。模型在我们知道世界上的事物并不真正符合它们时，它们仍然可以是有用的计算工具。4、关于实验科学的最初思考 惠威尔：事实与观念第四章 现代科技与自然观的新发展第一节、经典物理学的困惑一、迈克尔孙-莫雷实验 实验最初的目的是要论证经典力学关于 的假设，结果 （否证/支持）了这个假设。2、 黑体辐射实验 伦琴、贝克勒尔、汤姆逊、维恩位移定律在 部分与试验曲线相吻合，瑞利-金斯公式在 部分与实验能较好地吻合。第二节、世纪之交的物理学革命一、相对论1、相对论的数学准备拯救以太 为了解释迈克尔孙-莫雷实验所得的零结果，而又保留以太参考系，菲兹杰拉德和洛伦兹都独立提出了 假说。洛伦兹进一步得到“洛伦兹变换”，在洛伦兹新理论中， 原理是成立的。1904年 首次使用“相对性原理”一词。他在1898年还提出过 公设，在1905年命名了洛伦兹变换。相对论与非欧几何广义非欧几何泛指一切和欧几里的几何学不同的几何学，狭义非欧几何只是指 ，通常意义的非欧几何是指 这两种几何。欧氏几何与罗氏几何只是 公理不一样。欧式几何讲“过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行。罗氏几何讲 。黎曼几何规定： 。它的另一条公设讲：直线 。广义相对论中的空间几何就是 。从非欧几何学中可以得出： 都有可能提供一种几何学。2、狭义相对论(relative motion that involves inertial frame of reference)及其推论狭义相对论基于两条假设 ：(1) ：如果K是惯性系，则相对于K 作匀速运动而无转动的其它坐标系K也是惯性系；自然定律对于所有惯性系都是一致的；(2) ：无论在何种惯性参照系中，光在真空中的传播速度相对于该观测者都是一个常数，不随光源和观测者所在参考系的运动而改变。根据狭义相对论，可以得出以下一些推论（效应）： 同时性 。运动着的物体 。运动着的时钟 。运动着的物体质量会 。 爱因斯坦于1905年9月在物体的惯性同它所含的能量有关吗中提出质能方程：Emc2。由于 和 的参与，相对论得以迅速变成了物理学家感兴趣的议论和研究课题。随着实验证据的出现，对相对论本身进行根本性重构的是 完成的，他引进 时空概念。1911年，B朗之万在讨论时间相对性或钟慢问题时用 取代了爱因斯坦的“时钟悖论”。3、广义相对论(the relationship between gravity and geometrical structure of space and time)及其实验验证 广义相对论的三个主题： ， ，几何学与物理学的关系。广义相对论 狭义相对论描述的都是 中物体的运动，这决定了狭义相对论的局限所在。 广义相对性原理：假定相对性原理和光速不变原理在任何参考系（如加速运动等）中都成立，而不仅仅只在惯性系中成立。等效原理：弱等效原理(WEP)：引力场与惯性场的力学效应是局域不可分辨的。强等效原理：引力场与惯性场的一切物理效应都是局域不可分辨的。作为广义相对论基础的是 等效原理。广义相对论表明引力是 。 实验验证和实验反证广义相对论得到四项实验验证： ； ； ； 。不过，中子引力干涉实验和DI海格立斯双星进动的难题使得广义相对论的广泛性受到怀疑。4、相对论的科学与哲学意义 对于相对论在科学中的地位，玻恩评价说一方面它是以牢固确立的 概念和 概念为出发点，另一方面它导出了革命性的 概念，给牛顿所建立的传统观念以决定性的批判，把现代科学同古典科学区分开来。相对论的哲学意义在于：它维护了实在论在科学中的地位。 二、量子理论与量子力学的创立量子论的发展经历了三个主要阶段： （普朗克，爱因斯坦，玻尔）， （德布罗意，薛定谔，海森伯，玻恩）以及 ，前两个阶段均被视为革命。1、普朗克量子假说的提出 普朗克将瑞利-金斯定律和维恩定律结合凑出了一个新的公式，新的分布律是凭 拼凑出来的。普朗克提出了 假说，标志着量子物理学的诞生。普朗克提出如下假说：作热辐射的辐射体是由许多带电谐振子组成的，线性谐振子振动时向外辐射 ，并和周围的电磁场交换能量。各振子振动的频率不同，每一振子只发射单色的辐射，全部振子则发生连续的辐射。每个线性谐振子的能量不能连续变化，只能处在 状态，在这些状态中相应的能量只能取，2，3，n（n为正整数）等值，称为能量子；能量子与谐振子的频率 。2、光量子理论与光电效应爱因斯坦建立了“固态量子论”。而且，他在1905年假设：光是由一个个具有确定性质的分立实体组成的，每一个实体（光量子）具有能量；物质在辐射或吸收光（或任何形式的电磁辐射）的过程中，也是以同样的量子形式进行的。这些假说与当时普遍接受的光是 理论冲突。因此，爱因斯坦提出的只是临时性的假说。但爱因斯坦假说中的一节 却可以通过直接实验加以验证。3、玻尔对原子结构的解释 1897年 发现电子，1911年 提出原子是原子核和电子组成的。1912年N玻尔提出新的原子模型 。新的原子模型成为古典量子论的起源。4、物质波与波动力学、矩阵力学 1926年，爱因斯坦的光量子概念获得了 称谓。 各自独立证明波动力学和矩阵力学在经过一定的数学变换后是完全等价的。 5、量子力学的几个重要原理 互补原理 1927年 提出，光所具有的相互矛盾的波动性和粒子性是互补的，两者同时存在，互为补充，无法在验证一种特性的同时保证另一个特性不受到干扰或破坏。同时，他认为生命物体所具有的 之间也是互补的。测不准原理 1926年 提出。要确切地知道粒子的位置，必须用一束光射到这个粒子上，通过光波的反射才能知道粒子的位置，光波越短，那么测量的结果越精确。但 。 对应原理 联系量子力学和经典力学之间的关系就是对应原理。 提出，但索末菲指出应当“坦率地承认它们的非相容性”。6、量子力学的意义及其争论测不准原理的科学方法论涵义：几率函数服从一个运动方程，它随时间的变化是被量子力学方程严格决定了的，但它不容许对原子事件在空间和时间中进行描述。另一方面，观测要求在空间和时间中对系统进行描述，但是由于观测改变了我们对系统的知识， 。测量仪器是必须用经典力学的术语描述的，这样一种描述包含了有关仪器的微观结构的测不准性；然而，因为仪器又和世界的其余部分相联系，它事实上还包含了 的测不准性。只有当测量仪器与世界的其余部分密切接触时，只有当仪器和观察者之间有相互作用时，测量仪器才是名副其实的。因此， 的测不准性也将进入量子理论系统。机械决定论与统计决定论；量子力学和强等效原理冲突，在微观世界中，弱等效原理不成立。爱因斯坦与以玻尔为首的哥本哈根学派之间长达30年的争论。玻尔的互补原理是哥本哈根学派的重要支柱。从20年代开始，爱因斯坦拒绝接受量子力学，他反对的主要观点是，新物理学引进 作为它的基础缺乏 ，以及由此导致的描述自然界的 。但他在1953年致波恩的信中表示支持几率解释。第三节 重要分支学科一、经典化学向现代化学的转变 1、现代化学理论的形成经典化学理论是建立在 和 基础上的。 开创现代化学。泡利提出 原理，指出一个原子中不可能有电子层、电子亚层、电子云伸展方向和自旋方向完全相同的两个电子。2、化学分析方法的变革 3、有机化学的新进展 现代三大有机合成是 、 、 。4、高分子化学兴起 5、绿色化学，又称环境友好化学(environmentally benign chemistry)或清洁化学(clean chemistr