自然科学发展简史复习题及参考答案(1).doc

第1章 自然科学知识与科学技术的起源一 填空题1.在大约30多亿年前,地球上出现了最早的生物,即原核细胞的菌藻类.2.直到19世纪初,法国生物家拉马克发表了一书,提出了”人类起源于某种古猿”的观点.3,英国生物学家达尔文于1859年出版的一书,提出了生物进化的观点.4，原上猿,埃及猿,森林猿,是人类的共同祖先. 5，恩格斯认为,人与动物的根本区别在于劳动,并认为人类的进化过程中,经过了三个依次递进的阶段,即攀树的猿群,正在形成中的人和完全形成的人.6，我国的人类学者一般将完全形成的人分为早期猿人,晚期猿人,早期智人,晚期智人四个阶段.7，人类学家将现代人种分为三类,即欧罗巴种(白种),蒙古利亚种(黄种),尼格罗种(黑种).8，人类最早使用的工具是石器.考古学家根据石器的制造技术的发展和演进情况,将石器时代分为旧石器,中石器,新石器三个时代.9，火的利用和人工取火是原始时代的又一个伟大的技术创造.10，制陶技术的出现,是原始手工业诞生的标志.11，在旧石器时代晚期,产生了原始宗教最初的形态之一的图腾崇拜.12，考古学一般将金属器时代分为金石并用时代,青铜时代,铁器时代三个阶段.二、简答题1、原始社会主要的技术发明有哪些？有何意义？原始社会主要的技术发明有：石器的发明和应用；火的利用和人工取火；弓箭的发明和应用；陶器制造技术；原始农业和畜牧业的产生等。除此以外，大约在新石器以前，还出现了最初的纺织工艺、最初的建筑工艺、最初的运输技术 、原始的医疗技术。原始技术发明的意义：原始技术发明是原始人类在漫长的岁月里取得的具有划时代意义的技术创造，在一定程度上满足了衣、食、住、行的原始需要。人类开始了能动地改造自然，在改造客观世界的过程中也改造了人类本身，发展了人类的聪明才智，人类开始逐步认识自然物的属性。2、原始宗教产生的原因及其实质？原始宗教产生的原因：宗教是人类对自然界和现实社会的一种歪曲的、错误的、虚幻的反映。而原始宗教则是原始人类在同大自然斗争处于弱者地位和自然知识不足在意识形态上的表现。只有在人类的智力有所进步并有了初步的抽象思维能力以后，才会有原始宗教观念的出现。原始宗教实质：原始宗教是原始人对无法解释的自然现象的一种解释。它既是自然知识不足的表现，又是自然知识的一种补充，甚至是自然知识的一种特殊形态。原始人对自然事物属性的某些认识，也是通过当时的宗教自然观来表达的。第2章 古代东方的科学技术一 填空题1,埃及最早的文字实际上是象形文字,由表意符号,表音符号和部首符号组成.2,在古埃及建筑史上,最让世人瞩目的就是金字塔,其中最为著名的是胡夫金字塔.3，古代西亚文明起源于古代两河流域,两河是指发源于土耳其亚美尼亚高原的托鲁斯山脉的底格里斯河和幼发拉底河.4，西亚文化对于世界文化的发展有重大的影响,其中最重大的成就之一就是字母文字的发明.5，楔形文字采用了三种符号,即会意符号,表音符号,部首符号.6，早在3000多年以前,苏美尔人就已经掌握了十分先进的铸造技术-失蜡铸造法.二简答题1、古代埃及人在自然科学方面取得哪些对后世有影响的成就？三千年间，古代埃及人对后世有影响的科学成就有：发明了文字。早在公元前3000多年前，埃及就发明了文字。纸草的使用。古埃及人将当地盛产一种名字叫纸草的植物，将其茎杆部切成薄的长条后压平晒干，就制成纸。太阳历的确定。埃及人从很早的时候起，他们就把尼罗河每年一度的泛滥当作一年的开始。一个恒星年共分365天，一年分为12个月，36周，每月30天，每周十天，年终加5天。几何成就很大。已能计算梯形、三角形面积，并计算出圆周率() 为3.14。他们用来计算平截头、正方锥体体积的公式与现代所用的公式是一样的。医学成就（木乃伊）。古埃及人在制作木乃伊的过程中，对人体解剖和药物防腐等方面有所研究，从而对后世的解剖学和药物学产生过很大的影响。 建筑艺术（金字塔）。体现了古代埃及人的高度智慧和技巧，以及令世人瞩目的独特风格。2、古代西亚在数学和天文学方面取得了哪些成就？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太阳历，给行星命名，能预测日蚀、月蚀。以7天为一周等。在数学方面，用十进制计数法及时间的六十进制计数法。能计算出的近似值。能解含有10个未知数的多元方程组，会用等差数列和等比数列来表示月亮的亮度。第3章 古希腊罗马的科学技术一 填空题1，在希腊化时代出现了以定理,定律形式表达出来的自然知识,被称为伦理自然知识2，留基伯和德谟克利特提出的原子论是古希腊自然哲理的最有价值的成就.3，欧多克斯为解释天体的复杂周期运动现象,提出了以球为中心的同心圆几何结构,这就是最早的地球中心说4，几何学一词的希腊文原意是土地测量的学问,欧几里的几何原本对整个自然科学的发展产生巨大的影响5，希波克拉底被西方人称为医学之父二 简答题1、古希腊在自然哲学方面取得了哪些对后来科学的发展有重要影响的成果？古希腊自然哲学从整体上对自然现象作直观的考察，提出了许多对后来的科学发展有重要意义的猜测，成为欧洲近代自然科学产生的重要思想渊源。主要有：1）关于自然界万物的本质问题元素论；2）关于物质结构问题原子论；3）关于天体系统的模型问题宇宙论，最早的地球中心说。古希腊的自然哲学有着丰富的内容。上述的元素论、原子论、宇宙论也许并不完全正确，但是他们在当时能提出问题进行思考，其本身就具有重要意义。科学发展的事实表明，古希腊的自然哲学所蕴含的科学思想对后来的科学家们产生了极其深远的影响。2、古希腊的理论自然知识有哪些成果？它与自然哲学有何不同？一是把提供自然哲学与经验的结合，其代表人物是亚里士多德；二是把自然科学与工程技术结合起来，把数学研究与力学研究结合起来，杰出代表是阿基米德；三是科学形态的重要变化，即合理化体系的建立。这一工作是由欧几里得完成的；四是医学也取得了重要成果，强调用观察和实验的方法来研究疾病，对许多疾病作了较为准确的描述，指出了适当的治病方法。希波克拉底是代表人物，称为“医学之父”。不同之处：理论自然知识是科学与经验结合的成果，而自然哲学是对自然现象的猜测和解释，是一种科学思想。3、古希腊与古罗马在科学技术上的发展上各有何特点？如果说，古希腊人对自然哲学作出了巨大贡献的话，古罗马人则在实用技术上取得了重要成果。第四章 中国古代的科学技术一 填空题1战国末期，秦国（李冰）父子在前人工作的基础上，完成了举世闻名的（都江堰）水利工程。2早在夏代，我国已有了历法，商代有了阴阳合历，创立了（干支记日法）。3晋朝大博物学家，炼金术士葛洪写的（抱扑子）与汉末魏伯阳所著（周易参同契）成为世界上最早的炼丹著作。4中国古代的五大农书是指（记胜之书齐民要术陈敷农书王祯农书和农政全书）。5约成书于战国的（黄帝内经）是中医理论开始形成的标志。6唐代（陆羽）的茶经是世界上最早的关于茶叶的专著。7在中国天文学中，自唐代（僧一行）起就有了（“恒星自行”）的观念。二、简答题1、中国古代的实用科学与古希腊的自然哲学有哪些不同？古希腊自然哲学是通过直觉和哲学的思辩，对自然现象作出了种种对后来科学发展有重要影响的猜测和解释。它既是古代的哲学，又是自然科学的一种形态。（P25）古希腊自然哲学的显著特点是它从整体上对自然现象作直观的考察，提出了许多对后来的科学发展有重要意义的猜测，成为欧洲近代自然科学产生的重要思想渊源。（P26）中国古代的实用科学特别注重于生产实践和直接经验，注重于工艺过程、工艺方法和实践操作的效益。但是实用科学分析不足，关心效益而对原因甚少追究，知识水平常处于知其然而不知其所以然的阶段。（P43）2、中国古代科学技术发展分为几个时期？各有何特点？一、春秋战国时期。这个时期不同的思想学说纷起，大量的思想家、哲学家各持主张，到处游说，互相争辩，造成了“百家争鸣”的局面。二、秦汉到南北朝时期。这一时期形式了我国古代实用科学技术的模式和道路，对中国后来的科学发展有重要思想。三、唐宋时期。是中国科技发展史上的高峰。如果说唐代是许多科学技术成就的开荒时期，宋代则是结果的时期。四、明清时期。在科学知识和技术创造方面均有所发展，相比之下在技术创造方面更为突出。但就科学形态和科学研究的方法看却和以前没有本质的不同。3、中国古代实用科学的发展是由哪些原因促成的？一秦朝采取了一系列统一全国的措施，对科学技术的发展、传播和交流产生了深远影响。二在汉代，由于开辟了海上和陆上的丝绸之路，增进了同各国的经济文化往来。三在三国、两晋和南北朝时代，各对峙政权为了巩固自己的统治，大都采取了发展生产的措施，促进了生产技术和实用科学的发展。第五章 阿拉伯科学文化的兴起与欧洲中世纪的科学技术一 填空题1约公元610年，（穆罕默德）创立了（伊斯兰）教，取代了原来各部落信奉的多神教。2“代数”一词来自阿拉伯著名数学家（阿尔花刺子模）所著的（复原与化简算化）一书。3著名医学家（伊本森纳）的医典是阿拉伯医学的最高成果。4阿尔哈金在他的光学集锦一书中，完整地表述了光的（反射）定律。二、简答题1、阿拉伯人在科学上独立地做出了哪些贡献？阿拉伯人在学习他人的基础之上，在数学、天文学、医学等学科领域中还独立地发展并丰富了科学。（1）数学。阿拉伯人在数学上的重要贡献,首先是创造了阿拉伯数码。阿拉伯人还继承和发展了印度数学家处理未知数的方法，发展了代数学。（2）天文学。阿拉伯人发现了太阳偏心率的变动，修订了很多天往常量(如岁差值)。杰出的百科学者阿尔毕鲁尼认为托勒密证明地球不动并处于宇宙中心的论据，也可以证明地球绕日的运动。重新提出太阳中心说的观点。（3）医学。著名的医学家伊本森纳完成了一部百万字的百科全书式的医典，是阿拉伯医学的最高成果。伊本阿尔一纳菲认为血液是从右心室流到肺再到左心室的，揭示了血液的小循环过程。阿拉伯人弄清了眼球的光学过程，不仅为现代光学奠定了基础，而且这一发现又引导人们用晶体和玻璃透镜去放大物体和看书，由此才使意大利人在1350年把透镜装到框上发明了眼镜。 其它方面。兴起了炼金术，推动了实验化学的进展。2、如何认识阿拉伯科学文化的历史作用？阿拉伯科学文化在自然科学发展史中的历史作用，不仅在于它使古希腊科学文献得以保存下来，为欧洲的科学和文艺的复兴起了承上启下的作用，也不仅在于它在东西方科学文化的交流中起了中介作用，阿拉伯的学者们还独立地发展并丰富了科学。3、欧洲的中世纪被称为“黑暗的中世纪”，应怎样理解？从5世纪到15世纪，史称欧洲的中世纪。这一时期，基督教会神学成为封建统治的支柱。教会垄断了整个文化领域。神学在知识领域有最高的特权，科学成了神学的附庸，神学变成了科学的皇后。神学从根本上否定研究自然和学习科学的必要性。这是欧洲中世纪科学得不到发展的重要原因。这一时期，故称为“黑暗的中世纪”。第6章 近代自然科学的产生一 填空题1、1487年，葡萄牙人（迪亚士）率领船队到达非洲最南端，葡萄牙国王把这里命名为（好望角）。2. 马丁路德所提出的宗教改革学说，其核心就是（“信仰可以获救”）。3. 哥白尼的（天体运动说）一书，系统地阐述了太阳中心说。4. 提出整个人体内血液循环理论的人是英国医生（哈维）。5. 伽利略的（关于两个世界体系的对话）一书被称为近代天文学的三部最伟大的杰作之一。6. 在最早建立的科学社团中，最有影响的是意大利佛罗伦萨的（西芒托）学院，英国的（皇家学院），法国的（皇家科学院）和德国的（柏林学院）。二 简答题1、近代自然科学产生的社会基础和条件是什么？答：随着资本主义生产方式的产生，在欧洲出现了航海探险运动、文艺复兴运动和宗教改革运动。这些由资产阶级发动的经济活动和文化运动，对近代自然科学的产生有着极为重要的影响。1、近代自然科学产生的社会基础和条件是什么？14-15世纪，欧洲资本主义生产方式的诞生；随着指南针、印刷术与火药陆续传人欧洲，同时造船业、冶金业等有了很大的发展，技术的社会应用促进了生产力的发展，导致资本主义生产方式的发展。廉价书籍的印刷出版，又使资产阶级思想革命运动有了文化武器。资本主义生产方式的形成和发展，又促进了技术的社会应用，在欧洲出现了航海探险运动、文艺复兴运动和宗教改革运动。这些由资产阶级发动的经济活动和文化运动，形成了近代自然科学产生的社会基础。2、为什么说科学实验是近代自然科学得以相对独立发展的实践基础？科学实验是一种以认识自然为首要目的的实践活动，它作为认识自然的研究方法，在很多方面优于一般的观察和生产实践活动。伴随着自然科学同宗教神学、经院哲学的激烈斗争，一批哲学家、科学家极力提倡科学实验，并把科学实验作为科学战胜对手，壮大自己力量的有力武器。由于科学实验日益成为独立的社会实践，不仅使近代自然知识有了特有的实践基础。也促进了科学形态的变化,出现了实验科学。近代自然科学是建立在科学实验基础上的实验科学。所以说科学实验是近代自然科学得以相对独立发展的实践基础。3、从近代自然科学产生时科学家们反对宗教神学斗争中受到何种启示？在科学反对宗教的斗争中，科学家们曾用血和肉坚持了科学的真理，这种精神一直为后人所景仰。4、如何分析近代自然科学与哲学的关系？科学实验活动的兴起，近代科学方法的建立，有赖于哲学的引导。在科学从中古时代向近代转变的关头，哲学家积极倡导近代科学方法，并对推动科学的发展有重要作用。第七章经典力学体系的建立一 填空题1. （牛顿力学）的建立是科学形态上的重要改革，标志着近代理论自然科学的诞生。按牛顿的理论，行星与行星之间也有万有引力，使行星偏离其椭圆轨道，这种不规则的微小偏离被称为行星的（摄动）。2. 德国的（毕仑海特）和瑞典的（摄尔西斯）建立了测定温度的标准，据此发明了华氏和摄氏温度计。3.荷兰莱顿大学的（森布罗克）和德国的（克莱斯特）分别发明了为储存静电电能的电容器，即（莱顿）瓶。4.17世纪真正把化学确立为一门科学的是著名的英国科学家（波义耳）。化学在18世纪的重要成果是法国科学家（拉瓦锡）建立了（氧化燃烧）理论。1675年（列义霍克）在污水中发现了大量的极小的动物（微生物），这就使生物学的研究进入了一个新的领域，即（微生物）世界。18世纪生物学的重要成就是瑞典学者（林耐）的（动植物）分类。二 简答题1、有哪些知识为牛顿力学的建立提供了基础？一、伽利略通过对落体的研究，已经发现了惯性运动和在重力作用下的匀加速运动，奠定了牛顿第一定律和第二定律的基本思想。二、伽利略关于抛物体运动定律的发现，对牛顿万有引力的学说也有深刻的启示作用。三、开普勒所发现的行星运动定律则是牛顿万有引力学说产生的最重要前提。2、如何从牛顿力学的建立来分析继承与创造的关系？牛顿的研究继承了前人的研究成果，特别是伽利略和开普勒的研究对其科学成果有着深远的意义。伽利略通过对自由落体的研究已经发现了惯性运动和重力作用下的匀加速运动。奠定了牛顿第一定律和第二定律的基本思想。伽利略对抛物线运动的发现，对牛顿万有引力的学说也有深刻的启示作用。开普勒发现的行星运动三大定律是牛顿万有引力三大定律学说产生的最重要的前提。牛顿在总结前人的基础上，通过自己的独创性努力，把天体力学和地上力学有机的结合起来，形成了具有划时代意义的经典力学体系。从牛顿力学的建立，我们可以看出：一种科学理论的诞生，离不开继承，更离不开创建。所谓继承，就是科学总结前人的研究成果；所谓创建，就是在新的事实面前，必须突破陈规，建立新的理论。所以，没有继承，也就难以创建；而只有继承，没有创建，科学也就停止不前。只有在继承的基础上有所创建，才能推进科学向前发展。牛顿在谈到他的科学成果时，他谦虚的说，“我比别人看得远，是因为我站在了巨人的肩膀上”。事实上，每位科学家的成功都与他自己的努力和对别的科学家的伟大成果的总结分不开的。3、牛顿力学建立的历史意义何在？牛顿力学三定律和万有引力定律的建立实现了天上力学和地上力学的综合，形成了统一的力学体系，是近代物理学的重要支柱。这是人类认识自然历史的第一次大飞跃和理论大综合。它开辟了一个新的时代，并对科学发展的进程以及后代科学家们的思维方式产生了极其深刻的影响。牛顿力学的建立是科学形态上的重要变革，标志着近代理论自然科学的诞生，并成为其他各门自然科学的典范。自牛顿建立普遍的力学体系之后，从根本上改变了人类对世界图像的认识，“自然规律”这一概念逐渐被人们所接受，表明神学统治科学的日子已经结束。4、牛顿时代其他自然科学的发展有哪些特点？整个说来，其他各门自然科学尚处于积累资料并逐渐形成为独立学科的时期。（P98）5、为什么说机械唯物主义自然观的形成是不可避免的？试分析它的进步意义和局限性。在近代自然科学产生时期，首先需要把自然界分解开来加以研究，考察各种自然过程的区别，这是科学研究必由之路，因此难免会撇开和忽略事物之间的总的联系；人们在认识事物时，开始总是先要注意这种事物是什么和有多少，难免忽略事物的产生、发展和转化过程；自然科学的发展中，首先是以机械运动形式为对象的力学达到完善的程度，其他自然科学还处在积累资料的阶段，因此，也就难免用力学的尺度衡量一切，用力学的规律解释一切。科学发展的一定的历史阶段，形成了唯物主义自然观的一定的历史形态。 进步意义和局限性：应该说这种形而上学的机械唯物主义自然观在当时是有进步作用的。由于它把自然界中起作用的原因都归结为自然界本身的规律的作用，有利于促使科学家去探索自然界的规律。尽管行而上学的思维方式忽视理论思维的作用，忽视事物之间的联系和发展，但它能刺激人们运用分析、解剖的方式，从观察和实验中取得更多的经验材料，这对科学的发展来说也是必要的。但同时又必须认识，由于它只看到了一个个事物，忘掉它们相互的联系，看到了它们的存在，忘了它们的产生和消失；看到了它们的静止，忘了它们的运动，只见树木，不见森林，因而又有着严重的缺陷。这种形而上学的自然观，在对自然界整体的看法上又似乎低于古代。第八章 近代技术的兴起与工业革命一 填空题以（工作机）的革命为起点，以（蒸汽动力）的发明和普遍应用为主要标志，迎来了人类发展史上一个崭新的时代（机器大工业）时代。1775年英国铸造专家（威尔金森）制成了第一台镗床。1794年，机械师莫兹利发明了（移动刀架）。1824年，英国瓦匠（亚斯普丁）发明了早期的水泥，即（“波兰特水泥”）。1867年，法国人（莫尼埃）取得了发明钢筋混凝土的专利。二 简答题1、造成工业革命的最主要的技术发明有哪些？一、工作机的发明与应用；二、蒸汽动力的发明；三、机床的发明与应用。2、瓦特在蒸汽机的发明和应用中最主要的贡献是什么？普遍应用的蒸汽动力机是由瓦特发明的。在纽可门发明的蒸汽机的基础上，瓦特作了重大改进。瓦特运用潜热的概念，为减少热损失，于1765年研制成一种外冷凝器。这是一个与汽缸隔开的空屋，使蒸汽在此空室内冷凝，这就大大减少了反复加热汽缸所消耗的热量。同时又采取精密加工、油润滑和设置绝热层等措施，使热效率提高到3%以上。瓦特终于发明了一种可付诸实用的蒸汽机。然而，瓦特并没有因此而满足，于1784年获得了又一项专利，即双向动作的蒸汽机。不仅如此，为使它适用于各种工作机的动力，瓦特还采用了连杆、飞轮等装置，使机器的直线运动转换为连续而均匀的圆周运动。以后又发明了离心调速器，这样就可以通过传动装置带动一切机器运转，为整个工业和交通运输业提供一种通用的动力机。从此，动力机、传动机、工作机组成了机器生产系统，这是技术史上的一次重大飞跃。3、为什么说莫兹利发明的移动刀架可与瓦特的发明相比？1794年，机械师莫兹利发明了移动刀架，1794年制成了带有移动刀架和导轨系统的车床。刀架代替人手夹持刀具，并使刀具沿导轨作直线进行运动，由此可以方便、迅速、准确地自动加工不同螺距的螺丝以及直线、平面、圆柱形、圆锥形等多种几何形状的部件，使车床真正成为机器制造业自身的工作母机。移动刀架看来是一种简单的发明，实则是机械技术史上的重大创造。在19世纪英国出版的全国工业一书中认为：“它对机器的改良和更广泛应用所产生的影响的结果是，各种机器很快就完善和便宜了，而且推动了新的发明和改良。4、工业革命中形成的技术体系有哪些特征？一、在科学和技术的关系上，工业革命初期的许多技术发明主要还是工匠们的经验结果，科学只起了辅助作用。随着工业革命的发展，许多科学家逐渐对科学的应用产生了兴趣，加速了科学和工业的结合，使得许多技术上的发明成了科学在工业上的应用。二、由工作机、传动机、动力机所组成的机器系统的出现，是这一技术体系的又一重要特征。三、机器时代的重要特征是用机器生产机器，它是在各种技术的体系化过程中出现的。在这种情况下，紧凭工匠个人的技能不够了。在生产劳动过程中，技能的地位相对降低了，机械设备及劳动手段的作用提高了。作业(三)一、填空题11800年，意大利的 伏特 发明 电池 ，实现了化学能向电能的转化。1819年，丹麦的 奥斯特 发现电流可使磁针偏转的磁效应，揭示出 电 能向 机械 能的转化。2最早公布能量守恒与转化定律的是德国医生 迈尔 。英国业余物理学家 焦耳 为能量守恒与转化定律的确立作出了重要贡献。31865年， 克劳胥斯 引入了一个直接反映热力学第二定律的概念 熵 ，用来表示某一种状态可能出现的程度。4德国哲学家康德提出了关于太阳系起源的 星云假说 ，第一个把自然界看作是发展变化的演化过程。5在地层成因及生物化石的解释上有 火成 说和 水成 说之争， 灾变 说和 渐变 说之争。6现代遗传学的创始人是 奥地利 的修道士 孟德尔 。其研究成果被研究者概括为三条定律，即 显性 定律、 分离 定律和 独立分配 定律。71873年，麦克斯韦的巨著 电磁学通论 问世，标志着完整的 电磁理论 的确立。81864年，法国人 马丁 在西门子兄弟的帮助下，创造了 西门子马丁 平炉炼钢法。9直到目前为止，冶金技术可分为两大支，即 物理 冶金和 萃取 冶金，亦可称之为 火法 冶金和 水法冶金。10热机按其工作方式可分为 内燃机 和 外燃机 。111839年，英国人 古德伊尔 把巴西的 天然橡胶 与 硫磺 混合起来，发明了橡胶的硫化法。12第一条投入实际应用的电磁式有线电报是由德国科学家 高斯 和 韦伯 搞起来的。13在1894年至1896年间，意大利的 马可尼 和俄国的 波波夫 几乎同时实现了无线电的传播和接收。14我国的造纸、纺织、制瓷等技术首先传入 阿拉伯 ，又通过 阿拉伯 传入欧洲。15西方最先来华的并有一定科学知识的耶稣会士是意大利人 玛窦 ，他于1582年来华。16清初， 汤若望 将新历法献给顺治皇帝，随即颁行，称为 时宪 历。171881年，我国正式开办的第一条陆路电报线路 津沪线 ，于12月投入使用。18由 詹天 主持设计、建设的 京张 铁路，是我国第一条自己集资、自行勘测、设计和施工的铁路。二、问答题1、为什么说19世纪是科学的世纪？答：19世纪工业革命和生产力的巨大进步，迎来了近代科学的全面繁荣，其规模和成就远远超过了17世纪的科学革命。19世纪的热力学、光学、化学、地质学、生物学、人类学等学科都取得了重大的突破，并大都进入到理论综合的阶段，新学说、新理论如雨后春笋，使19世纪成为名副其实的科学世纪。2、辨证自然观产生的自然科学基础有哪些？答：19世纪自然科学的发展，特别是能量守恒与转化定律、细胞学说、生物进化论等的科学发现，为人们提供了一个新的自然图景，形成了辩证唯物主义的自然观。3、以电气为中心的技术革命包括哪些主要的技术发明？答：其中包括钢铁材料技术、内然动力技术、有机合成技术、无线电通讯技术等，电气技术则是这一群技术的主导技术。4、简述以电气为中心的技术革命的特点。答：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。5、怎样认识西方科技知识的三次传入对中国近代科学技术发展的影响？答：从总的方面来看，由于传教士传入的并不是当时最先进的西方科技知识，中国封建统治者又只是出于统治的需要，因此只有天文、数学、地学等方面的西方科技知识在中国的上层社会中间产生了一定影响，而未能在整个社会中产生多大后果。中国科学技术没有因西方科技知识的传入而获得生机，相反，自清朝中叶之后，传统科学技术的成果在清王朝的统治下也日益减少了。作业(四)一、填空题1 电子 、 射线 、和 放射性现象 的三大发现是19 世纪末物理学的重要成就。21900年末， 普朗克 在向德国物理学会上宣读的关于正常光谱能量分布定律的理论的论文中，报告了 黑体辐射 定律的推导和他的假说，宣告了 量子论 的诞生。3 海森堡 在1927年推出了测不准原理和测不准关系式。4现代科学的发展是在 宏观 研究和 微观 研究的互相促进中实现的。 高度的分化 和 高度的综合 ，是现代科学发展的重要特点。5 奇异粒子 又称为第二批基本粒子； 共振态粒子 又被叫做第三代基本粒子。6大气圈分为 对流 层、 平流 层、 臭氧 层、 电离 层、 中间 层、 热 层、 磁力 层。 7我国地质学家李四光在1945年发表了 地质力学的基础与方法 的专著,这标志着地质力学的诞生。81961年美国的 赫斯 和 狄兹 分别根据大量古地磁资料创立了海底扩张说。9 物种进化论 、 遗传定律 、和 基因论 是19 世纪生物学的重要发现。10核酸是由 4 种不同的 碱基 、 核糖 和 磷酸 组成的。核酸又有 去氧核糖核酸 （）和核糖核酸（）之分。11双螺旋结构的发现被称为世纪生物学最伟大的发现，是分子生物学诞生的标志。121969年，美国的“ 阿波罗 ”把人送上了月球，实现了载人登月计划。13生物工程包括如下四个方面的内容： 遗传工程 、 细胞工程 、 发酵工程 和_生物转化工程_。14 电子管计算机 统称为第一代电子计算机； 晶体管计算机 为第二代电子计算机；第三代电子计算机是_集成电路计算机_；第四代电子计算机是 大规模集成电路计算机 ；第五代电子计算机则是用 超大规模集成电路 装备的具有人工智能的巨型计算机和微型机。151965年，我国科学家第一次用化学法合成了含有51个氨基酸的_结晶牛胰岛素_首先实现了蛋白质的人工合成。1619世纪末物理学的重要成就有电子 、 射线 、和 放射性现象171960年，美国物理学家制造出世界第一台红宝石激光器，即“ 莱塞 ”。 18我国著名科学家_钱学森_1958年写的工程控制论是控制论学科的奠基性文献之一。二、问答题1 电子、X射线、放射性元素的发现在哪些基本概念上向经典物理学提出了挑战？答：（）电子带负电，而物体通常是不带电的，说明原子并不是最小的不可分割的质点，物体内部存在带正电的微粒，这是什么微粒，怎样分布？ ）射线具有与电子不同的性质，它不能被磁场所偏转，它具有很强的参透能力。这是什么微粒？这种射线产生的原因是什么？（）放射性元素为什么放射出射线，这种射线在磁场作用为什么会分成三部分，这几部分分别是什么？对以上三者的发现使科学家们又一次投入了物体究竟是由什么组成的，怎样组成的的研究，掀起了科学的又一次新革命。2、狭义相对论的 基本假设和重要结论答：基本假设：一、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。二、对于任何惯性系即自由空间中的光速都是相同的，也就是光速不变结论：1、同时性和相对性；2、时钟延缓；3、长度缩短；4、物体的质量随速度变化；5、质能相关。3、试用物理学革命的事实说明科学发展的内部动力是什么？答：在科学发展史上不同学派之间发生争论乃是一种正常现象。科学发现的新事实与原有理论之间的矛盾，这是科学发展的内在动力，由此才有新理论的出现，用以概括新的事实。正是这种争论促使人们抛弃错误的观点、理论揭示出各派在理论上缺陷，确立和发展正确的观点和理论，促进理论与实践新事实之间的矛盾不断解决。量子学也正是在这样的过程中不断发展和完善的。4、现代自然科学把物质世界分为哪些层次来进行研究？在不同层次上都有哪些重大的科学突破？答：层次：夸克基本粒子原子核和原子分子凝聚态地球和其他天体星系和整个宇宙为内容的完整的物理学体系。夸克：夸克模型和原子模型；基本粒子：总达400余种，可以相互转化，有内部结构，原子能的利用；原子核和原子：原子结构模型，电子、X射线、天然放射性的发现，量子论与量子力学；分子：结构化学与离分子化学，从细胞水平向分子水平深入的生物学研究；凝聚态：超导的研究，超高压、超低温、高真空的获得；地球天体：大陆漂移说、地幔对流说、海底圹张说、板块构造说；星系宇宙：光谱技术的应用发展，宇宙飞船发射、恒星演化理论、宇宙说。5、在分子水平上的生物学研究都取得了哪些重要成果？答：（1）1945年，美国生物学家比德尔等人用实验方法揭示了基因和酶的关系。（2）关于DNA是携带遗传信息载体的发现。（3）DNA双螺旋结构模型的建立。DNA双螺旋结构的发现，被称为是二十世纪生物学最伟大的发现，是分子生物学诞生的标志。、系统论、控制论与信息论作为一种学科有何特点？答：这些学科所提出的整体性原则、最优化原则、反馈原则，这些学科所提供的方法，对各门科学技术具有普遍的方法论意义。控制论、信息论和系统科学揭示了自然界、社会和人类思维这三个领域中许多现象的一致性，揭示了用机器模拟人的某些思维活动的可能性，从而更具体地论证了世界的物质统一性和意识现象有其物质基础，充实和丰富了辩证唯物主义自然观。同时，这些学科也提出了一系列值得探讨的哲学问题，深入研究这些学科并加以概括必能进一步揭示出相互作用与因果性、整体与部分、结构与功能、有序与无序等方面的辩证内容，并使我们对现代技术革命的性质和意义有更加具体的理解。第九章 近代自然科学的全面发展1、 为什么说19世纪是科学的世纪？19世纪是近代自然科学技术全面发展的时期。工业革命和生产力的巨大进步，迎来了近代科学的全面繁荣，其规模和成就远远超过17 世纪的科学革命。科学开始走到了生产技术的面前，并推动了生产技术的发展，使人类从蒸汽机器时代向电气应用化时代过渡。19 世纪的热力学、光学、电磁学、化学、地质学、生物学、人类学等学科都取得了重大的突破，并大都进入到理论综合的阶段。英国、法国、德国等国在这一时期出现了一的批伟大的科学家。经典的自然科学在19世纪末已达到了基本完善的程度，我们今天所接受和应用的基础自然科学原理，大部分是在这个世纪里奠定的。各门自然科学已从经验科学变为理论科学，由个人自由研究转变为集体研究，科学研究手段和方法日益完善，同时，19世纪的自然科学成就促进了整个文化的科学化，特别是哲学的科学化。所以19世纪是名副其实的科学世纪。2、 举例说明科学发现的历史必然性。能量守恒原理的发现，在科学史上是一个非常有教育的事例（见P141，到P142第5行止）。3、 法拉第关于“场”的概念的提出有什么重大意义？电磁感应现象的发现者和近代电磁理论的创始人是法拉第。为了解释电磁感应现象，法拉第提出 “力线”和“场”的概念，认为电和磁的作用必须通过通过某种物质媒介，这在人们面前展示出物质实体在间断的粒子存在形式之外还存在着连续的“场”的形式，这自牛顿以来物理学基本概念的重大发展。4、 辨证自然观产生的自然科学基础有哪些？19世纪自然科学的发展，特别是能量守恒与转化定律、细胞学说、生物进化论等的科学发现，为人们提供了一个新的自然图景，形成了辩证唯物主义的自然观。第十章 近代技术的发展以电气为中心的技术革命1、 以电气为中心的技术革命是在什么样的经济技术条件下兴起的？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。2、 以电气为中心的技术革命包括哪些主要的技术发明？一是钢铁和材料技术的发展，有炼钢法的演进、合金钢的发明、电解法的产生、金相学的出现等。二是热机的新发明，主要是内燃机的发明与改进，从而出现了汽车的发明和制造、汽油发动机驱动的木架双层飞机首次试飞成功以及燃汽轮机、内燃机车、拖拉机的诞生等。三是电气方面的技术发明：有线电报与电话的发明应用；电机的发明与发电；电气照明；电的输送等。还有有机合成技术等，电气技术则是这一群技术的主导技术。3、 如何理解科学是技术的先导这一命题？第二次技术革命中的技术发明主要是科学的结果，这一点与蒸汽机器时代的技术发明不同。没有电磁理论就没有电机和无线电技术的发明，没有化学的实验研究就没有化学合成技术的发展。因此可以认为，从这一次技术革命起，科学与技术的关系已发生了巨大变化，技术逐渐成了科学的应用，科学成了技术的先导。4、 简述以电气为中心的技术革命的特点。答：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。第十一章 西方近代科学技术在东方的传播1、 怎样认识西方科技知识的三次传入对中国近代科学技术发展的影响？从总的方面来看，由于传教士传入的并不是当时最先进的西方科技知识，中国封建统治者又只是出于统治的需要，因此只有天文、数学、地学等方面的西方科技知识在中国的上层社会中间产生了一定影响，而未能在整个社会中产生多大后果。中国科学技术没有因西方科技知识的传入而获得生机，相反，自清朝中叶之后，传统科学技术的成果在清王朝的统治下也日益减少了。2、 从科学技术发展史的角度应如何评价洋务运动？洋务运动从政治、经济、军事等几个方面来看，都是彻底失败了。但从它对中国近代科学技术发展所造成的影响来看，洋务运动的作用还是应该予以肯定的。近代科学技术在中国的发展，如果追根朔源，在许多领域是从洋务运动时期开始的。3、 从近代科学技术在中国、日本的不同发展道路的比较中应吸取哪些经验教训？日本以1868年明治维新作为一个时代的开端，大量吸收西方近代科学技术，培育人材，并以急切的步伐走向发展资本主义的道路。明治维新之后，在发展以棉纺工业为中心的轻工业大机器生产的基础上，于中日甲午战争之后又使以重工业和化学工业为中心的大机器生产获得了发展，并成功地进行了产业革命，使日本成为东方国家吸收西方近代科学技术的典范。 我国封建制度处于上升阶段时，曾是古代科学技术发展的有利因素。但在封建制度已经腐朽衰落的时期，却严重的阻碍了近代科学技术的发展。由于我国封建制度长期延续，明代中期以后出现的资本上义萌芽屡遭挫折，社会生产力日趋缓慢。欧洲资本主义兴起之时，我国仍处于封建制统治之下，统治阶级重人文轻自然，重伦理轻科学。科学技术既然为封建王朝及“大业文人”所不齿，当然也就不会有人给科技术发展提供必要的条件了。明清以来实行封建专制的思想统治，是阻碍近代科学技术在中国进一步发展的重要因素。我国封建社会中，封建依附和自然经济关系并没有依靠科学技术的社会要求和内在动力，科学技术的发展只能是以自然经济为基础的缓慢积累过程，直至明代中期仍然领先的我国科技，很快被资本主义的欧洲所超过。中国封建社会处于长期的封闭状态，与外界联系甚少，科学技术自成一格，有相当强的保守性和排它性，不注意吸收外来的思想文化，制约和影响了我国科技的发展。我国科技总体上是经验型的，偏重于实际应用,理论性不强，也没有形成系统的科学方法。近代科学在欧洲之所以诞生，重要原因之一是实现了经验和理性的、学者和工匠的结合。中国却没有这种结合的需要和条件。总之，中国传统科学固有的局限，封建经济关系和专制制度，帝国主义的入侵，使近代科学技术未能在中国产生，并阻碍了近代科学技术在中国的传播和发展。认真总结这一历史经验教训，将对中国现代科学技术的发展，促进四化建设有重要的启示作用。历史不能重演，但可以借鉴。 第十二章 20世纪初的物理学革命1、 电子、X射线、放射性元素的发现在哪些基本概念上向经典物理学提出了挑战？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。2、 试用简图标明人类揭开原子内部秘密的认识过程。一、“面包夹葡萄干”的原子模型：226页末段中间（画简图）；二、原子结构的行星模型：227页第8行至12行（画简图）。3、 狭义相对论的建立所依据的两条基本公式是什么？一、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。二、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。4、 试用物理学革命的事实说明科学发展的内部动力是什么？20 世纪初的物理学革命，在高速过程和微观领域内实现了一次更为深刻和更为广泛的理论综合，在科学的基本概念上发生了重大的改变，在时间、空间、运动、质量、能量、连续与非连续、必然与偶然、物质结构等一般的关系上都提出了许多崭新的见解。物理学革命也引起了科学学派间的争论。科学发现的新事实与原有理论之间的矛盾，这是科学发展的内在动力，由此才有新理论的出现，用以概括新的事实。在科学发展史上不同学派之间发生争论乃是一种正常现象，正是这种争论促使人们抛弃错误的观点、理论，揭示出各派在理论上的缺陷，确立和发展正确的观点和理论，促进理论与实验新事实之间的矛盾不断解决。量子学也正是在这样的过程中不断发展和完善的。 第十三章 现代自然科学的新进展1、现代自然科学把物质世界分为哪些层次来进行研究？在不同层次上都有哪些重大的科学突破？层次：夸克基本粒子原子核和原子分子凝聚态地球和其他天体星系和整个宇宙。在不同层次上重大的科学突破有：夸克：夸克模型和原子模型；基本粒子：总达400余种，可以相互转化，有内部结构，原子能的利用；原子核和原子：原子结构模型，电子、X射线、天然放射性的发现，量子论与量子力学；分子：结构化学与离分子化学，从细胞水平向分子水平深入的生物学研究；凝聚态：超导的研究，超高压、超低温、高真空的获得；地球天体：大陆漂移说、地幔对流说、海底圹张说、板块构造说；星系宇宙：光谱技术的应用发展，宇宙飞船发射、恒星演化理论、宇宙说。2、举例说明宏观研究是如何同微观研究结合的，功能研究又是如何同结构研究结合的？一、40年代末，美籍俄国物理学家伽莫夫把基本粒子的研究成果同宇宙膨胀论联系起来，更加系统地提出了大爆炸宇宙说。二、射线衍射法在化学研究中的应用，使得人民可以了解晶体中电子、原子在空间中的分布状况，从而把物质结构的研究同物质化学性能的研究结合起来，出现了晶体化学的新分支。4、 在分子水平上的生物学研究都取得了哪些重要成果？一、用实验方法揭示基因与酶的关系；二、关于DNA是携带遗传信息载体的发现；三、DNA双股螺旋形结构模型的建立。DNA双螺旋结构的发现，被称为是二十世纪生物学最伟大的发现，是分子生物学诞生的标志。；四、对DNA和RNA功能的揭示 五、遗传密码表的问世。5、 简述人类提出原子价概念到认识化学键的历史过程。经历五个过程：一、对原子价概念的进一步了解；二、电子键理论；三、共价键理论；四、新化学键概念“电子云”；五、价键理论。 与价键理论平行发展的就是用分子轨道结束进行分子键力的研究。6、 为什么说凝聚态物理学是现代新兴技术的生长点？进入 20 世纪以后，作为凝聚态物理的主要部门固体物理学取得了重大的成就。凝聚态物理的新进展首先是与超高压、高真空、超高温、 极低温、强磁场等特殊条件的获得有关。1905年，美国的布里奇曼发明了10000大气压的高压装置，高压物理学成为高压工程（如人造金刚石）的理论基础。19世纪电照明的应用特别是电子管的发明推进了真空技术的发展。德国的盖达发明了油封转动的分子泵和泵扩散型真空泵，高真空的获得是研究固体表面性质、激光、材料加工等的必不可少的条件。美国著名物理学家巴登与库珀、施里弗合作，提出了超导微观模型，超导理论是超导技术的理论基础。巴登还与肖克利、布拉坦合作在半导体材料的研究中取得了重要成就，发明了晶体管。固体物理学的其他方面（晶体结构、金属物理、固体磁性、电介质物理、固体发光等）都在20世纪特别是近30 年发展起来，分别促进了相应工程技术的发展。由此可见，凝聚态物理学最有可能将物质功能研究同结构研究结合起来，从而取得技术上的重要成果。所以凝聚态物理学是现代新兴技术的生长点。 第十四章 现代科学的技术化与技术的科学化1、 现代科学的技术化主要表现在哪里？现代自然科学在前沿领域中的成就，特别是微观物理学以及分子生物学的发展，进一步改变了科学与技术的关系。从电