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自然概论 一、 什么是科学和知识？知识的三个层次及其关系如何？ 1.首先，科学是关于自然界、人类社会和人类思维的知识体系。其次，科学是一种社会历史现象，是社会的人发现并经过一个发展过程。再次，科学由知识构成，但知识不等于科学。知识就是人们对客观事物及其过程的反映。2.根据人们对外界事物反映的程度，应该把知识分为生活知识、经验知识和科学知识。(生活知识是对外界局部的、个别事件和过程的反映，或为了适应日常生活环境而获得的对客观事物的一种认识。经验知识是在变革自然中所获得的感觉、直觉、印象的总结，在某种程度上可以变革自然。科学知识是指人们在变革客观事物的过程中，实现了理论化和系统化的科学。3.关系，既区别又联系。一层比一层深入。生活知识在知识领域属于最低层次，科学知识是高层次，经验知识属于中间层次。经验知识最初则往往从生活知识中得出，而经验知识又是上升到科学理论知识的基础，也是联结实践和理论的桥梁。科学知识很抽象，远离生活知识，又高于经验知识，可它毕竟是从大量的生活知识、经验知识提炼、概括出来的。因此更深刻地反映了事物的本质联系，具有稳定性和普遍的适用性。其本身再次说明了科学技术与物质生产的关系。 二、 什么是自然科学或科学技术？科学技术产生和发展的原因都有哪些？通过事实分析。 答：所谓的科学技术是指人类的主观对自然界不同系统、不同层次的各种客体和事物的性质、属性、本质联系及其规律的正确反映，并作用于客观世界过程的知识体系的总称。科学技术的产生和发展最终都是由社会物质生产的需要所决定。物质生产的实践是产生科学技术的基本源泉，是发展科学技术的基础。这里要特别强调指出的一点是科学技术的发展，不仅基于物质生产实践之需要，而且科学实验也是它的一个重要来源心得体会一个人绝对不可在遇到危险的威胁时，背过身去试图逃避。若是这样做；只会使危险加倍。但是如果立刻面对它豪不退缩，危险便会减半。决不要逃避任何事物，决不！温斯顿邱吉尔 你若说服自己，告诉自己可以办到某件事，假使这事是可能的，你便办得到，不论它有多艰难。相反的，你若认为连最简单的事也无能为力，你就不可能办得到，而鼹鼠丘对你而言，也变成不可攀的高山。艾蜜莉顾埃 恐惧是世上最摧折人心的一种情绪。我与它抗战，并借着帮助情况不及自己的人们，而克服了它。我相信，任何人只要去做他所恐惧的事，并持续地做下去，直到有获得成功的纪录做后盾，他便能克服恐惧。艾琳诺罗斯福 失去金钱的人损失甚少，失去健康的人损失极多，失去勇气的人损失一切。我们的恐惧总较我们的危险较多。塞尼加 也许个性中，没有比坚定的决定更重要的成分。小男孩要成为伟大的人，或想日后在任何方面举足轻重，必须下定决心，不只要克服行里障碍，而且要在千百次的挫折和失败之后获胜。提奥多罗斯福 “不可能”这个字，只在愚人的字典中找得到。拿破仑 去做你害怕的事，害怕自然就会消逝。罗夫华多爱默生 这世上的一切都借希望而完成。农夫不会播下一粒玉米，如果他不曾希望它长成种籽；单身汉不会娶妻，如果他不曾希望有小孩；商人或手艺人不会工作，如果他不曾希望因此而有收益。马丁路德 目标的坚定是性格中最必要的力量源泉之一，也是成功的利器之一。没有它，天才也会在矛盾无定的迷径中，徒劳无功。查士德斐尔爵士 在真实的生命里，每桩伟业都由信心开始，并由信心跨出第一步。奥格斯特冯史勒格 信念，你拿它没办法，但是没有它你什么也做不成。撒姆尔巴特勒 我相信强烈的目标，这种可以使人完成任何事情的诚恳精神，这种自我忠实，是使人的心灵成就在业的最大因素。弗烈德利克B罗宾森 行动也许不一定会带来快乐；但是没有行动就决没有快乐。本杰明狄斯拉理 那些尝试去做某事却失败的,比那些什么也不尝试去做成功的人，不知好上多少。路易锤斯 相信就是强大。怀疑只会抑制能力，而信仰却是力量。弗烈德利克罗伯森 我活得愈久，便愈确定热忱是所有特性或质性中最重要的。通常，一个成功者和一个失败者的技艺能力和才智差异并不很大。假使有两个人，以同等的能力、才智、体力与其他的重要质性开始，会出人头地的是那个满腔热忱的人。同时，一个能力平平却抱持着热忱的人，往往能超越一个能力很强却毫无热忱的人。弗烈得利克威廉森 生命里最重要的事情是要有个远大的目标，并借才能与坚毅来达成它。约翰渥夫甘冯歌德 在任何行业中，走向成功的第一步，是对它产生兴趣。威廉奥斯勒爵士 强烈的信仰会赢取坚强的人，然后又使他们更坚强。华特贝基霍 一个人几乎可在任何他怀有无限热忱的事情上成功。查尔斯史考伯 若想成为人群中的一股力量，便须培养热忱。人们因你心与热诚而更喜欢你；而你也得以逃离枯燥不变的机械式生活，无往而不利。不会有别的，因为人类的生活就是这样，把灵魂放入工作之中，你不仅会发现每天中的每小时都变得更愉快，而且会发现人们都相信你，恰如我们以发电机时相信电那样。约那桑欧登阿摩尔 一个人除非自己有信心，否则不能带给别人信心；已经信服的人，方能使人信服。麦修阿诺德 价值产生信心，信心产生热忱，而热忱则征服世界。华特H柯亭姆 诚实是雄辩能力的一部分；我们因自己热切诚恳，而使别人信服。威廉哈立特 幸运是个伟大的老师，而不幸则更伟大。拥有会纵容思想，欠缺能却训练并强化思想。威廉哈立特 每个天才的产生，必是热忱的产物。本杰明狄斯拉里 威尔逊-要有自信,然后全力以赴-假如具有这种观念,任何事情十之八九都能成功. 爱因斯坦-自信是向成功迈出的第一步” 先相信自己，然后别人才会相信你。 罗曼罗兰 任何人都应该有自尊心、自信心、独立性，不然就是奴才。但自尊不是轻人，自信不是自满，独立不是弧立。 徐特立 我们爱我们的民族，这是我们自信心的源泉。 周恩来 古之立大事者，不惟有超世之才，亦必有坚忍不拔之志。 苏轼 生当作人杰，死亦为鬼雄，至今思项羽，不肯过江东。 李清照什么是自然科学自然科学含括了许多领域的研究，自然科学通常试著解释世界是依照自然程序而运作，而非经由神性的方式。自然科学一词也是用来定位“科学”是遵守科学方法的一个学科。自然科学 （natural science ）研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的总称。认识的对象是整个自然界，即自然界物质的各种类型、状态、属性及运动形式。认识的任务在于揭示自然界发生的现象和过程的实质，进而把握这些现象和过程的规律性，以便控制它们，并预见新的现象和过程，为在社会实践中合理而有目的地利用自然界的规律开辟各种可能的途径。 顺着传统用法而来，近来“自然科学”一词有时被以更贴近它日常的意思方式来使用。在这个意义下，自然科学可被理解为生物科学（涉及生物学程序），并以区辨物理科学（涉及宇宙的物理及化学法则）及化学科学。 此页面分类的主条目是自然科学。 自然科学各领域 天文学 生物学 化学 地球科学 生态学 物理学 农学 力学 化学 地球科学 心理学 控制论 数学 物理学 生物学 自然科学小作品 自然科学模板 自然科学著作 自然科学 中国地质科学十八罗汉 信息论 力学 化学 地质学 天文学 控制论 数学 物理学 物质 环境科学 理学 理续 理想状态 电学 科学技术史 系统科学 自然哲学 计算机科学 自然科学是研究大自然中有机或无机的事物和现象的科学。自然科学包括物理学、化学、地质学、生物学等等。关于数学是否是自然科学存在着争议。有人认为数学是一门人文科学，也有人认为数学是哲学的分支，是逻辑学的一部分。但数学与自然科学之间息息相关的关系是无可争辩的。 18世纪以前自然科学与哲学几乎不可分开。古希腊的哲学家也同时是自然科学家。勒奈笛卡尔、戈特弗里德威廉莱布尼茨、约翰洛克等等著名的自然科学也同时是哲学家。一些人认为亚里士多德是自然科学的创始人，伽利略伽利莱被认可为将实验引入自然科学的第一人。 自然科学的根本目的在于寻找自然现象的来因。自然科学认为超自然的、随意的和自相矛盾的实验是不存在的。自然科学的最重要的两个支柱是观察和逻辑推理。由对自然的观察和逻辑推理自然科学可以引导出大自然中的规律。假如观察的现象与规律的预言不同，那么要么是因为观察中有错误，要么是因为至此为止被认为是正确的规律是错误的。一个超自然因素是不存在的。 此外，与自然科学不同的还有人文科学、社会科学和工程科学等。文字自然科学各领域现代自然科学中的基础学科 钱学森 现代自然科学，不是单单研究一个个事物，一个个现象，而是研究事物、现象的变化发展过程，研究事物相互之间的关系。这就使自然科学发展成为严密的综合起来的体系。这是现代自然科学的重要特点。 工程技术的科学叫做应用科学，是应用自然科学中基础学科的理论来解决生产斗争中出现的问题的学问。当然，基础学科中也有好多道理是从生产实践中总结提高而来的；而且没有工农业生产，基础学科研究也无法搞下去。所以基础学科之为基础是就其在现代自然科学体系中的位置而言的。我们一般提六门基础学科：天文，地学，生物，数学，物理，化学。这六门是不是都是一样的基础呢？也不是。从严密的综合科学体系讲，最基础的是两门学问。一门物理，是研究物质运动基本规律的学问。一门数学，是指导我们推理、演算的学问。 先说化学。化学是研究分子变化的。三十年代后出现了量子化学，用量子力学的原理来解决化学问题，使化学变成应用物理的一门学问。近来，由于电子计算机的运用，又出现了计算化学。从前人们认为化学就是用些瓶瓶罐罐做试验。现在由于掌握了物质世界里头的原子的运动规律，就可以靠电子计算机去计算。有朝一日化学研究会主要靠电子计算机计算，而且可以“设计”出我们要的分子，“设计”出造这种分子或化合物的化学过程。到那时做化学试验只是为了验证一下计算的结果而已。 天文学也是物理。现在的天文学，不是光研究太阳、月亮、星星在天上的位置和运行规律，还要研究星星里头的变化，研究宇宙的演化。比如研究太阳内部、恒星内部。人去不了，怎么研究？一是研究可见光，把可见的星光分成光谱，把不同频段的光摄下来进行研究。再就是研究看不见的频段，如波长比较长的红外线、无线电波，波长很短的紫外线、X光，波长更短的射线等。这么一研究，就发现天上可是热闹到处有星的爆发，一颗星爆发像氢弹爆炸一样。一个爆发的过程是一两个月、几个月。中国古书上有所谓客星，实际上就是星的爆发。爆发时亮了，就看得见，天上来了“客人”；过一段时间爆发过程结束，看不见了，就以为是“客人”走了。天上还有一些更怪的现象。如中子星，是由中子组成的密度非常大的星，一颗芝麻点大小的中子星物质就有几百万吨重，而且转得很快，转时发出的X光强度不一样，变化周期不到一秒。还有一种星，名叫“黑洞”，其实不是洞，是光出不来的星。这种星密度更高，引力场特别强，强到光线被吸住射不出来，只有当其它物质被吸引掉进去时才发光，发射出X线。不但恒星会爆发，而且由亿万颗恒星组成的星系，像我们所在的银河星系，中心也会爆发，还会爆发得更强烈。一颗恒星爆发起来产生的能量等于十万亿亿个氢弹爆炸的能量，而一个星系爆发起来的能量等于亿亿个恒星爆发的能量。要了解这些天文现象没有物理学是不行的。 地学也是靠物理。地学家们讲，研究地学有三个时代。第一时代是十八世纪末到二十世纪初，研究地质年代时引入了生物观念（化石观念），用生物的化石来断定地质年代，称为生物学地球观。第二时代是二十世纪初，开始研究地球上地壳和海洋的化学成分的变化，矿物元素的分布，借此来推论地球在地质年代中的演化，称为化学地球观。现在是第三时代。地学上最大的发展是所谓板块理论，发现地球的外壳（包括大陆和海洋）是一块块拼起来的，像七巧板似的。块与块之间有相互作用。这主要是根据海底岩石的地磁走向推论出来的。有了这种理论就可以解释火山带、地震带的形成了。这一些理论，加上研究地球深处的情况，都要靠物理学，所以称为物理学地球观。 生物学的发展，现在达到了研究分子的水平，也要归结到物理上面。分子生物学，不是过去那样研究细胞核、细胞膜、细胞质，而是一直追到分子，把生命现象看作是分子的运动，分子的组合和变化过程。最近生物学上有一个轰动世界的发现，就是可以把影响遗传的信息，挂在一种叫去氧核糖核酸的高分子化合物的某一段上传下去。这就是把这种高分子人为地变化一下，把一个高分子的某一段遗传信息切下来，接到另一个上面，改变遗传的某一特性，创造新的物种，这样，就有可能打破植物动物的界限，把植物的某一特性接到动物上面。这样，不但能使细胞内部发生变化，而且使细菌发生变化，如把胰岛素的遗传信息切下来，接到容易繁殖的大肠杆菌上面去，使产生出来的新的大肠杆菌能制造大量胰岛素。这项技术叫做遗传工程，用它建立了一门新的工业。 所以，天、地、生、化四门基础学科，用现代科学技术体系的观点看，都可以归结到物理和数学。根本的基础学科，就是研究物质运动基本规律的物理，加上作科学技术工具的数学。数学不只是演算，也包括逻辑的推理。靠六门基础学科的现代工程技术，也靠物理和数学这两门基础作为支柱。所以，物理和数学也可以称为现代自然科学体系的基础。当然，说物理和数学是基础，并不是说物理和数学可以代替其他学科，在此之上还有天文学、地学、生物学和化学这些基础学科，以及各种分支学科，如力学等；再在上面是工程技术学科，如工程结构、电力技术、电子技术、农业技术等。这就是现代自然科学体系的构成。 注：节选自现代科学技术（1977年12月9日人民日报 ，编入高中二册语文课本（1998年6月第三版）时，作者作了一些修改，题目是作者加的。19世纪自然科学的三大发现及其发明者是： 1.细胞学说 19世纪30年代 ，由德国的植物学家施莱登和动物学家施旺提出 主要内容是：细胞是动、植物有机体的基本结构单位，也是生命活动的基本单位。这样，就论证了整个生物界在结构上的统一性，细胞把生物界的所有物种都联系起来了，生物彼此之间存在着亲缘关系。这是对生物进化论的一个巨大的支持。细胞学说的建立有力地推动了生物学的发展，为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据，恩格斯对此评价很高，把细胞学说誉为19世纪自然科学的三大发现之一。 2.能量守恒和转化定律 可以说是多人研究的结果。 1842年，德国的青年医生迈尔(J.R.Mayer,1814-1878),写成了他的第一篇关于能量守恒和转化定律论文:论无机自然界的力； 1847年，英国酿酒商焦耳、德国物理学家赫尔姆霍茨分别发表各自有关能量守恒和转化定律的讲演或论文；不过，焦耳被认为是最先用科学实验确立能量守恒和转化定律的人，但 焦耳和赫尔姆霍茨也承认迈尔发现能量守恒和转化定律的优先权。 1953年，威廉汤姆生帮助焦耳终于完成了关于能量守恒和转化定律的精确表述。至此，自然科学中的三大发现之一的能量转化和能量守恒定律宣告得到公认。 3.生物进化论 1859年，英国生物学家达尔文出版了物种起源，阐述了以自然选择学说为主要内容的生物进化理论，给神创论和物种不变论以沉重的打击。这也是19世纪自然科学的三大发现之一。 1859年，英国生物学家和生物进化论的奠基者达尔文，在其巨著物种起源中提出了生物进化的自然选择学说。该学说的要点是群体中的个体具有性状差异，这些个体对其所处的环境具有不同的适应性；由于空间和食物有限，个体间存在生存竞争，结果，具有有利性状的个体得以生存并通过繁殖传递给后代，具有不利性状的个体会逐渐被淘汰(达尔文把自然界这种留优汰劣的过程称为自然选择)；由于自然选择的长期作用，分布在不同地区的同一物种就可能出现性状分歧和导致新物种的形成自然科学与经济英国著名的研究中国科技史专家李约瑟院士曾经提出这样一个问题：“在上古和中古时代，中国科学技术一直保持一个让西方望尘莫及的发展水平，中国科学发现和发明远远超过同时代的欧洲，已被证明是形成近代世界秩序的基本因素之一。而中国古代文明却没有能够在亚洲产生出与此相应的现代科学，其阻碍因素又是什么？”1这是李约瑟难题之一。笔者在翻阅了大量的历史书籍和前人相关资料后，想从古代中西科学特点的差异中来认识这一问题，力图给出一个比较客观的回答。 一 中西科学技术比较观之浅议 所谓科学技术的比较观，就是对比较两种科学技术所持的基本观点、思路和方法，是关于对科学技术进行对比的方法论之说。在日常生活中，我们常常会对一些事物做出选择或比较，有些是直截了当的，如“甲比已好”，显然主体把甲和已进行了对比后而说的；而有些是不经意的，我们能从语言和行动中推测出来主体所做出的结论或选择是经过了比较的，但主体可能却没有明确表示其比较意向。如“甲优秀（或好）”单从这一句话，就可看出主体是把甲和其它事物经过比较后而说的。还有我们常常做出一些选择，如 “舍生取义” “舍近求远”“舍鱼而取熊掌”等这些都是经过主体比较了的。“舍身”是因为“义”比“生命”更重要；“舍近”是因为“远”比“近”更合适；“舍鱼”是因为还有比“鱼”更好的“熊掌”。既然比较是一种常见现象，那么我们在对事物进行比较时，应当注意些什么问题，遵循那些基本原则呢？ （1）属性相同。我们常说的“可比性”就是指被比较的两种事物在属性上应当是同类别的，不同类别的事物一般不能作以比较（当然分类标准应当同一）。如把甲物体的质量和乙物体的体积做比较就是不合适的，我们不能区分出来二者在两个不同属性上的差异来。因此要比较两个事物在某一属性上的差异，必须就两事物的同一方面的属性去比较才是有意义的。 （2）时期（阶段）相同。在对两个事物同一属性进行比较时，有时这一属性的历史跨度比较长，中间可能分有几个不同的阶段，在不同阶段事物的属性也不一致，在这种情况下只能是对同一属性领域的同一历史阶段去比较才是有意义的。如要比较中西科学特征，由于科学的发展经历了相当长的历史阶段，同一地域在不同历史阶段科技状况不同，同一历史阶段不同地域的科学发展也不相同，又由于中西历史阶段不完全对等，社会形态不统一，自然科学本身又具有中立性，所以不能苛求在同一社会形态背景下进行，只能按照历史时代来划分整个科学史，根据科学史的通常分法，一般把整个科学史分为古代、近代、现代三个阶段，与本文有关的只是古代和近代，对古代史欧洲还又分为上古时代和中古时代两部分，我们统一把欧洲中世纪以前的历史归到古代（包括中世纪时期），把中世纪以后的历史统一归到近代。拿历史纪元来说，可能更准确些，即把17世纪以前统一划到古代史，17世纪到19世纪为近代，19世纪以后为现代。 （3）坚持联系的观点。要分析中国近代科学落后的原因，必须联系中西方在古代的科学基础，由于科学技术具有传承性，后来的科学总是在先前的水平上发展的，所以不能孤立地割断这种联系，而只片面讨论某一历史时期的科学和思想，这也是科学史的辩证法。自然科学含括了许多领域的研究，自然科学通常试著解释世界是依照自然程序而运作，而非经由神性的方式。自然科学一词也是用来定位“科学”是遵守科学方法的一个学科。自然科学 （natural science ）是研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的总称。认识的对象是整个自然界，即自然界物质的各种类型、状态、属性及运动形式。认识的任务在于揭示自然界发生的现象以及自然现象发生过程的实质，进而把握这些现象和过程的规律性，以便解读它们，并预见新的现象和过程，为在社会实践中合理而有目的地利用自然界的规律开辟各种可能的途径。 顺着传统用法而来，近来“自然科学”一词有时被以更贴近它日常的意思方式来使用。在这个意义下，自然科学可被理解为生物科学（涉及生物学程序），并以区辨物理科学（涉及宇宙的物理及化学法则）及化学科学个人认为经济学以自然科学为榜样，主要是说经济学通过探求存在于经济发展中的客观规律来进行科学认识、科学分析、科学预测的活动，这样的目的是准确把握和利用经济学。 哲学与自然科学哲学在以前是人们为了研究自然科学而分离出来的。为什么，因为以前人们探讨自然科学的观点，不是像现在哪么完整有依据。但是哲学最现是神学主义者的观点 为了神学的统治。但是在西方由于文艺复兴和启蒙思想的观点。人们逐渐意识到神学的虚伪 要用人的思想去考虑。但是呢？由于自然科学的发展 有些神学观点被证实是错误的。但是由于哲学是人们了解世界改变自己思想的一个手段。可以改变自己的思想。对发展自然科学都有帮助。于是便使哲学遗留下来了所以现在有宗教哲学 哲学最先是被判断成自然科学的，但是由于科学的发展，逐渐被自然科学分离出来 成为一个独立的学科。就像树枝，现树枝和树干一起生长，后来树木越来越高，树枝逐渐被分离出来一样。所以你看以前西方的自然科学家 许多都是哲学家。比如希腊的一些 当然中国的哲学就是儒家的思想和道家思想还有一些其他的 比如说是墨家，法家！但是对自然科学的发展没有用，是从开始就独立的。是为了改变当时人们的内心的哲学。所以准确说可以和自然科学无关。但是从间接来看呢？改变了人们的思想可以让人们去创新，推动自然科学的发展！ 1.1.社会背景 马克思主义哲学产生于19世纪40年代。当时资本主义生产方式在西欧各国主要国家已经发展到成熟阶段，无产阶级作为一种独立的政治力量已经登上了历史舞台，这就需要有一种正确地揭示社会发展规律的哲学来指导，这就为马克思主义哲学的创立，特别是历史唯物主义的创立，提供了必要的社会条件。 1.2.科学背景 自然科学上的重大突破，为马克思主义哲学的产生提供了科学前提。从19世纪开始，自然科学已经从搜集材料的科学发展到整理材料的科学，天体演化学、胚胎学、生理学、有机化学的产生使得自然科学取得了一系列重大科学成果，在这一系列重大科学成果中，细胞学说的创立，能量守衡定律的发现，达尔文生物进化论的问世，具有特别重要的划时代意义。自然科学的这些成就，为辩证法关于普遍联系和运动发展的观点，提供了科学的依据。 1.3.理论背景 德国古典哲学中黑格尔的辩证法和费尔巴哈的唯物主义是马克思主义哲学的直接理论来源。从一般的方面说，哲学史上全部的唯物主义和辩证法的优良传统和科学成果，都为马克思主义哲学的产生作了思想理论的准备。但具体地说，马克思主义哲学的创立，则是对黑格尔的辩证法和费尔巴哈的唯物主义进行革命改造的结果。马克思和恩格斯批判地改造了黑格尔的唯心主义辩证法和费尔巴哈的唯物主义的合理成分，创立了一种崭新的哲学，这就是马克思主义哲学。 2.马克思主义的基本特征 2.1.马克思主义哲学是辩证唯物主义和历史唯物主义的科学体系 从内容上看，马克思主义哲学是辩证唯物主义和历史唯物主义的科学体系。马克思主义以前的一切旧哲学，除古代朴素的唯物主义和古代朴素的辩证法之间有过直接的、朴素的、缺乏科学根据的结合之外，在一个相当长的历史时期内，一切旧科学都存在着两个相脱离：一是唯物主义和辩证法相脱离；二是唯物主义的自然观和历史观相脱离，如旧唯物主义在自然观上坚持了唯物主义原则