科学发展简史

科学发展简史》单元作业题(3)一、填空题1800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。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。1865年，克劳胥斯引入了一个直接反映热力学第二定律的概念——二熵,用来表示某一种状态可能出现的程度。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。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。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。1873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。1864年，法国人马丁在西门子兄弟的帮助下，创造了西门子一马丁平炉炼钢法。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。热机按其工作方式可分为内燃机和外燃机。1839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。第一条投入实际应用的电磁式有线电报是由德国科学家£斯和韦伯搞起来的。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。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。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。清初，汤若望将新历法献给顺治皇帝，随即颁行，称为时宪历。1881年，我国正式开办的第一条陆路电报线路一津沪线，于12月投入使用。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、名词解释1．物种起源答：由达尔文在1859年发表的关于生物进化理论的著作。其要点为：物种连续变化，新种产生，旧种灭亡；进化过程是连续，不存在不连续变异和突变；相似的生物都是相互联系的，由共同祖先进化而来；自然选择，即对普遍存在的变异通过生存斗争而选择，适者生存，不适者被淘汰。总的说来，就是用自然选择解释生物的起源和进化。2．麦克斯韦答：麦克斯韦(1831—1879)英国物理学家。他对法拉第等物理学家对电和磁的研究成果进行了进一步的研究，指出：交变的电场会产生交变的磁场，交变的磁场产生交变的电场，这种交变的电磁场以波的形式向空间散布开去，建立了麦克斯韦议程，预言了电磁波的存在。他的巨著《电磁学通论》的问世标志着完整电磁理论的确立。3．能量守恒定律答：最早由德国医生迈尔在1841年提出，此后，焦耳对此做出了重要贡献。它实际上就是热力学第一定律。即：能量可以从一种形式转化为另一种形式，也可以从一个物体转移到另一个物体，但能的总量保持不变。4．内燃机答：凡是燃料在汽缸内直接燃烧，以燃烧时产生的气体推动活塞或转子，将热能转化为机械能的动力机均称为内燃机。三、判断题《物种起源》一书是法国动物学家拉马克所写的(F)。英国动物学家拉马克第一个系统地提出了生物进化论(F)。19世纪是近代自然科学全面发展的时期(T)。最早公布能量守恒与转化定律的是德国医生迈尔(T)。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(T)。1844年美国人贝尔发明了无线电报(F)。1873年英国物理学家麦克斯韦的巨著《电磁学通论》问世，标志着电磁理论确立(T)。新达尔文主义由德国动物学家魏斯曼所创立(T)。9•实验遗传学的创始人是施旺(F)。四、问答题为什么说19世纪是科学的世纪？答：详见教材137页，第一节，第一段举例说明科学发明的重要性？答：提示：瓦特发明蒸汽机——工业革命的掀起——社会生产力突飞猛进——推动近代自然科学实现了全面的理论综合——详见教材137页第一段3．法拉第关于“场”的概念的提出有什么重大意义？答：法拉第提出“力线”和“场”的概念，认为电和磁的作用必须通过某种物质媒介——以太，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，这是自牛顿以来物理学基本概念的重大发展，这一思想为麦克斯韦电磁理论的提出奠定了基础，是电磁理论的基石。4．辨证自然观产生的自然科学基础有哪些？答：详见教材139页5．以电气为中心的技术革命包括哪些主要的技术发明？答：钢铁与材料技术的发展（炼钢与冶金）、热机的新发明与应用（内燃机）、电能——技术革命的主角（有线电报与电话、电机）6．如何理解科学是技术的先导这一命题？答：详见教材162页最后一段7．从科学技术发展史的角度应如何评价洋务运动？答：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，如果追根溯源，在许多领域是从洋务运动时期开始的。（建立了一批近代工矿企业；介绍和编译出版西方近代科技知识的学馆、学堂陆续建立；由国家正式派出留学生„„）。9．从近代科学技术在中国、日本的不同发展道路的比较中应汲取哪些经验教训？答：中国：洋务运动是在封建制度统治下的一场中国近代的科学技术革命，尽管在“西学为用”的口号下，引进了西方的一些科技知识，建立起近代的工矿企业，但它在“中学为体”的土壤中终究不能得以发展。没有社会的进步，科学是不能得以发展的。日本：明治维新一开始就着手于封建经济体制向资本主义经济制度的过渡，政治体制的改革大促进了社会的进步，为西方科学技术的引入营造了适宜的环境，这为明治维新的成功奠定了基础。日本明治维新的成功与中国洋务运动的失败形成了鲜明的对照。实践证明了没有社会制度的根本变革就不会有近代科学技术的发展，也就没有国家的近代化和工业化。《科学发展简史》参考答案（4）一、填空题电子、X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。1900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。海森堡在1927年推出了测不准原理和测不准关系式。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。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。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。1961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。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。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(DNA)和，核糖核酸(RNA)之分。DNA双螺旋结构的发现被称为20世纪生物学最伟大的发现,是分子生物学诞生的标志。1969年，美国的“阿波罗一11”把人送上了月球，实现了载人登月计划。生物工程包括如下四个方面的内容：遗传工程、细胞工程亠发酵工程和_生物转化工程_。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一；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。1965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。19世纪末物理学的重要成就有电子、X射线、和放射性现象1960年，美国物理学家制造出世界第一台红宝石激光器，即“莱塞”。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、名词解释狭义相对论答：由爱因斯坦在1905年发表的《论动力的电动力学》一文中首先创立。针对经典物理学面临的矛盾，爱因斯坦提出了狭义相对论的两条原理：第一，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；第二，对于任何惯性系，自由空间中的光速都是相同的，也就是光速不变原理。

2.发酵工程3.遗传工程4.细胞工程提示：以上三题请参阅教材283页5.生物控制论答：它是用控制论研究生物体系统、生物体的各种生理系统的自动调节和控制机理的一种理论。三、问答题电子、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：(1)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？X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。试用简图表明人类揭开原子内部秘密的认识过程。汤姆生 汤姆生阴级射线I汤姆生H电子 汤姆土• “面包夹葡萄干”中子福查德威克中子福查德威克原子的^瑟福r “核式”a粒子散射实验狭义相对论的建立所依据的两条基本公式是什么？答：详见教材233页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：科学发现的新事实与原有理论之间的矛盾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。举例：19世纪末，绝大多数物理学家认为，物质世界的运动已经构成了一幅清晰的画面，基本问题已经研究清楚，然后，由于当时人们不能用经典物理学解释热辐射实验和迈克尔逊——莫雷实验，为了正确解释这两个实验，从而掀起了20世纪初的物理学革命。5．现代自然科学把物质世界分为哪些层次来进行研究？在不同层次上有哪些重大的科学突破？答：宏观与微观层次的研究。即：以反映夸克——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。微观：三代基本粒子的发现；结构化学与高分子化学；分子水平的生物学研究宏观：超高压、超高温、超真空、极低温、强磁场等特殊条件的获得；同位素测定、探空技术、射电技术等的应用；宇宙秘密的探索„„6．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？答：宏观与微观研究的结合：一是宏观现象揭示微观本质，辟如，超导现象促使物理学家提出多种超导现象的微观模型理论；二是微观现象反应宏观变化，辟如，红趋现象揭示了宇宙起源的大爆炸理论，宇宙射线促使科学建立了恒星演化理论。物质外在的功能促进对其内在的结构的分析与发现。辟如，氧气具有氧化作用，科学研究发现氧气的这种氧化作用取决于其外层电子结构。7．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。8．为什么说凝聚态物理学是现代新兴技术的生长点？答：就非生命现象的领域来看，凡空间尺度大于10-6—10-4厘米的均属于宏观现象，凝聚态物理学就是研究这样的大尺度层次的物理现象。由于凝聚态物理新进展的要求，获得超高压、高真空、超高温、超低温、强磁场等特殊条件的技术被发现，同时凝聚态物理学的研究也促进了地质学、同位素测定、探空技术、射电技术的发展与应用。9．现代科学的技术化主要表现在哪里？答：表现在一批新兴技术开始兴起，诸如原子能技术、空间技术、电子计算机技术、激光技术等名副其实的科学技术，即完全是以科学为基础的技术。由于这些技术的发展，导致了新兴的“知识工业”部门的产生，引起了产业结构的新变化。10． 系统论、控制论与信息论作为一种学科有何特点？答：详见教材300-301页11．怎样认识现代技术革命是以计算机和微电子技术为中心的技术革命？答：电子计算机是在微电子技术发展的