第7章：20世纪的科学技术与社会.ppt

《第7章：20世纪的科学技术与社会.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第7章：20世纪的科学技术与社会.ppt（48页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、考试说明考试说明w课件公共邮箱：;密码：111111w按教学计划，本课程为2-11周，其中第11周为考试周。w考试方式与注意事项：（1 1 1 1）开卷考试（）开卷考试（）开卷考试（）开卷考试（允许允许允许允许带纸质材料，带纸质材料，带纸质材料，带纸质材料，不允许不允许不允许不允许带任何电子设备，如笔记本电脑等）带任何电子设备，如笔记本电脑等）带任何电子设备，如笔记本电脑等）带任何电子设备，如笔记本电脑等）（2 2 2 2）考试内容：考试内容：考试内容：考试内容：课堂讲授内容课堂讲授内容课堂讲授内容课堂讲授内容 （3 3 3 3）考试时间：考试时间：考试时间：考试时间：11111111月月月月

2、24242424日，日，日，日，18:00-19:3018:00-19:3018:00-19:3018:00-19:30 （4 4 4 4）考试地点：考试地点：考试地点：考试地点：平时上课的教室平时上课的教室平时上课的教室平时上课的教室 主主主主M401M401M401M401 （5 5 5 5）考题类型：简答，论述）考题类型：简答，论述）考题类型：简答，论述）考题类型：简答，论述 （6 6 6 6）在答题纸的右上角注明）在答题纸的右上角注明）在答题纸的右上角注明）在答题纸的右上角注明学号和姓名学号和姓名学号和姓名学号和姓名 （7 7 7 7）自己带足考试用笔）自己带足考试用笔）自己带足考试用

3、笔）自己带足考试用笔科学技术与世界文明科学技术与世界文明20世纪主要科学技术成就w第二个科学的世纪w理论科学n两大科学革命n四大理论模型w应用科学n两大超级能量n两大生活技术科学技术与世界文明科学技术与世界文明19、20世纪之交的物理学革命：背景世纪之交的物理学革命：背景 19世纪末世纪末20世纪初，光学、电磁学与力学的统一使物世纪初，光学、电磁学与力学的统一使物理学显示出一种形式上的完整，经典物理学被誉为理学显示出一种形式上的完整，经典物理学被誉为“一一座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽庙堂座庄严雄伟的建筑体系和动人心弦的美丽庙堂”。三大发现：三大发现：（1）X-射线射线 （1895，伦琴

4、），伦琴）（2）放射性放射性 （1896，贝克勒尔），贝克勒尔）（3）电子电子 （1897，汤姆逊）汤姆逊）科学技术与世界文明科学技术与世界文明物理学新发现物理学新发现w w1895189518951895年，伦琴（年，伦琴（年，伦琴（年，伦琴（1845-19231845-19231845-19231845-1923）研究阴）研究阴）研究阴）研究阴极射线时意外发现极射线时意外发现极射线时意外发现极射线时意外发现X X X X射线；获得射线；获得射线；获得射线；获得1901190119011901年诺贝尔物理学奖，是第一个获奖年诺贝尔物理学奖，是第一个获奖年诺贝尔物理学奖，是第一个获奖年诺贝尔物

5、理学奖，是第一个获奖人。通过人。通过人。通过人。通过X X X X射线促进了或激励了一连射线促进了或激励了一连射线促进了或激励了一连射线促进了或激励了一连串发现。串发现。串发现。串发现。w w1896189618961896年，贝克勒耳（年，贝克勒耳（年，贝克勒耳（年，贝克勒耳（1852-19081852-19081852-19081852-1908）意）意）意）意外发现放射线；外发现放射线；外发现放射线；外发现放射线；w w1897189718971897年，汤姆逊证实了电子的存在；年，汤姆逊证实了电子的存在；年，汤姆逊证实了电子的存在；年，汤姆逊证实了电子的存在；w w居里夫妇发现放射线元

6、素（钍、钋居里夫妇发现放射线元素（钍、钋居里夫妇发现放射线元素（钍、钋居里夫妇发现放射线元素（钍、钋和镭）；证实元素的嬗变；促使元和镭）；证实元素的嬗变；促使元和镭）；证实元素的嬗变；促使元和镭）；证实元素的嬗变；促使元素嬗变理论建立（卢瑟福，素嬗变理论建立（卢瑟福，素嬗变理论建立（卢瑟福，素嬗变理论建立（卢瑟福，1902190219021902年）年）年）年）；w w动摇了几千年原子和元素观念动摇了几千年原子和元素观念动摇了几千年原子和元素观念动摇了几千年原子和元素观念认为原子不可分、是物质组成最小认为原子不可分、是物质组成最小认为原子不可分、是物质组成最小认为原子不可分、是物质组成最小单元

7、；认为元素不变。单元；认为元素不变。单元；认为元素不变。单元；认为元素不变。1896年李鸿章访问德国 科学技术与世界文明科学技术与世界文明洛伦兹：“在今天，人们提出了与昨天所说的截然相反的主张。这样一来，已经没有真理的标准了，也不知道科学是什么了。我真后悔我未能在这些矛盾出现前五年死去。”生活于19世纪末20世纪初的荷兰物理学家洛伦兹，创立了经典电子论，确定了电子在电磁场中所受的力(洛伦兹力)。预言了正常的塞曼效应，并在错误的以太学说的基础上提出了与相对论建立有关的高速运动的参考系与静止参考系之间时间、空间坐标的变换关系(洛伦兹变换)。像威廉汤姆生一样，他认为当时“科学的大厦已经建成”。科学技

8、术与世界文明科学技术与世界文明物理学革命物理学革命w当时物理学家中的泰斗开尔文勋爵在新年贺词中把物理学的19世纪发展和20世纪的前景比喻为“物理学一片晴朗天空，只有两朵小小乌云”。w它们是黑体辐射问题和以太问题，当时没有得到解决。科学技术与世界文明科学技术与世界文明两朵小小乌云：（两朵小小乌云：（1 1）黑体辐射中的）黑体辐射中的“紫外灾难紫外灾难”（2 2）迈克尔逊）迈克尔逊-莫雷所做的莫雷所做的“以太漂移实验以太漂移实验”理论拟合理论拟合的曲线的曲线2理论拟合理论拟合的曲线的曲线1实验实验曲线曲线黑体辐射中的黑体辐射中的“紫外灾难紫外灾难”L1光源光源接收器接收器L2运动方向运动方向以太以

9、太迈克尔逊迈克尔逊-莫雷所做的莫雷所做的“以太漂移实验以太漂移实验”科学技术与世界文明科学技术与世界文明 经典力学、热力学、经典电磁理论的矛盾和危机：经典力学、热力学、经典电磁理论的矛盾和危机：（1 1）经典力学相对性与经典电磁理论的相对性不相容经典力学相对性与经典电磁理论的相对性不相容 （2 2）热力学第二定律的不可逆性与牛顿力学可逆性的对立）热力学第二定律的不可逆性与牛顿力学可逆性的对立 原子论的危机：原子论的危机：电子的发现电子的发现 演化方向上：演化方向上：生物学进化生物学进化,热力学退化（熵增定律）热力学退化（熵增定律）力学与统计解释的矛盾：力学与统计解释的矛盾：决定论（确定论）与统

10、计论决定论（确定论）与统计论 简单性与复杂性简单性与复杂性 线性与非线性之间的关系线性与非线性之间的关系全面危机全面危机科学技术与世界文明科学技术与世界文明物理学革命w w以太漂移实验以太漂移实验以太漂移实验以太漂移实验w w19051905年，爱因斯坦（年，爱因斯坦（年，爱因斯坦（年，爱因斯坦（1879187919551955）发表了三篇重要的论）发表了三篇重要的论）发表了三篇重要的论）发表了三篇重要的论文。一篇关于光电效应（光的强度只与电子的多少有关文。一篇关于光电效应（光的强度只与电子的多少有关文。一篇关于光电效应（光的强度只与电子的多少有关文。一篇关于光电效应（光的强度只与电子的多少有

11、关而与电子的发射能量无关），一篇关于布朗运动，一篇而与电子的发射能量无关），一篇关于布朗运动，一篇而与电子的发射能量无关），一篇关于布朗运动，一篇而与电子的发射能量无关），一篇关于布朗运动，一篇关于狭义相对论，名关于狭义相对论，名关于狭义相对论，名关于狭义相对论，名“论动体的电动力学论动体的电动力学论动体的电动力学论动体的电动力学”。以同时性的。以同时性的。以同时性的。以同时性的相对性为突破口，给出了新的时间空间理论相对性为突破口，给出了新的时间空间理论相对性为突破口，给出了新的时间空间理论相对性为突破口，给出了新的时间空间理论w w19161916年，爱因斯坦提出广义相对论，把惯性质量与引力

12、年，爱因斯坦提出广义相对论，把惯性质量与引力年，爱因斯坦提出广义相对论，把惯性质量与引力年，爱因斯坦提出广义相对论，把惯性质量与引力质量的等同性做了一个自然的解释质量的等同性做了一个自然的解释质量的等同性做了一个自然的解释质量的等同性做了一个自然的解释w w19211921年，获诺贝尔物理奖年，获诺贝尔物理奖年，获诺贝尔物理奖年，获诺贝尔物理奖科学技术与世界文明科学技术与世界文明（1）爱因斯坦（）爱因斯坦（1879-1955）相对论）相对论 相对性原理相对性原理 在所有惯性参照系中，物理学规律都是相同的，不存在一在所有惯性参照系中，物理学规律都是相同的，不存在一个个 优于其他惯性系的绝对惯性系

13、。优于其他惯性系的绝对惯性系。光速不变原理光速不变原理 在所有惯性参照系中，真空中的光线都是以确定的速度在所有惯性参照系中，真空中的光线都是以确定的速度c c运运 动的动的,不管这光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。不管这光线是由静止的还是运动的物体发射出来的。1905年年6月，月，论运动物体的电动力学论运动物体的电动力学提出狭义提出狭义相对论相对论科学技术与世界文明科学技术与世界文明“同时性同时性”概念：概念：“对于一个观察者来说是同时发生的两个事件，对于一个观察者来说是同时发生的两个事件，对别的观察者来说，就不一定是同时的。对别的观察者来说，就不一定是同时的。”因因 此，同时性只是相对

14、的。此，同时性只是相对的。爱因斯坦以相对性原理和光爱因斯坦以相对性原理和光速不变原理作为公理前提，并利速不变原理作为公理前提，并利用同时性的相对性，导出了空间用同时性的相对性，导出了空间坐标和时间坐标在不同惯性参照坐标和时间坐标在不同惯性参照系之间的变换关系式（在形式上系之间的变换关系式（在形式上与洛伦兹变换相同），从而最终与洛伦兹变换相同），从而最终把力学和电磁学在运动学水平上把力学和电磁学在运动学水平上统一了起来。统一了起来。几个推论：几个推论：1、光速是运动速度极限、光速是运动速度极限 2、距离在运动方向上收缩、距离在运动方向上收缩 3、运动时钟变慢（双生子）、运动时钟变慢（双生子）4、

15、质量随速度增加而增大、质量随速度增加而增大 5、1907年，年，狭义相对论狭义相对论科学技术与世界文明科学技术与世界文明广义相对论广义相对论w思想实验：爱因斯坦电梯思想实验：爱因斯坦电梯w1916年，广义相对论的基础建立完整的广义相对论理论，年，广义相对论的基础建立完整的广义相对论理论，把惯性质量与引力质量的等同性做了一个自然的解释把惯性质量与引力质量的等同性做了一个自然的解释w1919年，广义相对论理论被验证年，广义相对论理论被验证科学技术与世界文明科学技术与世界文明 科学意义科学意义经典力学实现了力学现象的综合，电磁学理论实现了磁、电、光经典力学实现了力学现象的综合，电磁学理论实现了磁、电

16、、光现象的综合，狭义相对论的建立，使力学理论和电磁学理论在更现象的综合，狭义相对论的建立，使力学理论和电磁学理论在更高的层次上实现了综合。高的层次上实现了综合。哲学意义哲学意义1、从根本上否定了牛顿经典力学的绝对时空观。根据相对论，、从根本上否定了牛顿经典力学的绝对时空观。根据相对论，时间、空间与物质不可分割，随物质运动状态而改变。时间、空间与物质不可分割，随物质运动状态而改变。2、揭示了时间与空间的统一性。狭义相对论证明了时间与空间、揭示了时间与空间的统一性。狭义相对论证明了时间与空间存在着内在的、本质的联系，把三维空间扩展到四维。存在着内在的、本质的联系，把三维空间扩展到四维。科学技术与世

17、界文明科学技术与世界文明牛顿时空与相对论时空（a）牛顿时间与空间分离，彷佛是一根在两个方向都无限延伸的在铁轨上跑的火车头一样。（b）相对论时间 与空间相互结合，当空间弯曲时，时间也有了形态，即铁轨是弯曲的，时间就如铁轨上的火车头一样。科学技术与世界文明科学技术与世界文明量子力学革命量子力学革命19001900年，普朗克提出能量子假说；年，普朗克提出能量子假说；19051905年，爱因斯坦提出光量子假说和理论；年，爱因斯坦提出光量子假说和理论；2020世纪初，卢瑟福提出原子的有核模型世纪初，卢瑟福提出原子的有核模型太阳系模型；太阳系模型；1912-131912-13年，玻尔建立（经典）量子论原子

18、模型；年，玻尔建立（经典）量子论原子模型；19231923年，德布洛意提出物质波假说；年，德布洛意提出物质波假说；19251925年，海森堡提出矩阵力学；年，海森堡提出矩阵力学；19261926年，薛定谔提出波动力学；年，薛定谔提出波动力学；19271927年证明两者等价；年证明两者等价；19271927年，海森堡提出年，海森堡提出“测不准原理测不准原理”，玻尔提出，玻尔提出“互补原理互补原理”。（2）量子论和量子力学建立）量子论和量子力学建立科学技术与世界文明科学技术与世界文明量子力学的自然图景量子力学的自然图景 在微观领域引入概率随机性；在微观领域引入概率随机性；波粒二象性：波粒二象性：波

19、粒二象性：波粒二象性：定域性；波是弥散的，定域性；波是弥散的，突现了量子现象的整体性以及伴随而来的主客体分界的突现了量子现象的整体性以及伴随而来的主客体分界的模糊性。模糊性。测不准原理：测不准原理：测不准原理：测不准原理：能量和时间、质量和动量；能量和时间、质量和动量；“黑屋子里的球黑屋子里的球”连续轨迹的概念连续轨迹的概念 不连续的量子跃迁概念不连续的量子跃迁概念严格决定论的概念严格决定论的概念 概率决定论的概念概率决定论的概念定域的概念定域的概念 整体论的概念整体论的概念爱因斯坦与玻尔（哥本哈根学派）就量子力爱因斯坦与玻尔（哥本哈根学派）就量子力学是否完备所发生的长达学是否完备所发生的长达

20、3030年的争论。年的争论。科学技术与世界文明科学技术与世界文明四大理论模型w宇宙学中的大爆炸模型宇宙学中的大爆炸模型宇宙学中的大爆炸模型宇宙学中的大爆炸模型n n数学模型数学模型数学模型数学模型n n观察证据（哈伯红移；爱丁观察证据（哈伯红移；爱丁观察证据（哈伯红移；爱丁观察证据（哈伯红移；爱丁顿；本底噪音顿；本底噪音顿；本底噪音顿；本底噪音-微波背景；）微波背景；）微波背景；）微波背景；）w粒子物理学中的夸克模粒子物理学中的夸克模粒子物理学中的夸克模粒子物理学中的夸克模型型型型n n一尺之捶，日取其半，万世一尺之捶，日取其半，万世一尺之捶，日取其半，万世一尺之捶，日取其半，万世不绝不绝不绝

21、不绝n n相对论效应相对论效应相对论效应相对论效应-质能转换质能转换质能转换质能转换n n夸克禁闭：你敲击的能量越夸克禁闭：你敲击的能量越夸克禁闭：你敲击的能量越夸克禁闭：你敲击的能量越大，它禁闭的能量也越大大，它禁闭的能量也越大大，它禁闭的能量也越大大，它禁闭的能量也越大w分子生物学中的分子生物学中的分子生物学中的分子生物学中的DNADNA双螺旋模型双螺旋模型双螺旋模型双螺旋模型n n基因时代：基因复制、基基因时代：基因复制、基基因时代：基因复制、基基因时代：基因复制、基因修补，基因重组因修补，基因重组因修补，基因重组因修补，基因重组n nDNADNA双螺旋模型得益于理双螺旋模型得益于理双螺

22、旋模型得益于理双螺旋模型得益于理论物理学的发展论物理学的发展论物理学的发展论物理学的发展w地球科学中的板块模地球科学中的板块模地球科学中的板块模地球科学中的板块模型型型型n n纵向运动纵向运动纵向运动纵向运动-横向运动横向运动横向运动横向运动n n魏格纳魏格纳魏格纳魏格纳w冯冯冯冯 诺依曼模型诺依曼模型诺依曼模型诺依曼模型科学技术与世界文明科学技术与世界文明重要分支学科重要分支学科 粒子物理学粒子物理学 基本粒子、夸克基本粒子、夸克 物质的物质的“可分性可分性”：有限或无限有限或无限 相互作用的统一性：相互作用的统一性：“物理学理论的终极物理学理论的终极”。现代宇宙学现代宇宙学 爱因斯坦开创现

23、代宇宙学爱因斯坦开创现代宇宙学,建立建立 静态宇宙模型。静态宇宙模型。“一生中犯的一生中犯的最最 大错误大错误”。动态宇宙模型：大爆炸宇宙理动态宇宙模型：大爆炸宇宙理 论，论，6060年代得到观测支持。年代得到观测支持。宇宙宇宙,我们的（观测）宇宙我们的（观测）宇宙,开开 宇宙、闭宇宙和平宇宙宇宙、闭宇宙和平宇宙,200,200亿亿 光年光年,黑洞，黑洞，有界无限。有界无限。有限和无限。有限和无限。现代地学现代地学 魏格纳的大陆漂移说魏格纳的大陆漂移说 赫斯的海底扩张说赫斯的海底扩张说 威尔逊的板块学说威尔逊的板块学说科学技术与世界文明科学技术与世界文明 50 50年代，发现年代，发现DNAD

24、NA双螺旋结构双螺旋结构 6060年代，遗传密码破译年代，遗传密码破译,人工合成蛋白质人工合成蛋白质 70 70年代，生命起源新理论年代，生命起源新理论,人工合成核酸人工合成核酸 80 80年代，生物工程年代，生物工程 90 90年代，克隆、人类基因组工程年代，克隆、人类基因组工程 计算机科学技术、网络技术计算机科学技术、网络技术 40 40年代出现计算机年代出现计算机 50 50年代晶体管计算机年代晶体管计算机 60 60年代集成电路计算机年代集成电路计算机 70 70年代大规模集成电路计算机年代大规模集成电路计算机,人工智能知识人工智能知识 工程工程,ARPANet,ARPANet,计算机

25、网络计算机网络 80 80年代神经网络计算机再兴年代神经网络计算机再兴,因特网因特网 生物学（生命科学）生物学（生命科学）伦理学问题伦理学问题法律问题法律问题 道德问题等道德问题等赛博空间赛博空间Cyberspace 新型人际关系新型人际关系 人机关系人机关系 新的伦理道德问题新的伦理道德问题科学技术与世界文明科学技术与世界文明 生态和环境生态和环境 50 50年代，现代生态学年代，现代生态学 60 60年代，环境问题、绿色运动年代，环境问题、绿色运动 70 70年代，全球问题，联合国年代，全球问题，联合国 人类环境宣言人类环境宣言 80 80年代，地球系统科学年代，地球系统科学,可持续发展可

26、持续发展 90 90年代，联合国年代，联合国2121世纪议程世纪议程,中国中国2121世纪议程世纪议程科技、经济、自然科技、经济、自然和社会的协调发展和社会的协调发展 高新技术群高新技术群 计算机技术计算机技术 信息技术信息技术 网络技术网络技术 生物工程和科学技术生物工程和科学技术 新材料科学技术新材料科学技术 新能源技术新能源技术 海洋科学技术海洋科学技术 空间科学技术空间科学技术 先进制造技术先进制造技术科学技术与世界文明科学技术与世界文明 非线性科学革命非线性科学革命系统科学、非线性科学：科学谱系系统科学、非线性科学：科学谱系 40 40年代，系统工程，一般系统论、控制论、信息论年代，

27、系统工程，一般系统论、控制论、信息论 60-70 60-70年代，耗散结构理论、突变论、协同论、年代，耗散结构理论、突变论、协同论、超循环理论超循环理论 80-9080-90年代，混沌理论，分形理论，孤子理论年代，混沌理论，分形理论，孤子理论 当代，探索复杂性科学前沿当代，探索复杂性科学前沿整体和部分；结构和功能；线性和非线性，整体和部分；结构和功能；线性和非线性，有序和无序；非线性世界与线性简化，非线有序和无序；非线性世界与线性简化，非线性方法论。性方法论。科学技术与世界文明科学技术与世界文明 系统科学系统科学 60-70 60-70年代年代:“:“静态静态”阶段阶段耗散结构理论、协同学耗散

28、结构理论、协同学 80-90 80-90年代年代:“:“动态动态”阶段阶段混沌学、分形学混沌学、分形学 系统科学研究的系统科学研究的“系统范式系统范式”：从方法上反对立足从方法上反对立足于于 部分的分析还原方法部分的分析还原方法 系统科学揭示的世界图象：系统科学揭示的世界图象：简单性的世界简单性的世界复杂性的世界复杂性的世界 存在的世界存在的世界演化的世界演化的世界 确定性的世界确定性的世界非确定性的世界非确定性的世界科学技术与世界文明科学技术与世界文明创始人为一群科学家，最著名的包括：创始人为一群科学家，最著名的包括：气象学家洛仑兹（气象学家洛仑兹（E.N.Lorenz）、数学家约克和李天岩

29、、）、数学家约克和李天岩、May，KAM（柯尔莫哥洛夫（柯尔莫哥洛夫-阿诺德阿诺德-莫什尔）等。莫什尔）等。混沌学混沌学J.Gleick:Chaos,making a new science“混沌混沌”（Chaos），），原意紊乱、无序和无规律。原意紊乱、无序和无规律。但在混沌理论中，它指的不是纯粹的无序。混沌但在混沌理论中，它指的不是纯粹的无序。混沌理论研究的是具有确定性的非线性系统，混沌理论研究的是具有确定性的非线性系统，混沌“来源于决定论性方程的无规运动来源于决定论性方程的无规运动”。混沌是确定。混沌是确定性的非线性动力学系统本身产生的不规则的宏观性的非线性动力学系统本身产生的不规则的宏

30、观时空行为。时空行为。科学技术与世界文明科学技术与世界文明分形学分形学曼德布罗特：曼德布罗特：大大自然的分形自然的分形 几何几何学，彩图学，彩图4 创始人为曼德布罗特（创始人为曼德布罗特（B.B.Mandelbrort,1924-）他的分形、形态、机遇和维数及其修正本自然界的分形几他的分形、形态、机遇和维数及其修正本自然界的分形几 何学是分形理论问世的重要标志。何学是分形理论问世的重要标志。“分形分形”（fractal）意指不规则的、支离破碎的。意指不规则的、支离破碎的。该词由数学家曼德布罗特新造，用以描述自然界该词由数学家曼德布罗特新造，用以描述自然界中极不规则、极不光滑的物体形体：弯弯曲曲

31、的中极不规则、极不光滑的物体形体：弯弯曲曲的海岸线、起伏不平的山脉、粗糙不堪的断面、枝海岸线、起伏不平的山脉、粗糙不堪的断面、枝繁叶茂的树木、飘舞飞扬的雪花、变化无常的浮繁叶茂的树木、飘舞飞扬的雪花、变化无常的浮云和九曲回肠的河流等。分形是描述无标度性对云和九曲回肠的河流等。分形是描述无标度性对象的概念，具有分形物体的特征是分数维数；分象的概念，具有分形物体的特征是分数维数；分形和分维数是科学家观察、描述和解释世界的新形和分维数是科学家观察、描述和解释世界的新视觉、新视角。视觉、新视角。科学技术与世界文明科学技术与世界文明 追求简单性追求简单性 探索复杂性探索复杂性 关注本体和认识问题关注本体

32、和认识问题 联系道德伦理与法律问题联系道德伦理与法律问题 研究无机界研究无机界 研究生命、智能研究生命、智能 兴趣驱动的小科学兴趣驱动的小科学 任务驱动的大科学任务驱动的大科学 认识导向的科学认识导向的科学 认识导向和应用导向并重的科学认识导向和应用导向并重的科学总体特点总体特点2020世纪科学技术发展迅速，发展世纪科学技术发展迅速，发展更全面，注重整体，分析更深入更全面，注重整体，分析更深入科学技术与世界文明科学技术与世界文明3 3、现代科学的哲学意义、现代科学的哲学意义（1）现代科学的发展需要哲学）现代科学的发展需要哲学 爱因斯坦：爱因斯坦：物理学的当前困难，迫使物理学家比其前辈更物理学的

33、当前困难，迫使物理学家比其前辈更 深入地掌握哲学问题。深入地掌握哲学问题。认识论要是不同科学接触，就会成为空架子。认识论要是不同科学接触，就会成为空架子。科学要是没有认识论科学要是没有认识论只要这真是可以想象只要这真是可以想象 的的就是原始的和混乱的。就是原始的和混乱的。库恩：库恩：在公认的危机时期，科学家们必须转向哲学分析，在公认的危机时期，科学家们必须转向哲学分析，作为解开他们的领域中的谜的工具。作为解开他们的领域中的谜的工具。科学技术与世界文明科学技术与世界文明（2）现代科学促进哲学的进步）现代科学促进哲学的进步 相对论相对论 牛顿绝对时空观：牛顿绝对时空观：时间、空间、物质之间的绝对分

34、割；时间、空间、物质之间的绝对分割；狭义相对论时空观：四维时空，时间与空间不可分割；狭义相对论时空观：四维时空，时间与空间不可分割；广义相对论时空观：时间、空间与物质之间不可分割。广义相对论时空观：时间、空间与物质之间不可分割。量子论量子论 机械决定论与统计决定论；机械决定论与统计决定论；对主体与客体之间关系的新认识；对主体与客体之间关系的新认识；爱因斯坦与玻尔（哥本哈根学派）长达爱因斯坦与玻尔（哥本哈根学派）长达3030年的哲学争论。年的哲学争论。科学技术与世界文明科学技术与世界文明20世纪应用科学w两大超级能量n核能的释放n登月工程w两大生活技术n生物技术n信息技术科学技术与世界文明科学技

35、术与世界文明20世纪100项新闻的科技部分（38）w纯理论5项（DNA、相对论、量子论、弗洛伊德、进化论）w核能利用4项（投弹、试爆、研制、核电站事故）w航空3项（莱特兄弟、林白、喷气式）w航天7项（登月、卫星、加加林、谢帕德、挑战者号、格伦、火星探索者）w生物医药6项（盘尼西林、避孕丸、脊髓灰质炎疫苗、艾滋病、克隆羊、试管婴儿）w通讯传媒10项（电视机、个人电脑、WWW、晶体管、电台节目、ENIAC、电视、晶片、马可尼、微软）科学技术与世界文明科学技术与世界文明原子能的开发（1）w1919年，英国卢瑟福用粒子轰击氮原子核，使其嬗变成氧原子。w1932年，查得威克发现中子w1934年，法国约里

36、奥居里夫妇用粒子轰击铝，产生了一个磷的同位素，但很快放出正电子蜕变为硅。w1933年，卢瑟福和爱因斯坦均没有意识到原子能的实际利用近在眼前。科学技术与世界文明科学技术与世界文明原子能的开发（2）w1934年，意大利物理学家费米用中子轰击原子核，并发现通过石蜡减速之后的慢中子，裂核能力更强。费米因此获38年物理奖。w1938年，德国哈恩发现铀嬗变后出现的新元素与铀相距甚远。奥地利女物理学家迈特纳提出核裂变猜想，以解释铀实验。并称裂变过程要放出大量能量。w费米提出链式反应概念。科学技术与世界文明科学技术与世界文明原子能的开发（3）w1933年，爱因斯坦移居美国w1938年，费米逃往美国w德国尚有普

37、朗克、玻恩、海森堡、魏扎克、劳厄、哈恩、盖革w1933年，匈牙利物理学家齐拉德（18981964）已经意识到核能的开发可能用于军事n1935年，建议物理学家暂缓发表研究成果n1939年，玻尔认为核能利用为时尚早n1939年，说服美国政府抢在德国之前抓紧研制原子弹。爱因斯坦、萨克斯、罗斯福科学技术与世界文明科学技术与世界文明原子能的开发（4）w1940年，美国政府正式大量拨款，启动“曼哈顿工程”，格罗夫斯将军为行政首脑w1941年12月1942年12月，费米在芝加哥研制原子反应堆w铀的提纯w1943年1月1945年7月。奥本海默在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯主持原子弹研制。w7月16日凌晨5时30分

38、，第一颗铀原子弹试爆成功。比一千个太阳都亮。w曼哈顿工程：动员50万人，耗费22亿美元，占用全国三分之一的电力科学技术与世界文明科学技术与世界文明原子能的开发（5）w1944年底，盟军的特工小组已经发现德国造不出原子弹w科学家的犹豫：n继续干吗？缺乏政治和道义上的支持n不干吗？不符合现代科学技术的精神n好的理由：应该让全人类知道它的威力w齐拉德、爱因斯坦的态度w1945年8月6日，铀弹小男孩投到广岛；8月9日，钚弹胖子投在长崎科学技术与世界文明科学技术与世界文明原子能的开发（6）w核军备竞赛：盟国之争w45年8月，斯大林下令抓紧研制原子弹w1949年8月，苏联成功地进行了核实验w1952年11

39、月1日，美国试爆第一颗氢弹w1953年8月，苏联研制氢弹成功w1952年10月3日，英国研制成功原子弹w1960年2月13日，法国研制成功钚弹w1964年10月16日，中国试爆成功原子弹科学技术与世界文明科学技术与世界文明原子能的开发（7）w1公斤核燃料相当于2500吨煤w1954年，苏联建成第一座小型原子能电站；1956（英国），1957（美国）w核电站：成本低、污染小、效率高，但事故太可怕w1986年4月26日切尔诺贝利核电站第4号机组发生爆炸。人为造成三道安全措施无效w1979年3月28日三里岛核电站二号堆事故，由于多重安全系统发挥作用，后果不严重w核聚变科学技术与世界文明科学技术与世界

40、文明航空技术w气球与飞艇w滑翔机，德国工程师李林塔尔（18481896）：要想学会飞行，就要做出牺牲。w1903年12月17日，美国威尔伯.莱特和奥维尔.莱特制造的第一架动力飞行器“飞行者1号”飞上了天空，持续59秒，260米。w1909年，法国人布雷里奥飞越英吉利海峡，36分钟飞行42公里w1927年，美国人林白飞越大西洋w飞行就是自由，飞行就是力量。如虎添翼科学技术与世界文明科学技术与世界文明航天技术（1）w从天空（sky)到太空（space)w火箭：古代火箭与现代火箭w俄国齐奥尔科夫斯基（18571935）的科幻小说在地球之外，系统完整地描述了宇宙航行的全过程。液体火箭、多级火箭、宇航服

41、、失重、登月车w1926年，美国高达德（18821945）成功发射第一枚液体火箭，飞行高度12米，距离56米w1930年，德国冯布劳恩（19121977）发明液氧与煤油混合燃料。1942年制成A4火箭，速度每秒2公里，射程190公里。科学技术与世界文明科学技术与世界文明航天技术（2）w1943年，布劳恩造出V2导弹，重6吨，射程达300多公里，速度是音速的6倍w1957年8月21日，苏联在科罗列夫（19061966）领导下发射第一枚洲际弹道火箭，射程达8千公里w1957年10月4日，苏联发射第一颗人造地球卫星。重83.6公斤，直径58厘米，能发射电码。w1957年12月4日，苏联发射第二颗卫星

42、，重500公斤，还装了一只小狗。w1958年1月31日，由布劳恩设计的火箭将美国第一颗卫星送上轨道科学技术与世界文明科学技术与世界文明航天技术（3）w1959年1月2日发射了第一颗人造行星“梦想1号”w1959年9月12日，苏联的“梦想2号”在月球硬着陆，使月球上第一次出现人造物w1960年10月4日，梦想3号成为月球的卫星w8月10日，美国成功的回收卫星w8月15日，苏联也将载有两条狗的太空舱2号回收。w1961年4月12日上午9时，加加林驾驶“东方1号”飞上太空，10时25分回到大气层科学技术与世界文明科学技术与世界文明航天技术（4）w1961年5月5日，美国的谢帕德在太空逗留了15分23

43、秒，但不是真正的太空飞行，只有5分钟失重w1962年2月20日，格伦真正实现了载人轨道飞行计划w1965年3月18日，苏联宇航员从座舱中走出，做了10分钟的太空漫步。3个月后，美国宇航员也做出20分钟的太空漫步。科学技术与世界文明科学技术与世界文明航天技术（5）w阿波罗计划n水星计划，将宇航员送上太空，以测试人在太空中的活动能力。1963年完成。n双子星座计划，航天器的对接测试。1965年完成。n土星计划，登月行动计划。l1965年4月，布劳恩的土星5号火箭研制成功。长85米，三级，第一级推力为3500吨。科学技术与世界文明科学技术与世界文明航天技术（6）w1968年，阿波罗7号环绕地球飞行；

44、阿波罗8号绕月球飞行并返回地球w1969年3月，阿波罗9号在太空中做了登月舱与母舱的分离与对接试验；5月，阿波罗10号进入月球轨道，宇航员驾驶登月舱在离月面14公里的低空飞行，并且向地球转播了29分钟的月球风光。w1969年7月16日，阿波罗11号载着阿姆斯特朗、奥尔德林、柯林斯。48小时后进入月球轨道。18日下午4时17分，阿与奥乘“鹰”在月球静海着陆。科学技术与世界文明科学技术与世界文明航天技术（7）w7月24日，阿波罗11号的指令舱溅落在太平洋。登月计划成功。w接下的5次登月：阿波罗12号、14号、15号、16号、17号w阿波罗计划：历时12年，动员40多万人，两万家公司和科研机构、12

45、0所大学，耗费250亿美元。w“500年后，人类对20世纪仅存的记忆可能是：这是人类探索太空的世纪”w1986年1月28日，挑战者号爆炸w航天技术的目标：地外移民、地外文明探索科学技术与世界文明科学技术与世界文明电器时代w电灯：不夜城w电动器具：吸尘器、洗衣机、电暖气、电风扇、电吹风、空调、电冰箱、洗碗机；电视机、电唱机、录音机、录像机、音响、电脑。w汽车。空气污染。科学技术与世界文明科学技术与世界文明大众传媒w电报：莫尔斯电码w电话：贝尔w无线电：马可尼、波波夫w电台w电视科学技术与世界文明科学技术与世界文明电脑与互联网w电子管、晶体管和集成电路w电子计算机w从阿帕网（ARPA）互联网（internet,WWW）科学技术与世界文明科学技术与世界文明医药与生物技术w抗生素与化学药物w避孕与生殖技术w基因工程科学技术与世界文明科学技术与世界文明