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1、感觉世界感觉世界 科学世界科学世界 真实世界真实世界 大量大量 唯象定律唯象定律 较高层次定律较高层次定律 自然界的基自然界的基 本法则本法则 ( (中介中介) ) 逼近逼近 目标目标 归纳归纳 总结总结 气体定律胡克气体定律胡克 定律定律 牛顿定律麦氏牛顿定律麦氏 方程方程 （生命科学） 生命 （社会科学、人文科学）（人类学）（生物学） 人类社会人类生物 102米 1015厘米 典型尺度 1040米1024光年 1021米105光年 1034厘米 渺观 （超弦？） 微观 （量子力学） 宏观 （牛顿力学） 宇观 （相对论） 胀观 （？） 当代自然科学一方面朝着微观的方向突进：一个是分子生物学，
2、一个是粒子物理当代自然科学一方面朝着微观的方向突进：一个是分子生物学，一个是粒子物理 学；另一方面又朝着宇观方向发展：一个是宇宙学，一个是生态学。学；另一方面又朝着宇观方向发展：一个是宇宙学，一个是生态学。 现代科学技术现代科学技术绪论绪论 物质世界的空间尺度物质世界的空间尺度宇宙的宇宙的4242个台阶个台阶 宇宙学、粒子物理的奇妙衔接宇宙学、粒子物理的奇妙衔接 哈勃半径：哈勃半径： 星系团：星系团： 银河系：银河系： 地球轨道半径：地球轨道半径： 太阳半径：太阳半径： 地球半径：地球半径： 月球半径：月球半径： 大分子：大分子： 小分子：小分子： 原子：原子： 原子核：原子核： 基本粒子：基
3、本粒子： 16 14 10 9 4 6 7 9 11 21 23 26 10 10 10 10 10 10 10 10 AU110 10 10 m10 物质世界的时间尺度物质世界的时间尺度 s10s10 2418 共计跨越了共计跨越了4242个数量级个数量级 s1018 宇宙年龄：宇宙年龄： 150 150 亿年亿年 生命的诞生：约生命的诞生：约4040亿年亿年 人类：人类：300300万年（万年（101014 14s s） ） 中间玻色子寿命：中间玻色子寿命：1010 2424s s 地球年龄地球年龄: : s10106 . 4 179 年年 宇宙年龄：宇宙年龄： 星系年龄：星系年龄： 地球
4、年龄：地球年龄： 出现生命：出现生命： 富氧大气：富氧大气： 人类：人类： 地球公转：地球公转： 月球公转：月球公转： 地球自转：地球自转： 中子寿命：中子寿命： 中间玻色子寿命：中间玻色子寿命： s1062 6 . s105 s103 s10 24 50亿年亿年 150亿年亿年 46亿年亿年 40亿年亿年 3百万年百万年 8亿年亿年 s10163 7 . s)10( 18 s)10( 14 s)10( 17 物质世界的质量尺度物质世界的质量尺度 目前所测宇宙：目前所测宇宙： 银河系：银河系： 太阳：太阳： 地球：地球： 月球：月球： 细菌：细菌： 红血球：红血球： 流感病毒：流感病毒： 氧分
5、子：氧分子： 中子、质子：中子、质子： 电子：电子： kg 53 10 kg 41 10 kg 30 10 kg 25 10 kg 22 10 kg 11 10 kg 13 10 kg 19 10 kg 25 10 kg 27 10 kg 30 10 内在原因内在原因科学技术研究过程中不断出现的不同科学技术研究过程中不断出现的不同 理论之间的，以及实验结果与已有理论之间的新矛盾、理论之间的，以及实验结果与已有理论之间的新矛盾、 新问题。新问题。 外部原因外部原因社会的物质生产和各种社会需求则是社会的物质生产和各种社会需求则是 促成现代科学技术产生，并推动其发展的。促成现代科学技术产生，并推动其
6、发展的。 一、现代科学技术产生和发展的社会背景一、现代科学技术产生和发展的社会背景 二、现代科学技术的结构二、现代科学技术的结构 （一）现代科学分类（一）现代科学分类三个层次（按其作用和地位来分）三个层次（按其作用和地位来分） 基础科学基础科学（以（以自然现象和物质运动形式自然现象和物质运动形式为研究对象，探索自然界发展规律的为研究对象，探索自然界发展规律的 科学。如数理化天地生科学。如数理化天地生6门基础学科及其分支学科、边缘学科，是一切自门基础学科及其分支学科、边缘学科，是一切自 然科学的基础）然科学的基础） 技术科学技术科学（研究指导研究指导生产技术的基本理论学科生产技术的基本理论学科，
7、通用性技术的理论。，通用性技术的理论。其内容其内容 包括单门学科如计算机科学、机电工程学、化学工程学包括单门学科如计算机科学、机电工程学、化学工程学,以及综合学科如能以及综合学科如能 源科学、材料科学、环境科学、空间科学、海洋工程科学等源科学、材料科学、环境科学、空间科学、海洋工程科学等，是自然科学，是自然科学 的阶梯）的阶梯） 应用科学应用科学（把把基础理论转化为实际运用的科学基础理论转化为实际运用的科学，如何利用和改造自然的手段，如何利用和改造自然的手段 和方法。如桥梁工程学、矿山工程学、民用建筑工程学、炼铁学、炼钢学和方法。如桥梁工程学、矿山工程学、民用建筑工程学、炼铁学、炼钢学 等。是
8、生产的平台）等。是生产的平台） 现代科学的网状结构现代科学的网状结构 边缘科学边缘科学（又称交叉科学）是在两个或两上以上不同学科的边缘交（又称交叉科学）是在两个或两上以上不同学科的边缘交 叉领域生成的新学科的统称。叉领域生成的新学科的统称。 横断科学横断科学是从客观世界的诸多物质结构及其运动形式中，抽出是从客观世界的诸多物质结构及其运动形式中，抽出某一某一 特定的共同方面特定的共同方面做为研究对象的科学。横断科学的研究对象，不只是某一领域做为研究对象的科学。横断科学的研究对象，不只是某一领域 或某种物质，而是横向贯穿于客观世界的众多领域甚至一切领域之中。或某种物质，而是横向贯穿于客观世界的众多
9、领域甚至一切领域之中。 新兴的横断学科主要有新兴的横断学科主要有信息论、控制论、系统论信息论、控制论、系统论、协同论、突变论、耗散结构、协同论、突变论、耗散结构 理论理论等。等。 综合科学综合科学将多学科的理论与方法综合起来，对某一特定对象进行综将多学科的理论与方法综合起来，对某一特定对象进行综 合性研究。如空间科学、海洋科学、环境科学、材料科学等。合性研究。如空间科学、海洋科学、环境科学、材料科学等。 主干学科主干学科 分支学科分支学科 边缘学科、横断学科、综合学科边缘学科、横断学科、综合学科 （二）（二）现代技术分类现代技术分类 实验技术实验技术是根据现有科学理论和一定的目的，是根据现有科
10、学理论和一定的目的， 通过实验设计，利用科学仪器和设备，在人为通过实验设计，利用科学仪器和设备，在人为 的条件下，控制或模拟自然现象或过程的技能的条件下，控制或模拟自然现象或过程的技能 和方法。和方法。 专业技术专业技术是指运用一定的物质手段，将技术科是指运用一定的物质手段，将技术科 学的理论应用于某类对象的创造、开发的技能学的理论应用于某类对象的创造、开发的技能 和方法。和方法。 工程技术工程技术是与工程科学相对应的关于各种产业是与工程科学相对应的关于各种产业 部门具体技术的总称。部门具体技术的总称。 产业技术产业技术是由不同劳动过程中的技术组成的更为复杂的系统。是由不同劳动过程中的技术组成
11、的更为复杂的系统。 或者说，以某种技术为主，便形成了对应的产业。如下表：或者说，以某种技术为主，便形成了对应的产业。如下表： 产业主导技术产业主导技术 对应的产业对应的产业 植物栽培育种技术植物栽培育种技术 农业、林业农业、林业 饲养育种技术饲养育种技术 畜牧业、水产业畜牧业、水产业 采掘技术采掘技术 采油、采煤工业、矿业采油、采煤工业、矿业 材料技术材料技术 冶金、石油、化工、水泥工业等冶金、石油、化工、水泥工业等 机械技术机械技术 制造业、加工组装业制造业、加工组装业 交通运输技术交通运输技术 汽车、火车、轮船、飞机、运输业汽车、火车、轮船、飞机、运输业 建筑技术建筑技术 土木建筑业土木建
12、筑业 动力技术动力技术 火力、水力发电、核电、煤气火力、水力发电、核电、煤气 通讯技术通讯技术 电信、电话、广播、电视电信、电话、广播、电视 电子信息技术电子信息技术 电子产品制造、信息产业电子产品制造、信息产业 系统技术系统技术 信息机械制造与服务业信息机械制造与服务业 医疗保健技术医疗保健技术 医疗器械、药品制造、医院、环保产业医疗器械、药品制造、医院、环保产业 20世纪世纪80年代一些国家提出的重点开发的高技术领域年代一些国家提出的重点开发的高技术领域 国别国别 计划或政策简称计划或政策简称 提出时间提出时间 重点开发的高技术领域重点开发的高技术领域 印度印度 新技术政策声明新技术政策声
13、明 1983.11983.1 微电子和计算机、生物、核、空间、微电子和计算机、生物、核、空间、 海洋。海洋。 美国美国 战略防御倡议战略防御倡议 （星球大战计划（星球大战计划SDISDI ） 1983.31983.3 空间监视跟踪及通信，定向能及动空间监视跟踪及通信，定向能及动 能武器、系统分析及作战原理，能武器、系统分析及作战原理， 生存能力与杀伤力及保障。生存能力与杀伤力及保障。 中国中国 新技术革命对策新技术革命对策 1983.101983.10 信息、生物、航天、新材料、机信息、生物、航天、新材料、机 械电子、新能源、海洋。械电子、新能源、海洋。 日本日本 科技振兴基本对策科技振兴基本
14、对策 1984.111984.11 信息和电子、物质科学及材料、信息和电子、物质科学及材料、 生命科学和生物、空间、海洋、生命科学和生物、空间、海洋、 地球科学。地球科学。 韩国韩国 国家长远发展构想国家长远发展构想 1985.11985.1 计算机、航空、机械电子、遗传计算机、航空、机械电子、遗传 工程、新材料、通信系统。工程、新材料、通信系统。 西欧西欧 尤利（尤利（EurecaEureca）计划）计划 1985.41985.4 信息、机械人、通信、生物、材信息、机械人、通信、生物、材 料。料。 20世纪以来，科学技术的进步使社会生产力发展到前所未有的水平，世纪以来，科学技术的进步使社会生
15、产力发展到前所未有的水平， 人类对物质世界和生命现象的认识也提高到前所未有的程度。人类对物质世界和生命现象的认识也提高到前所未有的程度。 1、两大理论的提出：、两大理论的提出： 2、五大模型的建立：、五大模型的建立： 3、在科学理论指导下的五项尖端技术：、在科学理论指导下的五项尖端技术： 量子论量子论 相对论相对论 粒子物理夸克模型粒子物理夸克模型 大爆炸宇宙模型大爆炸宇宙模型 DNA双螺旋结构分子模型双螺旋结构分子模型 存贮程序逻辑推演模型存贮程序逻辑推演模型 板块构造模型板块构造模型 核技术核技术 航天技术航天技术 电子计算机技术电子计算机技术 激光技术激光技术 基因重组技术基因重组技术
16、20世纪中影响最为深远的科学发现和技术成就世纪中影响最为深远的科学发现和技术成就 二十世纪的重大技术成就 1.诺贝尔、伦琴和居理夫人。诺贝尔、伦琴和居理夫人。 2.1903年美国莱特兄弟发明飞机。俄国齐奥尔科夫斯基提出火箭飞行理论。现在年美国莱特兄弟发明飞机。俄国齐奥尔科夫斯基提出火箭飞行理论。现在 民用飞机已可载运民用飞机已可载运500多人，可以环球飞行。正在研制多人，可以环球飞行。正在研制l000人的超音速客机。军人的超音速客机。军 用飞机的飞行速度己达用飞机的飞行速度己达5M(马赫数马赫数)。 3.1957年年10月月4日苏联发射第一颗人造卫星，日苏联发射第一颗人造卫星，1969年年7月月21日美国阿波罗日美国阿波罗1l号飞船号飞船 第一次登月，第一次
