现代科技整理资料

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1、20世纪40年代末，美国物理学家伽莫夫（Gamov George,19041968）等提出了大爆炸宇宙理论，它认为宇宙起源于温度和密度极高的“原始火球”的一次大爆炸。1953年，生物学家沃森（J.Watson,1928）和物理学家克里克（F.H.crick,1916）合作，经 过反复研究后提出了 DNA双螺旋结构的分子模型。DNA双螺旋结构是20世纪生命科学中最 伟大的发现，它标志着分子生物学的诞生，为DNA的自我复制、发育与功能以及突变提供了 基础，为描述生命的蓝图奠定了分子的基础。大陆漂移说的创始人是魏格纳（A.L.Wgener,18801930）,他在海陆的起源一书中论述了南美和非洲大陆

2、能拼合在一起的思想，大西洋两岸的许多生物有亲缘关系，以及在岩石、地 层和皱褶构造等方面也相当吻合。最早给技术下定义的学者是18世纪法国百科全书派领袖狄德罗（D.Diderot,17171784）。 科学与技术的关系科学与技术既有内在的联系也有重要的区别，从本质上看，科学是反映客观事物属性及 其运动规律的知识体系，回答“为什么”的问题。技术是利用客观规律，创造人工事物的过 程、方法和手段，回答“怎么做”的问题。二者既有原则性的区别，又有着相互依存、相互 转化的密切关系。一、科学与技术的内在联系 现代科学与技术是一个辩证统一的整体。科学离不开技术，技术也离不开科学，它们互为前提、互为基础。科学中有

3、技术，技术中有科学。例如，基础科学（物理、化学、生物、 天文、地学）都离不开实验和观察技术；而许多高技术（电子技术、计算机技术、激光技术、 生物工程技术、超导技术等），又离不开科学的指导，都要应用最新的科学理论。现代科学 的发展，一开始就依赖于先进的技术手段。由于现代科学研究已深入到了微观世界，扩展到 了宇宙天体，只有借助于先进的实验装置（高能加速器、射电望远镜）才能进行。因此，科 学对技术的依赖性越来越强，出现了“科学技术化”的趋势。同时，技术也更加科学化。可 以说，现代科学是高技术之母，科学是技术的先导和发源地。高技术发展的道路是，首先是 有了新的科学发现，提出了新的科学理论和原理（即知识

4、创新），进一步才考虑如何将这些 成果应用于社会实践（如生产斗争、军事斗争）中去，创造新的应用技术（即技术的发明。） 从发现核裂变现象到制造原子弹、从发现受激辐射现象到研制成功激光器，从发现DNA的双 螺旋结构到进行基因重组等等，这些高技术的出现，表明它们是“以现代科学为基础的技术”。二、科学与技术的区别（一）科学与技术的构成要素不同 科学的要素是概念、范畴、定律、原理、假说。技术的要素分为两类：一类是主体要素，即经验、理论、技能；另一类是客体要素，即工具、机器等装置。（二）科学与技术的任务不同 科学的任务是有所发现，揭示自然界的新现象、新规律；技术的任务是利用自然、控制自然，创造人工自然物。（

5、三）科学与技术所要解决的问题不同 科学主要解决“是什么”和“为什么”的问题；技术主要解决“做什么”和“怎么做”的问题。（四）科学与技术的研究过程不同科学研究的目标有较大不确定性，往往难以预见在未来会作出什么发现，也难以计算出 作出某种新发现需要多少时间，付出多大代价；技术开发虽然也有一定不确定性，但新产品 的研制、新工艺的开发还是有既定的目标的，有较明确的步骤和经费预算，技术开发工作的 计划性比较强。（五）科学与技术的劳动特点不同 科学研究的自由度要大些，个体性较强；技术开发活动虽然必须发挥个人的独创性，但 是，其活动的集体性较强。（六）科学与技术的成果的表现形式不同 科学研究的成果主要表现为

6、学术论文、学术专著，它的价值主要在于深化人类认识，增 加人类知识宝库；技术开发的成果主要表现为工艺流程、设计方案、技术装置，它的价值主 要在于实用性、经济性和可行性以及对社会实践的推动作用。现代技术的三大体系 现代技术已发展成为一个庞大的复杂系统，在这庞大的复杂系统中，主要由三大基本技 术体系，即物质变化技术体系、能量转换技术体系和信息控制技术体系组成。（一）物质变化技术体系 物质变化包括物质的组分变化、物态和物性变化、外形和色泽变化。物质变化技术主要 包括各种材料的设计、制备和加工。就材料的大类来分有：金属材料、无机非金属材料、有 机高分子材料和复合材料、结构材料（按不同的力学性能）和功能材

7、料（光、电、磁、热、 声等性能）、块状材料、薄膜材料、粉末材料和纤维材料等。在20 世纪中，材料技术表现出 一些基本特征：对材料的选择已从低分子走向高分子，对材料的制备已从合成走向组合合成， 对材料的加工已从微米走向纳米；主要朝着高功能化、超高性能化、复杂化和智能化方向发 展。（二）能量转换技术体系 能量转换包括诸多能量形式的转换，如电池是化学能转变为电能的装置，光电池是光能 转变为电能的装置，蒸汽机是热能转换为机械能的装置，发电机是机械能转换为电能的装置， 电动机是电能转换为机械能的装置，电炉是电能转换为热能的装置等。在20 世纪中，能量 转换技术有更多更新的发展，如喷气推进技术、核能技术、

8、光电技术和多种能量转换技术。航空技术和航天技术都以喷气推进技术为基础，使得喷气式飞机能在航空空间实现超音 速飞行，使得运载火箭足以实现三种宇宙速度飞行。核能技术是巨大能量释放技术，在战争 时代被用于制造核武器，在和平环境用于发电。还有多种能量资源如煤、天然气、石油、太 阳能、风能、水能等均可转换成可用的能源。（三）信息控制技术体系 信息的本质是控制。信息技术就是形成信息控制系统，对信息过程（产生、采集、存储、 交换、处理等）能动地加以利用。电磁相互作用是信息技术的主要能量载体；核酸分子是生 物信息的载体，如对遗传信息的携带与传递。在信息技术的发展中，电子电路集成化、信息处理数字化和信息传输网络

9、化占有重要的 地位。集成电路从小规模发展到中、大、超大规模，并向极大规模前进。数字化技术的核心 是模数转换，即以模拟信号转换为数字信号，与模拟信号相比，数字信号具有许多优点，如 纠正错误、数据压缩能力等。电脑网络连接技术、光缆铺成信息高速公路和运行在地球同步 轨道上的通信卫星使人类生存空间信息相通。古埃及人创造了人类历史上最早的太阳历，把l年确定为365天,把天狼星与太阳同时升起， 尼罗河水开始泛滥作为一年的开始。由于印度文化宗教气氛浓厚，印度数学家制定的数的记号，创造零的概念及其数字符号“0”， 在世界数学发展史上都具有极其重要的地位。如果说欧几里德的几何原本是古希腊数学高峰的话，1543

10、年，波兰天文学家哥白尼的不朽著作天体运行论问世，这是自然科学从神学中解 放出来的独立宣言，它奏响了科学革命的序曲。在哥白尼发表日心说的同一年，比利时医生维萨留斯(A. Vesalius, 1514-1564)发表了人 体的构造一书，打破了统治西方医学界1000多年的古罗马医生盖仑(Galen, 129-199) 建立的传统医学观念，为近代医学和生理学诞生做出了不朽的贡献。在维萨留斯之后，西班 牙著名医生塞尔维特(M.Servetus,约1511 1553)于1553年提出血液小循环理论。英国 医生哈维(W.Harvey, 1578 一 1657)在对大量动物的心脏作解剖、实验和对胎儿血液流动

11、进行研究的基础上，进而提出了血液大循环理论，并在1628年出版了心血循环运动论 一书,从而标志着人体血液循环理论的建立。开普勒的行星运动三定律,正确地描绘了行星运动的轨迹、时间、速度及与太阳的关系,揭 示了天体的基本运动规律,为天体力学的诞生提供了坚实的基础,因此,开普勒获得了“天 空的立法者”的美誉。意大利著名的天文学家和实验物理学家伽利略(GGalileo,1564-1642)是经典力学的奠基人,也是近代科学方法的创立者,他为近代科学的建立做出了具有划时代意义的贡献。最早提出太阳中心说思想的天文学家是阿利斯塔克丹麦物理学家奥斯特(H. C. Oersted,1777 1851)发现的电生磁

12、实验物理学家法拉第(Michael Faraday, 1791 1867)对电磁效应作深入思考后，提出了 既然电能生磁,那么磁也应该能够生电的设想。为探索“磁生电”问题,进行了长达11年 的实验研究,在1831年发现了电磁感应现象,17 世纪下半叶,牛顿、莱布尼兹 (Leibniz,16461716 年)创建微积分,十九世纪柯西 (A.Cauchy,17891851)等建立了严格的微积分理论。英国化学家波义耳(R.Boyle,16271691) 生有不少重要的科学建树，但他对科学最重要 的贡献是把化学确立为一门科学。在普列斯特利和舍勒发现氧的基础上，法国化学家拉瓦锡(A.L.Lavoisier

13、,17431794)对燃烧 的过程,进行了严格的定量研究。英国化学家、物理学家道尔顿(JDalton,1766-1844)继承和发展了古代原子论和牛顿的 机械原子论,意大利化学家阿佛加德罗(AAvogadro, 1776-1856),在1811年提出了分子学说。在这一时期，还有一些科学家做了许多工作，为元素周期律的最终发现开辟了道路。 1869 年，俄国化学家门捷列夫和德国化学家迈尔各自独立地发现了元素周期律。 第一次技术革命的标志是蒸气机技术19 世纪中叶，当第一次技术革命的成果在欧洲大陆全面推广之际，伴随着近代自然科学的 全面繁荣，西方人又迎来了第二次技术革命。这场革命的标志是电力应用。1

14、9 世纪中叶，当第一次技术革命的成果在欧洲大陆全面推广之际，伴随着近代自然科 学的全面繁荣，西方人又迎来了第二次技术革命。这场革命的标志是电力应用。以电机和电 力传输、无线电通讯等一系列发明为代表，实现了电能与机械能等各种形式的能量之间的相 互转化，给工农业生产提供了远比蒸汽动力更为强大而方便的能源，并由此发展了电力、电 化工、汽车、航空、电子等一大批技术密集型新兴产业，原有的资本密集型工业开始向技术 密集型工业转移，人类社会从蒸汽时代进入电气时代。(一) 电力技术 在电磁理论的指导下，不少工程师和科学家进行着发电机和电动机的研究。1866 年德 国的发明家、商人沃纳西门子(E.Werner

15、VOn Siemens,18161892)用电磁铁代替永久磁铁， 并靠电机自身发出的电流为自身电磁铁励磁，制造出了第一台能提供强大电流的自激式发电 机，从而打开了近代强电技术大门。1873 年德国人阿尔特涅克又研制成功了鼓状转子，使 发电机能产生更加均匀的电流，从此发电机得以广泛推广而进入实用阶段。19 世纪 70年代 电动机进入了实用阶段。1879 年出现了电动机驱动的电车，此后还出现了电梯、起重机、 电动机车等。尤其是19 世纪 80 年代后，法国物理学家、电气技师德普勒研制出第一条高压 输电线路，采用英、美、德、俄等国电气工程技术人员发明的三相发电机、电动机、变压器， 最终建立了三相交流

16、供电系统。三相交流电容易变换电压，高压输电电能损耗小，从而降低 了远距离供电成本，使电力很快成为整个工业部门普遍使用的强大动力。(二) 电信技术 电磁理论的建立不仅推动着电力技术的发展，而且还推动着电信技术的发展。1838 年美国的莫尔斯(S.F.Morse,17811872)发明了由点划组成的电报电码，制造出了第一台有发展 前途的电报机。1844 年，美国在华盛顿和巴尔的摩之间建成了一条长64 公里的电报线路， 电报进入实用阶段。1876年，美国人贝尔(A.G.Bell,18471922)发明了电话，不久美国人爱 迪生又解决了长距离通话的问题，使电话很快得到普及。19 世纪末德国科学家赫兹证明电 磁波的存在，1895年马可尼(G.Marconi,18741937)用粉末检波器和自制的接收机、发射机、 天线，进行了电磁波传递信