现代自然科学导论

现代自然科学导论

第一章自然科学基本概念的形成与基本测量

1O、人类的进化与自然科学基本概念的形成

作为今天高级智慧生物的人类，在远古时期也与别的动物一样，对自然界的感受没什么不同。那时的人类和一般动物一样，都能感受到饥饿、疼痛、疲倦、危险、光亮、黑暗等等。后来人类和高级一点的哺乳动物一样，也能感受到食物、敌人、恐惧、花草、树木、别的若干动物等等。或许这些感受从某个时期已经能上升到意识的地步，但还远远达不到形成概念的程度。

人类能与普通的动物区分开来，或许是由于生存环境的变化，或许是由于人类生存发展的需求，自然地迫使人类大脑的进化达到其功能可以把对环境的感受提高到意识的地步，并进而能形成相应的一些粗略概念。在原始人类头脑中的众多原始而又粗略的概念中，有三个发展出了数学和物理学。这就是物品的多少、物品的远近和诸如日月星辰的升落及等待过程的长短。

显然，物品的多少首先就是一个数量的概念，数量的概念就是数学发展起点。但物品的多少这个概念还可以发展出另一个极有价值的概念，那就是质量。同样，我们可以看出，物品的远近无疑可以发展出距离的概念，而日月星辰的升落及等待过程的长短，可以发展出时间的概念。

或许某些动物的头脑中也形成了物品的多少、物品的远近和诸如日月星辰的升落及等待过程的长短等概念。但为什么它们没有象人类一样发展出数量、质量、距离和时间这些计量的概念呢？这个问题用于人类发展的历程又过于久远而太过于复杂，因此是很难完全搞清楚的。但有几个要素可以提供一点线索。首先，在人类还未从灵长类动物分化出来的1700万年以前，和灵长类动物一样，有一个特殊的生理结构，那就是它们的前肢可以方便地抓拿物品。

其次，自然气候和环境的变化，有可能使得某些灵长类种群的栖息地的森林逐步消亡。这就迫使这些灵长类种群逐步地从树上下来，到地面上寻找食物。这时，这些灵长类种群的前肢就不再是平时要抓住树枝，以维持身体的平衡，而是用它们的前肢来搜寻抓拿食物和其他物品。这样，这些灵长类种群的前肢就解放了，可以做更多不同的事，而前肢的功能就可能得到更大的发展。伴随着搜寻食物和拨弄抓拿物品的过程，使得这些灵长类种群的大脑功能发展得更大、更快、更强。

无疑，前肢使用得越多，躯体就越依赖于后肢的支撑而使整个身体移动。终于有一天，这些灵长类种群完全地直立行走奔跑了，人类诞生了！而这一时间大约是在700万年前。

最初的人类其前肢即手的功能已发展到很强大的地步。他们可以用手来使用木棍、木棒和石头作为工具进行捕猎、捕鱼。后来可以用手来制造简单的工具，如刮削用的石刀、砍

砸用的石斧等等。而手使用的越多、使用方式的越复杂，就越能促使大脑功能的发展。大脑功能发展的越强大，就越能感受和意识到越复杂过程越长的事物，并进而形成相应的概念。而要把各种概念能加以描述，语言是不可或缺的。人类发展出语言的时间已无从可考了。但语言使得人类能对各种自然概念加以描述并进行交流是人类与别的包括灵长类动物的动物之间最大的不一样之处，也是人类超越别的动物的最明显表征，这也是人类能发展出数量、质量、距离和时间这些计量的较准确概念而别的动物却不能的原因。而人类在总体功能发展的同时，也就从最初的捕猎寻求食物的生存方式，发展出了游牧和农耕的生产形态，并进而发展出了贸易、商业，同时也促进了各种概念的形成。

进行捕猎的原始人类，有的族群有时可能一次捕获的猎物多了一点，其中有活的、幼小的动物，不能全都吃完。这时，他们有可能把那些活的和幼小的动物圈养起来，以备以后食用。如果圈养的时间长了，某些动物如牛、羊等就有可能被驯化，并能进行放牧。这样，游牧生产方式就开始形成了。

但某些原始人类族群有可能总是捕获不到足够动物食用，他们就有可能搜寻植物的种子食用，以维持生存。有的族群可能其大脑的功能已发展得足够强大，能对较复杂和过程较长的事物加以感知，进而能较好地理解这类较复杂的事物，以为生存所需。如随着对植物发芽生长、开花、结果整个较复杂过程的理解，有的原始人类族群就有可能选择一些其果实可以食用的植物，进行种植，如玉米、小麦、稻谷。这样，农耕生产方式就形成了。而这种生产方式只有群体协同，才会有效率，这就必然要导致了社会的产生。

华夏民族的祖先神农氏(族)，就是世界上最早发展出农耕生产方式的原始人类族群之一。不过，这些原始人类族群距离现代人类已不太远了，只不过是大约7000～1万年前的事了。传说神农氏名叫石年，他尝了成百种植物及其种子，并一一试种，最后挑出了麦、麻、黍、稷、菽五谷进行耕种。石年的氏族在他带领下进行了农业种植，在很大的程度上，解决了生存的问题。为此，神农氏的族群把他尊奉为炎帝。后来，另一个氏族的首领轩辕氏，领导着他那有点庞大的族群，打败了另一个称之为蚩尤较庞大的族群，甚至连神农氏族群的部落也归顺了，解决了轩辕氏族群的周边安全问题和发展空间问题，他的族群和各归顺的部落也就奉他为黄帝，而这也正是后来华夏大地上生活着的人们自称炎黄子孙的缘由。今天，华夏大地上生活着的人们，有的或许就是远古时这些氏族和部落的后裔，有的或许不是。但无论如何，这些氏族部落发展起来的文明传承到了今天，这就是华夏文明。

虽然人类的各种活动如贸易、战争等等，都能促进或阻碍自然科学的发展。但游牧业、畜牧业和农业社会的发展，却是促进自然科学基本概念发展的主要因素之一。对畜牧业和农业所生产出来的剩余物品要进行交换，一方面发展出了商业贸易，一方面又促进了对物品的计数和称量的技术和工具的发展。而随着农作物种植生产的发展，相应的农业社会就需要对不同种植者所拥有的土地进行丈量，这就发展了对距离的测量工具和技术。如生活在尼罗河畔古埃及人，每年雨季的尼罗河水，都要泛滥冲毁河畔的大片农田。水退之后，各农家的农田都要重新丈量。如果丈量的偏差太大，就会引起农家的冲突。因此，丈量的工具和技术都

需要提高。

另一方面，农作物的种植和人类群聚的社会，也对时间的计量和测量提出了需求。农作物的种植是与气候相关的，而气候又与地球绕太阳的公转轨道周期一年相关－即便那时的人们还不知道地球绕着太阳公转。再者，人们的起居生活节律是以一天为周期的。这种生物节律在人类社会形成以后被社会强化了。社会要求人们某天某时集结，以准备抗击入侵；会要求人们某天某时集结公布某项集体活动的处理等等。这样，对时间的计量和测量就提出了明确的多的需求。而这时整个人类的发展也就形成了计数(数学)和距离、质量、时间等基本的自然概念。

20、长度距离的测量

对计数方法和技术的需求，是发展出数学的前提，这是不言而喻的。但这里并不准备讨论数学的产生和问题，这里首先要讨论的是长度距离的测量问题。

最初对距离的测量可能以步长或臂长来计，百步穿杨的成语想来汉语系统的人们都很熟悉。但不同的人其步长或臂长是不一样的，于是就可能以一根固定长度的木棍来计。这种固定长度的木棍后来发展成了有等分刻度的尺。4千多年前的古埃及和中国古代都有这种测量长度距离的尺的记载，考古上这种古老的工具实物也有发现。

古代不同时期不同地区测量长度距离的工具是不一样的，作为测量长度距离的基本单位也不同。中国古代就以丈、尺、寸作为测量长度距离的单位。但不同的朝代，丈、尺、寸的长度也不一样。近代中国使用的丈、尺、寸长度距离单位现在都还能见到，其换算关系是：1丈＝10尺

1尺＝10寸

长度单位的不统一，会引起测量上的差异和混乱，在土地丈量时还可能引起纠纷。中国秦朝时代的秦始皇一统战国七国后，就废除了其它六国的度量衡制，将度量衡制也统一在秦国的体系下，以免引起混乱。当然，另一个目的就是从度量体制上，消除其他六国的存在。

古代英国国王亨利一世为了统一其国家的长度距离测量单位，有一天对大臣们平伸出自己的手臂说：“就以我的鼻尖到手指尖的距离为一尺吧。”这样他就统一了当时英国长度距离的测量单位。现在的英尺是以两百年前荷兰一个鞋匠制作的一种鞋的长度为标准的，因为他做的鞋极其规整，故英语中的一英尺也就是一脚(a foot)。

我们今天常使用的米这个长度距离单位，最初是法国1791年提出来的。1791年，法国规定从赤道到北极经过巴黎子午线其长度的一千万分之一为1米，并以1米作为测量长度距离的基本单位。后来根据实际测量的结果，用纯铂制成了一个标准米原器，保存在法国国家档案局。1889年，第一届国际计量大会上，又用90%的铂和10%的铱的合金制作了一个X 型的国际米原器。在它的凹槽两端分别刻着三条细线。规定在0℃时，两端细线中间的各一条之间的直线距离为1米。

毫无疑问，用直尺进行长度距离的测量时，首先确定的只是尺子两端顶点间的直线距离，然后再对所要测量的直线段或曲线段长度一段一段地去量。如果你用一把固定长度的尺

子测量某个长度时，刚好不是这尺子的整数倍怎么办？看来你得用更短的尺子。但有一个更好的办法，那就是把你原来的尺子等分成更短的线段刻度，再进行测量。如一尺分为十等分，每一等分的线段为一寸。或者1米分成100等分，每一等分的线段为1厘米。但你如何保证你能够对一尺进行等分呢？古希腊人利用不知是谁发明的圆规就可以做到这一点，这你可以从两千多年前古希腊人欧几里德所写的《几何原本》中发现这种方法。当然，他所写的书中的主要内容，你在初中的平面几何课程中都学过。古代中国也发明了圆规这种工具，否则“没有规矩，不能成方圆”这句成语从何而来。但把尺等分到寸是否也是用欧几里德的方法，就不得而知了。今天，我们所使用的米这个长度距离单位用于测量时，有时会觉得太长。于是就将其十等分或百等分，如：

1米＝10分米＝100厘米＝103毫米＝106微米＝109纳米

表1.1 数量级名称表

既便长度单位的统一能消除测量上可能引起的差异和混乱，但不同的领域为了不同要点的突出，还是有使用不同长度单位的情况。如对于天文测量，为了突出太阳系内不同行星与太阳距离的相对数量级，就使用天文单位这样的长度单位。一个天文单位就是地球与太阳的平均距离。地球绕太阳的运行轨道不是一个标准的圆，而是一个椭圆，距太阳的平均距离是8

1049597892.1?公里，即大约14,960万公里。所以

1天文单位(AU)111049597892.1?=米

有了天文单位这个长度距离的单位后，我们就可以比较突出地表出太阳系内各行星到太阳的距离。如各行星到太阳的距离可如下表所示

表1.2 各行星到太阳的平均距离

作为天文观测，在很多情况下以天文单位来衡量天体之间的距离就显得太小了。这时，通常会用光年这个长度距离单位(light year, 单位符号是l. y.)。1光年就是光在真空中一年所走过的距离，也就是大约121046053238.9?公里。即

1光年151046053238.9?=米

实际上，天文学家们在实际作天文观测时更常用到的一个长度距离单位是所谓的秒差距(parsec ，单位符号是pc)。秒差距这种长度距离单位

来源于天文观测上一种重要的方法，即视差法。

如图，观测者在两个不同的参考位置对远处同一

物体的观测，在视向上有一个角度差，这个视向角度

差，就叫做视差。若所观测的物体很远，两参考位置

间的连线称为基线，则物体的距离r 、基线的长度l 和

视差φ可有如下的关系：

?r l = 通常，基线的长度和视差都可以很方便地预先测定下来。这样，物体的距离也就可以确定了。这种预先测定基线、在观测记下视差以确定物体距离的方法，叫做视差法。

视差法在天文观测中特别有价值，因为天体距我们的地球距离，通常都是不可直接丈量的，只有用视差法才有可能测出这种距离。如人们就曾以地球的半径为基线长度，通过测量观测太阳或月亮的视差来得到日地距离和月地距离。

显然，基线选得越长，就越可以测量更远的天体距离我们的距离。对于太阳系以外的天体如一些恒星，地球的半径也还嫌太短。这时的视差太小，以至于测不出来。但天文学家可以选取一个更长的基线，那就是地球绕太阳的公转轨道半径。天文上规定，选此基线，测量到视差为1角秒的距离，称为1秒差距(pc)。如此就有：

AU AU AU pc 510062648.2)

6060360(21111?=??=''=π km 1310085678.3?=

261633.3= l.y .

反之，1光年的距离只相当于0.3的秒差距，即 1 l. y .＝0.3 pc 。

不同的领域会使用不同长度单位，不同的文化系统也会使用不同的长度单位。正如前面所提到的，直到现在我们还能看到汉文化系统使用的丈、尺、寸这样的长度单位。目前，英联邦国家普遍还在使用英制单位。如英里、英尺、英寸这样的单位。这些不同的长度相关 r

l

φ 图1

单位换算关系如下表所示：

表1.3 长度相关单位换算表

30、时间的测量

人类最初对时间的测量，是以日升日落再日升为一天，以春夏秋冬四季变化一轮为一年。这样的时间计量，最短是一天。古代中国人又将一天分为12个时辰，分别以12种动物命名：子(鼠)时、丑(牛)时、寅(虎)时、卯(兔)时、辰(龙)时、巳(蛇)时、午(马)时、未(羊)时、申(猴)时、酉(鸡)时、戌(狗)时和亥(猪)时，每一时辰又分为四个时刻，如午时三刻。古代中国人还发明了一种称之为日晷的时间测量仪器(如图)，可将每一时刻再细分为十二分，如午时三刻十分。当然，如果没有太阳，日晷就不能计时了。这时，计时就得用别的方法了。如燃香，中国古代就有一柱香的时间这种说法。

欧洲人的计时技术一开始要比中国的落后。但17世纪钟表的发明，使得欧洲人的计时技术一跃超过了中国。据说，伽利略有一次注意到教堂里悬挂的油灯被风吹过后的摆动很有规律，于是他用单摆做成了一座钟。这种钟的时间计量可以精确到今天的秒。不过，真正实用的钟是荷兰科学家惠更斯发明的。欧洲人把一天分为24小时，每个小时分为60分，每一分钟又分为60秒，即

1小时＝60分

1分钟＝60秒

今天，我们使用的计时单位就是这种时、分、秒。

能把时间计量到秒以内有着重大的意义，因为这时较准确地测量物体的运动速度就成为可能。要知道众所周知的伽利略小车下滑实验，不但最后导致了牛顿第一运动定律的归纳

性结论，也由于使用了时钟测量，最后导致了牛顿第二运动定律的产生。

实际上，伽利略用他自己的脉搏，测量了等时间内小车在斜面上下滑的距离后得出，小车是在作匀加速运动的结论。不过，精确到秒的时钟，能更准确地测量物体的运动。牛顿在伽利略实验的基础上，进一步实验归纳出：物体运动的加速度与其所受到的外力成正比，与其质量成反比。这就是著名的牛顿第二运动定律。不过牛顿用他所研究的微分学表述了这一定律，并用他所发现的积分公式对这一定律所代表的动力学方程进行处理。牛顿集当时集微积分学的大成，把他归纳的三个运动定律和他所发现的万有引力定律，一同写进了他的《自然哲学的数学原理》一书中。这有点欲比古希腊几何大成欧几里德的《几何原本》一书之嫌，但并不过分，因为这是物理学的第一座理论大厦。其搭建物理学理论的思想方法，一直影响到今天，并有可能继续影响下去。

40、质量—物质之多少的测量

质量这个词是17世纪初开始使用的，意思是指物质之多少的量度。物质之量这个概念与化学的的发展相关，用来衡量同种化学性质的物质所含的化学分子数目。现在衡量物质多少的计量单位是摩尔数(mol )，1摩尔的某种物质其基本粒子数，如分子数、原子数、中子数的多少，是由阿伏加德罗常数来确定的。阿伏加德罗常数是

123010)36(02211367.6-?=mol N

即1摩尔的某种物质，其同类的基本粒子数是23

10)36(02211367.6?个。

对于物理上常说的质量，则是称量出来的。这种称量首先是与重力相关，因为如果没有重力，就不可能用什么秤来称量。其次是要用另一种物品作比较，才能称量。过去中国曾用斗、升等器具来称量物品，但这种称量实际上是体积的称量。当然，无论是中国古代，还是古埃及或古希腊，都发明了秤这种工具来称量物品。秤是利用了杠杆的原理制成的。明确地写下杠杆原理的是古希腊人阿基米德。古代中国人虽然没有明确写下杠杆原理，但显然是了解这个原理的，至少也是有这个原理的概念的，否则怎么会发明秤这种称量工具呢。

近代直至现代，在物理上称量质量的工具是天平。用来作比较的物体为千克原器，它保存在巴黎的国际计量局内，是用铂铱合金制做的圆柱体。它也是1889年第一届国际计量大会规定的。显然，我们常用的物理上的质量与物质之多少的量，在概念上是完全不同的。这两个概念如何关联起来呢？今天，要做到这一点并不困难。如我们可以定义：2610978033202.5?(27106726231.11-?=)个质子称量的质量为1千克。

实际上，质量的概念远非如此简单。因为，即便质量由称量来确定，也还有用什么方式称量的问题。如我们通常对物体质量的称量，是与万有引力相关的相对静止性称量。而用运动时物体间的相互作用来“称量”质量，则完全是另一种途径。两种方式称量出来的质量是否等价，是一个严肃的问题。这就是所谓的引力质量与惯性质量是否等价的著名问题。这一问题到今天还没有真正解决。

50、观测与实验

无论一开始测量工具显得多么原始初级，但只要有

了上述长度距离、时间和质量三种测量工具，那人类对

所看到或感受到的，就可以由观察上升到观测的地步。

在人类文明的发展史上，可能观测出人类生活的大地是

圆球形并测出其周长是第一个伟大的观测。

公元前500多年，古希腊人就注意到远方航行来的

船，总是先看到桅杆，再看到船身。由此，他们就推断

船与观测者之间的地表面是圆弧形的。并推论：大地是一个大圆球，可称之为地球。更妙的是，古希腊人注意到月食发生的时候，月亮上的那个黑影总是圆形的。那

时就有人推想，那个黑影不就是大地的影子吗。由此推论，大地是圆球形的。

大约公元前240年，古希腊天文学家埃拉托斯特尼非但通过另一种观测推断大地是一个圆球，并且还测量了这个圆球即地球的周长！

据说，埃拉托斯特尼在担任亚利山大图书馆馆长时，看到一篇莎草纸文稿。上面记载，在现今埃及的阿斯旺，6月21日夏至那天的正午时分，竖立在地面上的棍子没有阴影。太阳可倒映在深井中的水面上。也可能他看到这篇文稿时，刚好就要到夏至了。于是这段记载引起了埃拉托斯特尼极大的兴趣，他决定测一下他所在的亚利山大有没有这种情况。

埃拉托斯特尼马上就作了观测实验，结果是不可能。在亚利山大，夏至这天的阳光至少要偏离7o ，也就是说正午时分阳光并不竖直照射地面。这个观测结果非同寻常。因为，如果大地地面是平的，就不可能出现这种情况。只有大地地面是弧形的，才可能解释这种现象，于是他就推论大地是一个圆球。

埃拉托斯特尼不但推论大地是一个圆球，还决定测量一下地球的周长。他雇了一名商人用旅行的方式，帮他测量一下亚利山大城与阿斯旺城之间的距离。以今天的单位计，埃拉托斯特尼得到的测量结果大约是800公里。据此，他很快就算出了地球的周长。其计算结果极为精确，与今天先进技术所测量的结果4万公里相比，误差不超过400公里！

140年过后，另一位古希腊天文学家波希多留斯重做了埃拉托斯特尼的工作。但这一次的测量结果只有2万8千公里。由于古希腊一代学豪托勒密采用了后一个数据，所以这个错误就一直沿用至麦哲伦的环球航行后，才被重新更正为埃拉托斯特尼的数据。

有趣的是，在历史上，哥伦布正是采用了那个较小的错误数据，才敢于向西航行，从而发现了美洲大陆。因为哥伦布以为他只要向西航行4,800公里就可以到达亚洲。如果他知道地球的真实大小的话，说不定他就不敢作那次冒险的航行了。

大地是圆球形的概念是很重要的，因为这可以解释为什么日月星辰总是从某个固定方位升起，又向相反的方位落下。不过可能人类有了自我意识后，人类超越了别的生物的自大心理也产生了。那时对日月星辰总以某个固定方位升落的解释就是，日月星辰都围绕着我们 图

到船身。

转！即日月星辰都绕着地球转，根本不考虑为什么不是地球在自转呢？

而随着测量工具的精度不断提高，测量的技术在不断地发展，观测在尽可能的情况下，成了实现或再现，即实验。通过观测与实验，人类对自然界的了解愈来愈多、愈来愈广泛和深入。法国人拉瓦锡从实验中对氧气的发现，结束了西方炼金术士的历史，使炼金术士走上了成为化学家的路，同时也开始了人类分析寻找构成物质的元素之路。伽利略的自由落体实验和小球下滑滚动实验，为牛顿总结出其运动三定律和万有引力定律奠定了基础。从此，开始了物理学理论大厦的搭建。教士孟德尔8年的豌豆种植观察，开创了现代生物遗传科学。当然，要不是两位植物学家科伦斯和切尔马克发现，他们所做的遗传学方面的工作，在他们35年之前的孟德尔就已经在他那小教堂的菜园里就做过，那孟德尔很可能就掩没在漫漫的历史沉积之中。

今天的自然科学就是建立在观察、观测和实验的基础上，以找到自然现象背后所遵循的规律，并以此建立理论体系。目前所进行的观察，主要是对近距离发生的自然现象作不破坏性的观察，如观察生物种群的繁衍、迁徙、生长、生息等。而观测主要是对远距离的存在、所发生的自然现象作的观察测量，如天文观测。

人类进行天文观测的历史，可能是所有能进行的观测中最为悠远的。那深邃的天空，一定能引起远古时代有了意识的人类无限的遐思。想一想吧，我们今天所说的什么白羊座、摩羯座等等所有的星座，是四千多年前的古希腊人就观测确定的。公元1054年中国的宋代记录下的一次超新星爆发，其遗留下的就是今天的蟹状星云。

四百多年前荷兰一个小镇上的一名玻璃工匠偶然发明的望远镜，使得天文观测迈上了一个非比寻常的台阶。伽利略一听到那个工匠的发明的消息，立刻就想通了这种器具的道理。他做了一台今天以他的名字命名的望远镜，并用它来观测夜空中的星星。伽利略发现了月亮上有环形的山(坑)，木星有卫星等等。天文观测从此焕然一新。哥百尼的日心说，也是由天文观测证实的。同时，天文观测也间接说明了地球在自转。当然，证实地球在自转最直接的是佛科摆的实验。

随着天文观测技术的深入，越来越多的数据表明，星系的光谱似乎都有多普勒红移现象，这说明星系大多是远离我们而去的。进一步的观测表明，星系间总是相互远离的。1929年，哈勃根据观测数据，总结出一条今天我们称之为哈勃定理的规律。即一个星系的退行速度与这个星系离我们的距离成正比，其比例系数今天我们称之为哈勃常数。

星系间总是相互远离的这种天文观测结果，只有用宇宙是在膨胀的假设才能解释。想一想一个气球膨胀时，气球表面的斑点间总是在相互远离的这种情形，我们就可以理解宇宙的膨胀了。

宇宙在膨胀看来是一件不可动摇的事实。这令爱因斯坦大为懊恼，因为爱因斯坦在最初得到广义相对论的场方程时，就可预言到这种情况。但爱因斯坦为稳态宇宙的考虑，加进了一个修正项，从而丧失了一个伟大的预言。

如果将时间回溯，从爱因斯坦广义相对论的场方程可以得到一个奇点。据此，勒默策等

人就提出，宇宙空间是从一个点爆炸产生的，这就是所谓的宇宙大爆炸。宇宙大爆炸的理论在1965年得到了一个偶然观测结果的有力支持。这一年，彭齐亚斯和威尔逊两人偶然测到了一种均匀来自天空各个方向的射电辐射。这种辐射只相当于3K 0左右的物体的热辐射，而这正是1948年伽莫夫根据大爆炸理论预言的宇宙微波背景辐射。伽莫夫通过计算推出，宇宙大爆炸后，随着宇宙的膨胀，宇宙的温度逐渐降低。宇宙膨胀到现在，其温度不会超过5K 0，并且作为宇宙的背景进行辐射。

宇宙的膨胀，说明宇宙空间在演化着。不久前用大M 理论(膜理论)，曾得到了另外一种可消除奇点的宇宙大爆炸模型。说的是宇宙大爆炸是由两片闭合多维弹性膜的碰撞引起的。但宇宙空间在演化着却与任何一种理论都不冲突。而对于宇宙的演化，我们可以注意到不只是宇宙空间尺度上的演化，还应包括宇宙所含内容的演化。如恒星、行星以及各种天体的运动，地球上各种生物种群的不断演化，分子、原子的运动，各种基本粒子的产生与湮灭，我们日常生活中所能看到的各种运动与变化等等。而目前正在发展的量子演化动力学理论，已经能在很大程度上说明宇宙演化内容的基本时空机制。

60、空间尺度和时间

要衡量宇宙空间的演化，除了空间尺度外，还有一个重要的物理特征量，那就是时间，否则就不可能有所谓的演化。也就是说，宇宙空间的演化至少包含了两个物理特征量，空间尺度和时间。换个角度说，在我们所处的这同一个宇宙中，空间和时间是不可分割的，这种统一称之为时空。

对于时间的测量，得与宇宙演化的内容关联。最初人类对时间的测量，是以地球自转一周为一天，地球绕太阳公转一周为一年（虽然古人并不知道地球的自转和公转）。传说伽利略从一教堂里挂着的一盏油灯极有规律的摆动发明了单摆钟，实际上第一架实用的现代单摆钟是惠更斯发明的。这种钟可以计量到秒，但这时秒的计量是与普通一天的计量关联的，也就是说和地球的自转关联。后来为了准确，定义1平均太阳秒为1平均太阳日的864001。这样的计量基准在以后要求更高精度的测量中发现，是极为粗糙的。1967年第十三届国际计量大会上决定：定义1秒为铯133（133Cs ）原子基态两个超精细能级之间跃迁辐射（电磁波）周期的9.192631770×109倍。这个时间的计量标准就和一种原子辐射的宇宙演化自然现象关联了起来。

当然这个时间的计量标准，其精确度目前也不是最高的。有的科学家建议，用天文观测到的脉冲星的脉冲来计量时间，其精度要高得多。但目前最有希望的时间计量技术，可能会采用BEC 状态，即玻色－爱因斯坦凝聚态。在这种状态下，原子处在几乎0o K 的一种特殊量子凝聚态的基态下。任何小的、偶然出现的激发态，向基态的跃迁，都会发出可以得到精确测量的辐射。这种辐射就可作为时间测量的计量标准。

正如前面我们所说，在我们所处的这同一个宇宙中，空间和时间是不可分割的。这一点爱因斯坦1905年建立的狭义相对论已经给出明确的说明。即单独测量空间尺度或单独测量时间是不行的。空间尺度和时间的测量与所测量的对象的运动是关联的，与测量对象本身

也是关联的。而对宇宙空间的测量与宇宙空间内所包含的实在也是关联的。不过在小尺度上，至少在星际尺度上以及在低速运动的情况下，单独进行空间尺度的测量，还是相当有效并且也是很可靠的。

古人是以步长、臂长或一根特定木棍的长度为基准来度量空间尺度。1889年第一届国际计量大会上决定：保藏在法国国际计量局的一根铂铱合金棒在0℃时，其上两条刻线之间的距离定义为1米。1960年第十一届国际计量大会上决定：1米定义为氪86（86Kr）原子的橙黄光其波长的1.65076373×106倍。这个计量基准在高精度测量中还不够，1983年第十三届国际计量大会上又决定：1米定义为光在真空中1/299792458秒的时间内所传播的距离。于是，空间尺度测量的计量基准，也与一种宇宙演化最基本的自然现象关联了起来。

空间尺度和时间的测量，是物理学最基本的测量。当然前面我们所提到的质量的测量，也是一个最基本的测量。但到目前为止，我们还没有将其与宇宙演化的基本内容直接关联。相信未来我们可以找到这种基本的关联来测量计量质量。

现代科学技术概论课后习题大全

思考题汇编 1. 什么是科学？结合自己对我国古代科学技术的了解，想一想中国有没有科学。一般地讲，在传统中，对于究竟何为科学有以下几种看法： （1）科学是一种系统化、理论化的知识体系。 （2）科学是生产知识的社会实践活动。 （3）科学是一种社会建制。 （4）科学是一种文化。 自然科学是一种特殊的意识形态，无阶级性。 科学是一般生产力。 科学的特点：实证性、创造性、逻辑性 2谈一谈科学与技术的关系。 在古代，科学起源于哲学家，而技术起源于劳作的工匠。二者基本上是分离的。 文艺复兴之后，由于商业发展，科学和技术才密切结合。 到了19世纪，技术才渐渐以科学作为自己的基础。科学和技术的结合制度化。 （1）科学与技术的区别：见表格 （2）科学与技术的联系：科学是技术的基础，技术是科学的手段；科学指导技术的发展，技术对科学提出课题；科学提供了可能性，技术变可能为现实。 3近代科学的发展就方法论角度体现哪些特点，请举例说明。 中，被实验检验。非常重视观察与实验在科学研究中的作用，重视分析和归纳分类。 近代自然科学的特点：1. 力学成为主导学科2. 科学方法的确立。科学中的具体应用：（1）伽利略的数学+实验方法：直观分解-数学演绎-实验证明。 ⑵牛顿的“归纳-演绎方法”：通过实验获得经验，通过数学演绎获得的结论必须回到实验 3. 科学社团与学术研究机构的建立 4比较第一次技术革命与第二次技术革命的不同，并谈谈技术革命与社会发展之间的关系。 第一次工业革命导致的影响是：A．极大地提高了生产力，巩固了资本主义各国的统治基础； B．引起了社会结构的重大变革，使社会日益分裂为两大对立阶级即工业资产阶级和无产阶级，工业资产阶级壮大后，为争夺地位和巩固自己的地位而推动各国的资产阶级革命和改革，无产阶级为改善自己的处境同资产阶级进行斗争，工人运动逐渐兴起； C．劳动力从农村走向城市，开始了城市化进程，人们的生活方式和价值观也在逐渐发生变化； D．密切了世界各地之间的联系，改变着世界的面貌，最终确立了资产阶级对世界的统治；英国很快成为世界霸主；一方面导致先进生产技术和生产方式传播到世界各地，猛烈冲击着旧思想和旧制度，另一方面，资本主义国家在世界范围为了商品市场和原料而拓展殖民地，加剧了当地的贫困落后，使东方从属于西方。 第二次工业革命产生的影响是：A．大大地促进了经济的发展，形成许多新工业部门如电子工业和电器制造业、石油开发业和石油化工工业，以及新兴的通讯产业； B．生产关系进一步调整，随着生产发展，生产和资本日益集中而形成垄断资产阶级，资

自然科学概论学后感

自然科学概论学后感 本学期学校给我们开了现代自然科学概论一课。通过对这门课程的学习，我了解了自然科学各基本科目的来源以及当下的状况，并对它们对于人类社会发展的利弊作用有了一定程度的认识。在这学期将要结束的时候，我很高兴可以谈谈学习后的一些感想。由于本课程内容庞杂，为了可以全面地反映自然科学发展的面。说白了，自然科学发展的历史其实也就是人类不断认识自然并且改造自然的历史，只要人类存在一天，它就要发展一天，不会终结。现在屹立在我们面前的巍峨的科学大厦，是一代又一代的科学家以及科技工作者呕心沥血的结晶之作。我们除了深深地敬仰之外，更重要的是相信这座大厦会在后人的努力下更加熠熠生辉，它的光芒将可与日月争光。 马克思主义认为，认识自然和改造自然是人类的本性，是人类赖以生存和发展的前提以及基本条件，它在人类出现的那一天起就没有停止过。通过这门课程的学习，我可以很系统的说明这一现象的来龙去脉。虽然各个国家“各自为政”，发展自己的自然科学，有点缺乏沟通和交流，但是他们的成绩却都是不朽的、骄人的，这就说明人类的发现和探索是自觉的、有目的有意识的。 我们的祖先也是由于不断地努力不断地探索，创造了伟大的成就。纵观整个世界历史，取长补短、兼容并收的国家往往可以长盛不衰，而固步自封、闭关自守的国家则最终落后并遭受欺侮。古希腊文明得益于古埃及和两河流域者甚多，到了古罗马时期停步不前。善于学习的阿拉伯人在短短的三四百年间，从几乎一无所有的境地追赶上了当时的世界先进水平，古希腊的科学文化得以延续和把古代最先进的中国技术传到西方的主要也是阿拉伯人的功劳。欧洲人从阿拉伯人那里重新发展古希腊文化，又从他们那里得到许多东方先进的技术，这才有近代科学的兴起。 应当认为，近代科学的形成包容了古代世界各地区人民的贡献，只是所献各有不同，程度也相异罢了。近代自然科学伴随资本主义的诞生逐渐传遍整个世界，由于各国经济历史政治背景各不相同，因此自然科学的发展水平也参差不齐。 历史是无情的，它不会偏爱于任何国家或者地区，只有某些国家某个时期走在前面，没有哪一个国家永远领先。科学没有国界，科学的价值现在已广为人识，科学竞争已成为世界竞争的主要内容之一，也是其他方面竞争的基础。竞争与交流并存。竞争对于科学来说是件好事，它是推动科学发展的重要力量。 作为社会主义初级阶段我国，比起当今发达资本主义国家来说有很多地方都是落后的。因此，在进行社会主义现代化建设中我们必须保持清醒的头脑，把握机遇，奋发图强，认真学习和吸收一切先进和有用的东西，就不但有可能在竞争中跟上世界潮流，也完全有可能走到前列。过去如此，今后也必定如此，这也是人类历史发展的必然规律。

《现代科学技术概论》题库及答案

《现代科学技术概论》题库及答案 一、填空题 1. 按照研究过程的不同可将研究分为__________、__________和开发研究。 2. 古希腊数学的最高成就体现在亚历山大时期的___________，他的不朽著作_____________，把前人的数学成果用公理化的方法加以系统的整理和总结。 3. 古代中国的四大发明是指造纸、______、印刷和______。 4. 近代科学革命是以________创立的日心说为开端，宣告了神学宇宙观的破产，比利时的解剖学家维萨里的___________一书，揭开了医学领域的革命序幕。 5. 拓扑学是用________研究几何图形在_____________下保持不变的性质。 6. 狭义相对论的两条基础原理分别是________________和_________________。 7. 德国物理学家海森堡和奥地利物理学家薛定谔分别于1925年和1926年创立了两种不同形式的量子力学____________和____________。 8. ____和______，揭开了原子能时代的序幕，标志着原子核物理学进入了一个新的发展阶段。 9. 广义相对论表明：在引力场中，空间的弯曲程度取决于__________________，物质密度大的地方，引力场也大，空间的弯曲也__________。 10. 计算机系统由________和________组成。 11. 迄今为止的计算机都是基于匈牙利数学家___________的___________思想设计而成的。 12. 网络拓扑结构是指网络中计算机之间物理连接的方式，较常见的拓扑结构有___________、总线结构、环形结构、___________和树形结构。 13. 对应于研究的种基本类型可以将科学分为基础科学、_________和_________。 14. 古希腊成就最伟大的物理学家是___________，被誉为“力学之父”，他在静力学方面的主要成果是用逻辑方法证明了_____________并给出了数学表达式、发现浮体定律、提出计算物体重心的方法等，这在当时达到世界的最高水平。 15. 我国古代著名的数学家_____________发现了圆周率，比欧洲早近1000年。明代时的李时珍著有_____________一书，记载有1892种药物，方剂11000个。 16. 中国古代著名的三大技术是指陶瓷技术、_________和__________。 17. 牛顿是提出了运动三定律和______________，使力学成为一个完整的理论体系，他________________________，被誉为近代科学史上最伟大的著作。 18. 法国的科学家拉瓦锡提出了燃烧的_________学说，牛顿和___________发明了微积分。 19. __________发明了蒸汽机，把人类带入“蒸汽时代”，意大利的___________发明了电池。 20. 1755年，康德和拉普拉斯提出了关于太阳系起源的___________。第一个提出生物进化论的是法国动物学家___________。 21. 新达尔文主义的代表人物是_________，他提出种质选择论，19世纪50-60年代，奥地利的科学家_________发现了遗传定律。 22. 突变理论主要以_________和奇点理论为工具，通过对稳定性和_________的研究，提出系列数学模型，以解释自然社会现象中所发生的不连续的变化过程。 23. 化学键主要有_________、共价键和_________。 24. 蛋白质的基本结构单位是__________，核酸的基本结构单位是___________。 25. 生殖细胞包括__________和_____________。

现代科学技术导论复习资料(终审稿)

现代科学技术导论复习 资料 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

复习资料 第一篇1-4章复习要点 1、我们居住的地球是太阳系家族的一员，距太阳平均距离为多少？ 答：据太阳平均距离为1.496×108km。 2、恒星的演化过程分为哪几个阶段，恒星的结局是什么？ 答：恒星的演化过程可分为四个阶段:初始阶段、亚稳阶段、周期性收缩膨胀阶段、引力坍缩阶段。恒星的结局：1.白矮星→黑矮星（质量≤1.4倍太阳质量） 2.中子星 3.黑洞。 3、生命体的基本结构单位以及蛋白质的基本组成单位分别是什么？ 答：细胞。氨基酸。 4、谁提出了化学元素的概念谁发现了元素的周期性递变规律并制成了元素周期表 答：玻尔。门捷列夫。 5、太阳大气层可分为三层，从内到外依次是什么？ 答：光球、色球和日冕。 6、太阳辐射的能量主要来源？ 答：太阳中心区的氢核聚变。 7、根据地震波在地球内部的变化可将地球内部分为哪三个部分？ 答：地壳，地幔，地核。 8、地球的外部圈层的组成。 答：大气圈、水圈、生物圈。 9、电子、质子和中子分别是谁发现的？ 答：汤姆森发现电子。卢瑟福发现质子。莫塞莱发现中子。 10、太阳系的中心天体是什么半径是多少

答：太阳。半径为7×105km。 11、自然界四种基本的相互作用力是哪些？ 答：万有引力，电磁相互作用力，强相互作用力，弱相互作用力。 12、地球表面的变化。 答：外力对地球表面的作用：1.水的运动、冻结、化学作用。2.大气的运动（风）、降水、气温的变化。3.生物：植物的生长。动物的挖掘。生物的生长和死亡。内力对地球表面的作用：1.地壳运动。2.火山活动。3.地震。 13、高技术的特征。 答：高增值，高竞争，高资金，高风险，高驱动和高智力。 14、现代科学具有的特征。 答：1.客观真理性。2.可检验性。3.系统性。4.主体际性。 15、微观粒子有哪些？ 答：电子、质子、中子、正电子、中微子、介子、超子、夸克。 16、DNA分子中有哪四对碱基？ 答：A=T、G C、T=A、C G。 第二篇 第一章生物技术 1.克隆羊多莉产生的过程。（P99第二段） 答：科学家采用体细胞克隆技术，主要分四个步骤进行： ①从一只六岁的芬兰母羊（称之为A）的乳腺中取出乳腺细胞，将其放入低浓度的培养液中，细胞逐渐停止分裂，此细胞称之为供体细胞。 ②从一头苏格兰黑面母绵羊（称之为B）的卵巢中取出未受精的卵细胞，并立即将细胞核除去，留下一个无核的卵细胞，此细胞称之为受体细胞。 ③利用电脉冲方法，使供体细胞和受体细胞融合，最后形成融合细胞。电脉冲可以产生类

现代科学技术概论-教学大纲

《现代科学技术概论》课程教学大纲 【课程编号】：538900020 【英文译名】：Generality of Modern Science and Technology 【适用专业】：本课程适用于理、工、文、管、农类各专业。 【学分数】：2 【总学时】：32 一、本课程教学目的和课程性质 《现代科学技术概论》作为大学生文化素质教育主要课程之一。本课程以现代科学技术知识为主线，通过丰富的内容、翔实的材料、典型的事例介绍现代高新技术的发展、现状、趋势及对社会的影响，形成文理交叉、理工渗透、专业基础与技术应用相结合的课程体系，有助于大学生树立科学意识，提高科学素养，学会科学思维，形成科学世界观和方法论。 二、本课程的基本要求 （一）从内容上，应使学生了解科学技术发展简史；现代高新技术的主要内容、发展现状和发展前景；科学技术与社会的关系。 （二）从能力方面，应培养学生科学的思维方法，对科学探索的兴趣和爱好，进一步形成科学的世界观和方法论。 （三）从教学方法上，以讲授为主，适当加以课堂讨论，同时充分发挥多媒体技术的优势，建立网络教学、交流、辅导系统。 三、本课程与其他课程的关系 本课程为后续的基础课程及专业课程的学习提供丰富的科学技术背景知识和必要的理论基础。 四、课程内容 1.科学技术发展简史 1.1科学与技术概论 1.2古代科学技术 1.3近代科学技术 1.4现代科学技术革命 2．现代科学技术 2.1生物技术 2.2现代信息技术 2.3激光技术 2.4新材料技术 2.5新能源技术 2.6 空间与海洋技术 1

工程技术中心 2 2.7 环境科学技术 3工程技术基础 3.1工程图学基础 3.2 工程力学 3.3 工程材料 3.4机械设计与制造基础 3.5先进制造技术 4.科学技术与社会 4.1科技的社会功能 4.2二十世纪科技的发展与创新 4.3科教兴国 4.4科技进步与可持续发展 4.5科学技术与人文社会科学 五、教学方法建议 对于该课程的教学，注重发挥现代教育技术的优势，改进教学方法，深化教学改革，提高教学效能，取得较好实践效果。 在教学中注意把握好本课程教学目标的特性，关注科学技术前沿的动态变化、关注学生的学习需求、关注不同专业学生的基础差异性，因材施教，因势利导，使教学内容具针对性和实效性。 在具体教学中，坚持教学双向互动，设计了许多专题，供师生讨论、辩论，提倡质疑，培养探索精神，将科学探索与课堂教学有机结合。 教学中，注重将多种方法和手段灵活运用到教学中，采用现代声像技术和多媒体技术让教学信息多途径传播，强化现代科学技术的直观性和课堂元素的丰富性。通过研制多媒体教学软件和信息资源，化静为动，变难为易，拓宽了教学的时空，激发了学生的学习兴趣。通过营造教学情境，寓教于乐，增强了教学的直观性、生动性，调动了学生学习的积极性。 六、考核方式 考核成绩= 平时成绩（40%）+ 考试成绩（60%） 平时成绩以考勤、课堂表现、回答问题等情况作为考查依据，考查合格者可以参加期末考试；考试实行笔试，百分制记分。 七、其它说明 八、选用教材及主要参考书 1、教材 2、参考书

自然科学概论复习题及答案

《自然科学概论》复习题及答案 一、填空 1、自然科学是研究自然界各种和的科学，是人类在认识自然、改造自然的过程中所获得的关于自然界各种事物的现象和规律的知识体系。 2、自然科学的特点有：1 ，2 ，3 ，4 。 3、自然科学的发展经历了、、三大阶段。 4、现代自然科学的体系结构，一般认为是由科学、科学、科学所构成。 5、电子计算机的硬件主要有哪五部分组成：、、、 和。 6、现代天体物理认为：一般恒星的演化都经历 - - - 四个阶段。 7．组成蛋白质的基本单位是。组成核酸的基本单位是，核酸可分为和两大类。 二、选择 1、人类最早冶炼的金属是（） A、金 B、银 C、铜 D、铁 2、提出燃烧作用的氧化学说和确定质量守恒定律的是：（） A、波义耳 B、拉瓦锡 C、门捷列夫 D、维勒 3、对发现化学元素周期律作出了决定性贡献的是：（） A、波义耳 B、拉瓦锡 C、门捷列夫 D、维勒 4、研究无穷维抽象空间及其分析的数学理论（） A、数理统计 B、运筹学 C、泛函分析 D、数理逻辑 5、用数学方法研究推理的规律，研究正确思维所遵循的规律的学科，亦称符号逻辑的是（） A、数理统计 B、运筹学 C、泛函分析 D、数理逻辑 6、地球的形状确切的是说是（） A、球形 B、椭球体 C、梨状体 D、苹果形

7、“第一类永动机是可以制成的”这句话违背了( ) A、牛顿第一定律 B、机械能守恒定律 C、热力学第一定律 D、分子运动论 8、绵羊有白色的和黑色的。白色由显性基因(B)控制，黑色由隐性基因(b)控制。一只白色公羊和一只白色母羊交配，生了一只黑色小绵羊，那么公羊和母羊的基因型应该是（）A．BB BB B．BB Bb C．Bb Bb D．BB bb 9、达尔文进化学说的核心是（） A．适者生存 B．遗传和变异 C．生存斗争 D．自然选择 10、环境科学产生的理论基础是：（） A、生态学 B、物理学 C、化学 D、生物学 三、判断（在题号前括号内填“√”或“╳”） （）1、从猿到人的转变关键是劳动 （）2、原始时代第一个最重要的技术创造是石器的制造和发明。 （）3、自然科学最基本的社会功能是：它不能促进社会生产的发展。 （）4、原始宗教观念的主要内容是万物有灵论。 （）5、我国的种茶养蚕都是世界上最早的。 （）6、我国的天文学不是世界上天文学发展最早的国家之一。 （）7、我国是世界上最早的瓷器生产国。 （）8、很轻的原子核在极高的温度下非常接近时会聚合在一起，形成新的核并放出大量能量的过程叫核的聚变。 （）9、南北大运河以开凿最早、规模最大、里程最长闻名于世。 （）10、“绝对时空观”把时间和物质运动分割开来，认为空间是与外界任何事物无关的“绝对空间”，时间是与外界任何事物无关的“匀速地”“流逝着”的“绝对时间”。 四、简答题 1、简述塞尔维特血液小循环的主要内容：

现代 现代科学技术概论心得

现代科学技术概论心得 中国，古老而文明的象征，五千年的文明繁衍至今形成了一种博大精深的民族文化、民族精神、民族魂！中国的生命中蕴含着两百年前的辉煌，一百年前的耻辱与一百年后的奋争百年前的炮火轰开了这片古老大地的国门，持有先进武器的列强在我们的土地上纵横驰骋，使我们的民族濒临灭亡。我们依靠民族的意志与精神战胜了苦难，重新屹立于世界优秀民族之林。昔日的八国联军攻陷北京城，今日的十五国联军退守三八线，历史的瞬间让我们为百年战火的耻辱划上了句号百年后的今天，我们不再惧怕武力，但这并不意味着我们可以重新实现成为世界强国的梦幻。随着人类文明程度的发展，掠夺与侵占的内涵变得深远。经济手段的蚕食是一种无形的掠夺与侵占，它虽没有战争那样残酷，但仍会导致一个民族从物质到精神上的逐渐消亡。一个失去民族工业、失去民族文化的国家，在当今的世界里，同样意味着遭受殖民统治似的损失。麦当劳、奔驰汽车、松下电器等等，在带给我们世界先进的产品、先进的管理的同时，也给我们的民族工业带来了前所未有的冲击。经济列强在疯狂掠夺之余嘲笑我们的无知、无能，大量倾销劣质产品，大力宣传所谓的西方文明，在物质与精神上逐渐使我们丧失反击的能力。这是正在我们身边发生的耻辱，一种比武力侵占容易让国人忍让、接受的耻辱。中国人何时才能把握自己的命运？中科人清醒的意识到：竞争的成败在于效益的高低，效益的高低源于现代化管理、领导者的思维及全民素质的提高。中科人自喻为拓荒者，选择了一块提高民族现代化管理水平的土壤，并在这块土地上默默耕耘。多年的辛劳换取的是为社会贡献出的一种现代化管理工具，她的应用可以使国家的现代化管理水平上升到一个全新的高度；她的推广需要众多有识之士加入我们共同的事业与我们携手认同，用我们共同的智慧创造我们民族的未来? 科学发展观唤醒创新基因的特征，创新是一种观念，观念没有理性。创新是博弈中的常数。文化创新是大自然中的无性繁殖，文化创新又类似嫁接，每一个人都可以通过这个独特形式进行文明的创造，当最终看到创新的结果时，那已经不是原来的文明了。人与他物的合成都属于未来，人的生存道路就是与他人一起创造未来。 《博弈圣经》中说：“博弈的结构，不仅需要自己，还需要另外一个人和一个观众，这是博弈存在的三条件。”任何文化思想的传播都是除自身条件之外，还有两个条件才能构成，因此创新的文化基因也一定是一个三元结构，这样才能构成遗传与生态的文化遗传基因。任何被优先唤醒的科学与博弈的基因模式，都是一种观念思潮，它是科学发展观的源头。 科学发展观就是被唤醒的大自然的基因模式，它不是一个人的文化，里面不存在个人理念，它是大自然自身发展的一条道路。我们的观念一定符合科学与发展，沿着大自然铺设好的这条无形的道路前进，这本身就是科学发展观的主题。 我们的未来该怎么做，从人们首次仰望科学发展观开始，就把这个命题错误地当成了理论进行猜测、评估。社会上一些聪明人开始对科学发展观的背景、起源、本质、内涵、核心等等进行了字面上的解释，结果是众说纷纭。人们凭个人的主观想象，对科学发展观进行更遥远的猜想，好像人人都在谈宇宙的大爆炸、星系的形成、人类的起源、基因的排序、生命的合成等等。一个世纪性命题，是刚刚开始的一部人类文明发展史，一个文化进程也不可能突然被高端人物的智力所理解，也不可能被几句话所解释。 《博弈圣经》里《博弈文化盛宴》一文中说：“领导人的行为一半是道德，一半是博弈。博弈是决策优先，道德是对抗默认。超智慧的领导人知道多少忍让，又何时竞争。他们总是寻找战略主题，制定规则，让他人竞赛。”只有竞赛，人心才会振奋，并被命题统一；只有竞赛，才能显示出文化命题引起壮观的生物秩序。 其实，很多人仍处于一个低级竞争的认识阶段，人与人之间发生的经济竞争行为还是很简单的，大多数人见到利益的时候，本能地表现出原始竞争的自私，用战略的长远眼光看待这种赤裸裸的竞争行为，好像直接扑向食物。或许人们还不能真正简单地认识这些词的意思，

科学技术概论

《科学技术概论》姓名：王城佳 专业：12机设3班 学号：201214240326 日期：2013/5/25

科学技术是指自然科学技术和社会科学技术的总和,这里的生产力是指由物质生产力、精神生产力和人类自身生产力综合构成的社会一般生产力。是先进生产力的集中体现和主要标志，它已渗透于经济发展和社会生活的各个领域，成为推动当代生产力发展的最活跃的因素。探讨当代科学技术发展的时代特征，对于我们掌握当代科学技术并促进教育，经济和文化发展以及向现实生产力的转化具有十分重要的理论意义和现实意义。 “科学技术是第一生产力"，其最本质的含义是”科技在推动生产力发展方面起着越来越重要的作用；科技已成为提高劳动生产力和整个经济增长的源泉；整个生产力的提高依靠科技的发展；科技转化为直接生产力的速度加快。科技发展日新月异，科技在社会发展中起着举足轻重的作用，尤其是对社会的教育，经济，文化…..起着至关重要的促进和推动作用，越来越成为教育，经济和文化前进中不可或缺的重要推动力。反之，教育，经济和文化的发展迫切需要科技的革新，同时促进科技的不断更新和变革。接下来对科技对教育，经济和文化的发展之间的相互关系做具体的论述。 探讨当代科学技术发展的时代特征，对于我们掌握当代科学技术并促进教育，经济和文化发展以及向现实生产力的转化具有十分重要的理论意义和现实意义。 科学技术对人类社会的正面影响主要表现在以下几个方面：第一，促进了社会生产力的迅速发展和提高经济发展。 人类由于使用了科技，改变了传统的生产方式，使生产工艺趋于

现代化，提高了生产的自动化水平，它低污染、低消耗、低能耗，技术含量高，不仅节省了大量人力、物力，降低了生产的成本，提高了产品的质量。例如：炼铁技术的发展使得铁器应用于农业生产，代替了了石器工具；机械农机的使用代替了手工农具。科学技术为一个社会的发展注入了活力，使其经济文化的发展摆脱了衰退和危机，继续保持繁荣。 第二，促进了人们生活方式的改善。 首先，提高了人们的物质和精神文化生活水平。科技产品使用的社会化成为现代社会生活的一道风景线，人们的衣食住行无不与科技密切相关，科技产品已逐渐应用到社会生活的方方面面，成为现代人类日常生活不可缺少的重要组成部分。例如：现代飞机、汽车、轮船等交通工具，大大提高了运行的速度，使人们不仅旅途舒适，而且节约了许多宝贵的时间；电视、音响、电冰箱、洗衣机、空调等高科技家用电器的使用，满足了生活的需要。 其次，提高了人类的身体健康水平。人类基因工程的业已完成，使得科学家对于人类的遗传基因人类借助生物遗传工程、基因工程等高科技技术生产的药品，可以治疗许多常规疗法不能治疗的疑难疾病甚至过去被认为无法治疗的不治之症；治愈疾病，提高人们的身体健康。 再次，极大地开阔了人类的视野和对物质世界的认识水平。科技是人类对自然规律认识的成果，同时也是人类创造性思维的最高成就。例如，大型射电天文望远镜的研制成功，可以使人们看到几十亿

自然科学概论

自然科学概论考核试卷题 一、填空题（每空1分，共10分） 1、地震波速的变化意味着介质的密度和（弹性）性质发生了变化。 2、2011年4月11日，日本大地震伴随着海啸和核爆炸的接踵而至，一般称这种现象为（复合）式地震和（？？）式地震。（学）万奶奶题目一点都不科 3、黑洞的形成是因为（恒星）衰老了。（太口语化了） 4、为未来宇宙航行奠定伟大理论基础的科学家是（爱因斯坦）和（霍金）。 5、当宇宙中的尘埃进入地球的大气层后，会与大气摩擦而燃烧，称为（流）星。 6、水体污染源自工业废水和（农业废水、生活污水）。 7、保护环境是实现社会（可持续发展）的重要条件。 A、科学素养包括科学知识、科学情感态度和科学方法等方面。 B、自然科学不仅研究自然物质也研究人造物质。 C、科学技术是第一生产力。 D、自然科学是客观反映事物的本质的，其研究的方法也只能是观察、实验等直观研究的方法。 2、下列说法错误的是：C A、科学与技术相互关联又有区别的两个概念。 B、科学的任务是认识客观事物，技术的任务是利用和改造自然世界。 C、科学研究专指由专门的科学者从事未知领域的奥秘的工作。 D、要给“科学”下一个固定的、不变的概念是不现实的。 3、电子的发现意义在于：B A、提示了原子核的存在。 B、打破了原子是不可分割的观念。 C、打开了研究分子的窗口。 D、证明原子核是可分的。 4、被称为19世纪末物理学三大发现的是A A、X射线、电子、放射性 B、阴极射线、X射线、放射性 C、光子、电子、放射性 D、X射线、阴极射线、放射性 5、关于微观粒子的说法，不正确的是：D A、参与四种基本的相互作用 B、光子是无静止质量的 C、具有波粒二象性 D、均能稳定存在 6、被称为物质第四态的是：D A、气态 B、液晶态 C、超导态 D、等离子态 7、超导态是物质处于（B）下的一种特殊状态。 A、超高温 B、超低温 C、超高压 D、常态 8、当超导材料的温度低于临界温度而进入超导态以后，该超导材料便呈现完全抗磁性，这种现象称为：B A、超导效应 B、迈斯纳效应 C、光电效应 D、量子效应 9、关于艾滋病的传播途径，下列说法不正确的是：C

现代科学技术概论汇总

考点一、科学和技术的概念 一、科学的基本概念 1、科学是一种特殊形式的社会活动，即知识生产活动，是一种创造性智力活动； 2、其次，科学是一种知识体系。科学是关于自然界、社会和思维的知识体系"。 3、第三，科学是社会发展的实践力。科学不仅是知识生产活动和知识体系，而且是社会发展的实践力量。 科学作为实践力量，通过被人们掌握、利用而发展着，起到改造客观世界的作用。 二、技术的基本概念 1、狭义的理解，只把技术限制在工程学的范围内，如机械技术、电子技术、化工技术、建筑技术等； 2、广义的理解，则把技术概念扩展到社会、生活、思维的领域。人类在为自身生存和社会发展所进行的实 践活动中，为了达到预期目的而根据客观规律对自然、社会进行调节、控制、改造的知识、技能、手段、 规则方法的集合。" 三、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。 1、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。 科学中有技术，技术中有科学。 现代科学技术的关系表现在： A、现代科学是高技术之母，是技术的先导和发源地，科学为技术研究提供了理论基础，开辟了新的技术 研究领域，为技术创新作好了各种知识准备。 B、技术的发展为科学研究提供了物质基础和新的探索手段，科学研究成果通过技术应用物化为直接的生

产力。 2、科学与技术的区别 A、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。 B、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。 C、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。 D、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。 E、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。 F、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。 考点二、科学研究及其类型

自然科学概论复习考试题及答案

1、 人类最早冶炼的金属是（ 、银 C 、铜 2、 提出燃烧作用的氧化学说和确定质量守恒定律的是: 波义耳 B 、拉瓦锡 C 、门捷列夫 维勒 3、 对发现化学元素周期律作出了决定性贡献的是: 波义耳 B 、拉瓦锡 C 、门捷列夫 维勒 4、 研究无穷维抽象空间及其分析的数学理论（ 数理统计 B 、运筹学 C 、泛函分析 、数理逻辑 5、 用数学方法研究推理的规律, 研究正确思维所遵循的规律的学科， 亦称符号逻辑的是（） 6、 数理统计 B 、运筹学 地球的形状确切的是说是（ 球形 、椭球体 、泛函分析 D 、数理逻辑 、梨状体 D 、苹果形 《自然科学概论》复习题及答案 、填空 1、 自然科学是研究自然界各种 _____ 和 ____ 的科学，是人类在认识自然、 改造自然的过程 中所获得的关于自然界各种事物的现象和规律的知识体系。 2、 自然科学的特点有： 1 _____ ，2 _____ ，3 _____ ，4 ______ 。 3、 自然科学的发展经历了 _____ 、 ____ 、 _____ 三大阶段。 4、 现代自然科学的体系结构，一般认为是由 ______ 科学、_科学、 ____________ 科学所构成。 5、 电子计算机的硬件主要有哪五部分组成： _________ 、 ________ 、 _______ 、 ____________ 和 _______________ 。 6、 现代天体物理认为：一般恒星的演化都经历 - - __________ - _____________________________ 四个阶段。 7 ?组成蛋白质的基本单位是 ___________ 。组成核酸的基本单位是 __________ ，核酸可分为 禾廿 __________________ 两大类。 二、选择

最新科学技术概论期末考试复习题资料

（第一章）一、填空题 1. 14 ——15 世纪欧洲，文艺复兴运动，宗教改革运动，意大利、地中海沿岸手工业的兴起，远洋航海与地理大发现和东方文明为近代科学的诞生创造了条件。 2. 1543 年出版的哥白尼的《天体运行论》和维萨留斯《人体结构》，成为近代科学革命的开端。 3.开普勒通过长期从观测和计算发现行星运动的三大定律，他们分别是等面积定律、椭圆轨道定律和公转的周期定律。 4. 伽利略对科学做出了许多贡献，最主要的贡献是对地面物体的研究。 5. 牛顿力学包括物体运动的三大定律和万有引力定律。整个近代物理学和天文学的基础，也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。 6. 17 世纪上半叶，笛卡尔创立了解析几何，推动了数学的发展乃至整个自然科学的发展。 7. 英国的化学家玻意耳提出了化学元素的定义，把化学确立为一门科学。法国的拉瓦锡否定了“燃素说”，建立燃烧的氧化理论。 8. 荷兰人惠更斯创立了光的波动说。1785 年法国人库仑提出了库仑定律，使静电进入定量研究阶段。 9. 林耐创立了对植物进行分类的方法，并用双名命名法为植物命名。 10. 在科学方法上，培根强调观察和实验，笛卡尔推崇理论思维。伽利略提出理想实验方法。惠更斯阐述了假说的作用。牛顿提出分析和综合方法。 二、简答题 1. 哥白尼日心说的革命性作用是什么？ (1) 哥白尼的日心说是科学的天文学诞生的标志，也是近代科学诞生的标志。 (2) 哥白尼的日心说动摇了神学宇宙观，成为自然科学从神学中解放出来的宣言书。 (3) 哥白尼的日心说的革命性作用不在于强调太阳是宇宙的中心，而是在于指出了地球在宇宙中没有任何特殊地位。这正是宇宙论原理的精神，也称为哥白尼精神。 2. 简述培根关于运用归纳法必须记住两条规则。 ①放弃所有先入为主的概念而重新开始； ②暂时不要企图上升到一般的结论。 3. 简述笛卡尔的演绎法要遵守的几个原则。 ①只把那些十分清楚明白地呈现在我的心智之前、使我根本无法怀疑的东西放在我的判断中； ②把难题尽可能分解为细小的部分，直到可以圆满解决为止； ③按从最简单、最容易认识的对象开始，一点一点地上升到复杂对象的认识； ④把一切情形尽量完全地列举出来，尽量普遍地加以审视，以保证没有遗漏。 （第二章）一、填空题 1. 18 世纪60 年代以英国的凯伊发明了飞梭，为导火索开始了第一次产业革命，以瓦特发明的蒸汽机为重要标志。 2. 英国产业革命的源头是纺织业机械化，技术变革的原因是垄断地位的传统毛纺织业的排挤而产生的；另一产业是钢铁产业，冶金工业的变革是因化学发明而推动的。 3. 1709 年，英国的达比父子发明了用焦炭炼铁的方法。1814 年英国人史蒂芬森发明了火车。 4. 18 世纪，法国在分析力学方面的工作是首屈一指的。 二、简述题答案 1. 蒸汽技术革命对社会的影响有哪些？ 蒸汽技术革命，第一次大规模地把热能转变为机械能，推动了科学、热力学和能量转化方面的基础理论的研究；推动了纺织、采矿、冶金、机械等各类技术科学；也导致了第一次工业技术革命的兴起，极大的推进了社会生产力的发展。 2. 简述法国的科学之所以能超过英国成为近代科学的中心，政府采取了那些措施。 ①任命一大批科学家为革命政府的重要官员，提高了科学在社会中的地位。 ②发展科学教育。创办了一系列的新军事院校、医学院校、技工学校和一些新的大学，包括巴黎综合工艺学院和巴黎高等师范学院。 ③改造旧的皇家科学机构使之从宫廷走向社会。 （第三章）一、填空题 1. 19 世纪下半叶，康德, 拉普拉斯先后提出了太阳系形成的星云假说。英国人赫歇尔发现了天王星和太阳的自行，并把人们对天空的认识扩展到了银河系。 2. 19 世纪初，地质学之父史密斯的主要贡献是提出了化石层序律。古生物学家居维叶提出了地质变动的灾变论。 3. 能量守恒定律有不同国籍的10 多个科学家的工作有关。其中有突出贡献的3 位科学家是迈尔、焦耳、亥姆霍兹。

现代自然科学导论

现代自然科学导论 第一章自然科学基本概念的形成与基本测量 1O、人类的进化与自然科学基本概念的形成 作为今天高级智慧生物的人类，在远古时期也与别的动物一样，对自然界的感受没什么不同。那时的人类和一般动物一样，都能感受到饥饿、疼痛、疲倦、危险、光亮、黑暗等等。后来人类和高级一点的哺乳动物一样，也能感受到食物、敌人、恐惧、花草、树木、别的若干动物等等。或许这些感受从某个时期已经能上升到意识的地步，但还远远达不到形成概念的程度。 人类能与普通的动物区分开来，或许是由于生存环境的变化，或许是由于人类生存发展的需求，自然地迫使人类大脑的进化达到其功能可以把对环境的感受提高到意识的地步，并进而能形成相应的一些粗略概念。在原始人类头脑中的众多原始而又粗略的概念中，有三个发展出了数学和物理学。这就是物品的多少、物品的远近和诸如日月星辰的升落及等待过程的长短。 显然，物品的多少首先就是一个数量的概念，数量的概念就是数学发展起点。但物品的多少这个概念还可以发展出另一个极有价值的概念，那就是质量。同样，我们可以看出，物品的远近无疑可以发展出距离的概念，而日月星辰的升落及等待过程的长短，可以发展出时间的概念。 或许某些动物的头脑中也形成了物品的多少、物品的远近和诸如日月星辰的升落及等待过程的长短等概念。但为什么它们没有象人类一样发展出数量、质量、距离和时间这些计量的概念呢？这个问题用于人类发展的历程又过于久远而太过于复杂，因此是很难完全搞清楚的。但有几个要素可以提供一点线索。首先，在人类还未从灵长类动物分化出来的1700万年以前，和灵长类动物一样，有一个特殊的生理结构，那就是它们的前肢可以方便地抓拿物品。 其次，自然气候和环境的变化，有可能使得某些灵长类种群的栖息地的森林逐步消亡。这就迫使这些灵长类种群逐步地从树上下来，到地面上寻找食物。这时，这些灵长类种群的前肢就不再是平时要抓住树枝，以维持身体的平衡，而是用它们的前肢来搜寻抓拿食物和其他物品。这样，这些灵长类种群的前肢就解放了，可以做更多不同的事，而前肢的功能就可能得到更大的发展。伴随着搜寻食物和拨弄抓拿物品的过程，使得这些灵长类种群的大脑功能发展得更大、更快、更强。 无疑，前肢使用得越多，躯体就越依赖于后肢的支撑而使整个身体移动。终于有一天，这些灵长类种群完全地直立行走奔跑了，人类诞生了！而这一时间大约是在700万年前。 最初的人类其前肢即手的功能已发展到很强大的地步。他们可以用手来使用木棍、木棒和石头作为工具进行捕猎、捕鱼。后来可以用手来制造简单的工具，如刮削用的石刀、砍

现代科学技术导论复习

复习资料 第一篇1-4章复习要点 1、我们居住的地球是太阳系家族的一员，距太阳平均距离为多少 答：据太阳平均距离为×108km。 2、恒星的演化过程分为哪几个阶段，恒星的结局是什么 答：恒星的演化过程可分为四个阶段:初始阶段、亚稳阶段、周期性收缩膨胀阶段、引力坍缩阶段。恒星的结局：1.白矮星→黑矮星（质量≤倍太阳质量） 2.中子星 3.黑洞。 3、生命体的基本结构单位以及蛋白质的基本组成单位分别是什么 答：细胞。氨基酸。 4、谁提出了化学元素的概念谁发现了元素的周期性递变规律并制成了元素周期表 答：玻尔。门捷列夫。 5、太阳大气层可分为三层，从内到外依次是什么 答：光球、色球和日冕。 6、太阳辐射的能量主要来源 答：太阳中心区的氢核聚变。 7、根据地震波在地球内部的变化可将地球内部分为哪三个部分 答：地壳，地幔，地核。 8、地球的外部圈层的组成。 答：大气圈、水圈、生物圈。 9、电子、质子和中子分别是谁发现的 答：汤姆森发现电子。卢瑟福发现质子。莫塞莱发现中子。 10、太阳系的中心天体是什么半径是多少 答：太阳。半径为7×105km。 11、自然界四种基本的相互作用力是哪些 答：万有引力，电磁相互作用力，强相互作用力，弱相互作用力。 12、地球表面的变化。 答：外力对地球表面的作用：1.水的运动、冻结、化学作用。2.大气的运动（风）、降水、气温的变化。3.生物：植物的生长。动物的挖掘。生物的生长和死亡。内力对地球表面的作用：1.地壳运动。2.火山活动。3.地震。 13、高技术的特征。 答：高增值，高竞争，高资金，高风险，高驱动和高智力。 14、现代科学具有的特征。

答：1.客观真理性。2.可检验性。3.系统性。4.主体际性。 15、微观粒子有哪些 答：电子、质子、中子、正电子、中微子、介子、超子、夸克。 16、DNA分子中有哪四对碱基 答：A=T、G C、T=A、C G。 第二篇 第一章生物技术 1.克隆羊多莉产生的过程。（P99第二段） 答：科学家采用体细胞克隆技术，主要分四个步骤进行： ①从一只六岁的芬兰母羊（称之为A）的乳腺中取出乳腺细胞，将其放入低浓度的培养液中，细胞逐渐停止分裂，此细胞称之为供体细胞。 ②从一头苏格兰黑面母绵羊（称之为B）的卵巢中取出未受精的卵细胞，并立即将细胞核除去，留下一个无核的卵细胞，此细胞称之为受体细胞。 ③利用电脉冲方法，使供体细胞和受体细胞融合，最后形成融合细胞。电脉冲可以产生类似于自然受精过程中的一系列反应，使融合细胞也能像受精卵一样进行细胞分裂、分化，从而形成胚胎细胞。 ④将胚胎细胞转移到另一只苏格兰黑面母绵羊（称之为C）的子宫内，胚胎细胞进一步分化和发育，最后形成小绵羊多莉。 2. 基因的结构和定义。 答：结构：编码区，前导区，尾部区，调控区。定义：基因是有遗传效应的DNA的特定区段，是含有特定遗传信息的核苷酸序列，是控制生物性状的遗传物质的功能和结构单位。 3.基因工程的定义，内容。 答：基因工程又称重组DNA技术。基因工程是利用基因拼接技术把我们需要的基因（DNA片段）提取出来，在生物体外人工进行分离、剪切、重组、拼接，然后植入某种细胞的DNA中去，使后者具有用常规方法无法获得的新的遗传性，从而改造或组建生物的现代技术。 4.酶工程的主流技术。 答：酶工程的主要技术有酶的开发与生产技术、酶的固定化技术、酶的分子改造和修饰技术、酶的抑制剂的开发研究技术，其中酶的固定化技术是酶工程的核心。 5.基因工程在各个领域的应用。 答：基因工程药物、基因疗法、器官移植、转基因食品、单克隆抗体、转基因工业生产。 第二章 1.计算机的主要特点。 答：1.快速的运算能力。2.足够高的计算精度。3.超强的记忆能力。4.复杂的逻辑判断能力。5.按程序自动工作能力。 2.计算机的软件及硬件系统。 答：硬件：1.输入设备。2.输出设备。3.存储器。4.运算器。5.控制器。软件：1.系统软件。2.

【整理】《自然科学概论》

自然科学概论 一、名词解释： 1.地域分异规律：自然地理环境各组成成分及其构成的自然综合体在地表沿一定方向分异或分布的规律性现象。 2.天文单位：是长度的单位，历史上约等于地球跟太阳的平均距离。天文常数之一。天文学中测量距离，特别是测量太阳系内天体之间的距离的基本单位，地球到太阳的平均距离为一个天文单位。一天文单位约等于1.496亿千米。 3.水循环：水循环是指地球上不同的地方上的水，通过吸收太阳的能量，改变状态到地球上另外一个地方。例如地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。 4.气候：气候是地球上某一地区长时期天气的一般状态，是长时期各种天气过程的综合表现，它既反映平均情况，也反映极端情况。 5.生物群落：生物群落指生活在一定的自然区域内，相互之间具有直接或间接关系的各种生物的总和。与种群一样，生物群落也有一系列的基本特征，这些特征不是由组成它的各个种群所能包括的，也就是说，只有在群落总体水平上，这些特征才能显示出来。 6.狭义相对论：狭义相对论是由爱因斯坦、洛仑兹和庞加莱等人创立的，应用在惯性参考系下的时空理论。也是对牛顿时空观的拓展和修正。按照狭义相对论而言，物体运动时质量会随着物体运动速度增大而增加，同时，空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。 7.环境问题：环境问题，是指由于人类活动作用于周围环境所引起的环境质量变化，以及这种变化对人类的生产、生活和健康造成的影响。人类与环境不断地相互影响和作用，产生环境问题。 8.太阳常数：太阳常数是进入地球大气的太阳辐射在单位面积内的总量，要在地球大气层之外，垂直于入射光的平面上测量。 9.水循环：水循环是指地球上不同的地方上的水，通过吸收太阳的能量，改变状态到地球上另外一个地方。例如地面的水分被太阳蒸发成为空气中的水蒸气。 10.天气：天气是指某一个地方距离地表较近的大气层在短时间内的具体状态。 11.生物多样性：生物多样性是指在一定时间和一定地区所有生物（动物、植物、微生物）物种及其遗传变异和生态系统的复杂性总称。它包括遗传(基因)多样性、物种多样性和生态系统多样性三个层次。 12.元素周期表：化学元素周期表根据原子序从小至大排序的化学元素列表。列表大体呈长方形，某些元素周期中留有空格，使特性相近的元素归在同一族中。现代的周期表由俄国化学家门捷列夫于1869年创造，用以展现当时已知元素特性的周期性。自此，随着新元素的探索发现和理论模型的发展，周期表的外观曾经过改变及扩张。 二、简答 1.现代自然科学的特点。 答：1.科学理论有新的革命性突破。 （1）科学理论的思想性突破 （2）科学理论的层次性突破 （3）科学理论的解释性突破 （4）科学理论的应用性突破 2.科学形态上形成了大量综合科学 3.科学认识上建立了新的思维方式