现代科学技术革命的诞生、特征和影响
一、现代科学技术革命的诞生
（一）20世纪的科学革命
1.现代科学革命产生的背景：到19世纪，机械决定论和还原论仍然影响着物理学、化学、生物学、医学、心理学。它已经根深蒂固地渗透到自然科学的各个研究领域，甚至人类的文化方面。人们在研究复杂事物的过程中，主要采取从实体上进行还原的方法，“试图在所有复杂的现象中找到共同具有的物质实体（如原子），将其作为差异性的共同基础。”爱因斯但指出：“从希腊哲学到现代物理的整个科学史中，不断有人力图把表面上极为复杂的自然现象归结为几个简单的基本观念和关系。”近代科学在诸如力的分解、元素的离解，生物的解剖等方面取得的成功，使人们坚信“机械分割”的思想是无往不胜的，并试图把这种方法推广到对生命现象和社会现象的研究上。机械还原论者坚信，任何复杂的运动形式，都可以最终分解为机械的或力学的运动形式。尽管19世纪的自然科学取得的某些成就已经部分地揭露了机械决定论和机械还原论的局限性，但是要动摇和突破这种规范是不容易的，因为它们是构成近代科学赖以产生和发展的基础。恩格斯说：“把自然界分解成各个部分，把自然界的各种过程和事物分成一定的门类，对有机体的内部按其多种多样性的解剖形态进行研究，这是最近400年来在认识自然界方面获得巨大进展的基本条件。”
19世纪末，许多科学家都认为，以力学为基础的经典物理学大厦已经峻工，人们在对这幢雄伟大厦表示赞叹之余，又多少流露出满足和无所作为的情绪。著名的德国科学家基尔霍夫（G.R.Kirchhoff）表示：“物理学将无所作为了，至多只能在已知规律的公式的小数点后加上几个数字罢了”。英国大物理学家W.汤姆逊在刚跨入20世纪的第一天的《元旦献辞》中也说：“在已经建成的科学大厦中，后辈物理学家只能做一些零碎的修补工作。” W?汤姆逊在对科学大厦赞叹的同时，又不得不承认在物理学晴朗的天空还有两朵小小的令人不安的乌云。这两朵乌云是什么？为什么它们会引起这位著名物理学家深深的忧虑呢？物理学进入19世纪80年代以来，人们在实验中发现了一系列令人困惑的现象，经典理论对此显得无能为力。其中现象之一，就是迈克尔逊——莫雷实验。 1880年，美国物理学家迈克尔逊和化学家莫雷利用光学干涉仪进行了一项搜索“以太风”的著名实验来测量所谓的“以太漂移”。“以太”是根据牛顿经典力学观点所设想的用来传播光的介质，经典力学认为以太充满整个宇宙空间，而且是静止不动的。在牛顿力学中，任何机械运动都是相对于一个参考系进行的。地球相对太阳运动，必然能测得所谓的“以太飘移速度”（即地球和以太之间的相对运动速度）。迈克尔逊和莫雷经过不懈努力，昼夜不停地观察了五天，试验的精密度达到四十亿分之一，也没有找到“以太风”或地球相对于“以太”漂移的运动迹象，于1887年12月宣布实验测得以太“漂移速度”为零的结果。这一否定性的实验结果说明地球和以太之间不存在相对运动。这就是物理学史上有名的“零结果”，人们曾试图从各个角度对此作出说明，但都难以自圆其说。看来，人们原先对光传播所构想的物理图象是不正确的，使许多持有光是以太波动观点的物理学家大失所望。这一现象被称之为19世纪末20世纪初飘浮在物理学上空的一朵乌云。另一朵乌云与绝对黑体辐射的实验有关。热辐射是普遍的自然现象，物体在任何温度下都会以电磁波的形式向外辐射能量，其量值可以通过实验测定出来。由于绝对黑体在受光照达到热平衡时将会把能量全部以热辐射的形式发送出去，黑体的热辐射要比相同温度下其他任何物体的热辐射强，所以黑体是研究热辐射的理想模型。通过研究黑体辐射来揭示热辐射现象的本质和规律，是19世纪末物理学的一个重要课题。德国物理学家维恩（w?wien）发现随着辐射体温度的升高，辐射的峰值会向短波方向移动，即所谓的“位移定律”。1896年，他依据热力学，用半经验半理论的方法找到了“维恩公式”，用以说明黑体辐射谱。发现这个公式在短波段（高频辐射部分）同实验吻合，但在长波段（低频辐射部分）却系统地低于实验值。以后，英国物理学家瑞利（Lord Rayleign）根据经典统计物理学推出另一公式，它在长波段（低频辐射部分）与实验相符合，但在短波段（高频辐射部分——紫外光区）完全不能适用。按公式计算的预测值，在紫外一端辐射应趋向无穷大，而实验数据的结果却趋于零。这显然是荒谬的。经典物理学的理论在这里陷入困境和危机。这就是有名的“紫外灾难”。“紫外实验”成为飘浮在物理学上空的又一朵乌云。英国著名物理学家凯尔芬勋爵在1900年的讲演中把这两大疑难称之为经典物理学天空中的两朵乌云。他说：“动力学理论断言“热”和“光”都是运动的方式，现在这一理论的优美性和明晰性被两朵乌云遮蔽的黯然失色了。实际上，当时物理学天空并非只有两朵乌云，例如被称之为19
世纪末物理学的三大发现，即1895年德国物理学家“伦琴”发现X射线，1896年波兰物理学家居里对放射性元素的发现,以及1897年英国物理学家汤姆逊对电子的发现，都是对经典物理学理论的极大冲击：X射线可以穿透物体，说明“不可入性”不是物质的固有属性，而传统观念认为物质是不可入的；放射性辐射表明化学元素会蜕变为其他元素；发现比原子更小的电子，说明原子并非是不可再分的最小实体。原子不可再分的观念由此而发生了根本动摇，面对一系列无法纳入旧理论框架的新事实，一些物理学家感到惊恐万分，他们惊呼：“物理学的危机来临了”“科学破产了”。他们在牛顿力学体系与一些实验发生明显矛盾时，依然坚持牛顿力学必定正确的观点，从而在物理学界造成更大的思想混乱。然而在当时著名的科学家中，也不乏有远见卓识者，如法国科学家彭加勒（H.poincare），他认为，物理学理论与试验事实出现矛盾是好事而不是坏事，它预示着一种行将到来的变革，是物理学进入新阶段的前兆，他指出：要摆脱危机，就要在新实验事实基础上重新改造物理学。可惜的是，他没有跳出旧理论的框架，尽管他的电子动力学在数学形式和实验预言与以后爱因斯但的狭义相对论等价，但在物理解释上却大相径庭，他那富丽堂皇的理论，不过是经典物理学最后的宏伟建筑物而已。19世纪末的三大发现，使人类的认识第一次深入到了原子内部，彻底打破了原子不可分、元素不可变的传统物理学观念。以太漂移实验的零结果和黑体辐射研究中的“紫外灾难”，使经典物理学陷入不可克服的矛盾，成为推动这一时期科学发展的重要机制。
2.世纪之交物理学革命的产生
物理学危机是物理学革命的前夜，经典物理学天空上的乌云倾刻化为狂风暴雨，冲击和洗刷着经典物理学的基础。世纪之交，1900年量子理论的提出和1905年狭义相对论的建立，是现代物理学革命的重要标志。量子论的提出者是德国物理学家普朗克。1894年，他从研究黑体辐射问题开始，从维恩推出的有关黑体辐射能量密度的半经验公式得到启示，把电磁学方法和热力学中熵的概念结合起来，得到电磁熵的定义式。1900年10月，他经过不懈努力，应用娴熟的数学技巧，借助内插法，得到了一个与黑体辐射实验无论在短波段或长波段都吻合得非常好的新的辐射公式。在导出这个公式时，他大胆地提出了一个和“经典物理学关于能量过程必定是连续的”结论截然相反的假说，即能量的交换是不连续的，是一份一份进行的，能量的交换只能是hv的整倍数。h是普朗克常数，V是组成黑体的带电谐振子的频率，hv为能量交换的最小单位。称为“能量子”。1900年12月14比普朗克在德国物理学会年会上公布了他的这一工作。从能量子假说出发,普朗克成功地解释了他自己提出的辐射公式，解决了“紫外灾难”的问题。量子论的诞生，是对经典物理学理论的重大突破，它把经典物理学中一切因果关系都是在连续的基础上所建立的物理思想方法彻底地变革了。尽管在当时的物理学界对这一假说的反应冷淡，但在爱因斯坦、玻尔等科学家的推动下，量子理论获得了飞速发展，成为举世公认的科学理论。到20世纪30年代，经过德布罗意、薛定愕、海森伯、玻恩、狄拉克以及泡利等青年物理学家的努力，形成了量子力学的完整体系。量子力学的建立，是继相对论之后对古典物理学的又一次严重冲击。它使人们从根本上改变了只承认连续性和机械力学决定论的经典观念，揭示了连续与间断统一的自然观，揭示了自然规律的客观统一性，为各门科学的量子化奠定了理论基础。在普朗克提出能量子假说的第五年，即1905年的夏天，德国物理学家爱因斯坦完成了一篇名为《论运动物体的电动力学》的论文，这篇论文奠定了狭义相对论的基础。爱因斯坦在这篇论文中，针对经典物理学同新的实验事实之间的矛盾，批判了牛顿力学的超距作用观点，坚持电动力学中电磁场的近距作用观点
出了力学相对性原理和光速不变原理两个基本假设，从而导出一系列重要结论：同时性的相对性、时缓效应、尺缩效应、光速不可逾越以及物体的质速关系式和质能关系式等。从此，单独的时间和空间不再存在，代之以“时间、空间、物质、运动”的四维统一体。在狭义相对论中，光的传播不需要以太，自然地解决了以太“漂移”实验零结果的难题。创立狭义相对论后，爱因斯坦认为运动的相对论原理必须进一步推广，扩展到非惯性系，即：自然定律对于任何参照系而言，都应具有相同的数学形式。经过10年思考，在1915年发表的论文《引力的场方程》创立了广义相对论。狭义相对论的建立，从根本上突破了牛顿绝对时空的旧框框，把空间、时间和物质的运动联系了起来引起了人类时空观的革命和整个物理学的革命。狭义相对论无论在科学上还是在哲学的世界观和方法论上，无论是在理论上还是实践上都具有极其重要的意义，爱因斯坦因此也成为继牛顿之后最伟大的科学巨人。
3. 20世纪物理学革命的延续和完成
量子力学的建立是20世纪初物理学取得的最伟大成就之一。普朗克提出的能量子假说，曾一度受到冷落，只有爱因斯坦独具慧眼，于1905年把普朗克的能量子概念推广到光量子，提出了光量子假说。爱因斯坦假设电磁场的能量不仅在“交换”时呈量子化，是一份一份进行的，而且在传播时也是一份一份的，每一份能量为hv，称为光量子。爱因斯坦的光量子假说与“光电效应”的实验结果完全一致。1913年，丹麦物理学家玻尔（M．Bohr）在原子有核模型的基础上，建立起量子化轨道的原子结构理论，提出了“玻尔原子模型”。1923年，奥地利物理学家德布罗意受爱因斯坦光量子论的启发，提出了物质波理论，认为任何物质粒子都具有波动性。1926年，奥地利物理学家薛定愕（E.Schrodinger）把德布罗意物质波思想发展为系统的波动理论。德国的另一位物理学家海森堡（W.Heisenberg）则创建了矩阵力学，从另一侧面开拓了原子结构的新局面。矩阵力学和波动力
学经证明是统一的，只是表现形式不同而已，后人把它们通称为量子力学。量子力学揭示了微观物质世界的基本规律，“使人们认识到波粒二象性是微观世界最基本的特征。量子力学的创立，推动了原子物理学的发展，同时对物质结构理论以及化学、生物学的发展也产生了深刻的影响。人们对微观物质结构的认识，在经历了原子结构和核结构之后，进入了对基本粒子的认识阶段，基本粒子物理学应运而生。基本粒子物理学是研究物质基本组元和它们之间相互作用规律的学科。在调射线、放射性和电子发现之后，人们对物质结构探索的重大事件是1932年英国查德威克（J．Chadwiek）发现中子，认识到原子核是由质子与中子组成，并把光子以及组成原子的电子、质子和中子看成是组成物质的最小单元，称为“基本粒子”。随着人们对基本粒子认识的深入，人们发现的基本粒子也越来越多，迄今已发现的粒子数已达300多种。实际上，基本粒子并不“基本”。物理学家先后提出了多种关于基本粒子内部结构的模型。60年代美国物理学家盖尔曼提出了强子结构的夸克模型，标志着粒子物理学发展到一个新阶段，最近，粒子物理学家把基本粒子分成物质粒子（夸克和轻子）、规范粒子（光子、中间玻色子、胶子和超重规范粒子）和黑格斯粒子三大类，其它所有粒子都是他们的组成粒子。广义相对论的建立，为人类探索宇宙奥秘提供了有力的理论工具， 1917年，爱因斯坦依据广义相对论提出了有限无界的静态宇宙模型，开创了现代宇宙学理论的先河。1929年，美国天文学家哈勃（E.Hubble）研究了河外星系光谱红移现象，总结出星系离银河系愈远谱线红移量愈大的规律。如果用多普勒效应来解释河外星系谱线红移，可得到星系之间正在相互远离的结论，或者说宇宙正在膨胀；1948年，美国物理学家伽莫夫（G.Gamov）等人在已有认识基础上，提出了热大爆炸宇宙模型。该模型由于得到河外星系谱线红移、氦元素丰度、3K微波辐射背景等观测事实的支持，被认为是标准宇宙模型。但是，这种模型无法解释宇宙为什么那么均匀（视界问题）、那么平直（平直性问题）等问题，更不能解释零时刻宇宙起源问题。这些问题的解决似乎与宇宙最初0．01秒中的行为有关。为了解决这些问题，20世纪80年代起，物理学家在热大爆炸宇宙模型基础上，又创立了爆胀宇宙论和量子宇宙论。现代人类对天体和宇宙的探索正在不断深入，以往关于宇宙的讨论基本上是自然哲学的，仅仅是不同哲学观念之间的思辩、猜测和争论，而现代宇宙学已成为真正的自然科学的研究。
4.自然科学其它分支学科的革命性进展
世纪之交的物理学革命不仅引起了物理观念的彻底变革，导致20世纪物理学的大发展，而且还引起了20世纪整个科学思想的变革。物理学的思想和方法被广泛应用于自然科学的各个领域，引起化学、生物学、天文学、地球科学等领域的革命性的变化。粒子物理学、现代宇宙学、量子化学、分子生物学、系统科学等新学科的兴起，从微观粒子、宏观天体、宇宙以及生命世界的各个方面，深刻揭示了自然界的本质和规律。现代自然科学正在形成一个多层次、综合性的科学体系。量子化学的诞生是现代化学史上的革命性事件。1927年，德国人海特勒（H.Heit1er）等人首先成功地以量子力学方法研究氢分子，奠定了量子化学的基础，海特勒指出，“电子云”的几率集中分布是联系两个氢原子的化学键的本质，从而树立起新的量子化学价健理论，1932年，法国人洪德（F.Hund）提出了比价键理论更能反映客观事实的分子轨道理论。60年代，分子轨道对称守恒原理进一步发展起来了，使化学健理论进入研究化学反应的新阶段。量子化学理论体系加上计算方法的更新和电脑的广泛应用，使得现代化学从经验性和半经验性阶段摆脱出来，沿着定性分析和定量分析的系统综合途径过渡到定量化、微观化、推理化阶段。现代物理学、化学向生理学渗透，各种强有力的研究手段的运用，使生物学取得革命性的突破，其主要标志是分子生物学的诞生。1953年，美国人沃生（J.D.Watson）和英国人克里克提出DNA双螺旋结构模型，被认为是这门科学诞生的标志。在这以后、人们又进一步搞清了核酸、蛋白质等生物大分子的结构，并揭示了遗传密码和核酸信息控制蛋白质特异结构的合成机制，由此建立了生物遗传信息概念，为分子生物学的发展开辟了广阔的前景。分子生物学揭示了整个生物界在遗传物质和遗传信息上呈现出惊人的统一性，在分子水平上深化了人们对生命活动机制和生命本质的认识。以后，在分子生物学基础上产生了遗传工程，为进一步改变生物遗传性状与创造新物种开辟了光辉的前景。系统科学是二次世界大战前后兴起和形成的一组理论科学：1945年诞生了一般系统论，1948年出现了控制论和信息论。系统科学使人类对有组织的多因素动态复杂系统的认识发生了革命性的转变。它着重于组成系统的要素（部分）与整体、系统与系统，系统与子系统。系统与环境的联系和关系，从结构与功能的统一上揭示其运动规律。系统科学涉及许多学科研究对象某些共同方面，诸如系统、组织、控制、反馈等性质和机理、并把它们抽取出来，以统一的科学概念和方法加以描述。力求运用数学工具进行定量处理，具有横断科学的性质，系统科学以其特有的方法为我们描绘了一幅崭新的世界图景，为人们从整体上分析与处理复杂性、系统性问题提供了有效方法，并带来人们科学观念和思维方式的革命性转变。
（二）20世纪技术革命
1.20世纪技术革命的兴起：自20世纪40年代以来，在现代科学革命的基础上；发生了以原子能技术、电子计算机技术和空间技术为主体的现代技术革命。原子能技术是20世纪初物理学革命的物化成果之一。放射性和电子的发现，打开了微观物质世界的大门；量子力学，核物理学的发展表明人们对微观世界认识的不断深入。1939年，科学家们经过不懈努力；用中子轰击铀，实现了重核裂变和链式反应、根据爱因斯坦狭义相对论推出的质能公式，核裂变时释放的能量要比普通化学过程大百万倍，这就是原子能。1941年12月，美国总统罗斯福批准了“曼哈顿工程计划”，集中大批人力财力全力研究原子弹。1942年，美国建成世界上第一座原子反应堆。1944年，成功研制出第一颗原子弹。这样，原子能终于为人类所掌握，它首先被用于军事上50年代开始和平利用，从而开创了“原子能时代”。电子计算机的发明是人类文明发展史上又一里程碑式的重大发明。早在1671年，莱布尼茨就创制了能进行四则运算的计算器。19世纪，有人设计了差分机和分析机，这是自动计算机的前驱。电气技术被用于计算机后，曾出现过利用继电器代替齿轮传动机构的机电式计算机、由于继电器开关速度无法超越机械动作的时间局限，并不实用。电真空技术出现之后，电子管控制
电流开闭的速度比继电器快1万倍。人们很自然想到了以电子器件代替继电器。1946年，第一台用电子管作为开关元件的电子计算机在美国研制成功，尽管它体积庞大，运算速度只有每秒5000次，然而人类却以此为起点，步入了第一代电子计算机的发展历程。后来，美国科学家冯?诺意曼（Von.Neuman）对第一台电子计算机作了革命性的改进，把二进制、贮存程序等思想引入电子计算机、1952年，冯?诺意曼领导制造的电子计算机诞生，成为今天所有计算机的原型。冯?诺意曼被誉为现代计算机之父。随后，美国于1959年研制成功以晶体管为开关元件的第二代电子计算机。空间技术也是在近百年科学技术全面发展的基础上诞生的。本世纪初，一批宇航先驱们开始研究探索宇宙空间的火箭技术。30
年代，德国政府为了军事目的投入了极大力量，积极扶植火箭研究，建立起以冯?布劳恩为首的火箭研究所。1942年，在冯?布劳恩主持下，德国研制成功远程液体推进火箭。战后，美苏两国都以德国的火箭技术和技术人员为基础发展洲际弹道导弹。1957年，苏联利用三级火箭成功地发射了世界上第一颗人造地球卫星，开辟了人类探索宇宙空间的新纪元，人类迎来了空间时代。1961年4月，苏联发射载人宇宙飞船成功，人类首次涉足天空。美国也不甘落后，1969年阿波罗11号飞船将两名字航员送上了月球。
2. 20世纪技术革命兴起的动因简析
20世纪上半叶的现代技术革命的兴起，有其广阔的社会经济、政治背景和深厚的科学技术基础。
首先，现代物理学和自然科学其他学科的发展，为这次技术革命奠定了科学基础。相对论、量子力学的创立，有力地促进了基础科学和技术科学的发展，为新技术领域的开辟提供了理论依据。显然，没有微观物理学的发展，原子能技术不可能产生；没有无线电电子学和数理逻辑的重要进展，电子计算机的诞生也是不可能的。空间技术则是高度综合的现代科学技术，包括空气动力学，热力学、材料学、电子学、医学以及喷气推进技术、自动控制技术、真空技术等多种科学技术，它们都对航天技术的发展起到了关键性的作用。与原子能技术和空间技术密切相关的自动控制技术能得以发展的科学基础，就是自动控制理论——包括系统论、信息论和控制论在内的系统科学。
其次，近代两次技术革命以及19世纪末20世纪初工业生产的技术基础，也为现代技术革命的兴起提供了坚实的物质技术基础。生产过程的机械化和自动化为新技术革命创造了基础条件。精密仪器设备则为科学研究、技术开发提供了必要的物质手段，如质谱仪、原子光谱仪是分析物质的成份和结构的有力工具，而电子示波器和电子显微镜则是探测微观物质现象不可缺少的手段。超高温，超低温以及高真空等极端条件的得到，又为研究极端件下的物质特性提供了可能性，从而为获得特种性能材料和发展宇航技术开辟了道路。第三，各种社会需求，尤其是生产需求为资本主义生产提供了广阔市场，成了促进现代技术革命兴起的强大动力。因而，现代技术革命的兴起和发展主要是在美国等一些资本主义国家。机器大生产提高了全社会的劳动生产率，然而却又造成了自身发展的重重矛盾：一方面大机器生产要耗费巨大的能量，另一方面，动力生产却日益受到非再生性能源存量和分布的限制而不能无限增加的矛盾；机器大生产极大程度提高了生产效率，但是机器设备的复杂性、精确性、多工具性。以及机器的高速运转、又超越了人体生理所能承受的临界值而同劳动者发生了矛盾；机器生产规模的日益扩展，要求对生产过程作出经济上有依据的决定，这就要求对生产组织和劳动管理过程产生的大量信息进行收集、整理和加工，然而已有收集、整理和加工手段却远远不能适应信息量急剧增加的要求、从而又构成了新的矛盾。这些矛盾自然而然地向科学技术提出了新的要求，驱使新能源的开发、自动化水平的提高、信息处理手段的改善和革新，于是技术革命的发生就成为不可避免的了。在这种情况下，原子能很快成为一种大有希望的新能源而崭露头角；电子计算机则成为生产自动化最得力的工具，并成为管理现代化的重要标志。第四，国家垄断资本主义的发展，是推动现代技术革命兴起和发展的重要因素。资本主义世界从自由竞争发展到垄断阶段之后，资本主义国家之间经济政治发展不平衡性大大加剧，主要资本主义国家之间争夺原材料产地，投资场所和市场的矛盾也越来越尖锐。垄断资本的国际竞争愈演愈烈，随之政治上、军事上的较量也日趋紧张。资本主义各国要在激烈的竞争中处于领先地位，就必须具有科技上的优势和实力，现代科学技术，尤其是尖端技术和新兴技术己成为国家政治、经济和军事实力的标志。第一次世界大战和1924——1933年空前严重的世界经济危机后，国家垄断资本主义迅速发展起来了，使得国家提高了对科技发展的干预能力。政府不仅对私人垄断组织的科学技术研究给予资助和协调，而且直接出面主持庞大的科研项目，兴办国家科研机构，制定科技政策，以及发展教育，培训科技人才等等。在美国，政府是重大技术项目的主要组织者和科研经费的主要提供者。1942年，美国研制原子弹的著名“曼哈顿工程”，共调用了15000名科技人员，耗资20亿美元，历时3年，制造出了第一批原子弹。1961年组织的阿波罗登月计划，前后参加者计400万人，最多一年动员42万人，参加研制的单位有200家公司，120所大学，耗资300亿美元，1969年终于将人送上了月球。第五，战争对现代技术革命的兴起起到了催化剂作用。战争是政治的延续，是解决政治问题的最激烈的手段。然而战争又受制于以科技为核心的经济基础，所以，战争归根到底是经济实力和科技实力的竞争。战争刺激了科技进步，为现代技术革命的加速到来准备了必要的条件。战争期间，交战双方拨出巨额资金，利用最新科技成果发展新武器；战争结束后，军事技术又迅速转化为民用技术，为提高产品竞争力、占领市场和取得垄断利润服务。作为现代技术革命重要标志的原子能技术、电子计算机和空间技术都是二次大战的产物。它们一开始都是直接服务于战争目的的。在二次大战中成长起来的一大批出色的科技专家，战后也被完整地保护下来继续发挥他们的作用。据1982年统计，美国获得诺贝尔奖的124名科学家，其中116位是在二次大战结束时保护下来的科学家。
二、现代科学技术革命的特征和影响
（一）现代科学技术革命的基本特征
20世纪上半叶的现代科学技术革命，是以20世纪初的物理学革命为起端，以20世纪中叶的原子能技术、电子计算机技术及空间技术的开发和应用为标志的科学技术革命。现代科学技术革命有着区别于历次科学技术革命的基本特征。1．科学成为生产技术的前导：科学成为生产技术的前导是现代科学技术革命的基本特征。自从人类进入文明时代以来，科学、技术与生产三者之间的关系，至少直到19世纪末到20世纪初，它所表现的主流序列关系是从生产到技术再到科学。也就是说，长期以来，无论是科学还是技术。总是立足于生产实践。由于社会需要的推动，人们在生产实践中不断总结经验教训，改进工艺，发明了技术。为了改进技术，才有了有关科学理论的研究。而且，科学和技术，技术和生产在较大程度上是脱节的。如18世纪发明的蒸汽机，作为其理论基础的热力学，直到19世纪中叶才建立起来。但是19世纪中期以后，这种关系就发生了根本性的变化。科学、技术与生产三者之间的关系倒过来了。科学走到了生产和技术之前，如电磁理论对之子电磁理论的应用等，虽然类似情况并不普遍，而且将其转化为生产技术进而用于物质生产需要相隔很长时间，如1831年发现电流磁效应，但电力技术的发展和电力的应用却是19世纪70年代以后的事情，但是这种情况正在迅速改观。20世纪以来，科学的前导性愈益明显了。现代技术革命以现代科学理论为指导，理论的突破往往成为技术变革的先导，而新技术的出现又极大地改变了生产的面貌，从材料与能源的开发利用，直到机器体系的组织和管理形式，以及劳动者在生产过程中的地位和作用，都表现了现代科学和技术对社会生产和经济的巨大推动作用。新技术的出现，极大地提高了劳动生产率，推动了社会经济的发展。20世纪50年代初到70年代初，是资本主义国家经济快速增长时期。1951——1970年，工业生产年平均增长率，美国为4．1％，日本为14．1％，联邦德国为7．5％，英国为3．0％，法国为5．9％、都超过了这些国家在战争期间各自的增长速度，为资本主义经济发展史上所罕见。20世纪上半叶，科学革命与技术革命更是促进了社会生产的极大发展。与19世纪科学革命、技术革命和产业革命三者前后相继或平行相伴的总特点相比，现代科学技术革命体现了科学革命、技术革命与生产力变革相互促进的新特点。科学理论物化速度加快，物化周期大大缩短。19世纪前，新技术从发明到应用的周期，蒸汽机为100年（1680——1780），
蒸汽机车约34年（1790——1834）。19世纪的电动机用了57年（1829——1886），无线电用了35年（1967——1902），汽车用了27年（1868——l895），柴油机用了19年（1878——1897）。进入20世纪以来、科学技术物化速度明显加快，物化周期进一步缩短。雷达只用了15年（1925——1940），电视机用了12年（1922——1934），晶体管用了5
年（1948——1953），原子能利用从发现核裂变到第一个原子反应堆的建成只用了3年（1939——1942）。科学技术与生产相互关系的变化，与20世纪以来科学各分支学科在高度分化基础上的综合趋势不无关系。自然科学各门学科的发展，使得人类的认识能力从直径为10的负8米的原子集团深入入到了小于10的负13米的基本粒子内部。人的眼界从10万光年的银河系扩展到100多亿光年的宇宙，其研究对象从基本粒子、原子、分子、细胞、生物个体到地壳、天体和宇宙。随着研究对象的增多、研究层次的深化，原有学科不断深化和分化，出现大量以某一层次或某一运动形式为研究对象的分支学科；另一方面，在学科分化的基础上，又出现了学科的综合。许多学科在研究同一客体时相互渗透、相互结合，甚至融为一体，形成了内涵更为广泛的综合性学科，包括交叉学科、边缘学科以及横断学科等。分化和综合是辩证统一关系，分化导致新学科的产生，综合使原有学科之间的鸿沟消失。如分子生物学的出现，使物理学和生命科学之间的空隙得以填补；系统科学的出现，使生物学与工程学之间的界限消除。分化与综合相互交替，彼此促进，使得整个科学体系成为一个前沿不断扩大、层次日益增多，最终导致科学整体化。科学技术与生产的整体化，使得科学与技术的相互依赖日趋明显，关系越来越密切。一方面，技术日趋科学化，即科学理论的重大突破已日益成为技术进步的前提条件，如原子能技术出自核物理学的重大突破，航天技术是伴随空气动力学等学科的发展而逐渐发展起来的。另一方面，科学日趋技术化，随着科学研究范围不断扩大，层次不断深入，要揭示这些领域的物质运动规律不仅要依赖于丰富的想象和严密的理论思维，更需要具有特殊功能的精密科学仪器和实验装备，而这些仪器和装备依赖于现代技术手段的进步。技术水平越高，为科学研究提供的仪器、设施越先进，越是有利于科学进入未涉及的新领域。高技术是基于最新科学理论，具有高效益、高智力、高投入、高竞争、高风险和高势能的技术。高技术是科学技术与生产相结合的卓有成效的成果。科学技术与生产之间关系的变化，充分说明科学技术对生产明显的超前性，科学技术成为第一生产力，科学技术成为生产力诸要素中的主导要素。
2．科学技术发展多元化：现代科学技术革命的深入和扩展，在许多科学技术领域出现了具有重大意义的发现和发明，形成了科学技术多元化的发展格局。在以往两次科学技术革命中，科学或技术的革命性进展只出现了一个和少数几个领域。如以牛顿力学为代表的第一次科学革命，以蒸汽机的发明和应用为代表的第一次技术革命；19世纪以电磁理论为标志的第二次科学革命，以电力和电器技术为标志的第二次技术革命等，而其它科学技术的发展不仅明显滞后于这些标志性的科学技术，而且在发展规模和深度上也不能与之比拟。然而，现代科学技术革命却在相隔不远的时间内，在许多科学技术领域都发生了革命性变革、如科学领域中，继量子论和相对论之后，涌现了量子化学、分子轨道对称理论、信息论、控制沦、系统论、分子生物学、耗散结构、超循环沦、混沌理论等一批观念新、形式新、方法新、覆盖面广的科学理论。在技术领域中，继原子能技术、计算机技术和空间技术后，出现了激光技术、生物技术、新材料技术等对今后人类社会产生不可估量作用的新型技术。可以说，科学技术发展多元化是现代科学技术革命区别于前二次科学技术革命的根本特征之一。科学技术发展多元化，使得科学技术发展速度日益加快，具体表现在：第一；科学技术新成果迅速增长；据粗略统计表明，20世纪前50年取得的研究成果，远远超过了19世纪。第二，科技知识更新速度加快。科学技术发展加速的原因与多种因素有关，其中科学技术发展多元化是其重要原因。因为科学技术多元化必定导致量上的扩展，而且各学科领域又相互影响、相互促进，有利于科学技术的加速发展，此外，多元化也必定导致全社会对科学技术相关行业的人力、物力和财力的投入力度增大。统计表明，20世纪以来，与科学技术相关行业的人力、物力和财力的投入也是按指数规律增长的，如科学家人数1800年为1000人；1850年为1万人；1900年为10万人；1950年为100万人。3．科学技术发展的全球化：第一次科学革命发端于英国，第一次技术革命也开始干英国。第二次科学革命虽然发端于英国，但是第二次技术革命则开始于德国。这二次科学革命和技术革命从发源国向其它国家转移大致分别经历了100
年和50年，基本上是一个渐进的过程。但是，现代科学技术革命却以极快的速度迅速波及世界各国。原子能技术、空间技术差不多在不到20年的时间内已为包括中国在内的多个国家所掌握，计算机技术和生物技术、材料技术、能源技术等更是世界上大多数国家开发的对象。无论是发达国家还是欠发达国家都把现代科学技术革命看成是增强国力、发展经济的极好机遇。目前，由于信息技术的发展，与现代科学技术革命有关的信息已能在刹那之间传遍全球。现代科学技术革命已不是少数几个国家的“专利”。科学技术发展全球化，还表现在科学技术领域内国际合作的加强。在高能物理实验领域，许多大型实验都是靠国际合作实现的，象美国的布鲁克海文实验室、欧洲核子中心等都集中了世界各国有才华的物理学家，他们合作发现了胶子三喷注、中间玻色子等极有价值的现象和新粒子。科学技术发展全球化是科学技术从个人或单个学术团体的事业转向社会性事业的必然趋势。20世纪以来科学技术发展的社会性主要表现在：一，科技活动已从较分散的个人活动转向社会，活动。本世纪以来，科技研究工作不断复杂化，研究课题日益高度综合化，致使研究活动的规模和组织形式愈来愈大。从企业规模发展到国家规模，甚至国际规模；二，现代科研实验装备日益庞大和昂贵，所需的专门设备和仪器，只有先进的工业条件下才能生产出来，甚至需要建立新的生产部门进行专门生产，并要求社会财力、人力、物力的大力支持。
（二）现代科学技术革命的影响
20世纪上半叶现代科学革命的发生和现代技术革命的兴起并产生了深远的影响。现代科学革命改变了人们的世界图景，物理学革命展现了一个奇妙的新世界：有趣的原子结构、抽象的四维世界和弯曲时空、神秘的量子跃迁、意义深远的波粒二象性、深遂莫测的测不准原理和不相容原理等等，所有这些与直观所能把握的世界迥然不同。人们的自然观也发生了极大的变化，物理学革命所提及的许多基本概念和基本原理，形而上学观点是根本无法理解的。形而上学自然观的基础从根本上发生了动摇，辩证唯物主义自然观得到了更生动、更具体的体现。现代科学促使物质观、运动观的发展，推动物质系统观的确立，现代科学描绘的宇宙和天体、地球和生命起源的绚丽多彩的生动的演化画面，导致辩证唯物主义自然观的不断丰富、深化和发展。20世纪40年代后发展起来的系统科学理论，又为现代科学自然观——整体论和有机论的自然观提供了新的理论基础。人们的思想观念和思维方式也发生了深刻变化。系统思维方式促使人们从事物整体联系的角度去探索和把握自然界的复杂现象，它提供的综合整体原则，动态开放原则和最优化原则为人们研究组织性、复杂性问题提供了全新思路，克服了机械论的还原分析方法的局限性。对于量子力学所揭示的微观粒子波粒二象性，波函数的统计诠释认为，对粒子描述，难以指明它某时出现在某处，只能用统计的观点来描述它某时出现在某处的几率有多大，这就推动了非决定论思想的进一步发展，随着认识的进一步深入，人们明确了随机性在任一确定的发展过程中，都将作为内在必然的行为发生作用，统计规律是复杂系统自身所具有的一般规律，从而促使人们思维方式从决定论到非决定论的转变。20世纪科学革命和技术革命推动科学技术和生产紧密结合，不但使社会生产力获得极大的发展，而且使社会经济生活，政治生活和文化生活也发生了深刻变化。现化技术革命所提供的核武器，改变了世界战争的格局，核武器的恐怖对峙已使核战争成为不可能，和平与发展成为20世纪下半叶的重要特征。各国之间科学技术的竞争已经成为各国关注的热点问题。20世纪上半叶科
科学技术在社会发展中的作用 科学技术是人类社会的一种特殊的社会现象和社会活动，它是在人类实践基础上产生的，又反过来影响着人类社会。正如马克思“把科学看成是历史的有力的杠杆”，看成是“在历史上起推动作用的、革命的力量”。那么什么是“科学”“技术”呢？科学是指对客观世界的认识，是反映客观事实和客观规律的知识体系及其相关的活动，它分为自然科学、社会科学和思维科学；技术有广义和狭义之分，广义的技术包括生产技术和非生产技术，狭义的技术是指生产技术，即人类改造自然、进行生产的方法和手段。 人们一般总是把科学与技术联系在一起，这表明科学与技术之间有着密切的联系，但二者又有明显的区别。科学是一种精神活动现象，属于意识形式范畴，它是人们对客观世界规律的理性认识；技术是科学知识在生产过程中的应用，它是人类在认识世界和改造世界过程中积累起来的经验、方法、技巧、工艺和能力等的总和，是物化的科学。长期以来，科学和技术的革命总是平行地分别发生的。从19世纪开始，特别是在当代，科学革命与技术革命的联系日益密切，科学革命与技术革命已经一体化。“科学技术革命”反映的正是这一崭新的社会现象。但是，科学技术是一柄“双刃剑”，它在给人类社会带来前所未有的繁荣的同时，也产生了负面效应，给人类的生活造成了巨大的祸害。 科学技术对社会发展的积极作用主要表现为科学技术对社会发展的推动作用：一、科技革命推动生产方式的变革。首先，科技发展促进劳动资料（主要是生产工具）的变革，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。其次，科学技术促进劳动对象的变革。例如：海洋探测技术的发展是人类的生产活动扩展到海底，航空航天技术的发展使人类的步伐迈向了广阔的宇宙，纳米技术是人类有了更多更新的生产资料等。第三，科学技术的发展促进劳动者科学文化素质的提高。二、科学技术发展是现代社会生产及经济发展的主要推动力和增长点所在。最明显的是科学技术发展推动产业结构的变化，自从工业革命后大机器生产代替了手工劳动，工业迅速发展，逐渐超过了农业的的比重，第三次科技革命后第三产业不断发展，成为比重最大的产业。三、科学技术的发展推动生活方式的变革。例如改变人们的交往方式、消费方式、学习方式、休闲方式以及娱乐方式。 科学技术是先进生产力的重要标志，是一种社会活动，是在人类实践基础上产生的，又反过来影响着人类社会。 首先，了解一下科学技术的概念。科学技术是一个复合概念。科学是指对客观世界的认识，是反映客观事实和客观规律的知识体系及其相关的活动，它主要分为自然科学、社会科学和思维科学。技术有广义和狭义之分，广义的技术包括生产技术和非生产技术，狭义的技术是指生产技术，即人类改造自然、进行生产的方法和手段。科学活动是一种认识性或精神性活动，属于意识形式范畴；技术是一种生产性、实践性活动，是人类在认识世界和改造世界过程中积累起来的经验、技巧等。总之，科学和技术是辩证统一的整体。 辩证学告诉我们，事务都具有两面性。无例外地，科学技术的社会作用也是具有两面性的，即积极地推动作用和消极地抑制作用。 马克思曾概括：科学是历史的有力的杠杆，是在历史上起推动作用的革命力量，是最高意义上的革命力量。我们论古谈今，可以发现其引起的社会巨大进步。 一、科技革命对生产方式产生了深刻影响。 其一，科技发展促进劳动资料（主要是生产工具）的变革，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。 其二，科学技术促进劳动对象的变革。例如：海洋探测技术的发展是人类的生产活动扩展到海底，航空航天技术的发展使人类的步伐迈向了广阔的宇宙，纳米技术是人类有了更多更新
1．“科学革命引发了观念形态的革命：宗教神秘主义的面纱和覆盖真相的无知之幕被理性之手撩开一角，传统的权威受到撼动，人类第一次从对自然恐惧的阴影下走出来，重新审视自身的价值和能力。”此处“科学革命”的代表人物是() A．牛顿 B．达尔文 C．爱因斯坦D．普朗克 答案 A 解析由“理性之手”“人类第一次从对自然恐惧的阴影下走出来”及所学知识可知，牛顿经典力学对自然界的物理现象做出了系统的合理的解释和说明，完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合，故A项正确。达尔文的进化论、爱因斯坦的相对论、普朗克的量子论与“第一次”不符，故B、C、D三项错误。 2．1933年希特勒上台后，犹太科学家爱因斯坦选择移居美国，放弃愿意为他提供避难所的欧洲国家。悉知该消息时，法国物理学家保罗·朗之万评价道：“这是一个重大事件，其重要程度就如同把梵蒂冈从罗马搬到新大陆一样。”在此，朗之万() A．谴责纳粹德国迫害犹太科学家 B．担心欧洲大陆的战争威胁日益临近 C．意识到世界科学中心即将转移 D．觉察到科学家全球流动为大势所趋 答案 C 解析考虑到美国更适合科学研究，爱因斯坦选择移居美国而不是留在欧洲，这说明美国的科研环境和水平已经超越欧洲，C项与此信息相符。A、B两项与题干信息不符；D项是对题干信息的放大，全球流动也可以是从美洲流向欧洲等，故排除D项。 3．16、17世纪欧洲学者质疑、改变和放弃了欧洲所继承知识中最神圣化的认识。科学革命的思想巨变使他们重新考察和描述宇宙的
性质及其力量。在这里，对宇宙的性质及其力量作出“革命”性描述的理论是() A．进化论B．万有引力定律 C．量子论D．相对论 答案 B 解析由题干信息“宇宙的性质及其力量”可排除A项；16、17世纪以前的欧洲处在封建神学的桎梏之下，人们认为宇宙及其力量均由神来操控，牛顿的万有引力定律对宇宙的性质及其力量作出了“革命”性描述，据此推断B项正确；量子论是针对微观世界而非宏观宇宙，且其出现于20世纪初，C项错误；相对论出现于20世纪初，D项与题干时间不符。 4．在1543年出版的《天体运行论》中，哥白尼提出太阳是宇宙的中心；在1859年出版的《物种起源》中，达尔文提出了生物进化理论。两种学说的共同意义是() A．肯定了人的价值和尊严 B．推动了近代科学体系的形成 C．提供了观察世界的新视角 D．奠定了资产阶级革命的思想基础 答案 C 解析本题考查哥白尼日心说和达尔文进化论的共同意义。“肯定人的价值和尊严”是人文主义宣扬的内容，故A项错误；推动了近代科学体系形成的是牛顿的经典力学，故B项错误；奠定了资产阶级革命思想基础的是启蒙思想，故D项错误；根据所学知识可知，哥白尼的日心说冲击了天主教宗教神学的传统观念，达尔文的进化论则否定了宗教的神创论，两者都引导人们摆脱宗教的束缚，从新的科学的角度来观察世界，故C项为正确答案。 5．英国学者怀特海论及近代西方科学精神时说：人们“完全有意识地认识到……知识对技术进步的重要性，发现了抽象知识和技术进步相联系的方法，并且也看到了技术进步的无限前程。”能够为这
第25课现代科学革命 一、选择题 1．相对论和量子理论对人们思维最大的影响是( ) A．改变了人们看世界的角度和方式 B．大大开阔了人们的视野 C．告诉人们要与时俱进 D．使人们有了对微观世界的认识 解析：选A。量子理论从根本上改变了近代物理学传统观念，从宏观世界深入到微观世界；相对论提出全新的时空观、运动观和物质观，故A正确。 2.电视连续剧《天仙配》中有这样的情节：唐朝张百忍因孝道而升天成为玉皇大帝，而后他的年龄基本上是恒定的，七仙女亦然，永葆青春。假设此情景成立，其科学依据最有可能的是( ) A．相对论B．量子理论 C．转基因理论D．进化论 解析：选A。根据爱因斯坦的相对论，时间、质量、重量等都不是固定不变的，而是处在不断地变化中，而且物体速度越快，时间越慢，接近光速时，时间就几乎停止了。 3．下列哪一理论的提出，使人类对微观世界的基本认识有了革命性的进步( ) A．万有引力定律B．进化论 C．相对论D．量子理论 解析：选D。量子理论使人类对微观世界的基本认识取得革命性进步，成为20世纪最深刻、最有成就的科学理论之一。 4．《宇宙探险》一书认为，科学家“揭示了时间空间与物质分布、运动之间的辩证关系，提出了新的宇宙观，同时使得现代物理学和天文学如此结合而产生了天体物理学，为人类研究和探索宇宙提供了新的更广泛的途径。”你认为为此作出最重要贡献的应是( ) A．创立万有引力的牛顿 B．创立相对论的爱因斯坦 C．提出量子假说的普朗克 D．提出太阳中心说的哥白尼 解析：选B。从材料“揭示了时间空间与物质分布、运动之间的辩证关系”可以很容易地推断出答案为B。 5．“这一发现成为二十世纪物理学研究的基础，……要是没有这一发现，那就不可能建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论。”“这一发现”指的是( ) A．伽利略的自由落体定律 B.牛顿的万有引力定律 C．爱因斯坦的相对论 D.普朗克的量子假说 解析：选D。本题考查对量子理论的理解。由材料信息“二十世纪物理学研究的基础”、“建立起分子、原子以及支配它们变化的能量过程的有用理论”可判断选D项。量子理论使人们对微观世界的基本认识取得革命性进步。 6．经典物理学所面临的危机，终于在20世纪初被物理学发展史上的两场伟大的革命所解决。这两场革命使人类( )
求实 2000.12 经济理论与实践 现代科技革命与社会经济变革 徐顺梨 (中共南昌市委党校,江西 南昌 330003) [摘 要]马克思说过:科学是最高意义上的革命力量。在现代科技革命的推动下,当今世界经济体系正发生 着人类有史以来最为迅速、广泛而深刻的变化。本文从社会生产力系统(生产工具、劳动对象、劳动者结构)、社会 产业结构和全球经济一体化三个方面分析了现代科技革命对当今世界经济发展所产生的重大影响。 [关键词]科技革命;经济发展;生产力;产业结构;经济一体化 [中图分类号]G 303 F014.1 [文献标识码]A [文章编号]1007-8487(2000)12-0032-02[收稿日期]2000-10-27 [作者简介]徐顺梨,女,中共南昌市委党校理论研究室副主任,副教授。 科技革命是现代社会的一个基本特征。从总体上看,现代科技革命正以令人难以置信的神奇力量改变着整个世界的面貌,特别是改变着人类社会经济发展的面貌。它使社会的经济基础、产业结构、经营方式等都发生了根本性变革。 一、科学技术成为最直接、最现实的生产力 马克思早在一百多年前就说过:科学技术是生产力。综观人类社会经济发展的历史,人类的任何经济活动都离不开科学技术知识的发展。科学技术的每一次重大突破,都会引起社会生产力的深刻变革和人类社会的巨大进步。 18世纪60年代开始的第一次技术革命,即蒸汽机技术革命,不仅使人类的双手从繁重的体力劳动中解放出来,引起了从手工工具到机械化生产的飞跃,而且使人类从农业经济社会步入到工业经济社会。从此有了真正意义上的社会化大生产;19世纪70年代开始的第二次技术革命,即电力技术革命,出现了电动机、内燃机,用电力作为新的能源逐步取代了蒸汽动力,使人的体力得到了更进一步的解放,从而使社会的经济得到了更快速的发展。这两次技术革命的发生和发展对社会生产力的促进作用是无比巨大的,正如马克思、恩格斯所说:“资产阶级在它不到一百年的阶级统治中所创造的生产力,比过去一切世代创造的全部生产力还要多、 还要大。” ① 而20世纪中叶以来所发生的以原子能、电子计算机和生物技术的发明和应用为标志的现代科技革命,不但在内容上较之从前更为先进,而且其规模上也大大超过了以往的技术革命。这次科技革命不只是在个别的科学理论上、个别的生产技术上获得了重大突破,而是在各门科学和技术领域都发生了深刻的变化。特别是以微电子技术为主要标志的高新技术的迅速发展和广泛应用,已经对现代社会生产力发生了全面的渗透和影响,使社会生产力的各个要素发生了革命性的变革与跃迁,并最终使科学技术本身成为最直接、最现实的生产力。 1、现代科技革命使生产工具系统加速发展。 现代科技革命由于规模的宏大及成果物化为生产工具过程的加快,使生产工具进入了加速发展时期。 我们知道,生产工具的进步程度是由制造材料、结构、动力、操纵与控制四个要素来决定的。这四个要素的革新就形成生产工具系统的革新。在现代科技革命发生以前,生产工具系统中的操纵与控制要素还未发生过革命性的变革。而这次以微电子技术为核心的现代科技革命,却使生产工具系统的操纵与控制要素发生了突破性的变化。出现了数控机 床、智能型机器、超级机器人、自动控制机器体系等等。现代生产工具的操纵与控制系统正在形成以电脑为核心,由电脑控制机取代人工对生产机器进行操纵与控制,从而使劳动者从手的解放、人力的解放发展到大脑的解放。这是生产工具系统迄今为止发生的最革命性的变革。 2、现代科技革命使劳动对象发生革命性的变化。随着现代科技革命的发展,劳动对象无论在种类、性能与用途上都发生了革命性的变化。 其一,随着科技革命的发展,人类对自然资源开发利用的范围在不断扩大。已经经历了从陆地资源到海洋资源,再到大气层资源,并且正在向外层空间资源扩展;其二,运用现代科学技术,可以合成新的物质材料,扩大劳动对象的来源,使劳动对象更加广泛。如非晶态金属材料、高温超导材料、高分子合成材料、纳米材料、新型陶瓷材料、功能各异的新型玻璃材料等等。现在全世界人工合成材料已有800多万种,并且仍以每年5%的速度在增加。这意味着劳动对象已不再是生产过程的被动因素,而是变成了生产的推动者。在当代,劳动对象已成为生产力发展水平的一个重要标志。 3、现代科技革命使劳动者自身结构发生巨大变化。随着现代科技革命的发展,机器人和计算机广泛应用于生产过程,生产的自动化系统越来越完善,劳动者在生产过程中的作用已经发生了根本变化,现代劳动者正朝着与智能型工具相适应的以脑力劳动为主的智能型劳动者的方向发展,大量的体力劳动者已经从传统的机器体系中解放出来。现代化生产系统,直接从事生产的,只需要人数有限的工程师、高水平技术人员、信息技术人员和受过高等教育的劳动者,这就使得劳动者结构发生了根本变化,出现了劳动者高学历、高知识的趋势。据统计:在机械化初期,物化在生产中的体力劳动和脑力劳动之比为9∶1,而在现代高度机械化生产中则为1∶9。从9∶1到1∶9,体力劳动和脑力劳动在生产中的比重刚好对调了位置。 总之,现代科技革命通过对生产工具、劳动对象、劳动者的品质及其结合方式进行改造和综合,使科学技术日益渗透于生产力的诸要素当中,从而使生产力系统发生革命性变革,并使生产力系统的整体结构达到空前优化。而且在这一过程中,科学技术自身的经济功能也得到越来越充分、越来越全面的体现。据统计:在国民生产总值增长中,科技进步所占的比例,20世纪初仅为5%-20%,到50-60年代,其比重上升为50%,80年代后则高达60%-80%。有的生产 部门,如电子工业部门则高达90%,有的甚至达到100%。 ② 2 3
科学技术的革命性发展，对社会和人类生活的影响，必将是革命性的 对未来产生重大影响且持续进步的四个技术领域 自1970年代以来，持续进步并能够对未来产生重大影响的技术领域主要有四个：信息技术，纳米技术，材料技术和生物技术。这几个科学技术领域日臻成熟，相互融合，逐渐形成一波新技术浪潮，因应社会需求，开始成为推动社会发展与进步的强大动力。 几个技术领域相比较，信息技术发育最为成熟，产生的社会经济效益最为显著。计算机、互联网和信息技术彻底改变了人们既往的沟通联络方式、生产方式、甚至学习方式，也已经形成巨大的产业。预计数年之内，信息技术将出现质的飞跃，它的信息处理能力将得到极大提升，将实现不受地点限制的网络接入、海量数据存储与交换，并且在射频跟踪、视频监测、高性能移动计算、指纹与虹膜身份鉴定以及智能机器人、人脑与机器连接界面等领域获得长足发展。信息技术仍将是技术进步以及促进社会经济增长与发展的龙头。 生物技术自身的发展可谓飞速，它已经能够快速检定生物体微量成分，在基因层面进行诊断治疗，利用基因手段改变生物形状，运用计算机进行生物生长和性状模拟，在分子层面进行器官和肿瘤治疗。然而它的应用受到社会伦理的制约，引发广泛争议，其产业化也步履蹒跚。 纳米技术，最有希望的进展是与半导体技术融合，制造纳米级器件，使得行将失效的摩尔定律得以延续数十年。实际上，目前的电脑芯片已经十分接近纳米尺度；另一方面，纳米技术制备的材料具备很好的分子筛功能，可用于饮用水和环境监测；纳米结构的敏感器件可用于制备生物检测设备，用于健康、药物和环境监测与控制。 基于纳米技术的新材料已经显示，它在以下领域有着广泛应用可能：新型高能电力存储，可大规模制造的廉价高效太阳能电池，绿色制造技术与设备，具备特殊性能的可穿戴衣料和特殊涂层，饮用水过滤与净化，高亮度显示与高速计算元器件制造，活体生物组织培养。 十项已成为现实或即将成为现实的重要综合技术 在未来十多年里，将有数十项重要综合技术成就出现，既标志着新的技术革命的到来，也将全面更新世界经济与和社会运行所依赖的技术架构，它们将是上述四大科学技术领域的综合应用的结果。其中，有十项已经成为现实或即将成为现实。 一，廉价太阳能系统。现有太阳能采集与转换技术，严重受制于光伏转换效率和电能存储技术，而且体积庞大，价格高昂。基于纳米粒子和纳米结构的新型光伏电池和蓄电池，配合以大规模制造，将极大改变目前太阳能利用现状，而且它还具备体积小巧、价格低廉优点。预计未来几年内将实现技术突破，并实现规模量产。这将大大改变现有能源供应结构和环境溢出，对于发展中国家、低发达国家以及旅行者甚至作战部队有重要意义。 二，洁净水滤膜。采用全新的纳米结构材料，用有效、可靠的洁净、除污技术与工艺，以低廉的价格生产可食用洁净水。这一技术将很大程度改观缺水地区和高污染地区的供水状况，野外和营地使用十分便利。 三，基因改进作物。基因工程食物，改善其维他命和微量元素成分，根据其产出地土壤和气候情况改进基因组分，提高营养价值，增加产量，同时增进其抗病虫害能力。从科学上看，在有限的耕地与日益增长的人口双重压迫下，基因改进农作物是解决世界粮食和食品供应不足的根本途径，舍此并无他途。 四，可以随时随地进行信息接入的通讯设备与无线通讯技术。通讯设备包括通讯和存储，可海量传输、存储文字、图像、视频。无线通讯技术无需有线设施，可在任何地点通过无线接入方式进行电话与联网活动。两者相结合可以实现无线传输和接收。 五，移动射频跟踪与认证（无线射频识别技术）。广泛用于零售商品与人物个体的移动迁徙过程。 以上几项信息技术及应用已经在很大程度上实现，未来发展趋势是进一步在空间和地域
第15课近代科学技术革命学案 第15课近代科学技术革命学案 ※目标与结构 《课程标准》要求：了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位；简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上的产生分歧的根源；以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。 知识网络结构： ※精析与探究： 1．简析17—20世纪初，在自然科学基础理论研究方面的四大成果及其标志和意义。 ①牛顿力学体系的建立标志着近代科学的形成，是人类认识史上对自然科学规律的第一次理论性的概括和总结。②法拉第发现电磁感应现象，开辟了人类历史的新时代——电气时代。③达尔文创立了生物进化论学说，从根本上推翻了“神创说”，将“发展”和“变化”等观念引入自然科学和社会科学领域，促进了人类思想认识的飞跃。④爱因斯坦提出了相对论和质能关系公式，深刻揭示了时间和空间的本质，
是物理思想的一次重大革命，质能转换原理成为研发原子能的理论基础。 2．分析近代科学诞生诞生的历史背景。 首先，新兴的资产阶级在经济上和政治上对自然科学的迫切需要。14世纪以后，手工工场发展迅速，生产中的技术改造与机器的逐步采用，向人们提出很多新的问题，需要自然科学予以解决，以促进生产力的更大发展。同时，新兴资产阶级要求掌握政治权力，他们需要把自然科学作为反对宗教统治争取思想自由的理论武器。 其次，自然科学自身发展的需要。经过中世纪前期的漫长黑夜，自然科学逐渐复兴。资本主义生产方式的产生和发展，不仅向自然科学提出大量的研究课题，还提供了丰富的经验材料以及新的科学实验条件。最后，文艺复兴、地理大发现和宗教改革的推动。文艺复兴反对盲从和迷信，提倡独立的学术研究，为资产阶级在政治上取代封建统治作舆论准备，它打破了教会的精神统治，动摇了封建制度的政治思想基础，为把自然科学从神学中解放出来创造了必要的条件。近代自然科学革命就是在文艺复兴运动的高潮中拉开序幕的，首先向宗教神学发起冲击的是天文学。随后的宗教改革摧毁了天主教会的精神独裁，科学革命也产生了巨大的影响。在此期间，地理大发现也有重要意义，
目录 摘要 (2) 1.20世纪科学技术的发展 (2) 1.1科学技术成为支撑、引领经济社会发展的主导力量 (2) 1.2科学技术向应用转化速度不断加快，科技成果产业化周期大大缩短 (3) 1.3科学的交叉融合和技术的集成，导致重大的创新突破，孕育了新的科学和技术革命 (3) 1.4科技全球化深刻改变了科学研究的传统组织结构和方式，使得科技资源在全球范围 内的融合和有效配置 (3) 2.世纪科学技术发展新趋势 (3) 2.1信息技术成为先导技术，世界正在进入以信息产业为主导的新经济时代 (3) 2.2高新技术成为现代生产力中最活跃，最重要的因素 (4) 2.3科学发展的综合化趋势 (4) 2.4科技交流的国际化 (5) 3．结束语 (6) 参考文献 (7)
现代科学技术的发展趋势 摘要：当今时代，科技发展突飞猛进，极大的推动了社会的进步，改变了人类生活的面貌。尤其是第二次世界大战以来，科学技术的发展更是日新月异，不少学者称之为"第三次技术革命"，以表明其划时代的意义或用"知识爆炸"来形容现代科技发展的高速度。随着科学技术的不断发展以及与人类社会的紧密结合，人们也开始思考关于科技发展的哲学命题：例如科学技术的本质问题、科技与自然的关系问题、科技与社会的关系问题、科技与人的自身关系问题等等。同时，科学技术本身也呈现出了超越以往时代的特点。 关键词：科学技术人类社会发展 1.20世纪科学技术的发展 20世纪是科学技术空前辉煌的世纪，人类创造了历史上最为巨大的科学成就和物质财富。这些成就深刻地改变了人类生产和生活的方式及质量，同时也深刻地改变了人类的思维观念和对世界的认识，改变并继续改变着世界的面貌，极大地推动了社会的发展。纵观20世纪中叶以来50多年间，科学技术发展大致经历了6次大变革。 表1 20世纪现代科技经历的6次变革 上表显示出了20世纪总体上世界科技发展的特点: 1.1科学技术成为支撑、引领经济社会发展的主导力量 量子理论促进了集成电路计算机的发展，奠定了信息产业的发展；相对论和原子核裂变原理形成了核技术和核能工业；分子生物学和遗传学成就发展了生物
[精品]现代科技革命的特点和意义 8.现代科技革命的特征和意义 所谓科技革命，是指正在成长的科学技术传统取代旧的科学技术传统的重大事件和过程，包括科学的基本原理、科学的社会建制、科学的规范标准、科学活动的方式方法等根本变革，以及技术的理论基础、技术结构、技术的规范标准、技术活动的方式方法、技术应用的形式规模等根本变革，标志着人类认识和改造世界的手段和能力的显著改进和历史性的、划时代的飞跃。 能够称得上科技革命的科学技术，至少应具备以下特点:重大的科技创新，而不是一般性的科学发现或技术发明;广泛的渗透性，使人类的生产和生活发生广泛而深刻的变化;显著的经济和社会效益，对生产力和生产关系、经济基础和上层建筑的变革起了巨大的促进作用。按照这些标准来衡量，近代以来人类社会先后发生了三次科学技术革命。第一次是以"珍妮"纺纱机和蒸汽机的发明为标志;第二次是以电力与内燃机的发明为标志;二战以后，西方发达国家率先爆发了以微电子信息科技为主导，包括新材料技术、新能源技术、激光技术、海洋技术、空间技术和生物技术等领域的一场全方位、多层次的新科技革命,也就是人们常说的第三次科技革命。这次科技革命至今方兴未艾，这场历时长久、影响深远的科技革命，在速度和规模方面都远远超过了前两次科技革命。这场全球性、全方位的新科技革命，大大拓展了人们认识和改造自然的广度和深度，对人类的生产和生活的各个领域都产生了巨大促进作用，使人类由"电气时代"跨入到"自动化、智能化时代"或"信息时代"，对当今国际政治、经济、文化及社会生活的各个领域产生了极其广泛而深远的影响。 一、新科技革命极大地提高了劳动生产率，使科学技术真正成为“第一生产力”。
七、现代科技革命与社会发展 1.现代科技革命是促进现代社会生产力、社会经济发展的强大动力。现代科技革命，实质上是把科学进步与社会生产在技术基础上的变革结合起来，以科技进步作为社会生产发展的主导因素，对社会生产力进行彻底的质的改造。充分认识和推动现代科技革命，是把握现代社会发展的钥匙。但是，我们不能赞同现代科技革命已经超越了社会发展的基本矛盾，使资本主义和社会主义的矛盾、资本主义社会中生产社会化与生产资料私人占有之间的矛盾归于消失的错误观点。 2.在人类历史上，反映生产技术不断完善的技术进步，与反映对世界规律性认识的科学进步，二者基本上是平行发展的，有时相互交错、相互影响，但并未有机地联系起来。在当代，科学与技术之间的相互作用日益加强，科学和技术趋向一体化，因而产生了科学技术进步〈简称科技进步〉这一新范畴。它意味着，科学的发展及其成就在工艺上的应用为生产力的新的大飞跃创造了前提。本世纪中叶以来，自然科学中的革命变革与技术中的革命变革有机地结合在一起，由此决定并形成表征科技进步在现阶段和未来阶段综合过程特点的“科学技术革命”〈简称“科技革命”〉的范畴。现代科技革命是我们时代正在进行的最重要的革命变革。我们应当花力气自觉地认识现代科技革命本身的特点，同时，必须抵制用科技革命本身涵盖社会革命，或者将它与社会革命分离开来的错误倾向。事实上，科技革命必定有社会革命与其相适应。马克思和恩格斯在分析十八至十九世纪的产业革命时，指出了它同社会革命的联系，即一系列社会革命使资本主义生产方式终于形成。现代社会辩证法表明，在社会主义国家里，社会主义革命先于科技革命，以创造保证实现科技革命的必要的社会条件，并用科技革命来发展和扩大社会革命的成果。而在发达资本主义国家，科技革命先于社会革命，为社会革命准备物质前提，并加深资本主义的基本矛盾。科技革命与社会革命先后次序的不同，表现出现时代历史过程的多样性。其统一性至于，无论在哪种社会发展模式下，科技革命都是建立共产主义社会物质前提的一个有机组成部分，科技革命是生产力革命的最重要内容。 3.现代科技革命改变了科学在社会中的地位及其与生产的关系。不能再简单地把科学归诸意识形式。科学——技术——生产之间的一体化和双向作用关系，使得在现代生产中起主导作用的是科学超前于技术
现代科学技术革命的诞生、特征和影响 一、现代科学技术革命的诞生 （一）20世纪的科学革命 1.现代科学革命产生的背景：到19世纪，机械决定论和还原论仍然影响着物理学、化学、生物学、医学、心理学。它已经根深蒂固地渗透到自然科学的各个研究领域，甚至人类的文化方面。人们在研究复杂事物的过程中，主要采取从实体上进行还原的方法，“试图在所有复杂的现象中找到共同具有的物质实体（如原子），将其作为差异性的共同基础。”爱因斯但指出：“从希腊哲学到现代物理的整个科学史中，不断有人力图把表面上极为复杂的自然现象归结为几个简单的基本观念和关系。”近代科学在诸如力的分解、元素的离解，生物的解剖等方面取得的成功，使人们坚信“机械分割”的思想是无往不胜的，并试图把这种方法推广到对生命现象和社会现象的研究上。机械还原论者坚信，任何复杂的运动形式，都可以最终分解为机械的或力学的运动形式。尽管19世纪的自然科学取得的某些成就已经部分地揭露了机械决定论和机械还原论的局限性，但是要动摇和突破这种规范是不容易的，因为它们是构成近代科学赖以产生和发展的基础。恩格斯说：“把自然界分解成各个部分，把自然界的各种过程和事物分成一定的门类，对有机体的内部按其多种多样性的解剖形态进行研究，这是最近400年来在认识自然界方面获得巨大进展的基本条件。” 19世纪末，许多科学家都认为，以力学为基础的经典物理学大厦已经峻工，人们在对这幢雄伟大厦表示赞叹之余，又多少流露出满足和无所作为的情绪。著名的德国科学家基尔霍夫（G.R.Kirchhoff）表示：“物理学将无所作为了，至多只能在已知规律的公式的小数点后加上几个数字罢了”。英国大物理学家W.汤姆逊在刚跨入20世纪的第一天的《元旦献辞》中也说：“在已经建成的科学大厦中，后辈物理学家只能做一些零碎的修补工作。” W?汤姆逊在对科学大厦赞叹的同时，又不得不承认在物理学晴朗的天空还有两朵小小的令人不安的乌云。这两朵乌云是什么？为什么它们会引起这位著名物理学家深深的忧虑呢？物理学进入19世纪80年代以来，人们在实验中发现了一系列令人困惑的现象，经典理论对此显得无能为力。其中现象之一，就是迈克尔逊——莫雷实验。 1880年，美国物理学家迈克尔逊和化学家莫雷利用光学干涉仪进行了一项搜索“以太风”的著名实验来测量所谓的“以太漂移”。“以太”是根据牛顿经典力学观点所设想的用来传播光的介质，经典力学认为以太充满整个宇宙空间，而且是静止不动的。在牛顿力学中，任何机械运动都是相对于一个参考系进行的。地球相对太阳运动，必然能测得所谓的“以太飘移速度”（即地球和以太之间的相对运动速度）。迈克尔逊和莫雷经过不懈努力，昼夜不停地观察了五天，试验的精密度达到四十亿分之一，也没有找到“以太风”或地球相对于“以太”漂移的运动迹象，于1887年12月宣布实验测得以太“漂移速度”为零的结果。这一否定性的实验结果说明地球和以太之间不存在相对运动。这就是物理学史上有名的“零结果”，人们曾试图从各个角度对此作出说明，但都难以自圆其说。看来，人们原先对光传播所构想的物理图象是不正确的，使许多持有光是以太波动观点的物理学家大失所望。这一现象被称之为19世纪末20世纪初飘浮在物理学上空的一朵乌云。另一朵乌云与绝对黑体辐射的实验有关。热辐射是普遍的自然现象，物体在任何温度下都会以电磁波的形式向外辐射能量，其量值可以通过实验测定出来。由于绝对黑体在受光照达到热平衡时将会把能量全部以热辐射的形式发送出去，黑体的热辐射要比相同温度下其他任何物体的热辐射强，所以黑体是研究热辐射的理想模型。通过研究黑体辐射来揭示热辐射现象的本质和规律，是19世纪末物理学的一个重要课题。德国物理学家维恩（w?wien）发现随着辐射体温度的升高，辐射的峰值会向短波方向移动，即所谓的“位移定律”。1896年，他依据热力学，用半经验半理论的方法找到了“维恩公式”，用以说明黑体辐射谱。发现这个公式在短波段（高频辐射部分）同实验吻合，但在长波段（低频辐射部分）却系统地低于实验值。以后，英国物理学家瑞利（Lord Rayleign）根据经典统计物理学推出另一公式，它在长波段（低频辐射部分）与实验相符合，但在短波段（高频辐射部分——紫外光区）完全不能适用。按公式计算的预测值，在紫外一端辐射应趋向无穷大，而实验数据的结果却趋于零。这显然是荒谬的。经典物理学的理论在这里陷入困境和危机。这就是有名的“紫外灾难”。“紫外实验”成为飘浮在物理学上空的又一朵乌云。英国著名物理学家凯尔芬勋爵在1900年的讲演中把这两大疑难称之为经典物理学天空中的两朵乌云。他说：“动力学理论断言“热”和“光”都是运动的方式，现在这一理论的优美性和明晰性被两朵乌云遮蔽的黯然失色了。实际上，当时物理学天空并非只有两朵乌云，例如被称之为19 世纪末物理学的三大发现，即1895年德国物理学家“伦琴”发现X射线，1896年波兰物理学家居里对放射性元素的发现,以及1897年英国物理学家汤姆逊对电子的发现，都是对经典物理学理论的极大冲击：X射线可以穿透物体，说明“不可入性”不是物质的固有属性，而传统观念认为物质是不可入的；放射性辐射表明化学元素会蜕变为其他元素；发现比原子更小的电子，说明原子并非是不可再分的最小实体。原子不可再分的观念由此而发生了根本动摇，面对一系列无法纳入旧理论框架的新事实，一些物理学家感到惊恐万分，他们惊呼：“物理学的危机来临了”“科学破产了”。他们在牛顿力学体系与一些实验发生明显矛盾时，依然坚持牛顿力学必定正确的观点，从而在物理学界造成更大的思想混乱。然而在当时著名的科学家中，也不乏有远见卓识者，如法国科学家彭加勒（H.poincare），他认为，物理学理论与试验事实出现矛盾是好事而不是坏事，它预示着一种行将到来的变革，是物理学进入新阶段的前兆，他指出：要摆脱危机，就要在新实验事实基础上重新改造物理学。可惜的是，他没有跳出旧理论的框架，尽管他的电子动力学在数学形式和实验预言与以后爱因斯但的狭义相对论等价，但在物理解释上却大相径庭，他那富丽堂皇的理论，不过是经典物理学最后的宏伟建筑物而已。19世纪末的三大发现，使人类的认识第一次深入到了原子内部，彻底打破了原子不可分、元素不可变的传统物理学观念。以太漂移实验的零结果和黑体辐射研究中的“紫外灾难”，使经典物理学陷入不可克服的矛盾，成为推动这一时期科学发展的重要机制。 2.世纪之交物理学革命的产生 物理学危机是物理学革命的前夜，经典物理学天空上的乌云倾刻化为狂风暴雨，冲击和洗刷着经典物理学的基础。世纪之交，1900年量子理论的提出和1905年狭义相对论的建立，是现代物理学革命的重要标志。量子论的提出者是德国物理学家普朗克。1894年，他从研究黑体辐射问题开始，从维恩推出的有关黑体辐射能量密度的半经验公式得到启示，把电磁学方法和热力学中熵的概念结合起来，得到电磁熵的定义式。1900年10月，他经过不懈努力，应用娴熟的数学技巧，借助内插法，得到了一个与黑体辐射实验无论在短波段或长波段都吻合得非常好的新的辐射公式。在导出这个公式时，他大胆地提出了一个和“经典物理学关于能量过程必定是连续的”结论截然相反的假说，即能量的交换是不连续的，是一份一份进行的，能量的交换只能是hv的整倍数。h是普朗克常数，V是组成黑体的带电谐振子的频率，hv为能量交换的最小单位。称为“能量子”。1900年12月14比普朗克在德国物理学会年会上公布了他的这一工作。从能量子假说出发,普朗克成功地解释了他自己提出的辐射公式，解决了“紫外灾难”的问题。量子论的诞生，是对经典物理学理论的重大突破，它把经典物理学中一切因果关系都是在连续的基础上所建立的物理思想方法彻底地变革了。尽管在当时的物理学界对这一假说的反应冷淡，但在爱因斯坦、玻尔等科学家的推动下，量子理论获得了飞速发展，成为举世公认的科学理论。到20世纪30年代，经过德布罗意、薛定愕、海森伯、玻恩、狄拉克以及泡利等青年物理学家的努力，形成了量子力学的完整体系。量子力学的建立，是继相对论之后对古典物理学的又一次严重冲击。它使人们从根本上改变了只承认连续性和机械力学决定论的经典观念，揭示了连续与间断统一的自然观，揭示了自然规律的客观统一性，为各门科学的量子化奠定了理论基础。在普朗克提出能量子假说的第五年，即1905年的夏天，德国物理学家爱因斯坦完成了一篇名为《论运动物体的电动力学》的论文，这篇论文奠定了狭义相对论的基础。爱因斯坦在这篇论文中，针对经典物理学同新的实验事实之间的矛盾，批判了牛顿力学的超距作用观点，坚持电动力学中电磁场的近距作用观点
第25课现代科学革命 1．“科学理论的发展往往并不意味着新理论摧毁旧理论，而是限制和缩小旧理论的作用范围，把旧理论作为新理论的某种特例包含在其中。”下列最能说明此观点的是( ) A．神创论与进化论B．经典力学与相对论 C．经典力学与量子论D．相对论与量子论 2．某科学理论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念，提出了“时空的相对性”“四维时空”“弯曲空间”等全新的概念。该理论( ) A．推动了启蒙运动的到来 B．弥补了经典力学认识世界的不足 C．奠定了电气技术应用的理论基础 D．开创了以实验为基础的近代科学 3．1919年11月6日，在英国皇家天文学会和皇家学会联合举行的大会上，天文学家罗伊尔宣布：“星光确实按照爱因斯坦引力理论的预言发生偏折。”爱因斯坦的主要成就是( ) A．量子假说B．相对论 C．万有引力定律D．电磁感应现象 4．马克垚主编的《世界文明史》一书写道：“1870年以后物理学不断有新的发展，经过一场范式的危机，进入20世纪以后，物理学由量变进入质变，开始了革命性变革。”这主要体现在( ) A．牛顿发现万有引力定律 B．哥白尼提出“日心说” C．达尔文创立生物进化论 D．爱因斯坦提出相对论 5．爱因斯坦被人们称为20世纪的哥白尼、20世纪的牛顿，其主要依据是( ) A．提出外力能够改变物体运动状态的观点 B．证实物体运动速度与质量没有关系 C．正确揭示了时间和空间的本质属性 D．发现了能量辐射的运动原则及其规律 6．普朗克年轻时曾向他的老师表示，要献身于理论物理学。老师劝他说：“年轻人，物理学是一门已经完成了的科学，不会再有多大的发展了，将一生献给这门学科，太可惜了。”打破该老师看法的是( ) A．万有引力定律的发现 B．量子假说的提出 C．电力的发现与应用 D．牛顿力学定律的发现 7．1905年，爱因斯坦解释了光电效应，亦即在光的照射下，由金属逸出的电子的能量和光的强度无关，但和波长有关。这一解释主要是基于( ) A．经典力学B．量子论 C．狭义相对论D．广义相对论
近代科学技术革命集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]
第15课近代科学技术革命 【课标要求】 1、了解经典力学的主要内容，认识其在近代自然科学理论发展中的历史地位。 2、简述进化论的主要观点，概括科学与宗教在人类起源问题上产生分歧的根源。 3、以蒸汽机的发明和电气技术的应用等为例，说明科学技术进步对社会发展的作用。【重点】牛顿的经典力学、达尔文的进化论、两次科技革命 【难点】牛顿的经典力学、达尔文的进化论 【基础知识梳理】 什么是近代科学？——P64课本知识链接 一、近代科学技术兴起发展的原因： 1、经济：资本主义经济的发展（资本主义生产方式兴起和发展）物质基础、根本原因 2、政治：资产阶级的成长和壮大，资本主义代议制的逐步确立 3、思想：文艺复兴、宗教改革和启蒙运动的推动，解放人们思想 4、欧洲先进国家保护奖励科技发明，改革教育制度和专利制度，组织科研机构，推动 近代科学的创立和发展。科学家们的主观努力。 二、近代科技兴起的表现： （一）牛顿的经典力学：——17世纪 1、背景： （1）哥白尼：①成就：提出太阳中心说；（日心说） ②意义：从根本上动摇了的理论基础。——近代天文学的奠基人 （2）伽利略： ①成就——A：1610年发现木星的四颗卫星，证明日心说的正确； B：“近代科学之父”—开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学 ②意义：伽利略的杰出成就为 2、建立 （1）标志：1687年，牛顿出版《自然哲学的数学原理》-实现了物理学史上的第一次大飞跃。 特征：以实验为基础，以数学方式符号为表达方式 （2）内容：建立的基本体系，发现了着名的定律和 定律 （3）运用范例：海王星的发现是证明牛顿力学和万有引力定律有效性的最成功范例。 数学方面：在17世纪60年代，牛顿与德国的莱布尼茨分别独立创立了微积分 3、经典力学建立的意义： ①牛顿力学是的基础，也是现代工程力学的理论基础； ②牛顿力学得建立，标志着；（近代科学真正形成的标志） ③牛顿力学和热学引发了第一次工业革命，使人类社会进入 ④为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定科学基础。（推动了以理性主义为旗帜的启蒙 运动）
现代科学技术革命与马克思主义（博士课程） 课程编号：206101 开课单位：社科部自然辩证法教研室 任课教师姓名及职称：宋子良教授 授课学期：第一学年第一学期 学时学分：50学时；2.5学分 教学方式：课堂授课、分组讨论、外出调查 教材及主要参考书目： 《现代科学技术基础知识》，宋健主编，科学出版社，1994 《现代科学技术革命与马克思主义教学纲要》，祝世讷编，山东中医药大学印行，2000 一、本课程教学目的和任务 以马克思主义的立场、观点、方法，对20世纪以来现代科学技术革命的进展、成就进行理论总结，对于现代科学技术革命对马克思主义的理论和实践的丰富和发展进行理论研究。全面了解现代科学技术革命的发展形势和基本成就，着重认识其基本的理论成果和社会影响，特别是其对马克思主义的丰富和发展，进一步确立马克思主义的立场、观点、方法，把博士研究生的理论素养、思想素养、方法论素养提高到新的时代水平。把研究生引导到现代科学技术革命的前沿，正确地认识当代科学技术发展和社会变革所面临的各种新问题，把现代科学技术革命的思想、理论、方法论成就有机地应用于本专业的研究，提高创造性研究能力，推动专业研究的开拓和创新。 二、课程教学的基本要求与内容提要 （一）基本要求 要求学生掌握以下内容：科学技术革命的规律，什么是现代科学革命、技术革命；现代科学革命的进展和成就；现代技术革命的进展和成就；现代科学技术革命对马克思主义哲学的丰富和发展；现代科学技术革命对社会发展的推动；现代科学技术革命对医学的作用。着重于理论和方法论研究和学习，从现代科学技术革命来认识医学特别是中医学未来发展的方向、道路，掌握中医学现代研究的新的理论观点和方法武器，推动专业研究的创造性开拓。 （二）教学内容提要与学时安排 1．绪论（4学时） 本课的性质和任务；本课的目的要求；本课的学习方法。 2．科学技术革命论（4学时） 科学技术革命的基本概念；科学技术革命的规律；科学技术革命的本质；科学技术革命与精神文明；历史上的科学技术革命；现代科学技术革命的形势和特点。 3．现代科学革命（12学时） 现代科学革命的背景和形势；相对论、宇宙学及对宇宙观认识的发展；量子力学、粒子物理学及对微观认识的发展；分子生物学、人体科学及对生命认识的发展；系统科学、非线性科学及对世界复杂性认识的发展；模糊数学和突变论；非线性科学的建立和发展。 4．现代技术革命（8学时） 现代技术革命的形势和特点；信息技术；生物技术；能源技术；空间技术；材料技术；海洋技术；医药技术。 5．现代科学技术革命与哲学（8学时） 现代科学技术革命成就对唯物论的丰富和发展。世界的物质性和物质统一性被更加彻底地揭示出来；物质以运动的方式存在得到更彻底的说明；物质以空间和时间的形式存在得到
第六单元现代世界的科技与文化 第26课现代科学革命教学素材 ◆阅读与思老 （1）人们过去积累起来的常识和日常经验并不一定总是正确的，要敢于打破思维定势，推进科学创新。 （2）正确的理论在刚刚诞生时往往难于被人们理解和接受，甚至还遭到攻击或嘲笑。但随着时间的推移，以受住实践检验的科学和理论终究会被人们理解和接受。 （3）科学的发展是艰难的，科学真理需要勇于探索、执著追求的精神，要有足够的恒心和毅力去面对，坚持自己的正确立场和信念，坚持真理不动摇。 ◆解析与探索 （1）从加速反法西斯战争胜利进程的角度讲，爱因斯坦建议制造原子弹以掌握对法西斯作战的优势，是应该的；从原子弹对无辜平民造成的严重摧残的角度讲，爱因斯坦建议制造原子弹是不应该的。 （2）先进的科学技术可以加快人类发展的进程，也可以毁灭人类自身。 （3）大力发展科学技术，加快人类自身发展。但要正确使用先进的科学技术，避免给人害自身带来灾难。 ◆自我测评 1．现代物理学的两大理论支柱是相对论和量子学。相对论和量子学正确地反映了宏观的宇宙世界和微观的粒子世界的客观规律，打破了经典物理学绝对化的思维，描绘了一个崭新的世界，大大开阔了人们的视野，改变了人们看世界的角度和方式。相对论和量子学的提出不仅对物理学本身，对自然科学，而且对整个人类的思维都产生了不可磨灭的影响。 ◆重难点分析 ⑴相对论、量子论出现的历史背景——19世纪经典物理学的危机是什么？ 17世纪后期，牛顿发表了著名的力学三定律（惯性定律、加速度的比例定律、作用与反作用定律）和万有引力定律，标志着经典力学体系的建立。当时，以牛顿力学为代表的经典物理学被认为是绝对权威的理论，认为一切自然现象都可以用经典物理学加以说明，而且物理学已经发展到了完整、系统和成熟阶段，以后的工作只不过是在细节上做些修正和补充，在计算上更细致一点，使理论更加完备。一些科学家还根据万有引力定律计算出了海王星和冥王星的位置，证明了经典物理学的准确性、科学性和可预见性。但是，经典物理学是以日常生活中常见的低速运动的物质为研究对象的，在这里，时间和空间被认为是绝对的，是与物质运动无关的因素。因此，一旦物理学研究的这种基础发生变化，如所研究的物质是以光速或接近光速运动时，经典物理学的某些结论就变得不准确。这种状况随着20世纪以来科学研究的不断深入而日益显现，如神秘的“以太”一直不能被证明是存在的、高速运动的微观粒子发生的现象非经典力学所能解释等。物理学只有来一番彻底的革命，才能适应科学研究的新形势。在这种背景下，相对论与量子论应运而生。 ⑵相对论的主要内容是什么？有何重大意义？ 相对论的两个基本原理是相对性原理和光速不变原理。 在相对性原理中，爱因斯坦认为时间、运动、质量不是绝对的，而是相对的。较典型的现象是运动的物体长度变短（尺缩效应）、运动的钟比静止的钟走得慢（钟慢效应）、运动的物体重量变大。 尺缩效应和钟慢效应：两者都是狭义相对论的结论。一根在静止时长度为L′的细杆，