科学的发展模式
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科学技术的发展模式及动力科学技术的发展是现代社会进步的重要驱动力之一。
本文将探讨科学技术发展的模式以及推动其发展的动力因素。
一、科学技术发展的模式1. 线性模式线性模式是科学技术发展的最早模式之一。
它认为科学研究和技术应用是线性关系,科学研究的成果直接应用于技术领域,推动社会发展。
这种模式在工业革命时期得到了广泛应用,例如蒸汽机的发明和应用。
2. 纺锤模式纺锤模式认为科学技术发展是一个循环的过程。
科学研究和技术应用相互促进,不断循环发展。
科学研究的成果可以应用于技术领域,而技术领域的需求也会促进科学研究的深入。
这种模式在现代科技发展中更为常见,例如信息技术的发展。
3. 网络模式网络模式认为科学技术发展是一个多元化的网络。
科学研究和技术应用相互连接,形成一个复杂的网络结构。
不同领域的科学家、工程师和技术专家通过合作和交流,推动科学技术的发展。
这种模式在跨学科研究和创新中具有重要意义。
二、推动科学技术发展的动力因素1. 经济需求经济需求是推动科学技术发展的主要动力之一。
随着经济的发展,人们对于科学技术的需求也越来越多样化。
科学技术的发展可以提高生产效率、降低成本,推动产业升级和经济增长。
2. 社会需求社会需求是推动科学技术发展的重要动力。
人们对于生活品质的要求不断提高,对于解决社会问题的需求也越来越迫切。
科学技术的发展可以改善医疗卫生、环境保护、能源利用等方面的问题,满足社会需求。
3. 科学研究科学研究是推动科学技术发展的基础。
科学家们通过不断的实验和观察,探索自然规律,发现新的科学知识。
这些科学知识可以应用于技术领域,推动科技的进步。
4. 技术创新技术创新是推动科学技术发展的重要动力。
工程师和技术专家通过不断的实践和改进,开发出新的技术和产品。
技术创新可以改善生活方式、提高生产效率,推动科技的发展。
5. 教育培训教育培训是推动科学技术发展的重要动力之一。
科学技术的发展需要有高素质的科学家、工程师和技术人才。
科学技术的发展模式及动力科学技术的发展模式及动力是指推动科学技术不断进步和创新的方式和动力源泉。
在当今社会,科学技术的发展对于各个领域的进步和社会的发展起着至关重要的作用。
本文将从科学技术发展的模式和动力两个方面进行详细阐述。
一、科学技术发展的模式1. 线性模式线性模式是科学技术发展的最早期模式,也是最简单的模式之一。
它的基本思想是科学研究的成果直接转化为技术应用,从而推动社会的发展。
这种模式在工业革命时期得到了广泛应用,例如蒸汽机、电力等技术的发展。
然而,随着科学技术的不断进步,线性模式逐渐暴露出无法解决复杂问题的局限性。
2. 推进模式推进模式是在线性模式基础上的一种改进和延伸。
它强调科学研究和技术应用之间的相互作用和反馈,通过技术应用的实践来推动科学研究的发展。
这种模式更加注重实践和应用的需求,能够更好地解决实际问题。
例如,在医药领域中,推进模式的应用可以促进新药的研发和推广。
3. 交互模式交互模式是在推进模式基础上进一步发展的一种模式。
它强调科学研究和技术应用之间的紧密联系和相互渗透,通过科学研究和技术应用的相互促进来推动科学技术的发展。
这种模式更加注重科学研究和技术应用之间的互动和协同,能够更好地实现科学技术的创新和突破。
例如,在信息技术领域,交互模式的应用可以促进互联网、人工智能等新兴技术的发展。
二、科学技术发展的动力1. 经济动力经济动力是科学技术发展的重要推动力量之一。
经济的发展需要科学技术的支撑,而科学技术的进步也能够促进经济的发展。
例如,新技术的应用可以提高生产效率,降低生产成本,推动产业升级和经济增长。
2. 社会需求社会需求是科学技术发展的重要动力之一。
科学技术的发展必须紧密关注社会的需求,解决实际问题。
例如,环境污染、能源短缺等问题对科学技术的发展提出了新的要求,促使科学家和工程师不断寻找解决方案。
3. 创新驱动创新驱动是科学技术发展的核心动力之一。
创新能够推动科学技术的突破和进步,为社会带来新的机遇和挑战。
科学发展的模式与动力科学是人类对自然界进行客观规律性认识的一种活动,而科学发展的模式和动力则是推动科学不断向前发展的内在机制。
科学的发展模式主要包括封闭式模式、开放式模式和交互式模式;科学发展的动力主要包括认知需求、技术驱动、社会经济压力和国家政策导向。
首先,科学发展的模式可以分为封闭式模式、开放式模式和交互式模式。
封闭式模式主要是指科学活动在独立封闭的环境中进行,研究者的动机主要是为了满足自身的认知需求,追求纯粹的科学成果,不受外部影响干扰。
封闭式模式的代表是理论物理学家爱因斯坦,他在相对论的研究中,追求的是对自然界普遍规律的揭示,不受实用性和经济效益的约束。
开放式模式则是科学活动在对外开放的环境中进行,研究者的动机主要是为了解决现实问题,追求实用性和经济效益。
开放式模式的代表是应用科学领域,如工程技术、医学等,研究者往往需要解决实际问题,追求技术的创新和应用,以满足社会经济的需要。
交互式模式则是封闭式模式和开放式模式的结合体,研究者在科学活动中既追求自身的认知需求,又关注实际问题的解决,追求理论研究和实践应用的结合。
交互式模式的代表是现代科学研究中的多学科交叉与融合,如生物医学、材料科学等,研究者通过不同学科的交叉合作,推动科学研究的进步和创新。
其次,科学发展的动力主要包括认知需求、技术驱动、社会经济压力和国家政策导向。
认知需求是科学发展的内在动力,研究者对于自然界的好奇和追求认识的欲望,推动科学的不断发展。
科学的发展也离不开技术驱动,新的技术手段和工具的不断发展,为科学研究提供了更好的条件和可能性。
社会经济压力也是推动科学发展的动力之一,不断增长的人口和资源压力,对科学技术的需求推动科学的进步和创新。
国家政策导向也是科学发展的重要动力,国家对科学研究的支持和投入,对科学的发展起到了重要的推动作用。
总之,科学发展的模式和动力是推动科学不断向前发展的内在机制。
无论是封闭式模式、开放式模式还是交互式模式,都有其各自的特点和适应范围;而认知需求、技术驱动、社会经济压力和国家政策导向则是推动科学发展的重要动力。
科学技术的发展模式及动力科学技术的发展模式及动力是指科学技术在不同时期和不同领域中的发展模式和推动力量。
科学技术的发展模式涉及科学研究的方法和过程,技术创新的路径和途径,以及科技成果的转化和应用。
科学技术的发展动力则包括经济、社会、政治、文化等多方面的因素。
一、科学技术的发展模式1. 线性模式:线性模式是科学技术发展的最早模式,认为科学研究的成果会直接转化为技术创新的成果,进而推动社会经济的发展。
这种模式强调科学研究与技术创新之间的直接联系,忽略了实际应用中的复杂性和非线性关系。
2. 线性-交互模式:线性-交互模式是对线性模式的修正和扩展,认为科学研究和技术创新是相互作用的过程。
科学研究为技术创新提供了基础,而技术创新又反过来促进了科学研究的进展。
这种模式强调科学研究和技术创新之间的相互作用,体现了科学技术发展的复杂性和动态性。
3. 网络模式:网络模式是对线性-交互模式的进一步发展,认为科学技术发展是一个多中心、多路径的网络化过程。
科学研究和技术创新不再局限于特定领域或特定机构,而是通过各种网络和合作关系进行知识交流和技术创新。
这种模式强调科学技术发展的开放性和多样性。
4. 创新生态模式:创新生态模式是对网络模式的进一步拓展,认为科学技术发展是一个生态系统的演化过程。
科学研究和技术创新需要在社会、市场、政策等多个层面上形成有机的互动关系,共同推动创新的发展。
这种模式强调科学技术发展的系统性和整体性。
二、科学技术的发展动力1. 经济因素:经济发展是科学技术进步的重要动力。
科技创新可以提高生产效率、降低成本、拓展市场,从而推动经济增长和产业升级。
国家和企业对科技创新的投入和支持,以及市场需求的引导和激励,都是经济因素对科学技术发展的重要影响。
2. 社会因素:社会需求和社会变革是科学技术发展的重要动力。
科学技术可以解决社会问题、满足人们的需求,改善生活质量和社会福利。
社会对科学技术发展的关注和支持,以及社会变革对科学技术的需求和推动,都是社会因素对科学技术发展的重要影响。
科学技术的发展模式及动力科学技术的发展模式及动力是指科学技术在不同历史时期发展的方式和推动力量。
科学技术的发展模式包括线性模式、螺旋模式和网络模式,而动力则包括经济发展、政策支持、人才培养和国际合作等方面。
一、线性模式线性模式是科学技术发展的最早模式,也是最简单的模式。
它认为科学技术的发展是线性的,即科学研究的成果直接应用于生产实践,从而推动社会经济的发展。
这种模式在工业革命时期得到了广泛应用。
例如,蒸汽机的发明和应用推动了工业生产的快速发展,从而带动了经济的增长。
二、螺旋模式螺旋模式是对线性模式的一种修正和发展。
它认为科学技术的发展是一个循环往复的过程,即科学研究的成果不仅应用于生产实践,同时也为科学研究提供了新的问题和挑战。
这种模式强调了科学研究和技术创新的相互促进关系。
例如,电子计算机的发明和应用不仅推动了信息技术的发展,同时也为计算机科学和人工智能等领域提供了新的研究方向。
三、网络模式网络模式是科学技术发展的一种新模式,它强调了科学研究和技术创新的开放性和合作性。
在网络模式下,科学家、工程师和企业通过互联网和国际合作等方式进行知识共享和技术交流,从而加快科学技术的发展。
例如,开源软件运动和共享经济模式的兴起,推动了软件开发和创新的快速发展。
科学技术发展的动力主要包括以下几个方面:1. 经济发展经济发展是科学技术发展的重要动力。
经济的繁荣和增长为科学技术的研究和创新提供了充足的资源和支持。
例如,发达国家在科学研究和技术创新方面投入了大量的资金和人力,从而推动了科学技术的快速发展。
2. 政策支持政府的政策支持对科学技术的发展起到了重要的推动作用。
政府通过制定相关政策和法规,提供资金和税收优惠等措施,鼓励科学家、工程师和企业进行科学研究和技术创新。
例如,中国政府实施的“国家重大科技专项”和“双一流”建设等政策,为科学技术的发展提供了有力支持。
3. 人才培养人才培养是科学技术发展的基础和保障。
培养高素质的科学家、工程师和技术人才,对科学技术的创新和发展至关重要。
科学技术的发展模式及动力科学技术的发展模式及动力是指科学技术在不同历史时期和不同国家地区的发展方式和推动力量。
科学技术的发展模式和动力的研究对于了解科学技术发展的规律、推动科学技术创新具有重要意义。
本文将从科学技术的发展模式和动力两个方面进行详细阐述。
一、科学技术的发展模式1.线性模式线性模式是科学技术发展的最早模式之一,也是最简单的模式。
线性模式认为科学技术的发展是一个单向的过程,科学研究的成果直接转化为技术应用,进而推动社会经济的发展。
这种模式在工业革命时期比较典型,例如蒸汽机的发明和应用,极大地推动了工业化进程。
2.扩散模式扩散模式认为科学技术的发展是通过技术的扩散和传播来实现的。
在这种模式下,科学技术的发展不再是线性的,而是通过技术的扩散和传播在不同领域产生影响。
例如,互联网的发展就是一个典型的扩散模式,它不仅在信息技术领域产生了巨大影响,还渗透到了各个行业和领域。
3.交互模式交互模式认为科学技术的发展是科学和技术相互作用的结果。
科学研究的成果可以为技术的发展提供支撑,而技术的发展又可以为科学研究提供新的问题和挑战。
这种模式下,科学和技术的发展是相互促进、相互渗透的。
例如,基因工程的发展既需要科学家的基础研究成果,也需要工程师的技术应用能力。
二、科学技术的发展动力1.经济因素经济因素是科学技术发展的重要动力之一。
经济发展需要科学技术的支持和推动,而科学技术的发展也能够带动经济发展。
例如,新的技术应用可以提高生产效率,降低成本,促进经济增长。
2.社会需求社会需求也是科学技术发展的重要动力之一。
科学技术的发展往往是为了解决社会问题和满足人们的需求。
例如,随着人口老龄化的加剧,医疗技术的发展成为社会的迫切需求。
3.政策支持政策支持是科学技术发展的重要保障。
政府在科学技术发展中起到了重要的引导和推动作用。
例如,政府可以通过制定科技政策、提供资金支持、建立科技创新平台等方式来促进科学技术的发展。
4.人才培养人才培养是科学技术发展的基础和关键。
科学技术的发展模式及动力科学技术的发展是推动社会进步和经济发展的重要因素,对于国家和个人的发展都具有重要意义。
本文将探讨科学技术发展的模式以及推动其发展的动力因素。
一、科学技术发展的模式1. 线性模式:线性模式是科学技术发展的最早模式之一,它认为科学研究和技术创新是线性关系,即科学研究的成果直接转化为技术创新的成果。
这种模式强调了科学研究和技术创新的密切联系,但忽视了其他因素对科技发展的影响。
2. 管道模式:管道模式是对线性模式的一种改进,它认为科学研究和技术创新之间存在一个“管道”,科学研究的成果需要经过技术开辟和市场应用等环节才干最终转化为技术创新的成果。
这种模式强调了科学研究和技术创新之间的中介作用,但仍然忽视了其他因素。
3. 互动模式:互动模式是对线性模式和管道模式的一种综合,它认为科学研究和技术创新是相互作用的过程。
科学研究的成果可以促进技术创新的发展,而技术创新的需求也可以推动科学研究的发展。
这种模式强调了科学研究和技术创新之间的相互关系,更符合实际情况。
二、科学技术发展的动力因素1. 政策支持:政府的政策支持是科学技术发展的重要动力因素之一。
政府可以通过制定相关政策和法规,提供资金支持和税收优惠等措施来促进科学技术的发展。
政策支持可以激励科学家和技术人员的创新热情,推动科技成果的转化和应用。
2. 科研投入:科研投入是科学技术发展的基础,也是重要的动力因素之一。
科研机构和企业需要投入大量的人力、物力和财力来进行科学研究和技术创新。
科研投入可以提升科学家和技术人员的研究能力和创新能力,推动科技成果的产出。
3. 人材培养:人材培养是科学技术发展的关键动力因素之一。
培养高素质的科学家和技术人员对于推动科学技术的发展至关重要。
政府和企业需要加大对科学教育和技术培训的投入,提供良好的学习和工作环境,吸引和培养更多的科技人材。
4. 国际合作:国际合作是推动科学技术发展的重要动力因素之一。
科学技术的发展已经超越了国界,需要各国之间的合作和交流。
科学技术的发展模式及动力科学技术的发展模式及动力是指推动科学技术不断进步和创新的方式和动力因素。
科学技术的发展模式是指科学技术在不同阶段的发展过程中所呈现的一种模式或路径,动力则是指推动科学技术发展的各种因素和力量。
一、科学技术的发展模式1. 线性模式:线性模式是科学技术发展的最早模式,也是最简单的模式。
这种模式认为科学技术的发展是线性的,即从基础研究到应用研究再到技术开发和应用。
这种模式强调科学技术的发展是一个线性的过程,各个阶段之间存在着明确的顺序和关系。
2. 级联模式:级联模式是在线性模式的基础上发展起来的一种模式。
这种模式认为科学技术的发展是一个相互关联、相互促进的过程。
不同领域的科学技术之间存在着相互作用和相互促进的关系,通过不同领域之间的交叉与融合,可以实现科学技术的创新和发展。
3. 网络模式:网络模式是在级联模式的基础上发展起来的一种模式。
这种模式认为科学技术的发展是一个网络化的过程,不同领域、不同机构之间通过网络进行信息交流和合作,形成一个复杂的科学技术创新网络。
通过网络化的合作,可以实现科学技术的快速发展和创新。
二、科学技术发展的动力1. 经济驱动力:经济驱动力是科学技术发展的重要动力之一。
经济发展需要科学技术的支持和推动,科学技术的进步可以带来经济效益和社会效益。
因此,经济发展是科学技术发展的重要动力之一。
2. 社会需求驱动力:社会需求驱动力是科学技术发展的重要动力之一。
社会对科学技术的需求是推动科学技术发展的重要动力,科学技术的进步可以满足社会的需求,改善人们的生活和工作条件。
3. 政策支持驱动力:政策支持是科学技术发展的重要动力之一。
政府通过制定相关的科技政策和法规,为科学技术的发展提供支持和保障。
政策的支持可以激发科学家和科技工作者的创新热情,推动科学技术的发展。
4. 人才驱动力:人才是科学技术发展的重要动力之一。
优秀的科学家和科技工作者是推动科学技术发展的关键力量,他们的创新思维和科学精神可以推动科学技术的进步和创新。
科学技术的发展模式及动力引言概述科学技术的发展是人类社会进步的重要推动力。
本文将从科学技术发展的模式和动力两个方面进行阐述,旨在探讨科学技术发展的规律和推动因素。
一、科学技术发展的模式1.1 线性模式线性模式是科学技术发展最早被接受的模式之一。
该模式认为科学研究和技术创新是线性推进的过程,即基础研究→应用研究→技术开辟→产品应用。
这种模式强调了科学技术发展的连续性和逐步积累的特点。
1.2 网络模式随着信息技术的发展,科学技术发展的网络模式逐渐兴起。
这种模式强调了科学技术发展的交叉和互动性。
科学家、工程师和创新者通过共享知识和合作研究,形成为了一个复杂的科技网络,推动科学技术的快速发展。
1.3 开放创新模式开放创新模式是近年来兴起的一种科学技术发展模式。
这种模式强调了开放合作和跨界创新的重要性。
通过与外部合作火伴共享资源和知识,科学技术可以更快速地实现突破和创新。
二、科学技术发展的动力2.1 经济驱动经济驱动是科学技术发展的重要动力之一。
经济发展需要科学技术的支持,而科学技术的进步也能够促进经济的发展。
科技创新能够提高生产力和效率,推动产业升级和经济增长。
2.2 社会需求社会需求也是推动科学技术发展的重要动力之一。
社会对于解决现实问题和提升生活质量的需求,促使科学家和工程师进行研究和创新。
例如,环境保护、医疗健康和智能科技等领域的发展,都是为了满足社会的需求。
2.3 政策支持政策支持是科学技术发展的重要保障。
政府通过制定相关政策和法规,鼓励科学家和企业进行研发和创新。
政策的支持可以提供资金、人材和市场等方面的支持,为科学技术的发展提供良好的环境。
三、科学技术发展的挑战3.1 伦理道德问题科学技术的发展也带来了一些伦理道德问题。
例如,基因编辑和人工智能等领域的发展,涉及到人类生命和社会价值的问题,需要进行合理的伦理和道德评估。
3.2 资源限制科学技术的发展需要大量的资源支持,包括资金、人材和设备等。
科学技术的发展模式及动力科学技术的发展模式及动力是指推动科学技术不断进步和创新的方式和动力源泉。
科学技术的发展模式是指科学技术在不同历史时期的发展路径和趋势,而动力则是推动科学技术发展的各种因素和动力源。
一、科学技术的发展模式1. 线性模式:线性模式是科学技术发展的最早期模式,认为科学研究和技术应用是线性关系,即科学研究的成果直接应用于技术领域。
这种模式认为科学技术的发展是单向的,从科学到技术的单一路径。
2. 线性加速模式:线性加速模式是线性模式的延伸,认为科学技术发展是一个积累的过程,新的科学成果会促进技术的发展,而技术的发展又会促进新的科学研究,形成一个循环加速的过程。
3. 非线性模式:非线性模式认为科学技术的发展是一个复杂的非线性系统,科学研究和技术应用之间存在相互作用和反馈。
科学研究的成果不仅仅应用于技术领域,而且会反过来影响科学研究的方向和方法。
4. 网络模式:网络模式认为科学技术的发展是一个开放的、多元化的网络系统,科学研究和技术应用之间存在广泛的合作和交流。
科学家、工程师、企业和政府等各种利益相关方通过网络互动,共同推动科学技术的发展。
二、科学技术发展的动力1. 经济动力:经济动力是科学技术发展的重要驱动力之一。
经济利益和市场需求是推动科学技术创新的重要动力源。
企业为了获得竞争优势和盈利,会投入大量资源用于科学研究和技术创新。
2. 政策支持:政策支持是科学技术发展的重要保障。
政府通过出台相关政策和法规,提供资金支持、税收优惠等各种政策措施,鼓励科学研究和技术创新。
3. 人材驱动:人材是科学技术发展的核心动力。
优秀的科学家、工程师和技术人材是科学研究和技术创新的关键。
培养和吸引人材是推动科学技术发展的重要举措。
4. 教育与培训:科学技术发展需要有良好的教育和培训体系。
教育和培训可以提供科学技术知识和技能,培养创新精神和实践能力,为科学技术发展提供人材支持。
5. 科研投入:科研投入是科学技术发展的重要推动力。
苏州大学研究生考试答卷封面
考试科目:自然辩证法考试得分:________________ 院别: 材化部专业:分析化学
学生姓名:吴怡亭学号:20124209109
授课教师:___李继堂____
考试日期:2012 年12 月24 日
科学的发展模式
——纳米材料的发展
摘要:阐述了科学发展模式所包含的类型及其在哲学家不懈努力下的发展进程,由此讨论了当今热门材料-纳米材料的发展,并运用科学发展模式的观点看待纳米材料的发展进程。
关键字:科学发展模式、发展进程、纳米材料
一、科学发展模式
所谓的科学发展模式从动态上描述科学发展的主要特征和内在机理应包括两个方面:一、宏观上描述科学整体运动的规律有:指数增长律、汤浅现象、凯德洛夫:带头学科理论、积累模式、波普尔模式以及库恩模式;二、微观上阐述科学理论生长的过程:观察、实验-假说-检验-理论问题-尝试性答案-检验-理论(1)。
科学与非科学不能完全分离,非理性与非科学的成分在科学中应占重要地位。
科学的历史发展中,非理性是不可少的。
科学其实并无特殊的普遍的科学方法,而且科学并不是神圣不可侵犯的。
科学发展模式大致上有:因经验积累而进步的发展模式、通过证伪而增长的发展模式—不断革命模式、范式嬗替的科学革命模式、基于研究纲领进化的发展模式等。
科学发现的模式包括:序曲、归纳和结局的三拍子的进行曲。
19世纪以前科学界相信科学的发展是累积的,其原因是(1)科学研究只有一种模式(从观察开始);(2)大多数历史事实使学者领悟到的也是如此。
惠威尔通过对科学史的研究发现,科学是在从事实出发,用概念去综合事实,使事实上升为定律;再通过综合上升为理论这个历史过程中进步的。
休厄尔把科学进步看作是事实和观念的成功结合。
他认为,我们平时称为感觉经验的报告那类事实,只是事实一类。
广义地说,事实只是片段的,是提出定律和理论的原料。
这样的事实和理论间只有相对的区别,如果一个理论被归并到另一个理论中去的话,那它本身就是事实。
休厄尔把观念看作是事实结合在一起的理性原理。
科学的进化发展—支流汇合成江河,强调科学通过把过去的成果逐渐合并到现在的理论中而不断进化。
比如,牛顿的万有引力定律相对于伽利略定律、开普勒定律的研究体现为一种进步,是因为在牛顿理论中包含了伽利略的自由落体定律、开普勒的行星运动定律等。
旧理论不论多么荒谬总会对科学的进步产生影响,如燃素说虽被氧化说所代替,但它把燃烧、酸化和呼吸归为一类来进行研究的见解却在化学史上起了积极作用。
科学发展并不全是渐进的,期间曾经存在革命、有间断、无法用继承性加以说明;新理论的产生常开始于旧理论与观察事实的矛盾;累计模式把科学发展问题太简单化(2)。
科学理论的发展过程就是大胆地提出假说,通过伪证然后再推翻理论的过程,科学知
识的增长或科学理论的发展是通过不断地革命实现的。
科学问题是科学理论演变的动力问题是认识的起点,也是认识的终点,由此推动着科学理论的演变或进步。
科学理论本质上是一种猜想,为了解决问题,科学家通常会提出若干个尝试性的理论猜测,以便从中比较、选择出最有解释和预言的科学理论。
科学之友在不断的伪证和批判中才能前进。
科学理论的演变或进步表现为一个理论对另一个理论的替代,它不是积累式的,倒像是跳跃式的、不断革命的过程(3)。
20世纪50年代末出现了新的情况:一方面,形成了一股自然科学奔向社会科学的洪流,科学社会学、科学学、科学史学、科学心理学等一系列新兴学科相继涌现,标志着自然科学与社会科学的相互联系与相互渗透;另一方面,科学成为社会的一项重要的事业,它广泛地深入到社会的各个领域,对生产方式、生活方式、思维方式以至价值观念都产生了极其深刻的影响。
在新的形势下,对科学理论发展的研究不能孤立地、离开它所处的社会历史环境来进行,因此在科学哲学中出现了社会历史学派(4)。
“思辨-实验-理论-实践”之流变,科学实验与科学理论之张力是科学活动的基本矛盾。
科学实验最终是主要矛盾和决定性因素。
但我们也要注意到实验与理论的交互影响与作用。
科学发展的特征、规律和内在机理是科学哲学的重要研究范畴。
二、科学发展模式与纳米材料的发展
信息技术、生物技术以及材料科学与工程三大技术已经成为全球经济增长的主要驱动力。
材料科学与工程使其它两个关键技术得已实现。
材料科学与工程的发展从细分走向综合,通过学科相互交叉、渗透、移植,最终形成具有共同理论和技术基础的大材料科学。
近年来,美国与欧洲在材料教育方面的最显著特点就是把材料科学与工程看作是一门学科。
在大学不再需要专门的材料主题。
这些材料不再是冶金、陶瓷或电子材料学,而统称为材料,材料教育涉及的范围包括金属、陶瓷、高分子、半导体以及其他所有类型的材料。
今天,纳米材料作为21世纪最有前途的材料已受到越来越多的重视。
纳米材料是指尺度为(1~100)nm的超微粒经压制烧结或溅射而成的凝聚态固体。
它断裂强度高、韧性好、耐高温,纳米复合同时也提高材料的硬度、弹性模量,并对热膨胀系数、热导率、抗热震性产生影响。
对材料独特性能的追求和对其进行控制的渴望促使人们不断研究新的纳米材料,微粒尺寸由100m减少到几个纳米,材料性能也随之提高。
纳米材料的特殊结构使它具有许多与传统材料不同的物理、化学性能,具有更高的强度、韧性纳米铁材料的断裂应力比一般铁材料高12倍,气体通过纳米材料的扩散速度为通过其他材料的上千倍,此点应用于催化可使催化效率大大提高。
纳米材料按成分划分可是金属、陶瓷、高分子等;按几何条件分可以是球
状、片状、柱状、甚至纳米丝、纳米管、纳米膜等;按相结构分可以是单相、多相;根据原子排列的对称性和有序程度,有晶态、非晶态、准晶态涉及范围很广。
纳米材料是凝聚态物理、胶体化学、配位化学、化学反应动力学、表面、界面等学科的交叉学科,是现代材料科学的重要组成部分纳米材料在结构、物理和化学性质等方面的诱人特征,引起材料学家的浓厚兴趣,使之成为材料科学领域研究的热点。
纳米材料对新材料的设计和发展以及人们对固体材料本质结构性能的认识都具有十分重要的价值,被科学家们誉为“21世纪虽有前途的材料”(5)。
目前普遍认为纳米技术研究的内容主要有以下四个方面:(1)、纳米材料:指由纳米单元构成的任何类型的材料,如金属、陶瓷、聚合物、半导体、玻璃和复合材料等。
这些纳米级的结构单元,如纳米粒子(0维)、碳纳米管(1维)和纳米层(2维)等又是由原子和分子组成的。
通过改变纳米结构单元的大小,控制内部和表面的化学性质及它们的组合,就能设计材料的特性和功能。
(2)、纳米动力学:主要研究微机械和微电机,或总称为微型电动机械系统。
主要用于有传动机械的微型传感器和执行器、光通信系统、特种电子设备、医疗和诊断仪器等。
(3)、纳米生物学和纳米医药学:主要研究生物分子之间的相互作用,磷脂、脂肪酸双层平面生物膜和DNA的精细结构等。
此外,还包括用自组装方法在细胞内放入零件或组件构成新的材料等。
(4)、纳米电子学:主要研究包括基于量子效应的纳米电子器件、纳米结构的光性质与电性质、纳米电子材料的表征以及原子操纵和原子组装等,它将掀起微型化和分子化的高潮(6)。
金属纳米材料是指三维空间中至少有一维处于纳米尺度或由它们作为基本单元构成的金属材料。
若按维数,纳米材料的基本单元可分为3类:一是零维,指在空间三维尺度均在纳米尺度,如纳米粉体、原子团簇等;二是一维,指在空间有两维处于纳米尺度,如纳米丝、纳米棒、纳米管等;三是二维,指在三维空间中有一维处于纳米尺度,如超薄膜、多层膜及超晶格等。
因为这些单元往往具有量子性质,所以对零维、一维及二维的基本单元分别又有量子点、量子线和量子阱之称。
其不同于体材料性质产生的主要原因是电子在小尺寸窖中表现出的量子限制效应。
纳米材料特别是金属纳米材料之所以在未来高新技术发展中占有重要地位,是因为其奇异特性及产业化的大好前景(7)。
纳米技术和纳米材料特别是金属纳米材料自诞生10余年以来所取得的巨大成就和对科学及社会各个领域的影响和渗透一直引人注目,主要原因之一即因为它具有奇异的特性。
因纳米体系既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统,是一种典型的介观系统,具有表面效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应。
当将宏观物体细分成纳米级颗粒后,其光学、热学、电学、磁学、力学及化学方面的性质将和大块固体
时显著不同。
金属纳米材料的奇异特性正引起世界各国科学家浓厚的研究热情。
总之,我们把科学的发展看作一个辨证的、联系的发展过程,即看作一个从有较多错误到较少错误,从有较多片面性到较少片面性的发展过程。
我们应由此吸收和借鉴这些科学哲学家的成果和教训,使科学的发展模式在功能和结构上走向综合化,不断丰富和发展科学哲学。
参考文献:
[1] 沈铭贤,王淼洋.科学哲学导论[M].上海:上海教育出版社,1991.
[2] (英)卡尔.波普尔.科学发现的逻辑[M].北京:科学出版社,1986.
[3] (美)托马斯·库恩(ThomasS.Kuhn)著,金吾伦,胡新和译.科学革命的结构[M]. 北京大学出
版社,2003
[4] 马斯特曼.范式的本质[M].北京;华夏出版社,1987.
[5] 张立德,牟季美.纳米材料学.沈阳:辽宁科挂出版社,1994.
[6] 严东生,冯端.材料新星——纳米材料科学长沙湖南科学技术出版社,1 997.
[7]纳米科技背景资料.科学技术部基础研究司资料.2001,1.。