自然科學(xué)概論哥白尼牛頓自然科學(xué)概論哥白尼牛頓序論一、科學(xué)1、概念

科學(xué)在這里指的自然科學(xué)，它是關(guān)于人對自然的認(rèn)識，它最終要表現(xiàn)為關(guān)于自然的系統(tǒng)化、理論的知識。科學(xué)的最初成果是用概念來描述自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，繼而進(jìn)行說明、解釋，以至預(yù)見新的自然現(xiàn)象，最后形成某種概念的體系，成為一門學(xué)科。2、發(fā)展（1）科學(xué)的覺醒時期。

（2）科學(xué)的空前發(fā)展時期。

（3）科學(xué)的改造時期。

（4）科學(xué)的發(fā)展加大了人們對科學(xué)本身的反思。

序論一、科學(xué)2、發(fā)展（2）科學(xué)的空前發(fā)展時期二、技術(shù)1、概念所謂技術(shù)就是人們在對自然的控制、改造、和利用的過程中所積累的知識、經(jīng)驗(yàn)、技巧、規(guī)則的總和。技術(shù)的最初成果是通過構(gòu)思而得到的發(fā)明，任何發(fā)明都表明它是人對自然控制和改造的結(jié)果，最終實(shí)現(xiàn)人對自然利用的目的。2、發(fā)展（1）技術(shù)愿意為“木匠”。507年魯班被稱為技藝高超匠人的化身。

（2）18世紀(jì)英國瓦特發(fā)明了蒸氣機(jī)，使技術(shù)由量的積累實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。這也是近代史上第一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命。（3）19世紀(jì)70年代，電動機(jī)、發(fā)電機(jī)的先后問世，繼而在20世紀(jì)又實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離傳輸，是近代史上第二次科技革命。（4）20世紀(jì)中葉，原子彈、電子計(jì)算機(jī)、空間技術(shù)的發(fā)展，開始了第三次科技革命，也是現(xiàn)代技術(shù)革命。二、技術(shù)1、概念2、發(fā)展（1）技術(shù)愿意為“木匠”。507年魯?shù)?章近代自然科學(xué)的初步發(fā)展1.1科學(xué)革命的突破一、天文學(xué)上的革命二、醫(yī)學(xué)生理學(xué)的革命第1章近代自然科學(xué)的初步發(fā)展1.1科學(xué)革命的突破一、天文學(xué)1.2經(jīng)典力學(xué)的奠基一、開普勒在天空中“立法”，得出了行星運(yùn)行的三大規(guī)律。（1）行星運(yùn)行的軌道是橢圓的，太陽正處在橢圓的一個焦點(diǎn)上。（2）行星和太陽的連線掃過的面積與時間正比（3）行星公轉(zhuǎn)周期與軌道半長軸的立方成正比。

二、伽利略的“斜面實(shí)驗(yàn)”

（1）小球在光滑斜面上運(yùn)動時，加速度相等，距離與時間的平方正比。（2）在光滑的水平面上運(yùn)動時作勻速直線運(yùn)動。（3）對平拋運(yùn)動作了初步的分析。1.3近代科學(xué)的第一次大綜合。一、運(yùn)動三定律。（1）任何物體在不受外力的情況下總保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)。（2）f=ma（3）F＝－f’二、萬有引力定律F=G(m1*m2)/R2G=6.67*10(-11)

1.4其他科學(xué)的發(fā)展（1）法國化學(xué)家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了燃燒原理。（2）庫侖定律。（3）伏打電池。1.2經(jīng)典力學(xué)的奠基一、開普勒在天空中“立法”，得出了行星運(yùn)第二章第一次產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和科學(xué)中心的轉(zhuǎn)移一、英國產(chǎn)業(yè)革命和技術(shù)革命產(chǎn)生的背景

（1）英國資產(chǎn)階級通過革命取得了政權(quán)，為資本主義的發(fā)展鋪平了道路。（2）生產(chǎn)的發(fā)展，對技術(shù)提出了迫切的需求。

（3）3個世紀(jì)的圈地運(yùn)動，造就了大批的無產(chǎn)者。（4）農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的改革與改良為工業(yè)革命準(zhǔn)備了糧食和原材料。（5）英國通過殖民統(tǒng)治，積累了大量的資本

二、紡織技術(shù)―――產(chǎn)業(yè)革命的源頭1、背景2、紡織工業(yè)改造的過程中對動力提出了特別的需求。（1）1733年英國鐘表匠凱伊發(fā)明了飛梭，使織布的效率提高一倍，出現(xiàn)了紗荒。（2）哈格里沃斯發(fā)明了豎錠紡車―――珍妮紡車。（3）珍妮機(jī)帶動的紗錠越來越多，人力作為動力越來越困難，

1769年理發(fā)師阿克賴特發(fā)明了水力紡紗機(jī)。（4）1785年水力織布機(jī)問世。（5）由于水力受自然條件的制約，加之限制廠房的選址。需要尋找更方便的動力。三、鋼鐵、煤碳業(yè)的發(fā)展為動力機(jī)的出現(xiàn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。四、蒸氣機(jī)的發(fā)明和改進(jìn)。（1）英國塞維利研制了第一臺“礦工之友”的蒸氣抽水機(jī)。（2）鐵匠紐可門研制了“大氣蒸氣機(jī)”。（3）1784年修理工瓦特對蒸氣機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)并發(fā)明了旋轉(zhuǎn)蒸氣機(jī)，這樣便出現(xiàn)了真正的原動機(jī)。第二章第一次產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和科學(xué)中心的轉(zhuǎn)移一、英國產(chǎn)業(yè)2.2法國的產(chǎn)業(yè)革命和科學(xué)的興衰2.2法國的產(chǎn)業(yè)革命和科學(xué)的興衰第三章

近代自然科學(xué)的全面發(fā)展

3.1天地演化的研究

1.1755年德國哲學(xué)家康德提出了關(guān)于太陽系起源的星云假說2.1796年法國天文學(xué)家拉普拉斯也獨(dú)立的提出了星云假說，發(fā)表了＜＜宇宙系統(tǒng)論＞＞，使的星云假說更加完善、數(shù)學(xué)論證也更加嚴(yán)密，開始普遍受到人們的關(guān)注。3.威廉.史密斯提出了”化石組合“鑒定地層層位和層序的方法，為歷史地質(zhì)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。4.法國的居維葉在他的＜＜論地球表面的變動＞＞中提出了“災(zāi)變論“他強(qiáng)調(diào)地質(zhì)過程的突變和飛躍。5.英國的地質(zhì)學(xué)家賴爾在他的＜＜地質(zhì)學(xué)原理＞＞中提出了地球緩慢變化的“漸變論”.3.2物理學(xué)的進(jìn)展

1.能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)和熱力學(xué)及其意義2.電磁現(xiàn)象的研究

（一）研究電池產(chǎn)生電流的原因。

（1）伏打主張的：“接觸說”。（2）法拉第主張的：“化學(xué)說”。（二）研究電流在導(dǎo)體中傳導(dǎo)的規(guī)律。

歐姆定律：R=U/I（三）研究電流的各種作用。

A：電解作用的研究B：關(guān)于電和熱的研究

第三章近代自然科學(xué)的全面發(fā)展3.1天地演化的研究3.2C：電磁關(guān)系的研究（1）奧斯特關(guān)于電流對其周圍磁體作用的問題。（2）法國物理學(xué)家安培：兩根導(dǎo)線之間的作用；電磁效應(yīng)的定量定律；電動力學(xué)的概念；判斷電流對磁體作用的“安培法則”；提出了電流是電荷沿導(dǎo)體運(yùn)動的思想。（3）法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，提出了電力線的概念。（4）麥克斯維寫成了電磁理論的名著＜＜認(rèn)電和磁＞＞，給出了一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾妱恿W(xué)的體系。3.3化學(xué)上的成就。

（一）原子分子論的建立。

（1）英國科學(xué)家道爾頓在19世紀(jì)初提出的原子論：

A：化學(xué)元素是由大量微小、不可再分、在化學(xué)變化中保持不變的原子所組成。B：同種元素的原子重量相同，性質(zhì)相同，原子以其重量為基本特征。C：不同元素的原子以不同比例組合成化合物。（2）分子論的建立。

（二）有機(jī)物的合成和有機(jī)結(jié)構(gòu)理論。

1、在1828年德國化學(xué)家維勒就成功地實(shí)現(xiàn)了人工合成尿素的任務(wù)，從而打破了有機(jī)物和無機(jī)物之間不能躍過的障礙。2、19世紀(jì)30年代提出有機(jī)物是由“基”組成的，并發(fā)現(xiàn)基可以被其他簡單物所取代。還提出了c的四價。3、60年代俄國化學(xué)家布特列烙夫系統(tǒng)地提出了化學(xué)結(jié)構(gòu)理論，指出通過物質(zhì)性質(zhì)可以了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，知道了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)也可以預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)。C：電磁關(guān)系的研究（1）奧斯特關(guān)于電流對其周圍磁體作用的問題3.4生物學(xué)的飛躍

（一）細(xì)胞學(xué)說

（二）生物進(jìn)化論的誕生。

3.4生物學(xué)的飛躍（一）細(xì)胞學(xué)說（二）生物進(jìn)化論的誕生。第四章第二次產(chǎn)業(yè)革命

1.德國在產(chǎn)業(yè)革命前夕的科技情況

1851-1900英、法、德、美在基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)取得的重大成果

英國

法國

美國

德國

106項(xiàng)

75項(xiàng)

33項(xiàng)

202項(xiàng)

一、德國的崛起2.李比希學(xué)派

二、美國的崛起

1.重視農(nóng)業(yè)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)的緊密聯(lián)系。

2.基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)先行.

3.組織創(chuàng)新.

第四章第二次產(chǎn)業(yè)革命1.德國在產(chǎn)業(yè)革命前夕的科技情況14.加強(qiáng)科技與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合。

5.引進(jìn)與創(chuàng)新相結(jié)合。

6.管理出效益。4.加強(qiáng)科技與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合。5.引進(jìn)與創(chuàng)新相結(jié)合。6.管理第二編現(xiàn)代自然科學(xué)第五章物理學(xué)革命及其影響一、相對論表述的是物質(zhì)運(yùn)動與時空的關(guān)系。

1.狹義相對論中的“尺縮鐘慢”。2.廣義的相對論

L=l.√1-v2/c2￣￣￣⊿T=⊿t’/√1-v2/c2￣￣￣二、量子力學(xué)

1.量子假說的提出。

(1)黑體的腔壁是由無數(shù)電諧振子組成的，這些諧振子不斷吸收和輻射電磁波并與腔內(nèi)輻射場交換能量。

第二編現(xiàn)代自然科學(xué)第五章物理學(xué)革命及其影響一、相對論表述（2）這些諧振子具有的能量是分立的，它們只能是一個最小單位能量E的整數(shù)倍數(shù)。在吸收和輻射的過程中是以能量子的整數(shù)倍數(shù)一份一份的跳躍式的傳輸?shù)摹?.光的波粒二向性。

3.原子結(jié)構(gòu)的探索。

三、現(xiàn)代化學(xué)理論的發(fā)展。

1.元素周期理論的新發(fā)展。

（1）三素說（2）八音律說（3）1869年俄國化學(xué)家門捷列夫和德國化學(xué)家邁爾發(fā)現(xiàn)元素周期律，認(rèn)為元素的性質(zhì)隨其原子量的變化而表現(xiàn)出周期性變化的規(guī)律。到20世紀(jì)原子的核式結(jié)構(gòu)建立后，人們才發(fā)現(xiàn)性質(zhì)與核外電子排布有關(guān)。2.化學(xué)鍵。

（2）這些諧振子具有的能量是分立的，它們只能是一個最2.光的第十五章空間技術(shù)與海洋技術(shù)一、空間技術(shù)

（一）太空資源

1.高位置資源

2.太空的微重力資源。

3.太空旅游觀光資源。

4.開發(fā)太陽能資源。

5.開發(fā)月球、小行星的資源。

第十五章空間技術(shù)與海洋技術(shù)一、空間技術(shù)（一）太空資源1（二）、進(jìn)入太空必須克服的四道難關(guān).

1.克服地球甚至太陽系的萬有引力。2.克服真空。3.適應(yīng)劇烈變化的溫度環(huán)境。4.防止有害輻射。（三）、空間技術(shù)的三大支柱。

1.航天器技術(shù)。

2.運(yùn)載器技術(shù)。

3.地面測控技術(shù)。

（二）、進(jìn)入太空必須克服的四道難關(guān).1.克服地球甚至太陽1.航天之父：齊奧爾科夫斯基2.火箭技術(shù)的發(fā)展。

1926年美國人達(dá)德第一位成功的發(fā)射了液體火箭。

1927年德國成立了“德國航天協(xié)會”。

1942年德國成功發(fā)射v-2火箭導(dǎo)彈。

1945年美國成功爆炸原子彈和氫彈。

5.1957年前蘇聯(lián)用以洲際導(dǎo)彈為基礎(chǔ)改造的運(yùn)載火箭發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。6.1969年美國用三級型火箭“土星五號”實(shí)現(xiàn)了登月計(jì)劃。形成了現(xiàn)代火箭技術(shù)。3.現(xiàn)代運(yùn)載火箭的結(jié)構(gòu)。

(1).箭體結(jié)構(gòu)。

(2).推進(jìn)系統(tǒng)。(3).制導(dǎo)系統(tǒng)。（五）人造地球衛(wèi)星。

1.三個宇宙速度。

V1＝7.9千米/秒v2=11.2千米/秒v3=16.6千米/秒2.三種發(fā)射方法

（1）運(yùn)載火箭發(fā)射（2）航天飛機(jī)發(fā)射（3）飛機(jī)發(fā)射3.人造地球衛(wèi)星的軌道。

圓軌道、橢圓、靜止、極地、太陽同步

(四）運(yùn)載火箭1.航天之父：齊奧爾科夫斯基2.火箭技術(shù)的（六）載人航天工程1.

載人飛船工程的系統(tǒng)組成：（1）航天員系統(tǒng)（2）安全可靠性系統(tǒng)（3）陸地發(fā)射系統(tǒng)

（4）指揮控制系統(tǒng)

（5）返回著陸系統(tǒng)

2.我國載人航天將奏三部曲。第一步的任務(wù)是以飛船起步、發(fā)射幾艘無人飛船和一艘有人飛船，將航天員安全地送入近地軌道，進(jìn)行適量的對地觀測及科學(xué)試驗(yàn)，并使航天員安全返回地面，實(shí)現(xiàn)載人航天的歷史突破。第二步除繼續(xù)進(jìn)行對地觀測和空間試驗(yàn)外，重點(diǎn)完成出艙活動、交會對接試驗(yàn)和發(fā)射長期自主飛行、長期有人照料的空間實(shí)驗(yàn)室，盡早建成我國完整配套的空間工程大系統(tǒng)，解決我國一定規(guī)模的空間應(yīng)用問題。

第三步是建造更大的長期有人照料的空間站。

（六）載人航天工程1.載人飛船工程的系統(tǒng)組成：（1）航天員二、海洋技術(shù)

1.海洋探測技術(shù)（1）.海洋科學(xué)考察

（2）.海洋衛(wèi)星

（3）.潛水器

系纜式、拖拽式、無纜遙控潛水式、海底爬行無人潛水器。

2．海洋資源開發(fā)技術(shù)。

（1）礦產(chǎn)資源的開發(fā)。（2）生物資源的開發(fā)和利用。（3）海水淡化技術(shù)。（4）海洋能源開發(fā)技術(shù)

二、海洋技術(shù)1.海洋探測技術(shù)（1）.海洋科學(xué)考察（2）.第八章地球系統(tǒng)科學(xué)、生態(tài)學(xué)、和環(huán)境科學(xué)

一.地球系統(tǒng)科學(xué)

地球系統(tǒng)科學(xué)將大氣圈、水圈、巖石圈和生物作為一個相互作用的系統(tǒng),研究其物理、化學(xué)、生物機(jī)制的過程,并和人類生活、生產(chǎn)聯(lián)系起來,認(rèn)識現(xiàn)狀和過去,預(yù)見未來的一門學(xué)科.

1。產(chǎn)生.

2。研究對象

（1）全球變化。

（2）區(qū)域模型。

（3）宏觀調(diào)控信息系統(tǒng)。第八章地球系統(tǒng)科學(xué)、生態(tài)學(xué)、和環(huán)境科學(xué)一.地球系統(tǒng)科3.發(fā)展趨勢

(1)地球系統(tǒng)科學(xué)的研究需要自然科學(xué)和社會科學(xué)多學(xué)科的綜合.(2)地球系統(tǒng)科學(xué)正在推動可持續(xù)發(fā)展的研究.(3)地球系統(tǒng)科學(xué)關(guān)注人類活動對地球系統(tǒng)的存在\運(yùn)動和發(fā)展的影響.二、生態(tài)學(xué)

生態(tài)學(xué)是研究生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用的機(jī)理、規(guī)律的科學(xué),生命系統(tǒng)包括動物\植物和微生物.

3.發(fā)展趨勢(1)地球系統(tǒng)科學(xué)的研究需要自然科學(xué)和社會科學(xué)1.產(chǎn)生和發(fā)展

(1)公元前后,產(chǎn)生了樸素的生態(tài)學(xué)觀點(diǎn).比如:賈斯勰

<<齊民要術(shù)>>(2)18世紀(jì)初,出現(xiàn)了現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的輪廓.法國博物學(xué)家林奈把物候?qū)W\生態(tài)學(xué)和地理學(xué)結(jié)合起來,綜合考察了外部環(huán)境對動植物的影響.直到20世紀(jì)仍然處于描述性時期.主要是一些調(diào)查性的結(jié)論.(3)20世紀(jì)上半葉,隨著現(xiàn)代控制論\數(shù)理統(tǒng)計(jì)的進(jìn)一步完善,生態(tài)學(xué)進(jìn)入了比較精確的定量階段.提出了若干種群動態(tài)模型.(4)1935年坦斯勒提出:”生態(tài)系統(tǒng)”的概念,標(biāo)志著真正進(jìn)入了現(xiàn)代生態(tài)學(xué).(5)50年代以后進(jìn)入了現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的發(fā)展時期.1.產(chǎn)生和發(fā)展(1)公元前后,產(chǎn)生了樸素的生態(tài)學(xué)觀點(diǎn).比如2.研究內(nèi)容（1）生物生產(chǎn)力的管理

（2）人工生物群落的穩(wěn)定性

3.趨勢

(1)生態(tài)學(xué)向各學(xué)科的滲透.能量生態(tài)學(xué)、數(shù)學(xué)生態(tài)學(xué)、城市生態(tài)學(xué)、化學(xué)生態(tài)學(xué)、災(zāi)害生態(tài)學(xué).(2)生態(tài)學(xué)致力于生物圈的功能研究.(3)生態(tài)學(xué)位可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ).2.研究內(nèi)容（1）生物生產(chǎn)力的管理（2）人工生物群落的穩(wěn)定三、環(huán)境科學(xué)

環(huán)境科學(xué)是研究人類活動和環(huán)境質(zhì)量關(guān)系的科學(xué);宏觀上,研究人類和環(huán)境之間相互作用\相互促進(jìn)\相互制約的統(tǒng)一關(guān)系,揭示了經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)兩者協(xié)調(diào)發(fā)展的規(guī)律.微觀上研究環(huán)境的各組成部分尤其是人的活動排放的污染物在有機(jī)體遷移\轉(zhuǎn)化\積累中的運(yùn)動規(guī)律.

1.環(huán)境問題和環(huán)境科學(xué)的產(chǎn)生(1)遠(yuǎn)古時代的遷移(2)工業(yè)化的污染帶給人的災(zāi)難.1952的倫敦?zé)熿F事件\1961年的日本哮喘病事件(3)1962年卡爾遜的<<寂靜的春天>>引起了人們對環(huán)境問題的注意.各國政府重視,民眾開始走上街頭\游行\(zhòng)示威等(4)另一方面,環(huán)境科學(xué)的理論開始深化,形成了環(huán)境科學(xué).

三、環(huán)境科學(xué)環(huán)境科學(xué)是研究人類活動和環(huán)境質(zhì)量關(guān)系2.研究內(nèi)容

(1)探索全球范圍內(nèi)自然環(huán)境的演化規(guī)律.(2)揭示人類活動和自然環(huán)境的關(guān)系.(3)考察環(huán)境變化對人類生存的影響.(4)研究區(qū)域環(huán)境污染綜合防治技術(shù).(5)加強(qiáng)對自然系統(tǒng)的研究第九章

生命科學(xué)與智能探索一、現(xiàn)代生命科學(xué)

1．現(xiàn)代遺傳學(xué)和分子生物學(xué)產(chǎn)生與發(fā)展

（1）現(xiàn)代遺傳學(xué)的奠基人奧地利生物學(xué)家孟德爾通過豌豆實(shí)驗(yàn)提出了因子假設(shè)。2.研究內(nèi)容(1)探索全球范圍內(nèi)自然環(huán)境的演化規(guī)律.第九章（2）摩爾根在假設(shè)的基礎(chǔ)上通過著名的果蠅實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)地論述了基因理論。A：基因作為物質(zhì)的遺傳單位，不是虛構(gòu)的，是一個有機(jī)化學(xué)實(shí)體。B：基因以染色體為載體。C：基因能夠進(jìn)行復(fù)制。D：在一定條件下，能夠發(fā)生極小比率的變異，并保持其改變了特性。

（3）遺傳物質(zhì)的基礎(chǔ)—核酸2．DNA雙螺旋分子結(jié)構(gòu)DNA是一種高分子化合物，其基本單位是脫氧核苷酸。每個脫氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脫氧核糖、一分子含氮堿基組成。

（2）摩爾根在假設(shè)的基礎(chǔ)上通過著名的果蠅實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)A：基因作為結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

第一：DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸圍繞同一個中心軸像旋梯一樣形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。第二：脫氧核糖和含氮堿基交替連接，排在外側(cè)，構(gòu)成基本骨架。第三：堿基對通過氫鍵相連。第四：脫氧核糖和含氮堿基交替排列順序是穩(wěn)定的，但堿基對的排列組合方式是變化的，遺傳信息就是包含在特定的堿基序列中。

3。基因作為具有遺傳效應(yīng)的DNA片斷，功能表現(xiàn)在兩

個方面：（一），通過復(fù)制，在生物繁衍過程中傳遞遺傳信息。（二），在生物的個體發(fā)育中使信息得以表達(dá)。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：第一：DNA分子是由兩條反向平行的脫氧核苷酸圍繞4。基因控制蛋白質(zhì)的合成

過程一、轉(zhuǎn)錄：是以一條DNA的一條鏈為模板，按照堿基互配對原則，合成RNA，將信息傳遞給RNA（信使RNA），再由

RNA帶著信息到細(xì)胞質(zhì)中。二、翻譯：是指以信使RNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)。（轉(zhuǎn)移RNA）

4。基因控制蛋白質(zhì)的合成過程自然科學(xué)概論哥白尼牛頓自然科學(xué)概論哥白尼牛頓序論一、科學(xué)1、概念

科學(xué)在這里指的自然科學(xué)，它是關(guān)于人對自然的認(rèn)識，它最終要表現(xiàn)為關(guān)于自然的系統(tǒng)化、理論的知識。科學(xué)的最初成果是用概念來描述自然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，繼而進(jìn)行說明、解釋，以至預(yù)見新的自然現(xiàn)象，最后形成某種概念的體系，成為一門學(xué)科。2、發(fā)展（1）科學(xué)的覺醒時期。

（2）科學(xué)的空前發(fā)展時期。

（3）科學(xué)的改造時期。

（4）科學(xué)的發(fā)展加大了人們對科學(xué)本身的反思。

序論一、科學(xué)2、發(fā)展（2）科學(xué)的空前發(fā)展時期二、技術(shù)1、概念所謂技術(shù)就是人們在對自然的控制、改造、和利用的過程中所積累的知識、經(jīng)驗(yàn)、技巧、規(guī)則的總和。技術(shù)的最初成果是通過構(gòu)思而得到的發(fā)明，任何發(fā)明都表明它是人對自然控制和改造的結(jié)果，最終實(shí)現(xiàn)人對自然利用的目的。2、發(fā)展（1）技術(shù)愿意為“木匠”。507年魯班被稱為技藝高超匠人的化身。

（2）18世紀(jì)英國瓦特發(fā)明了蒸氣機(jī)，使技術(shù)由量的積累實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。這也是近代史上第一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命。（3）19世紀(jì)70年代，電動機(jī)、發(fā)電機(jī)的先后問世，繼而在20世紀(jì)又實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離傳輸，是近代史上第二次科技革命。（4）20世紀(jì)中葉，原子彈、電子計(jì)算機(jī)、空間技術(shù)的發(fā)展，開始了第三次科技革命，也是現(xiàn)代技術(shù)革命。二、技術(shù)1、概念2、發(fā)展（1）技術(shù)愿意為“木匠”。507年魯?shù)?章近代自然科學(xué)的初步發(fā)展1.1科學(xué)革命的突破一、天文學(xué)上的革命二、醫(yī)學(xué)生理學(xué)的革命第1章近代自然科學(xué)的初步發(fā)展1.1科學(xué)革命的突破一、天文學(xué)1.2經(jīng)典力學(xué)的奠基一、開普勒在天空中“立法”，得出了行星運(yùn)行的三大規(guī)律。（1）行星運(yùn)行的軌道是橢圓的，太陽正處在橢圓的一個焦點(diǎn)上。（2）行星和太陽的連線掃過的面積與時間正比（3）行星公轉(zhuǎn)周期與軌道半長軸的立方成正比。

二、伽利略的“斜面實(shí)驗(yàn)”

（1）小球在光滑斜面上運(yùn)動時，加速度相等，距離與時間的平方正比。（2）在光滑的水平面上運(yùn)動時作勻速直線運(yùn)動。（3）對平拋運(yùn)動作了初步的分析。1.3近代科學(xué)的第一次大綜合。一、運(yùn)動三定律。（1）任何物體在不受外力的情況下總保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)。（2）f=ma（3）F＝－f’二、萬有引力定律F=G(m1*m2)/R2G=6.67*10(-11)

1.4其他科學(xué)的發(fā)展（1）法國化學(xué)家拉瓦錫發(fā)現(xiàn)了燃燒原理。（2）庫侖定律。（3）伏打電池。1.2經(jīng)典力學(xué)的奠基一、開普勒在天空中“立法”，得出了行星運(yùn)第二章第一次產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和科學(xué)中心的轉(zhuǎn)移一、英國產(chǎn)業(yè)革命和技術(shù)革命產(chǎn)生的背景

（1）英國資產(chǎn)階級通過革命取得了政權(quán)，為資本主義的發(fā)展鋪平了道路。（2）生產(chǎn)的發(fā)展，對技術(shù)提出了迫切的需求。

（3）3個世紀(jì)的圈地運(yùn)動，造就了大批的無產(chǎn)者。（4）農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的改革與改良為工業(yè)革命準(zhǔn)備了糧食和原材料。（5）英國通過殖民統(tǒng)治，積累了大量的資本

二、紡織技術(shù)―――產(chǎn)業(yè)革命的源頭1、背景2、紡織工業(yè)改造的過程中對動力提出了特別的需求。（1）1733年英國鐘表匠凱伊發(fā)明了飛梭，使織布的效率提高一倍，出現(xiàn)了紗荒。（2）哈格里沃斯發(fā)明了豎錠紡車―――珍妮紡車。（3）珍妮機(jī)帶動的紗錠越來越多，人力作為動力越來越困難，

1769年理發(fā)師阿克賴特發(fā)明了水力紡紗機(jī)。（4）1785年水力織布機(jī)問世。（5）由于水力受自然條件的制約，加之限制廠房的選址。需要尋找更方便的動力。三、鋼鐵、煤碳業(yè)的發(fā)展為動力機(jī)的出現(xiàn)提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。四、蒸氣機(jī)的發(fā)明和改進(jìn)。（1）英國塞維利研制了第一臺“礦工之友”的蒸氣抽水機(jī)。（2）鐵匠紐可門研制了“大氣蒸氣機(jī)”。（3）1784年修理工瓦特對蒸氣機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)并發(fā)明了旋轉(zhuǎn)蒸氣機(jī)，這樣便出現(xiàn)了真正的原動機(jī)。第二章第一次產(chǎn)業(yè)革命、技術(shù)革命和科學(xué)中心的轉(zhuǎn)移一、英國產(chǎn)業(yè)2.2法國的產(chǎn)業(yè)革命和科學(xué)的興衰2.2法國的產(chǎn)業(yè)革命和科學(xué)的興衰第三章

近代自然科學(xué)的全面發(fā)展

3.1天地演化的研究

1.1755年德國哲學(xué)家康德提出了關(guān)于太陽系起源的星云假說2.1796年法國天文學(xué)家拉普拉斯也獨(dú)立的提出了星云假說，發(fā)表了＜＜宇宙系統(tǒng)論＞＞，使的星云假說更加完善、數(shù)學(xué)論證也更加嚴(yán)密，開始普遍受到人們的關(guān)注。3.威廉.史密斯提出了”化石組合“鑒定地層層位和層序的方法，為歷史地質(zhì)學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。4.法國的居維葉在他的＜＜論地球表面的變動＞＞中提出了“災(zāi)變論“他強(qiáng)調(diào)地質(zhì)過程的突變和飛躍。5.英國的地質(zhì)學(xué)家賴爾在他的＜＜地質(zhì)學(xué)原理＞＞中提出了地球緩慢變化的“漸變論”.3.2物理學(xué)的進(jìn)展

1.能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)和熱力學(xué)及其意義2.電磁現(xiàn)象的研究

（一）研究電池產(chǎn)生電流的原因。

（1）伏打主張的：“接觸說”。（2）法拉第主張的：“化學(xué)說”。（二）研究電流在導(dǎo)體中傳導(dǎo)的規(guī)律。

歐姆定律：R=U/I（三）研究電流的各種作用。

A：電解作用的研究B：關(guān)于電和熱的研究

第三章近代自然科學(xué)的全面發(fā)展3.1天地演化的研究3.2C：電磁關(guān)系的研究（1）奧斯特關(guān)于電流對其周圍磁體作用的問題。（2）法國物理學(xué)家安培：兩根導(dǎo)線之間的作用；電磁效應(yīng)的定量定律；電動力學(xué)的概念；判斷電流對磁體作用的“安培法則”；提出了電流是電荷沿導(dǎo)體運(yùn)動的思想。（3）法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象，提出了電力線的概念。（4）麥克斯維寫成了電磁理論的名著＜＜認(rèn)電和磁＞＞，給出了一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)碾妱恿W(xué)的體系。3.3化學(xué)上的成就。

（一）原子分子論的建立。

（1）英國科學(xué)家道爾頓在19世紀(jì)初提出的原子論：

A：化學(xué)元素是由大量微小、不可再分、在化學(xué)變化中保持不變的原子所組成。B：同種元素的原子重量相同，性質(zhì)相同，原子以其重量為基本特征。C：不同元素的原子以不同比例組合成化合物。（2）分子論的建立。

（二）有機(jī)物的合成和有機(jī)結(jié)構(gòu)理論。

1、在1828年德國化學(xué)家維勒就成功地實(shí)現(xiàn)了人工合成尿素的任務(wù)，從而打破了有機(jī)物和無機(jī)物之間不能躍過的障礙。2、19世紀(jì)30年代提出有機(jī)物是由“基”組成的，并發(fā)現(xiàn)基可以被其他簡單物所取代。還提出了c的四價。3、60年代俄國化學(xué)家布特列烙夫系統(tǒng)地提出了化學(xué)結(jié)構(gòu)理論，指出通過物質(zhì)性質(zhì)可以了解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，知道了物質(zhì)的結(jié)構(gòu)也可以預(yù)測物質(zhì)的性質(zhì)。C：電磁關(guān)系的研究（1）奧斯特關(guān)于電流對其周圍磁體作用的問題3.4生物學(xué)的飛躍

（一）細(xì)胞學(xué)說

（二）生物進(jìn)化論的誕生。

3.4生物學(xué)的飛躍（一）細(xì)胞學(xué)說（二）生物進(jìn)化論的誕生。第四章第二次產(chǎn)業(yè)革命

1.德國在產(chǎn)業(yè)革命前夕的科技情況

1851-1900英、法、德、美在基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)取得的重大成果

英國

法國

美國

德國

106項(xiàng)

75項(xiàng)

33項(xiàng)

202項(xiàng)

一、德國的崛起2.李比希學(xué)派

二、美國的崛起

1.重視農(nóng)業(yè)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)的緊密聯(lián)系。

2.基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)先行.

3.組織創(chuàng)新.

第四章第二次產(chǎn)業(yè)革命1.德國在產(chǎn)業(yè)革命前夕的科技情況14.加強(qiáng)科技與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合。

5.引進(jìn)與創(chuàng)新相結(jié)合。

6.管理出效益。4.加強(qiáng)科技與經(jīng)濟(jì)的結(jié)合。5.引進(jìn)與創(chuàng)新相結(jié)合。6.管理第二編現(xiàn)代自然科學(xué)第五章物理學(xué)革命及其影響一、相對論表述的是物質(zhì)運(yùn)動與時空的關(guān)系。

1.狹義相對論中的“尺縮鐘慢”。2.廣義的相對論

L=l.√1-v2/c2￣￣￣⊿T=⊿t’/√1-v2/c2￣￣￣二、量子力學(xué)

1.量子假說的提出。

(1)黑體的腔壁是由無數(shù)電諧振子組成的，這些諧振子不斷吸收和輻射電磁波并與腔內(nèi)輻射場交換能量。

第二編現(xiàn)代自然科學(xué)第五章物理學(xué)革命及其影響一、相對論表述（2）這些諧振子具有的能量是分立的，它們只能是一個最小單位能量E的整數(shù)倍數(shù)。在吸收和輻射的過程中是以能量子的整數(shù)倍數(shù)一份一份的跳躍式的傳輸?shù)摹?.光的波粒二向性。

3.原子結(jié)構(gòu)的探索。

三、現(xiàn)代化學(xué)理論的發(fā)展。

1.元素周期理論的新發(fā)展。

（1）三素說（2）八音律說（3）1869年俄國化學(xué)家門捷列夫和德國化學(xué)家邁爾發(fā)現(xiàn)元素周期律，認(rèn)為元素的性質(zhì)隨其原子量的變化而表現(xiàn)出周期性變化的規(guī)律。到20世紀(jì)原子的核式結(jié)構(gòu)建立后，人們才發(fā)現(xiàn)性質(zhì)與核外電子排布有關(guān)。2.化學(xué)鍵。

（2）這些諧振子具有的能量是分立的，它們只能是一個最2.光的第十五章空間技術(shù)與海洋技術(shù)一、空間技術(shù)

（一）太空資源

1.高位置資源

2.太空的微重力資源。

3.太空旅游觀光資源。

4.開發(fā)太陽能資源。

5.開發(fā)月球、小行星的資源。

第十五章空間技術(shù)與海洋技術(shù)一、空間技術(shù)（一）太空資源1（二）、進(jìn)入太空必須克服的四道難關(guān).

1.克服地球甚至太陽系的萬有引力。2.克服真空。3.適應(yīng)劇烈變化的溫度環(huán)境。4.防止有害輻射。（三）、空間技術(shù)的三大支柱。

1.航天器技術(shù)。

2.運(yùn)載器技術(shù)。

3.地面測控技術(shù)。

（二）、進(jìn)入太空必須克服的四道難關(guān).1.克服地球甚至太陽1.航天之父：齊奧爾科夫斯基2.火箭技術(shù)的發(fā)展。

1926年美國人達(dá)德第一位成功的發(fā)射了液體火箭。

1927年德國成立了“德國航天協(xié)會”。

1942年德國成功發(fā)射v-2火箭導(dǎo)彈。

1945年美國成功爆炸原子彈和氫彈。

5.1957年前蘇聯(lián)用以洲際導(dǎo)彈為基礎(chǔ)改造的運(yùn)載火箭發(fā)射了第一顆人造衛(wèi)星。6.1969年美國用三級型火箭“土星五號”實(shí)現(xiàn)了登月計(jì)劃。形成了現(xiàn)代火箭技術(shù)。3.現(xiàn)代運(yùn)載火箭的結(jié)構(gòu)。

(1).箭體結(jié)構(gòu)。

(2).推進(jìn)系統(tǒng)。(3).制導(dǎo)系統(tǒng)。（五）人造地球衛(wèi)星。

1.三個宇宙速度。

V1＝7.9千米/秒v2=11.2千米/秒v3=16.6千米/秒2.三種發(fā)射方法

（1）運(yùn)載火箭發(fā)射（2）航天飛機(jī)發(fā)射（3）飛機(jī)發(fā)射3.人造地球衛(wèi)星的軌道。

圓軌道、橢圓、靜止、極地、太陽同步

(四）運(yùn)載火箭1.航天之父：齊奧爾科夫斯基2.火箭技術(shù)的（六）載人航天工程1.

載人飛船工程的系統(tǒng)組成：（1）航天員系統(tǒng)（2）安全可靠性系統(tǒng)（3）陸地發(fā)射系統(tǒng)

（4）指揮控制系統(tǒng)

（5）返回著陸系統(tǒng)

2.我國載人航天將奏三部曲。第一步的任務(wù)是以飛船起步、發(fā)射幾艘無人飛船和一艘有人飛船，將航天員安全地送入近地軌道，進(jìn)行適量的對地觀測及科學(xué)試驗(yàn)，并使航天員安全返回地面，實(shí)現(xiàn)載人航天的歷史突破。第二步除繼續(xù)進(jìn)行對地觀測和空間試驗(yàn)外，重點(diǎn)完成出艙活動、交會對接試驗(yàn)和發(fā)射長期自主飛行、長期有人照料的空間實(shí)驗(yàn)室，盡早建成我國完整配套的空間工程大系統(tǒng)，解決我國一定規(guī)模的空間應(yīng)用問題。

第三步是建造更大的長期有人照料的空間站。

（六）載人航天工程1.載人飛船工程的系統(tǒng)組成：（1）航天員二、海洋技術(shù)

1.海洋探測技術(shù)（1）.海洋科學(xué)考察

（2）.海洋衛(wèi)星

（3）.潛水器

系纜式、拖拽式、無纜遙控潛水式、海底爬行無人潛水器。

2．海洋資源開發(fā)技術(shù)。

（1）礦產(chǎn)資源的開發(fā)。（2）生物資源的開發(fā)和利用。（3）海水淡化技術(shù)。（4）海洋能源開發(fā)技術(shù)

二、海洋技術(shù)1.海洋探測技術(shù)（1）.海洋科學(xué)考察（2）.第八章地球系統(tǒng)科學(xué)、生態(tài)學(xué)、和環(huán)境科學(xué)

一.地球系統(tǒng)科學(xué)

地球系統(tǒng)科學(xué)將大氣圈、水圈、巖石圈和生物作為一個相互作用的系統(tǒng),研究其物理、化學(xué)、生物機(jī)制的過程,并和人類生活、生產(chǎn)聯(lián)系起來,認(rèn)識現(xiàn)狀和過去,預(yù)見未來的一門學(xué)科.

1。產(chǎn)生.

2。研究對象

（1）全球變化。

（2）區(qū)域模型。

（3）宏觀調(diào)控信息系統(tǒng)。第八章地球系統(tǒng)科學(xué)、生態(tài)學(xué)、和環(huán)境科學(xué)一.地球系統(tǒng)科3.發(fā)展趨勢

(1)地球系統(tǒng)科學(xué)的研究需要自然科學(xué)和社會科學(xué)多學(xué)科的綜合.(2)地球系統(tǒng)科學(xué)正在推動可持續(xù)發(fā)展的研究.(3)地球系統(tǒng)科學(xué)關(guān)注人類活動對地球系統(tǒng)的存在\運(yùn)動和發(fā)展的影響.二、生態(tài)學(xué)

生態(tài)學(xué)是研究生命系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用的機(jī)理、規(guī)律的科學(xué),生命系統(tǒng)包括動物\植物和微生物.

3.發(fā)展趨勢(1)地球系統(tǒng)科學(xué)的研究需要自然科學(xué)和社會科學(xué)1.產(chǎn)生和發(fā)展

(1)公元前后,產(chǎn)生了樸素的生態(tài)學(xué)觀點(diǎn).比如:賈斯勰

<<齊民要術(shù)>>(2)18世紀(jì)初,出現(xiàn)了現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的輪廓.法國博物學(xué)家林奈把物候?qū)W\生態(tài)學(xué)和地理學(xué)結(jié)合起來,綜合考察了外部環(huán)境對動植物的影響.直到20世紀(jì)仍然處于描述性時期.主要是一些調(diào)查性的結(jié)論.(3)20世紀(jì)上半葉,隨著現(xiàn)代控制論\數(shù)理統(tǒng)計(jì)的進(jìn)一步完善,生態(tài)學(xué)進(jìn)入了比較精確的定量階段.提出了若干種群動態(tài)模型.(4)1935年坦斯勒提出:”生態(tài)系統(tǒng)”的概念,標(biāo)志著真正進(jìn)入了現(xiàn)代生態(tài)學(xué).(5)50年代以后進(jìn)入了現(xiàn)代生態(tài)學(xué)的發(fā)展時期.1.產(chǎn)生和發(fā)展(1)公元前后,產(chǎn)生了樸素的生態(tài)學(xué)觀點(diǎn).比如2.研究內(nèi)容（1）生物生產(chǎn)力的