第4章现代科学与新的自然观

量子论的意义
量子力学是继相对论之后对经典物理学的又一
次严重的冲击。它使人们从根本上改变了只承 认连续性和机械决定论的经典观点，揭示了连 续和间断、主观和客观相互统一的崭新的自然 观。 哲学上的争论：世界是决定论的（爱因斯坦）， 世界是非决定论（玻尔）。
20世纪其他领域的革命
生物学革命 宇宙学 重大观测发现和大爆炸理论 板块构造理论
Baidu Nhomakorabea
空间时代
1955～1965年，第二个十年，是以人造地球卫星的发
射成功为标志，人类摆脱了地球引力，向外层空间进 军。第二次世界大战后，美苏展开了激烈的太空争夺 战。前苏联领先一步，1957年10月4日，用运载火箭 成功地将第一颗人造卫星送入轨道。1961年4月，前 苏联发射载人飞船成功。美国不甘落后，1969年7月 20日，美国两名宇航员成功地登上了月球。我国于 1970年4月24日将我国自行研制的第一个人造地球卫 星——东方红一号发射成功。1971年4月19日，前苏 联将“礼炮一号”空间站送上太空轨道。1981年4月 12日，美国首次发射多次往返地球的“哥伦比亚号” 航天飞机。1986年2月20日，前苏联的“和平号”空 间站升空。1990年，哈勃天文望远镜进入预定的轨道。 1997年7月4日，美国太空总署的遥控探测车在火星表 面登陆成功。
两朵乌云中的两道闪电
以太漂移实验的零结果－－相对论 黑体辐射的紫外灾难－－量子论
爱因斯坦与相对论
爱因斯坦（1879-1955）针对经典物理学与新
的实验结果之间的矛盾，1905年发表了“ 论 动体的电动力学” 这篇划时代的论文，提出 了相对论原理和光速不变原理，狭义相对论从 此诞生了。 狭义相对论提出了一些重要的结论，如时缓效 应、尺缩效应、质量速度关系式、质能关系式 （即E=mC2）。
系统理论的建立
生态学和环境科学
DNA
2 现代技术革命
现代技术革命，又称新技术革命，是指二战之
后兴起的以信息技术、生物技术、新材料技术、 新能源技术、空间技术、海洋开发技术为主要 内容的技术革命。如果说，第一、第二次技术 革命的主攻方向是动力，是人类对潜在的“力” 的发掘，是“力的革命”，那么，现代技术革 命的主攻方向则是信息，是对潜在信息资源的 发掘，是“信息革命”。
温故
第3章 科学的发展及其对自然观的影响
近代科学的形成和发展与机械论自然观 19世纪科学发展与辩证唯物主义自然观的形成
20世纪科学革命
19世纪20世纪之交的物理学革命
X射线、放射性和电子的发现 量子论和相对论的提出
物理学新发现
1895年，伦琴（1845-1923）研究阴极射线时意外发现
原子能时代
1945～1955年，第一个十年，是以原子能的释放与利
用为标志，人类开始了利用核能的新时代。爱因斯坦 著名的公式E=MC2奠定了核技术的理论基础。1938年 德国科学家发现铀受到中子的轰击，会发生核裂变， 释放巨大的能力。1942年第一座可控核链式反应装置 在美国建成。1945年美国研制原子弹成功，1954年又 研制出氢弹，人类掌握了释放核能的技术。我国在60 年代也掌握了核技术。1954年前苏联建成世界上第一 座5000KW的核电站，开始了人类和平利用的进程。 迄今为止，世界上已有500座核电站在运行，核电占世 界发电总量的20以上，法国等国的核电已占全国发电 总量的70％。1979年美国三里岛和1986年前苏联切尔 诺贝利的核事故，警示人类必须重视核电站的安全控 制问题。
X射线；获得1901年诺贝尔物理学奖，是第一个获奖人。 1896年，贝克勒耳（1852-1908）意外发现放射线； 1897年，汤姆逊证实了电子的存在；提出原子结构理 论 居里夫妇发现放射线元素（钍、钋和镭）；证实元素 的嬗变；促使元素嬗变理论建立（卢瑟福，1902年）
列宁的《唯物主义和经验批判主义》
计算机时代
1975～1985年，第四个十年，是以微处理机大量生产
和广泛使用为标志，揭开了人类脑力的新篇章。1946 年第一台电子计算机ENIAC投入运行。它是个笨大的 家伙，重176吨，占地380平方米，用了18 000个电子 管。50年代，随着半导体出现，第二代计算机问世。 60年代，集成电路的诞生使第三代计算机出现。70年 代以来，出现大规模集成电路，此后，电子元件的集 成度直线上升，平均每3年翻一番，计算机出现了微型 化趋势，体积变小，功能翻番。90年代出现便携式计 算机。计算机不断提速：90年代初，出现了每秒10亿 次的计算机；1994年提高到1000亿次，1997年达到了 3000亿次。
量子论
德国科学家普朗克针对黑体辐射现象中理论与
实验的矛盾，1900年提出了量子概念，指出能 量并不是连续发射的，而是一份一份跳跃性地 发射的，这最小的能量单位就是量子。
量子论的发展
1905年，爱因斯坦首先将量子论的思想应用到光电
效应的研究，这项成果使他荣获了诺贝尔物理学奖。 海森堡测不准原理 玻尔的量子论原子模型； 德布洛意提出物质波假说1923年； 薛定谔提出波动力学，薛定谔方程1925-26年
广义相对论
“
双生子佯谬” 引发的思考；1916年爱因斯坦完成 了广义相对论。 广义相对论能解释长期困扰科学家的一种天文现象— —水星运动不规则；广义相对论还预言空间和时间会 发生弯曲。1919年英国天文学家在考察日全食时，证 实了爱因斯坦关于光线经过太阳表面时会发生弯曲的 预言。 相对论的建立，从根本上突破了牛顿绝对时空观，把 时间、空间和物质的运动联系起来了，引起了人类时 空观的革命和整个物理学的革命。是人类思想史上最 伟大的成就之一。
生命科技时代
1965～1975年，第三个十年，是以1973年重
组DNA实验的成功为标志，人类进入了可以控 制遗传和生命过程的新阶段。1953年DNA的双 螺旋结构被发现。此后科学家经过近20年的艰 苦努力，于1973年发明了分子生物学的人工组 装技术，现代生物工程由此诞生。现代生物工 程包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工 程。1997年问世的“克隆羊”、1998年问世 的转基因牛、羊等、人类基因组，是近来生物 技术的最惊人的成就。
动摇了几千年原子和元素观念——认为原子不可
分、是物质组成最小单元；认为元素不变。 批判了当时认为物质消失的观点；

物质观：认为物质不灭；提出著名的物质的哲学定 义。 运动观：重申，没有运动的物质和没有物质的运动 都是不可想象的。 时空观：时空是客观存在的，人们对时空结构的认 识是发展的、可变化的。