自然科学发展简史形考作业(四)

自然科学发展简史第四次测试
一、单选题(将一个正确答案的代号填入题后括号内)
1. 地质力学德创始人是（ B ）
A.魏格纳
B.李四光
C.赫斯
D.威尔逊
2. 1953年4月沃森和克里克在《自然》杂志上发表了一篇短文，提出了被称为是20世纪生物学最伟大的发现的是（ B ）
A. DNA直线结构
B. DNA双螺旋结构
C.蛋白质的基本结构
D.蛋白质的分子结构
二．简答题
简述人类揭开原子内部秘密的认识过程
古希腊：留基伯、德莫克利特的原子论17世纪笛卡儿、牛顿的微粒说
1803年（英）道尔顿的化学原子论1904年（英）汤姆生的原子模型（面包
夹葡萄干）1911年（英）卢瑟福的行星模型1913年（丹麦）玻尔的量子化了
的原子模型
三．论述题
1、电子、X射线、放射性元素的发现在哪些基本概念上向经典物理学提出了挑战？
电子、X射线和天然放射性这三大发现猛烈冲击着牛顿力学的物质、质量、能量、运动等基本概念，经典物理学中的质量守恒、能量守恒、运动定律等基本定律面临严峻考验。

2、试用简图标明人类揭开原子内部秘密的认识过程。

一、“面包夹葡萄干”的原子模型：226页末段中间（画简图）；
二、原子结构的行星模型：227页第8行至12行（画简图）。

3、狭义相对论的建立所依据的两条基本公式是什么？
一、于任何惯性系即以匀速运动的体系，一切自然定律都同样适用，也就是相对性原理。

二、对于任何惯性系即自由空间中的光速都是相同的，也就是光速不变原理。

4、试用物理学革命的事实说明科学发展的内部动力是什么？
20 世纪初的物理学革命，在高速过程和微观领域内实现了一次更为深刻和更为广泛的理论综合，在科学的基本概念上发生了重大的改变，在时间、空间、运动、质量、能量、连续与非连续、必然与偶然、物质结构等一般的关系上都提出了许多崭新的见解。

物理学革命也引起了科学学派间的争论。

科学发现的新事实与原有理论之间的矛盾，这是科学发展的内在动力，由此才有新理论的出现，用以概括新的事实。

在科学发展史上不同学派之间发生争论乃是一种正常现象，正是这种争论促使人们抛弃错误的观点、理论，揭示出各派在理论上的缺陷，确立和发展正确的观点和理论，促进理论与实验新事实之间的矛盾不断解决。

量子学也正是在这样的过程中不断发展和完善的。

5、现代自然科学把物质世界分为哪些层次来进行研究？在不同层次上都有哪些重大的科学突破？
层次：夸克——基本粒子——原子核和原子——分子——凝聚态——地球和其他天体——星系和整个宇宙。

在不同层次上重大的科学突破有：
夸克：夸克模型和原子模型；
基本粒子：总达400余种，可以相互转化，有内部结构，原子能的利用；
原子核和原子：原子结构模型，电子、X射线、天然放射性的发现，量子论与量子力学；
分子：结构化学与离分子化学，从细胞水平向分子水平深入的生物学研究；
凝聚态：超导的研究，超高压、超低温、高真空的获得；
地球天体：大陆漂移说、地幔对流说、海底圹张说、板块构造说；
星系宇宙：光谱技术的应用发展，宇宙飞船发射、恒星演化理论、宇宙说。

6、举例说明宏观研究是如何同微观研究结合的，功能研究又是如何同结构研究结合的？
一、40年代末，美籍俄国物理学家伽莫夫把基本粒子的研究成果同宇宙膨胀论联系起来，更加系统地提出了大爆炸宇宙说。

二、射线衍射法在化学研究中的应用，使得人民可以了解晶体中电子、原子在空间中的分布状况，从而把物质结构的研究同物质化学性能的研究结合起来，出现了晶体化学的新分支。

7.在分子水平上的生物学研究都取得了哪些重要成果？
一、用实验方法揭示基因与酶的关系；
二、关于DNA是携带遗传信息载体的发现；
三、DNA双股螺旋形结构模型的建立。

DNA双螺旋结构的发现，被称为是二十世纪生物学最伟大的发现，是分子生物学诞生的标志。

；
四、对DNA和RNA功能的揭示
五、遗传密码表的问世。

8.简述人类提出原子价概念到认识化学键的历史过程。

经历五个过程：一、对原子价概念的进一步了解；二、电子键理论；三、共价键理论；四、新化学键概念——“电子云”；五、价键理论。

与价键理论平行发展的就是用分子轨道结束进行分子键力的研究。

9.为什么说凝聚态物理学是现代新兴技术的生长点？
进入20 世纪以后，作为凝聚态物理的主要部门——固体物理学取得了重大的成就。

凝聚态物理的新进展首先是与超高压、高真空、超高温、极低温、强磁场等特殊条件的获得有关。

1905年，美国的布里奇曼发明了10000大气压的高压装置，高压物理学成为高压工程（如人造金刚石）的理论基础。

19世纪电照明的应用特别是电子管的发明推进了真空技术的发展。

德国的盖达发明了油封转动的分子泵和泵扩散型真空泵，高真空的获得是研究固体表面性质、激光、材料加工等的必不可少的条件。

美国著名物理学家巴登与库珀、施里弗合作，提出了超导微观模型，
超导理论是超导技术的理论基础。

巴登还与肖克利、布拉坦合作在半导体材料的研究中取得了重要成就，发明了晶体管。

固体物理学的其他方面（晶体结构、金属物理、固体磁性、电介质物理、固体发光等）都在20世纪特别是近30 年发展起来，分别促进了相应工程技术的发展。

由此可见，凝聚态物理学最有可能将物质功能研究同结构研究结合起来，从而取得技术上的重要成果。

所以凝聚态物理学是现代新兴技术的生长点。

第十四章现代科学的技术化与技术的科学化
10.现代科学的技术化主要表现在哪里？
现代自然科学在前沿领域中的成就，特别是微观物理学以及分子生物学的发展，进一步改变了科学与技术的关系。

从电磁理论形成以后自然科学已显示出它巨大的实践力量。

然而，在19世纪末和20世纪初毕竟还只有电力技术和试验性的电子技术是以科学为先驱的。

这种情况在20世纪三四十年代以来有了重大的改变，一批新兴技术开始兴起，诸如原子能技术、空间技术、电子计算机技术、激光技术、生物工程技术等是名副其实的科学技术，即完全是以科学为基础的技术。

由于这些技术的发展，导致了新兴的“知识工业”部门的产生，引起了产业结构的新变化。

这就是现代科学的技术化主要表现。

11．如何评价传统技术的科学化？
现代自然科学的威力不仅在于它创造出一批最新的尖端技术，而且还在于它把新的血液输入到那些历史悠久的生产部门——农业、材料工业、机械制造业、轻工业、建筑业、运输业之中，改变了那里的技术面貌。

这些传统生产部门中技术的科学化，就其对现代整个社会和人类物质生活所起的作用而言，甚至比尖端技术更有根本性的意义。

农业和材料工业及其他传统工业部门的新面貌说明了技术科学化的多样性及其强大的生命力。

12．系统论、控制论与信息论作为一种学科有何特点？
这些学科所提出的整体性原则、最优化原则、反馈原则，这些学科所提供的方法，对各门科学技术具有普遍的方法论意义。

控制论、信息论和系统科学揭示了自然界、社会和人类思维这三个领域中许多现象的一致性，揭示了用机器模拟人的某些思维活动的可能性，从而更具体地论证了世界的物质统一性和意识现象有其物质基础，充实和丰富了辩证唯物主义自然观。

同时，这些学科也提出了一系列值得探讨的哲学问题，深入研究这些学科并加以概括必能进一步揭示出相互作用与因果性、整体与部分、结构与功能、有序与无序等方面的辩证内容，并使我们对现代技术革命的性质和意义有更加具体的理解。

13．怎样认识现代技术革命是以计算机和微电子技术为中心的技术革命？
一、电子计算机是人类在20世纪创造出来的最值得骄傲的工具，就它对社会生产、经济、军事、文化教育和人类生活各方面的影响来说，其意义比任何其他技术都大。

而且，电子计算机科学技术方兴未艾，前途颇为广阔。

二、电子计算机不同于人类有史以来创造的任何机械，它不仅具有运算速度快、精度高等特点，而且有记忆和逻辑判断的功能，这是科学技术发展中最光辉的成就，对人类历史进步起着伟大的推动作用。

三、由于电子计算机控制的自动化生产的发展，大大提高了产品的质量和数量。

电子技术和自动化生产使各个经济领域的劳动生产率大幅度提高，把社会生产力水平提到前所未有的高度。

四、由电子计算机实现的自动控制、数值计算和信息处理，把人类从某些重复性的和有确定程序的脑力劳动中解放出来，开创了技术革命的一个新时代。

以往的一切技术革命，都是用机器代替人的体力，只有电子计算机的发明和应用，才使人们的智力获得了空前的解放。

五、自动化和人类的智力解放，造成了以往难以预料的社会后果。

不仅社会的物质财富大量增加，社会经济部门相应改观（如第三产业的发展），还影响到社会结构的变化，体力劳动者与脑力劳动者的差别缩小。