《现代科学技术概论》提纲第二章到第四章

现代科学技术概论提纲
第二章
1.现代物理学包括狭义相对论、广义相对论、量子力学与基本粒子理论。

2.两朵乌云：第一朵是黑体辐射问题；第二朵是关于光速的迈克耳逊-莫雷实验。

3.牛顿力学把绝对空间做匀速直线运动的参照系称为“惯性系”。

4.爱因斯坦采取的态度是：先确定宇宙中相互联系的基本过程——光速，这是一个宇宙常数，然后定义异地时间。

5.时间间隔与空间距离的相对性：两事件的时间间隔相对性、空间距离的相对性。

6.广义相对性原理：惯性系与非惯性系不可区分。

7.等效原理：引力质量与惯性质量无法区分。

8.英国物理学家汤姆逊把广义相对论称作为人类历史上最伟大的成就之一，一方面是由于这个理论的立论基础如此简单与完美，另一方面是因为它引起了人类思想的全面变革。

9.霍金与广义相对论：他被认为当代最重要的广义相对论专家和宇宙论家，被称为在世的最伟大的科学家。

10.霍金代表作《时间简史》
11.黑洞面积：随时间增加，面积不变
12.相对论的意义（论述）
13.如果说迈克耳逊-莫雷实践等引起的光速之谜导致了相对论的提出，那么，关于黑体辐射的“紫外灾难”则导致了量子力学的创建
14.所谓“绝对黑体”指的是百分之百吸收照射到其上的物体
15.绝对黑体内高于某一频率的无限多的驻波，其能量总和将必然是无限的！这就是著名的“紫外灾难”
16.老三论：世界系统结构的科学（解释名词）
●信息概念与信息论
●“可能性空间”与控制论
●整体性与系统论
17.申农的“最小努力量原理”——人们总是力图用最小的力量来完成既定事件
18.传播信息的通道称为信道。

某一信道1秒内能够通过的信息量（比特）是信道的传播速率，称比特率
19.用信息论的观点来分析事物、理解事物和改造事物的方法，称为“信息方法”
20.控制论的最基本的思想要素是“可能性空间”。

维纳—“可能性空间”
21.负反馈（课本71页图）
22.“新三论”又称“自组织理论”
23.耗散结构理论—普利高津、哈肯的协同学理论、艾根的超循环理论。

24.孟德尔的遗传基因概念、沃森—DNA的发现
25.生态学研究对象是生态系统，生态系统是生物群落及其周围无机环境组成的整体系统。

26.无机环境包括能量环境（阳光、温度、风等）和物质环境（空气、水和矿物质等），生物群落是生活在无机环境下的生物系统，完整的生物群落内部包括三大部分：生产者、消费者、分解者。

27.食物链上的每一个环节称为一个营养级，它们是能量暂时留存的位置。

能量
从低一级营养级向高一级转化，其平均效率大约为10%，这是美国生态学家林德曼提出的著名的“十分之一定律”（名词解释）。

其余部分则转化为低级形式的能量—热能。

28.生态系统的循环过程：水循环、氧循环、碳循环、氮循环
29.水循环（作用过程）水是生命最重要的物质，为一切生物化学过程提供场所，没有水当然就没有生命。

海洋、湖泊、河流以及动植物身上的水分，不断被太阳能蒸发进入大气，形成云雨露雪，降落地面，汇集到河流湖泊中，渗透于土壤岩石中，被动植物所吸收，如此不断循环。

这种循环是生物生存的最重要的条件。

30.生态平衡指的生态系统的平衡，包括生物的无机环境以及各种物种之间相互关系的相对稳定和平衡。

31.生态系统中某一环节的变化在引起上述破坏原有生态平衡的同时，也会引起生态系统自身修复、恢复平衡的负反馈趋势，这就是生态系统的自我调节能力。

32.生物的多样性不但使世界更加丰富多彩，而且能够大大增强生态系统的自我调节能力，使其在种种可能的灾害面前保持自身的稳定。

33.恒星有两大最显著的现象：第一，恒星的亮度；第二，恒星光谱
34.传统的测量天体间距离的方法是三角法，然而这种方法只适用于离地球较近的天体，可以用地球轨道的长度作为这些天体离地球距离的单位。

35.“哈勃定律”，“哈勃定律”出现后，爱丁顿立即认为这是对宇宙膨胀的模型的证实
36.大题：魏格纳证明大陆的漂移：第一是南大西洋两岸海岸线的吻合，可以拼成一块整大陆。

第二是大西洋两岸的许多生物和古生物的亲缘关系，特别列举了蚯蚓、园庭蜗牛等迁途极慢的动物在大西洋两岸的分布情况，指出它们不可能通过“陆桥”扩散开来；第三是地质方面的证据；第四是气候史上的证据。

37.英国地质学家霍姆斯和荷兰地学家万宁-迈尼兹于1928年提出“地幔对流说”，用当时物理学的最新成就——原子能理论，给大陆漂移寻求动力源泉。

该理论认为，岩石中普遍含有放射性物质，其释放的原子能几乎全部转变为热能而使地幔柔软可塑，同时，由于地幔各处的温度不均匀又使这种可塑的地幔物质发生缓慢的对流，这种对流牵动整个大陆缓慢地漂移。

38.美国科学家赫斯和迪茨分别于1961年与1962年，各自独立地建立了关于海底扩张的理论。

39.“板块构造模型”把地球分为欧亚、美洲、非洲、太平洋、澳洲、南极六大板块和若干小板块，它们是地球岩石圈构造的基本单元。

第三章（30分左右）
1.1971年，美国科学院在《技术与国际贸易》一书中首先使用了“高技术”词。

（选）
2.高技术是指处于当代科学技术发展前沿，能形成新兴产业、并能产生重大经
济效益和综合社会作用、具有极大战略意义的新兴技术群体。

（名词）高技术并不是一般的单纯技术概念，而是“科学—技术—生产”（填）一体化的综合概念，是三位一体整体发展观的集中体现。

3.高技术的特征（简答）：高战略、高智力、高创新、高渗透、高竞争、高投入、高风险、高效益。

4.1985年7月，中国第一个高技术开发区——中国科学院与深圳市政府联合创建的深圳科技工业园诞生。

5.“863计划”、“火炬计划”、“973计划”（排序）
6.国务院1988年批准“火炬计划”（判断）
7.1977年，又制定和实施了《国家重点基础研究发展规划》（简称“973计划”）
8.自然界有三大要素构成：物质、能量、信息（选、判、填）
9.信息技术是信息的获取、传递、存储、处理、显示、分配等技术的总称。

现代计算机技术和现代通信技术是信息技术的两大支柱。

（填）
10.计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。

（填）
11.微电子技术是信息产业的核心技术和基础，计算机与通信设备的关键部件都是微电子器件。

12.微电子技术是使电子元器件、电子设备和电子系统微型化的电子技术。

13.中央处理器是微机的大脑，由运算器和控制器组成，负责各种信息的处理工作，也负责指挥整个系统的运行。

CPU的性能好坏从根本上决定了微机系统的性能。

14.主板是微机最基本的部件之一，是整个微机内部结构的基础，都得靠主板来协调工作。

15.内存储器和外存储器两个部分（存储器），内存储器（内存）直接与CPU相联系。

16.系统软件是指管理、监控和维护计算机资源（包括硬件和软件）的软件
17.应用软件是指除了系统软件以外的所有软件，是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。

18.现代计算机（冯·诺伊曼）基本工作原理
●计算机的指令和数据均采用二进制表示
●由指令组成的程序和要处理的数据一起存放在存储器中，机器按照程序中指
令的逻辑顺序，把指令从存储器中读出来，逐条执行
●由存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备五个基本部件组成计算机
的硬件系统，在控制器的统一控制下，协调一致地完成内程序所描述的处理工作。

19.计算机的应用
（1）科学计算
（2）数据处理。

数据处理是计算机应用的主要领域
（3）过程控制
（4）计算机辅助系统（辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机辅助教学CAI）
（5）人工智能
（6）虚拟现实技术
20.计算机发展趋势
第一代（1951-1958）电子管计算机，每秒处理2000条指令
第二代（1958-1964）晶体管计算机，每秒处理100万条指令
第三代（1964-1978）集成电路计算机
第四代大规模集成电路计算机
第五代特大规模集成电路计算机
21.现代通信技术包括光通信技术、移动通信技术和卫星通信技术
22.光电子技术（填空题）激光和光纤通信是主要组成部分
23.光纤通信有以下主要优点（判断）
通信容量大、双向传输、损耗低、抗干扰
24.多媒体技术是指能够同时采集、处理、编辑存储和展示两个及其以上不同类型信息媒体的技术，这些信息媒体包括文字、声音、图形、图像、动画和活动影像等。

（名词解释）
25.交互性是多媒体技术的关键特征
26.多媒体教育优势（论述）：多媒体教育可以利用电缆、光缆、无线通信、卫星通信进行，变近程教育为远程教育，远距离实现“面对面”交互式教学，超越了空间的限制。

多媒体教育还可以变集中式教育为分散式教育，变同步化教育为非同步化教育。

学生可以自由选择学习时间，突破了时间的限制，学生甚至可以自由选择教师、教材、课程和教学计划;教师将从第一线退向第二线;学校也将网络化、虚拟化，学校存在于网络中，从有形学校变为无形学校。

27.信息高速公路：它是以光缆为“路”。

集电脑、电视、录像电话为一体的多媒体为载体向大学、研究机构、企业及普通家庭等实时提供所需数据图像、声音传输等多种服务的全国性高速信息网络。

28.所谓高速度是指每秒传输率达到千兆以上。

29.通信网、信息源、终端设备和人是信息高速公路的四个要素。

与此相对应，信息高速公路分为四个层次:传输层,负责信息传输;网络层，负责提取、存储与交换信息;终端层,负责为用户提供各种使用多媒体信息的手段;服务层,负责信息查询、电子函件、电视电话、会议电视等。

30.生物技术主要包括基因工程、转基因技术、克隆技术、干细胞技术、细胞工程、蛋白质工程、酶工程、微生物工程等。

31.基因工程是指将某特定的基因通过载体或者其他手段送人受体细胞，使它们在受体细胞中增殖并表达的一种遗传学操作。

基因工程又称重组DNA技术
32.基因工程技术分为四步
DNA片段的取得、DNA片段和载体的连接—重组体DNA、外源DNA片段引入受体细胞—基因克隆和基因文库、目的基因的表达
33.“克隆”是英语单词clone的音译，也译为“无性繁殖系”，指生物体通过体细胞进行的无性繁殖以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。

34.人类的三项伟大计划：人类基因组计划、“曼哈顿”原子弹计划、“阿波罗”登月计划
35.弄清人类DNA序列，就可以最终解读人类的遗传密码，人类的基因组图，是人体的“第二张解剖图”。

36.联合国大会于1998年11月27日批准的《人类基因组宣言》提出了人类的尊严与平等、科学家研究自由、人类和谐、国际合作等原则。

（判断）《宣言》指出，人类只有一个基因组，无好坏之分，也没有“正常基因组"与“疾病基因组”的区别，反对基因歧视。

37.细胞工程是按照人们的设计，应用细胞生物学的理论与方法,有目的地改变细胞遗传结构，培育出人们所需要的动植物品种或具有某些新性状的细胞群体的技术。

38.细胞工程主要包括细胞培养、细胞融合、细胞重组、遗传物质转移四个方面。

39.酶工程是指利用酶的催化作用，将相应的原料转化成所需产品的工程技术。

40.所谓蛋白质工程，就是利用基因工程手段，包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造，以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。

41.材料、能源、信息是现代文明的三大支柱
42.新材料技术是指能满足高技术应用中的特殊要求，制造具有或特殊功能的新型材料的技术统称，其任务就是不断提高材料的性能和功能。

43.（论述）高分子材料的用途和优点
高分子材料是由分子量小的有机小分子用化学方法聚合成分子量大的高分子化
合物。

高分子材料原料丰富，成本低，并具有耐腐蚀、强度高、隔音、隔热、绝缘、热塑性和热固定性好等优点。

其中，合成橡胶、合成塑料、合成纤维称为等优点。

合成纤维在日常生活、工农业生产和国防工业中有广泛的用途。

44.（判断）1纳米是1米的十亿分之一
45.这类处于微观和宏观之间的“介观”层次的特殊性能的材料称作纳米材料。

所以，仅是尺度达到纳米而没有特殊性能的材料，还不能叫做纳米材料。

46.一般各种不同的金属会具有不同的颜色，然而当金属材料细化到纳米级颗粒时，所有金属都呈黑色。

47.智能材料又称机敏材料，它能感知环境变化并实时改变自身的某些性能参数，用以作出人们所期望的、与环境相适应的复合材料或复杂的材料体系。

48.地球上的主要能源归根到底主要来源于太阳
49.不可再生能源，是自然界中不可能重复产生的能源。

50.可再生能源，是在自然界中能够重复产生的能源。

51.新能源：太阳能、风能、地热能、生物能、核能、
52.太阳能的直接利用三种形式
光-热转换，使太阳能直接转换为热能。

光-电转换，使太阳能直接转化为电能，可以利用光电效应来实现。

光-化学能转换，使太阳能转换为化学能
53.核电站是利用原子核裂变反应所释放的核能来发电的装置。

54.航天系统基本上由三大部分组成：一是空间飞行器，如卫星、飞船、探测器;二是运载工具，如火箭、航天飞机以及航天发射场;三是地面支持系统，如地面站、测控系统、用户系统等。

55.第一宇宙速度7.9公里/秒。

这个速度可保证物体绕地球运转，而不致于被
地球的引力拉回到地面，人造卫星必须达到这个速度。

第二宇宙速度11.2公里/秒。

就会沿抛物线轨道脱离地球引力,到其他行星上去，行星际探测器必须达到这个速度。

第三宇宙速度16.7公里/秒。

沿双曲线轨道离开太阳系，到银河系中的其他星系去。

56.最早的火箭技术诞生于中国公元970年冯继昇首先提出火箭制造的方法，并进行了试验。

57.中国是世界上第三个掌握一箭多星发射技术的国家，并进人国际商业发射市场。

58.飞行器回收就是飞行器在空间完成任务后安全地返回地面，即通常所说的“软着陆”。

59.1970年4月24日,中国发射了自行研制的“东方红一号”卫星，成为第五个发射卫星的国家，开始了自己的航天史。

60.人造卫星的运行轨道通常有三种类型：地球同步轨道、太阳同步轨道、极地轨道。

61.世界第一颗资源卫星是美国的“陆地一号”，现在已经发展到了第七代。

62.中国从20世纪70年代起开始研制气象卫星;也已发射了4颗“风云一号”
极轨气象卫星（全球）、“风云二号”静止轨道气象卫星（国内）。

63.宇宙飞船主要有两类：绕地球飞行的宇宙飞船和登月飞船
64.“阿波罗17号”是人类第六次也是迄今为止最后一次成功登月的太空航行，为阿波罗计划画上了句号。

65.航天飞机由轨道器、外贮箱、助推器三个部分构成。

66.地球表面71%是海洋，海洋是海和洋的统称。

远离大陆且面积广阔的水域称作洋，一般是从大陆坡到海洋盆地这一范围，占海洋总面积的89%
67.中国的海洋国土由黄海、渤海、东海和南海组成。

68.海洋淡水资源开发技术，其方法主要有蒸馏法、反渗透法、电渗析法和冷冻法。

69.论述:海洋能源开发意义
海洋也是一个庞大的能源库，在13.7亿立方公里的海水中，蕴藏着巨大的能源资源。

潮汐、波浪、洋流、温差和盐度差等都是一个个惊人的能源宝库；海洋能即包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差等各种不同形式的能源。

潮汐能来自于星体运动中的万有引力作用:波浪能、海流能都属机械能；海水温差能属热能;海水盐度差能是化学能。

据统计，潮汐能约30亿千瓦;海洋波浪能约700亿千瓦;海流能约50亿千瓦;海水温差能的理论蕴藏量约500亿千瓦;海水盐度差能约300亿千瓦。

据目前开发使用自然资源速度来预测，陆地上的能源只够人类使用几百年;而海洋中蕴藏的能源资源却是取之不尽、用之不竭的。

因此，开发海洋能具有独特的意义。

海洋能属可再生能源，可保证给予人类长期稳定的能源供给而且，海洋能开发对环境无污染,能保护大气，防止气候和生态恶化，满足社会发展的全面要求。

70.当代军事高新技术特点（简答）
高创新性，更新换代快
高智能化，提高军队装备和作战自动化水平的关键是智能化
高效能性
高动机性
高知识性
高度综合化、多元化
71.军事高技术的核心领域
军事微电子技术——新军事技术革命的动力核心
军事计算机、数字通信和网络技术——新军事技术革命在武器装备应用中的“神经系统”
军事光电子技术——新军事技术革命在武器装备应用中的“外周系统”
军事航天技术——新军事技术革命在武器装备应用中的“骨骼系统”
第四章
1.创造性素质是指人所具有的提出新思想、新观念、新理论，发现和创造新事物的特殊品质、素养和能力。

2.创造性素质分为创造性思维活动和创造性实践活动
3.创造性思维是创造活动的关键和核心
4.创造活动的共同特征
一是成果的新颖性。

这是创造性活动最基本的特征
二是目标的开拓性
三是方法的探索性
四是价值观念的独立性
5.如何培养学生的创造性
首先，要注意培养创造性的思考能力
其次，要引导学生靠掌握创造性的学习方法
再次，要努力培养学生对知识和创造性活动的兴趣，培养他们热爱自然、崇尚科学、渴求知识、探索真理的情感和人生追求，爱护并激发他们了解未知事物的好奇心
最后，要努力创造良好的环境氛围，有利于创造性素质的养成。

6.造成工业化社会资源与能源危机的原因
首先，由于工业化的过度开发
其次，工业化社会中的低技术和无序化生产也是造成能源和资源危机的重要原因第三，人口过快增长和社会价值观念的误导
第四，机械自然观的影响
7.机械自然观把人和自然对立起来，过分强调科学技术对自然的征服作用
8.自然资源的合理开发和利用
一要节约资源
二要有效配置
三要循环利用
四要综合利用
五要深度开发
9.（论述题）解决资源与能源危机的出路:
首先，依靠科学技术，转变发展模式，实现人与自然环境的和谐统一。

到工业社会后期，人们所指的资源和能源“危机”主要是指人的认识、实践能力所及的传统的资源能源范围。

在后工业社会,由于科学技术的新发展，人类开始开发原子核、电子层次的资源和能源，到深海、地球深层甚至地球外去寻求新的资源和能源。

由于认识和开发能力的提高，传统的资源和非资源(废物)之间的界限被打破，从而为二次开发和循环利用资源开辟了思路。

在知识经济时代，高新科技发展使人们认识到信息资源的巨大开发价值,引发了人类开发、利用资源的一-次革命。

信息资源是联系资源系统的中介，大量开发和利用信息资源不仅使人类对资源的开发达到新的深度和广度，而且使人类对资源的开发利用全面化、综合化、合理化、高效化。

20世纪70年代，有的钢铁企业用计算机自动控制炼钢程序、时间和用料,使氧气的顶吹效率提高了30%，每炉钢的冶炼时间大大缩短,月产量提高了数倍。

其次，必须树立资源系统的动态平衡观念。

10.“可持续发展是既能满足当代人的需求，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的发展。

”
11.1994年3月，中国政府编发了《中国21世纪议程一中国21 世纪人口、资源、环境与发展白皮书》，把可持续发展列入我国经济和社会发展的长远规划。

12.可持续发展主要遵循以下三个原则:
一是公平性原则。

二是可持续性原则。

三是共同性原则。

13.科学发展观的本质和核心是“以人为本”
14.什么是新型工业化?适合中国国情的新型工业化有四个特点:一-是工业化同
信息化等现代高科技发展紧密结合;二是经济发展同资源环境协调:三是城乡协调发展:四是资金技术密集型产业同劳动密集型产业相结合。

15.生态文明是指人类在改造和利用客观物质世界的同时，不断克服因人类的活动对自然产生的负面影响，积极改善优化人与自然、人与社会及人与人之间的关系，建设有序的生态运行机制和良好的生态环境所取得的物质、精神和制度方面成果的总和。

16.2004年日本发表的《环境保护白皮书》首次明确提出“环境友好型社会”这一概念，环境友好型社会是以环境资源承载力为基础，以自然规律为准则，以可持续社会经济文化政策为手段，致力于倡导和建设人与自然、人与人和谐的社会形态。

环境友好型社会的最大特点是实现经济发展和环境优化的双赢，实现社会经济活动对环境的负荷最小化，并将这种负荷和影响控制在资源供给能力和环境自净容量之内,形成良性循环。

17.怎样构建环境友好型社会
首先，要以科学发展观为指导，创新中国传统的思想文化体系
其次，我们要创新发展目标和发展方式。

18.环境友好型社会需要解决的问题
一是加强管理和统一规划力度，进一步强调、明确新能源和可再生能源在我国未来能源生产和消费结构中的优先地位。

特别是在解决农村、山区、边远地区能源供给基地中，因地制宜地开发太阳能、风能、地热能、沼气、生物能。

二是解决开发应用的技术问题。

三是要进一步制定、完善相关扶持政策，创造有利的投资环境。

19.科学精神是蕴涵、贯穿于科学发展和科学活动中的精神力量;它反映在一定时代科学家和公众的科学实践及其他社会活动中:它通过科学思想、科学方法以及人们对科学价值的理解表现出来，如求实精神、理性精神、探索精神、创新精神等。

20.科学精神的核心是:追求、探索真理的实事求是精神利批判创新精神
21.人文精神是人类对自身生存意义和人生价值的关怀、肯定和珍重。

是以人为对象.以人为中心的思想观念。

22.科学文化与人文文化
科学文化是指以自然科学为代表的，以认识自然客体为对象的探求世界普遍本质和规律的知识体系，以观察实验、实证、逻辑思维方法为代表的精确认识方法,以追求真理、创新和效率为代表的价值观念和精神品质等。

23.人文文化则是指文学艺术为代表的成果体系，它以认识和揭示人的精神世界为主要对象，以感性形象、想像、灵感等非逻辑思维为代表的认识方法和表现手法，以展示善恶、美丑为代表的价值观念等
24.人文社会科学教育具有以下几方面重要作用。

第一，培养学生科学的世界观、人生观、价值观。

第二，培养学生积极、健康的情感和良好心理素质，首要的是爱国主义情感
第三，培养学生良好的道德品质。

第四，培养学生良好的人文素质。

25.构建和谐文化
(1)科学文化与人文文化的和谐。