现代科学技术导论复习

导论
（1）什么是科学？
科学是一种特殊形式的社会活动，即知识生产活动，是一种创造性智力活动。

科学是反映客观事物本质和运动规律的知识体系
科学为技术提供理论基础，技术为科学提供物质基
（2）什么是技术？
是指人们从现实中实现理想目的的操作方法。

科学与技术的区别与联系：
构成要素不同、目的和任务不同、来源不同、成果的形式不同、社会功能不同、研究过程，劳动特点，管理方法不同
（3）什么是科学研究？科学研究的类型？
科学研究是创新、整理、修改知识，开拓知识新用途的探索过程。

基础研究、应用研究、开发研究
（4）你怎样理解自然科学的研究对象？
自然科学是研究无机自然界和包括人的生物属性在内的有机自然界的各门科学的总称。

按研究对象分为：
实物对象与非实物对象（物质存在的基本形态）
现实对象（指的是人们依靠自身的肢体、感觉器官、思维器官，以及现有的科学仪器和装备能够感知到的那些自然物、自然现象。

）与潜在对象
天然对象（未经过人工改造过的天然物。

）与人造对象
（5）自然科学具有什么特征？
科学知识的客观真理性、科学认识形式的抽象性、科学内容的无阶级性、科学劳动的探索性、科学理论的解释性与预见性
（6）现代自然科学的发展具有哪些特点？
1、科学研究纵深化(从时间尺度看：现时——远古——未来）
2、科学发展加速化(科学技术成果产生的速度，如：微电子技术
计算机技术、光纤技术）
3、科学知识整体化（学科在交叉、领域在融合）如：重组DNA技术、航天技术、能源技术、环境技术等
4、科学活动社会化（科技成主导、影响深远）如：网络购物中心
5、科学交流国际化（问题国际化、研发国际化）如：国际空间站第一章宇宙的起源和演化
1、当前人类已知的宇宙世界是怎样的？人类是如何认识宇宙世界的？
恒星（构成星系的基本单元）和气体尘埃构成星系（构成宇宙的基本单元）星系构成宇宙太阳系是银河系中的一个星系。

人类通过观测手段来认识宇宙世界的，新科技的发展使人类对宇宙的认识逐渐深化和完善。

2、天文学有哪些分支？从天文学学科的发展历程可总结出哪些自然科学发展的相关特征？
按照研究方法，天文学可分为：天体测量学（古代）、天体力学（现代）、天体物理学（当代）
按照观测手段，天文学可分为：光学天文学、射电天文学、外天文学、空间天文学
天文学发展的特点：天文学历史悠久、近代天文学发展迅速、物理学的作用功不可没、发展余地大、老结论可能被修改，推翻、太阳系行星的空间探索最热门
自然科学的相关特征：科学知识的客观存在性，科学认识形式的抽象性，科学内容的无阶级性，科学劳动的探索性，科学理论的理解性与预见性
3、被称为“标准宇宙模型”的“宇宙大爆炸模型”的基本观点是什么？为什么这一模型被称为标准模型？
基本观点：宇宙起始于极端高温高密度“原始火球”的爆炸，爆炸后的宇宙随其膨胀温度密度逐渐降低而演化至今。

大爆炸理论的证据：宇宙的年龄（天体的年龄与“宇宙年龄”协调一致）、轻元素的丰度、微波背景辐射
4、恒星演化过程有哪几个阶段？从恒星演化问题的认识中我们可获得哪些哲学思考？
引力收缩阶段（初始阶段）、亚稳阶段（壮年期）、周期性收缩膨胀阶段（更年期）、引力坍缩阶段（晚年期）
思考：事物发展的前途是光明的，道路是曲折的，我们既要看到前途的光明，充满自信，支持新事物成长，又要做好充分的思想准备，不断克服前进道路上的各种困难，勇敢地接受挫折与考验。

事物的发展总是从量变开始，量变是质变的必要准备，质变是量变的必要结果，
事物的发展由质变到量变，又在新质变的基础上开始新的量变，循环往复不断前进。

地球的起源和演化
1、地球的结构是怎样的？各圈层是如何形成的？
地球的圈层结构包括地壳、地幔、地核组成的内部圈层和由大气圈、水圈、生物圈组成的外部圈层。

2、人类研究地球的内部状况常采用怎样的方法？
关于地球内部的知识，主要来自对地震波的研究。

地震波分为横波（固体，慢）和纵波（固体、液体、气体、快），都随所通过的物质的性质而变化。

3、地球各种物理性质与其内部组成和结构有什么关系？
地球的物理性质：地心引力、放射性、地热、地磁
4、地球的板块构造理论的基本要点有哪些？
板块构造说、大陆漂移学说、海底扩张学说
5、地球系统科学的主要观点有哪些？
地球系统科学是以全球性、统一性的、整体观、系统观和多时空尺度，来研究地球系统的整体行为，使得人类能更好地认识自身赖以生存的环境，更有效地防止和控制可能突发的灾害对人类所造成的损害。

其研究发展的特点为时空尺度大，综合性强，实用空间大，支持有效监测和预测，研究中大量采用高新技术，采集、存储、处理的数据量都极其巨大。

6、在莫霍界面和古登堡界面，地震波波速的突然变化说明了什么问
题？莫霍界面和古登堡界面下的物质状态可能是什么？
说明了物质状态发生了变化；在莫霍界面下P、S波都能通过，物质状态可能是固态，在古登堡界面以下，S波消失，物质状态可能是液态。

7、除了可以依靠地震波，想一想还能通过哪些渠道或方法获取地球内部的信息？
遥感技术、火山喷发的物质、温泉等等
第四章宇宙的结构层次与物质的基本单元
微观粒子的性质：运动微粒的质量很小、速度极高、范围极小
微观粒子有哪些：
电子、质子、中子、正电子、中微子、介子、超子、夸克。

生物技术
克隆的意义：
理论意义：证明了用现代生物技术复制或克隆高等动物甚至人类的可能性。

经济意义：大量、快速繁殖优质品种，克服种间杂交繁殖障碍……对人体健康：提供名贵药物及移植器官。

生态平衡保持：挽救濒危物种
多利的诞生导致了全世界科学家研究克隆技术的热潮，也导致了大量技术和伦理方面的争论。

基因工程——其核心技术是DNA的重组技术
转基因生物就是指为了达到特定的目的而将基因进行人为改造的生
物。

通常的做法是提取某生物具有特殊功能的基因片断，通过基因技术加入到目标生物当中.
高技术是建立在现代科学技术全面发展基础上，处于当代科学技术前沿，对提高生产力、促进社会文明、增强国防实力起先导作用、并能形成产业的先进技术群。

对一个国家或一个地区的政治、经济和军事等各方面的进步产生深远影响。

高技术的特征，怎样理解这些特征？
高群落、高智力、高投资、高风险、高收益、高竞争、高渗透、高战略
高技术包括领域：
国际公认的六大领域：
信息技术领域：先导（智能计算机、智能机器人）
生物技术：代表发展前景（基因工程、蛋白质工程）
新材料技术：物质基础（材料设计、分子设计、超导材料）
新能源技术：支柱、动力源泉（核聚变能、太阳能）
空间技术：向地球外延伸（航天飞机、永久太空站）
海洋技术：向地球内拓展（深海挖掘、海水淡化）
微电子技术
微电子技术及其应用
微电子技术——是微小型电子元器件和电路的研制、生产以及用它们实现电子系统功能的技术领域。

其核心是集成电路技术。

计算机的特点及其发展历史
第一代计算机为1945年至1958年，以电子管为逻辑元件。

第二代计算机是1958年至1964年，以晶体管为逻辑元件。

第三代计算机是1964年至1971年，采用了集成电路的。

第四代计算机是1971年以后，采用为大规模和超大规模集成电路。

第五代计算机智能计算机
计算机的应用
1、科学计算（数学问题）
2、数据处理（图书管理、电影电视动画设计、多媒体技术）
3、自动控制与机器人
4、计算机辅助系统（计算机辅助教学、计算机管理教学等）
5、多媒体应用（多媒体电子邮件、电视会议等）
6、网络应用（硬件资源的共享）
7、电子商务（在线付（收）款）
8、电子出版物（只读光盘、软磁盘、硬磁盘）
9、人工智能
计算机技术的发展与展望：高性能计算机、网络计算机、智能计算机、光计算机、神经元计算机、生物计算机、量子计算机
现代信息技术
三种基本的信息操作及其意义：
存储：信息跨越时间的传播（时）
传输：信息跨越空间的传播（空）
处理：对信息进行变化和加工（变化）
信息技术对人类文明的重要性：
产生、处理：产生知识
通讯：传播知识（跨越空间）
存储：积累知识（跨越时间）
信息的存储：伟大的存储发明：纸和印刷、照相术和留声机、电影和录像；现代信息存储技术：磁存储、光存储
信息的传递：
古代信息传递的方式:
1、用候鸟，特别是鸽，雁等作传输工具
2、作内馅的方式,如藏在鱼肚,饼类,包子等
3、以特殊声音,如钟声,鼓声,鞭炮声等
4、以灯光,火光,如孔明灯.烽火台等
5、还有其他记号,摆设等,如诱敌的记号
现代信息传递的方式:
1、有线通讯传输,如电话,传真,电报,电视等
2、无线通讯传输,如对讲机、BP机、移动电话,收音机
3、数字通讯传输,最熟悉的,连网的电脑,数字电视
4、纸张通讯传输,如书信,报纸等
光纤通信过程是：先由电话机将声音转变成电信号，送入到激光发射机内，使它产生随电信号变化的激光信号，射入光纤中传输。

到接收端后，激光接收机再把这个激光信号变成电信号，电话机内的受话
器将此电信号还原为声音，整个通信过程就结了。

微波通讯：微波通讯1933年开始，1935年发明了雷达。

微波通信由于其通信的容量大而投资费用省（约占电缆投资的五分之一），建设速度快，抗灾能力强等优点而取得迅速的发展。

卫星通信技术：卫星通信是利用人造地球卫星作为中继站，转发无线电信号，在多个地球站之间进行的通信。

卫星通信的特点：容量大、覆盖面广、通信质量高、选站灵活和成本低廉
卫星通信按运行轨道分有同步轨道卫星、中轨道卫星和椭星轨道卫星。

卫星的业务范围很广，除电话、数据和电视广播外，还为海陆空提供移动通信、GPS定位导航和VSAT（卫星小型地面站）等。

卫星通信系统是由空间部分——通信卫星和地面部分（地面站）两大部分构成的。

新材料技术
1、什么是超导材料？超导材料有哪些特性？
超导材料：某些物质在低温下，电阻率突然减小到零，这种现象叫超导现象，处于这种状态的物质叫超导体。

超导材料的特性：零电阻效应、完全抗磁效应
2、什么叫复合材料？复合的意义何在？
复合材料：是以一种材料为基体，另一种材料为增强体组合而成的材
料。

复合的意义：各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。

3、什么是纳米材料？纳米材料有哪些特性。

纳米材料：在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料
特性：1.表面效应2.纳米材料的热学性质3 .纳米材料的光学性质
4.纳米材料的力学性质
激光技术
1．激光的特点是什么？
“三好一高”特性：
1、方向性好（定向发光）
2、单色性好(颜色纯）
3、相干性好（波长、方向均一致）
4、亮度高（能量在时空上的高度集中）
2、什么是受激辐射？
受激辐射:处于高能级的原子在外来光子刺激下跃迁到低能级，并发射一个同样的光子。

3、激光器由哪几部分组成？
工作物质（发光物质）
泵浦源（激励能源）
谐振腔（放大作用选频作用方向选择）
4、激光技术在科学研究领域有哪些应用？
空间技术
1、什么是空间技术？空间技术的主要内容有哪些？
空间技术：是研究和解决航天器进入太空并在太空正常运行、可靠工作，并以此研究发生在宇宙空间的物理、化学和生物等自然现象，探索研究太空环境、开发利用太空资源的综合性工程技术。

空间技术的主要内容:航天器、运载器、地面测控系统
2、空间资源包括哪些？
1、相对地面的高位置资源
2、微重力环境资源
3、高真空、高洁净环境资源
4、超低温资源；
5、太阳能资源（解决能源危机）
6、月球及其行星资源等
3、载人航天器有几种，它们有什么区别？
载人航天器：宇宙飞船、空间站、航天飞机
1、载人航天器按其飞行轨道可分为两类：一类是来往于地面和太空
的载人航天器，如载人飞船和航天飞机等，又可称为天地往返运输器。

2、另一类不返回地面，在空间轨道上长期运行，如载人空间站。

3、载人航天器按其发展过程和功用又可分为载人飞船、空间站和航天飞机。

其中，载人飞船又可分为卫星式载人飞船和登月飞船等。

4、人造卫星按其用途可分为哪几类？
科学卫星：用于科学探测和研究的卫星。

技术试验卫星：用于新技术试验。

应用卫星：直接服务于人类的卫星。

新能源技术
1、什么是能源？它可以如何分类？
能源: 自然界中能为人类提供某种形式能量的物质资源及其转化物。

2、什么是新能源？哪些属于新能源？
新能源的两种不同情况：
一是不久前才进入科学研究视野的能源，如核能、氢能；
二是用现代科学技术重新开发利用的古老的能源，如太阳能、地热能、风能等。

分类：1、太阳能2、核能3、地热能4、风能5、生物质能6、氢能
7、海洋能
3、什么是核能？它包括了哪两种？
核能：指原子核发生裂变或聚变时所释放的能量。

包括：裂变与聚变。