第3章現(xiàn)代科技革命與辯證唯物主義自然觀的新發(fā)展

1、2022-3-25劉立 清華大學STS中心1第3章 現(xiàn)代科技革命與辯證唯物主義自然觀的新概括以現(xiàn)代科技革命的成果為基礎(chǔ)，繼承和發(fā)展以現(xiàn)代科技革命的成果為基礎(chǔ)，繼承和發(fā)展自自然辯證法然辯證法思想，探索新的自然觀。思想，探索新的自然觀。1 現(xiàn)代科學革命2 現(xiàn)代技術(shù)革命3 新的自然觀劉立 現(xiàn)代科學技術(shù)革命現(xiàn)代科學技術(shù)革命 相對論相對論 量子論量子力學量子論量子力學等等等等劉立 物理學新發(fā)現(xiàn)n1895年，倫琴（1845-1923）研究陰極射線時意外發(fā)現(xiàn)X射線；獲得1901年諾貝爾物理學獎。n1896年，貝克勒耳（1852-1908）發(fā)現(xiàn)放射線；n1897年，湯姆遜證實了電子的存在；提出原子結(jié)構(gòu)理論n居

2、里夫婦發(fā)現(xiàn)放射線元素（釷、釙和鐳）；證實元素的嬗變；促使元素嬗變理論建立（盧瑟福，1902年）劉立 愛因斯坦與相對論n愛因斯坦（1879-1955）針對經(jīng)典物理學與新的實驗結(jié)果之間的矛盾，1905年發(fā)表了“論動體的電動力學”，標志著狹義相對論的誕生。n狹義相對論提出了一些重要的結(jié)論，如時緩效應、尺縮效應、質(zhì)量速度關(guān)系式、質(zhì)能關(guān)系式（即E=mC2）。劉立 廣義相對論n1916年愛因斯坦提出廣義相對論。廣義相對論能解釋水星運動不規(guī)則；廣義相對論預言空間和時間會發(fā)生彎曲。1919年考察日全食時，證實了光線經(jīng)過太陽表面時會發(fā)生彎曲的預言。n相對論的建立，從根本上突破了牛頓絕對時空觀，把時間、空間和物質(zhì)

3、的運動聯(lián)系起來了，引起了人類時空觀的革命。是人類思想史上最偉大的成就之一。劉立 量子論n德國科學家普朗克針對黑體輻射現(xiàn)象中理論與實驗的矛盾，1900年提出了量子概念。n1905年，愛因斯坦首先將量子論的思想應用到光電效應的研究。n海森堡測不準原理；玻爾的量子論原子模型；德布洛意提出物質(zhì)波假說1923年；薛定諤提出波動力學劉立 量子論的意義n量子力學是繼相對論之后對經(jīng)典物理學的又一次嚴重的沖擊。它使人們從根本上改變了只承認連續(xù)性和機械決定論的經(jīng)典觀點，揭示了連續(xù)和間斷、主觀和客觀相互統(tǒng)一的嶄新的自然觀。n量子論的哲學意蘊：如愛因斯坦與玻爾關(guān)于世界是決定論的還是非決定論的爭論。劉立 20世紀其他領(lǐng)

4、域的革命n生物學革命n宇宙學 重大觀測發(fā)現(xiàn)和大爆炸理論n板塊構(gòu)造理論n系統(tǒng)理論的建立劉立 DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)劉立 現(xiàn)代技術(shù)革命n現(xiàn)代技術(shù)革命，又稱新技術(shù)革命，是指二戰(zhàn)之后興起的以信息技術(shù)、生物技術(shù)、新材料技術(shù)、新能源技術(shù)、空間技術(shù)、海洋開發(fā)技術(shù)為主要內(nèi)容的技術(shù)革命。n原子能時代n空間時代n生命科技時代n計算機時代n信息時代劉立 原子能時代n19451955年，第一個十年，是以原子能的釋放與利用為標志，人類開始了利用核能的新時代。愛因斯坦著名的公式E=MC2奠定了核技術(shù)的理論基礎(chǔ)。1938年德國科學家發(fā)現(xiàn)鈾受到中子的轟擊，會發(fā)生核裂變，釋放巨大的能力。1942年第一座可控核鏈式反應裝置在美國建成。

5、1945年美國研制原子彈成功；轟炸日本廣島和長崎。1954年研制出氫彈。1954年前蘇聯(lián)建成世界上第一座。核電站，開始了人類和平利用的進程。1979年美國三里島和1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝利的核事故，警示人類必須重視核電站的安全控制問題。我國取得“兩彈一星”偉大成就。目前大力發(fā)展核電站。 劉立 空間時代n19551965年，第二個十年，是以人造地球衛(wèi)星的發(fā)射成功為標志，人類擺脫了地球引力，向外層空間進軍。蘇聯(lián)1957年用運載火箭成功地將第一顆人造衛(wèi)星送入軌道。1961年4月，前蘇聯(lián)發(fā)射載人飛船成功。美國1969年，兩名宇航員成功地登上了月球。我國于1970年4月24日將我國自行研制的第一個人造地

6、球衛(wèi)星東方紅一號發(fā)射成功。我國空間技術(shù)取得巨大成就。劉立 生命科技時代n19651975年，第三個十年，是以1973年重組DNA實驗的成功為標志，人類進入了可以控制遺傳和生命過程的新階段。1953年DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)被發(fā)現(xiàn)。1973年發(fā)明了分子生物學的人工組裝技術(shù)，現(xiàn)代生物工程由此誕生。1978年Edwards等試管嬰兒（諾貝爾獎2010）1997年問世的“克隆羊”；轉(zhuǎn)基因劉立 n計算機時代：19751985年，第四個十年，是以微處理機大量生產(chǎn)和廣泛使用為標志，揭開了人類腦力的新篇章。n信息時代：19851995年，第五個十年，是以軟件開發(fā)和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化為標志，人類進入了信息革命的新紀元。n網(wǎng)

7、絡(luò)時代： 1995年至今，第六個十年，是以因特網(wǎng)的應用為標志，人類進入了網(wǎng)絡(luò)時代。 劉立 小結(jié)：科學技術(shù)發(fā)展的特點和趨勢1世界科技的中心在不斷的轉(zhuǎn)移世界科技的中心在不斷的轉(zhuǎn)移2 科學技術(shù)知識呈現(xiàn)出加速增長的趨勢科學技術(shù)知識呈現(xiàn)出加速增長的趨勢3 科學向大科學和高技術(shù)的轉(zhuǎn)型科學向大科學和高技術(shù)的轉(zhuǎn)型 4 從科學技術(shù)與生產(chǎn)的關(guān)系上看，科學、技術(shù)、從科學技術(shù)與生產(chǎn)的關(guān)系上看，科學、技術(shù)、生產(chǎn)一體化生產(chǎn)一體化 形成新的自然觀以現(xiàn)代科學成果為基礎(chǔ)；繼承和發(fā)展恩格斯以現(xiàn)代科學成果為基礎(chǔ)；繼承和發(fā)展恩格斯“自然自然界不只是存在著，而是生成著并消逝著界不只是存在著，而是生成著并消逝著”以以及中國傳統(tǒng)自然觀，提

8、出新的自然觀：及中國傳統(tǒng)自然觀，提出新的自然觀：n萬物一體的系統(tǒng)自然觀萬物一體的系統(tǒng)自然觀n生生不息的演化自然觀生生不息的演化自然觀n天人合一的生態(tài)文明觀天人合一的生態(tài)文明觀劉立 劉立 萬物一體的系統(tǒng)自然觀萬物一體的系統(tǒng)自然觀n系統(tǒng)是由要素及其相互關(guān)系組成的一個整體。系統(tǒng)是由要素及其相互關(guān)系組成的一個整體。 1 1）系統(tǒng)是由要素組成的；）系統(tǒng)是由要素組成的； 2 2）系統(tǒng)的各要素之間存在著特定的關(guān)系；）系統(tǒng)的各要素之間存在著特定的關(guān)系；3 3）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使它成為一個有特定功能的整體）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使它成為一個有特定功能的整體n系統(tǒng)的分類：系統(tǒng)的分類：封閉系統(tǒng)、開放系統(tǒng)封閉系統(tǒng)、開放系統(tǒng)n系統(tǒng)的層次

9、性系統(tǒng)的層次性在非生命系統(tǒng)在非生命系統(tǒng) 最低層次是夸克，到基本粒子，到原子核；原子；分子。宏觀層次，最低層次是夸克，到基本粒子，到原子核；原子；分子。宏觀層次，宇觀層次。宇觀層次。在生命系統(tǒng)在生命系統(tǒng) 分子，生物大分子，細胞，器官，個體，種群，生態(tài)系統(tǒng)，生物圈。分子，生物大分子，細胞，器官，個體，種群，生態(tài)系統(tǒng)，生物圈。劉立 自然界層次性自然界層次性n在非生命系統(tǒng)在非生命系統(tǒng) 最低層次是夸克，到基本粒子，到原子核；原最低層次是夸克，到基本粒子，到原子核；原子；分子。宏觀層次，宇觀層次。子；分子。宏觀層次，宇觀層次。n在生命系統(tǒng)在生命系統(tǒng) 分子，生物大分子，細胞，器官，個體，種群，分子，生物大分

10、子，細胞，器官，個體，種群，生態(tài)系統(tǒng)，生物圈。生態(tài)系統(tǒng)，生物圈。劉立 內(nèi)涵n萬物不同而相通；n萬物普遍聯(lián)系；n自然界以系統(tǒng)的方式而存在；n自然界的系統(tǒng)表現(xiàn)出層次性。劉立 生生不息的演化自然觀生生不息的演化自然觀n宇宙的起源和演化宇宙的起源和演化n元素的起源和演化元素的起源和演化n生命的起源生命的起源n生物的進化生物的進化劉立 大爆炸理論大爆炸理論n原始火球大爆炸原始火球大爆炸n基本粒子形成階段基本粒子形成階段 10106 6秒鐘后，強子時代，輕秒鐘后，強子時代，輕子時代（宇宙湯）子時代（宇宙湯）n核合成階段核合成階段 3 3分鐘之后分鐘之后發(fā)生，中子與質(zhì)子形成發(fā)生，中子與質(zhì)子形成原子核原子核n

11、實物階段實物階段 1 1萬年后，原萬年后，原子、分子、星云子、分子、星云劉立 宇宙演化鏈宇宙演化鏈 n 宇宙時宇宙時 物質(zhì)形態(tài)物質(zhì)形態(tài)n 0 0秒秒 原始火球大爆炸原始火球大爆炸n 10 10 -6-6秒秒 質(zhì)子與反質(zhì)子湮滅質(zhì)子與反質(zhì)子湮滅n 0.010.01秒秒 宇宙湯宇宙湯n 1 1秒秒 電子與反電子湮滅電子與反電子湮滅n 3 3分鐘分鐘 氦合成氦合成n 2x102x10 9 9年年 星系合成星系合成n 15.2x10 15.2x10 9 9年年 原始星際云形成原始星際云形成n 15.4x10 15.4x10 9 9年年 行星地球形成行星地球形成n 16.1 x10 16.1 x10 9

12、9 最古老的巖石形成最古老的巖石形成n 19 x10 19 x10 9 9 生命起源生命起源n 19.55 x10 19.55 x10 9 9 初期的魚類初期的魚類n 19.6x10 19.6x10 9 9 初期的陸生植物初期的陸生植物n 19.95 x10 19.95 x10 9 9 哺乳動物哺乳動物n 20 x10 20 x10 9 9 年年 人類起源人類起源劉立 生命的起源和演化生命的起源和演化 恩格斯曾預言恩格斯曾預言, ,生命的起源必定是通過化學的途徑。生命的起源必定是通過化學的途徑。此預言得到科學家大量模擬實驗的證實。此預言得到科學家大量模擬實驗的證實。n從無機物到有機小分子從無機物到有機小分子( (氨基酸氨基酸) ) n從有機小分子到生物大分子從有機小分子到生物大分子( (蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 核酸核酸) ) n從生物大分子到原始生命從生物大分子到原始生命 n原始生命出現(xiàn)以后原始生命出現(xiàn)以后, ,經(jīng)歷了從非細