諾貝爾獎背后的“李約瑟難題”(完整版)資料

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諾貝爾獎背后的“李約瑟難題”諾貝爾獎背后的“李約瑟難題”（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）諾獎百年歷史上，共400多位獲獎者，有6位華裔科學家位列其中，但中國本土卻沒有貢獻一位諾獎獲得者。在國人慶祝國慶的時候，諾貝爾獎也陸續(xù)頒出。今年的諾貝爾物理獎由美籍華人、被稱為“光纖之父”的高錕和另兩位美國人獲得，但對我們來說，高錕的獲獎可能更刺動神經(jīng)：為什么又是華人而不是中國本土科學家獲得諾獎？在諾獎的百多年歷史上，共有400多位獲獎者，盡管此前有6位華裔科學家位列其中，但中國本土卻沒有貢獻一位諾獎獲得者。這并不是說，中國在這上百年歷史中沒有產(chǎn)生一項與諾獎匹配的科技成就，上世紀50年代中國對人工胰島素的合成就完全有資格獲得諾獎，但必須承認，原創(chuàng)科技成就和重大發(fā)明與發(fā)現(xiàn)，中國人貢獻得的確不多。如果這是在中國國力還弱小，人們還在為吃不飽飯而發(fā)愁的時候，尚有情可原，但是，現(xiàn)在中國的經(jīng)濟實力已位居前三，科技實力據(jù)說也很強大，我們卻依然徘徊于諾獎的大門外，無論如何都說不過去了。早在幾十年前，英國科學家李約瑟在其煌煌巨著《中國科學技術史》中提出，“為什么近代科學沒有發(fā)生在中國？”這就是科學史上著名的“李約瑟難題”。我想，有關“中國本土為什么沒人拿到諾貝爾獎”的問題，也可說是當代的“李約瑟難題”。對“李約瑟難題”，李約瑟本人曾嘗試著進行過解答。他認為，近代科學之所以沒有在中國產(chǎn)生，一是中國沒有具備宜于科學成長的自然觀；二是中國人太講究實用，一些發(fā)現(xiàn)滯留在了經(jīng)驗階段；三是中國的科舉制度扼殺了人們對自然規(guī)律探索的興趣，八股文扼殺了學生探索自然的興致，思想被束縛在古書和名利上，“學而優(yōu)則仕”成了讀書人的第一追求。李約瑟的這個解答也適合今天。雖然影響科研的因素有很多，但無疑整個科研的大環(huán)境是導致中國科學家創(chuàng)新性和創(chuàng)造力不足的最重要因素。例如，我們的薪酬制度，將薪酬和短期成績掛鉤，逼著員工出效益，對于中小企業(yè)可能適合，但對于高等教育則不大適合。再如，考評制度也逼著高校教師和科研人員去造假和抄襲。不過，我想指出的是，浸淫于整個社會的官本位意識及其行政主導科研和學術的體制對科學和創(chuàng)新產(chǎn)生的負面影響尤其不可忽視。官本位的影響主要表現(xiàn)在政府官員為科學家確定科研重點，科學家主要追隨官員意志，從事能夠顯示官員英明的研究項目，而不是由科學家來主導研究項目。這種科研政策和科技體制的目的，就是要科學家“早出成果、出大成果”。面臨著這種巨大壓力，作為理性的選擇，科學家只能去搞一些短平快的東西，一些確定性很強的項目，而對于不確定性很大的原創(chuàng)性的基礎研究，則是能避開盡量避開。由此也就在我們的科技環(huán)境中，形成了一種“不允許失敗”的原則。但實際上，就科學研究來說，失敗是研究中非常重要的一部分，它會給研究提供極為寶貴的經(jīng)驗。而由于害怕失敗，科研人員對未知領域就不敢去嘗試。研究諾貝爾科學獎得主取得獲獎成就的年齡可知，他們大多是在26~45歲期間做出的，比如，7位華裔獲獎者就是在這個年齡層完成了他們的科研成果。但是，相比之下，處于這個年齡段的中國科學家施展才華的機會太少，這是因為，首先，決定中國科學家在科學共同體中地位的是其年齡。中國教育的近親繁殖使得學生依附于老師，所謂“一日為師，終身為父”，挑戰(zhàn)老師有如犯上，有悖于中國的傳統(tǒng)和社會的價值觀。在這里，中國知識分子不向權威挑戰(zhàn)的所謂忠誠和團結(jié)，成了科學進步的歷史包袱。其次，青年科學家本身科學知識積累不夠，又沒有時間從事科學研究。優(yōu)秀科學家，尤其是優(yōu)秀中青年科學家人數(shù)之少，使他們很容易被推上科學管理崗位。而受“學而優(yōu)則仕”的影響以及稀缺資源與職位掛鉤，一些青年科學家也愿意離開研究一線，結(jié)果，他們用于科研、指導學生或閱讀科學文獻的時間很少，青年科學家在富有創(chuàng)造性的年代脫離科研，意味著他們的科研生涯提前結(jié)束。

對美國諾獎獲得者的調(diào)查也表明，獲獎離不開科學的接代連續(xù)性。也就是說，知識的積累與創(chuàng)造，不僅與前人的勞動有關，而且還與幾代人之間的智力接力有密切的關系?！爸R遺傳”因素的影響，最主要體現(xiàn)在對前輩的治學態(tài)度、研究方法以及思維習慣的潛移默化的繼承上。但在中國的科技界，盛行的卻是“論資排輩”、只愿做“雞頭”不愿做“鳳尾”的現(xiàn)象，從而在很大程度上造成知識積累的斷裂。只有解決了上述制約中國科技發(fā)展的“李約瑟難題”，中國科學家才可能與諾獎親密接觸，中國才有望在世界科技領域特別是基礎研究領域占有與自己大國身份相稱的地位。[閱讀材料]世界名題與小升初之：抽殺問題（約瑟夫問題）--馬到成功老師在各類競賽中，各類小升初考試中相關的世界名題出現(xiàn)的概率極高，這是由小升初與數(shù)學競賽的特點決定，這特點便是：知識性，趣味性，思想性相結(jié)合。先給大家介紹這一問題的由來。據(jù)說著名猶太歷史學家Josephus有過以下的故事：在羅馬人占領喬塔帕特後，39個猶太人與Josephus及他的朋友躲到一個洞中，39個猶太人決定寧愿死也不要被人抓到，于是決定了一個自殺方式，41個人排成一個圓圈，由第1個人開始報數(shù)，每報數(shù)到第3人該人就必須自殺，然后再由下一個重新報數(shù)，直到所有人都自殺身亡為止。

然而Josephus和他的朋友并不想遵從，Josephus要他的朋友先假裝遵從，他將朋友與自己安排在第16個與第31個位置，于是逃過了這場死亡游戲。解法約瑟夫問題可用代數(shù)分析來求解，將這個問題擴大好了，假設現(xiàn)在您與m個朋友不幸參與了這個游戲，您要如何保護您的朋友？只要畫兩個圓圈就可以讓自己與朋友免于死亡游戲，這兩個圓內(nèi)圈是排列順序，而外圈是自殺順序，如下圖所示：使用程式來求解的話，只要將陣列當作環(huán)狀來處理就可以了，在陳列中由計數(shù)1開始，每找到三個無資料區(qū)就填入一個計數(shù)，直接計數(shù)來求解的話，只要將陣列當作環(huán)狀來處理就可以了，在陣列中由計數(shù)1開始，每找到三個無資料區(qū)就填入一個計數(shù)，直而計數(shù)達41為止，然后將陣列由索引1開始列出，就可以得知每個位置的自殺順序，這就是約瑟夫排列，41個人報數(shù)3的約瑟夫排列如下所示：1436138152243031634425175403161826737198352792032104121112839122233132923

由上可知，最后一個自殺的是在第31個位置，而倒數(shù)第二個自殺的要排在第16個位置，之前的人都死光了，所以他們也就不知道約瑟夫與他的朋友并沒有遵守游戲規(guī)則了。小升初常見抽殺考題例舉：例1：把1～999這999個自然數(shù)按順時針的方向依次排列在一個圓圈上（如下圖）。從1開始按順時針的方向，保留1，擦去2；保留3，擦去4……這樣每隔一個數(shù)擦去一個數(shù)，轉(zhuǎn)圈擦下去。問：最后剩下一個數(shù)時，剩下的是哪個數(shù)？馬到成功解析：可通過找規(guī)律得出，如果有2n個數(shù)，那么轉(zhuǎn)一圈擦去一半，剩下2n-1個數(shù)，起始數(shù)還是1；再轉(zhuǎn)一圈擦去剩下的一半，又剩下2n-2個數(shù)，起始數(shù)還是1……轉(zhuǎn)了n圈后，就剩下一個數(shù)是1。如果有2n+d（d＜2n）個數(shù)，那么當擦去d個數(shù)時，剩下2n個數(shù)，此時的第一個數(shù)是最后將剩下的數(shù)。因為擦去的第d個數(shù)是2d，所以2d+1就是最后剩下的整數(shù)。999=29+487，最后剩下的一個數(shù)是487×2+1=975。例2：1000個學生坐成一圈，依次編號為1，2，3，…，1000?，F(xiàn)在進行1，2報數(shù)：1號學生報1后立即離開，2號學生報2并留下，3號學生報1后立即離開，4號學生報2并留下……學生們依次交替報1或2，凡報1的學生立即離開，報2的學生留下，如此進行下去，直到最后還剩下一個人。問：這個學生的編號是幾號？分析：這個問題與上面這題非常相似，只不過本例是報1的離開報2的留下，而上題相當于報1的留下報2的離開，由上題的結(jié)果可以推出本例的答案。本例中編號為1的學生離開后還剩999人，此時，如果原來報2的全部改報1并留下，原來報1的全部改報2并離開，那么，問題就與上面這題完全一樣了。因為剩下999人時，第1人是2號，所以最后剩下的人的號碼應比上題大1，是975＋1=976（號）。為了加深理解，我們重新解這道題。解：如果有2n個人，那么報完第1圈后，剩下的是2的倍數(shù)號；報完第2圈后，剩下的是22的倍數(shù)號……報完第n圈后，剩下的是2n的倍數(shù)號，此時，只剩下一人，是2n號。如果有（2n＋d）（1≤d＜2n）人，那么當有d人退出圈子后還剩下2n人。因為下一個該退出去的是（2d＋1）號，所以此時的第（2d＋1）號相當于2n人時的第1號，而2d號相當于2n人時的第2n號，所以最后剩下的是第2d號。由1000=29＋488知，最后剩下的學生的編號是488×2=976（號）。例3：有100張的一摞卡片，玲玲拿著它們，從最上面的一張開始按如下的順序進行操作：把最上面的第一張卡片舍去，把下一張卡片放在這一摞卡片的最下面。再把原來的第三張卡片舍去，把下一張卡片放在最下面。反復這樣做，直到手中只剩下一張卡片，那么剩下的這張卡片是原來那一摞卡片的第幾張？分析與解：這100張卡片如果用線串起來，其實還是一個圍成一圈的約瑟夫問題。如果上面幾題的解法看不太懂，可學學這題，從最簡單的情況開始找規(guī)律。下面從簡單的不失題目性質(zhì)的問題入手，尋找規(guī)律。列表如下：設這一摞卡片的張數(shù)為N，觀察上表可知：（1）當N=2a（a=0，1，2，3，…）時，剩下的這張卡片是原來那一摞卡片的最后一張，即第2a張；（2）當N=2a+m（m＜2a）時，剩下的這張卡片是原來那一摞卡片的第2m張。取N=100，因為100=26+36，2×36=72，所以剩下這張卡片是原來那一摞卡片的第72張?？偨Y(jié)上題及例1例2：可歸納為兩種情況：留1，殺2類：剩下號＝（總數(shù)－小于總數(shù)最大的2的次方數(shù)）×2＋1殺1，留2類：剩下號＝（總數(shù)－小于總數(shù)最大的2的次方數(shù)）×2記住留1要加1，殺1不用加1，總發(fā)現(xiàn)有學生在這點上分辨不清。因此可對照：例1：為“留1”類，可用：（999－512）×2＋1＝975例2：為“殺1”類，可用（1000－512）×2＝976例3：為“殺1”類，可用（100－64）×2＝72上面的512,64都是小于總數(shù)的最大的2的次方數(shù)。再看一道經(jīng)變化的逆推題：例4：如下左圖,七枚棋子圍成一個圓圈,從①開始,每隔一個取一個,依次取走①、③、⑤、⑦、④、②,最后剩下⑥.二十枚棋子圍成一個圓圈(如右圖),從開始,每隔一個取一個,最后將只剩下一枚棋子是⑥.①③①③②④⑤⑥⑦①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾⑿⒀⒁⒂⒃⒄⒅⒆⒇實際上例就是抽殺問題的“殺1留2類”，右圖可假設先從1開始取起，那根據(jù)規(guī)律留下的為：（20－16）×2＝8號，想留下6號得逆時針倒推2枚棋子。則最后結(jié)果為19號開始。試試我們玩的撲克牌：例5：有兩副撲克牌，每副牌的排列順序均按頭兩張是大王、小王，然后是黑桃、紅桃、方塊、梅花四種花色排列。每種花色的牌又按1，2，3，…，J,Q,K順序排列。某人把按上述排列的兩副撲克牌上下疊放在一起，然后把第一張丟掉，把第二張放在最底層，再把第三張丟掉，把第四張放在最底層，…….如此進行下去，直至最后只剩下一張牌。試問所剩的這張牌是哪一張？解：注意到：如果手中只有64張牌，按這樣規(guī)則丟牌，那么后剩下的應該是第64張牌?，F(xiàn)在手中有108張牌，多出108－64＝44張，我們只需按此規(guī)定丟掉44張后，把88張牌放在手中牌的最底層時，這時手中牌恰為64張。這樣，再丟下去，最后留下的就是原牌順序的第88張，接下來的難點就涉及周期問題了，是哪張牌呢？先去掉一副，再去掉黑桃、紅桃各十三張，即為88-54-2×26＝6。按照花色排列應為方塊6。來個再難點的三個數(shù)一組的題：例6：連續(xù)自然數(shù)1，2，3，…，8899排成一列。從1開始，留1劃掉2和3，留4劃掉5和6……這么轉(zhuǎn)圈劃下去，最后留下的是哪個數(shù)？可仿例1與例2。這道題留1劃2和3，每次留下三分之一，顯然與3的N次方有關了。當有3n個數(shù)時，留下的數(shù)是1號。小于8899的形如3n的數(shù)是38=6561，故從1號開始按規(guī)則劃數(shù)，劃了8899-6561=2338（個）數(shù)后，還剩下6561個數(shù)。這劃去的數(shù)中的最后一個2338÷2×3=3507，故最后留下6561個數(shù)中的第一個就是3508。這道題也可歸納出一個規(guī)律：“留1，殺2,3”留下的這個數(shù)為＝（總數(shù)－小于總數(shù)的最大的3的次方數(shù)）÷2×3＋1考一考：連續(xù)自然數(shù)1，2，3，…，8899排成一列。從1開始，劃掉1和2，留下3，劃掉4和5留下6……這么轉(zhuǎn)圈劃下去，最后留下的是哪個數(shù)？這道題可定為“殺1，2留3”型，其中的規(guī)律與答案就留給你自己去研究了。另外在最前面約瑟夫的介紹中的類型可說成為“留1、2殺3型”最后見識一下隱形抽殺問題：例7：在紙上寫著一列自然數(shù)1，2，……，99，100。一次操作是指將這列數(shù)中最前面的兩個數(shù)劃去，然后把這兩個數(shù)的和寫在數(shù)列的最后面，例如一次操作后得到3，4，…，99，100，3；而兩次操作后得到5，6，…，99，100，3，7。這樣不斷進行下去，最后將只剩下一個數(shù)。問：最后剩下的數(shù)是多少？最初的100個數(shù)連同后面寫下的數(shù)，紙上出現(xiàn)的所有數(shù)的總和是多少？馬到成功解析：在每次操作過程中，數(shù)列中添加的數(shù)等于劃去的兩個數(shù)之和，因此數(shù)列中所有數(shù)的和保持不變，于是當最后只剩下一個數(shù)時，它就是原來的100個數(shù)之和，為1+2+…+99+100=5050。當數(shù)列中有2n個數(shù)時，經(jīng)過n次操作后將被全部劃去，同時出現(xiàn)n個新數(shù)，并且這n個新數(shù)之和等于原來2n個數(shù)的和。這提示我們?nèi)タ紤]數(shù)列包含2，2×2，2×2×2，…項的時刻。6個2連乘是64，當經(jīng)過100-64=36次操作后，原來的數(shù)1，2，…，71，36×2=72被劃去，劃去的數(shù)的和是1+2+…+71+72=2628。此時數(shù)列中共有64個數(shù)，并且這64個數(shù)的和與原來100個數(shù)的和相等，是5050。從該時刻起，依次再經(jīng)過32，16，8，4，2，1次操作后，紙上出現(xiàn)的新數(shù)的個數(shù)依次為32，16，8，4，2，1。根據(jù)前面的分析，每一輪出現(xiàn)的所有新數(shù)的和都是5050。從數(shù)列中有64個數(shù)變?yōu)橹挥?個數(shù)，操作共進行了6輪。綜上所述，紙上寫出的所有數(shù)之和為2628+5050+5050×6=37978。學會了抽殺問題的思路再來理解這題的設計就比較容易了。常用的面積單位有（）（）（），66100cm2=()dm2100dm2=()m2300cm2=()dm2200dm2=()m216m2=（）dm29000cm2=()dm212m=()dm=（）cm6m2=（）cm23dm2=()cm21500dm2=()m2一個茶杯高約13（）一支鉛筆約長16（）我走一步約是30（）一張郵票的面積約為6（）小紅手指甲蓋面積約為1（）數(shù)學作業(yè)本的面積約是4（）數(shù)學作業(yè)本長18（），面積約4（）一塊正方形絲巾的面積400（）北京頤和園的占地面積約為290000（）一間教室的面積約是60（）操場面積約10000（）二、列豎式計算。39×11=18×29=37×64=35×26=三、脫式計算。37×49－170325×8×7（136+72）÷2280－100÷548×52÷218×27－32078×59快樂填空。1、□46÷6，要使商是三位數(shù)，□里最小填（），要使商是兩位數(shù)，□里最大填（）。2、用4個1平方米的正方形，拼成一個大正方形。這個大正方形的周長是（）米，面積是（）平方米。3、用一根長20分米的鐵絲圍成一個正方形，正方形的面積是（）平方厘米。4、2個邊長4厘米的正方形拼成一個長方形，這個長方形的周長是（），面積是（）5、亮亮用一根長48厘米的鐵絲圍成了一個最大的正方形，這個正方形的邊長是（）厘米，這個正方形的面積是（）平方厘米。6、有兩個同樣的長方形，長是6厘米，寬是3厘米，如果把它們拼成一個正方形，這個正方形的面積是（）平方厘米，周長是（）厘米。7、一塊厚紙板長15分米，寬是4分米，把它們剪成一個最大的正方形，這個正方形的邊長是（），面積是（），剩下的部分是一個（）形，周長是（），面積是（）。8、一根鐵絲圍成一個長5厘米，寬3厘米的長方形，如果用這根鐵絲圍成一個正方形，則這個正方形的面積是（）平方厘米。9．把1條繩子平均分成8份，每份是這條繩子的，3份是這條繩子的。10．11、媽媽買了9支鉛筆，給小冬5支，小立4支，小冬拿了這些鉛筆的，小冬拿了這些鉛筆的。12、把一張長方形紙對折、再對折，每份是這張長方形紙的13、eq\f((),8)=1eq\f(3,8)＞eq\f(3,())eq\f(1,5)＜eq\f(1,())eq\f((),4)=eq\f(9,())=eq\f((),())=114、找規(guī)律，填一填。（1）1，eq\f(1,2)，eq\f(1,4)，（），（）。（2）eq\f(1,2)，eq\f(2,3)，eq\f(3,5)，eq\f(5,8)，（），（）。15、把按從小到大的順序排一排：（）＜（）＜（）。16、正方形有（）條對稱軸，圓有（）條對稱軸。三、在○里填上“>”，“<”或“=”。EQ\F(1,9)○EQ\F(1,3)EQ\F(2,9)○EQ\F(5,9)EQ\F(2,3)○EQ\F(1,3)EQ\F(7,10)元○EQ\F(8,10)元EQ\F(4,4)○EQ\F(8,8)EQ\F(1,5)○EQ\F(1,8)EQ\F(6,6)○1EQ\F(1,4)○EQ\F(1,7)EQ\F(1,8)○EQ\F(1,4)EQ\F(3,8)千克○EQ\F(7,8)千克火眼金睛。（對的畫“√”，錯的畫“×”。1、936÷6的商中間沒有0.（）2、5噸水和5000千克大米一樣重。（）3、邊長是4米的正方形，周長和面積相等。4、小貓圍著一個正方形花壇跑了一圈，跑了40米，這個花壇的面積是100平方米。5、736÷□，要使商是兩位數(shù)，□里只可以填8和9.（）6、把一根繩子剪3次，剪成同樣長的小段，其中1段是這根繩子的。7、把20個桃子平均分成5份，每份占總數(shù)的EQ\F(1,4)（）8、邊長為200米的正方形的面積是2公頃。（）精挑細選。（將正確答案的序號填在括號里）1、815÷△=○……3，△里的數(shù)可能是（）A.2B.3C.72、1個正方形和1個長方形的周長相等，那么它們的面積（）A．相等B.長方形比正方形大C.正方形比長方形大3、將一個正方形紙片剪成4個相等的小正方形紙片，小正方形的邊長是5厘米，原來大正方形的面積是（）平方厘米。A．25B.50C.1004、一塊正方形場地與一塊長方形場地面積相等，正方形場地的邊長是30米，長方形場地的寬是20米，長是（）米。A．40B.45C.505、一座限重9噸的橋梁可以通過載重量為（）的車。A．10噸B.8727千克C.10000千克6、如果6□8÷6的商中間有一個0，那么□里可以填（）A．6B.7C.57、8□3÷4，要使商的中間有0，□里應填（）A．比4大的數(shù)B.4C.比4小的數(shù)8、652÷□的商是兩位數(shù)，□里最小填（）A．7B.6C.59、24□÷8，是一道除法計算題，它的商不可能是（）A．30B.31C.328、把一個長24米，寬12米的長方形剪成兩個大小相等的正方形，這個正方形的面積是（）平方分米。A．144B.240C.288D.144009、將一個正方形紙片剪成4個相等的小正方形紙片，小正方形的邊長是5厘米，原來大正方形的面積是（）平方厘米。A．25B.50C.10010、一塊正方形場地與一塊長方形場地面積相等，正方形場地的邊長是30米，長方形場地的寬是20米，長是（）米。A．40B.45C.5011、同樣的兩瓶果汁，小云喝了一瓶果汁的，小麗喝了另一瓶果汁的，（）喝的果汁瓶中剩下的多一些。A．小麗B.小云C.無法確定12、的（）圖形是A．平移B.旋轉(zhuǎn)C.軸對稱13、一張邊長為9厘米的正方形紙，可以剪成（）個面積是9cm2的小正方形。14、一棵白菜大約重（）克。A．300克B.3千克C.30千克一塊長方形的白菜地，長是12米，寬是8米，平均每