自然辯證法在工程中的理論與應(yīng)用課件

自然辯證法——在工程中的理論與應(yīng)用自然辯證法教學(xué)重點與難點：針對工程碩士的特點，以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，根據(jù)建設(shè)創(chuàng)新型國家的要求，突破傳統(tǒng)自然辯證法教材的體系結(jié)構(gòu)，在討論一般科學(xué)技術(shù)問題基礎(chǔ)上，突出關(guān)于工程問題的討論。教學(xué)重點與難點：第一章科學(xué)、技術(shù)與工程的一般特點第一節(jié)科學(xué)的含義和特征第二節(jié)技術(shù)的含義和特征第三節(jié)工程的含義和特征第四節(jié)科學(xué)、技術(shù)、工程的聯(lián)系與區(qū)別第一章科學(xué)、技術(shù)與工程的一般特點第一節(jié)科學(xué)的含義和特征科學(xué)的詞源西方的古拉丁（公元前1千年前）語“scientia”是指“知識”，也就是將科學(xué)指向認識的“成果”，但是不涉及真理性、使用性乃至方法及表現(xiàn)形式的要求。古代中國沒有科學(xué)一詞，是19世紀(jì)下半葉由日本傳來的外來語。將科學(xué)分開來講的，是“科”“學(xué)”——即以分科的建制方法和研究方式去研究的學(xué)問。第一節(jié)科學(xué)的含義和特征科學(xué)的詞源第一節(jié)科學(xué)的含義和特征科學(xué)的概念——科學(xué)是以認識自然的知識體系、認知活動和社會建制。知識體系—客觀化、抽象化、系統(tǒng)化、理論化社會活動—主體、客體以及主客體間的中介社會建制—從業(yè)余興趣→職業(yè)分工→社會工程研究方法—“理性+經(jīng)驗”、“實驗+邏輯”價值判斷—“不科學(xué)”、“科學(xué)化”科學(xué)的對象——自然、社會、思維科學(xué)的門類——自然科學(xué)、社會科學(xué)和工具性科學(xué)科學(xué)的形式——范疇、定理與定律（公理和假設(shè)）以邏輯的方式從基本概念和假設(shè)出發(fā)解釋世界。第一節(jié)科學(xué)的含義和特征科學(xué)的概念——科學(xué)是以認識自然的知第一節(jié)科學(xué)的含義和特征科學(xué)的特征解釋性和預(yù)見性：實證主義精確性：可量化可驗證性：經(jīng)驗主義可錯性和可變性：歷史主義系統(tǒng)性：辨證主義主體際性：主觀與客觀的統(tǒng)一、抽象上升到具體區(qū)別于經(jīng)驗知識、局部知識、個人知識、宗教知識。第一節(jié)科學(xué)的含義和特征科學(xué)的特征第一節(jié)科學(xué)的含義和特征科學(xué)的分類F·培根：記憶的科學(xué)、想象的科學(xué)、理智的科學(xué)圣西門：天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)黑格爾：數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、地質(zhì)學(xué)、植物學(xué)、動物學(xué)（加入運動變化、普遍聯(lián)系觀點）恩格爾：機械、物理、化學(xué)、生物、社會現(xiàn)代：基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、開發(fā)研究當(dāng)代：基礎(chǔ)科學(xué)、技術(shù)科學(xué)、工程科學(xué)邊緣科學(xué)、橫斷科學(xué)、綜合科學(xué)第一節(jié)科學(xué)的含義和特征科學(xué)的分類第二節(jié)技術(shù)的含義和特征技術(shù)的詞源古希臘（公元前3千年前）語“techne”，含義是指技藝、手藝、技能、本領(lǐng)?，F(xiàn)在的“technology”,是十七世紀(jì)時將“techne”加上了“l(fā)ogos”（邏各斯：蘇格拉底之前的哲學(xué)中，指支配宇宙的原則，此后被理解為理性、理念，被當(dāng)作上帝一樣的所有活動和產(chǎn)生的源泉，或存在于人類靈魂中的推理能力，圣經(jīng)或基督教里之圣子，即神的屬性中的智慧和創(chuàng)造力，以之與人溝通），“宇宙的律性”，加上“Techne”，直觀的含義也就是在“技能中所包含的宇律性”的意思。我國戰(zhàn)國（公元前四百年——公元前221）的“工巧”，排在“天時”“地氣”“才美”之后，是使人造的器物得以為“良”的條件。第二節(jié)技術(shù)的含義和特征技術(shù)的詞源第二節(jié)技術(shù)的含義和特征技術(shù)的概念——改造世界的知識體系及其物化載體、改造活動和社會建制。知識體系—主體性、技能性、多樣性、具體性物化載體—工具、裝置、工藝、程序社會活動—將自然轉(zhuǎn)化為人工物，是目的（價值）與知識的結(jié)點社會建制—謀生手段→職業(yè)群體→人員體系體系存在—技術(shù)群落、連鎖發(fā)展第一次技術(shù)革命—蒸汽-機器技術(shù)體系第二次技術(shù)革命—內(nèi)燃機-電氣技術(shù)體系現(xiàn)代技術(shù)革命—高新技術(shù)群第二節(jié)技術(shù)的含義和特征技術(shù)的概念——改造世界的知識體系及第二節(jié)技術(shù)的含義和特征技術(shù)的特征自然屬性和社會屬性的統(tǒng)一主體要素和客體要素的統(tǒng)一物質(zhì)因素和精神因素的統(tǒng)一潛在形態(tài)到顯示形態(tài)的過程技術(shù)的分類按運動形式：機械、物理、化工、生物按勞作過程：采掘、材料、機械、建筑、交通、通訊、動力第二節(jié)技術(shù)的含義和特征技術(shù)的特征第三節(jié)工程的含義和特征工程的概念工程的詞源Engineering：Engine（設(shè)計）+ingenious（創(chuàng)造能力）工程含義的歷史發(fā)展：18世紀(jì)前：直覺與創(chuàng)意的彰顯——軍事與藝術(shù)19世紀(jì)：知識與技能的結(jié)合——工程師群體20世紀(jì)起：系統(tǒng)與組織的改造——社會工程學(xué)科運用科學(xué)理論與技術(shù)手段，有組織、系統(tǒng)化的改造（客觀）世界的具體實踐活動及取得成果。第三節(jié)工程的含義和特征工程的概念第三節(jié)工程的含義和特征工程的特征工程的追求目標(biāo)是社會實現(xiàn)工程是科學(xué)、技術(shù)與社會的動態(tài)整合工程活動是通過技術(shù)集成實現(xiàn)創(chuàng)新的過程工程本身是一個復(fù)雜系統(tǒng)工程的分類按（技術(shù)）生產(chǎn)過程：采掘、材料、機械、建筑、交通、通訊、動力按產(chǎn)業(yè)類型：第一產(chǎn)業(yè)部類：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利第二產(chǎn)業(yè)部類：能源動力、材料、制造、建筑與土木、海洋第三產(chǎn)業(yè)部類：信息與通訊、交通工程、環(huán)境、保健、管理第三節(jié)工程的含義和特征工程的特征第四節(jié)科學(xué)技術(shù)工程的聯(lián)系與區(qū)別科學(xué)的本質(zhì)是發(fā)現(xiàn)——由外及內(nèi)將存在的世界變?yōu)椤翱茖W(xué)”的世界，實質(zhì)上是將世界以特定方式在人類意識中重現(xiàn)和預(yù)演技術(shù)的靈魂是發(fā)明——由內(nèi)及外將“科學(xué)”的世界變?yōu)椤凹夹g(shù)”的世界，實質(zhì)上就是將可認知的世界變?yōu)榭筛淖?可如何改變的世界工程的核心是建造——內(nèi)外作用循環(huán)的實現(xiàn)將科學(xué)與技術(shù)連接起來，通過反饋與重設(shè)使內(nèi)外作用實現(xiàn)持續(xù)的循環(huán)。第四節(jié)科學(xué)技術(shù)工程的聯(lián)系與區(qū)別科學(xué)的本質(zhì)是發(fā)現(xiàn)——由外及第四節(jié)科學(xué)技術(shù)工程的聯(lián)系與區(qū)別科學(xué)技術(shù)工程任務(wù)和目的認識自然是什么為什么改造自然做什么怎么做建構(gòu)人工自然過程和方法經(jīng)驗到理論理論與經(jīng)驗邏輯與試驗理論到實踐設(shè)計試驗實踐的系統(tǒng)化和組織化綜合方法系統(tǒng)科學(xué)成果性質(zhì)和評價標(biāo)準(zhǔn)理論知識真?zhèn)闻袆e實踐方法和物化載體好壞判別環(huán)境與社會變化預(yù)期與協(xié)調(diào)研究取向和價值觀念精神實現(xiàn)價值中立物質(zhì)價值工具價值綜合價值價值權(quán)衡研究規(guī)范普遍、公有、無私、創(chuàng)造、懷疑功利目的、保密、專利（知識變?yōu)闄?quán)利）團結(jié)、協(xié)作第四節(jié)科學(xué)技術(shù)工程的聯(lián)系與區(qū)別科學(xué)技術(shù)工程任務(wù)和目的認識第二章科學(xué)、技術(shù)與工程的歷史及發(fā)展趨勢

第一節(jié)科學(xué)的歷史發(fā)展第二節(jié)技術(shù)的歷史發(fā)展

第三節(jié)工程的歷史發(fā)展第四節(jié)現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)與工程的特點和發(fā)展趨勢第二章科學(xué)、技術(shù)與工程的歷史及發(fā)展趨勢第一節(jié)科學(xué)的歷史第一節(jié)科學(xué)的歷史發(fā)展第一節(jié)科學(xué)的歷史發(fā)展科學(xué)技術(shù)的起源科學(xué)和技術(shù)作為兩種密切聯(lián)系又根本區(qū)別的社會存在，其起源上的分別尤其明顯。一個民族沒有科學(xué)是可以生存的，但沒有技術(shù)是不可能生存的，從這個意義上說，技術(shù)比科學(xué)更貼近人的本質(zhì)，技術(shù)和勞動一起構(gòu)成人類產(chǎn)生的條件?？茖W(xué)技術(shù)的起源科學(xué)和技術(shù)作為兩種密切聯(lián)系又根本區(qū)別的社會存在技術(shù)的起源人的產(chǎn)生1200萬年前——猿800—400萬年前——猿人（“猿”？“人”？）300萬年前起——“智人”人與動物的區(qū)別——覓食方式人從動物界分化的標(biāo)志勞動、語言、工具伴隨著勞動活動的出現(xiàn)、工具的產(chǎn)生，技術(shù)也就隨之而來了。技術(shù)的起源人的產(chǎn)生科學(xué)的起源腦體分工——階級出現(xiàn)是科學(xué)誕生的前提有食、有閑、興趣、自由——奴隸主階級古代文明興起：集群生活中的實踐基礎(chǔ)四大流域文明——四大古文明古埃及、古巴比倫、古中國、古印度海域文明——古希臘、古羅馬農(nóng)民和商人：職業(yè)群體塑造科學(xué)形態(tài)科學(xué)的起源古代科學(xué)的形態(tài)之一自然哲學(xué)自公元前8世紀(jì)以后，古代科學(xué)是以自然哲學(xué)的形式存在和發(fā)展的。整個古代的科學(xué)實際上只限于天文、氣象、力學(xué)、數(shù)學(xué)以及建筑、航海、醫(yī)學(xué)等。沒有形成獨立的、系統(tǒng)的分門別類的知識體系，一切有關(guān)自然的知識幾乎都包含在自然哲學(xué)中。西方：“原子論”“萬物皆火（水、氣）”分解的、無機的“物學(xué)”東方：道家學(xué)說；儒家“天人感應(yīng)”；墨家實驗；還原的、有機的“人學(xué)”古代科學(xué)的形態(tài)之一自然哲學(xué)古代科學(xué)的形態(tài)之二實用知識（科學(xué)）體系中醫(yī)——中國式自然科學(xué)與意識形態(tài)的關(guān)系官科技——中國式自然科學(xué)與政治的關(guān)系三大發(fā)明——中國式科技與社會的關(guān)系古代科學(xué)的形態(tài)之二實用知識（科學(xué)）體系古代科學(xué)的形態(tài)之三理論自然科學(xué)萌芽亞里士多德：證明傳統(tǒng)源流歐幾里得的《幾何原本》：幾何學(xué)傳統(tǒng)源流阿基米德：科學(xué)研究中實驗方法的嘗試古代科學(xué)的形態(tài)之三理論自然科學(xué)萌芽古代技術(shù)的形式手工技術(shù)以工具、身體和經(jīng)驗為構(gòu)成要素，而且后兩者更為關(guān)鍵。思考：古代科學(xué)對古代技術(shù)為什么沒有明顯的推動或幫助？

古代技術(shù)的形式古代工程的起源公元前3000年—古印度、古巴比倫冶煉工程銅——青銅——鐵公元前700年—古希臘、古巴比倫市政工程公元前250年—中國水利工程、長城文藝復(fù)興時期—工程師為主導(dǎo)的工程活動古代工程趨于規(guī)模化、職業(yè)化、理論化古代工程的起源公元前3000年—古印度、古巴比倫冶煉工程近代自然科學(xué)革命的起點以爭取自然科學(xué)的獨立為目的，從哥白尼（1473-1543）的“日心說”、維薩留斯（1514－1564）的“血液循環(huán)理論”開始，經(jīng)伽利略的力學(xué)研究延續(xù)，以牛頓力學(xué)建立為標(biāo)志科學(xué)革命。1543年《天體運行論》和《人體構(gòu)造》

從宇宙結(jié)構(gòu)、天體運行的大循環(huán)角度和人體內(nèi)部血液的小循環(huán)角度消除了神的位置，以太陽和心臟為中心的兩種循環(huán)（圓周）宣告了神與神國的特權(quán)的終結(jié)。近代自然科學(xué)革命的起點以爭取自然科學(xué)的獨立為目的，從哥白尼（近代自然科學(xué)革命的發(fā)展伽利略的貢獻近代實驗科學(xué)的奠基人，將實踐操作、數(shù)學(xué)和邏輯同科學(xué)研究結(jié)合起來。一、天文學(xué)觀察——神的宇宙有瑕疵、擁護“日心說”；二、創(chuàng)建動力學(xué)——落體定律、慣性運動；三、科學(xué)方法的創(chuàng)新——實驗觀測證實和數(shù)理邏輯推理相結(jié)合近代自然科學(xué)革命的發(fā)展伽利略的貢獻近代自然科學(xué)革命的發(fā)展開普勒的行星三定律是牛頓萬有引力定律最重要的前提。第一定律：行星軌道為橢圓，太陽在橢圓的一個焦點上；（軌道定律）第二定律：同時間內(nèi)，行星與太陽聯(lián)線掃過的面積相同；（面積定律）第三定律：太陽系內(nèi)任意兩顆行星的公轉(zhuǎn)周期的平方與他們的軌道半主軸長的立方成正比。（周期定律）第谷?布拉赫——開普勒——滕格納爾近代自然科學(xué)革命的發(fā)展開普勒的行星三定律是牛頓萬有引力定律最近代自然科學(xué)革命的發(fā)展新哲學(xué)的激勵弗朗西斯·培根——”歸納法”“實驗科學(xué)方法”“知識就是力量”“經(jīng)驗和理性職能的真正的合法婚配”笛卡爾——”演繹法”“實驗方法的基礎(chǔ)””我思故我在”解析幾何學(xué)近代自然科學(xué)革命的發(fā)展新哲學(xué)的激勵近代自然科學(xué)革命的完成牛頓（公元1642－1727年）“牛頓因為發(fā)明了萬有定律而創(chuàng)立了科學(xué)的天文學(xué)，由于進行了光的分解而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué)，由于創(chuàng)立了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué)?！薄鞲袼挂了_克?牛頓爵士安葬在這里。他以近于超人的智力第一個證明了行星的運動與形狀，彗星的軌道，海洋的潮汐。他孜孜不倦地研究光線的各種不同的屈折角，顏色所生成的種種性質(zhì)。對于自然、考古和圣經(jīng)，他是一個勤勉、敏銳和忠實的詮釋者。在他的哲學(xué)中確認上帝的尊嚴(yán)，并在他的舉止中表現(xiàn)了福音的純樸。讓人類歡呼曾經(jīng)存在過這樣偉大的一位人類之光。——牛頓墓前銘文近代自然科學(xué)革命的完成牛頓（公元1642－1727年）近代自然科學(xué)革命的完成《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》

牛頓力學(xué)三定律、萬有引力定律第一定律：F=0

第二定律：F=ma

第三定律：F=F’

萬有引力定律重要的剛體物理學(xué)概念：質(zhì)點、（絕對）時間、絕對空間、質(zhì)量、動量、力等近代自然科學(xué)革命的完成《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》近代自然科學(xué)革命的完成牛頓力學(xué)獲得接受——實證主義勝利哈雷彗星（返地周期）的發(fā)現(xiàn)（1759）地球形狀的證實（1740）行星攝動現(xiàn)象的證實——海王星的發(fā)現(xiàn)（1846年法國的勒維烈和1845年英國的亞當(dāng)斯）力學(xué)的新分支——彈性力學(xué)、流體力學(xué)、材料力學(xué)等紛紛建立缺陷——”絕對時間”、“絕對空間”、“質(zhì)量恒定”同神學(xué)的妥協(xié)——完美機械的“第一推動”“關(guān)于上帝在七天中創(chuàng)造世界的考證”“關(guān)于圣父、圣子、圣靈三位一體的研究”“關(guān)于圣經(jīng)史和自然史年表的一致性”近代自然科學(xué)革命的完成牛頓力學(xué)獲得接受——實證主義勝利近代自然科學(xué)革命的成果微積分的建立：牛頓和萊布尼茲光學(xué)的發(fā)展：微粒說和波動說熱學(xué)：溫度與熱量區(qū)分、熱質(zhì)說磁學(xué)：扭秤實驗靜電：靜電電容器、雷電研究、庫侖定律化學(xué)的初期成果：波義耳的元素概念、氧的發(fā)現(xiàn)、拉瓦錫的氧化燃燒理論、一系列氣體的發(fā)現(xiàn)和吹管分析、事發(fā)分析等一系列化學(xué)分析方法的使用生物學(xué)：毛細血管的發(fā)現(xiàn)、顯微鏡的發(fā)明改進、細胞學(xué)和微生物研究、預(yù)成論和漸成論、動植物分法、早期的物種演化觀念近代自然科學(xué)革命的成果微積分的建立：牛頓和萊布尼茲古代和近代思維方式的特征古代自然哲學(xué)思維方式直觀性辯證性思辨性近代科學(xué)思維方式形而上學(xué)機械論唯心主義古代和近代思維方式的特征古代自然哲學(xué)近代科學(xué)現(xiàn)代性的伏筆倡導(dǎo)理性主義和經(jīng)驗主義主客二分的思維方式演繹和歸納方法的結(jié)合還原論、機械論宗教世界模型——“終極粒子”“絕對客體”“完美機械”人類中心主義現(xiàn)代性的伏筆倡導(dǎo)理性主義和經(jīng)驗主義第二節(jié)技術(shù)的歷史發(fā)展第二節(jié)技術(shù)的歷史發(fā)展近代第一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命機器系統(tǒng)的產(chǎn)生一、工作機的發(fā)明和改進凱伊飛梭、哈格里夫斯的手搖紡紗機、阿克萊特水利紡紗機、克倫普頓“騾機”、卡特賴特自動織布機二、動力機的發(fā)明薩弗里的“礦山之友”紐可門的活塞式大蒸汽機瓦特發(fā)明冷凝器、連桿和飛輪，改進蒸汽機三、傳動機的發(fā)明：離心調(diào)速器、傳動裝置近代第一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命機器系統(tǒng)的產(chǎn)生近代第一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命以機器制造機器機床的發(fā)明和應(yīng)用威爾金斯的“鏜床”、莫茲利的“移動刀架”蒸汽—機器時代的技術(shù)體系蒸汽動力的推動輪船、火車的發(fā)明和交通運輸技術(shù)的變革工業(yè)體系的形成：采煤業(yè)（炸藥）、石油的使用（煤油燈）、化工業(yè)（制酸、制堿、染料業(yè)、化肥）、建筑業(yè)（鋼筋混凝土的使用）、通訊業(yè)（有線通訊）世界最早的工廠——1771年水力紡紗機工廠標(biāo)志了工程活動規(guī)范化工程師群體組織——1818年英國民用工程師學(xué)會成立標(biāo)志了工程專業(yè)化近代第一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命以機器制造機器近代第一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命為什么第一次工業(yè)革命比近代科學(xué)革命晚一百年？為什么近代自然科學(xué)與技術(shù)革命都發(fā)生在歐洲？中國為什么沒有自發(fā)的產(chǎn)生近代科學(xué)？——李約瑟之謎近代第一次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命為什么第一次工業(yè)革命比近代科學(xué)革1．為什么第一次工業(yè)革命比近代科學(xué)革命晚一百年？

科學(xué)要直接對技術(shù)起推動性的作用，機器必需先誕生——馬克思機器與加工對象的關(guān)系是純自然的關(guān)系，即物理學(xué)、動力學(xué)和化學(xué)的研究領(lǐng)域，而類似于感覺、經(jīng)驗之類與人的主觀世界相聯(lián)系的因素就被徹底剝離在外了。工程師職業(yè)群體的誕生人從直接改造自然變?yōu)榱碎g接改造自然，人類的勞動對象變?yōu)榱藱C器。1．為什么第一次工業(yè)革命比近代科學(xué)革命晚一百年？科學(xué)要2．為什么近代自然科學(xué)與技術(shù)革命都發(fā)生在歐洲？懷疑精神——近代科學(xué)的生命力所在以證明為核心的“幾何學(xué)傳統(tǒng)”和“因果律傳統(tǒng)”資本的本質(zhì)需求——增值，而技術(shù)是最好的增值手段市場擴張——社會需求的推動作用2．為什么近代自然科學(xué)與技術(shù)革命都發(fā)生在歐洲？懷疑精神——近3．中國為什么沒有自發(fā)的產(chǎn)生近代科學(xué)？——李約瑟之謎肯定派——古代中國的實用知識體系否定派——古代中國只有技術(shù)沒有科學(xué)消解問題——”雞不生鴨蛋”文化傳統(tǒng)的差異就像物種之間的差異一樣大3．中國為什么沒有自發(fā)的產(chǎn)生近代科學(xué)？——李約瑟之謎肯定派—十九世紀(jì)的自然科學(xué)十九世紀(jì)是科學(xué)的世紀(jì)1、各門科學(xué)都從經(jīng)驗科學(xué)變?yōu)槔碚摽茖W(xué)并取得了重大的突破。2、科學(xué)研究的方式從個人研究轉(zhuǎn)變?yōu)榧w研究，建制化的科學(xué)得以產(chǎn)生。3、科學(xué)開始走到了技術(shù)的前列，科學(xué)逐漸成為經(jīng)濟生活中起主要作用的手段。十九世紀(jì)的自然科學(xué)十九世紀(jì)是科學(xué)的世紀(jì)十九世紀(jì)的自然科學(xué)世界科學(xué)活動中心的遷移18世紀(jì)——英國道爾頓、戴維、法拉第、賴爾、哈密頓、焦耳、麥克斯韋、達爾文18世紀(jì)末和19世紀(jì)上半葉——法國拉格朗日、拉普拉斯、柯西、庫倫、達蘭貝爾、拉瓦錫、蓋·呂薩克盧布蘭、居維葉、布豐、拉馬克19世紀(jì)30年代前后——德國高斯、歐姆、楞次、李比希、邁爾、赫爾姆霍茲、克勞修斯、凱庫勒、基爾霍夫、赫茲1809年柏林大學(xué)成立，實行常規(guī)試驗課、課堂討論日本、美國、英國以德國大學(xué)為樣本進行改革十九世紀(jì)的自然科學(xué)世界科學(xué)活動中心的遷移十九世紀(jì)的自然科學(xué)1、能量守恒與轉(zhuǎn)化定律熱力學(xué)研究——卡諾原理、布朗運動、麥克斯韋的分子運動論伏特（伏特電池）、尼爾克遜（電解水）、奧斯特（電流磁效應(yīng)）、法拉第和亨利（電磁感應(yīng)）等人的研究邁爾和焦耳的不同研究范式——觀察思辨方法和實驗方法19世紀(jì)70年代恩格斯明確提出“能量守恒與轉(zhuǎn)化定律”十九世紀(jì)的自然科學(xué)1、能量守恒與轉(zhuǎn)化定律十九世紀(jì)的自然科學(xué)熱力學(xué)第一定律——永動機不可能實現(xiàn)外界傳遞給一個物質(zhì)系統(tǒng)的熱量等于對該系統(tǒng)做作的功和系統(tǒng)內(nèi)能增量的總合熱力學(xué)第二定律——自然熱運動不可逆特定的封閉系統(tǒng)中，熵值趨向增大，當(dāng)熵值達到最大時，熱機不再做功，整個系統(tǒng)能量守恒，且處于熱平衡狀態(tài)克勞胥斯由熱力學(xué)第二定律推出“熱寂說”十九世紀(jì)的自然科學(xué)熱力學(xué)第一定律——永動機不可能實現(xiàn)十九世紀(jì)的自然科學(xué)2、演化（進化）思想在天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)理論上的突破性引入康德、拉普拉斯的星云假說康德《自然通史和天體論》（1755）拉普拉斯《宇宙體系論》（1796）星云假說說明了宇宙現(xiàn)在的狀態(tài)是經(jīng)過長期發(fā)展過程形成的，從而否定了牛頓的“上帝第一推動”的存在。十九世紀(jì)的自然科學(xué)2、演化（進化）思想在天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)十九世紀(jì)的自然科學(xué)地質(zhì)演化理論工業(yè)革命以來的地質(zhì)勘探、礦山采掘、運河開鑿等人類行為揭示了地殼的層疊結(jié)構(gòu)，以及不同地層中的不同生物化石，人們開始尋求對地層成因的解答水成說——伍德沃德、維爾納火成說——莫羅、赫頓災(zāi)變說——居維葉漸變說——賴爾、休斯《地質(zhì)學(xué)原理》標(biāo)志了近代地質(zhì)學(xué)的系統(tǒng)化《地球的面貌》總結(jié)了近代地質(zhì)學(xué)十九世紀(jì)的自然科學(xué)地質(zhì)演化理論十九世紀(jì)的自然科學(xué)生物學(xué)研究的三條線索①生物的物種多樣性和適應(yīng)性——生物進化論拉馬克《動物哲學(xué)》“用進廢退”“獲得性遺傳”達爾文《物種起源》－“根據(jù)自然選擇，即在生存斗爭中適者生存的物種起源

”變異性、遺傳性、繁殖過剩——生存競爭、自然選擇、優(yōu)勝劣汰（貝格爾號－加帕戈斯群島1831~1836

）②物種穩(wěn)定性和物種親代性狀在后代的表現(xiàn)——遺傳學(xué)的新進展孟德爾的遺傳定律、魏斯曼的“新達爾文主義”③生物個體發(fā)育的過程——細胞學(xué)說微而和（細胞病理學(xué)）、巴斯德（免疫學(xué)）十九世紀(jì)的自然科學(xué)生物學(xué)研究的三條線索塞奇威克致達爾文查理，寄來的書收到了，我首先表示十分的感謝，但是當(dāng)我讀著您的書時，我感到痛苦多于愉快，因為我認為你這些理論完全是錯誤的，有些地方簡直是令人難堪的惡作劇，我不時不得不為你荒唐的章節(jié)而狂笑，直笑得我兩肋酸痛。您這簡直是理智的腐化，是妄想人性的墮落，從上帝創(chuàng)造的人墮落成一群渾身長毛的動物。我過去曾說過您是我的學(xué)生中最優(yōu)秀者，最有希望成為一名偉大的科學(xué)家，但是我現(xiàn)在不得不說，您是劍橋?qū)W生中最能胡思亂想，標(biāo)新立異的一個了。

最后我要告訴您的是，我——過去您的老師，現(xiàn)在一個猴子的后代——雖然體力和精力已大不如前，但是上帝在言行兩方面的啟示我都謙卑地加以接受，我知道唯有上帝能夠在實踐中支持我。如果您也能這樣做，我們將在天堂里會面。塞奇威克——劍橋大學(xué)三一學(xué)院地質(zhì)學(xué)教授塞奇威克致達爾文塞奇威克——劍橋大學(xué)三一學(xué)院地質(zhì)學(xué)教授赫胥黎致達爾文：

……我所看到的博物學(xué)著作沒有一本給過我這樣深刻的印象，我最衷心地向您致謝，因為您給了我大量的新觀點。我認為這本書的格調(diào)再好也沒有了，它可以感動對于這個問題一點也不懂得的人們。至于您的理論，我準(zhǔn)備為她接受火刑。

我認為您對物種的生成已經(jīng)闡明了一個真正的原因，如果說物種不是按照你所假定的方式發(fā)生的，那么你已把證明這一點的責(zé)任推給了你的反對者。

如果我不是大錯的話，很多的辱罵和誹謗已經(jīng)為您準(zhǔn)備好了。希望您不要為此而感到任何厭惡和煩擾。您可以信賴一點，您已經(jīng)博得了一切有思想的人們的永久感激。至于那些要吠、要嚎的惡狗，您必須想到您的一些朋友們無論如何還有一定的戰(zhàn)斗性。雖然您時常公正地譴責(zé)這種戰(zhàn)斗性，但它對您可能是有幫助的。

我正在磨利我的爪和牙而準(zhǔn)備進行戰(zhàn)斗。赫胥黎致達爾文：

赫胥黎與威爾伯福斯之爭

－－“科學(xué)真理與宗教教義”之間的沖突的代名詞

赫胥黎：生物學(xué)家； 威爾伯福斯：牛津教區(qū)主教1860年6月27日—7月4日，英國科學(xué)促進會第30屆年會在牛津大學(xué)召開，30日在牛津博物館的動植物組分會上，赫胥黎被威爾伯福斯質(zhì)問作為聲稱人與猴子有血緣關(guān)系的人，究竟是他的祖父還是祖母從猴子變來的，赫胥黎的著名反駁：“我聲明，我再重復(fù)一下，一個人沒有理由因為有一個大猩猩作為他的祖先感到羞恥。真正令他感到羞恥的是，他的祖先是這樣的一個人，他不是利用他的聰明才智在自己的領(lǐng)域去獲得成功，而是利用他口若懸河的言辭、偷梁換柱的雄辯和求助于宗教偏見的嫻熟技巧來分散聽眾的注意力，干涉他自己不懂的科學(xué)問題?！保俺嘶F盧戰(zhàn)役以外，十九世紀(jì)最著名的戰(zhàn)爭”赫胥黎與威爾伯福斯之爭

當(dāng)1859年達爾文的《物種起源》與馬克思的《政治經(jīng)濟學(xué)批判》同年出版。馬克思：“達爾文的著作非常有意義，這本書我可以用來當(dāng)做歷史上的階級斗爭的自然科學(xué)根據(jù)?！瘪R克思還專門贈給達爾文的《資本論》扉頁題詞是“贈給查理.達爾文先生，您真誠的飲慕者卡爾?馬克思”。

當(dāng)1859年達爾文的《物種起源》與馬克思的《政治經(jīng)濟學(xué)批判》十九世紀(jì)的自然科學(xué)3、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)理論原子—分子說道爾頓：化學(xué)原子論——近代化學(xué)第一次理論綜合蓋·呂薩克：氣體反應(yīng)定律阿佛加德羅：分子概念（1811）康尼查羅在首屆國際化學(xué)會議（1860年）上，重新提出必須對分子與原子做出區(qū)分的觀點，才獲得重視和贊同。十九世紀(jì)的自然科學(xué)3、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)理論十九世紀(jì)的自然科學(xué)有機化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的建立及應(yīng)用凱庫勒（原子價概念、苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)）奠定有機結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)，人們開始相信只要知道物體的化學(xué)結(jié)構(gòu)，就可以按它的成分把它構(gòu)造出來。維勒以無機物合成有機物質(zhì)（尿素）

19世紀(jì)五十年代，有機合成從實驗室研究發(fā)展為工業(yè)生產(chǎn)，徹底打破了有機物與無機物之間的界限。十九世紀(jì)的自然科學(xué)有機化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的建立及應(yīng)用十九世紀(jì)的自然科學(xué)阿爾弗雷德·伯納德·諾貝爾(1833－1896)1865年發(fā)明“雷管”1862年發(fā)明用“溫?zé)岱ā敝圃煜趸视偷陌踩a(chǎn)法1867年發(fā)明黃色炸藥（達納炸藥）1872年發(fā)明膠質(zhì)達納炸藥（硝化纖維），世界上第一種雙基炸藥。1887年發(fā)明無煙火藥和特種達納炸藥（硝酸銨）一生申報專利350項，包括人造橡膠、人造皮革、煤氣表等1900年瑞典政府根據(jù)諾貝爾遺愿批準(zhǔn)設(shè)置了諾貝爾基金會1901年諾貝爾獎首次頒獎1968年瑞典中央銀行于建行300周年之際增設(shè)諾貝爾經(jīng)濟獎（全稱為瑞典中央銀行紀(jì)念阿爾弗雷德·伯恩德·諾貝爾經(jīng)濟科學(xué)獎金，1969年開始首次頒獎。1990年諾貝爾重侄孫克勞斯·諾貝爾增設(shè)諾貝爾地球獎，表彰杰出的環(huán)境成就者，1991年６月５日世界環(huán)境日之際首次頒發(fā)。十九世紀(jì)的自然科學(xué)阿爾弗雷德·伯納德·諾貝爾(1833－18諾貝爾遺囑全文我，簽名人艾爾弗雷德·伯哈德·諾貝爾，經(jīng)過鄭重的考慮后特此宣布，下文是關(guān)于處理我死后所留下的財產(chǎn)的遺囑：在此我要求遺囑執(zhí)行人以如下方式處置我可以兌換的剩余財產(chǎn)：將上述財產(chǎn)兌換成現(xiàn)金，然后進行安全可靠的投資；以這份資金成立一個基金會，將基金所產(chǎn)生的利息每年獎給在前一年中為人類作出杰出貢獻的人。將此利息劃分為五等份，分配如下：一份獎給在物理界有最重大的發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的人；一份獎給在化學(xué)上有最重大的發(fā)現(xiàn)或改進的人；一份獎給在醫(yī)學(xué)和生理學(xué)界有最重大的發(fā)現(xiàn)的人；一份獎給在文學(xué)界創(chuàng)作出具有理想傾向的最佳作品的人；最后一份獎給為促進民族團結(jié)友好、取消或裁減常備軍隊以及為和平會議的組織和宣傳盡到最大努力或作出最大貢獻的人。物理獎和化學(xué)獎由斯德哥爾摩瑞典科學(xué)院頒發(fā)；醫(yī)學(xué)和生理學(xué)獎由斯德哥爾摩卡羅琳醫(yī)學(xué)院頒發(fā)；文學(xué)獎由斯德哥爾摩文學(xué)院頒發(fā)；和平獎由挪威議會選舉產(chǎn)生的5人委員會頒發(fā)。對于獲獎候選人的國籍不予任何考慮，也就是說，不管他或她是不是斯堪的納維亞人，誰最符合條件誰就應(yīng)該獲得獎金，我在此聲明，這樣授予獎金是我的迫切愿望……這是我惟一存效的遺囑。在我死后，若發(fā)現(xiàn)以前任何有關(guān)財產(chǎn)處置的遺囑，一概作廢。

諾貝爾遺囑全文我，簽名人艾爾弗雷德·伯哈德·諾貝爾，經(jīng)過鄭重十九世紀(jì)的自然科學(xué)元素周期律的發(fā)現(xiàn)

門捷列夫依據(jù)元素周期律的基本觀點修正某些元素的原子量獲得成功，進而排出了元素周期表，預(yù)言了未知元素并獲得了后來實驗的證明。

十九世紀(jì)的自然科學(xué)元素周期律的發(fā)現(xiàn)十九世紀(jì)的自然科學(xué)電磁理論的建立1786年伽伐尼發(fā)現(xiàn)電流，使對電的認識從靜到動1800年伏特發(fā)明電池——物理學(xué)上的創(chuàng)舉1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)1822年安培發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁力的基本定律1831年法拉第提出電磁感應(yīng)定律，開啟電力時代1833年楞次提出感生電流方向定律1865年麥克斯韋發(fā)表描述電磁場運動規(guī)律的方程1873年麥克斯韋發(fā)表《電磁學(xué)通論》，標(biāo)志著完整的電磁理論的確立十九世紀(jì)的自然科學(xué)電磁理論的建立近代和辯證法思維方式的特征近代科學(xué)思維方式形而上學(xué)機械論唯心主義辯證法思維方式的特征全面運動聯(lián)系近代和辯證法思維方式的特征近代科學(xué)思維方式辯證法思維方式的特第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命

從十九世紀(jì)中葉至二十世紀(jì)60年代，人類社會發(fā)生了以電氣的應(yīng)用和發(fā)明為中心的第二次技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命，人類社會發(fā)生了能源、通訊、交通、機器系統(tǒng)等方面的巨大變革?？茖W(xué)也終于走在了技術(shù)的前面，成為影響社會經(jīng)濟的主要力量。至今，人們還在享用著地二次技術(shù)革命所創(chuàng)造的物質(zhì)成果。第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命1、鋼鐵與材料技術(shù)的發(fā)展煉鋼技術(shù)的新發(fā)展

1847年凱利實驗空氣沸騰法煉鋼

1855年貝麥特發(fā)明酸性轉(zhuǎn)爐，在美國獲得成功

1878年托馬斯發(fā)明堿性轉(zhuǎn)爐

1864年西門子兄弟和馬丁發(fā)明西門子——馬丁平爐煉鋼法，使豐富了原料品種冶鐵技術(shù)向大型化和機械化方向發(fā)展，大型高爐迅速發(fā)展鋼鐵加工技術(shù)發(fā)展：軋機不斷改進第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命1、鋼鐵與材料技術(shù)的發(fā)展第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命冶金技術(shù)發(fā)展特種鋼的發(fā)展：高碳鋼→自硬鋼→錳鋼→鎳鋼→高速鋼→硅鋼電冶金技術(shù)出現(xiàn)物理冶金和萃取冶金（火法冶金和水法冶金）金相學(xué)學(xué)科發(fā)展形成1781年貝克曼分析鋼鐵間的區(qū)別1864年隨照相技術(shù)的發(fā)明，金相照片出現(xiàn)1901年奧斯汀提出鐵碳平衡圖，金相學(xué)作為一門科學(xué)已經(jīng)形成。金相學(xué)是技術(shù)科學(xué)，既是冶金技術(shù)的科學(xué)化，又是化學(xué)、熱學(xué)的基本理論在冶金技術(shù)上應(yīng)用的結(jié)果。第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命冶金技術(shù)發(fā)展第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命2、熱機的新發(fā)明與應(yīng)用蒸汽技術(shù)在19世紀(jì)中葉進入成熟期，達到極限內(nèi)燃機的發(fā)明1673年惠更斯提出真空活塞式火藥內(nèi)燃機的設(shè)想1794年斯特列特提出燃料與空氣混合為能源的原理1799年勒蓬提出了電火花點火的內(nèi)燃機設(shè)想1820年塞西爾以氫煤氣為燃料的煤氣機運轉(zhuǎn)成功1823年布朗發(fā)明最早的實用內(nèi)燃機用以提水1860年雷諾發(fā)明了最初的商品化內(nèi)燃機，熱效率只有4%1862年奧托制成功率半馬力的煤氣機1864年第一家省產(chǎn)內(nèi)燃機的工廠——奧托公司成立第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命2、熱機的新發(fā)明與應(yīng)用第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命內(nèi)燃機的改進內(nèi)燃機的改進得以與科學(xué)的指引，蒸汽機的改進促進了熱力學(xué)的研究，而熱力學(xué)理論又被應(yīng)用于內(nèi)燃機的改進1862年德·羅沙斯提出等容燃燒四沖程循環(huán)原理1872年奧托公司成立多伊茨每次發(fā)動機廠，擴大小型內(nèi)燃機生產(chǎn)，并招聘戴姆勒1876年第一臺四沖程臥式煤氣機誕生，即奧托機1883年戴姆勒制成高速化、小型化的汽油發(fā)動機1892年狄塞爾發(fā)明壓燃點火式柴油發(fā)動機1897年柴油發(fā)動機制成，即狄塞爾發(fā)動機，成為內(nèi)燃機發(fā)展史上又一個偉大起點二次世界大戰(zhàn)后，燃氣輪機和汽輪機得到實用性發(fā)展第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命內(nèi)燃機的改進第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命內(nèi)燃機的應(yīng)用汽車的發(fā)明與制造

1885年戴姆勒制成摩托車

1886年1月29日本茨（奔馳公司）獲得汽車制造專利

1893年本茨開始批量生產(chǎn)汽車

1888年鄧祿普獲得充氣輪胎的專利，首先用于自行車，馬上又用于汽車制造中。汽車工業(yè)促進了合成橡膠、電磁點火裝置、起動機、車燈、喇叭和加熱器的制造技術(shù)，薄板軋制技術(shù)、玻璃制造技術(shù)以及其他附屬工業(yè)、配套工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。城市交通狀況發(fā)生了巨大變革。第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命內(nèi)燃機的應(yīng)用第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命內(nèi)燃機的應(yīng)用鐵路運輸?shù)玫骄薮蟾挠^1903年萊特兄弟試飛飛機成功，開啟飛行時代1910年拖拉機成批生產(chǎn)，農(nóng)業(yè)動力落后問題得以解決，促進農(nóng)用工作機制造與應(yīng)用，加速農(nóng)業(yè)機械化進程，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率增加而農(nóng)業(yè)人口減少。1903年福特汽車公司創(chuàng)立，1908年生產(chǎn)出T型車福特采用流水作業(yè)，使汽車價格急劇降低（260—400美元），成功的實現(xiàn)汽車從小批量生產(chǎn)轉(zhuǎn)向大批量生產(chǎn)（最高日產(chǎn)達9000輛），使汽車成為大眾消費品（福特雇員最低日薪5美元），流水作業(yè)方式在一切機械工廠部門中得到普及。截止1927年的19年，僅在美國就售出了超過1500萬T型車。第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命內(nèi)燃機的應(yīng)用第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命3、電能——第二次技術(shù)革命的主角鋼鐵技術(shù)的發(fā)展為新技術(shù)體系提供物質(zhì)基礎(chǔ)內(nèi)燃機的發(fā)明和應(yīng)用為新技術(shù)體系提供新動力迄今為止，技術(shù)史上沒有任何其他發(fā)明能和電能的發(fā)明和應(yīng)用相比，因為電能在所能達到的一切領(lǐng)域，都使那里的原有技術(shù)發(fā)生根本性的變化。特別在19世紀(jì)下半期開始的電氣時代通過現(xiàn)代社會的通訊技術(shù)、能源動力結(jié)構(gòu)開始為改善人類生活方面做出了比蒸汽更大的貢獻。第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命3、電能——第二次技術(shù)革命的主角第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命有線電報與電話電的發(fā)明不是依賴于經(jīng)驗的結(jié)果，而是以來科學(xué)實驗和電磁理論的應(yīng)用在各門科學(xué)中電磁學(xué)最先成為了技術(shù)的先導(dǎo)1833年高斯和韋伯架設(shè)了第一條電磁式有線電報1838年庫克和惠斯通的雙針式電報機運行成功1844年應(yīng)用莫爾斯電碼的電報系統(tǒng)在美開始運行1856年莫爾斯和西伯雷創(chuàng)立威斯坦·埃尼翁公司，建立電信業(yè)壟斷1874年愛迪生完成了同時同向的多路通訊的發(fā)明

19世紀(jì)中葉，出現(xiàn)鋪設(shè)電報電纜的熱潮，電報將歐美大陸、亞洲大陸（印度）和澳洲大陸聯(lián)結(jié)起來。第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命有線電報與電話第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命有線電報與電話

1876年2月14日格雷和貝爾同時提出發(fā)明電話的專利申請

1887年貝爾電話（美國電話電報）公司創(chuàng)立

1877年愛迪生發(fā)明碳粒話筒，德國郵政總監(jiān)斯特凡委托維爾納·西門子改進美式電話并投產(chǎn)

1878年，美國建立第一個電話交換臺“中央電話局”，貝爾受英國政府邀請協(xié)助英國建設(shè)電話線路至今人均電話占有量仍作為國家或地區(qū)發(fā)達程度的標(biāo)志第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命有線電報與電話第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命電機的發(fā)明（從弱點技術(shù)到強電技術(shù)）

1821年法拉第演示電動機的模型試驗，而直道五十年后，才開始了電力的應(yīng)用，其原因不在于技術(shù)而在于經(jīng)濟。19世紀(jì)初固定式蒸汽機提供較大而集中的動力，而后伴隨小型機械化的需要又有了內(nèi)燃機。因此發(fā)電機與電動機的發(fā)明和應(yīng)用，并非出于動力需要，而是靠電燈的發(fā)明和應(yīng)用才為電力的普遍需要開辟了道路。第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命電機的發(fā)明（從弱點技術(shù)到強電技術(shù)）第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命電機的發(fā)明

1860年巴奇諾基制成了包含環(huán)形電樞、整流子和合理勵磁結(jié)構(gòu)的直流電動機，但仍使用電池

1845年惠更斯制成外加電源勵磁的電磁式發(fā)電機

1866年維爾納·西門子研制成功自激式發(fā)電機

1870年格拉姆制成環(huán)狀電樞自激直流發(fā)電機

1873年阿爾狄涅克研制鼓狀電樞自激直流發(fā)電機19世紀(jì)70年代，開始了強電技術(shù)的時代第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命電機的發(fā)明第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命電燈的發(fā)明電的價值在于依靠分布廣遠的電力供應(yīng)網(wǎng)為任何需要它的地方提供方便、持久的能源，而這種推動建立電力網(wǎng)的最普遍需要，最初來源于帶來照明變革的電燈?；」鉄艚鉀Q了城市街道照明，但不適于家用愛迪生改進了斯旺的真空白熾燈泡，發(fā)明了耐用的碳絲燈泡，建立了第一座直流發(fā)電廠和第一個民用照明系統(tǒng)。

19世紀(jì)最后十幾年，伴隨電燈在歐美大陸的普及，各國開始競相建立大型電廠。第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命電燈的發(fā)明第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命愛迪生(1847－1931)登記專利發(fā)明1328種，總計超過了二千種1868年申請第一個專利——電表記錄器22歲發(fā)明證券報價機獲得第一桶金——4萬美元1877年發(fā)明留聲機1879年發(fā)明碳化棉線燈絲電燈1912年為福特公司T型車設(shè)計電氣自動起動器，T型車取代市場上的電動汽車1914—1918年第一次世界大戰(zhàn)期間愛迪生致力于美國海軍科技發(fā)展1931年10月18日終年84歲去世，10月21日全美國熄燈哀悼第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命愛迪生(1847－1931)第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命電力（強電技術(shù)）的廣泛應(yīng)用工業(yè)應(yīng)用：1881年柏林第一條電車線路交付使用民用領(lǐng)域：電爐、電力洗衣機、電力洗碟機電力遠距離輸送問題的解決——高壓輸電低壓電轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏弘姷难芯俊涣鞲邏狠旊姼邏航涣鬏旊娋W(wǎng)的建立，使電力充分發(fā)揮優(yōu)勢。電力不僅有利于大工業(yè)、商業(yè)和手工業(yè)，也給運輸業(yè)、采礦業(yè)、紡織業(yè)帶來了新的激勵。無線電通訊（弱電技術(shù)）悄然興起19世紀(jì)末馬可尼和波波夫?qū)崿F(xiàn)無線傳播和接收20世紀(jì)初馬可尼完成英加間的無線電通訊第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命電力（強電技術(shù)）的廣泛應(yīng)用第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命電氣工程、冶金工程、化學(xué)工程、農(nóng)業(yè)工程、航空工程依次成為獨立專業(yè)?；A(chǔ)理論科學(xué)有力的推動工程發(fā)展，技術(shù)成為工程的核心要素，在工程內(nèi)部呈現(xiàn)組織化特征，工程全面繁榮。第二次技術(shù)革命及產(chǎn)業(yè)革命現(xiàn)代自然科學(xué)一、20世紀(jì)初的物理學(xué)革命序幕：三大發(fā)現(xiàn)——電子、X射線和天然放射性起因：兩朵烏云——”黑體輻射”和“以太風(fēng)”實驗成就：相對論與量子力學(xué)的提出二、現(xiàn)代自然科學(xué)的新發(fā)展粒子世界的新發(fā)現(xiàn)凝聚態(tài)物理和天體物理結(jié)構(gòu)化學(xué)和高分子化學(xué)分子水平的生物學(xué)研究現(xiàn)代自然科學(xué)一、20世紀(jì)初的物理學(xué)革命電子、x射線和天然放射性實驗對象：低壓放電陰極射線——現(xiàn)象：輝光針對射線的組成和性質(zhì)的研究——發(fā)現(xiàn)電子針對射線引起的熒光現(xiàn)象的研究——發(fā)現(xiàn)X射線針對X射線生成的研究——發(fā)現(xiàn)天然放射性1895年倫琴發(fā)現(xiàn)倫琴射線1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾元素的天然放射性1897年湯姆生測定電子速度、電荷、質(zhì)量及荷質(zhì)比1897年居里夫婦定量測定鈾的放射性強度，后發(fā)現(xiàn)釙、鐳（1899年&1902年），證明了放射性元素的射線同X射線不同1900年盧瑟福分解放射性射線并命名αβγ電子、x射線和天然放射性實驗對象：低壓放電陰極射線——現(xiàn)象：電子、X射線和天然放射性原子物理學(xué)產(chǎn)生湯姆生的“面包夾葡萄干”原子模型被盧瑟福通過a粒子轟擊鉑片實驗證偽，進而提出原子的有核模型（原子結(jié)構(gòu)的行星模型）經(jīng)典物理學(xué)的缺口原子非最??；元素非固定不變；質(zhì)量不守恒；能量不守恒；能量和質(zhì)量相聯(lián)系。經(jīng)典物理學(xué)的質(zhì)量守恒、能量守恒、運動定律等基本定律層面臨挑戰(zhàn)電子、X射線和天然放射性原子物理學(xué)產(chǎn)生愛因斯坦的相對論起因——烏云之一“邁克爾遜—莫雷實驗”由光學(xué)研究開始——牛頓的光的“波動說”直觀經(jīng)驗同新研究領(lǐng)域的矛盾——光的“介質(zhì)”牛頓和麥克斯韋的回答——理想?yún)⒄障怠耙蕴睂嶒灲裹c——以太風(fēng)是否存在替代的推論假說——垂直地球和順地球公轉(zhuǎn)方向的光速差結(jié)果——”零結(jié)果”存在可能①重設(shè)“以太”的屬性②“以太”不存在直接的問題：光波（沒有介質(zhì)）如何傳播結(jié)果：跨出經(jīng)典物理學(xué)體系愛因斯坦的相對論起因——烏云之一“邁克爾遜—莫雷實驗”愛因斯坦的相對論洛侖茲假設(shè)——收縮假設(shè)愛因斯坦《論動體的電動力學(xué)》——狹義相對論基本假設(shè)一：對任何慣性系，一切自然定理同樣適用，不存在絕對參照系，即相對性原理，摒棄了以太。對于基本假設(shè)二：對于任何慣性系，自由空間中光速相同，即光速不變原理。推論一：同時性的相對性推論二：時鐘延緩——不存在絕對時間推論三：長度縮短——不存在絕對空間推論四：物體質(zhì)量隨速度變化——質(zhì)量非恒定推論五：質(zhì)能相關(guān)——奠定了原子能理論的基礎(chǔ)愛因斯坦的相對論洛侖茲假設(shè)——收縮假設(shè)愛因斯坦的相對論愛因斯坦的廣義相對論——升降機（思維）實驗將狹義相對論推廣到非慣性系（變速運動參考系），得出自然定律在任何參考系中都可以表示為相同的數(shù)學(xué)模式，即自然定律的數(shù)學(xué)形式等效的等效定律。建立廣義相對論的引力場方程，論證現(xiàn)實空間不是平坦的歐幾里德空間，而是彎曲的黎曼空間。可驗證推論：水星近日點的進動、引力場使光線偏轉(zhuǎn)、光譜線的引力紅移等愛因斯坦相對論的意義：新的時空觀、運動觀、物質(zhì)觀愛因斯坦的相對論愛因斯坦的廣義相對論——升降機（思維）實驗量子論與量子力學(xué)由于電磁波理論的證實，19世紀(jì)光的波動說取得了勝利，微粒說基本被遺棄了。黑體輻射、光電效應(yīng)的實驗以及原子穩(wěn)定性的解釋使波動說重新受到挑戰(zhàn)。熱輻射研究——”理想黑體“ 維恩定律：黑體的絕對溫度同它所發(fā)射能量最大的波長成反比，隨著黑體的溫度升高，對應(yīng)著它所發(fā)射的光線的最大亮度的波長將要變短，向光譜的紫色區(qū)移動。 瑞利—金斯定律：熱物體的輻射強度與絕對溫度成正比，而與所發(fā)射的光線波長的平方成反比。量子論與量子力學(xué)由于電磁波理論的證實，19世紀(jì)光的波動說取得量子論與量子力學(xué)維恩定律在短波部分與實驗結(jié)果符合瑞利—金斯定律在長波部分符合，在短波部分不僅與實驗結(jié)果出入較大，還會導(dǎo)出荒謬的結(jié)論——當(dāng)輻射波長無限小時將獲得無限大的能量，即“紫外光災(zāi)難”。由于這兩個公式都是基于嚴(yán)密的邏輯和計算得出的，因此問題的來源只可能是公式的基礎(chǔ)(公理)——經(jīng)典物理學(xué)理論。量子論與量子力學(xué)維恩定律在短波部分與實驗結(jié)果符合量子論與量子力學(xué)量子論形成的推動力：1900年普朗克提出量子概念（ε＝hv），賦予其提出的輻射公式以物理意義，解除“紫外光災(zāi)難問題。普朗克因此獲得1918年的諾貝爾物理學(xué)獎金。1904年光電效應(yīng)－－愛因斯坦將能量量子理論從能量輻射、吸收推關(guān)到電磁波，提出光是能量為hv的光量子流，光電效應(yīng)的關(guān)系式為：hv＝W＋1/2mV2，愛因斯坦因此獲得1921年的諾貝爾物理學(xué)獎金。原子穩(wěn)定性理論－－玻爾的定態(tài)躍遷理論，應(yīng)用量子理論對盧瑟福原子模型進行修正，玻爾因此獲得1923年的諾貝爾物理學(xué)獎金。1923年德布羅意提出物質(zhì)波概念，解釋了玻爾的模型，并預(yù)言電子束的衍射現(xiàn)象，后經(jīng)戴維遜實驗證明，1929年德布羅意獲諾貝爾物理學(xué)獎金。量子論與量子力學(xué)量子論形成的推動力：量子論與量子力學(xué)量子力學(xué)的發(fā)展：薛定諤波的動力學(xué)和波動方程－－用以描述微觀粒子的運動；玻恩以幾率波的觀點解讀波方程，賦予其物理意義：其函數(shù)絕對值的平方與特定時刻在特定地點的的單位體積內(nèi)發(fā)現(xiàn)粒子的幾率成正比。海森堡提出測不準(zhǔn)原理和測不準(zhǔn)關(guān)系式，以矩陣方程和矩陣力學(xué)給予量子力學(xué)另一種數(shù)學(xué)表達式，1932年海森堡因此獲諾貝爾物理學(xué)獎金。量子論與量子力學(xué)量子力學(xué)的發(fā)展：相對論與量子論、量子力學(xué)的結(jié)合對高速微觀運動的研究，引發(fā)了狄拉克進行相對性波動性力學(xué)的研究，預(yù)言了反粒子的存在，經(jīng)1932年安德生發(fā)現(xiàn)了帶正電荷的正電子得以證明。量子論和量子力學(xué)論證了連續(xù)和間斷相統(tǒng)一的自然觀，揭示了統(tǒng)計決定論的因果觀。相對論與量子論、量子力學(xué)的結(jié)合對高速微觀運動的研究，引發(fā)了狄第三節(jié)工程的歷史發(fā)展第三節(jié)工程的歷史發(fā)展現(xiàn)代工程的發(fā)展工程規(guī)模進一步擴大化，從部門到國家，乃至超越國家力量范疇，成為“國際”工程。曼哈頓計劃（1942）：1.5萬科技人員參與,耗資20億美元阿波羅計劃（1959）：200家公司120所大學(xué)400萬人 耗資300多億人類基因圖譜計劃（1990）：美、英、德、法、中、日六國現(xiàn)代工程的發(fā)展工程規(guī)模進一步擴大化，從部門到國家，乃至超越國物理學(xué)革命和新世界觀、新思維方式對動現(xiàn)代自然科學(xué)全面發(fā)展：1、粒子世界的發(fā)現(xiàn)；2、地球物理與天體物理的發(fā)展；3、分子生物學(xué)的創(chuàng)立；4、系統(tǒng)科學(xué)，非線性科學(xué)與復(fù)雜性研究的興起。物理學(xué)革命后，新技術(shù)的興起：1．電子技術(shù)和計算機技術(shù)2．信息技術(shù)3．新能源技術(shù)4．新材料技術(shù)5．航天技術(shù)6．生物技術(shù)7．海洋技術(shù)科學(xué)高度社會建制化，技術(shù)發(fā)展帶來了積極的和消極的影響，出現(xiàn)了“生態(tài)主義”、“技術(shù)恐懼”、“技術(shù)異化”、“STS研究”、“可持續(xù)發(fā)展”等課題。物理學(xué)革命和新世界觀、新思維方式對動現(xiàn)代自然科學(xué)全面發(fā)展：第四節(jié)現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)與工程的特點和發(fā)展趨勢現(xiàn)代科學(xué)的特點和發(fā)展趨勢——大科學(xué)高度分化、高度綜合——科學(xué)整體化總量擴張、更新加快——科學(xué)加速化規(guī)模組織擴大、社會建制形成——科學(xué)事業(yè)社會化數(shù)學(xué)價值提升、領(lǐng)域擴展——科學(xué)數(shù)學(xué)化系統(tǒng)論、信息論、控制論——科學(xué)研究方法系統(tǒng)化引發(fā)哲學(xué)反思、觀念變革——科學(xué)哲理化第四節(jié)現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)與工程的特點和發(fā)展趨勢現(xiàn)代科學(xué)的特點和現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)與工程的特點和發(fā)展趨勢現(xiàn)代技術(shù)的特點及發(fā)展趨勢——高技術(shù)知識高度密集的科學(xué)化技術(shù)高經(jīng)濟效益和社會效益的技術(shù)高戰(zhàn)略價值的技術(shù)國際化特征的技術(shù)（國際競爭與合作）現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)與工程的特點和發(fā)展趨勢現(xiàn)代技術(shù)的特點及發(fā)展趨勢現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)與工程的特點和發(fā)展趨勢現(xiàn)代工程的特點及發(fā)展趨勢規(guī)?；瘧?zhàn)略化——政策化跨國化創(chuàng)新意義增強負面效應(yīng)彰顯現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)與工程的特點和發(fā)展趨勢現(xiàn)代工程的特點及發(fā)展趨勢現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)與工程的一體化趨勢科學(xué)活動技術(shù)化和技術(shù)活動科學(xué)化——科技一體化工程活動技術(shù)化和技術(shù)活動工程化——工程技術(shù)一體化科學(xué)、技術(shù)、工程的融合工程成為當(dāng)代的“主流”（社會+自然）進步方式現(xiàn)代科學(xué)、技術(shù)與工程的一體化趨勢第3章

科學(xué)、技術(shù)、工程與自然的基本理論第一節(jié)自然存在觀——自然的本質(zhì)屬性和結(jié)構(gòu)特征第二節(jié)自然演化觀——自然的發(fā)展規(guī)律第三節(jié)自然人化觀——自然與人的本質(zhì)關(guān)系第3章

科學(xué)、技術(shù)、工程與自然的基本理論第一節(jié)自然存在觀自然界的概念自然界的概念有廣義和狹義之分。廣義的自然界是指整個宇宙，包括非生命世界、生命世界和人類社會。狹義的自然界則是指與人類社會相區(qū)別的物質(zhì)世界，即人類社會生活的自然環(huán)境。自然界是人類一切知識的來源。第一節(jié)自然存在觀自然界的概念自然存在觀——自然界的物質(zhì)性自然界的物質(zhì)形態(tài)——自然的多樣性和差異性自然界的物質(zhì)形態(tài)是千姿百態(tài)、無限多樣的。從基本粒子到天體，從具有生命活性的生物大分子到人，都是物質(zhì)的不同形態(tài)。自然界就存在于各種不同的物質(zhì)形態(tài)之中。根據(jù)能否自我新陳代謝和遺傳變異,可以把自然界中各種各樣的物質(zhì)形態(tài)劃分為：非生命世界和生命世界。自然存在觀——自然界的物質(zhì)性自然界的物質(zhì)形態(tài)——自然的多樣性非生命世界1)宇觀世界：總星系→星系團→星系→恒星→行星2)宏觀世界：有機物、無機化合物(100多萬種)、單質(zhì)3)微觀世界：分子→原子→原子核→基本粒子→夸克

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110多種元素400多種基本粒子↓輕子類&重子類↓↓光子族和輕子族；介子族和重子族非生命世界生命世界生物圈→生態(tài)系統(tǒng)→生物群落→種群→生物個體→生理系統(tǒng)→器官→組織→細胞→病毒→生物大分子發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的：——動物(含昆蟲)150多萬種；——植物40多萬種；——微生物8～9萬種。生命世界自然存在觀——自然界的物質(zhì)性自然界物質(zhì)形態(tài)的分類依據(jù)不同的物質(zhì)聚集狀態(tài),劃分為：固態(tài)液態(tài)氣態(tài)等離子態(tài)超密態(tài)真空場反物質(zhì)暗物質(zhì)態(tài)自然存在觀——自然界的物質(zhì)性自然界物質(zhì)形態(tài)的分類自然存在觀——自然界的物質(zhì)性自然界物質(zhì)性的證明運動規(guī)則一致性哥白尼革命、牛頓力學(xué)、經(jīng)典電磁學(xué)、愛因斯坦電動力學(xué)化學(xué)元素統(tǒng)一性（光譜分析）宇觀世界都是由在地球上均可找到的化學(xué)元素所組成；物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化與守恒微觀物質(zhì)形態(tài)統(tǒng)一性的論證——基本粒子與量子理論生命的物質(zhì)基礎(chǔ)的揭示無機物與生命物質(zhì)在化學(xué)成分上也有著同一性；自然存在觀——自然界的物質(zhì)性自然界物質(zhì)性的證明自然存在觀——自然界的物質(zhì)性自然界的物質(zhì)形態(tài)盡管多種多樣，各不相同。但不同形態(tài)的物質(zhì)又具有統(tǒng)一性。各種具體的物質(zhì)形態(tài)有共同的本質(zhì)，這就是物質(zhì)。物質(zhì)的唯一特性是它的客觀實在性，所謂客觀實在性只有兩條規(guī)定：它不依賴于人而存在，同時又可以為人所察知，這兩條規(guī)定，是為了與唯心主義及不可知論相區(qū)別。因此，自然界就是作為本質(zhì)的物質(zhì)和作為物質(zhì)表現(xiàn)的各種具體物質(zhì)形態(tài)的統(tǒng)一體。自然界的統(tǒng)一性首先是統(tǒng)一于物質(zhì)，粒子、元素、能量、場、信息。自然界的物質(zhì)不僅具有客觀實在性和統(tǒng)一性，而且其形態(tài)是千姿百態(tài)、無限多樣的。同時，這種物質(zhì)形態(tài)的差異性和多樣性也是其物質(zhì)統(tǒng)一性的前提條件。自然存在觀——自然界的物質(zhì)性自然界的物質(zhì)形態(tài)盡管多種多樣，各自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性系統(tǒng)概念現(xiàn)實存在的系統(tǒng)都是具體的，如物理系統(tǒng)、生物系統(tǒng)、社會系統(tǒng)等。在不同的學(xué)科中，系統(tǒng)有不同的定義。在技術(shù)科學(xué)層次上，通常采用錢學(xué)森的定義：系統(tǒng)是由相互制約的各部分組成的具有一定功能的整體。這個定義強調(diào)的是系統(tǒng)的功能，因為從技術(shù)科學(xué)看，研究、設(shè)計、組建、管理系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)特定的功能目標(biāo)，具有特定功能是系統(tǒng)的本質(zhì)特性。在基礎(chǔ)科學(xué)層次上，通常采用貝塔朗菲的定義：系統(tǒng)是相互聯(lián)系、相互作用的諸元素的綜合體。這個定義強調(diào)的不是功能，而是元素之間的相互作用以及系統(tǒng)對元素的整（綜）合作用。撇開組成成分的基質(zhì)特性，僅僅把它們看作系統(tǒng)，就是所謂一般系統(tǒng)。一切系統(tǒng)共同具有的、與其組分基質(zhì)無關(guān)的特性，即系統(tǒng)的一般特性。自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性系統(tǒng)概念自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性系統(tǒng)分類按與環(huán)境的關(guān)系:孤立系統(tǒng)；封閉系統(tǒng)；開放系統(tǒng)按所處狀態(tài)：平衡系統(tǒng)；近平衡系統(tǒng)；遠平衡系統(tǒng)按復(fù)雜程度可分為：簡單系統(tǒng)；復(fù)雜系統(tǒng)。從演化角度說，最有意義的是遠離平衡態(tài)的開放的復(fù)雜系統(tǒng)自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性系統(tǒng)分類自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性自然系統(tǒng)的基本屬性之一：整體性所謂整體大于部分的和，1+1大于2等等提法都是指此，我們稱之為整體性（整體涌現(xiàn)性）。加和性與非加和性——所謂加和性指要素和系統(tǒng)間有量的關(guān)系，非加和性是要素與系統(tǒng)間有不同的質(zhì)，不可比。系統(tǒng)整體性是要素、結(jié)構(gòu)和環(huán)境的函數(shù)，非加和性源自要素及其與結(jié)構(gòu)、環(huán)境的相干性耦合，包括它們彼此之間的約束、選擇、協(xié)同、放大等非線性的相干作用。自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性自然系統(tǒng)的基本屬性之一：整體性自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性自然系統(tǒng)的基本屬性之二：開放性開放性包含物質(zhì)、能量、信息的交換，開放是是絕對的，是系統(tǒng)的存續(xù)方式。開放度必須維持在0與1之間。開放性不僅存在于系統(tǒng)與環(huán)境之間的外部關(guān)系上，也存在于系統(tǒng)要素與要素之間的內(nèi)部關(guān)系上。自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性自然系統(tǒng)的基本屬性之二：開放性自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性自然系統(tǒng)的基本屬性之三：層次性自然界的物質(zhì)系統(tǒng)具有復(fù)雜的層次結(jié)構(gòu)，多級母－子系統(tǒng)縱向構(gòu)成關(guān)系就是層次結(jié)構(gòu)。在跨域?qū)哟螘r會出現(xiàn)新的特征，不同層次的規(guī)律作用與層次是耦合的。從低層次（低層系統(tǒng)）向高層次（高層系統(tǒng)）推進時，其結(jié)合度遞減。在高低層次間存在雙向因果鏈，層次關(guān)系決定了方法論的基本趨向，產(chǎn)生了還原論方法和整體論方法的區(qū)別。自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性自然系統(tǒng)的基本屬性之三：層次性自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性自然系統(tǒng)的基本屬性之四：動態(tài)性漲落現(xiàn)象的普遍存在——系統(tǒng)穩(wěn)定性的量度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的變化——不存在“恒穩(wěn)態(tài)”恒穩(wěn)態(tài)——對漲落保持不變的狀態(tài)；亞穩(wěn)態(tài)——在一定范圍內(nèi)對漲落保持不變的狀態(tài)；不穩(wěn)定態(tài)——在漲落下即行消失的狀態(tài)。自然存在觀——自然界的系統(tǒng)性自然系統(tǒng)的基本屬性之四：動態(tài)性自然存在觀——自然界的層次結(jié)構(gòu)自然界層次劃分的依據(jù)按物質(zhì)質(zhì)量和空間尺寸大小來劃分按不同自然系統(tǒng)的不同結(jié)合能形式和大小來劃分按物質(zhì)之間相互作用和揭示規(guī)律的不同理論來分按普適常數(shù)來分自然界層次結(jié)構(gòu)的基本特征自然界的層次結(jié)構(gòu)是縱向等級構(gòu)成性與橫向多元相干性的統(tǒng)一自然界的層次結(jié)構(gòu)是間斷性和聯(lián)系性的統(tǒng)一自然界的層次結(jié)構(gòu)中分層第階秩序的穩(wěn)定性程度是由結(jié)合能的大小決定的自然存在觀——自然界的層次結(jié)構(gòu)自然界層次劃分的依據(jù)第二節(jié)自然演化觀要揭示自然界的奧秘，展示自然界的圖景，除了把自然界作為一種存在來把握，還必須把自然界當(dāng)作一種過程來理解。自然界不僅存在著，而且生成著并消逝著。生成與消逝的不斷更替，便構(gòu)成了自然界的演化鏈條。一般意義的運動指變化，即沒有質(zhì)變的變化，而包含質(zhì)變的變化就是演化。第二節(jié)自然演化觀要揭示自然界的奧秘，展示自然界的圖景，除了把自然演化觀——自然的演化圖景宇宙的演化核物理學(xué)家伽莫夫G.Gamow（1948）修改和發(fā)展了勒梅特的理論，提出了宇宙大爆炸理論；認為宇宙起源于一個高溫、高密度的“原始火球”的大爆炸；后來的暴脹理論對大爆炸理論做了進一步的修改和發(fā)展。認為宇宙的初始狀態(tài)是一個奇點。從奇點到普朗克時間（10-43秒），宇宙處于一個過渡的混沌態(tài)。10-43秒以后，引力分化出來，宇宙進入“假真空”狀態(tài)，具有巨大的能量密度，表現(xiàn)出巨大的負壓力，從而引起引力排斥效應(yīng)，使宇宙在10-35秒后發(fā)生“暴脹”，從10-35秒到10-32秒，宇宙的半徑增加了約1050倍。暴脹結(jié)束后，宇宙進入對稱性破缺階段?！凹僬婵铡鞭D(zhuǎn)化為“真真空”，在“真真空”中產(chǎn)生夸克、輕子等。自然演化觀——自然的演化圖景宇宙的演化自然演化觀——自然的演化圖景宇宙的演化大爆炸后10-36秒，溫度降到1028K，強相互作用分化出來，10-12秒時，溫度降到1016K，弱電相變發(fā)生。當(dāng)t=10-6秒時，溫度降到1012K，發(fā)生夸克-強子轉(zhuǎn)換，宇宙進入以強子（介子、重子（質(zhì)子、中子、超子、超子等）為主的時代。當(dāng)t=10-4秒，T=1011K，出現(xiàn)粒子的分解和正反粒子的湮滅，宇宙進入輕子及其反粒子占主導(dǎo)地位的時代。t=1秒之后，T=1010K,正負電子相遇湮滅為兩個光子，因而出現(xiàn)大量的光子和中微子，宇宙進入到輻射時代。自然演化觀——自然的演化圖景宇宙的演化自然演化觀——自然的演化圖景宇宙的演化t=3分時，T=109K,中子和質(zhì)子結(jié)合形成氘核，兩個氘核再結(jié)合形成氦核。t=1萬年時，T=105K,自由電子開始被原子核俘獲，形成穩(wěn)定的原子。t=106年時，T=3x102K,宇宙內(nèi)的實物粒子從等離子體演化成氣狀物質(zhì)，而形成原始星系，并進而形成星系團，然后再從中分化出星系。當(dāng)t=5x109年時，在星系中凝聚成許許多多的恒星。自然演化觀——自然的演化圖景宇宙的演化自然演化觀——自然的演化圖景大爆炸宇宙說的經(jīng)驗支持1929年美國天文學(xué)家哈勃發(fā)現(xiàn)星系的譜線紅移和星系離地球的距離成正比。伽莫夫推算出宇宙質(zhì)量的組成中，氦占25-30%。伽莫夫的同事阿爾芬和海爾曼根據(jù)伽莫夫的學(xué)說，在1948年提出了宇宙5°K剩余背景輻射預(yù)言。自然演化觀——自然的演化圖景大爆炸宇宙說的經(jīng)驗支持自然演化觀——自然的演化圖景恒星的演化引力收縮階段：恒星的幼年期。主序星階段：從氫到氦的熱核反應(yīng)。紅巨星階段：氫已耗盡，星核收縮，溫度升高，三個氦聚變成一個碳：外殼膨脹，溫度下降。此后，氧、硅、鐵逐步形成。脈動階段：核燃料耗盡，輻射壓消失，星體開始收縮。高密階段、爆發(fā)和超高密階段：白矮星、超新星、中子星、黑洞。自然演化觀——自然的演化圖景恒星的演化自然演化觀——自然的演化圖景太陽系的起源--康德-拉普拉斯假說約46億年前，太陽系還是一團緩慢旋轉(zhuǎn)的由彌漫物質(zhì)組成的原始星云。在原始星云的收縮中，由于角動量守恒，自轉(zhuǎn)逐漸加快，于是原始星云變扁。在赤道面上的物質(zhì)由于離心力抵御了收縮。最后在赤道面附近形成一個連續(xù)的星云盤。中心部分因收縮密度變大，最終形成太陽。云盤中的固態(tài)顆粒在太陽引力、離心力和慣性的作用下向赤道面沉降；同時又有布朗運動而碰撞導(dǎo)致的碰撞吸積。當(dāng)塵層物質(zhì)的密度足夠大，在局部擾動下會很快向密度大的地方集聚，于是塵層瓦解為許多粒子團。各粒子團靠自身的引力吸引而收縮，集聚成星子和行星胚。行星胚進一步生長就成為行星。自然演化觀——自然的演化圖景太陽系的起源--康德-拉普拉自然演化觀——自然的演化圖景地球的起源和演化按照星云說，地球由彌漫星云物質(zhì)集聚而來。由于引力勢能和隕石撞擊的動能轉(zhuǎn)化為熱能，尤其是放射性蛻變產(chǎn)生的熱能的積聚，原始地球的溫度不斷升高。當(dāng)溫度達到2000度時，鐵鎳等物質(zhì)熔化下沉形成地核，硅酸鹽等較輕物質(zhì)上浮形成地幔。但地幔中的物質(zhì)進一步分化時，較輕的物質(zhì)就從地幔中上浮至地表，形成地殼。地殼的演化：按照板塊構(gòu)造學(xué)說，現(xiàn)存的主要板塊有歐亞、非洲、美洲、印度洋、南極洲和太平洋板塊。板塊馱在地幔軟流圈上，隨軟流圈的流動發(fā)生移動。整個地殼由于板塊的移動發(fā)生水平運動。兩個板塊相互擠壓產(chǎn)生地震和火山活動，也導(dǎo)致垂直的造山運動。自然演化觀——自然的演化圖景地球的起源和演化自然演化觀——自然的演化圖景生命的起源和進化——原始生命的誕生在原始地球條件下具有催化功能的原始蛋白質(zhì)和起模板作用的原始核酸產(chǎn)生并結(jié)合為多分子體系。原始大氣中的CO，CO2，HN3，CH4，H2O等在太陽紫外線、雷電、火山等的作用下，合成氨基酸、核苷酸、糖類等有機分子。氨基酸在各種條件下形成多肽分子并進而形成蛋白質(zhì)；單糖縮合成多糖；核苷酸脫水縮合成核酸。蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子聚集成一種具有一定內(nèi)部結(jié)構(gòu)的顆粒（奧巴林的“團聚體”，美國Fox的“微球體”），外面包著原始的界膜，從而構(gòu)成一個獨立的體系，原始生命誕生。自然演化觀——自然的演化圖景生命的起源和進化——原始生命的誕自然演化觀——自然的演化圖景生命的起源和進化——生物進化非細胞→細胞（原核細胞→真核細胞）↓單細胞生物→多細胞生物（動物&植物）植物:菌藻植物→苔蘚和蕨類植物→裸子植物→被子植物

動物:無脊椎動物→脊椎動物→人類自然演化觀——自然的演化圖景生命的起源和進化——生物進化自然演化觀——自然的演化圖景人類的起源和進化1400萬年前——類人猿：爬行轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷⑿凶?/p>

300萬年前——猿人：制造工具+天然火

20萬年前——早期智人：人工火+勞動分工

4~5萬年前——晚期智人：舊石器時代至今——當(dāng)代人類：社會進化為主社會進化的重要量度就是科技發(fā)展水平自然演化觀——自然的演化圖景人類的起源和進化自然演化觀——自然界的演化方向演化方向的矛盾：走向有序還是走向無序？進化與退化的統(tǒng)一演化方向的一般特點：自發(fā)性：開放系統(tǒng)的演化——“自組織”穩(wěn)定性重建：系統(tǒng)就是要“存續(xù)與協(xié)調(diào)”間斷性：連續(xù)性中斷自然演化觀——自然界的演化方向演化方向的矛盾：走向有序還是走自然演化觀——演化的自組織機制自組織是系統(tǒng)演化中實現(xiàn)有序的具體途徑自組織過程產(chǎn)生的條件開放系統(tǒng)遠離平衡態(tài)：系統(tǒng)進入非線性區(qū)，系統(tǒng)失穩(wěn)（臨界值）。非線性相互作用及正反饋機制，即自組織與系統(tǒng)要素之間存在一種互為因果的作用鏈。漲落：在臨界點，漲落很可能成為“巨漲落”，成為自組織的胚種。自然演化觀——演化的自組織機制自組織是系統(tǒng)演化中實現(xiàn)有序的具第三節(jié)自然人化觀——人與自然的對象性關(guān)系人是大自然自組織演化的產(chǎn)物；人一旦產(chǎn)生出來，就出現(xiàn)人和自然的關(guān)系。這種關(guān)系，既影響著由人組成的社會關(guān)系和發(fā)展，也影響著自然界的演化和發(fā)展。人與自然的基本關(guān)系——對象性關(guān)系人不能離開自然界：依存關(guān)系人的意識能夠反映自然：認識關(guān)系人能能動地改變自然界：作用關(guān)系第三節(jié)自然人化觀——人與自然的對象性關(guān)系人是大自然自組織演化自然人化觀——自在、人化到人工自在自然：包括在空間上人類目前尚未觀測到和未被了解的領(lǐng)域；人化自然：為人類觀測所及從而能感知其信息的那部分自然界；人工自然：即人類所利用、控制、改造、創(chuàng)造或“再生產(chǎn)”的自然。包括：對自然的簡單控制，如野生動物保護區(qū)；改變天然自然的某些形態(tài)，野生動物的馴化；創(chuàng)造天然自然中完全沒有的事物。自然人化觀——自在、人化到人工自在自然：包括在空間上人類目前自然人化觀——異化自然：生態(tài)危機生態(tài)危機的表現(xiàn)人口危機資源危機環(huán)境危機生態(tài)危機的根源傳統(tǒng)發(fā)展觀和增長癖：把發(fā)展片面理解為科學(xué)技術(shù)的發(fā)達和國民生產(chǎn)總值（GNP）的增長：忽視環(huán)境、資源、生態(tài)等自然系統(tǒng)方面的承載力；沒有考慮自然成本；缺乏整體協(xié)調(diào)觀念。解讀傳統(tǒng)發(fā)展觀的局限：人類認識水平的限制；多種社會因素的作用；現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的影響——科學(xué)技術(shù)萬能論。自然人化觀——異化自然：生態(tài)危機生態(tài)危機的表現(xiàn)第4章

科學(xué)、技術(shù)、工程與自然的協(xié)調(diào)發(fā)第一節(jié)自然生態(tài)觀——新的自然觀圖景第二節(jié)可持續(xù)發(fā)展觀——協(xié)調(diào)人與自然發(fā)展的途徑第三節(jié)走可持續(xù)發(fā)展道路——實現(xiàn)可持續(xù)的現(xiàn)實措施第4章

科學(xué)、技術(shù)、工程與自然的協(xié)調(diào)發(fā)第一節(jié)自然生態(tài)觀自然觀的歷史沿革蒙昧?xí)r代——自然是巨大而神秘的異己力量古代——古中國&古希臘古中國：道法自然和天人合一古希臘古羅馬：自然神話和自然哲學(xué)中世紀(jì)——基督教神學(xué)自然觀上帝創(chuàng)世說：自然是上帝給人類造出來的，可以被人類認識并利用近現(xiàn)代自然觀機械論、唯能論、功利主義、人類中心主義、傳統(tǒng)發(fā)展觀（增長癖）：科學(xué)建立以后，科學(xué)技術(shù)運用于社會生產(chǎn)過程，人的力量空前增大，自然被置于可控客體、資源和廢料庫的角色自然生態(tài)觀自然觀念層面——自然與人的整體關(guān)系，自然人化與人向自然的回歸發(fā)展觀念層面——可持續(xù)發(fā)展觀，實現(xiàn)人類與自然新的和諧共生關(guān)系措施層面————綠色（生態(tài)）技術(shù)、環(huán)境友好型社會第一節(jié)自然生態(tài)觀自然觀的歷史沿革自然生態(tài)觀從人類中心轉(zhuǎn)向生態(tài)中心1環(huán)境保護環(huán)境保護運動的發(fā)起：卡森《寂靜的春天》（1962年）悲觀主義：羅馬俱樂部提出零增長（1972年）樂觀主義：托夫勒認為通過技術(shù)進步而持續(xù)增長；2當(dāng)代生態(tài)運動中的反科學(xué)傾向：科學(xué)技術(shù)作為調(diào)節(jié)人與自然關(guān)系、實現(xiàn)人的價值目標(biāo)的中介性手段，使得科學(xué)技術(shù)具有雙重屬性，既要受到自然規(guī)律的制約，又要受到文化價值觀和人的目的的規(guī)范。3生態(tài)價值觀確立的合理性是科學(xué)技術(shù)造成了人的生存困境嗎？造成人類生存困境的根源不是科學(xué)技術(shù)，而在于支配著科學(xué)技術(shù)運用的價值觀，本質(zhì)上是價值觀危機。關(guān)于對自然進行控制的觀念：控制自然的任務(wù)應(yīng)當(dāng)理解為把人的欲望的非理性和破壞性方面置于控制之下。控制自然的觀念應(yīng)當(dāng)包括對外部自然的控制和對內(nèi)在人類自我的控制。自然生態(tài)觀從人類中心轉(zhuǎn)向生態(tài)中心自然生態(tài)觀自然價值與自然權(quán)利自然價值以人為尺度的工具價值以自然為尺度的內(nèi)在價值：創(chuàng)造性、主體性、目的性自然權(quán)利——主體性、自然性、平等性事前維權(quán)與事后維權(quán)自然追責(zé)與為自然追責(zé)自然價值與自然權(quán)利的關(guān)系財產(chǎn)權(quán)？身份權(quán)？因”價值“而”權(quán)利“，還是因”存在“而”權(quán)利“？自然生態(tài)觀自然價值與自然權(quán)利自然生態(tài)觀協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系的生態(tài)倫理把人與自然看成高度相關(guān)的統(tǒng)一整體。不是武斷的反對一切科學(xué)技術(shù)，而是反對不加區(qū)分的運用一切技術(shù)，反對在科學(xué)中刻意追求技術(shù)工具效用。力圖在生態(tài)價值觀的調(diào)控下使科學(xué)技術(shù)在人與自然之間發(fā)揮更大的調(diào)節(jié)作用。自然生態(tài)觀協(xié)調(diào)人與自然關(guān)系的生態(tài)倫理第二節(jié)可持續(xù)發(fā)展觀可持續(xù)發(fā)展思想的醞釀與形成1972年6月聯(lián)合國在瑞典