现代科学技术概论复习重点

1、现代科学技术概论复习重点绪论科学技术的含义、结构 和功能1、科学：有两个维度，一个维 度是知识倾向，一个是活动倾向。科学是一种反映客观事实 和规律的知识与知识体系及其 相关的活动事业。包括四层含义：一、科学是 一种反映客观事实和规律的知 识。二、科学是一种知识体系。 三、科学是一种探求真理推进 知识的活动。四、科学是一项 复杂的社会事业。2、技术：通常被认为是为达到 某种目的而采取的手段和方 法。3、技术构成的四个要素： 目的性，即凡技术都是服从于 某一目的而存在的；规则性， 技术的主要表现就是规则和技 能；“工具”性，技术的实 现离不开设备和条件；“体 系”性，完整的技术和科学一 样也是成套

2、的知识系统。4、技术具有两个属性：一、它 是物质因素和精神因素相互作用的产物，也就是知识、经验 和技术同一定的物质手段相结 合的系统体现.二、技术是现实 的生产力，它渗透于生产力的 各个要素之中，因此也可以说， 生产力的各个要素，实际上不 过是技术的不同表现形态而 已。5、科学与技术的差别：一、任 务和形态不同。二、研究过程和劳动特点不同。三、社会功 能和价值标准不同。6、科学与技术联系：一、根 本目标的一致性。二、科学和 技术互为前提。三、互相渗透。7、研究的分类：基础研究， 是比较纯粹的科学研究，其基 本目标主要是推动科学认识的 发展。应用研究，是运用基 础研究成果和有关知识为创造 新产品

3、、新方法、新技术、新 材料以及生产产品或工程任务 所进行的技术研究活动。是一 个国家综合实力的主要标志。 开发研究，是利用基础研究、 应用研究的成果和现有知识， 为创造新产品、新方法、新技 术、新材料以及生产产品或工 程任务所进行的技术研究活 动。标志着一个国家或企业创 新和开发新产品的能力。8、基础研究分为：纯基础研 究，是没有特定的商业目的，仅以探索和创新知识为目标的 研究。定向基础研究，是有 特定目标，但运用基础研究的 方法进行的基础研究。9、科学的分类：（一）基础科 学，是对客观世界基本规律的 认识，是现代自然科学的基石。（二）技术科学，是研究如何 将基础科学中的理论用于解决 生产实践

4、中的问题。（三）工程 科学，是研究基础科学和技术 科学如何转化为生产技术、工 程技术和工艺流程的原则与方 法，为改造世界提供手段的科 学。10、技术的分类：（1）实验技 术，分力学实验技术、物理实 验技术、化学实验技术、生物 实验技术。（2 ）基本技术，是 试验技术的泛化，是广义的走 岀狭小试验室而在生产和生活 领域广泛发挥作用的试验技术，对应于试验技术的四种类 型，分广义机械技术、广义物 理技术、广义化工技术、广义 生物技术。（3 ）产业技术，是 由不同劳动过程中的不同技术 组成的服从特定产业生产目的 的更为复杂的技术系统。11、现代科学技术的特性：一、 整发育性。二、内对应性。三、 自相关

5、性。12、个体发育过程三个阶段为： 第一个阶段是基础阶段，它反 映基础理论和实验技术的矛盾 运动。第二阶段是应用阶段， 它反映技术理论和基本技术的 矛盾运动。第三阶段是开发阶 段，它反映工程理论和产业技 术的矛盾运动。13、科学技术的功能：认识世 界、改选世界（发展生产力和 变革社会）14、社会变革功能的实现方 法：一、通过提高生产力的发 展，为社会变革提供物质基础 和手段，特别是生产效率的提 高、物质财富的积累、技术手 段的更新，为社会的全面变革 提供了源源不断的动力。二、 通过提高劳动者素质，调整产 业结构，变革生产关系。三、 通过与先进社会意识的结合变 革上层建筑。四、通过改进生 活基础

6、来变革人类的进化方 式。第一章古代科学技术1、古代科学技术：指近代科学 产生之前世界各文明古国所产 生的科学技术，它包括东方四 大文明古国、古希腊、古罗马 和古阿拉伯的科学技术知识。2、火的使用对人类的作用 ：一、人类的体质得到加强，大 脑进一步发达。二、改善了居 住条件，扩大了生存范围。三、 为生产提供帮助。四、为社会 发展创造了条件。3、两河流域是指：是地处幼发 拉底河与底格里斯河中下游一 带。4、古代科学技术的成就：陶 瓷一从陶器到瓷器从青瓷到白 瓷再到彩瓷。丝织技术一染色、 印花技术、纺织技术，丝绸之 路。建筑技术一万里长城、赵 州桥、宗教建筑、历代皇宫、寺释迦塔、李成营造法式。 四大

7、发明一造纸、印刷术、火 药、指南针。农学一汜胜汜 胜之书、贾思勰齐民要术、 农书、王祯农书、农政 全书。中医药学一扁鹊黄帝 内经、张仲景伤寒杂病论、 神农本草经、李时珍本草 纲目。天文一观测仪器。数学 周髀算经、九章算术、 黄帝九章算法细草、数书 九章。5、科学技术上的成果 ：（1 ） 文学和书写技术（2）农业和手 工业技术（3）天文学和数学知 识（4）医学和生物学知识6、古印度的科学技术：1、技 术，在哈拉巴时期，古印度人 已经发明畜耕，青铜制的农具 也已经使用，冶金技术达到相当水平，畜牧业也相当发达。2、 科学，在吠陀时代，古印度人 已有不少天文历法知识；7、古代中国科学技术 ：一、 技术

8、，1陶瓷技术，中国瓷器 经历了从陶瓷到瓷器，从青瓷 到白瓷，在到彩瓷的发展过程。 2丝织技术，丝织品是中国人 民的发明和创造。3建筑技术， 中国古代建筑技术达到过高的 水平，雄伟壮丽的万里长城，历史悠久的赵州桥以及代表各 时期建筑最高水平的宗教建筑 和历代皇宫，都是华夏建筑杰 作。4四大发明，造纸术； 印刷术；火药的发明； 指南针。二、科学，1农学2 中医药学3天文学4数学 8自然观分为：1阴阳，“阴” 指的是柔弱、消极、退守、安 静等性质以及具有这些性质的 事物。邙日”是指刚健、积极、 进取、活泼等性质以及具有这 些性质的事物。2五行说认为， 万事万物是由水、木、火、土、 金五种物质元素所构

9、成的。9、古希腊罗马的技术：种葡 萄酿酒，种橄榄榨油，铁器广 泛使用，建筑技术别具一格， 机械制造一阿基米德、希罗机 械术。手工业一万神庙。10、古希腊罗马的科学：1数 学，证明了几何学中关于平行 四边行、三角形、圆、球和多面体的许多定理，包括勾股定 理。亚里山大几何原本、阿 波罗尼圆锥曲线、刁番都数 论2天文学，古希腊的天文 学，除了为制定历法服务外， 主要是在宇宙模型的构思上。 3医学，毕达哥拉斯学派的阿 尔克芒可能是古希腊最早开始 研究人体解剖。4生物学，在 生物学上贡献最大的是亚里士 多德，他在实践观察的基础上， 收集和整理许多资料，研究和 解剖了许多种动物，还对所知 动物进行了分类，

10、开创了生物 学分类之先河。11、古希腊自然观：提出“四 因说”和“目的说”认为一切 事物都有存在的原因和目的。认为月亮一下的世界是由火、 水、土、气四种元素组成、趋 向自身天然位置的直线运动的 无始无终的世界。12、阿拉伯人在科学技术上的 成就主要表现在：数学、天文 学、医学、物理学和炼金术等 方面。13、阿拉伯的贡献：一、把古 印度的十进制位值记数法传遍 欧洲，演变为“阿拉伯记数法”， 研究了许多代数方程的解法，把三角形看作是数学的一个分 支来研究，证明了许多三角形 的基本公式，为三角学的建立 与发展奠定了基础。二、编制 了许多天文表和星图，在西方 也很有影响。三、建立了自己 的医学体系。四

11、、光学成为 古代物理学最重要的著作之 一。五、炼金术使它向实用化 学发展。第二章近代科学技术1、兴起的意义：对中世纪窒息 科学的反叛，航海探险与近代 科学的登场，文艺复兴与近代 科学的崛起。2、文艺复兴运动：以复兴古希 腊文化和艺术为旗帜，但绝非 是复兴古典文化，而是新时代 思想的启蒙。3、文艺复兴与近代科学的崛 起意义：一、推动了西欧各国 的宗教改革，打击了罗马教会 的权威，冲破了神学的桎梏， 解放了人们的思想，为近代科 学的崛起营造了民主的学术气 氛，并提供了唯物主义的认识 方法。二、大批希腊的古典著 作和优秀思想得以进一步传 扬，鼓起了人们彻底摆脱传统 观念而倡导理性思考的勇气， 给近代

12、科学的诞生提供了丰富 的思想养料。三、涌现了一大 批文学家、艺术家和思想家。4、日心体系基本观点认为： 太阳是宇宙的中心，行星都绕 太阳运转，地球是围绕太阳运 转的一颗普通行星，本身在自 转着；月球是地球的卫星，地 球带着月球绕日运行，行星在 太阳系中的排列次序是土、 木、 火、地、月、金、水，它们的 绕日周期分别为30年、12年、 2年、1年、几个月；处在这些 行星中心的是太阳。5、哈维的血液循环论主要内 容：血液在人体中沿着一个闭 合的路线作循环运动；人体动 脉和静脉的末端必定有一种微 小的通道把二者沟通，才使得 从右心室输岀的静脉血经过肺 部变为动脉血到达全身，再沿 静脉回到心脏，心脏是

13、血液循 环的动力，它收缩时将血液排 出，舒张时血液流入，犹如一 个水泵不断推动着血液运动。6、伽利略是：经典力学的奠基 人，也是近代科学方法的创立 者，他为近代科学的建立作岀 了具有的划时代意义的贡献。 研究欧几里德几何学和阿基米 德物理学，制成了世界上第一 架天文望远镜。写成星际信 使一书，发表关于勒密和 哥白尼两大世界体系的对话。 发现了自由落体定律、惯性原 理和抛射体的运动规律因此他 被称为近代科学之父。7、 牛顿力学体系的建立为： 一、万有引力定律的发现，开 普勒行星运动三定律的发现，打破了天体必然作等速正圆运 动的观念，使哥白尼学说更为 简洁，太阳系的空间形态基本 得到澄清。二、运动

14、三定律的 提岀，也是牛顿在力学上的一 项伟大贡献。三、机械自然观 的形成及其影响8万有引力：太阳系中任何两 个天体间存在着相互吸引的作 用力，并且这一引力也存在于 地面的任何两个物体之间。这 一引力的大小不仅与物体间的 距离平方成反比，而且与两物 体的质量的乘积成正比万 有引力定律。9、机械自然观的形成及影响： 由于牛顿创立了经典体系，故 后人干脆将经典力学称为：“牛 顿力学”，并岀现了一种思潮， 力图将力学的规律和它对自然 现象的说明方法推广到一切自 然研究活动中去，推广到所的 科学领域中去，由此产生了机 械自然观。首先，它认为所有 物体运动变化的原因都在物质 外部，都是由于力的存在和作 用

15、，所以出现了在许多学科中 滥用“力”这一概念的现象。 其次，机械自然观主张所有的 运动变化只能引起量变，而不 可能发生质变，机械力学是全 部科学的基础，各种运动变化 都可以用机械力学来说明，以 至在生物学中出现了“动物是 机器”、“人是机器”这种把高 级运动形式归结为低级运动形 式的生命观。最后，人们运用 牛顿运动定律可以从物体的初 始运动状态之间具有确定的、 必然的因果联系，根据这一情 况，一切自然现象中都能找到 这种因果联系，建立类似力学 运动的物理模型。10、第一次技术革命又称：第 一次工业革命，发源与英国，从18世纪30年代开始，到19 世纪40年代完成。11、 第一次技术革命为：一、

16、 纺织机的革新与蒸汽机的改 进。二、机器-蒸汽机时代技 术体系的形成。12蒸汽机的社会价值：燃料 业、冶金业、机器制造业、交 通运输业和其他工业部门迅速 发展，形成了一个以蒸汽动力 技术为核心的近代工业技术体 系。从此，机器大工业代替了 工场手工业，进入了社会化生 产，实现了以蒸汽机的应用为 标志的第一次技术革命，极大 地改变着整个社会的面貌。13、热学的形成：19世纪的许 多科学家和工程师在已有的量 热学、气体热定律学说的基础 上，又对热传导、热容量、热 平衡、热功转换和热效率进行 了试验探索和理论分析。后来 物理学家焦耳通过电能与热功 当量，不仅发现了电能和热能 转化的焦耳定律，而且给岀了

17、 比较精确的热功当量值。1851 年物理学家开尔文和克劳修斯 提岀，把能量守恒与转化定律 作为自然界的普遍规律，并确 定为热力学第一定律。同时在工作中得到启示，独立发现了 热力第二定律，揭示了热运动 过程的不可逆行，1857年，克 劳修斯提岀分子运动论，引入“熵”这个新概念，揭示岀客 观热现象与分子微观热运动状 态之间的联系。至此，热学体 系形成。14、光学的发展：17世纪初， 随着望远镜、显微镜的发明，光的反射和折射定律也建立起 来。1670年，丹麦的巴塞林发 现发光通过冰洲石晶体时产生 的双折射现象。1801年法国工 程师菲涅尔从托马斯.扬关于 光是横波的思想岀发，运用严 格的数学推理，成

18、功地解释了 光的衍射、干涉和偏振现象，为光的波动说赢得了胜利。1849年法国人首次测得空气 中的光速，到1862年又测定了 不同介质中的光速。证明了光 在水中比在空气中走得慢，且 比值等于水和空气折射率之 比，至此，光的波动说取得了 更加巩固的地位。15、电磁学的建立： 电学是发 展较慢的一个学科，直到 19 世纪之前，还没有超岀静电学的范围，1786年，意大利医生 在做青蛙解剖实验时偶尔发现 了电流的存在，1799-1800 年 意大利的伏特制成了“伏特电 池”，提供了最早的电能，1826 年，德国物理学家欧姆发现了 电位差、电流强度和电阻之间 的定量关系，总结岀欧姆定律。 19世纪电学发展

19、中最深远意 义的事件是电流磁效应和电磁 感应定律的发现，它们最终导 致了电磁学的建立。16、电力技术革命：电磁学的 建立，为电力技术进入社会生 产和生活领域起了先导作用， 1832年，法国的皮克西制出世 界上第一台永磁式直流发电机；1866年德国的西门子制出 自激式直流发电机；到 1844 年，美国人发明了有线电报； 1876年，美国人贝尔发明了电 话；1879年爱迪生发明了白炽 灯；1895年意大利马可尼与俄 国人波波夫发明了无线电通 信。电力作为一种主要的能量 支配着整个社会生产、经济和 生活，一场继蒸汽动力革命之 后以电力革命为主要目标的第 二次技术革命。17、变量数学的产生：17世纪

20、是数学史上成就辉煌的世纪， 其主要标志是变量数学的观 点、方法的产生与形成，它以 解析几何和微积分为代表。著 名科学家、哲学家笛卡儿，以 两个观点为基础来研究解析几 何：一是把几何的点和代数的 数联系起来的坐标观点；二是 把有互相关系的两个未知数的 任意代数方程看成平面上的一 条曲线的观点，这是数学史上的一次重大变革。微积分的创 立是17世纪数学发展的里程 碑。由于变量的引入和解析几 何学的创立，特别是微积分的 诞生，使常量数学迈入了变量 数学的领域，初等数学进入高 等数学领域。18、 统计数学的岀现：同样产 生于17世纪的概率论是研究 自然界中大量随机现象的统计 规律的一门数学，费马、帕斯

21、卡和惠更斯等人是概率论的创 立者。从1654年到1657年他 们已经预见到，正在发展的一 新的推理和计算方法具有强大 的生命力。在这之后还有很多 数学家对概率论作了巨大的推 进，终于形成了现代统计数学。19、非欧几何：19世纪初，有 三位数学家，采用一条新的公 理替换了第五公设，其他公理 仍保持不变，并由此同样地推 导岀一系列定理，构成了一门 新的几何学一非欧几何学。20、科学化学的建立于：一、 氧化学说的提岀；二、原子一 分子论的诞生；三、有机化学 的兴起；四、元素周期律的发 现。21、分类学的发展：17世纪人们所认识的物种已由古代的几 百种增加到六千种，产生了两 种生物分类法，一种是考虑物

22、 种亲缘关系和连续性的“自然 分类法”，另一种是将生物在形 态上或习性上的某些特点作为 分类依据的“人为分类法”1735 年岀版自然系统一书，18 世纪对生物分类研究的还有法 国生物学家布丰，他写有30多卷的动物自然史巨著，对大量动物做了详细的分类。22、进化论的完成：“进化论” 一词最早是由法国博物学家拉 马克提出的。达尔文1835年随 海军勘探船作历时五年的环球 旅行，观察和收集了关于动植 物和地质等方面的大量资料， 经过综合分析，形成了生物进 化论的概念。23、物种起源一书基本观 点是：遗传变异和自然选择是 物种进化的原因和条件，生物 中普遍存在变异现象，而变异 的发生直接来源于生活条件

23、的 变化，生物通过与环境之间， 不同物种之间及种内不同个体 之间的生存斗争，适者生存， 不适者被淘汰，生物逐步产生 新的类型或物种，从而客观进 化，这样构成了整个生物进化 的图景。24、细胞学说的提出：1838年， 德国植物学家施莱登发表论 植物的发生一书，提岀了植物学领域的细胞学说；1839年 德国动物学家施旺又把施莱登 的植物细胞说扩大到动物界， 使之成为适用于整个生物界的 细胞学说。25、细胞学说的核心思想是： 一切动物和植物有机体都是生 命的独立单位，同时又在生物 机体内相互协调构成统一的整 体。26、天文学的重大发现：18-19世纪英国天文学家赫歇尔制造 过当时世界上最大的望远镜，

24、他一生中观测、纪录了3000多颗恒星，又发现了大部分双 星，编制了双星表。后经另一 位英国天文学家麦斯克雷的观 察，确定太阳系中的一颗新行 星，即天王星。1846年，德国 天文学家加勒根据勒维耶算岀 的数据果真找到了干扰天王星 的运动的这颗星，为天王星。27、太阳系起源研究：在科学 史上，第一位提岀比较科学的 太阳系起源说的是德国著名哲 学家康德。1755年，康德的自 然通史和天体论一书问世， 提岀了太阳系起源的星云假 说。到1796年，法国物理学家、 数学家拉普拉斯岀版宇宙体 系论著作，独立地提岀太阳 系起源的星云假说，并从数学 上加以论证，康德的学说才被 人们重新提起。由于康德和拉 普拉斯

25、各自的星云说的基本观 点非常类似，都认为太阳系内 一切天体都有形成的历史形成 过程，都是由一个原始星云按 照万有引力定律逐步演化而成 的，因此人们把二者合称为康 德一拉普拉斯星云说。28关于地质运动的论争： 18-19世纪各门科学大踏步的 前进，地学也发展进来成为一 门科学。在对质状况特别是地 层、化石的起因和形成的认识 问题上，岀现了 “水成论”和 “火成论”两个对立学派的论 争。“水成论”的代表是德国地 质学家维尔纳，认为水是改造 地球表面的决定因素。原始地 球的表面为大洋所淹没，由于 溶解在洋中的矿物质逐步沉淀 29自然科学由经验向理论的 转化：人们一般将16-19世纪 科学技术的历程称

26、为近代科学 时期。19世纪的科学在各个学 科领域的全面跃进以及第一次 技术革命的延续和第二次技术 革命的发生，是促使自然科学 由经验向理论转化的根本动 力。30科学技术的社会化：首先是 科学教育体系和研究组织在政 府的控制和掌握下建立起来 了。其次是科学社团的完善。 总之，大学和专业的科学研究 机构、科学社团在19世纪的进 一步完善，加速了科学制度化 的进程，使科学活动更加社会 化，科学技术已经开始成为推 动社会进步的主导因素。31科学自然观和方法论的确 立：被称为：“科学世纪”的 19世纪，不仅完成了科学由经 验向理论的转化和形成科学活 动日益社会化的局面，而且在 自然观和方法方面也发生了根

27、 本变革，彻底动摇了牛顿时代 以来形成的机械的、形而上学 的自然观基础，并最终导致了 辩证唯物主义自然观的确立。 32元素周期律：拉瓦锡提示 了燃烧和空气中氧的真实联 系，提岀来燃烧的氧化学说， 岀版了化学纲要。道尔顿引 入了化学元素原子量的概念。 维勒用无机物合成了有机物一 尿素。凯库勒奠定了原子价理 论的基础。门捷列夫发现 63 种化学元素，提岀元素周期律。 33近代科学中理性要素的增 长：一、自然科学由经验向理 论的转化（一方面，19世纪的 科学家们在各个学科领域对大 量实际的经验材料了整理、加 工和改造，在此基础上又进行 了理论分析和综合概括的工 作；另一方面，技术革命为科 学实验提供

28、了更强大的物质手 段，使实验研究在更多的领域 和更广的范围内展开），二、科 学技术的社会化（首先是科学 教育体系和研究组织在政府的 控制和掌握下建立起来了；其 次是科学社团的完善），三、科 学自然观和方法论的确立。 第三章现代物理学1三大发现的意义：它使传统 的物理学观念受到了挑战，不 仅原来的原子不可分学说由于 电子的发现而必须摒弃，而且 过去认为一种元素不可能转为 另一种元素的观点，也因为现 在看到放射性元素在放岀某种 射线后就逐渐转变成一种元素 的事实而应该予以推翻。它标 志着人们对物质结构的认识进 入了一个新层次，经典物理学 理论正遭受着巨大的冲击。2、X射线的发现：位于高真空 阴极射

29、线管附近的用黑纸严密 包好的相片底片会被感光；用 黑纸包裹的阴极射线管也能使 荧光物质发出荧光，而阴极射 线是透不岀玻璃管理的。因此， 伦琴认为，还存在着发自阴极 射线管，但又非阴极射线管，但又非阴极射线的另一种看不 见的射线。把这种射线称为 X 射线。3、反射线的发现： 经过反复 实验，贝克勒尔证实铀盐无需 任何外界作用就能自发地放出 一种穿透力很强的射线，这种 射线显然只与铀盐有关而与荧 光无关，是有别于 X射线的新 射线。于是人们把物质能自发 地放岀射线的性质叫放射线。4、阴极射线：是低压气体放电 过程中所发生的一种现象。5、狭义相对论 的基本原理：一、 相对性原理，二、光速不变原 理。

30、基本观点：空间和时间并 不是互不相干的，而是存在着 本质的联系；空间和时间都同 物质的运动变化有关，并随物 质运动的速度变化而变化；对 于不同的惯性系，时间与空间 的量度不可能是相同的。推论：1、一个物体相对于观察者静止 时，它的长度测量值最大。 2、 运动的时钟变慢。3、在任何惯 性系中，物体的运动速度不能 超越光速。光速是物质运动的 极限速度。4、如果物体运动速 度比光速小很多，相对论力学 就还原为牛顿力学。6、广义相对论：物质存在的现 实空间不是平坦的，而是弯曲 的，空间弯曲的程度（曲率）取决于物质的质量及其分布状 况；空间曲率体现为引力场的 强度。它实质上是一种引力理 论，认为万有引力

31、的产生由于 物质的存在和一定的分布状况 使时间和空间的性质变得不均（即时空弯曲）所致。7玻尔模型与物质结构理论区 别：一、玻尔原子结构模型成 功地解释了原子的稳定性和原 子光谱的分立性，摆脱了卢比 福模型所遇到的困难，第一次 用量子理论来研究原子结构， 是量子论发展中的一个重要里 程碑。不过玻尔的理论也包含 着许多经典理论的成分，所以 具有一定的局限性。7、 普朗克能量原子假说：物 体在发射辐射和吸收辐射时， 能量是不连续变化的，这种分 立变化不是随着的，它有最小 的能量单元，该单元称“能量 子"数值的整数倍，可用公式 E=hr表示，式中E代表能量子 的能量，r为辐射频率，h是 一个

32、常数。这种所能值分立的现象称能量的量子化。1900年 月曰12月14日，普朗克向德 国物理学会报告了关于正常 光谱的能量分布定律的理论 的论文，提岀了能量子假说， 标志着20世纪物理学又一种 崭新的思想观念诞生了。抛弃 了能量是连续的传统概念，指 岀能量是不连续的，这是人类 认识史上的一次飞跃，也是经 典物理理论的又一次革命。黑体：指能全部吸收外来电磁 辐射无反射和透射的理想物 体，它也被称为“绝对黑体"。8、爱因斯坦光量子论 ：能量 的不断连续性可以推广至辐射 的空间传播过程。也就是说， 光在传播时，能量不连续地分 布在于空间，它由分立的能量 子组成。光量子论是“波动及 发射理论（

33、微粒说）的一种融 合”。1909年进一步指出，光 不仅具有粒子性，而且具有波 动性，即光具有波粒二象性。这是科学史上第一次揭示了微 观粒子的波动性和粒子的对立 统一，使人们对光的本性的认 识产生了飞跃，给微观物理学 研究带来了革命性的影响。9、玻尔模型提出过程：1903年，汤姆孙提岀了第一个原子 模型。1904年，日本物理学家 长岗半太郎提岀了“土星环” 模型。1909年，卢瑟福指导盖 革和妈斯登设计了用 粒子 作为炮弹去轰击金属铂片的实 验。1911年2月卢瑟福发表了和粒子物理散射效应 和原子结构一文，正式提岀 了原子的有核模型。1913年， 玻尔提岀了量子化的原子模 型。内容：波尔认为，电

34、子只能在 一些特定的圆轨道上绕核支运 行，处在这些特定轨道上时是 一种稳定的分立状态，因此并 不发射能量，只有当它从一个 较高能量的轨道上跃迁到一个 较低能量的轨道时才发岀辐射 能，反之，则吸收辐射能。发 岀与吸收辐射的能量等于两个 稳定态之间的能量差，即E hu。玻尔的原子模型 成功的解释了原子的稳定性和 原子光谱的分立性，摆脱了卢 瑟福模型所遇到的困难，第一 次用量子理论来研究原子结 构，是量子论发展中的一个重 要里程碑，它也有一定局限性。 物质结构理论：中子是原子核 的组成部分，原子核是由中子 和质子组成的。这一模型解释 原子质量与原子序数的关系、 同位素现象及原子核的自旋现 象，人类关

35、于物质的理论框架 基本建立起来了 量子力学：波动力学和矩阵力 学二者的等价性，两种理论实 际上是一种理论的两种不同形 式的表述，接着他们又通过数 学方法将这两种表述方式统一 起来，建立起完整的理论体系， 统称量子力学。它不仅把粒子 和波作为物理学所研究的物质 实在最终统一起来，而且抛弃 了经典力学的机械决定论，彻 底改变了对微观客体运动的描 述，为人们进一步探索微观世 界的物质运动提供了有力的武核反应研究：1942年，费米领 导建立了世界上第一个原子核 反应堆，标志着人类利用核能 时代的开始。基本粒子的不断发现：电子、 质子和中子的发现，使人们对 物质结构的认识大大深化，由 于它们都是比原子核

36、更小的下 一个层次的物质单元，因此被 称为“基本粒子”。夸克等基本 粒子的不断发现，使人类认识微观世界的尺度分别缩小到原 来的十亿分之一（相对于原子） 和一万分之一（相对于原子 核），进入了更深的层次。 第四章现代化学1、现代化学发现的基本特征：一、交叉学科大量涌现。 最能反映现代化学本质特征的 一些分支学科分析化学、量子化学、结构化学、化学反 应动力学、合成化学等，无一 不是化学与现代物理学、生物 学、数学相互渗透，或由于电 子计算机、激光、微光、微波 等新技术手段在化学研究中运 用的结果。物质结构理论既是 物理学的重要内容也是研究化 学的基本理论。二、从描述性 走向推理性（从宏观到微观、

37、从体相到表相、从静态到动态、 从定性到定量、从单一学科到 边缘学科、从平衡的研究到非 平衡态的研究）。在现代化学的 众多学科分支中，最受人们重 视的问题有：催化基础的研究、 原子簇化研究、生物大分子和 药物大分子的研究，这些领域 常被人们看作是现代化学的前 沿阵地。2、现代无机化学发展的基本 特点：基本研究方向与工业生 产需要之间的联系日益加强。3、 现代周期理论：根据原子 核外电子填充的规律可以知道，元素在周期表中的周期数， 等于该原子的原子核外所具有 的电子壳层数。同一周期中的 元素，从左到右，物理和化学 性质发生递变，这也可以用原 子核外电子结构来说明。4、现代化学键理论：化学键: 分子

38、中两个原子间存在着某种 强烈的相互作用或化学结合 力。基本类型：（1）离子键：离子 这间形成的化学键，由于静电 相互作用而形成的，如食用盐 就是以离子键结合起来的化合 物。离子晶体：离子化合物一 般以晶体存在。特点：溶点和 沸点较高，熔融或溶解后均能 导电，密度较大。（2）共价键 两种观点：一种叫价键理论， 一咱叫分子轨道理论。价键论 特点将分子看作原子的组合， 认为当具有未成对而且自旋反 平行和电子的原子，彼此结合 形成共用电子对时就形成了。 具有直观的优点易被化学者接 受。轨道理论把分子看作一个 有机整体，在分子中运动的电 子也不再从属于任何一个原 子，而是在从属分子整体的分 子轨道中运动

39、。强调分子的整 体性，更切近分子的实际情况， 能够说明分子的更多方面的性 质。共价键分：非极性键（如 H2、02、N2分子中）、极性键 （如HF分子中）。3）金属键。金属元素之间形 成金属键。一种金属键理论叫 做改性共价键理论，认为金属 原子间结成的时，成键电子脱 离了单个原子，为全体金属离 子所共有，从面形成了金属键。 即“金属离子沉没在电子海洋 中"而形成的。5、 无机物生产与研制：工业 规模化生产合成氨，用氨氧化 法生产硝酸，研究岀工业生产 无机酸、盐类和肥料、无机高 聚合物以及其他物质的新设计 方法等。这些物质现在都以大 规模方式生产，标志着现代化 学的水平与成就。20世纪在

40、无 机化学的一切部门不论是元素 化学或者是化合物的研制方面 都有了迅速的进展。现代无机化学发展的特点：基 本研究方向与工业生产需要之 间的联系日益加强。6、现代有机化学20世纪主要 体现在理论有机化学和机化学 两大方面的成就。理论有机化 学：由物理化学和有机化学相 结合而发展起来，主要是从有 机化合物的结构研究和反应机 理的两个方面去探讨和发展有 机化学。成就：被应用于有机 化学、化学键不是一个学说中 的抽象概念，解决了有机结构 理论中的一个根本问题，由于 化学键码本性的阐明，原子与 基团间的相互影响的观点与概 念得到了进一步发展，有机分 子结构与性能间的关系趋向精 确化和定量化。有机反应其主

41、 要标志发现了许多价键异常和 很不稳定的“中间体"，这些中 间体不单有助于对有机反应机 制的了解，而且促进了整个有 机化学领域的发展。1940年汉曼物理有机化学 标志理论有机化学走向成熟。 表现：（1）研究手段由宏观测 向微观观测发展。（2）从静态 向动态立体化学发展。（3 ）物 理有机方法推广应用于生化反 应机理的研究中。在以下方面 展开其一、分子生物学和分子 药量学的研究；其二，生物有 机的创建和仿生化学的孕育； 其三，生命基础物质的人工合 成；其四，思维化学物质基础 的探讨；其五，生命起源理论 的研究。7、有机合成：一、合成原料路 线转变。（焦油化学一电石化学 石油化学）。二、

42、有机合成范 围日益扩大。（1）天然有机物 的合成范围越来越广（2）元素 有机化合物的合成种类增长迅 速。其中包括两类一是非金属 元素有机化合物的合成，另一 类是金属元素有机化合物的合 成。（3）探求具有新颖特性化 合物的合成。合成这类化合物 并作进一步联系实际的研究是 发展合成化学的一个重要方 向。三、合成方法、途径和技 术发生重大变革。8、现代化学的其它重要分支： 现代化学的一个重要特点，是 不断涌现出新的分支学科。9、 现代物理化学分：热力学 （第一定律体系从环境吸入热Q,对环境作了功W则体系热 力学能U的变化是Q与W之差； 第二定律不可能从第一热源取 岀热使之完全变为功，而不发 生其它变

43、化。）量子化学：主要 是研究分子中有关化学键的问 题，根据量子力学的基本方程 薛定锷方程，来计算分子 内电子的运动规律。结构化学， 则是系统地研究分子和晶体的 结构和性能之间的关系。物质 结构的研究已经成为整个自然 科学基础理论研究的一个重要 方面，它所达到的深度和广度 对其它学科的发展起着非常重 要的作用。统计力学。化学动 力学是研究过程率的科学，如 研究化学反应（包括在电极上 进行的反应）的速率和历程， 研究扩散的影响。10、分析化学：（1）仪器分析 方法：利用多种学科的成就，研制各种仪器设备对试样进行 分析。（2）光学分析法：利用 被测物质的光学性质进行分析 的方法。（3）电化学分析法：

44、 利用被测物质的电化学性质进 行分析的方法。11、生物化学：目标是蛋白质 和核酸等生物大分子。基本旨 宗是对生命化学物质的结构与 功能进行研究。12、高分子化学：标志是高分 子化学理论日趋成熟，高分子 合成工业在合成工艺、产物类 型等方面不断创新。开拓价值 和发展前景的目标大体有新型 共轭高分子结构的探索、高分 子反应机制、成品性能等相互 的关系。12、天体化学与地球化学：19 世纪本生与基尔霍夫等人创立 了光谱分析法之后，人们就开 始了天体分析化学研究，首先 证明太阳上的化学组成与地球 上的化学组成具有惊人的统一 性。环境化学：研究人类居住 环境的化学变化，重要的是要 消除现代化学工业给人类

45、生存 环境带来的危害，保持环境的 生态平衡，使人类获得可持续 发展。第五章现代生物学1、 遗传学的两个阶段：1900 年-1953年为经典遗传学阶段，主要在个体水平和细胞水 平上进行研究。1953年以后属于分子遗传学 阶段，此时细胞等水平的研究 在继续进行，但分子水平的研 究更具代表性，成果成更令人 瞩目。2、现代遗传学的产生和发展 ： 【一】孟德尔遗传规律：孟德尔奥大利人，天主教布隆修首 院修士，第一个对遗传现象进 行系统的实验和观察并提岀了 规律性理论解释的人。孟德尔 遗传学的意义：用数学方法把 生物遗传定量地表示岀来，从 而奠定了现代遗传学的基础。 1990年孟德尔遗传规律的重 新发现，

46、标志了现代遗传学的 诞生。结论：（1）决定植物性状的成 分为一对因子，其中一个来自 父本，一个来自母本。（2）不 同相对性状的两个亲本杂交， 子一代能够表现的亲本性状称 为显性性状，没有表现的隐性 状，决定显性性关的因子为显 性因子，决定隐性性状的因子 叫隐性因子。（3）子一代自交 后，子二代岀现性状分离，两 个亲本的性状都得到表现。（4） 当两对相对性状杂交时，子一 代表两对相对性的显性性状。 自由组合规律内容：当两对或 多对遗传因子在异质接合状态 时，它们进入配子的分离过程 是独立的，互不干扰的，每对 遗传因子都各自遵守分离规律 向下遗传。【二】摩尔根基因理论和连锁 遗传：第一个通过实验证

47、明基 因存在染色体上的科学家。摩 尔根创立了三点测验的基因定 位法，根据这一方法绘岀了果 蝇四条染色体的基因图，证明 基因在染色体上是线性排列 的。基因理论：基因是生物遗 传的实体单位，是线性排列地 座落于染色体上的“物质微 粒"，并以一定的连锁和交换相 联系；基因能够重新产生，即 可以在子细胞中再生出一套同 样有基因；基因可以发生变异， 并能保持其变异后的特性。3、 分子生物学的产生：（1） 基因的化学本质中 DNA摩尔 根的基因证明了染色体是基因 的载体。（2） DNA双螺旋结构 与自我复制：1953年4月25 日，英国自然杂志核 酸的分子结构作者是美国的病毒遗传学作家沃森和英国

48、的 晶体学家克里克。他们在这篇 论文中公布了 DNA双螺旋结构 的分子模型，被誉为是20世纪 生物学方面最伟大的发现，同 时也是分子生物学诞生的标 志。他们的成功是历史发展的 必然结果，但也与他们俩的遗 传学与晶体学的结合有很大关 系。（3）遗传密码与中心法则： 分子生物学上将 DNA自我复 制、DNA转录为RNA和 RNA翻 译成蛋白质的遗传信息传递的 流程叫做中心法则，即 DNA-RNA蛋 白质IDNA生物体有时也会发生以 RNA为 模板合成DNA的过程，称其为 逆转录。（4）分子生物学的发 展与展望：分子生物学是多门 科学交叉渗透协作的结果，正 因如此，一以诞生就显示了强 大的生命力。其

49、侧重和突破有： 生物大分子结构的功能和研 究；真核生物基因表达与调控 的研究；分子神经生物学的研 究；医学分子生物学的研究； 其他方面：如植物分子生物学 的研究，对光合作用、生物固 碳、植物抗逆性、贮存蛋白质 等展开分子水平的研究。4、细胞生物学的进展：（一） 细胞生物学的产生：细胞是组 成生物体的基本结构和功能单 位。细胞是19世纪自然科学三 大发现之一。细胞生物学与细 胞学相比，充分运用生物物理 学、生物化学的概念、方法和 实验技术，不仅在阐明细胞的 结构和功能等理论问题上，而 且在生物技术、医疗技术、农 业技术等方面都有重要意义。（二）细胞生物学的发展及方 向：对细胞结构的认识；膜的 结

50、构与流动镶嵌模型由暗一明 暗三部分组成，提岀了蛋白 磷脂一蛋白三层构成的“三 合板”结构模型，是一个静态 结构模型。（三）细胞生物学的 发展方向：一是基因与基因产 物如何控制细胞的重要生命活 动，如生长、增殖、分化、和 衰老等；二是基因产物一蛋白 质分子如何构建与装配成细胞 的结构。并行使细胞有序的生 命活动。5、神经生物学：神经系统是 动物特有的感应调节系统，是 生物进化上最高能和最复杂的 结构。6、神经系统的结构 ：神经系 统的进化和外周神经系统（分 为：感觉随意运动神经、植物 性神经）。7、神经元是神经系统的结构和 功能单位（即神经细胞），由胞 体、树突和轴突组成。神经元 分为：感觉神经

51、元、运动神经元、联络神经元。8、突触：是一个神经元的轴突 末梢与后续神经元胞体或树突 相结合的装置。功能：一、是 神经传导的中继站和转接点。二、是神经通路上的单向开关。9、神经冲动：在神经纤维中传 导的电脉冲。特点：必须通 过化学因子作媒介，从使冲动 传导有延滞、有阻抗，对药物 敏感；必须重新诱发膜的去 极化。10、神经化学递质：突触前体 受电脉冲的刺激向突触间隙释 放的化学因子叫神经化学递质，它在神经元之间担当化学 信使的作用。因此，神经化学 递质的种类、活性、释放以及 受体性质都会影响神经冲动的 有效传导，这也是当前神经生 物学的研究热点之一。11、脑及其功能：脑的构造一 大脑、间脑、中脑

52、、后脑、 延脑。脑的主要部分，由左右 两半球组成，中间有胼胝体将 它们联系起来。大脑的最外层（即皮层）是由神经细胞体构 成的灰质（也叫皮质）；紧接皮 层的内层是由轴突构成的白质（也叫髓质）组成。12、脑的功能分区：大脑一神 经高能中枢，司感觉、运动、 语言和记忆等功能。中脑听、视觉中枢，司耳听反射、 视觉光反射和平衡反射。延脑 生命中枢，司内脏活动调 节。延脑一一生命中枢，司呼 吸、循环、消化等生命活动的 调节。大脑脚将大脑皮质 切去后大脑剩余部分，司嗅觉 反射。13、大脑皮层功能分区： 大脑 皮层按沟回人为划分有固定的 特殊功能的各部位。14、条件反射：在非条件反射 基础上并在一定条件下，在

53、生 活过程中逐渐建立起来的反 射。15、学习和记忆：巴甫洛夫条 件反射理论一一所谓条件反射 是在非条件反射基础上并在一 定条件下，在生活过程中逐渐 建立起来的反射。条件反射的 建立是把某一动因变为某一非 条件反射的信号，即在两者之 间建立起联系的过程。16、第一和第二信号系统：人 和动物能识别的具体信号为第 一信号，如人和动物见到食物 时都能够分泌唾液，食物信号 就是第一信号。第二信号是指 抽象概念形式在的信号。是第 一信号的抽象概念，以语言、 文字存在。17、记忆的种类与障碍：记忆 是将个体的经验升华为系统的 信息，贮存在神经中枢，并在 以后“读岀”神经活动过程。 记忆分为短时记忆、长时记忆

54、。 记忆障碍就是遗忘，是保存在 脑中的信息的丢失。18、学习的形式：习惯化、印 随、模仿、条件反射、洞察学 习与推理。19、学习和记忆的机理：是两 个密切联系的神经活动过程。20、有关记忆的神经机理两种 学说：动力记忆是神经冲动不 断在神经元网络中循环的结 果，另一种认为记忆神经中枢 的某种物理化学变化作为基 础。第六章现代天文学和现代地学1、牛顿的“无限无边”宇宙 模型：宇宙空间就是欧几里得 几何空间，它在上下、左右、 前后的三维方向上是无限延伸 的，均匀分布着无限多的天体， 它们之间按万有引力定律相互 作用和运动。疑难：其一“光 度悖论”如果宇宙是无限的， 分布在宇宙中的恒星就是无限 多的

55、，其二是：“引力悖论”如 果宇宙中存在着无限多个天体，那么任一个天体都应受到 无限大的引力，产生无限大的 加速度。2、爱因斯坦的“在限无边静态”宇宙模型：1917年，爱因 斯坦发展根据广义相对论对 宇宙学所作的考查揭开了现 代宇宙学的序幕。静态：指宇 宙虽然在小范围有运动，但从 大范围来看，则是静止的。3、哈勃定律：1929年，美国 天文学家哈勃通过对当时测定 的24个河外星系情况的分析， 发现了距离和红移之间的一条 规律：星系离银河系越远，它 的光谱线的红移量就越愈大。距离和红移的这一关系就是著 名的哈勃定律。解释：河外星 系正以一定的速度退离银河系 而去，其距离和我们愈远，其 退行速度也愈

56、大。结论：整个 宇宙正处在膨胀之中。4、大爆炸宇宙理论：1948年, 美国天体物理学家伽莫夫提岀 了热大爆炸宇宙的理论。5、大爆炸理论提岀后得到了两个重要理论：（1）宇宙的年 龄。按照大爆炸宇宙理论，天 体的年龄应小于 200亿年。（2） 氨元素的丰度。宇宙早期温度 极高，所以生成了较多的的氨 元素。且各天体都不得有大致 相同的丰度。6、暴胀论与宇宙学研究的新 进展：暴胀论只是对宇宙爆后 最初的10 43秒内的演化过程 作了进一步说明。解决了宇宙 物质的“创生”问题，但仍未 涉及“奇点”问题。7、星系：由数十亿至数千亿颗 恒星、星际气体和尘埃等组成 的巨大天体系统，是构成宇宙 的基本单元。分类

57、：椭圆星系、 旋涡星系、透镜状星系和不规 则星系。&脉冲星的发现用其意义： 1976年，英国赫威斯和赖尔在 天区的某些方向，有一种天体 不断地发来稳定且非常有规律 的射电脉冲信号，为脉冲星。 是发现为人们研究恒星、星系 的演化提供了重要依据。9、宇宙微波背景辐射的发现 及基意义：1954年伽莫夫等人 根据理论计算预言，在当今宇 宙普遍存在着大约5开的微波 背景辐射。最令人信服的证据。 这一发现的重要性可以与宇宙 膨胀的发现相比。10、类星体的发现及其意义： 六十年代初人们在宇宙中发现 了不同于恒星特征的类星体。 如果类星体确实在离地球那么 远的距离上，那么揭开它的产 能机制是科学工作者

58、上划时代 的突破；若不是位于那么远的 距离上，那么它的光谱线红移 就不是多普勒效应产生的，而 这将从根本上动摇我们目前的 宇宙学理论。11、星际分子的发现及其意 义：一个星系包含骨几十亿到 几千亿颗恒星，但这些恒星的 何种加起来只占整个星系空间 的一小部分。意义：使我们有 可能了解遥远宇宙空间的物质 组分、形态和演化过程；星际 有机大草原分子的发现，打破 了地球上存在生命的神秘性。12、恒星的起源：宇宙中自身 发光的一种巨大天体。一般认 为恒星是由宇宙间的弥漫物质 形成的。13、恒星的演化：经过主序星、 红巨星和晚期三个阶段。到最 后阶段，有白矮星、中子星、黑洞三种归宿。14、太阳系概况： 由太阳、九 大行星及其卫星、小行星、慧 星和流星及行星物质构成的天 体系统。基半径约60亿公里。15