第3章现代科技革命与辩证唯物主义自然观的新发展

1、2022-6-14刘立 清华大学STS中心1第3章 现代科技革命与辩证唯物主义自然观的新概括以现代科技革命的成果为基础，继承和发展以现代科技革命的成果为基础，继承和发展自自然辩证法然辩证法思想，探索新的自然观。思想，探索新的自然观。1 现代科学革命2 现代技术革命3 新的自然观刘立 现代科学技术革命现代科学技术革命 相对论相对论 量子论量子力学量子论量子力学等等等等刘立 物理学新发现n1895年，伦琴（1845-1923）研究阴极射线时意外发现X射线；获得1901年诺贝尔物理学奖。n1896年，贝克勒耳（1852-1908）发现放射线；n1897年，汤姆逊证实了电子的存在；提出原子结构理论n居

2、里夫妇发现放射线元素（钍、钋和镭）；证实元素的嬗变；促使元素嬗变理论建立（卢瑟福，1902年）刘立 爱因斯坦与相对论n爱因斯坦（1879-1955）针对经典物理学与新的实验结果之间的矛盾，1905年发表了“论动体的电动力学”，标志着狭义相对论的诞生。n狭义相对论提出了一些重要的结论，如时缓效应、尺缩效应、质量速度关系式、质能关系式（即E=mC2）。刘立 广义相对论n1916年爱因斯坦提出广义相对论。广义相对论能解释水星运动不规则；广义相对论预言空间和时间会发生弯曲。1919年考察日全食时，证实了光线经过太阳表面时会发生弯曲的预言。n相对论的建立，从根本上突破了牛顿绝对时空观，把时间、空间和物质

3、的运动联系起来了，引起了人类时空观的革命。是人类思想史上最伟大的成就之一。刘立 量子论n德国科学家普朗克针对黑体辐射现象中理论与实验的矛盾，1900年提出了量子概念。n1905年，爱因斯坦首先将量子论的思想应用到光电效应的研究。n海森堡测不准原理；玻尔的量子论原子模型；德布洛意提出物质波假说1923年；薛定谔提出波动力学刘立 量子论的意义n量子力学是继相对论之后对经典物理学的又一次严重的冲击。它使人们从根本上改变了只承认连续性和机械决定论的经典观点，揭示了连续和间断、主观和客观相互统一的崭新的自然观。n量子论的哲学意蕴：如爱因斯坦与玻尔关于世界是决定论的还是非决定论的争论。刘立 20世纪其他领

4、域的革命n生物学革命n宇宙学 重大观测发现和大爆炸理论n板块构造理论n系统理论的建立刘立 DNA双螺旋结构刘立 现代技术革命n现代技术革命，又称新技术革命，是指二战之后兴起的以信息技术、生物技术、新材料技术、新能源技术、空间技术、海洋开发技术为主要内容的技术革命。n原子能时代n空间时代n生命科技时代n计算机时代n信息时代刘立 原子能时代n19451955年，第一个十年，是以原子能的释放与利用为标志，人类开始了利用核能的新时代。爱因斯坦著名的公式E=MC2奠定了核技术的理论基础。1938年德国科学家发现铀受到中子的轰击，会发生核裂变，释放巨大的能力。1942年第一座可控核链式反应装置在美国建成。

5、1945年美国研制原子弹成功；轰炸日本广岛和长崎。1954年研制出氢弹。1954年前苏联建成世界上第一座。核电站，开始了人类和平利用的进程。1979年美国三里岛和1986年前苏联切尔诺贝利的核事故，警示人类必须重视核电站的安全控制问题。我国取得“两弹一星”伟大成就。目前大力发展核电站。 刘立 空间时代n19551965年，第二个十年，是以人造地球卫星的发射成功为标志，人类摆脱了地球引力，向外层空间进军。苏联1957年用运载火箭成功地将第一颗人造卫星送入轨道。1961年4月，前苏联发射载人飞船成功。美国1969年，两名宇航员成功地登上了月球。我国于1970年4月24日将我国自行研制的第一个人造地

6、球卫星东方红一号发射成功。我国空间技术取得巨大成就。刘立 生命科技时代n19651975年，第三个十年，是以1973年重组DNA实验的成功为标志，人类进入了可以控制遗传和生命过程的新阶段。1953年DNA的双螺旋结构被发现。1973年发明了分子生物学的人工组装技术，现代生物工程由此诞生。1978年Edwards等试管婴儿（诺贝尔奖2010）1997年问世的“克隆羊”；转基因刘立 n计算机时代：19751985年，第四个十年，是以微处理机大量生产和广泛使用为标志，揭开了人类脑力的新篇章。n信息时代：19851995年，第五个十年，是以软件开发和大规模产业化为标志，人类进入了信息革命的新纪元。n网

7、络时代： 1995年至今，第六个十年，是以因特网的应用为标志，人类进入了网络时代。 刘立 小结：科学技术发展的特点和趋势1世界科技的中心在不断的转移世界科技的中心在不断的转移2 科学技术知识呈现出加速增长的趋势科学技术知识呈现出加速增长的趋势3 科学向大科学和高技术的转型科学向大科学和高技术的转型 4 从科学技术与生产的关系上看，科学、技术、从科学技术与生产的关系上看，科学、技术、生产一体化生产一体化 形成新的自然观以现代科学成果为基础；继承和发展恩格斯以现代科学成果为基础；继承和发展恩格斯“自然自然界不只是存在着，而是生成着并消逝着界不只是存在着，而是生成着并消逝着”以以及中国传统自然观，提

8、出新的自然观：及中国传统自然观，提出新的自然观：n万物一体的系统自然观万物一体的系统自然观n生生不息的演化自然观生生不息的演化自然观n天人合一的生态文明观天人合一的生态文明观刘立 刘立 万物一体的系统自然观万物一体的系统自然观n系统是由要素及其相互关系组成的一个整体。系统是由要素及其相互关系组成的一个整体。 1 1）系统是由要素组成的；）系统是由要素组成的； 2 2）系统的各要素之间存在着特定的关系；）系统的各要素之间存在着特定的关系；3 3）系统的结构使它成为一个有特定功能的整体）系统的结构使它成为一个有特定功能的整体n系统的分类：系统的分类：封闭系统、开放系统封闭系统、开放系统n系统的层次

9、性系统的层次性在非生命系统在非生命系统 最低层次是夸克，到基本粒子，到原子核；原子；分子。宏观层次，最低层次是夸克，到基本粒子，到原子核；原子；分子。宏观层次，宇观层次。宇观层次。在生命系统在生命系统 分子，生物大分子，细胞，器官，个体，种群，生态系统，生物圈。分子，生物大分子，细胞，器官，个体，种群，生态系统，生物圈。刘立 自然界层次性自然界层次性n在非生命系统在非生命系统 最低层次是夸克，到基本粒子，到原子核；原最低层次是夸克，到基本粒子，到原子核；原子；分子。宏观层次，宇观层次。子；分子。宏观层次，宇观层次。n在生命系统在生命系统 分子，生物大分子，细胞，器官，个体，种群，分子，生物大分

10、子，细胞，器官，个体，种群，生态系统，生物圈。生态系统，生物圈。刘立 内涵n万物不同而相通；n万物普遍联系；n自然界以系统的方式而存在；n自然界的系统表现出层次性。刘立 生生不息的演化自然观生生不息的演化自然观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生物的进化生物的进化刘立 大爆炸理论大爆炸理论n原始火球大爆炸原始火球大爆炸n基本粒子形成阶段基本粒子形成阶段 10106 6秒钟后，强子时代，轻秒钟后，强子时代，轻子时代（宇宙汤）子时代（宇宙汤）n核合成阶段核合成阶段 3 3分钟之后分钟之后发生，中子与质子形成发生，中子与质子形成原子核原子核n

11、实物阶段实物阶段 1 1万年后，原万年后，原子、分子、星云子、分子、星云刘立 宇宙演化链宇宙演化链 n 宇宙时宇宙时 物质形态物质形态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 质子与反质子湮灭质子与反质子湮灭n 0.010.01秒秒 宇宙汤宇宙汤n 1 1秒秒 电子与反电子湮灭电子与反电子湮灭n 3 3分钟分钟 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 原始星际云形成原始星际云形成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 最古老的岩石形成最古老的岩石形成n 19 x10 19 x10 9 9 生命起源生命起源n 19.55 x10 19.55 x10 9 9 初期的鱼类初期的鱼类n 19.6x10 19.6x10 9 9 初期的陆生植物初期的陆生植物n 19.95 x10 19.95 x10 9 9 哺乳动物哺乳动物n 20 x10 20 x10 9 9 年年 人类起源人类起源刘立 生命的起源和演化生命的起源和演化 恩格斯曾预言恩格斯曾预言, ,生命的起源必定是通过化学的途径。生命的起源必定是通过化学的途径。此预言得到科学家大量模拟实验的证实。此预言得到科学家大量模拟实验的证实。n从无机物到有机小分子从无机物到有机小分子( (氨基酸氨基酸) ) n从有机小分子到生物大分子从有机小分子到生物大分子( (蛋白质蛋白质 核酸核酸) ) n从生物大分子到原始生命从生物大分子到原始生命 n原始生命出现以后原始生命出现以后, ,经历了从非细