自然科学进展概论.docx

1、自然科学进展概论12 简述自然科学进展的三个时期及三次科学革命三个时期：（1）自然科学进展的第一个时期大约是从远古到15世纪依照考古学的研究功效，人们在长期的实践活动中，慢慢了解熟悉了自然界，到公元前6世纪已积存了很多的数学、天文学和医药知识，自然科学已开始萌生。这一时期，关于自然界的知识中天文学走在最前面。在医药方面，已有关于多种疾病的名称和药物的记载从公元前5世纪到15世纪，人们把自然界看成一个整体，从总的方面来把握自然界的进展转变，刻画自然界的总面目。基于这种熟悉，产生了力求囊括自然界一切事物的自然哲学。尽管那时已显现了天文学、数学、物理学、化学、医学、生物学、地学等专门化知识，但都包括

2、在统一的自然哲学中。在物理学方面，已显现了亚里士多德的物理学，他的工作给后人许多启发，但他所得出的结论有很多是错的，例如，受外力作用运动的物体，当外力停止作用，物体的运动也就当即终止。又如，较重的物体下落较快，较轻的物体下落较慢等。亚里士多德的这些错误结论纯粹是他的直观想象和逻辑推理，并无任何实验依据，那时人们也尚未“科学实验”的思想。（2）自然科学进展的第二个时期近代自然科学进展时期从时刻上看，那个时期大约是从16世纪到19世纪。随着欧洲文艺振兴运动和资本主义社会的进展，需要有探讨自然物体的物理特性和自然力的活动方式的科学，从各个细节上分门别类地研究大自然的隐秘，于是数学、物理、化学、天文、

3、地学、生物等专门学科慢慢从自然哲学中分离出来，形成了一门门独立的学科，使近代自然科学取得了迅速的进展。这一时期，数学上，微积分和非欧几何已经成立；物理上，牛顿理论和电磁理论已经成立；化学上，创建了科学的原子论；天文学上，提出了日心说；地学上，提出了地质演化说；生物上，成立了细胞学说和生物进化论，等等。近代自然科学的进展从天文学上第一冲破，随后物理学又成为带头学科。（3）自然科学进展的第三个时期现代自然科学进展时期从时刻上看，那个时期大约是从19世纪末开始。尔后，人们关于自然界的熟悉慢慢深切到微观领域和宇观领域，发觉了许多前所未有的物质形态和运动形式，显现了许多分支学科、边缘学科、横断学科和综合

4、学科。现代自然科学包括基础科学、技术科学和应用科学三大部份基础科学以自然界某种特定的物质形态及其运动形式为研究对象，目的在于探讨和揭露自然界物质运动形式的大体规律。技术科学以基础科学的理论为指导，研究同类技术中一起性的理论问题，目的在于提示同类技术的一样规律。应用科学是综合运用技术科学的理论功效，制造性地解决具体工程和生产中的技术问题，制造新技术、新工艺和新生产模型的科学 三次科学革命：科学革命的含义科学革命是指人类对客观世界规律性的熟悉发生具有划时期意义的飞跃，从而引发科学观念、科学研究模式和科学研究活动方式的全然变革。科学革命的实质是指包括科学事实、科学理论、科学观念三个大体要素组成的科学

5、知识结构体系的全然变革，其中作为体系硬核的科学观念居于最高层次，它代表着一个时期科学思想的精华，并为科学理论活动和实践活动提供大体准那么和框架。（1）第一次科学革命第一次科学革命是指从哥白尼天文学革命开始，到以牛顿、伽利略为代表的经典力学体系的成立为标志的科学革命1543年，哥白尼发表了巨著天体运行论，提出了太阳中心说。与此同时，维萨留斯及其同窗塞尔维特提出了以心脏为中心的血液循环理论。它们真实地反映了客观世界运动规律，不管在内容上仍是方式上都与中世纪的科学有着本质的区别。在内容上成立了“日心说”“心心说”，否定了“地心说”“肝心说”；在方式上用重视观测实验的方式代替了单纯思辩、推理演绎的方式

6、，把科学成立在实验、观测的基础上。这是第一次科学革命的开始。这次科学革命，开头是自然科学为争取生存权利而反对宗教的斗争，而后在天文学、力学、数学、解剖学、生理学等学科领域，以力学为带头学科，实现了第一次科学革命。这两方面的彼此联系、彼此增进，组成了这次科学革命的大体内容，从而标志着以实验为基础的近代科学的真正诞生。（2）第二次科学革命 18世纪下半叶到19世纪初，在第一次科学革命的基础上发生了第一次技术革命，它是从纺织机、蒸汽机的发明和应用开始的。这次科学革命以电磁理论、化学原子论和生物进化论的提出为要紧内容，以热力学、电磁学、化学、生物学等一组学科为带头学科，推动了近代化学、生物学、地质学、

7、数学、电磁学、热力学、光学、生理学、地理学、人类学等学科的诞生或进展。19世纪科学革命的结果使科学由掉队于技术和生产的局面一跃而处于领先地位，并对技术和生产起着重要的指导作用。（3）第三次科学革命现代科学革命现代科学革命的内容：始于19世纪末20世纪初的现代科学革命，是以相对论和量子力学的诞生为要紧标志，以现代宇宙学、分子生物学、系统科学、软科学的产生为重要内容，以自然科学、社会科学和思维科学彼此渗透形成交叉科学为特点的一次新的科学革命物理学革命的扩展现代宇宙学的进展生命科学的革命第一是分子生物学的诞生；第二是脑科学的进展。20世纪地质学的进展系统科学的产生和进展现代科学革命的特点与趋势：科学

8、体系结构的整体化和专业化科学活动的社会化和国际化科学进展的加速化合数学化科学、技术、生产的一体化 13 什么是自然观？人类自然观演化的历史要紧经历了哪几个时期，并简述各个时期的特点自然观是关于自然界和人与自然关系的总观点、总观点，是世界观的不可分割的部份。五个时期：古代自然观（1）古代神话自然观古代朴素的自然观（2）古希腊的朴素自然观故乡的自然观（自然哲学）着重探讨世界的本原问题。其特点为：直观性、辩证性、思辩性。直观性 人们从某种有形体的、直观的东西区寻求自然现象多样性的统一辩证性 把自然界看成一幅由各类联系和进程彼此交织起来的画面思辩性 用猜想和想象去说明自然现象（3）古代中国的科学思维我

9、国的周易一书，充满了古代朴素的辩证法。它讲的是变易之道，告知人们，自然界的演化是从单一到多样化的进程，多样性中蕴涵着永久的和谐和统一性，两个性质上相反的事物能够结合为一个新事物古代的自然观对咱们有如下启发：古代自然观是从日常生活体会动身所做的想象和猜想古代自然观显示了人类熟悉自然的能力古代自然观是一种农业文化，同农业生产有紧密关系中世纪的科学与自然观5世纪到15世纪欧洲中世纪占统治地位的自然观是宗教神学自然观近代机械论自然观的兴起中世纪沿袭下来的曾处于文化主流的宗教神学自然观，由于文化观念和历史惯性及宗教裁判所代表的社会政治势力的庇护，具有极大的稳固性和保守性。但16世纪初以后，这种状态开始有

10、了转变。究其缘故：其一，人们开始发觉了一些与这种自然观相悖的体会事实；其二，近代科学的长足进步从全然上改变了人们对自然界的观点（1）文艺振兴欧洲的1416世纪，被称为文艺振兴时期。这场运动是以意大利为中心展开的，是西欧与中欧许多国家文化与思想进展中的一个重要时期。在欧洲文明兴起的这场伟大历史变革中，中国古代发明的火药、指南针、造纸和印刷术等起了举足轻重的作用（2）机械论自然观机械运动规律是宇宙间一切事物所固有的、唯一的运动规律，这些规律由上帝制造；自然秩序的过去状态能完全决定此刻，而此刻的状态能完全决定以后等近代自然观对咱们有如下启发：机械论自然观的意义与局限 机械论自然观是一种工业文化，是自

11、然观进展中的一次进步，是自然科学进展到一按时期的必然产物，并在相当长的时期内成为绝大多数科学家所持的自然观。其局限在于用孤立、静止、片面、绝对的观点来看问题，最终不能不回归神学的上帝近代自然观所刻画的自然图景带有“机械人一辈子”的烙印 辩证唯物主义自然观自然界是物质的，物质有多种表现形态；自然界的一切物质系统都处于无停止的运动当中；任何具体的物质系统都有其产生、进展和成熟、衰亡的时期，即都有其演化的进程。20世纪的科学思想20世纪的自然科学全面创想、全面冲破，提出了许多崭新的科学思想现代科学思想的要紧特点是：确立了物质、能力、信息，和时刻、空间大统一的观念。在那个基础上，把微观、宏观和宇观世纪

12、统一路来；用系统论的观点研究问题，从研究简单性到研究复杂性；从确信性到不确信性；从稳固性到不稳固性；从线性到非线性，等等。现代自然科学提出了许多需要深切研究的哲学问题，提供了大量的新素材，有待自然科学科学家和哲学家一起尽力研究，丰硕和进展辩证的自然观，推动科学事业向前进展。 15 自然科学的大体方式有哪些？（1）观观点观观点是人们通过视觉器官或借助于科学仪器，有目的、有打算地对科学对象进行观看或考察，从而取得关于科学对象的感受体会的方式观看 是指人们通过视觉器官或借助于科学仪器，有目的、有打算地对科学对象进行观看或考察，从而取得关于科学对象的感受体会的方式观看的意义和作用 取得某种事实材料，用

13、以增强或反对某一假说；通过观看搜集一系列的事实材料，最终在这些材料的基础上归纳和总结出某种理论观看的类型 直接观看：凭借人的感受器官直接从外界获取感性材料；间接观看：借助科学仪器和其它技术手腕间接地从外界获取感性材料；定性观看，又称质的观看定量观看，有时又称测量观看的易谬性和困难：观看使易谬。这点在日常生活中就已经有了充分的表现对科学观看的要求：既要有充分的预备，提出一点预想，又要幸免先入之见；在观看中坚持全面性、系统性的原那么；常常反复进行，要有翔实记录（2）实验法实验法是指人们依照必然的研究目的，利用科学仪器、设备，人为地操纵或模拟自然现象，使自然进程或生产进程以纯粹、典型的形式表现出来，

14、以便在有利的条件下进行观看研究的一种方式实验的大体要求：实验的最大体要求是可重复性，即在严格规定并加以操纵的相同的实验条件下，其结果会一样再现，而可不能因人、因时、因地而异。科学界对重要实验的结果，常常需要反复验证才会相信和认可实验的特点：纯化和简化自然现象；强化和再现自然现象；延缓或加速自然进程；模拟作用：可分为物理模拟和数学模拟；经济靠得住，能够对自然进行变革观看和实验中的机缘 在科学研究中有许多由于意外事件致使科学上的新发觉的例子。（3）理论在观看和实验的作用理论思维对观看和实验具有指导作用观看渗透理论观看与理论的关系涉及重要的哲学问题（4）科学抽象科学抽象是在思维中对同类事物去除其现象

15、的、次要的方面，抽取起一起的、要紧的方面，从而做到从个别中把握一样，从现象中把握本质的认知进程和思维方式（5）科学思维科学思维包括逻辑思维和非逻辑思维。逻辑思维是在感性熟悉的基础上，运用概念、判定、推理等形式对客观世界的间接的、归纳的反映进程，是科学思维的一种最普遍、最大体的类型。它被研究得较多，像分析、综合、归纳、演绎、类比等，是运用逻辑思维最重要的、最多见的一些科学方式。非逻辑思维是指不遵循一样逻辑规那么的特殊思维方式，包括：形象思维、直觉思维、科学灵感等。 18 如何明白得科技教育与人文教育的联系和区别科技教育与人文教育作为文化教育的两个方面既有联系又有区别。科技毕竟是科技，人文毕竟是人

16、文；彼此之间有明显的区别没有人文的科技史残缺的科技，科技有人文的精神与人文的内涵，科技需要人文导向；一样，没有科技的人文是残缺的人文，人文有科技的基础与科技的精华，人文需要科技奠基。科技文化、科技知识与人文文化、人文知识都承认和尊重客观实际，提炼和抽取客观实际的本质，探讨和揭露客观实际规律。彼此之间有明显的联系和彼此作用。 21 简述数学的概念数学的概念（1）数学是数和形的学问几何：空间形式的科学，视觉思维占主导，培育直觉能力，培育洞察力代数：数量关系的科学，有序思维占主导，培育逻辑推理能力几何与代数二者相辅相成。没有直觉就没有发明，没有逻辑就没有证明。借助直觉发明的命题，要借助逻辑加以证明。

17、数学家庞加莱说“逻辑能够告知咱们走这条路或那条路保证不碰到任何障碍，可是它不能告知咱们那一条路能引导咱们达到目的地19世纪，恩格斯给数学下了如此的概念“数学是关于空间形式和数量关系的科学”（2）数学是一门关于模式和秩序的科学数学是对结构、模式和模式的结构和谐性的研究，其目的是要揭露人们从自然界和数学本身的抽象世界中所观看到的结构和对称性数学的大体元素：数、形、机遇、算法与转变数学的处置对象分为三种：数据、测量、观看资料；推断，演绎，证明；自然现象，人类行为，社会系统的各类模式数学提供了有特色的试探方式抽象化符号化公理化最优化成立模型 22 简述数学的内容（1）初等数学要紧包括：几何学与代数学几

18、何学是研究空间形式的学科，而代数学那么是研究数量关系的学科初等数学大体上师常量的数学（2）高等数学高等数学含有超级丰硕的内容，包括：解析几何线性代数高等代数微积分概率论与数理统计 23 简述数学的特点数学具有双重性即内部的进展和外部的进展。数学本身的内部活力和对培育其进展的养分的需要，数学本身确实是智力训练的学科。抽象性特点：在数学的抽象中只保留量的关系和空间形式而舍弃了其他一切数学的抽象是一个历史进程，是一级一级慢慢提高的，它们所达到的抽象程度大大超过了其它学科中的一样抽象数学本身几乎完全周旋于抽象概念和它们的彼此关系的圈子当中精准性数学的精准性表此刻数学概念的准确性，推理逻辑的严格性，和数

19、学结论的确信无疑与无可争辩性理论与结果的优美性特点：数学美在于发觉一样的规律数学美在于和谐、雅致数学美在于高等的抽象和统一数学美在于对称、简捷，数学美在于有序应用的极端普遍性应用的前瞻性诗人用想象去预见以后，政治家用意志去预见以后，慈善家用情感去预见以后，数学家用理智、数学公式来预见以后 26 什么叫悖论？并举例说明悖论在很多情形下表现为能得出不符合排中律的矛盾命题悖论是一个涉及数理科学、哲学、逻辑学、语义学等超级普遍而尖深的论题所谓悖论与必然的历史条件相联系，与人们在相应的历史条件下的熟悉水平紧密相关，其实质在于悖论是相关于特定的理论体系而言的。 28 简述数学在人类文明中的重要性数学在人类

20、文明中一直是一种要紧的文化力量数学文化包括两个方面：一是作为人类文化子系统的数学，它自身的发生、进展的规律，和它自身的结构；一是它与其他文化的关系，与整个人类文明的关系。数学对人类文化的阻碍有如此一些特点：由小到大，由弱到强，由少到多，由隐到显，由自然科学到社会科学数学是打开科学大门的钥匙马克思明确以为“一门科学只有在功效地运用数学时，才算达到真正完整的境界。”数学是科学的语言科学中量与量之间的关系都是用数学公式表达的。数学是思维的工具数学是人们分析问题和解决问题的思维工具，缘故：数学具有运用抽象思维去把握实在的能力。数学概念及数学结论是以极度抽象的形式显现的，但其所得出的规律性的东西，最终仍

21、是现实的摹写数学给予科学知识以逻辑的周密性和结论的靠得住性，是使熟悉从感性时期进展到理性时期，并使理性熟悉进一步深化的重要手腕数学的逻辑周密性还表此刻它的公理方式数学是理性的艺术数学是制造性的艺术，因为数学家制造了美好的新概念；数学是制造性的艺术，因为数学家像艺术家一样生活，一样工作，一样思索；数学是制造性的艺术，因为数学家如此对待它数学家与文学家、艺术家在思维方式上有一起的地方，都需要抽象、空想数学与工程技术电子运算机的显现和普遍应用，为数学插上了腾飞的翅膀，进入了机械时期高科技的显现把咱们的社会推动到数学工程技术的新时期。数学家E.David指出：很少有人熟悉到被如此称赞的高技术本质上是一

22、种数学技术，这种观点说明了高技术和数学的内在联系数学与解放思想第一个时期数学直接继承了希腊的数学成绩，终于成了那时科学技术革命的旗帜机械唯物论的决定论是那时的科学技术革命的指导思想，而数学是它的最要紧的武器，那时数学的进展以微积分的显现为其最顶峰，取得了极为辉煌的成功第二个时期第二时期由18世纪末算起数学家那个时期的工作，一方面是继续扩展已有的成绩，同时是向深处进军，那个地址最突出的事例一是非欧几何的发觉；二是关于无穷的研究专门是非欧几何的显现时人类思想一次大革命。 32 浅谈简练美在数学中的表现形式概念、定理、规律等表达语言的高度浓缩性，使它的语言精练到“一字千金”的程度公式、法那么、概念等

23、的高度归纳性符号语言的普遍适应性数学的简练美也是人们的一贯追求，也有一个发生进展的进程，也有反复比较的进程 33 浅谈对称美在数学中的表现形式概念的成对显现几何图形的对称性表达式的对称性 34 浅谈和谐美在数学中的表现形式对称也是和谐的一种表现形式，但和谐具有更普遍的意义理论之间的某种内在的本质联系理论的某种统一性理论的无矛盾性：数学的理论的无矛盾性是数学体系和谐的必要条件。数学和谐美的要紧表现即是理论的无矛盾性。理论的无矛盾性也是数学追求的全然目标之一 35 浅谈奇异美在数学中的表现形式在数学中新奇的领域、新奇的问题，新奇的方式、新奇的结论，也能够令人产生一种神秘莫测的美观，人们因此而专门喜

24、爱了解它，研究它，以便揭开神秘的面纱欣赏它。在数学进展史上，中国人最先明白了勾股定理：3，4，5确实是一组勾股数。到了18世纪，欧拉证明了n=3，4时，费马猜想成立到了19世纪，德国数学家库摩尔证明了n100时，费马猜想成立20世纪60年代以来，数学界的新功效与新思想竞相涌现，如突变理论、模糊数学等都给予了数学不同风格的美感。 41 浅谈数学对勤奋与自强精神的培育在数学的学习和研究中，证明和求解数学问题是意志的考验。当人们在证明和求解那些对他们来讲并非太容易的数学问题进程中，就学会了败而不馁，学会了赞赏微小的进展，学会了等待灵感的到来，学会了当灵感到来后的全力以赴。若是在数学的学习与研究中有机

25、遇体验了为证明和求解而奋斗的喜怒哀乐，那么咱们就会积存很多有效的体会，能够培育咱们对事业锲而不舍的追求。 47 浅谈数学对分析与归纳能力的培育数学的抽象有利于培育咱们分析与归纳的思维能力。数学中的许多大体概念都是人们依照各类自然和社会现象所反映的各类具体属性，为了用统一的方式去描述这些属性而产生的。在概念的形成进程中，要通过对现象进行分析整理，归纳加工，抽象归纳等一系列思维活动，例如函数、导数、定积分等概念的形成。这种活动的体会和方式会自觉或不自觉地被移植到以后的工作生活中，有助于咱们分析能力与归纳能力的提高。 49 从数学直觉的特点中可取得哪些启发数学直觉的特点：非逻辑性，易逝性，偶然性，情

26、感性启发：当你持久的思索仍找不到答案的时候，不妨搁置一下，去做做别的情形，这种转换期间取得直觉的可能性是存在的。大脑中这一兴奋中心的抑制常常意味着另一兴奋中心的开启，这对取得灵感是十分有利的。当你百思不得其解时，临时忘却它，可能还会增加产生其他联想的机遇，不仅在不同的工作之间而且在工作与休闲之间转换，有利于产生灵感。成心识地进行各类形式的学术交流，阅读同一学科不同观点的论文，阅读一些不同窗科的论著，尤其是进行面对面的学术交流或思想碰撞，对产生直觉是十分重要的。 51 浅谈数学与哲学的联系哲学是自然知识和社会知识的归纳和总结，是研究世界观的学问，是人类思维的结晶与提炼。数学是研究客观世界数量关系

27、和空间形式的自然科学。数学中的哲学思想：（1）进展的观点事物是不断进展的，在事物进展进程中，内部矛盾是事物进展的全然动力，外部矛盾是事物进展的外在动力。数学也不例外，第一数学是不断进展的，在数学进展进程中，内部矛盾和外部矛盾一起起作用。（2）实践的观点实践是熟悉的起点也是熟悉的归宿。数学源于实践，最终还要应用于实践并同意实践的查验。（3）联系的观点事物是普遍联系的。数学中的内容也不是孤立存在的，它们之间存在着千丝万缕的联系。（4）多样性与统一性世界是多样的，又是统一的，数学中的研究对象也是如此。（5）相对性与绝对性事物是相当的，又是绝对的。数学中的许多研究对象也是如此。 53 依照你自己把握的

28、数学知识，略谈数学中进展的观点事物是不断进展的，在事物进展进程中，内部矛盾是事物进展的全然动力，外部矛盾是事物进展的外在动力。数学也不例外，第一数学是不断进展的，在数学进展进程中，内部矛盾和外部矛盾一起起作用。例如，数是不断进展的。数是数学中的重要研究对象之一，它经历了正数负数零有理数无理数实数复数的进展进程。开始为了计数的需要，产生了正整数，后来又慢慢产生了负数、零及有理数，解方程的需要产生了无理数、复数的概念（这事实上是由于数学内部矛盾的作用），使数的概念取得扩充，形成了此刻完整的数的体系。数学中的概念是不断进展，数学本身也是不断进展的。开始由于计数和测量的需要，产生了代数与几何这两个最为

29、古老的数学分支。1639年笛卡儿坐标的成立产生了一门崭新的学科解析几何。1617世纪，生产中日趋复杂的计算需要增进了对数表的产生。17世纪下半叶，由于天文学、物理学的需要推动了微积分的成立。但成立数学分析的周密的数学体系的进程，直到19世纪给出了极限的精准概念，创建了周密的实数理论才得以完成。 54 浅谈数学中实践的观点实践是熟悉的起点也是熟悉的归宿。数学源于实践，最终还要应用于实践并同意实践的查验。例如，导数的概念源于物理中的速度问题和几何中的切线问题，研究了导数的性质和计算方式后，不仅可用导数计算物理中的速度问题和几何中的切线问题，还可用来求其它转变率的问题，如物理中的加速度、电流速度、线

30、密度，经济学中的边际本钱等等。固然，用数学公式计算出的结果是不是正确要通过实践的查验，实践是查验真理的唯一标准。 55 浅谈数学中联系的观点事物是普遍联系的。数学中的内容也不是孤立存在的，它们之间存在着千丝万缕的联系。例如，解析几何就成立了数与形之间的联系，能够令人们应用代数的方式研究几何问题，同时能够利用几何的直观研究代数问题。 58 简述数学对哲学的作用，并举例说明（1）数学与形而上学形而上学作为一门哲学学问是研究关于存在的科学。形而上学之因此能在西方古希腊显现并成为传统哲学的显学，第一要归于西方数学的激发和维持。概念形而上学的“真身”是在数学。形而上学的起源要上溯到毕达哥拉斯这位主张“数

31、是万物本原”的数理哲学家（2）数学科学的进展加深了对哲学大体规律的明白得，丰硕了这些内容美国数学家罗宾逊给出的实数的非标准模型，为无穷大、无穷小提供了严格的理论依据，为微积分增添了直观的因素，从而创建了新的微积分理论非标准分析。法国数学家托姆在考察自然界、社会领域大力存在不持续现象的基础上，利用微分映射的奇点理论，为这种客观现象成立了数学模型，用以预测和操纵该类客观现象，这确实是突变论的产生。（3）数学的进展带来了哲学的重要进展庞加莱的约定论，其大体观点：几何学的公理是人们约定的；物理学的一些大体概念和大体原理也具有约定性质；约定是理论和体会相结合的产物数理逻辑的蓬勃进展与分析哲学的崛起分析哲学开创于20世纪初的英国，一样以为，它的直接思想前驱是德国数学家、逻辑学家弗雷格，开创人是英国哲学家、逻辑学家罗素和奥地利哲学家维特根斯坦，并以罗素在1905年发表的论指示