1、现代科学技术概论复习重点绪论 科学技术的含义、结构和功能第一节 科学技术的含义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。狄德罗的技术构成的四个要素：目的性、规则性、 “工具”性、 “体系”性。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
2、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。3、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。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。第二节 科学技术的体系结构1、研究的分类：基础研究、应用研究、开发研究。基础研究：基本目标是推动科学认识的发展。它分：纯基础研究、定向基础研究。应用研究：是运用基础研究成果和有关知识为创造新产品，新方法、新技术和新材料的技术基础所进行的研究。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
3、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。2、科学的分类：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） 、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中的问题） 、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） 。3、技术的分类：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）、基本技术（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） 、产业技术。技术的特性：一、整发育性。二、内对应性。三、自相关性
4、。第三节 科学技术的社会功能1、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）2、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、通过改进生活基础来变革人类的进化方式。第一章 古代科学技术古代科学技术: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。第一节 科学技术知识的萌芽1、火的使用对人类的作用
5、：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。第二节 古代中国的科学技术1、古代科学技术的成就：陶瓷从陶器到瓷器从青瓷到白瓷再到彩瓷。丝织技术染色、印花技术、纺织技术，丝绸之路。建筑技术万里长城、赵州桥、宗教建筑、历代皇宫、寺释迦塔、李成营造法式 。四大发明造纸、印刷术、火药、指南针。农学汜胜汜胜之书、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 。第三
6、节 古希腊罗马的科学技术1、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，机械制造阿基米德、希罗机械术 。手工业万神庙。2、科学：数学平行四边行、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3、天文学：宇宙模型的构思。 4、医学：开始研究人体解剖5、生物学：开创了生物学分类之先河。第四节 古代阿拉伯的科学技术拉伯的贡献：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
7、和星图，在西方也很有影响。三、建立了自己的医学体系。四、 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 近代科学技术第一节 近代科学技术的兴起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、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
8、性思考的勇气，给近代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。第二节 近代科学技术革命1、哥白尼日心体系太阳是宇宙的中心，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。2、哈维的血液循环论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，才使得从右心室输出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，心脏是血液
9、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。3、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” ，并出现了一种思潮，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，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
10、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。4、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。5、伽利略是经典力学的奠基人，近代科学方法的创立者，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
11、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。被称为近代科学之父。6、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。7、第一次技术革命又称第一次工业革命，英国，18 世纪 30 年代19 世纪 40 年代。以蒸汽机的发明和广泛使用为主要标志。1733 年，约翰 凯伊，织布飞梭；1764 年，哈格里沃斯，珍妮纺车；1768 年，阿克莱，水车纺纱机。1690 年，巴本，活塞蒸汽机；1705 年，纽可门，大气压
12、力活塞式蒸汽机，瓦特，分离冷凝器，瓦特蒸汽机，8、牛顿：牛顿环，巴塞林：双折射现象，托马斯 扬：光是横波的观点，解释了光的折射、干涉和偏振现象。伽伐尼：发现电流的存在，标志着在静电之外开辟了动电即电流研究的新领域。伏特：伏特电池。欧姆：发现了电位差、电流强度和电阻之间的定量关系， （欧姆定律）。19 世纪，电流磁效应和电磁感应定律的发现，导致了电磁学的建立。麦克斯：把电、磁、光统一起来，实现了物理学理论上的又一次大综合。皮克西：第一台永磁式直流发电机。西门子：自激式直流发电机。格拉姆：环形电枢直流发电机。莫尔斯：有线电报。贝尔：电话。爱迪生：白炽灯。马可尼与波波安：无线电通信。第三节 近代科学
13、的全面发展1、数学：变量数学的产生，费马、笛卡尔独立的创立了解析几何。概率论的创始人是费马和惠更斯，微积分的奠基人是牛顿和莱布尼茨，黎曼发展了罗氏几何，创立了黎曼几何。2、拉瓦锡提示了燃烧和空气中氧的真实联系，提出来燃烧的氧化学说，出版了化学纲要 。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，提出元素周期律。3、对分类学发展作出重大贡献的是瑞典生物学家林耐，出版了自然系统 ，形成“林氏 24纲” 。拉马克出版了动物学哲学 ，达尔文物种起源 ，施莱登论植物的发生 ，施旺提出了细胞学说。4、赫歇尔制造了望远镜，记录了
14、 3000 多颗恒星，发现了天王星和它的两颗卫星，还发现了土星的两颗卫星。勒维耶发现了海王星，康德自然通史和天体论 ，拉普拉斯出版宇宙体系论 ，赖尔的地质学原理 。5、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
15、物理学第一节 19 世纪末物理学的三大发现三大发现的意义 ：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出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。第二节 相对论物理学1、狭义相对论的基本原理：一、相对性原理，二、光速不变原理。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
16、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。2、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。第三节 量子力学与物质结构理论1、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” 。2、量子力
17、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器。3、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。4、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。
18、第四章 现代化学第一节 现代化学发现的基本特征一、交叉学科大量涌现（物理与化学、化学与生物学） 。二、从描述性走向推理性（从宏观到微观、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） 。第二节 现代无机化学1、化学键：分子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：离子键、共价键、金属键。2、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。3、共价键分：非极性键（如 H2、02、N2 分子中） 、极性键（如 HF 分子中） 。4、现代化学键理论：价键理论、分子轨道理论。5、价键理论特点：将
19、分子看作原子的组合，认为当具体未成对而且自旋反平行的电子的原子，彼此结合形成共用电子对时，就形成了共价键。优点：直观，易为化学工作者接受。6、一种金属键理论叫做改性共价键理论。7、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。第三节 现代有机化学20 世纪有机化学合成的特点：一、合成原料路线转变。 （煤焦油化学电石化学石油化学）二、有机合成范围日益扩大。三、合成方法、途径和技术发生重大变革。第四节 现代化学的其它重要分支1、现代物理化学分：热力学、量子化学、统计力学和化学动力学。2、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。3、光学分析法：利用被
20、测物质的光学性质进行分析的方法。4、电化学分析法：利用被测物质的电化学性质进行分析的方法。5、量子力学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谔方程，来计算分子内电子运动规律。动力学是研究过程速率的科学，如研究化学化学反应（包括在电极上进行的反应）的速率和历程，研究扩散的影响。第五章 现代生物学第一节 遗传学1、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。2、孟德尔遗传学的意义：用数学方法把生物遗传定量地表示出来，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，标志
21、了现代遗传学的诞生。3、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 DNA 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。第二节 神经生物学1、外周神经系统分为：感觉随意运动神经、植物性神经。2、神经元分为：感觉神经元、运动神经元、联络神经元。3、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。4、神经冲动：在神经纤维中传导的电脉冲。5、脑分为：大脑、间脑、中脑、后脑、延脑。6、大脑皮层功
22、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。7、条件反射：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。8、记忆分为短时记忆、长时记忆。记忆障碍就是遗忘。第六章 现代天文学和现代地学第一节 现代天文学1、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。2、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：椭圆星系、旋涡星系、透镜状星系和不规则星系。3、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。第二节 现代地学1、大气圈分为：对流层、平流层、中层、电离层、散逸层
23、。2、地球的外部圈层分为：大气圈、水圈、生物圈。内部圈层分为地壳、地幔、地核。3、地球的形成与演化：随着恒星生生减减，较晚形成的星云与恒星其重元素的含量也愈多。太约约在四十六亿年前形成，同时，围绕在太阳周围的微粒，彼此碰撞、吸附，逐渐形成微小顆粒。再累积形成原始的行星、衡星等天体，地球就是其中一個。大约在 47 亿年前，地球刚刚形成。那时地球的环境与现在完全不同：地面上火山爆发，温度极高。后来，地球的温度逐渐降低，水蒸气凝结成雨降落到地面上，最终汇集成原始的海洋。原始海洋中的各种物质不断地相互作用，经过极其漫长的岁月，逐渐形成了原始的生命，可以说原始的海洋是生命的摇篮。太古代末期形成了高分子有
24、机物，古生代时海洋里演化也了鱼类。后来形成了大片森林和动植物。中生代时出现了大量被子植物，新生代后，人类出现。地球现在正处在壮年期。第七章 现代数学第一节 现代数学思潮1、现代数学危机：第一次是在古希腊的毕达哥拉斯学派那里发生的。只相信整数，对直角三角形两个直角为整数而第三边出现的无理数，感到无法理解，使初等数学中几何学和算术彼此分裂，几何缺乏算术基础，并造成长期把几何作为数学基础这一局面。数学分析中的核心概念， “无穷小量”是零还是非零所引发的逻辑矛盾，又引发了数学发展史上的第二次危机。英国著名数学家罗素于 1903 年提出的一个集合论悖论，从而引发了第三次数学危机即“现代数学危机” 。2、
25、数学基础研究中三大学派: 逻辑主义学派:认为所有的数学都可以从逻辑推导出来,也就是说,数学的概念可以以逻辑概念为基础得到明确的定义,数学的定理则可由逻辑的规律出发经由纯粹的演绎得到证明.直觉主义学派:目的是论证传统数学的合理性,但他们使用与逻辑主义者全然相反的方法达到这一点,数是起源和产生于头脑中的人类活动,它并不存在于头脑之外,而是独立于真实世界的.数学就等同于我们思维中的精确部分,其最终依据就是“原始数学直觉， ”即对某些数学概念直接的确定，这是人的理性本性的一种表现。数学思维就是智力构造的一个过程，它独立于经验，并且只受到直觉的限制，即只有在直觉上被构造的对象（概念）及其推理过程才是真实
26、可靠的，按照直觉主义的构造性要求，就必须排斥非构造性数学和传统逻辑，这又和数学基础研究的目的不相符了。形式主义学派：由于逻辑与数学之间存在质的区别，所以任何企图把数学化归为逻辑的努力都是不可能的，但是，由于数学中包含有逻辑的概念，逻辑中也包含有数学的概念，所以必须把逻辑和数学同时加以考虑。我们也不能轻易抛弃古典数学中非构造性的部分和传统逻辑。在形式主义者看来，数学的基本概念本来就没有什么涵义，无所谓正确或者错误、真或者假，只要由公理所构造出来的系统是自治的，不存在矛盾，它就是合理的；数学就是关于形式系统的科学。第二节 现代数学的重大进展进展：一、应用数学的崛起。二、概率论、数理统计的扩张。三、
27、纯粹数学的发展。第三节 现代数学的新分支1、数理逻辑的内容包括：公理化集合论、证明论、递归论和模型论。逻辑演算则是这四个部分的共同基础。2、运筹学：为一切执行部门对它们控制下的业务活动采取决策时提供数量上根据的科学方法。它形成了规划论、排队论、决策论和对策论等一系列分支。意义：它已经成为现代管理科学的重要理论基础和数学方法，尤其是电子计算机广泛应用以来，数学模型的建立和运算变得快捷和容易，更加增强了运筹学的实用价值第八章 复杂性科学第一节 系统科学1、复杂性科学：对以复杂性为内在特征的事物进行研究的科学。分：系统科学和非线性科学。2、系统：是由若干组份结成的具有特定功能的整体。3、系统观念的内
28、容为：整体性观念、相关性观念、有序性观念、动态性观念。4、系统方法：指用系统思想，按照系统的特征和规律性认识客观事物，解决和处理问题的一整套方法体系。具体来说，就是把研究和处理的任何对象都当作“系统”看待，从整体上考虑问题，综合应用现代科学技术和数学工具，精确地、定量地考察要素之间、系统与要素之间、系统与环境之间的关系，利用各种因素之间的联系，提高整体水平、获得最优效果的方法。5、系统方法的种类：过程与体系方法、整体与部分方法、功能与结构方法、状态与环境方法。6、信息：事物所发出的一切消息中包含的能够表征事物的内容。它具有知识的秉性、是一种资源、可以无限开采、多人共享；可传输、可储存、可提取、
29、可加工等。事件出现的可能性（概率）减小，信息量（相当于做功量）就越大，事件出现的可能性越大，信息量就越小。可见，信息量是概率的单调减函数。7、控制系统包括施控部分和被控部分。被控部分也叫被控对象，简称对象；施控部分也叫控制器，又称调节器。8、控制的形式分为：随机控制、记忆控制、共轭控制、负反馈控制、程序控制。9、模拟方法:它根据模型和原型之间的相似关系,用模型来模拟对象,通过模拟来间接地研究原型的规律性.10、功能模拟方法:以功能和行为的相似性为基础,用“模拟”模仿“原型”的功能和行为，通过模型间接地研究对象规律性的控制方法。11、黑箱方法：通过考察系统的输入和输出及其动态过程，而不直接考察其
30、内部结构来定性或定量地认识系统的功能、特性、行为方式，以及探索其内部结构和机理的一种方法。第二节 非线性科学1、组织：一个系统的要素按照特定要求和指令形成特定结构或机能的过程。组织的形成可表现为时间结构、空间结构、时空统一结构。2、自组织：一个系统的要素按彼此的相干性、协同性或某种默契形成特定结构及功能的过程。组织与自组织的区别：它们在形式和状态上是一致的，二者产生的动力和原因不同，二者的范围也不同，前者需人的能动性和目的性去干预和指挥，后者则不一定。后者的范围比前者要宽。3、耗散结构形成的条件：一、系统必须是开放系统，必须与外界有物质和能量的变换，封闭系统不可能产生耗散结构；二、系统必须处于
31、远离平衡的非线性区，在平衡态或近平衡态不可能发生从无序走向有序的突变；三、系统中必须有某些非线性动力学过程，这种非线性相互作用能够使系统内的各要素之间产生协调动作和相干效应，从而可使系统从杂乱无章变为井然有序。4、协同学原理：一个由大量子系统构成的系统，其子系统之间在一定条件下通过非线性相互作用就能产生协同现象和其相干效应；在宏观上能产生时间结构和空间结构（时空状态） ，形成有一定功能的自组织结构，表现出新的有序状态。5、循环：指自然界或社会运动中最普遍最简单的一种周期过程。6、超循环：一种把各个循环联系在一起，使循环的每一要素能自我选择、自我复制、又能对下一个新要素的产生起助催化作用的高级循
32、环。研究超循环的运动状态特点，揭示其自我选择、自我复制与进化、变异规律的科学，就是超循环论。原联邦德国生物学家艾根 1971 提出。7、循环网络分为：一是应循环，二是催化循环，三是催化超循环即超循环。8、超循环特点：不可逆性、开放性、催化性、协同性。9、混沌：确定的随机性。 “确定的”是说它由内在原因而不是外在原因造成的，即过程是严格确定的；而“随机性”指的是不规则的、不能预测的行为。特征：一、对初始条件的敏感依赖性。二、内在随机性，又称极为有限有可预测性。三、内部的超载有序性。10、分形：组成部分与整体以某种方式相似的形。特征：复杂性和自相似性。第九章 信息技术与激光技术第一节 微电子技术1
33、、信息技术：指信息的获取、传递、处理技术、它以微电子技术为基础，包括计算机技术、通信技术、微电子技术、光导技术和人工智能新技术等。2、微电子技术：信息技术的支柱。它微小型电子元器件和电路的研制、生产以及用它们实现电子系统功能的技术领域。核心是集成电路技术。3、集成电路：指以半导体晶体材料为基片，采用专门的工艺技术将组成电路的元器件和互连线以整体的形式集成在基片内部、表面或基片之上的微小型化电路或系统。4、微电子技术的发展趋势：一、到 21 世纪微电子技术仍将以极高的速度发展，这是因为它自身具有极大的潜力，而且有现代信息社会需要的强大推动。二、在今后相当长的一段时间内，仍将向以硅为主要材料、CM
34、OS 为主导工艺技术的趋势发展。三、广义的系统集成技术，即把包括信息的获取、处理和利用的整个智能系统集成到一个或几个芯片上去的技术是一个需要重视的方向，将成为 21 世纪的一项突破性技术。四、技术、装备和方式将有较大的变革，走向 CIMS（计算机集成生产系统）的生产方式无疑是微电子大生产的必然方向。五、MOS（金属氧化硅半导体）器件的工作极限不会妨碍微电子技术的继续高速发展，而新一代器件的诞生将使微电子技术提升到更高水平。第二节 计算机技术1、计算机的发展历程：第一代为电子管时代。第二代为晶体管时代。第三代为集成电路时代。第四代为大规模集成电路时代。计算机的发展正在进入第五代。2、计算机的组成
35、部分：运算器、存储器、控制器、输入装置、输出装置。运算器、存储器、控制器三个部分合起来统称中央处理器或微处理器。3、计算机特点：一、运算速度快、二、精确度高、三具有记忆和逻辑判断能力、四、自动化程度高。4、计算机的应用领域：一、数值计算机或称科学计算机，二、数据处理或称信息处理，三、实时控制或称过程控制，四、计算机辅助系统，五、人工智能或称智能模拟。5、信息高速公路：指一个由计算机、通信设备和电缆、光缆、无线传输组成的大容量、高速度、智能化的巨大的信息传输及处理系统。它具有网络化和多媒体化的特点。第三节 通信技术1、通信技术分为：电气通信（电信） 、光纤通信、卫星通信。2、光纤通信：是利用光波
36、载荷话音、数据、图像等信号，通过光导纤维作为媒介进行传输的一种通信技术。基本原理：当光以某一角度从芯子射到包层时，由于芯子的折射率高于包层的折射率，光便在芯子和包层交界处产生全反射，这样辗转反射，光线即在芯子内呈“之”字形前进。涂敷层的作用是增加光纤的机械强度，同时保护光纤不受外来损害。利用光纤传递信息是使声音或图像进入电话或摄像机变成相应的电信号，再把电信号加到激光发射机上发出相应的光信号，通过光纤将光信号传到另一端，由激光接收机接收，通过光电转换器再还原成电信号，而后进入电话机或电视机复制出声音或图像来。3、光纤通信的优点：容量大、保密性好、抗腐蚀性强、重量轻、寿命长、成本低、材料资源丰富
37、。4、卫星通信：凡是利用卫星，实现远距离通信的通信方式。特点：不受地理条件的限制，组网灵活、迅速；通信容量大，费用省。发展趋势：从模拟制走向数字制，卫星功率和通信容量增大，采用新技术，提高卫星效率，开拓更高频段的通信，建立统一的数字卫星通信网。第四节 激光技术1、激光的特性：一、方向性强，二、亮度极高，三、颜色极纯，四、相干性好，闪光时间短。2、激光器组成：工作物质、泵浦源、谐振腔。第十章 生物技术与医药技术第一节 生物技术1、生物技术：是以生命科学为基础，利用生物体系（组织、细胞或其组成）和工程原理来生产生物产品、培养新的生物品种或提供社会服务的综合性科学技术体系。2、生物技术的开发领域和意
38、义：一、生物技术应用于农业，能够创造新的优良动植物品种，保持动植物品种资源，提高农业（包括畜牧业）产出的质量和数量。二、生物技术应用于工业，能够低消耗、高效率、少污染地生产许多产品（化工产品） 。三、生物技术应用于食品生产，能够改良生产工艺，增加食品品种，改良食品的风味，提高原材料的利用率，甚至能变废为宝。四、生物技术应用于医药卫生，能够提高抗生素等药物的产量和药力，降低目前昂贵药物的生产成本，生产新型高效免疫类药物（如疫苗） 。五、生物技术应用于能源和环境保护，能够利用大量的加工废料，生产沼气、乙醇等能源物质；可以利用微生物吃掉海上的泄油和农用、生活用的大量废旧塑料；可以利用固定化酶技术处理
39、污水。3、基因工程：又称遗传工程、重组 DNA 技术，是把在生物体外重新组合的 DNA 分子片段，借助于某种方法引入适当的细胞内进行复制和表达，从而产生出所需的基因产物或生物个体。分以下内容或步骤：一、目的基因的分离，二、目的基因与载体重组，三、重组后的目的基因导入受体，四、检测目的基因的导入效果，五、筛选转基因生物体。4、细胞工程技术分细胞融合技术、核移植技术、细胞或组织培养技术。5、酶工程：利用分离和提纯的生物酶大规模地催化生化反应，生产有用的产品的技术。6、克隆的启示：又一次证明了生物技术的巨大魔力和生物科学发展的无限潜力；其次是在生殖工程领域增添了新的生殖途径，促进了发育与生殖生物学的
40、研究发展；它也提示人们，科学需要发展和创新，科学也呼唤理性和法律7、生物发展存在阻力的原因：历史上任何一门科学技术的发展超越当时人类认识水平时，都会爆发一场科学与伦理、科学与宗教或科学与社会的争论大战。它来源于人们对基因产品的不理解和不信任，人们对人基因信息的保护与占有及人们信奉的人人平等、种族平等和男女平等的观念等。第二节 医药技术1、医学科学：是认识、保护和增进人类健康、预防和治疗疾病、促进机体康复的科学知识体系和实践活动。包括：基础医学、应用医学、医药工程技术与理论医学。2、医学在学科体系上分：基础医学、临床医学、中医学、药物学、卫生与预防医学。3、成就：一、发明了化学治疗和抗生素治疗，
41、二、免疫疗法，三、对营养缺乏病的治疗，四、对内分泌紊乱与激素治疗，五、外科治疗与器官移植，六、分子医学与基因治疗，七、诊断技术，八、生殖学的奇迹试管婴儿4、现代医药技术包括：电子计算机断层摄影，核磁共振技术，超声波成像技术，红外成像技术，光纤内窥镜技术与激光医用技术，免疫诊断技术，干扰素，单克隆抗体,PCR 技术。第十一章 材料技术与能源技术第一节 新材料及其发展1、新材料：指那些新近发展或正在发展中的，具有优异性能和特殊功能，对加速科学技术进步、促进国民经济发展、增强国防实力具有重大推动作用的材料。分：非晶态金属、形状记忆合金、超塑合金、超高温合金、贮氢合金、减振合金。2、形状记忆效应：指某
42、些合金材料在一定的条件下，虽经变形但仍然能够恢复到变形前原始形状的能力。3、先进陶瓷分为先进结构陶瓷、先进功能陶瓷。4、功能陶瓷：指利用材料的电、磁、声、光、热、弹性等方面直接的或耦合的效应以实现某种使用功能的陶瓷。5、功能高分子材料包括物理功能高分子材料及化学功能高分子材料。6、复合材料：指把两种以上宏观上不同的材料合理地进行复合而制得的一种材料，目的是通过复合来提高单一材料所不能发挥的各种特性。分：结构复合材料和功能复合材料。7、功能复合材料由功能体和基体组成。包括：导电功能复合材料、导磁功能复合材料、换能功能复合材料、阻尼功能复合材料、屏蔽功能复合材料。8、信息材料：指为电子计算机、微电
43、子技术和通信技术等领域开发和使用的材料。包括：信息敏感材料、大容易传输信息的光学纤维、高速度处理信息的半导体材料、高密度存储信息的记录材料等。第二节 新能源及其开发1、能源技术：是研究各种能源的开发、生产、转换、传输、分配、储存发及综合利用的科学技术体系。2、新能源：是指尚未被大规模利用、还有待进一步研究、试验完善，才能开发利用的能源。特点：具有再生性，取之不尽，用之不竭，储量丰富，能进行大规模的开采利用，也能小规模地机动使用；清洁、安全；具有较高的热值，便于贮存、运输和使用；价格低廉；无污染无公害。种类：核能、太阳能、风能、地热能、生物能、海洋能。3、常规能源：目前已被人类广泛使用，技术比较
44、成熟的能源。第十二章 空间技术与海洋技术第一节 空间技术1、空间技术：又称航天技术，是探索、开发利用太空及地球以外天体的一门综合性技术。2、外层空间：指地球稠密大气层以外的广大空间，又称宇宙空间或太空。它拥有的资源：航天器相对于地面的高位置资源；高真空和高洁净环境资源；微重力环境资源；高效太阳能资源；超低温资源；月球及其它行星资源等。3、航天器：指在地球大气层以外的宇宙空间基本上按天体力学规律运行的飞行器。包括：人造卫星、宇宙飞船、空间站、空间探测器、航天飞机。4、人造地球卫星分为：科学卫星、通信卫星、对地观测卫星、气象卫星和侦察卫星。5、空间技术发展的未来前景的设想：一、在地球同步轨道上建立
45、大型太阳能卫星发电站，二、利用宇宙空间的微重力、高真空、强辐射、超低温、无菌等条件，建造“太空工厂”和“太空医院” 。三、开发利用月球，四、开发利用其它行星，五、飞出太阳系，移居其它星球。第二节 海洋技术1、现代海洋开发包括：海洋石油开采、海洋矿物开采、海水淡化、海洋能源利用和海洋空间开发。2、海洋开发包括：传统产业开发、近海石油开采、海底采矿、海水提铀、海水淡化、海水养殖、海洋能源开发、海洋空间开发。3、海洋开发与保护的关系：海洋开发以海洋环境保护为前提，如果海洋环境遭到破坏，海洋开发就无从谈起。海洋开发是一项包括海洋环境保护在内的系统工程，只有充分重视海洋环境保护，才能最有效的开发利用海洋
46、资源，海洋开发才会有光辉的前景。第十三章 现代科学技术与社会的协调发展第一节 现代科学技术革命1、科学革命：指人类对客观世界规律性的认识发生具有划时代意义的飞跃，从而引起科学观念、科学研究模式以及科学研究活动方式的根本变革。2、意义：一、它使科学技术进入了一个新时期，改变了人们所固有的陈旧观念，使人类获得了全新的思维方式；从而使整个科学体系中的科学思想、概念、定义、定律、理论、方法都发生了根本性的变革，并被赋予了全新的解释；也使人类的认识范围向宇观和微观两个方向突进；给人类展现了一幅全新的世界图景。二、现代科学技术革命中出现的新技术投入实际应用，直接导致以电子计算机，的发明和应用为前提，以新兴
47、知识密集、技术密集型产业的确立为代表，以生产自动化为主要标志的现代产业革命（第三次产业革命）的爆发。首先，电子计算机的广泛应用，使传统析劳动方式发生了质的飞跃。其次，在宏观产业结构上，新兴产业群的建立而使生产体系发生巨大变革。第二节 现代科学技术的发展趋势1、加速发展趋势：一、当代科学技术成果呈指数增长趋势，二、科技知识的更新速度在加快，三、现代科技成果转化为商品的周期越来越短，四、科技研究力量成倍增长。2、综合趋势：一、科学与技术的综合化趋势，二、科学技术与人文社会科学的综合化趋势。3、当代科技发展有两种形式：一是突破，二是融合。4、现代科学的特征：研究的完整性，研究对象的多学科性，学科的多
48、对象性，科学研究的信息化。5、当前科学与人文社会科学的综合化主要表现形式：一、人文社会科学引入自然科学的理论和方法进行课题研究和学科建设，二、人文社会科学开始关注和研究科学家的活动和科学技术成果的应用，如科学家的人文理想、科学家的宇宙宗教情感、科学道德、科学社会学等，三、科学技术与人文社会科学共同探讨各种社会问题，四、科学技术与人文社会科学在发展中互为环境和条件。6、社会化趋势：一是科学技术活动的社会化，二是科学、技术和生产一体化。第三节 现代科学技术发展与社会发展的协调1、科学技术与社会协调发展的障碍：一是观念障碍，二是利益障碍，三是结构障碍，四是能力障碍。2、科学技术与人类社会发展的协调方
49、式：一种是罗马俱乐部的观点，主张“零”增长，被称为悲观派。另一种是美国卡恩的大过渡论，属乐观派。3、人们通常将文化中与科技相关的那部分叫科学文化，另一部分叫人文文化。4、文化对社会与科技矛盾的协调途径：基本的是使人文精神向科学技术融入，科学技术日益唤醒其内在的人性觉悟，在科技视野中更加重视其结果对人的利弊功害、对人类命运的影响，从而将科技的兴衰与人类的发展紧密地结合起来，使之成为人类福祉而活动的基本存在方式。其次，科学技术的应用，主旨在提高劳动和生产的效率。此外，除看到科学技术作用的二重性，我们还要看到人对科技作用的二重性。第十四章 人与自然协调发展第一节 人与自然的基本关系1、含义：一、人是自然界进化的产物，二、人的产生改变了自然界的原初身份，三、出现了新的自然即人化自然和人工自然。2、人对自然界的能动作用：一是人有意识、有目的地选择自然对象，二是人有意识、有目的地改变或建造自然对象，三是人按自己的需要对自然物做出评价。3、人与自然的沟通在认识自我的过程中所处的地位：一是自然界通过人自我意识，二是人
