现代科学技术导论
现代科技导论
一、关于科学1．科学是什么科学是人对客观世界的认识，是反映客观事实和规律的认识；科学是反映客观事实和规律的知识体系；科学是一项反映客观事实和规律的知识体系相关活动的事业。
它们分别侧重的是科学的对象、科学的知识形态和科学的社会建制。
科学要依赖于实验和经验，其对象是经验事实对科学的这种规定是为许多科学家所共认的科学家是科学活动的主体2.科学与人文的主要区别表现在：科学是求知的学问，以认知为主导，而人文是体会“觉”的活动，以觉悟为主导。
科学是外向度，以物为中心，尽量排除“我”在认识外在对象中的干扰作用；而人文是内向度，以人为中心，将我全身心地融入所刻画的场景中。
科学活动中要尽量保持情感中立，而人文则通常是有情感偏向的。
科学追求的是真实，而人文追求的是浪漫。
科学抱全球性观念，其理论是普遍适用的，而人文文化则有很强的民族特色。
科学以物为尺度，理性至上，而人文以人为尺度，人性至上。
科学研究无禁区，而人文活动有禁忌。
二、关于技术及其与科学的关系1．什么是技术技术是人类在实践活动中，根据实践经验或科学原理创造出的各种物质手段(如工具、机器、仪表)以及经验、方法、技能、技巧等，是属于实践手段的范畴。
从技术的科学性层次来看从技术的存在方式来看从对应于科学中的三个层次(基础科学、技术科学和应用科学)，技术也可以分为实验技术、专业技术和工程技术。
2．技术与科学的区别与联系从知识的角度上看，科学是理论形态的知识，而技术是操作形态的知识从方法的角度上看，科学在于发现，技术在于发明从目的上看，科学在于认识世界，而技术在于通过实践改造世界从后果上看，科学活动导致精神产品，而技术活动导致人工制品。
科学和技术之间联系主要表现为：①科学中有技术，技术中有科学②技术可产生科学,科学可产生技术③技术的需要是科学发展的重要动力，而科学是科学性技术产生与形成的基础和知识源泉④经验性技术的提升可导向科学，科学也可以改进和提升经验性技术⑤在变革世界的过程中，科学提供可能，技术使可能变为现实三、现代科技的基本特征1．科技发展模式的新特征“生产-技术-科学”“科学一技术一生产”2．科技发展速度急剧加快3．形成了以信息、生物、材料等科技为带头学科的高科技群4．综合化的发展趋势越来越强5．大科学大技术的出现需要新的科技管理模式第二章宇观世界与现代宇宙学支持大爆炸宇宙理论的观测事实(1)谱线红移(2)宇宙年龄(3)氦丰度(4)宇宙微波背景辐射第三章微观世界与现代物理学微观世界在今天的界定中是指分子原子尺度以内的世界，而探索微观世界的物理学很长时期被认为是探寻万物的“基石”的一门科学。
导论 现代科学技术总论
科 学
科学是反映客观事物和规律的知识和知识体系。 科学是反映客观事物和规律的知识和知识体系。 科学是探索客观事物及其规律的活动。 科学是探索客观事物及其规律的活动。
科学是一种社会建制。 科学是一种社会建制。
科学是一种知识形态的生产力。 科学是一种知识形态的生产力。
首先，科学是反映客观事物和规律的知识和知识体系。 • 狭义的理解把“科学知识”看作是关于自然现象及其规律 的知识，广义的理解则包括更广泛对象的知识。如英国科学 史家丹皮尔指出：“拉丁语scientia ( scire，学或知）就其广 泛意义来说，是学问或知识的意思。但英语词science却是 natural science（自然科学）的简称，虽然最接近的德语对应 词wis-senschaft仍然包括一切有系统的学问，不但包括我们 所谓的science科学，而且包括历史、语言学及哲学。”
现代自然科学技术总论
一、科学与技术
• 什么是“科学” • 科学一词，源于拉丁文的scio，后来又演变为 scientin，最后成了今天的写法 ，英文为science， 其本意是知识。 • 日本著名科学启蒙大师福泽瑜吉把“science”译 为“科学”。 • 1893年，康有为引进并使用“科学”二字。 • 严复在翻译《天演论》等科学著作时，也用“科 学”二字。 此后，“科学”二字便在中国广泛运用。
最后，技术的功能具有两面性。 一方面，它是第一生产力，它的应用使人们更有效率地进 行物质和精神生产，使生产力水平和人们的生活水平得以提高， 改变人们的生活方式、社会关系和文化传统。 另一方面，我们也应该看到，我们生活在一个技术所构建 的世界之中，它在给我们带来无穷好处的同时也给我们带来种 种烦恼和风险。它造成了环境问题、人的异化问题、它选择中 的道德问题、贫富分化加剧问题、风险社会问题等，都促使人 们重新审视它的本质、特征以及技术与人的关系，从而对它发 展的方向做出理性选择和适当限制。
现代科技导论
珍惜自然资源，共营生命绿色随着人类文明的迅速发展和经济文化水平的不断提高，人类正走向一个崭新的时代，新兴的工业丰富了人类的物质生活，先进的电子技术带给了人们许多方便，在航空航天领域，人类更是取得了许多卓越的成果，但就在人类享受着先进技术带来的便利的时候，其实，我们赖以生存的环境正被人类所说的便利压得喘不过气来。
我国的环境保护事业刚刚起步，许多地方的环境状况还不容乐观，首先，从土地资源的保护说起，我国土地资源的特征包括以下方面：（1）土地资源总量大，但人均占有土地少，人均占有耕地更少（2）土地类型多，但山地多于平地。
（3）土地资源的地区分布不平衡，耕地资源总体水平差（4）难以利用的土地资源面积大，后备土地资源潜力不足，特别是耕地后备资源不足（5）土地资源利用程度低，土地浪费严重，人地矛盾尖锐。
这些都充分体现了我国土地资源开发利用引发的一些问题。
在地球生态环境中，土地因素的恶化最为严重，过度砍伐森林使全球面临土地沙化、水土流失和地力减退等生态环境问题，具体表现在水土流失，盐碱化严重，草地、森林不断退化，湿地萎缩和生物多样性遭到破坏等。
所以，我们必须得采取一定的措施，比如退耕还林，防止水土流失，植树种草，防止土地沙漠化等。
其次是水资源的保护，水对生命的重要意义及在全球生态系统中占有重要地位，人类与水资源之间的矛盾随着人口的增长也越来越尖锐。
令人遗憾的是，水资源的污染与浪费令人惊人，从而难以形成良好的保护成果。
联合国一项研究报告指出：全球现有12亿人面临中度到高度缺水的压力，80个国家水源不足，20亿人的饮水得不到保证，预计到2025年，形势将会进一步恶化，缺水人口将达到28亿～33亿。
世界银行的官员预测，在未来的5年内“水将像石油一样在全世界运转”。
那么，应该如何正确有效地保护我们的“生命之源”呢？我们必须要做到：1）树立惜水意识，开展水资源警示教育2）必须合理开发水资源，避免水资源破坏3）提高水资源利用率，减少水资源浪费4）进行水资源污染防治，实现水资源综合利用。
现代科技导论复习要点
导论：1.科学的四个特征①科学是反映客观事物和规律的知识和知识体系②科学史探索客观事物及其规律的活动③科学是一种社会建制④科学是一种知识形态的生产力2.技术的定义，特征①技术：就是人类对自然和社会进行有目的的改造和控制活动。
②技术的特征：1）技术既有自然属性又具有社会属2）技术具有工具性与价值负载性3）技术的功能具有两面性3.科学与技术的关系①科学与技术存在着密切的联系，科学与技术既具有一些共同特征，又有显著差别②相同点：科学与技术都是人类的理性创造活动及其成果，都反映了人对于自然的对象性关系，都属于历史的、发展的范畴。
③不同点：尽管技术也是一种广义的知识体系，但却与科学具有不同的知识结构和行为特征，4.列举中国古代科技成就的5个领域的中每一个中两个突出的成就。
（P8）①数学：1）公元前14世纪商朝就使用十进位制2）公元前7世纪，王孝通第一个实际解出三次方程，比欧洲早600年②天文：1）中国人发展了数值计算天文学和星表2）把赤道坐标用于星表③地学：1）《水经式》——我国第一部国家水法2）《海涛志》——最早的潮汐学专著④农学：1）贾思勰《齐民要术》2）王桢《农书》3）徐光启《农政全书》⑤医学：1）张仲景《伤寒杂病论》2）《黄帝内经》3）李时珍《本草纲目》第1章：5.近代自然科学初步发展的年代，地点（14—15世纪，欧洲）6.近代自然科学初步发展的原因（文艺复兴的思想解放，宗教改革，手工业发展，航海，东西方交流）7.地心说强调以地球为中心，日心说强调以太阳为中心8.近代科学和第一次大综合以牛顿的地面运动三大定律和万有引力定律为标志。
9.近代科学方法有（实验归纳法，数学演绎法，数学与实验相结合的方法，牛顿的科学方法，形而上学的机械唯物主义自然观）第2章：10.第一次产业技术革命从（英国）开始，17世纪中叶11.第一次产业技术革命产生的原因（思想解放，宗教改革，生产的发展，城市化运动，殖民扩张）12.第一次产业技术革命的源头（纺织技术：飞梭和珍妮纺车）13.第一次产业技术革命的标志是蒸汽机的发明的应用14.第一次产业技术革命涉及的领域包括（纺织工业，钢铁工业，蒸汽机的发明的应用，煤炭工业等）第3章：15.康德—拉普拉斯星云假说：太阳系及其行星都有一个历史的演化过程，它们是由原始弥漫物质星云逐渐集聚而成，不断收缩的星云中心部份集聚成太阳，大体在同一平面上的环状弥漫星云收缩面行星。
现代科学技术导论相关知识点
现代科学技术导论相关知识点按照目前近代物理研究的最新成果，物质的最小构成单元是（夸克和轻子）。
人类至今认识到：世界万物的千变万化，可归结为四种基本力，这四种力是（万有引力、弱力、电磁力、强力）。
下列有关粒子、原子、分子等从大到小排列正确的是（原子、质子、夸克）。
下列有关光子、质子等质量有大到小排列正确的是（质子、电子、光子）。
恒星形成侯光和热的来源，是其中心（氢聚变为氦的核反应）。
地球是有不同状态、不同物质组成、相互作用着的圈层共同构成的。
地球的内部具有分层的结构，由内到外排列正确的是（地核、地幔、地壳）。
地球上层的大地构造运动和地震活动主要是由于（地壳运动）的结果。
太阳是一个巨大的辐射源，在太阳中心区域核聚变反应产生的能量，以（电磁辐射、微粒辐射）两种形式，不断地向外输送。
（p28）鱼体内含有高度不饱和的脂肪酸二二碳六烯酸，二碳五烯酸。
在自动化装置中，用于检测指令信息，外界变化信息以及被控对象的状态信息，并被其变换成电信号传给控制装置是（传感器）。
工业自动化当前发展的特征是（智能化和集成化）。
现代办公自动化正朝着计算机（网络化和智能化）方向发展。
（美国）是机器人的故乡，重视理论和基础技术研究，在机器人技术方面占领先地位。
（CAD/CAM）是计算机辅助设计与计算机辅助制造相结合而组成的计算机应用系统。
90年代，计算机辅助设计与制造在标准化、系列化、模块化基础上，将进一步朝着网络化、集成化和智能化的方向发展。
煤炭是我国分布最广、贮量较多的能源资源，它的贮量和人均占有量都高于国际平均水平。
煤气化主要产生二氧化碳和氧气，灰分形成废渣排除。
核电站是利用原子核裂变反应放出的核能来发电的装置，其核心是（核反应堆）。
现有核电站为防止放射性物质泄漏设置了三道屏障。
这三道屏障是（燃料包壳、压力壳、安全壳）。
1979年美国三里湾核电站由于操作失误发生了堆芯熔毁的严重事故，这个电站采用的是（压水堆）。
1986年4月26日原苏联的切尔诺贝利核电站发生了至今世界核电站最严重的一次事故，造成了31名工组人员的死亡，请指出这个电站采用的是（压力管式石墨慢化沸水堆）。
《现代科学技术导论(第四版)》电子教案 第2篇第2章微电子技术与计算机技术
第一节 微电子技术及其应用
• 1997年，Intel推出了具有750万个晶体管的奔 腾Ⅱ，AMD推出具有880万个晶体管的K6MMX 微处理器。
• 2002年，Intel推出了主频为的奔腾Ⅳ芯片，采 用工艺生产。AMD推出了主频为的Athlon XP 2 000+芯片，性能不比英特尔逊色。
1964年，研制成晶体管计算机。如DJS-6。 1974年，DJS-130通过鉴定并投产。
1983年，研制成功“757〞大型计算机和 “银河〞巨型计算机。757型机是我国自行 设计的第一台大型向量计算机，每秒运行千 万次。“银河〞是每秒运算一亿次的计算机。
1993年，“银河二号〞巨型机，运算速度高 达每秒钟10亿次。
现代科学技术导论- 第2篇第1章微电子技术与计算机技术
第三节 计算机系统的组成及工作原理
组成计算机系统的两大局部 硬件系统：计算机系统中的全部设备。包括计
算机的主机及外围设备。它由各种机械的、 磁性的、电子的装置或部件组成，是计算机
进行工作的物质根底。 软件系统：使用计算机系统的全部技术。包括
计算机中使用的所有程序和有关技术资料。
• 1999年9月，“神威Ｉ〞，运算速度为每秒3840亿次，主 要技术指标和性能到达国际先进水平。
• 2001年，“曙光3000〞巨型计算机，运算速度到达每秒1 万亿次。
• 2004年1月，“联想深腾〞计算机到达每秒4.183万亿次， 排世界第14位。曙光4000A超级效劳器，每秒10万亿次， 排世界第3位。联想、神威、曙光计算机进入世界500强。
Intel 4004微处理器 现代科学技术导论- 第2篇第1章微电子技术与计算机技术
现代科学技术导论-空间技术
人造地球卫星
人造地球卫星指环绕地球飞行并 在空间轨道运行一圈以上的无人航天 器。简称人造卫星。人造卫星是发射 数量最多，用途最广，发展最快的航 天器。
人造地球卫星按用途可分为三大类
科学卫星 是用于科学探测和研究的卫星，主要包括空间物 理探测卫星和天文卫星。
技术试验卫星
是进行新技术试验或为应用卫星进行试验的卫星。
现代宇航之父齐奥尔科夫斯基
他在1883年《自由空间》论文中便提出了宇宙飞船的 运动必须利用喷气推进原理。 1903年，他发表了《利用喷气 工具研究宇宙空间》的论文，深入 论证了喷气工具用于星际航行的可 行性 。
“地球是人类的摇蓝篮，但是 人不能永远生活在摇篮里。”
火箭的构造
主要是由 1、箭体结构 (安装、连接、储存) 2、推进结构 (提供动力) 3、制导结构 (实时测量和控制飞 行) 这三大部分组成。
空间技术（航天技术）的组成部分：
由运载器技术、航 天器技术和航天测 控技术三大部分组 成。
空间资源
是空间环境中能够为人类开发利用、获得经济和其他 效益的物质或非物质资源的总称，目前已经探明可资利用 的空间资源主要有高远位置、微重力、高真空、无污染、 太阳能和其他丰富的物质资源，概括起来包括轨道资源、 环境资源和天体矿物资源。
空间技术：包括了航天技术和航宇技术。
空间技术——航天技术
因为人类主要还是在太阳系内从事活动，所以现如今 人们把航天技术和空间技术视为同义词。
目的：利用空间飞行器作为手段来研究 发生在空间的物理、化学和生物等自然 现象。
空间技术的特点：
1、是高度综合的现代科学技术，它是许多科技最新 成就的集成，其中包括喷气技术、电子技术、自 动化技术、遥感技术、数学、物理、化学等等。 2、是对国家现代化、社会进步具有宏观作用的科学 技术。例如，通过卫星使电视网络覆盖全国及至 全球；气象卫星可以进行全球天气预报，包括长 期天气预报；这许多都是常规手段无法做到的。 3、空间活动是高投入、高效益、高风险的事业。尽 管风险很大，但是空间技术的发展对人类的贡献 是巨大的，因此它必将持续发展。
《现代科学技术导论(第四版)》电子教案 第1篇第4章宇宙的结构层次和物质
七、夸克模型
• 1964年，盖尔曼 〔M.Gell－Mann, 1929-〕和兹瓦格 〔G .Zweig〕分别独 立提出了形象的、易于 理解的强子结构模型— 夸克模型,该模型认为 “强子是由三个更根本 的粒子(现记为上夸克、 下夸克、奇异夸克)组 成〞。
现代科学技术导论-第1篇第4章宇宙的结构层次和物质
六、第一代“根本粒子〞
• 汤川秀树的理论被确立之后，原子核内相互作用的 理论研究开始活泼起来。π介子发现以后,许多物理 学家认为,组成物质的根本单元〔称为第一代根本粒 子〕都找到了。
• 物理学家立即认识到原子核由质子p和中子n组成， 通常就把质子和中子称为核子。核子由比电磁相互 作用〔电磁力〕更强的相互作用——核相互作用 〔核力〕结合成原子核，否那么，原子核就会因为 带正电荷的质子间的斥力而崩解。核力就是强相互 作用力。核力仅在原子核线度〔约10-13cm〕范 围内呈现，它是短程力，粗略地说，核力是一种强 吸引的短程力。
现代科学技术导论-第1篇第4章宇宙的结构层次和物质
• 十、粒子物理面临的挑战 20世纪60年代以来，粒子物理学有很大进展，但 仍有许多根本问题需要解决。如：为什么看不见夸 克？夸克和轻子有没有结构?难道它们是最根本的 吗?标准模型预言的希格斯粒H子为什么至今尚未发 现?弱作用下粒子反粒子变换—宇称联合反演对称 性〔CP)破坏的来源是什么?这些问题都是今后粒 子物理要研究的课题。标准模型仍存在着问题，人 们希望能在理论和实验上取得新的结果，使标准模 型有所突破。物理学的根底是实验，因此，人们寄 希望于未来的超高能和高亮度加速器。
• 大约在公元前400多年， 古希腊哲学家德谟克利 特把构成物质的最小单 元叫做“原子〞，认为 宇宙万物乃至灵魂都是 由这种不可分割的原子 构成的。