自然科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科培訓(xùn)課程課件

第二章

自然科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科第二章

自然科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科主要內(nèi)容第1節(jié)數(shù)學(xué)第2節(jié)物理學(xué)第3節(jié)化學(xué)第4節(jié)天文學(xué)第5節(jié)地球科學(xué)第6節(jié)生物學(xué)自然科學(xué)分段古代自然科學(xué)(16世紀(jì)以前)近代自然科學(xué)(16—19世紀(jì))現(xiàn)代自然科學(xué)(20世紀(jì)以后)主要內(nèi)容自然科學(xué)分段第1節(jié)數(shù)學(xué)一、數(shù)學(xué)的研究對(duì)象及分支對(duì)象：數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的學(xué)科,數(shù)和形是兩大基本對(duì)象。形是人類對(duì)生存空間形式的直接認(rèn)識(shí)，從無(wú)規(guī)則圖形逐漸制造出一些規(guī)則的形體，形成抽象意義下的幾何圖形。分支：純粹數(shù)學(xué)（幾何類、代數(shù)類、分析類等）應(yīng)用數(shù)學(xué)（數(shù)理方程、概率統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等）。由魚形演化出的不規(guī)則的幾何圖形第1節(jié)數(shù)學(xué)一、數(shù)學(xué)的研究對(duì)象及分支由魚形演化出的不規(guī)則第1節(jié)數(shù)學(xué)二、數(shù)學(xué)的發(fā)展1.古代數(shù)學(xué)的發(fā)展原始社會(huì)多少、大小奴隸制、封建制社會(huì)十進(jìn)制、六十進(jìn)制記數(shù)法幾何學(xué)、代數(shù)學(xué)實(shí)際需要思維能力的提高第1節(jié)數(shù)學(xué)二、數(shù)學(xué)的發(fā)展原始社會(huì)多少、大小奴隸制、封建第1節(jié)數(shù)學(xué)1.古代數(shù)學(xué)的發(fā)展

古希臘：歐幾里得的《幾何原本》（約公元前300年），建立了第一個(gè)數(shù)學(xué)理論體系——幾何學(xué)，標(biāo)志著人類科學(xué)研究的公理化方法的初步形成，后世稱為“歐式幾何學(xué)”。《幾何原本》共13卷，在第1卷中，歐幾里得首先給出關(guān)于點(diǎn)、線、面、直線、平面、圓等23個(gè)基本概念的定義，然后在這個(gè)基礎(chǔ)上給出幾何學(xué)理論的5條公設(shè)和5條公理。《原本》的公理化體系：從10條公設(shè)與公理出發(fā)，將古希臘時(shí)代人們發(fā)現(xiàn)的465個(gè)幾何和算術(shù)定理全部推演出來(lái)，從而把古希臘數(shù)學(xué)組織在一個(gè)嚴(yán)密的、邏輯線索清晰的公理化體系之中，被世人稱為公理化的楷模。第1節(jié)數(shù)學(xué)1.古代數(shù)學(xué)的發(fā)展古希臘：歐幾里得的《幾第1節(jié)數(shù)學(xué)1.古代數(shù)學(xué)的發(fā)展中國(guó)：《九章算術(shù)》（漢代，約公元前1世紀(jì)），是我國(guó)古代數(shù)學(xué)體系（以解決實(shí)際問(wèn)題為內(nèi)容的實(shí)用數(shù)學(xué)體系）形成的重要標(biāo)志。在世界數(shù)學(xué)史上第一次引用了正、負(fù)數(shù)概念，并給出了加減運(yùn)算法則。《九章算術(shù)》采用問(wèn)題集的形式寫成。使用歸納的方法，對(duì)246個(gè)問(wèn)題提供了各種解決途徑和方法，為人們處理日常生活、生產(chǎn)中的實(shí)際計(jì)算提供了范例。這種寫作方式為后來(lái)的數(shù)學(xué)著作所沿用。在長(zhǎng)達(dá)1000多年的時(shí)間里，一直作為中國(guó)的數(shù)學(xué)教科書，并被公認(rèn)為世界數(shù)學(xué)古典名著之一，遠(yuǎn)傳朝鮮、日本，直到1957年蘇聯(lián)還出了俄文版。

阿拉伯?dāng)?shù)字：人們通常所說(shuō)的阿拉伯?dāng)?shù)字，其實(shí)是印度人的發(fā)明，后經(jīng)阿拉伯人傳入西方。第1節(jié)數(shù)學(xué)1.古代數(shù)學(xué)的發(fā)展中國(guó)：《九章算術(shù)》（漢代第1節(jié)數(shù)學(xué)2.近代數(shù)學(xué)的發(fā)展：代數(shù)學(xué)、解析幾何學(xué)、微積分、數(shù)學(xué)分析、概率論等代數(shù)學(xué)的成熟法國(guó)吉拉爾和笛卡兒，德國(guó)高斯，法國(guó)拉格朗日，挪威阿貝爾，法國(guó)伽羅瓦……解析幾何學(xué)的創(chuàng)立把點(diǎn)和數(shù)聯(lián)系起來(lái)，把曲線和方程聯(lián)系在一起，從而能夠利用代數(shù)方法來(lái)研究幾何學(xué)。其創(chuàng)立歸功于費(fèi)馬和笛卡兒為微積分的發(fā)展鋪平道路第1節(jié)數(shù)學(xué)2.近代數(shù)學(xué)的發(fā)展：代數(shù)學(xué)、解析幾何學(xué)、微積第1節(jié)數(shù)學(xué)2.近代數(shù)學(xué)的發(fā)展微積分與數(shù)學(xué)分析學(xué)的產(chǎn)生微積分由牛頓和德國(guó)萊布尼茲建立在實(shí)踐中（物理學(xué)和工程技術(shù)）的應(yīng)用非常廣泛和有效，為自然科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力的數(shù)學(xué)工具。概率論的建立研究隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律：尋找大量具有偶然性事物中出現(xiàn)某事件的概率使數(shù)學(xué)家們首先思考概率論的問(wèn)題，是來(lái)自賭博者的“賭金分配問(wèn)題”概率論的創(chuàng)始人：帕斯卡、費(fèi)馬、惠更斯第1節(jié)數(shù)學(xué)2.近代數(shù)學(xué)的發(fā)展第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展①更加理論化、抽象化

②與其他知識(shí)領(lǐng)域的關(guān)系更密切抽象代數(shù)學(xué)研究各種抽象的公理化代數(shù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)學(xué)科非特定的任意元素集合及其相關(guān)的代數(shù)運(yùn)算其成果被廣泛應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和其他一些工程技術(shù)中，并形成許多分支（代數(shù)編碼學(xué)、語(yǔ)言代數(shù)學(xué)等）解析數(shù)論以分析的方法來(lái)研究數(shù)論的問(wèn)題（基礎(chǔ)理論）第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展①更加理論化、抽象化第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展數(shù)理邏輯運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法來(lái)研究邏輯思想起源于萊布尼茲，成功建立邏輯演算的是英國(guó)布爾布爾代數(shù)（邏輯代數(shù)）：變量只取0和1兩個(gè)值為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)研究有效地收集、整理和分析帶有隨機(jī)性的數(shù)據(jù)，從而作出推斷或預(yù)測(cè)，為人們的決策和行動(dòng)提供建議第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展模糊數(shù)學(xué)（

FUZZY）是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法其創(chuàng)立歸功于美國(guó)的查德在模糊集合中，給定范圍內(nèi)元素對(duì)它的隸屬關(guān)系不一定只有“是”或“否”兩種情況，而是用介于0和1之間的實(shí)數(shù)來(lái)表示隸屬程度，還存在中間過(guò)渡狀態(tài)。已初步應(yīng)用于模糊控制、模糊識(shí)別、模糊決策、模糊評(píng)判、系統(tǒng)理論、信息檢索、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等各個(gè)方面運(yùn)籌學(xué)（運(yùn)用和籌劃）規(guī)劃論：研究用最少的投入完成確定的任務(wù)庫(kù)存論：研究各類存貯活動(dòng)的最優(yōu)方案決策論：在不確定的情況下作出決策第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言研究《紅樓夢(mèng)》的

作者和成書過(guò)程（80年代）美國(guó)華裔學(xué)者陳炳藻，使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，探《紅樓夢(mèng)》前后用字的規(guī)律。發(fā)現(xiàn)《紅樓夢(mèng)》前八十回與后四十回所用的詞匯正相關(guān)程度達(dá)到78.57%，由此推斷得出前八十回與后四十回的作者均為曹雪芹一人的結(jié)論。南京工學(xué)院（現(xiàn)東南大學(xué)）、深圳大學(xué)相繼開發(fā)了《紅樓夢(mèng)》作品研究的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)語(yǔ)言風(fēng)格要素與風(fēng)格手段，以及某些用字、用詞及回尾處理的差異做了比較研究，得出了《紅樓夢(mèng)》前八十回與后四十回語(yǔ)言風(fēng)格存在明顯差異的結(jié)論，又為兩者出于不同作者之手提供了有力的證據(jù)運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言研究《紅樓夢(mèng)》的

作者和成書過(guò)程（80年代）美國(guó)運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言研究《紅樓夢(mèng)》的

作者和成書過(guò)程（80年代）中國(guó)數(shù)學(xué)家李賢平在美國(guó)威斯康星大學(xué)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的模式識(shí)別法和統(tǒng)計(jì)學(xué)家使用的探索性數(shù)據(jù)分析法，又提出了一個(gè)《紅樓夢(mèng)》成書過(guò)程的觀點(diǎn)：《紅樓夢(mèng)》各回所寫內(nèi)容具有不同的風(fēng)格，各部分實(shí)際上是由不同作者在不同時(shí)期里完成的。運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言研究《紅樓夢(mèng)》的

作者和成書過(guò)程（80年代）中國(guó)第2節(jié)物理學(xué)一、物理學(xué)的研究對(duì)象、分支

對(duì)象：物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。分支:普通物理學(xué)（力學(xué)、熱學(xué)、分子物理學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)等）理論物理學(xué)（理論力學(xué)、熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、量子力學(xué)等）第2節(jié)物理學(xué)一、物理學(xué)的研究對(duì)象、分支第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展1.古代物理學(xué)的發(fā)展古希臘亞里士多德的《物理學(xué)》：世界上最早的物理學(xué)著作，涉及到時(shí)間、空間及一些力學(xué)現(xiàn)象。阿基米德：杠桿原理和浮力定律，“力學(xué)之父”歐幾里得：開創(chuàng)了“幾何光學(xué)”（光的反射定律）中國(guó)北宋沈括：《夢(mèng)溪筆談》里首次提到了指南針明代朱載：《律呂精義》中提出了“新法密律”第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展2.經(jīng)典物理學(xué)體系的形成經(jīng)典力學(xué)伽利略（意大利）：開創(chuàng)了通過(guò)實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用數(shù)學(xué)研究物理規(guī)律的方法,在科學(xué)思想和方法上開辟了全新的道路牛頓：萬(wàn)有引力定律，牛頓力學(xué)三定律，標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)的成熟熱力學(xué)由研究當(dāng)時(shí)的蒸汽機(jī)的效率開始，進(jìn)而描述熱和功的相互轉(zhuǎn)化及其在數(shù)量上的關(guān)系的規(guī)律。焦耳、開爾文、克勞休斯、卡諾等：建立了“能量守恒與轉(zhuǎn)化定律、熱力學(xué)三定律”，形成了熱力學(xué)基礎(chǔ)第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展2.經(jīng)典物理學(xué)體系的形成統(tǒng)計(jì)物理學(xué)克勞休斯：建立了氣體分子運(yùn)動(dòng)論，從而產(chǎn)生了統(tǒng)計(jì)物理學(xué)波動(dòng)光學(xué)的建立在對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)中，存在著波動(dòng)說(shuō)和微粒說(shuō)之爭(zhēng)荷蘭惠更斯是近代光的波動(dòng)說(shuō)的主要倡導(dǎo)者；笛卡兒主張光的微粒說(shuō)，牛頓也傾向于光的微粒說(shuō)“干涉”實(shí)驗(yàn)、“偏振現(xiàn)象”，波動(dòng)說(shuō)正確解釋光速的測(cè)定是波動(dòng)說(shuō)戰(zhàn)勝微粒說(shuō)具有決定意義的實(shí)驗(yàn)第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展2.經(jīng)典物理學(xué)體系的形成經(jīng)典電磁學(xué)奧斯特：研究得知電流具有某種磁效應(yīng)安培：發(fā)現(xiàn)電流與磁針轉(zhuǎn)動(dòng)方向關(guān)系服從右手定則法拉第：提出場(chǎng)和力線的概念麥克思韋：用數(shù)學(xué)語(yǔ)言概括了全部電磁現(xiàn)象，及預(yù)言電磁波的存在，發(fā)表了《電磁通論》，建立了電磁學(xué)理論的基本框架。第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展

3.現(xiàn)代物理學(xué)兩朵烏云和三大發(fā)現(xiàn)——誘發(fā)了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)“紫外災(zāi)難”、“以太漂移”的零結(jié)果X射線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)量子物理學(xué)的建立和發(fā)展德國(guó)普朗克：能量量子化假說(shuō)，能量不是連續(xù)變化的，“能量子”愛(ài)因斯坦：1905年提出光量子理論，微觀離子具有波粒二象性相對(duì)論的建立第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展第2節(jié)物理學(xué)相對(duì)論：關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和時(shí)間、空間的理論狹義相對(duì)論：①一個(gè)物體相對(duì)于觀察者靜止時(shí),它的長(zhǎng)度測(cè)量值最大②一個(gè)時(shí)鐘相對(duì)于觀察者靜止時(shí),它走的最快③在慣性系中,任何物體的運(yùn)動(dòng)速度都不能超過(guò)真空中的光速④如果物體運(yùn)動(dòng)速度比光速小很多,相對(duì)論力學(xué)還原為經(jīng)典力學(xué)質(zhì)能關(guān)系式：E=mc2，質(zhì)能關(guān)系式對(duì)后來(lái)發(fā)展的原子能事業(yè)起到了指導(dǎo)作用廣義相對(duì)論：1915年建立，現(xiàn)代宇宙學(xué)基礎(chǔ)理論之一第2節(jié)物理學(xué)相對(duì)論：關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和時(shí)間、空間的理論廣義相對(duì)論愛(ài)因斯坦指出物體使周圍空間、時(shí)間彎曲，在物體具有很大的相對(duì)質(zhì)量（例如一顆恒星）時(shí)，這種彎曲可使從它旁邊經(jīng)過(guò)的任何其它事物，即使是光線，改變路徑。廣義相對(duì)論愛(ài)因斯坦指出物體使周圍空間、時(shí)間彎曲，在物體具有很力學(xué)的分類和應(yīng)用范圍力學(xué)的分類和應(yīng)用范圍第3節(jié)化學(xué)一、化學(xué)的研究對(duì)象、分支

對(duì)象：化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)。分支:無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)第3節(jié)化學(xué)一、化學(xué)的研究對(duì)象、分支第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展

1.古代化學(xué)的發(fā)展生產(chǎn)工藝：燒煉陶瓷、冶金、釀造煉丹術(shù)：普通金屬→貴重金屬第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展2.近代化學(xué)的發(fā)展玻義耳：《懷疑的化學(xué)家》，近代化學(xué)的奠基人拉瓦錫：《化學(xué)基礎(chǔ)論》，最重要的典籍道爾頓：提出原子學(xué)說(shuō)，奠定了物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)阿伏伽德羅：提出分子概念，形成原子－分子學(xué)說(shuō)維勒：人工合成尿素，使有機(jī)化學(xué)真正起步門捷列夫：發(fā)表《元素屬性和原子量的關(guān)系》，化學(xué)元素周期表，為研究化學(xué)元素和變化過(guò)程提供了重要依據(jù)，為進(jìn)一步揭開原子內(nèi)部秘密做了必要準(zhǔn)備第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展3.現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展元素周期律的重新認(rèn)識(shí)與現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)的新發(fā)展不僅填補(bǔ)了原先周期表的空缺，還發(fā)現(xiàn)了許多新元素生物無(wú)機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)固體化學(xué)等物理化學(xué)的建立與分析化學(xué)的發(fā)展以物理學(xué)的理論和方法來(lái)研究化學(xué)現(xiàn)象和過(guò)程的學(xué)科包括結(jié)構(gòu)化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、膠體化學(xué)以儀器分析為主要手段的現(xiàn)代化學(xué)分析方法有機(jī)化學(xué)的新時(shí)代第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展3.現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展有機(jī)化學(xué)的新時(shí)代人工合成藥物的研究：如抗生素的提取成功天然有機(jī)物的研究：如提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型有機(jī)高分子化合物的研究：三大合成材料（合成橡膠、合成纖維和塑料）第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展第4節(jié)天文學(xué)一、天文學(xué)研究的對(duì)象、特點(diǎn)和內(nèi)容

對(duì)象：宇宙中各類天體和天文現(xiàn)象。特點(diǎn)：被動(dòng)觀測(cè)。內(nèi)容：研究方法：天體測(cè)量學(xué)、天體力學(xué)和天體物理學(xué)觀測(cè)手段：光學(xué)、射電、紅外、紫外、X射線……第4節(jié)天文學(xué)一、天文學(xué)研究的對(duì)象、特點(diǎn)和內(nèi)容恒星如太陽(yáng)、織女、牛郎星……，本身會(huì)發(fā)光發(fā)熱的星球，這種星球的內(nèi)部不斷的有氫氣在進(jìn)行核聚變，由于體積大，所以引力相當(dāng)大。恒星如太陽(yáng)、織女、牛郎星……，本身會(huì)發(fā)光發(fā)熱的星球，行星如地球、土星….等是太陽(yáng)系的行星，它們繞著太陽(yáng)（恒星）運(yùn)行。行星本身不會(huì)發(fā)光，靠反射太陽(yáng)的光，才能讓我們看見(jiàn)。行星如地球、土星….等是太陽(yáng)系的行星，它們繞著太陽(yáng)（衛(wèi)星如月亮是地球的衛(wèi)星，它繞地球（行星）運(yùn)行。本身不發(fā)光，也是靠反射太陽(yáng)的光，才能看見(jiàn)。衛(wèi)星如月亮是地球的衛(wèi)星，它繞地球（行星）運(yùn)行。本身不彗星又稱掃帚星，是太陽(yáng)系的特殊星體，它運(yùn)行到太陽(yáng)附近，受到太陽(yáng)的高溫高熱粒子（太陽(yáng)風(fēng)）輻射的影響，使星星看起來(lái)，就像拖著尾巴的星星；如哈雷等。彗星又稱掃帚星，是太陽(yáng)系的特殊星體，它運(yùn)行到太陽(yáng)附近流星太空中的塵埃粒子或小巖石，被地球的引力吸入，通過(guò)大氣層時(shí)，和空氣摩擦生熱而發(fā)光，在暗黑的星空中，出現(xiàn)一閃而過(guò)，瞬間消失的亮光，就是流星。流星太空中的塵埃粒子或小巖石，被地球的引力吸入，通過(guò)隕石沒(méi)被燃燒完的流星，掉落地面，就是隕石，地面被它撞擊成坑，就是隕石坑。隕石沒(méi)被燃燒完的流星，掉落地面，就是隕石，地面被它撞星座天文學(xué)家為了研究和辨認(rèn)天上的星星，把星空劃分成88個(gè)區(qū)域，每一區(qū)加以命名，如天琴、天蝎星座…..等88個(gè)星座，容易記憶。星座天文學(xué)家為了研究和辨認(rèn)天上的星星，把星空劃分成8星星的顏色每一顆恒星所發(fā)出來(lái)的光譜各不相同；表面溫度不同，星光的顏色也不同，溫度高星光呈藍(lán)色，屬幼年期的星星；溫度低、呈紅色的是老年期的星星；星光呈黃色是壯年期。星星的顏色每一顆恒星所發(fā)出來(lái)的光譜各不相同；表面溫度第4節(jié)天文學(xué)二、天文學(xué)的發(fā)展

1.古代天文學(xué)：制定歷法，宇宙模型第一部太陽(yáng)歷：古代埃及人發(fā)現(xiàn)天狼星出現(xiàn)的周期約長(zhǎng)365天，所以他們把天狼星出現(xiàn)的日子定為一年之始；又按尼羅河水漲落和作物生長(zhǎng)的規(guī)律，把一年分為3季（泛濫季節(jié)、播種季節(jié)、收獲季節(jié)），每季4個(gè)月，一年共12個(gè)月，每月30天，歲末增加5天節(jié)日，共計(jì)365天。托勒密的地心說(shuō)：主張地球居宇宙中心靜止不動(dòng)，日、月、行星和恒星均環(huán)繞地球運(yùn)行，托勒密的地球中心說(shuō)支配西方達(dá)1500年之久。第4節(jié)天文學(xué)二、天文學(xué)的發(fā)展第4節(jié)天文學(xué)

第4節(jié)天文學(xué)第4節(jié)天文學(xué)二、天文的發(fā)展

2.近代天文學(xué)哥白尼的日心說(shuō)在哥白尼的宇宙圖景中，地球不再是宇宙的中心，從而使《圣經(jīng)》賦予它的特殊身份完全喪失了──宇宙不因地球而存在，也就不再有什么天堂與地獄之分。天體力學(xué)的興起開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三大定律牛頓的萬(wàn)有引力定律和力學(xué)定律天體物理學(xué)的興起19世紀(jì)中葉天體攝影和分光技術(shù)的發(fā)明，使天文學(xué)家可以進(jìn)一步深入地研究天體的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和演化規(guī)律，從而更加深入到問(wèn)題本質(zhì)。第4節(jié)天文學(xué)二、天文的發(fā)展行星運(yùn)動(dòng)第一定律第一定律又稱橢圓軌道定律，定律指出：“所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)處于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上。”行星運(yùn)動(dòng)第一定律第一定律又稱橢圓軌道定律，定律指出：“所有行行星運(yùn)動(dòng)第二定律第二定律又稱面積定律，定律指出：“在行星運(yùn)動(dòng)時(shí)，聯(lián)結(jié)行星和太陽(yáng)的線，在相等的時(shí)間內(nèi)，永遠(yuǎn)掃過(guò)同樣大小的面積?！毙行沁\(yùn)動(dòng)第二定律第二定律又稱面積定律，定律指出：“在行星自然辯證法概論張勝光制作42這是一個(gè)十分重要的自然定律，不僅行星遵循著它，連同行星的衛(wèi)星以及太陽(yáng)周圍的其他天體概無(wú)例外。從而可以確定，太陽(yáng)系是一個(gè)有嚴(yán)密組織的天體系統(tǒng)。

它成了天空世界的“法律”，后世學(xué)者尊稱開普勒為“天空的立法者”。自然辯證法概論張勝光制作42這是一個(gè)十分重要的自然定牛頓（1642──1727年）在伽利略、開普勒等人研究工作的基礎(chǔ)

上，英國(guó)物理學(xué)家牛頓把物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律歸結(jié)為三條基本運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律，由此建立起一個(gè)完整的力學(xué)理論體系。這樣，他就把過(guò)去一向認(rèn)為是截然無(wú)關(guān)的地球上所謂“世俗”的運(yùn)動(dòng)和日月星辰那些屬于神圣的“天堂”的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一在同一理論框架之中。這可以說(shuō)是人類認(rèn)識(shí)自然的歷史中第一次理論的大綜合。

牛頓（1642──1727年）在牛頓力學(xué)三大定律第一定律（慣性定律或伽利略定律）：物體在無(wú)外力作用時(shí)，或者保持它的靜止?fàn)顟B(tài)，或沿著筆直的線作勻速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。（靜者恒靜，動(dòng)者恒動(dòng)）第二定律（加速度定律）：運(yùn)動(dòng)的變化與外加推動(dòng)力成正比；并發(fā)生在該力的作用線方向上。F=ma第三定律（作用力與反作用力定律）：對(duì)每一個(gè)作用力，總存在一個(gè)相等的反作用力和它對(duì)抗；或者說(shuō)，兩個(gè)物體彼此施加的相互作用力總是相等的，并各自指向其對(duì)方。牛頓力學(xué)三大定律第一定律（慣性定律或伽利略定律）：物體在無(wú)外自然辯證法概論張勝光制作45自然辯證法概論張勝光制作451687年，牛頓《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》出版。這是經(jīng)典力學(xué)的第一步經(jīng)典著作（標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立），也是人類掌握的第一個(gè)完整的科學(xué)的宇宙論和科學(xué)理論體系，其影響遍布經(jīng)典自然科學(xué)的所有領(lǐng)域。牛頓力學(xué)是整個(gè)近代物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代一切機(jī)械、土木建筑、交通運(yùn)輸?shù)裙こ碳夹g(shù)的理論基礎(chǔ)。牛頓在整個(gè)科學(xué)史上占有獨(dú)特的地位，他給以后整整兩個(gè)多世紀(jì)的科學(xué)思想深深地打上了自己的烙印。他的偉大不能完全歸功于個(gè)人的聰明才智，牛頓自己也承認(rèn)他是站在巨人肩上，因此比別人站得更高看得更遠(yuǎn)。1687年，牛頓《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》出版。這是經(jīng)典第4節(jié)天文學(xué)3.現(xiàn)代天文學(xué)：射電天文學(xué)，現(xiàn)代恒星演化理論，宇宙大爆炸模型

1950年代，射電望遠(yuǎn)鏡開始應(yīng)用。到了1960年代，取得了稱為“天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)”的成就：微波背景輻射、脈沖星、類星體和星際有機(jī)分子。而與此同時(shí)，人類也突破了地球束縛，可到天空中觀測(cè)天體。除可見(jiàn)光外，包括天體的紫外線、紅外線、無(wú)線電波、X射線、γ射線在內(nèi)的整個(gè)電磁波段都能觀測(cè)到了。第4節(jié)天文學(xué)3.現(xiàn)代天文學(xué)：1950年代，射電現(xiàn)代恒星演化理論恒星是由星云產(chǎn)生的，星云經(jīng)過(guò)自吸引形成星胚，星胚不斷收縮，溫度不斷升高，當(dāng)溫度升高到氫核聚變反應(yīng)可以進(jìn)行時(shí)，就意味著恒星的誕生。恒星誕生后，它內(nèi)部氫核聚變成了它的主要能源，恒星在這個(gè)階段的停留時(shí)間最長(zhǎng)，這就是中年的主序星階段。核能耗盡后，恒星進(jìn)入老年的紅巨星階段。最后不同大小的恒星以不同的方式死亡，

或變成白矮星，或變成中子星，或成黑

洞等。主序星階段引力收縮高密恒星紅巨星階段現(xiàn)代恒星演化理論恒星是由星云產(chǎn)生的，星云經(jīng)過(guò)自吸引形成星胚，宇宙大爆炸模型宇宙演化過(guò)程起始于大約150億年前。宇宙開始是一個(gè)高溫、高密度的“原始火球”，球內(nèi)充滿輻射和基本粒子；后來(lái)火球內(nèi)的基本粒子發(fā)生核衰變反應(yīng)，引起大爆炸而向外急劇膨脹，輻射溫度核物質(zhì)密度急劇下降，核反應(yīng)便停止；其間所產(chǎn)生的各種元素就形成了今天宇宙中的各種物質(zhì)，膨脹過(guò)程中輻射物質(zhì)逐漸凝聚成星云，進(jìn)而演化為今天的各種天體。此理論得到天文觀測(cè)事實(shí)的支持：例如星系紅移是宇宙膨脹的反應(yīng)，微波背景輻射是宇宙大爆炸高溫的直接遺跡等等。宇宙大爆炸模型宇宙演化過(guò)程起始于大約150億年前。第5節(jié)地球科學(xué)一、地球科學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容

對(duì)象：從地心到地球外層空間，由固體地球、水圈、大氣圈和生物圈組成的地球系統(tǒng)。內(nèi)容：地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、大氣學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境地學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)等。第5節(jié)地球科學(xué)一、地球科學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展1.古代地球科學(xué)：肉眼觀察，零散認(rèn)識(shí)，在地理、地圖方面取得進(jìn)展十五世紀(jì)：地理大發(fā)現(xiàn)時(shí)期（歐洲航海者開辟新航路和“發(fā)現(xiàn)”新大陸的通稱）1403年，鄭和率領(lǐng)龐大的艦隊(duì)向西周游南海各地并遠(yuǎn)航至阿拉伯地區(qū)和非洲東海岸。覬覦東方財(cái)富的歐洲冒險(xiǎn)家們則向南和向東探險(xiǎn)。1488年，迪亞斯的探險(xiǎn)隊(duì)繞過(guò)好望角，達(dá)伽馬于1497－1499年間完成的航行最終確定了從歐洲經(jīng)印度洋到東方的航線。15世紀(jì)末哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲大陸。第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展馬可波羅（1254—1324年）意大利威尼斯人，出身于商人貴族家庭。大約從1275年至1292年17年間，馬可波羅和他的父親、叔父一直在中國(guó)居住。馬可波羅除了在京城大都供職外，還奉皇帝之命巡視過(guò)陜西、四川、云南、河南、江浙等省或出使外國(guó)，他自稱曾治理過(guò)揚(yáng)州3年。

1295年（元成宗元貞元年），波羅父子三人由海路乘船回到意大利。第二年，馬可波羅參加威尼斯艦隊(duì)作戰(zhàn)，兵敗被俘，被拘留在獄中。他把自己在中國(guó)和亞洲其他國(guó)家的見(jiàn)聞，口授給同獄的一位名叫魯思蒂謙的文章能手，由后者用法文記錄下來(lái)，整理成著名的《馬可波羅行紀(jì)》（或稱《東方聞見(jiàn)錄》）。1298年，馬可波羅獲釋回家，后來(lái)成為巨商。馬可·波羅的書在歐洲廣泛流傳，激起了歐洲人對(duì)中國(guó)文明與財(cái)富的傾慕，對(duì)以后新航路的開辟產(chǎn)生了巨大的影響。同時(shí)，西方地理學(xué)家還根據(jù)書中的描述，繪制了早期的“世界地圖”。馬可波羅（1254—1324年）意大利威尼斯人，出身第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展2.近代地球科學(xué)：地質(zhì)學(xué)的產(chǎn)生：隨著近代航海和地理大發(fā)現(xiàn)，以及來(lái)自近代科學(xué)思想和方法的影響，特別使近代工業(yè)和采礦業(yè)的發(fā)展，要求人們對(duì)大量已積累的地質(zhì)資料給予科學(xué)的說(shuō)明。為適應(yīng)這種需要，涌現(xiàn)出一批地質(zhì)學(xué)家。這樣地質(zhì)學(xué)也開始自立于自然科學(xué)之林，成為一門獨(dú)立的學(xué)科。巖石成因的水火之爭(zhēng)：水成論（德國(guó)魏爾納）、火成論（英國(guó)赫頓），吸引了更多的學(xué)者從事新的地質(zhì)考察和研究，促使實(shí)驗(yàn)地質(zhì)學(xué)產(chǎn)生。地殼運(yùn)動(dòng)變化的災(zāi)變論和漸變論第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展3.現(xiàn)代地球科學(xué)：大地構(gòu)造理論學(xué)的新進(jìn)展大陸漂移說(shuō)——德國(guó)的魏格納海地?cái)U(kuò)張說(shuō)——美國(guó)的赫斯板塊構(gòu)造理論——美國(guó)的勒皮雄、摩根和英國(guó)的麥肯齊等第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展大陸漂移說(shuō)——魏格納(1880-1930年)大陸漂移說(shuō)認(rèn)為﹐地球上所有大陸在中生代以前曾經(jīng)是統(tǒng)一的巨大陸塊﹐稱之為泛大陸或聯(lián)合古陸﹐中生代開始﹐泛大陸開始分裂并漂移﹐逐漸達(dá)到現(xiàn)在的位置，形成目前的海陸布局。由于不能更好地解釋漂移的機(jī)制問(wèn)題﹐當(dāng)時(shí)曾受到地球物理學(xué)家的反對(duì)。20世紀(jì)50年代中期至60年代﹐隨著古地磁與地震學(xué)﹑宇航觀測(cè)的發(fā)展﹐使一度沉寂的大陸漂移說(shuō)獲得了新生﹐并為板塊構(gòu)造學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

大陸漂移說(shuō)——魏格納(1880-1930年)大陸漂移說(shuō)海地?cái)U(kuò)張說(shuō)——赫斯(1906-1969)1962年，美國(guó)地質(zhì)學(xué)家赫斯教授發(fā)表了他的著名的論文《海洋盆地的歷史》。這篇論文被人們稱為“地球的詩(shī)篇”。其中，赫斯教授以先人之見(jiàn)，首先提出了“海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)”。海底擴(kuò)張說(shuō)認(rèn)為，海底是冷卻了的地幔，地幔中有對(duì)流存在。高熱流的地幔物質(zhì)沿大洋中脊的裂谷上升，不斷形成新洋殼；同時(shí)，以大洋脊為界，背道而馳的地幔流帶動(dòng)洋殼逐漸向兩側(cè)擴(kuò)張；運(yùn)動(dòng)的洋殼碰到大陸地殼就下沉鉆入地幔深部，并形成海溝，大陸地殼前緣被擠壓抬升形成山脈或島弧?！昂５讛U(kuò)張”說(shuō)，恰好可以解釋當(dāng)年魏格納無(wú)法解釋的大陸漂移理論。海地?cái)U(kuò)張說(shuō)——赫斯(1906-1969)1962板塊構(gòu)造理論1967－1968年，美國(guó)的勒皮雄、摩根和英國(guó)的麥肯齊等人先后獨(dú)立提出了板塊構(gòu)造理論。這個(gè)理論認(rèn)為，整個(gè)地球的巖石圈不是一個(gè)完整的殼體，而是由若干巨大的板塊構(gòu)成的。由于巖石圈下面的地幔中的軟流圈的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致板塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。板塊互相撞擠而形成山脈，互相錯(cuò)動(dòng)而形成水平斷層，互相交匯俯沖而形成海溝和島弧，互相分離而形成洋脊或海嶺和裂谷。板塊構(gòu)造理論1967－1968年，美國(guó)的勒皮雄、摩根和英國(guó)的第6節(jié)生物學(xué)一、生物學(xué)研究的對(duì)象和內(nèi)容

對(duì)象：一切生物共有的新陳代謝、繁殖、遺傳、發(fā)育和進(jìn)化等基本生命現(xiàn)象。內(nèi)容：按研究對(duì)象可分為動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)；按結(jié)構(gòu)層次可分為宏觀的系統(tǒng)生物學(xué)和群體生物學(xué)、微觀的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)。交叉學(xué)科：生物化學(xué)、生物物理學(xué)、生物數(shù)學(xué)、生物地理學(xué)等。第6節(jié)生物學(xué)一、生物學(xué)研究的對(duì)象和內(nèi)容

生物學(xué)主要分支動(dòng)物學(xué)領(lǐng)域動(dòng)物學(xué)-動(dòng)物生理學(xué)-解剖學(xué)-胚胎學(xué)-神經(jīng)生物學(xué)-發(fā)育生物學(xué)-昆蟲學(xué)-行為學(xué)-組織學(xué)

植物學(xué)領(lǐng)域植物學(xué)-植物病理學(xué)-藻類學(xué)-植物生理學(xué)

微生物學(xué)/免疫學(xué)領(lǐng)域微生物學(xué)-免疫學(xué)-病毒學(xué)

生物化學(xué)領(lǐng)域生物化學(xué)-蛋白質(zhì)力學(xué)-糖類生化學(xué)-脂質(zhì)生化學(xué)-代謝生化學(xué)

演化及生態(tài)學(xué)領(lǐng)域生態(tài)學(xué)-生物分布學(xué)-系統(tǒng)分類學(xué)-古生物學(xué)-演化論-分類學(xué)-演化生物學(xué)

現(xiàn)代生物技術(shù)學(xué)領(lǐng)域生物技術(shù)學(xué)-基因工程-酵素工程學(xué)-生物工程-代謝工程學(xué)-基因體學(xué)

細(xì)胞及分子生物學(xué)領(lǐng)域分子生物學(xué)-細(xì)胞學(xué)-遺傳學(xué)

生物物理領(lǐng)域生物物理學(xué)-結(jié)構(gòu)生物學(xué)-生醫(yī)光電學(xué)-醫(yī)學(xué)工程

生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域感染性疾病-毒理學(xué)-放射生物學(xué)-癌生物學(xué)

生物信息領(lǐng)域生物數(shù)學(xué)-仿生學(xué)-系統(tǒng)生物學(xué)

環(huán)境生物學(xué)領(lǐng)域大氣生物學(xué)-生物地理學(xué)-海洋生物學(xué)-淡水生物學(xué)

生物學(xué)主要分支動(dòng)物學(xué)領(lǐng)域第6節(jié)生物學(xué)二、生物學(xué)的發(fā)展1.古代生物學(xué)：分類李時(shí)珍與《本草綱目》：李時(shí)珍，生于湖北新州一個(gè)醫(yī)生世家。自14歲考中秀才后始終未能中舉，遂放棄科舉之選潛心學(xué)醫(yī)。在學(xué)醫(yī)的過(guò)程中，李時(shí)珍見(jiàn)前人的《本草》錯(cuò)誤很多，便立志重新編撰一部新的《本草》。在歷時(shí)二十多年、實(shí)地考察了許多地方后，他終于寫成52卷、190萬(wàn)字的巨著《本草綱目》。全書分16部(水、火、土、金石、草、谷、菜、果、木、服器、蟲、鱗、介、禽、獸、人)、62類，共收藥物1892種，附方ll096個(gè)，此外還配有插圖1160幅。所收藥物有近四分之一為新增?！侗静菥V目》所列部類還反映了我國(guó)古代對(duì)自然界萬(wàn)物的分類思想，具有極高的思想史價(jià)值。第6節(jié)生物學(xué)二、生物學(xué)的發(fā)展第6節(jié)生物學(xué)二、生物學(xué)的發(fā)展2.近代生物學(xué)人為分類法：林奈—人為分類法集大成者，出版《自然系統(tǒng)》，采用了至今沿用的綱、目、屬、種等分類方法，被視為生物學(xué)發(fā)展的里程碑。細(xì)胞學(xué)說(shuō)：是關(guān)于細(xì)胞是動(dòng)物和植物結(jié)構(gòu)和生命活動(dòng)的基本單位的學(xué)說(shuō)。它是由德國(guó)施萊登和施旺在1838年和1839年提出的。論證了生物界的統(tǒng)一性和共同起源。達(dá)爾文進(jìn)化論：《物種起源》，創(chuàng)立了以自然選擇為基礎(chǔ)的生物進(jìn)化論。第6節(jié)生物學(xué)二、生物學(xué)的發(fā)展人為分類法——林耐（1707－1778）瑞典的博物學(xué)家林耐是人為分類法的集大成者。1735年出版的《自然系統(tǒng)》一書中創(chuàng)造了一個(gè)完整的分類系統(tǒng)。資料的系統(tǒng)整理，生物學(xué)知識(shí)的進(jìn)一步積累和分析。人為分類法——林耐（1707－1778）瑞典的博物學(xué)家林耐是細(xì)胞是一切有機(jī)體結(jié)構(gòu)和發(fā)育的基本單位，有機(jī)體的發(fā)育，就是細(xì)胞的分化和形成的過(guò)程胡克第一個(gè)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞（小室）施萊登提出細(xì)胞是一切植物結(jié)構(gòu)的基本單位施旺把這一學(xué)說(shuō)擴(kuò)大到動(dòng)物學(xué)界1665年1838年1839年意義：證明了有機(jī)體在結(jié)構(gòu)和發(fā)育上的統(tǒng)一性，是生物科學(xué)史上的重大綜合，為生物進(jìn)化論的形成奠定了基石細(xì)胞學(xué)說(shuō)的建立細(xì)胞是一切有機(jī)體胡克第一個(gè)施萊登提出細(xì)施旺把這一1665年1物種的起源

1859年，達(dá)爾文出版《物種的起源》,提出相似的物種都是相互聯(lián)系的，起源于一個(gè)共同的祖先；自然界中存在著優(yōu)勝劣汰的競(jìng)爭(zhēng)，舊種被消滅，新種不斷產(chǎn)生，呈現(xiàn)物種的連續(xù)變化。進(jìn)化理論自誕生之日起，直至今天仍對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展產(chǎn)生著重大影響。物種的起源

1859年，達(dá)爾文出版《物種的起源》第6節(jié)生物學(xué)二、生物學(xué)的發(fā)展3.現(xiàn)代生物學(xué)現(xiàn)代遺傳學(xué)的發(fā)展孟德?tīng)栠z傳定律及重新發(fā)現(xiàn)摩爾根的基因理論分子生物學(xué)的誕生和發(fā)展DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立遺傳密碼的破譯第6節(jié)生物學(xué)二、生物學(xué)的發(fā)展1854年夏天孟德?tīng)栭_始用豌豆進(jìn)行他的雜交實(shí)驗(yàn)。1865年在2月孟德?tīng)栐凇安悸〔紶栔Z學(xué)會(huì)自然科學(xué)研究會(huì)”上宣讀了作為他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的《植物雜交實(shí)驗(yàn)》論文，這篇論文后來(lái)于1866年發(fā)表于該學(xué)會(huì)的會(huì)議錄上。他揭示出遺傳學(xué)的兩個(gè)基本定律——分離定律和獨(dú)立分配定律。這兩個(gè)重現(xiàn)代遺傳之父—孟德?tīng)枺?822－1884）要規(guī)律的發(fā)現(xiàn)和提出，為遺傳學(xué)的誕生和發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這也正是孟德?tīng)柮购笫赖闹卮罂蒲谐晒?。與會(huì)者固然很有興致地聽(tīng)取了他的報(bào)告，但大多不理解其中的內(nèi)容。因?yàn)榧葲](méi)有人提問(wèn)題，也沒(méi)有人進(jìn)行討論。1854年夏天孟德?tīng)栭_始用豌豆進(jìn)行他的雜交實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)代遺傳之父黃色豌豆F1代F2代黃色種子綠色種子純種親本黃色豌豆F1代F2代黃色種子綠色種子純種親本AAAaaAaaAa性狀分離定律AAaaAaA

顯性特征

a

隱性特征

顯性定律

分離定律

3:1AAAaaAaaAa性狀分離定律AAaaAaAa獨(dú)立分配（自由組合）定律顯性特征

圓、黃隱性特征皺、綠

圓黃:9圓綠:3皺黃:3皺綠:1獨(dú)立分配（自由組合）定律顯性特征隱性特征圓黃:9孟德?tīng)柖傻闹匦掳l(fā)現(xiàn)1900年3-5月，三位生物學(xué)家?guī)缀跬瑫r(shí)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)孟德?tīng)栠z傳定律，從而吸引了整個(gè)生物學(xué)界的注意。切馬克（奧地利）柯林斯（德國(guó)）德弗里斯（荷蘭）孟德?tīng)柖傻闹匦掳l(fā)現(xiàn)1900年3-5月，三位生物摩爾根的基因理論1909年摩爾根(美國(guó)，1866-1945)利用果蠅進(jìn)行實(shí)驗(yàn)遺傳學(xué)的研究。用孟德?tīng)柕睦碚?，可以解釋果蠅的眼睛顏色遺傳的現(xiàn)象。從孟德?tīng)柪碚摰膽岩烧撸D(zhuǎn)變成為熱情的擁護(hù)者。發(fā)現(xiàn)了伴性遺傳的規(guī)律，證明了遺傳變異與細(xì)胞中染色體的變化密切相關(guān)。他和他的學(xué)生還在連鎖、交換和不分離規(guī)律等的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步證明基因在染色體上呈直線排列，從而發(fā)展了染色體遺傳學(xué)說(shuō)。摩爾根還給出了第一個(gè)果蠅染色體連鎖圖，從而確立了基因作為遺傳基本單位

的概念。1919年和1926年摩爾根又相繼出版了《遺傳學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)》和《基因論》，建立了完整的基因遺傳理論體系。摩爾根因此而獲得了1933年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。摩爾根的基因理論1909年摩爾根(美國(guó)，1866-1945)白眼雄性YXXXYXXXYXXXYXXX紅眼

雌性白眼雄性YXXXYXXXYXXXYXXX紅眼

雌性分子生物學(xué)的誕生現(xiàn)代物理學(xué)與現(xiàn)代生物學(xué)的結(jié)合20世紀(jì)40年代細(xì)胞遺傳學(xué)、微生物學(xué)和生化遺傳學(xué)領(lǐng)域取得的成就，吸引了一些物理學(xué)家投身到遺傳的分子基礎(chǔ)和基因的自我復(fù)制這兩個(gè)領(lǐng)域的研究中來(lái)，從而注入了物理學(xué)的新理論、新概念和新方法。1951年生物物理學(xué)家威爾金斯給出了DNA纖維的X射線衍射圖，為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。分子生物學(xué)的誕生現(xiàn)代物理學(xué)與現(xiàn)代生物學(xué)的結(jié)合DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)1.1953年剛剛離開校門的大學(xué)生沃森和物理學(xué)家克里克發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，開啟了分子生物學(xué)時(shí)代。2.分子生物學(xué)使生物大分子的研究進(jìn)入一個(gè)新的階段，使遺傳的研究深入到分子層次。3.沃森、克里克獲得了1962年的諾貝爾獎(jiǎng)。DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)1.1953年剛剛離開校門的大學(xué)遺傳密碼的破解1.1959年克里克支持三聯(lián)密碼假說(shuō)，認(rèn)為DNA將遺傳信息由細(xì)胞核傳送到細(xì)胞質(zhì)，并決定蛋白質(zhì)的合成，這被后來(lái)的一系列實(shí)驗(yàn)證實(shí)。2.1961年尼倫貝格和馬太利用三聯(lián)體密碼合成了由苯丙氨酸組成的多肽長(zhǎng)鏈。3.到1963年64種遺傳密碼的含義全部得到了解答，形成了一部密碼辭典。4.由此科學(xué)家們可以認(rèn)為：基因是DNA分子的一個(gè)個(gè)片斷。

尼倫貝格（美國(guó)）

遺傳密碼的破解1.1959年克里克支持三聯(lián)密碼假說(shuō)，認(rèn)為分子生物學(xué)的發(fā)展1.隨著遺傳密碼的破譯誕生了一門新的學(xué)科――基因工程。2.20世紀(jì)70年代，內(nèi)森、史密斯和阿爾伯發(fā)現(xiàn)了限制性內(nèi)切酶在分子遺傳中的作用，為基因工程奠定了基礎(chǔ)。3.1973年伯格成功地實(shí)現(xiàn)了DNA的體外重組，人類開始進(jìn)入按需要設(shè)計(jì)并改造物種，創(chuàng)造自然界原先不存在的新物種的基因工程時(shí)代。4.并由此而興起了以基因工程為主體的生物工程新學(xué)科。分子遺傳學(xué)和生物工程已成為當(dāng)今生物科學(xué)中最活躍最前沿的新領(lǐng)域。分子生物學(xué)的發(fā)展1.隨著遺傳密碼的破譯誕生了一門新的學(xué)科演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！第二章

自然科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科第二章

自然科學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科主要內(nèi)容第1節(jié)數(shù)學(xué)第2節(jié)物理學(xué)第3節(jié)化學(xué)第4節(jié)天文學(xué)第5節(jié)地球科學(xué)第6節(jié)生物學(xué)自然科學(xué)分段古代自然科學(xué)(16世紀(jì)以前)近代自然科學(xué)(16—19世紀(jì))現(xiàn)代自然科學(xué)(20世紀(jì)以后)主要內(nèi)容自然科學(xué)分段第1節(jié)數(shù)學(xué)一、數(shù)學(xué)的研究對(duì)象及分支對(duì)象：數(shù)學(xué)是研究數(shù)量關(guān)系和空間形式的學(xué)科,數(shù)和形是兩大基本對(duì)象。形是人類對(duì)生存空間形式的直接認(rèn)識(shí)，從無(wú)規(guī)則圖形逐漸制造出一些規(guī)則的形體，形成抽象意義下的幾何圖形。分支：純粹數(shù)學(xué)（幾何類、代數(shù)類、分析類等）應(yīng)用數(shù)學(xué)（數(shù)理方程、概率統(tǒng)計(jì)、運(yùn)籌學(xué)、計(jì)算數(shù)學(xué)等）。由魚形演化出的不規(guī)則的幾何圖形第1節(jié)數(shù)學(xué)一、數(shù)學(xué)的研究對(duì)象及分支由魚形演化出的不規(guī)則第1節(jié)數(shù)學(xué)二、數(shù)學(xué)的發(fā)展1.古代數(shù)學(xué)的發(fā)展原始社會(huì)多少、大小奴隸制、封建制社會(huì)十進(jìn)制、六十進(jìn)制記數(shù)法幾何學(xué)、代數(shù)學(xué)實(shí)際需要思維能力的提高第1節(jié)數(shù)學(xué)二、數(shù)學(xué)的發(fā)展原始社會(huì)多少、大小奴隸制、封建第1節(jié)數(shù)學(xué)1.古代數(shù)學(xué)的發(fā)展

古希臘：歐幾里得的《幾何原本》（約公元前300年），建立了第一個(gè)數(shù)學(xué)理論體系——幾何學(xué)，標(biāo)志著人類科學(xué)研究的公理化方法的初步形成，后世稱為“歐式幾何學(xué)”?！稁缀卧尽饭?3卷，在第1卷中，歐幾里得首先給出關(guān)于點(diǎn)、線、面、直線、平面、圓等23個(gè)基本概念的定義，然后在這個(gè)基礎(chǔ)上給出幾何學(xué)理論的5條公設(shè)和5條公理。《原本》的公理化體系：從10條公設(shè)與公理出發(fā)，將古希臘時(shí)代人們發(fā)現(xiàn)的465個(gè)幾何和算術(shù)定理全部推演出來(lái)，從而把古希臘數(shù)學(xué)組織在一個(gè)嚴(yán)密的、邏輯線索清晰的公理化體系之中，被世人稱為公理化的楷模。第1節(jié)數(shù)學(xué)1.古代數(shù)學(xué)的發(fā)展古希臘：歐幾里得的《幾第1節(jié)數(shù)學(xué)1.古代數(shù)學(xué)的發(fā)展中國(guó)：《九章算術(shù)》（漢代，約公元前1世紀(jì)），是我國(guó)古代數(shù)學(xué)體系（以解決實(shí)際問(wèn)題為內(nèi)容的實(shí)用數(shù)學(xué)體系）形成的重要標(biāo)志。在世界數(shù)學(xué)史上第一次引用了正、負(fù)數(shù)概念，并給出了加減運(yùn)算法則。《九章算術(shù)》采用問(wèn)題集的形式寫成。使用歸納的方法，對(duì)246個(gè)問(wèn)題提供了各種解決途徑和方法，為人們處理日常生活、生產(chǎn)中的實(shí)際計(jì)算提供了范例。這種寫作方式為后來(lái)的數(shù)學(xué)著作所沿用。在長(zhǎng)達(dá)1000多年的時(shí)間里，一直作為中國(guó)的數(shù)學(xué)教科書，并被公認(rèn)為世界數(shù)學(xué)古典名著之一，遠(yuǎn)傳朝鮮、日本，直到1957年蘇聯(lián)還出了俄文版。

阿拉伯?dāng)?shù)字：人們通常所說(shuō)的阿拉伯?dāng)?shù)字，其實(shí)是印度人的發(fā)明，后經(jīng)阿拉伯人傳入西方。第1節(jié)數(shù)學(xué)1.古代數(shù)學(xué)的發(fā)展中國(guó)：《九章算術(shù)》（漢代第1節(jié)數(shù)學(xué)2.近代數(shù)學(xué)的發(fā)展：代數(shù)學(xué)、解析幾何學(xué)、微積分、數(shù)學(xué)分析、概率論等代數(shù)學(xué)的成熟法國(guó)吉拉爾和笛卡兒，德國(guó)高斯，法國(guó)拉格朗日，挪威阿貝爾，法國(guó)伽羅瓦……解析幾何學(xué)的創(chuàng)立把點(diǎn)和數(shù)聯(lián)系起來(lái)，把曲線和方程聯(lián)系在一起，從而能夠利用代數(shù)方法來(lái)研究幾何學(xué)。其創(chuàng)立歸功于費(fèi)馬和笛卡兒為微積分的發(fā)展鋪平道路第1節(jié)數(shù)學(xué)2.近代數(shù)學(xué)的發(fā)展：代數(shù)學(xué)、解析幾何學(xué)、微積第1節(jié)數(shù)學(xué)2.近代數(shù)學(xué)的發(fā)展微積分與數(shù)學(xué)分析學(xué)的產(chǎn)生微積分由牛頓和德國(guó)萊布尼茲建立在實(shí)踐中（物理學(xué)和工程技術(shù)）的應(yīng)用非常廣泛和有效，為自然科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力的數(shù)學(xué)工具。概率論的建立研究隨機(jī)現(xiàn)象的統(tǒng)計(jì)規(guī)律：尋找大量具有偶然性事物中出現(xiàn)某事件的概率使數(shù)學(xué)家們首先思考概率論的問(wèn)題，是來(lái)自賭博者的“賭金分配問(wèn)題”概率論的創(chuàng)始人：帕斯卡、費(fèi)馬、惠更斯第1節(jié)數(shù)學(xué)2.近代數(shù)學(xué)的發(fā)展第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展①更加理論化、抽象化

②與其他知識(shí)領(lǐng)域的關(guān)系更密切抽象代數(shù)學(xué)研究各種抽象的公理化代數(shù)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)學(xué)科非特定的任意元素集合及其相關(guān)的代數(shù)運(yùn)算其成果被廣泛應(yīng)用于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)和其他一些工程技術(shù)中，并形成許多分支（代數(shù)編碼學(xué)、語(yǔ)言代數(shù)學(xué)等）解析數(shù)論以分析的方法來(lái)研究數(shù)論的問(wèn)題（基礎(chǔ)理論）第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展①更加理論化、抽象化第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展數(shù)理邏輯運(yùn)用數(shù)學(xué)的方法來(lái)研究邏輯思想起源于萊布尼茲，成功建立邏輯演算的是英國(guó)布爾布爾代數(shù)（邏輯代數(shù)）：變量只取0和1兩個(gè)值為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展提供了理論基礎(chǔ)數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)研究有效地收集、整理和分析帶有隨機(jī)性的數(shù)據(jù)，從而作出推斷或預(yù)測(cè)，為人們的決策和行動(dòng)提供建議第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展模糊數(shù)學(xué)（

FUZZY）是研究和處理模糊性現(xiàn)象的一種數(shù)學(xué)理論和方法其創(chuàng)立歸功于美國(guó)的查德在模糊集合中，給定范圍內(nèi)元素對(duì)它的隸屬關(guān)系不一定只有“是”或“否”兩種情況，而是用介于0和1之間的實(shí)數(shù)來(lái)表示隸屬程度，還存在中間過(guò)渡狀態(tài)。已初步應(yīng)用于模糊控制、模糊識(shí)別、模糊決策、模糊評(píng)判、系統(tǒng)理論、信息檢索、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)等各個(gè)方面運(yùn)籌學(xué)（運(yùn)用和籌劃）規(guī)劃論：研究用最少的投入完成確定的任務(wù)庫(kù)存論：研究各類存貯活動(dòng)的最優(yōu)方案決策論：在不確定的情況下作出決策第1節(jié)數(shù)學(xué)3.現(xiàn)代數(shù)學(xué)的發(fā)展運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言研究《紅樓夢(mèng)》的

作者和成書過(guò)程（80年代）美國(guó)華裔學(xué)者陳炳藻，使用數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，探《紅樓夢(mèng)》前后用字的規(guī)律。發(fā)現(xiàn)《紅樓夢(mèng)》前八十回與后四十回所用的詞匯正相關(guān)程度達(dá)到78.57%，由此推斷得出前八十回與后四十回的作者均為曹雪芹一人的結(jié)論。南京工學(xué)院（現(xiàn)東南大學(xué)）、深圳大學(xué)相繼開發(fā)了《紅樓夢(mèng)》作品研究的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)語(yǔ)言風(fēng)格要素與風(fēng)格手段，以及某些用字、用詞及回尾處理的差異做了比較研究，得出了《紅樓夢(mèng)》前八十回與后四十回語(yǔ)言風(fēng)格存在明顯差異的結(jié)論，又為兩者出于不同作者之手提供了有力的證據(jù)運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言研究《紅樓夢(mèng)》的

作者和成書過(guò)程（80年代）美國(guó)運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言研究《紅樓夢(mèng)》的

作者和成書過(guò)程（80年代）中國(guó)數(shù)學(xué)家李賢平在美國(guó)威斯康星大學(xué)，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)的模式識(shí)別法和統(tǒng)計(jì)學(xué)家使用的探索性數(shù)據(jù)分析法，又提出了一個(gè)《紅樓夢(mèng)》成書過(guò)程的觀點(diǎn)：《紅樓夢(mèng)》各回所寫內(nèi)容具有不同的風(fēng)格，各部分實(shí)際上是由不同作者在不同時(shí)期里完成的。運(yùn)用數(shù)學(xué)語(yǔ)言研究《紅樓夢(mèng)》的

作者和成書過(guò)程（80年代）中國(guó)第2節(jié)物理學(xué)一、物理學(xué)的研究對(duì)象、分支

對(duì)象：物質(zhì)運(yùn)動(dòng)規(guī)律,物質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)。分支:普通物理學(xué)（力學(xué)、熱學(xué)、分子物理學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、原子物理學(xué)等）理論物理學(xué)（理論力學(xué)、熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)、電動(dòng)力學(xué)、量子力學(xué)等）第2節(jié)物理學(xué)一、物理學(xué)的研究對(duì)象、分支第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展1.古代物理學(xué)的發(fā)展古希臘亞里士多德的《物理學(xué)》：世界上最早的物理學(xué)著作，涉及到時(shí)間、空間及一些力學(xué)現(xiàn)象。阿基米德：杠桿原理和浮力定律，“力學(xué)之父”歐幾里得：開創(chuàng)了“幾何光學(xué)”（光的反射定律）中國(guó)北宋沈括：《夢(mèng)溪筆談》里首次提到了指南針明代朱載：《律呂精義》中提出了“新法密律”第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展2.經(jīng)典物理學(xué)體系的形成經(jīng)典力學(xué)伽利略（意大利）：開創(chuàng)了通過(guò)實(shí)驗(yàn)和運(yùn)用數(shù)學(xué)研究物理規(guī)律的方法,在科學(xué)思想和方法上開辟了全新的道路牛頓：萬(wàn)有引力定律，牛頓力學(xué)三定律，標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)的成熟熱力學(xué)由研究當(dāng)時(shí)的蒸汽機(jī)的效率開始，進(jìn)而描述熱和功的相互轉(zhuǎn)化及其在數(shù)量上的關(guān)系的規(guī)律。焦耳、開爾文、克勞休斯、卡諾等：建立了“能量守恒與轉(zhuǎn)化定律、熱力學(xué)三定律”，形成了熱力學(xué)基礎(chǔ)第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展2.經(jīng)典物理學(xué)體系的形成統(tǒng)計(jì)物理學(xué)克勞休斯：建立了氣體分子運(yùn)動(dòng)論，從而產(chǎn)生了統(tǒng)計(jì)物理學(xué)波動(dòng)光學(xué)的建立在對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)中，存在著波動(dòng)說(shuō)和微粒說(shuō)之爭(zhēng)荷蘭惠更斯是近代光的波動(dòng)說(shuō)的主要倡導(dǎo)者；笛卡兒主張光的微粒說(shuō)，牛頓也傾向于光的微粒說(shuō)“干涉”實(shí)驗(yàn)、“偏振現(xiàn)象”，波動(dòng)說(shuō)正確解釋光速的測(cè)定是波動(dòng)說(shuō)戰(zhàn)勝微粒說(shuō)具有決定意義的實(shí)驗(yàn)第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展2.經(jīng)典物理學(xué)體系的形成經(jīng)典電磁學(xué)奧斯特：研究得知電流具有某種磁效應(yīng)安培：發(fā)現(xiàn)電流與磁針轉(zhuǎn)動(dòng)方向關(guān)系服從右手定則法拉第：提出場(chǎng)和力線的概念麥克思韋：用數(shù)學(xué)語(yǔ)言概括了全部電磁現(xiàn)象，及預(yù)言電磁波的存在，發(fā)表了《電磁通論》，建立了電磁學(xué)理論的基本框架。第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展

3.現(xiàn)代物理學(xué)兩朵烏云和三大發(fā)現(xiàn)——誘發(fā)了經(jīng)典物理學(xué)的危機(jī)“紫外災(zāi)難”、“以太漂移”的零結(jié)果X射線、放射性、電子的發(fā)現(xiàn)量子物理學(xué)的建立和發(fā)展德國(guó)普朗克：能量量子化假說(shuō)，能量不是連續(xù)變化的，“能量子”愛(ài)因斯坦：1905年提出光量子理論，微觀離子具有波粒二象性相對(duì)論的建立第2節(jié)物理學(xué)二、物理學(xué)的發(fā)展第2節(jié)物理學(xué)相對(duì)論：關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和時(shí)間、空間的理論狹義相對(duì)論：①一個(gè)物體相對(duì)于觀察者靜止時(shí),它的長(zhǎng)度測(cè)量值最大②一個(gè)時(shí)鐘相對(duì)于觀察者靜止時(shí),它走的最快③在慣性系中,任何物體的運(yùn)動(dòng)速度都不能超過(guò)真空中的光速④如果物體運(yùn)動(dòng)速度比光速小很多,相對(duì)論力學(xué)還原為經(jīng)典力學(xué)質(zhì)能關(guān)系式：E=mc2，質(zhì)能關(guān)系式對(duì)后來(lái)發(fā)展的原子能事業(yè)起到了指導(dǎo)作用廣義相對(duì)論：1915年建立，現(xiàn)代宇宙學(xué)基礎(chǔ)理論之一第2節(jié)物理學(xué)相對(duì)論：關(guān)于物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和時(shí)間、空間的理論廣義相對(duì)論愛(ài)因斯坦指出物體使周圍空間、時(shí)間彎曲，在物體具有很大的相對(duì)質(zhì)量（例如一顆恒星）時(shí)，這種彎曲可使從它旁邊經(jīng)過(guò)的任何其它事物，即使是光線，改變路徑。廣義相對(duì)論愛(ài)因斯坦指出物體使周圍空間、時(shí)間彎曲，在物體具有很力學(xué)的分類和應(yīng)用范圍力學(xué)的分類和應(yīng)用范圍第3節(jié)化學(xué)一、化學(xué)的研究對(duì)象、分支

對(duì)象：化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律的科學(xué)。分支:無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)和物理化學(xué)第3節(jié)化學(xué)一、化學(xué)的研究對(duì)象、分支第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展

1.古代化學(xué)的發(fā)展生產(chǎn)工藝：燒煉陶瓷、冶金、釀造煉丹術(shù)：普通金屬→貴重金屬第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展2.近代化學(xué)的發(fā)展玻義耳：《懷疑的化學(xué)家》，近代化學(xué)的奠基人拉瓦錫：《化學(xué)基礎(chǔ)論》，最重要的典籍道爾頓：提出原子學(xué)說(shuō)，奠定了物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論基礎(chǔ)阿伏伽德羅：提出分子概念，形成原子－分子學(xué)說(shuō)維勒：人工合成尿素，使有機(jī)化學(xué)真正起步門捷列夫：發(fā)表《元素屬性和原子量的關(guān)系》，化學(xué)元素周期表，為研究化學(xué)元素和變化過(guò)程提供了重要依據(jù)，為進(jìn)一步揭開原子內(nèi)部秘密做了必要準(zhǔn)備第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展3.現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展元素周期律的重新認(rèn)識(shí)與現(xiàn)代無(wú)機(jī)化學(xué)的新發(fā)展不僅填補(bǔ)了原先周期表的空缺，還發(fā)現(xiàn)了許多新元素生物無(wú)機(jī)化學(xué)、無(wú)機(jī)固體化學(xué)等物理化學(xué)的建立與分析化學(xué)的發(fā)展以物理學(xué)的理論和方法來(lái)研究化學(xué)現(xiàn)象和過(guò)程的學(xué)科包括結(jié)構(gòu)化學(xué)、化學(xué)熱力學(xué)、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、膠體化學(xué)以儀器分析為主要手段的現(xiàn)代化學(xué)分析方法有機(jī)化學(xué)的新時(shí)代第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展3.現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展有機(jī)化學(xué)的新時(shí)代人工合成藥物的研究：如抗生素的提取成功天然有機(jī)物的研究：如提出了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)模型有機(jī)高分子化合物的研究：三大合成材料（合成橡膠、合成纖維和塑料）第3節(jié)化學(xué)二、化學(xué)的發(fā)展第4節(jié)天文學(xué)一、天文學(xué)研究的對(duì)象、特點(diǎn)和內(nèi)容

對(duì)象：宇宙中各類天體和天文現(xiàn)象。特點(diǎn)：被動(dòng)觀測(cè)。內(nèi)容：研究方法：天體測(cè)量學(xué)、天體力學(xué)和天體物理學(xué)觀測(cè)手段：光學(xué)、射電、紅外、紫外、X射線……第4節(jié)天文學(xué)一、天文學(xué)研究的對(duì)象、特點(diǎn)和內(nèi)容恒星如太陽(yáng)、織女、牛郎星……，本身會(huì)發(fā)光發(fā)熱的星球，這種星球的內(nèi)部不斷的有氫氣在進(jìn)行核聚變，由于體積大，所以引力相當(dāng)大。恒星如太陽(yáng)、織女、牛郎星……，本身會(huì)發(fā)光發(fā)熱的星球，行星如地球、土星….等是太陽(yáng)系的行星，它們繞著太陽(yáng)（恒星）運(yùn)行。行星本身不會(huì)發(fā)光，靠反射太陽(yáng)的光，才能讓我們看見(jiàn)。行星如地球、土星….等是太陽(yáng)系的行星，它們繞著太陽(yáng)（衛(wèi)星如月亮是地球的衛(wèi)星，它繞地球（行星）運(yùn)行。本身不發(fā)光，也是靠反射太陽(yáng)的光，才能看見(jiàn)。衛(wèi)星如月亮是地球的衛(wèi)星，它繞地球（行星）運(yùn)行。本身不彗星又稱掃帚星，是太陽(yáng)系的特殊星體，它運(yùn)行到太陽(yáng)附近，受到太陽(yáng)的高溫高熱粒子（太陽(yáng)風(fēng)）輻射的影響，使星星看起來(lái)，就像拖著尾巴的星星；如哈雷等。彗星又稱掃帚星，是太陽(yáng)系的特殊星體，它運(yùn)行到太陽(yáng)附近流星太空中的塵埃粒子或小巖石，被地球的引力吸入，通過(guò)大氣層時(shí)，和空氣摩擦生熱而發(fā)光，在暗黑的星空中，出現(xiàn)一閃而過(guò)，瞬間消失的亮光，就是流星。流星太空中的塵埃粒子或小巖石，被地球的引力吸入，通過(guò)隕石沒(méi)被燃燒完的流星，掉落地面，就是隕石，地面被它撞擊成坑，就是隕石坑。隕石沒(méi)被燃燒完的流星，掉落地面，就是隕石，地面被它撞星座天文學(xué)家為了研究和辨認(rèn)天上的星星，把星空劃分成88個(gè)區(qū)域，每一區(qū)加以命名，如天琴、天蝎星座…..等88個(gè)星座，容易記憶。星座天文學(xué)家為了研究和辨認(rèn)天上的星星，把星空劃分成8星星的顏色每一顆恒星所發(fā)出來(lái)的光譜各不相同；表面溫度不同，星光的顏色也不同，溫度高星光呈藍(lán)色，屬幼年期的星星；溫度低、呈紅色的是老年期的星星；星光呈黃色是壯年期。星星的顏色每一顆恒星所發(fā)出來(lái)的光譜各不相同；表面溫度第4節(jié)天文學(xué)二、天文學(xué)的發(fā)展

1.古代天文學(xué)：制定歷法，宇宙模型第一部太陽(yáng)歷：古代埃及人發(fā)現(xiàn)天狼星出現(xiàn)的周期約長(zhǎng)365天，所以他們把天狼星出現(xiàn)的日子定為一年之始；又按尼羅河水漲落和作物生長(zhǎng)的規(guī)律，把一年分為3季（泛濫季節(jié)、播種季節(jié)、收獲季節(jié)），每季4個(gè)月，一年共12個(gè)月，每月30天，歲末增加5天節(jié)日，共計(jì)365天。托勒密的地心說(shuō)：主張地球居宇宙中心靜止不動(dòng)，日、月、行星和恒星均環(huán)繞地球運(yùn)行，托勒密的地球中心說(shuō)支配西方達(dá)1500年之久。第4節(jié)天文學(xué)二、天文學(xué)的發(fā)展第4節(jié)天文學(xué)

第4節(jié)天文學(xué)第4節(jié)天文學(xué)二、天文的發(fā)展

2.近代天文學(xué)哥白尼的日心說(shuō)在哥白尼的宇宙圖景中，地球不再是宇宙的中心，從而使《圣經(jīng)》賦予它的特殊身份完全喪失了──宇宙不因地球而存在，也就不再有什么天堂與地獄之分。天體力學(xué)的興起開普勒的行星運(yùn)動(dòng)三大定律牛頓的萬(wàn)有引力定律和力學(xué)定律天體物理學(xué)的興起19世紀(jì)中葉天體攝影和分光技術(shù)的發(fā)明，使天文學(xué)家可以進(jìn)一步深入地研究天體的物理性質(zhì)、化學(xué)組成、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和演化規(guī)律，從而更加深入到問(wèn)題本質(zhì)。第4節(jié)天文學(xué)二、天文的發(fā)展行星運(yùn)動(dòng)第一定律第一定律又稱橢圓軌道定律，定律指出：“所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，太陽(yáng)處于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上?！毙行沁\(yùn)動(dòng)第一定律第一定律又稱橢圓軌道定律，定律指出：“所有行行星運(yùn)動(dòng)第二定律第二定律又稱面積定律，定律指出：“在行星運(yùn)動(dòng)時(shí)，聯(lián)結(jié)行星和太陽(yáng)的線，在相等的時(shí)間內(nèi)，永遠(yuǎn)掃過(guò)同樣大小的面積。”行星運(yùn)動(dòng)第二定律第二定律又稱面積定律，定律指出：“在行星自然辯證法概論張勝光制作119這是一個(gè)十分重要的自然定律，不僅行星遵循著它，連同行星的衛(wèi)星以及太陽(yáng)周圍的其他天體概無(wú)例外。從而可以確定，太陽(yáng)系是一個(gè)有嚴(yán)密組織的天體系統(tǒng)。

它成了天空世界的“法律”，后世學(xué)者尊稱開普勒為“天空的立法者”。自然辯證法概論張勝光制作42這是一個(gè)十分重要的自然定牛頓（1642──1727年）在伽利略、開普勒等人研究工作的基礎(chǔ)

上，英國(guó)物理學(xué)家牛頓把物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律歸結(jié)為三條基本運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律，由此建立起一個(gè)完整的力學(xué)理論體系。這樣，他就把過(guò)去一向認(rèn)為是截然無(wú)關(guān)的地球上所謂“世俗”的運(yùn)動(dòng)和日月星辰那些屬于神圣的“天堂”的運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一在同一理論框架之中。這可以說(shuō)是人類認(rèn)識(shí)自然的歷史中第一次理論的大綜合。

牛頓（1642──1727年）在牛頓力學(xué)三大定律第一定律（慣性定律或伽利略定律）：物體在無(wú)外力作用時(shí)，或者保持它的靜止?fàn)顟B(tài)，或沿著筆直的線作勻速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)。（靜者恒靜，動(dòng)者恒動(dòng)）第二定律（加速度定律）：運(yùn)動(dòng)的變化與外加推動(dòng)力成正比；并發(fā)生在該力的作用線方向上。F=ma第三定律（作用力與反作用力定律）：對(duì)每一個(gè)作用力，總存在一個(gè)相等的反作用力和它對(duì)抗；或者說(shuō)，兩個(gè)物體彼此施加的相互作用力總是相等的，并各自指向其對(duì)方。牛頓力學(xué)三大定律第一定律（慣性定律或伽利略定律）：物體在無(wú)外自然辯證法概論張勝光制作122自然辯證法概論張勝光制作451687年，牛頓《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》出版。這是經(jīng)典力學(xué)的第一步經(jīng)典著作（標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立），也是人類掌握的第一個(gè)完整的科學(xué)的宇宙論和科學(xué)理論體系，其影響遍布經(jīng)典自然科學(xué)的所有領(lǐng)域。牛頓力學(xué)是整個(gè)近代物理學(xué)和天文學(xué)的基礎(chǔ)，也是現(xiàn)代一切機(jī)械、土木建筑、交通運(yùn)輸?shù)裙こ碳夹g(shù)的理論基礎(chǔ)。牛頓在整個(gè)科學(xué)史上占有獨(dú)特的地位，他給以后整整兩個(gè)多世紀(jì)的科學(xué)思想深深地打上了自己的烙印。他的偉大不能完全歸功于個(gè)人的聰明才智，牛頓自己也承認(rèn)他是站在巨人肩上，因此比別人站得更高看得更遠(yuǎn)。1687年，牛頓《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》出版。這是經(jīng)典第4節(jié)天文學(xué)3.現(xiàn)代天文學(xué)：射電天文學(xué)，現(xiàn)代恒星演化理論，宇宙大爆炸模型

1950年代，射電望遠(yuǎn)鏡開始應(yīng)用。到了1960年代，取得了稱為“天文學(xué)四大發(fā)現(xiàn)”的成就：微波背景輻射、脈沖星、類星體和星際有機(jī)分子。而與此同時(shí)，人類也突破了地球束縛，可到天空中觀測(cè)天體。除可見(jiàn)光外，包括天體的紫外線、紅外線、無(wú)線電波、X射線、γ射線在內(nèi)的整個(gè)電磁波段都能觀測(cè)到了。第4節(jié)天文學(xué)3.現(xiàn)代天文學(xué)：1950年代，射電現(xiàn)代恒星演化理論恒星是由星云產(chǎn)生的，星云經(jīng)過(guò)自吸引形成星胚，星胚不斷收縮，溫度不斷升高，當(dāng)溫度升高到氫核聚變反應(yīng)可以進(jìn)行時(shí)，就意味著恒星的誕生。恒星誕生后，它內(nèi)部氫核聚變成了它的主要能源，恒星在這個(gè)階段的停留時(shí)間最長(zhǎng)，這就是中年的主序星階段。核能耗盡后，恒星進(jìn)入老年的紅巨星階段。最后不同大小的恒星以不同的方式死亡，

或變成白矮星，或變成中子星，或成黑

洞等。主序星階段引力收縮高密恒星紅巨星階段現(xiàn)代恒星演化理論恒星是由星云產(chǎn)生的，星云經(jīng)過(guò)自吸引形成星胚，宇宙大爆炸模型宇宙演化過(guò)程起始于大約150億年前。宇宙開始是一個(gè)高溫、高密度的“原始火球”，球內(nèi)充滿輻射和基本粒子；后來(lái)火球內(nèi)的基本粒子發(fā)生核衰變反應(yīng)，引起大爆炸而向外急劇膨脹，輻射溫度核物質(zhì)密度急劇下降，核反應(yīng)便停止；其間所產(chǎn)生的各種元素就形成了今天宇宙中的各種物質(zhì)，膨脹過(guò)程中輻射物質(zhì)逐漸凝聚成星云，進(jìn)而演化為今天的各種天體。此理論得到天文觀測(cè)事實(shí)的支持：例如星系紅移是宇宙膨脹的反應(yīng)，微波背景輻射是宇宙大爆炸高溫的直接遺跡等等。宇宙大爆炸模型宇宙演化過(guò)程起始于大約150億年前。第5節(jié)地球科學(xué)一、地球科學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容

對(duì)象：從地心到地球外層空間，由固體地球、水圈、大氣圈和生物圈組成的地球系統(tǒng)。內(nèi)容：地質(zhì)學(xué)、海洋學(xué)、大氣學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境地學(xué)、土壤學(xué)、生態(tài)學(xué)等。第5節(jié)地球科學(xué)一、地球科學(xué)的研究對(duì)象和內(nèi)容第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展1.古代地球科學(xué)：肉眼觀察，零散認(rèn)識(shí)，在地理、地圖方面取得進(jìn)展十五世紀(jì)：地理大發(fā)現(xiàn)時(shí)期（歐洲航海者開辟新航路和“發(fā)現(xiàn)”新大陸的通稱）1403年，鄭和率領(lǐng)龐大的艦隊(duì)向西周游南海各地并遠(yuǎn)航至阿拉伯地區(qū)和非洲東海岸。覬覦東方財(cái)富的歐洲冒險(xiǎn)家們則向南和向東探險(xiǎn)。1488年，迪亞斯的探險(xiǎn)隊(duì)繞過(guò)好望角，達(dá)伽馬于1497－1499年間完成的航行最終確定了從歐洲經(jīng)印度洋到東方的航線。15世紀(jì)末哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲大陸。第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展馬可波羅（1254—1324年）意大利威尼斯人，出身于商人貴族家庭。大約從1275年至1292年17年間，馬可波羅和他的父親、叔父一直在中國(guó)居住。馬可波羅除了在京城大都供職外，還奉皇帝之命巡視過(guò)陜西、四川、云南、河南、江浙等省或出使外國(guó)，他自稱曾治理過(guò)揚(yáng)州3年。

1295年（元成宗元貞元年），波羅父子三人由海路乘船回到意大利。第二年，馬可波羅參加威尼斯艦隊(duì)作戰(zhàn)，兵敗被俘，被拘留在獄中。他把自己在中國(guó)和亞洲其他國(guó)家的見(jiàn)聞，口授給同獄的一位名叫魯思蒂謙的文章能手，由后者用法文記錄下來(lái)，整理成著名的《馬可波羅行紀(jì)》（或稱《東方聞見(jiàn)錄》）。1298年，馬可波羅獲釋回家，后來(lái)成為巨商。馬可·波羅的書在歐洲廣泛流傳，激起了歐洲人對(duì)中國(guó)文明與財(cái)富的傾慕，對(duì)以后新航路的開辟產(chǎn)生了巨大的影響。同時(shí)，西方地理學(xué)家還根據(jù)書中的描述，繪制了早期的“世界地圖”。馬可波羅（1254—1324年）意大利威尼斯人，出身第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展2.近代地球科學(xué)：地質(zhì)學(xué)的產(chǎn)生：隨著近代航海和地理大發(fā)現(xiàn)，以及來(lái)自近代科學(xué)思想和方法的影響，特別使近代工業(yè)和采礦業(yè)的發(fā)展，要求人們對(duì)大量已積累的地質(zhì)資料給予科學(xué)的說(shuō)明。為適應(yīng)這種需要，涌現(xiàn)出一批地質(zhì)學(xué)家。這樣地質(zhì)學(xué)也開始自立于自然科學(xué)之林，成為一門獨(dú)立的學(xué)科。巖石成因的水火之爭(zhēng)：水成論（德國(guó)魏爾納）、火成論（英國(guó)赫頓），吸引了更多的學(xué)者從事新的地質(zhì)考察和研究，促使實(shí)驗(yàn)地質(zhì)學(xué)產(chǎn)生。地殼運(yùn)動(dòng)變化的災(zāi)變論和漸變論第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展3.現(xiàn)代地球科學(xué)：大地構(gòu)造理論學(xué)的新進(jìn)展大陸漂移說(shuō)——德國(guó)的魏格納海地?cái)U(kuò)張說(shuō)——美國(guó)的赫斯板塊構(gòu)造理論——美國(guó)的勒皮雄、摩根和英國(guó)的麥肯齊等第5節(jié)地球科學(xué)二、地球科學(xué)的發(fā)展大陸漂移說(shuō)——魏格納(1880-1930年)大陸漂移說(shuō)認(rèn)為﹐地球上所有大陸在中生代以前曾經(jīng)是統(tǒng)一的巨大陸塊﹐稱之為泛大陸或聯(lián)合古陸﹐中生代開始﹐泛大陸開始分裂并漂移﹐逐漸達(dá)到現(xiàn)在的位置，形成目前的海陸布局。由于不能更好地解釋漂移的機(jī)制問(wèn)題﹐當(dāng)時(shí)曾受到地球物理學(xué)家的反對(duì)。20世紀(jì)50年代中期至60年代﹐隨著古地磁與地震學(xué)﹑宇航觀測(cè)的發(fā)展﹐使一度沉寂的大陸漂移說(shuō)獲得了新生﹐并為板塊構(gòu)造學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

大陸漂移說(shuō)——魏格納(1880-1930年)大陸漂移說(shuō)海地?cái)U(kuò)張說(shuō)——赫斯(1906-1969)1962年，美國(guó)地質(zhì)學(xué)家赫斯教授發(fā)表了他的著名的論文《海洋盆地的歷史》。這篇論文被人們稱為“地球的詩(shī)篇”。其中，赫斯教授以先人之見(jiàn)，首先提出了“海底擴(kuò)張學(xué)說(shuō)”。海底擴(kuò)張說(shuō)認(rèn)為，海底是冷卻了的地幔，地幔中有對(duì)流存在。高熱流的地幔物質(zhì)沿大洋中脊的裂谷上升，不斷形成新洋殼；同時(shí)，以大洋脊為界，背道而馳的地幔流帶動(dòng)洋殼逐漸向兩側(cè)擴(kuò)張；運(yùn)動(dòng)的洋殼碰到大陸地殼就下沉鉆入地幔深部，并形成海溝，大陸地殼前緣被擠壓抬升形成山脈或島弧。“海底擴(kuò)張”說(shuō)，恰好可以解釋當(dāng)年魏格納無(wú)法解釋的大陸漂移理論。海地?cái)U(kuò)張說(shuō)——赫斯(1906-1969)1962板塊構(gòu)造理論1967－1968年，美國(guó)的勒皮雄、摩根和英國(guó)的麥肯齊等人先后獨(dú)立提出了板塊構(gòu)造理論。這個(gè)理論認(rèn)為，整個(gè)地球的巖石圈不是一個(gè)完整的殼體，而是由若干巨大的板塊構(gòu)成的。由于巖石圈下面的地幔中的軟流圈的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致板塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。板塊互相撞擠而形成山脈，互相錯(cuò)動(dòng)而形成水平斷層，互相交匯俯沖而形成海溝和島弧，互相分離而形成洋脊或海嶺和裂谷。板塊構(gòu)造理論1967－1968年，美國(guó)的勒皮雄、摩根和英國(guó)的第6節(jié)生物學(xué)一、生物學(xué)研究的對(duì)象和內(nèi)容

對(duì)象：一切生物共有的新陳代謝、繁殖、遺傳、發(fā)育和進(jìn)化等基本生命現(xiàn)象。內(nèi)容：按研究對(duì)象可分為動(dòng)物學(xué)、植物學(xué)、微生物學(xué)；按結(jié)構(gòu)層次可分為宏觀的系統(tǒng)生物學(xué)和群體生物學(xué)、微觀的細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)。交叉學(xué)科：生物化學(xué)、生物物理學(xué)、生物數(shù)學(xué)、生物地理學(xué)等。第6節(jié)生物學(xué)一、生物學(xué)研究的對(duì)象和內(nèi)容

生物學(xué)主要分支動(dòng)物學(xué)領(lǐng)域動(dòng)物學(xué)-動(dòng)物生理學(xué)-解剖學(xué)-胚胎學(xué)-神經(jīng)生物學(xué)-發(fā)育生物學(xué)-昆蟲學(xué)-行為學(xué)-組織學(xué)

植物學(xué)領(lǐng)域植物學(xué)-植物病理學(xué)-藻類學(xué)-植物生理學(xué)

微生物學(xué)/免疫學(xué)領(lǐng)域微生物學(xué)-免疫學(xué)-病毒學(xué)

生物化學(xué)領(lǐng)域生物化學(xué)-蛋白質(zhì)力學(xué)-糖類生化學(xué)-脂質(zhì)生化學(xué)-代謝生化學(xué)

演化及生態(tài)學(xué)領(lǐng)域生態(tài)學(xué)-生物分布學(xué)-系統(tǒng)分類學(xué)-古生物學(xué)-演化論-分類學(xué)-演化生物學(xué)

現(xiàn)代生物技術(shù)學(xué)領(lǐng)域生物技術(shù)學(xué)-基因工程-酵素工程學(xué)-生物工程-代謝工程學(xué)-基因體學(xué)

細(xì)胞及分子生物學(xué)領(lǐng)域分子生物學(xué)-細(xì)胞學(xué)-遺傳學(xué)

生物物理領(lǐng)域生物物理學(xué)-結(jié)構(gòu)生物學(xué)-生醫(yī)光電學(xué)-醫(yī)學(xué)工程

生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域感染性疾病-毒理學(xué)-放射生物學(xué)-癌生物學(xué)

生物信息領(lǐng)域生物數(shù)學(xué)-仿生學(xué)-系統(tǒng)生物學(xué)

環(huán)境生物學(xué)領(lǐng)域大氣生物學(xué)-生物地理學(xué)-海洋生物學(xué)-淡水生物學(xué)

生物學(xué)主要分支動(dòng)物學(xué)領(lǐng)域第6節(jié)生物學(xué)二、生物學(xué)的發(fā)展1.古代生物學(xué)：分類李時(shí)珍與《本草綱目》：李時(shí)珍，生于湖北新州一個(gè)醫(yī)生世家。自14歲考中秀才后始終未能中舉，遂放棄科舉之選潛心學(xué)醫(yī)。在學(xué)醫(yī)的過(guò)程中，李時(shí)珍見(jiàn)前人的《本草》錯(cuò)誤很多，便立志重新編撰一部新的《本草》。在歷時(shí)二十多年、實(shí)地考察了許多地方后，他終于寫成52卷、190萬(wàn)字的巨著《本草綱目》。全書分16部(水、火、土、金石、草、谷、菜、果、木、服器、蟲、鱗、介、禽、獸、人)、62類，共收藥物1892種，附方ll096個(gè)，此外還配有插圖1160幅。所收藥物有近四分之一為新增。《本草綱目》所列部類還反映了我國(guó)古代對(duì)自然界萬(wàn)