第一講科學是什么

第一講科學是什么第1頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月科學史第2頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓24歲萬有引力1666年

高斯24歲近代數(shù)論1801年

伽羅瓦

18歲群論1829年第3頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月愛因斯坦26歲狹義相對論1905年海森伯26歲測不準原理1927年哥德爾24歲不完全性定理1930年納什22歲納什均衡1950年沃森25歲DNA雙螺旋1953年第4頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月科學是什么？TheMeaningofScience第1講第5頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月科學的應用科學的方法科學的內(nèi)容科學的目的第6頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月科學知識：science,n.,14世紀knowledge,n.知道：scio拉?。簊cientia科學：science,[復]，n.17世紀第7頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(明治初年)Science：

學、理學、科學

Naturalscience：自然科學Scientist：科學家、理學家《哲學詞匯》明治45年（1912年）分科之學第8頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月休厄爾

WilliamWhewell

(1794-1866)

由于我們不能對物理學的研究者（acultivatorofphysics）使用physician一詞，因此，我便稱其為physicist。同樣，我們非常需要一個一般性的名詞來表述科學的研究者（acultivatorofscience），于是，我便想將其稱為scientist。第9頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月科學的應用：技術科學的最明顯的特征是它的應用。

在西歐的語言中很難找到與“科學技術”相對應的詞?！翱茖W”與“技術”的混淆。第10頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月費恩曼

RichardP.Feynman

(1918-1988)科學的目的

科學的另一個方面是科學的內(nèi)容，即已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的理論和定律。這是科學家從事科學研究后的收獲，也使他們所得到的最高獎賞。做這類工作不是為了應用，而是為了導致令人振奮的發(fā)現(xiàn)。這一令人激動的部分也正是科學家從事科學研究工作的真正原因。第11頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月法拉第

MichaelFaraday

(1791-1867)

法拉第的電解定律

法拉第發(fā)現(xiàn)了電解定律，這一定律今天在工業(yè)上被廣泛用于金屬電鍍和陽極染色工藝以及許多其他方面。

《蠟燭的故事》編者的序言第12頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月法拉第發(fā)現(xiàn)了什么

決定著原子如何結合在一起的根本原因，乃是因為一個原子的正電性與另一個原子的負電性相互吸引，并以確定的比例結合在一起。

在原子中電是以基本單位的整數(shù)倍的形式表現(xiàn)出來的。第13頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

如此重要的科學發(fā)現(xiàn)卻被按照上述方式來理解，僅僅說明這些原理可以被用于電鍍，這是不可原諒的錯誤。第14頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月偶爾，小孩子反倒會意識到那些意義，此時，一個科學家的苗子出現(xiàn)了。如果當他們上大學時我們才教他們這些，那就太晚了。我們必須從娃娃教起。第15頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月哥德爾

KurtGodel(1906-1978)說什么愛因斯坦的發(fā)現(xiàn)首先是使人能造原子彈，那叫無知繆說。當然，他對此間接有所貢獻，但他的工作本質(zhì)上屬于一個全然不同的方向。第16頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

這個“全然不同的方向”就是“自然哲學”的基本理論，這構成了哥德爾與愛因斯坦生活的中心目的。王浩第17頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月基本問題

TheFundamentalProblem

基本問題就是貫穿一門學問發(fā)展始終的核心問題，人們通過不斷地重新提出這些問題，從而不斷地深化他們對整個理論的領悟。對基本問題的不斷探索，逐漸豐富對這門學科的認識，增長人類的知識。第18頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月

科學史的基本問題:科學是什么？科學是對自然、對宇宙、對生命的探索。發(fā)現(xiàn)支配自然與生命現(xiàn)象的基本定律?；纠碚摰臄?shù)學化第19頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月康德

ImmanuelKant

(1724-1804)在任何特定的理論中，只有其中包含數(shù)學的部分才是真正的科學。第20頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月科學的歷史數(shù)學科學：古典物理科學：近代生命科學：現(xiàn)代第21頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月巴羅IsaacBarrow(1630-1677)巴羅：什么是量？數(shù)學科學的基本問題數(shù)與量的統(tǒng)一與分離布爾巴基（Bourbaki):研究對象序次結構代數(shù)結構拓撲結構第22頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月基本問題:什么是數(shù)？自然數(shù)、有理數(shù)、實數(shù)、復數(shù)理想、群、環(huán)、域、格、流形…核心:素數(shù)數(shù)：運算關系的元素第23頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月畢達哥拉斯

Pythagoras

(ca560–ca480BC)萬物皆數(shù)第24頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月歐幾里得

Euclid

(ca.325-ca.270BC)

大于1的所有自然數(shù)，都可以表示成有限個素數(shù)的乘積，并且這個表現(xiàn)形式是唯一的。算術基本定理:《幾何原本》

TheFundamentalTheoremofArithmetic第25頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月歐拉

LeonhardEuler

(1707-1783)1737年歐拉恒等式其中p表示所有的素數(shù)。

第26頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月黎曼

BernhardRiemann

(1826-1866)1859年黎曼zita函數(shù)第27頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月01/21平凡零點:

-2,-4,-6,….無零點復平面ImRs無窮多零點

黎曼猜想Riemannhypothesis

（1859年）

zita函數(shù)的所有非平凡零點，都位于復平面上的直線Res=1/2上。第28頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月高斯

KarlF.Gauss

(1777-1855)

素數(shù)分布

素數(shù)定理第29頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月瓦萊·普桑（比利時）

CustavedelaVallée-Poussin1866-1962

阿達瑪（法國）

Jacques-SalomonHadamard

1865-19631896年證明素數(shù)定理當Re(s)=1時，第30頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月希爾伯特

DavidHilbert

(1862-1943)我為什么要殺掉一只會下金蛋的鵝呢？第31頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月哈代

G.H.Hardy

(1877-1947)我從來不做任何有用的事。第32頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月物理科學的基本問題物質(zhì)是什么？第33頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月牛頓

IsaacNewton

(1642-1727)第34頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月蘋果為什么會掉下來呢？第35頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月生命科學的基本問題生命是什么？第36頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月沃森

JamesD.Watson(1928-)克里克

FrancisCrick（1916-）第37頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月DNA雙螺旋結構第38頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月線性科學

我們的數(shù)學工具，從簡單的算術、微積分到代數(shù)拓撲學，大多數(shù)都依賴于線形假設。所謂“線形”，整體等于部分之和。第39頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月笛卡爾

ReneDescartes(1596-1650)如果一個問題過于復雜以至于一下子難以解決，那么就將原問題分解成一些足夠小的問題，然后再分別解決。第40頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月笛卡爾方法隱含了一個假定：當所有分割的問題都被解決之后，系統(tǒng)還可以恢復原狀或重新組合起來。換言之，分割的各個問題的解答之總和，就給出了一個最后的答案。這是一個核心的假定。

機械論、還原論

第41頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月拉普拉斯

PierreLaplace

(1749-1827)

只要給定宇宙在某個時刻的結構，由給定的一組定律即能精確地決定它的演化。第42頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月龐加萊

HenriPoincare

(1854-1912)但事實并不總是這樣；初始條件中的細小差別可能會導致最終結果的極大差別。前者微小的誤差會釀成后者的巨大錯誤。準確預言不再可能，所發(fā)生的一切都成了偶然的事件。第43頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月非線性科學

對于生命系統(tǒng)：整體總是大于部分之和。

整體論第44頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月科學史總論古代科學科學革命1.科學是什么2.希臘科學3.中國科學4.哥白尼革命5.開普勒與伽利略6.牛頓革命第45頁，課件共48頁，創(chuàng)作于2023年2月物理科學12.法拉第與麥克斯韋13.物質(zhì)是什么14.相對論的世界1