(完整版)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論復(fù)習(xí)重點要點

(完整版)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)概論復(fù)習(xí)重點要點科學(xué)和技術(shù)是兩個不同的概念，但它們之間有著內(nèi)在聯(lián)系和重要的區(qū)別?？茖W(xué)是一種知識生產(chǎn)活動，是一種創(chuàng)造性智力活動，同時也是關(guān)于自然界、社會和思維的知識體系?？茖W(xué)還是社會發(fā)展的實踐力量，通過被人們掌握、利用而發(fā)展著，起到改造客觀世界的作用。技術(shù)的概念可以狹義地理解為工程學(xué)的范疇，如機械技術(shù)、電子技術(shù)、化工技術(shù)、建筑技術(shù)等。廣義地理解，則包括人類在為自身生存和社會發(fā)展所進行的實踐活動中，為了達到預(yù)期目的而根據(jù)客觀規(guī)律對自然、社會進行調(diào)節(jié)、控制、改造的知識、技能、手段、規(guī)則方法的集合?？茖W(xué)與技術(shù)既有內(nèi)在的聯(lián)系也有重要的區(qū)別。科學(xué)是反映客觀事物屬性及運動規(guī)律的知識體系，回答"為什么"的問題。技術(shù)是利用客觀規(guī)律，創(chuàng)造人工事物的過程、方法和手段，回答"怎么做"的問題。二者既有原則性的區(qū)別，又有著相互依存、相互轉(zhuǎn)化的密切關(guān)系?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)是一個辯證統(tǒng)一的整體?？茖W(xué)離不開技術(shù)，技術(shù)也離不開科學(xué)，它們互為前提、互為基礎(chǔ)?？茖W(xué)中有技術(shù)，技術(shù)中有科學(xué)?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的關(guān)系表現(xiàn)在，科學(xué)為技術(shù)研究提供了理論基礎(chǔ)，開辟了新的技術(shù)研究領(lǐng)域，為技術(shù)創(chuàng)新作好了各種知識準備。而技術(shù)的發(fā)展為科學(xué)研究提供了物質(zhì)基礎(chǔ)和新的探索手段，科學(xué)研究成果通過技術(shù)應(yīng)用物化為直接的生產(chǎn)力?？茖W(xué)和技術(shù)的構(gòu)成要素、任務(wù)和研究過程也有著不同。科學(xué)的要素包括概念、范疇、定律、原理和假說，任務(wù)是有所發(fā)現(xiàn)，揭示自然界的新現(xiàn)象、新規(guī)律，解決"是什么"和"為什么"的問題。而技術(shù)的要素分為主體要素和客體要素，任務(wù)是利用自然、控制自然，創(chuàng)造人工自然物，解決"做什么"和"怎么做"的問題。科學(xué)和技術(shù)的研究過程也有所不同。其規(guī)律性和普遍性。因此，科學(xué)認識具有抽象性，即通過對具體事物的抽象概括和理論化，得出普遍規(guī)律性的結(jié)論。三、科學(xué)方法的系統(tǒng)性和實證性科學(xué)研究必須遵循科學(xué)方法，科學(xué)方法是系統(tǒng)的、有序的和實證的。它包括觀察、實驗、歸納、演繹等一系列步驟，通過實證和驗證來獲得科學(xué)知識?？茖W(xué)方法的實證性要求科學(xué)理論必須經(jīng)過實驗和觀察的檢驗，只有經(jīng)過驗證的理論才能被認為是科學(xué)知識。四、科學(xué)知識的可證偽性科學(xué)知識是可以被證偽的，即任何科學(xué)理論都可能被未來的觀察、實驗和研究所推翻或修正?？茖W(xué)知識的可證偽性是科學(xué)發(fā)展的動力和保證，它促使科學(xué)家不斷探索和創(chuàng)新，推動科學(xué)不斷向前發(fā)展。五、科學(xué)知識的開放性和相對性科學(xué)知識是開放的和相對的，即科學(xué)知識是不斷發(fā)展和變化的?？茖W(xué)知識的開放性表現(xiàn)在科學(xué)研究不斷涌現(xiàn)新的問題和發(fā)現(xiàn)新的知識，科學(xué)知識的相對性則表現(xiàn)在科學(xué)理論的相對性和局限性?？茖W(xué)知識的開放性和相對性要求我們持續(xù)關(guān)注科學(xué)發(fā)展的新動態(tài)，不斷更新和修正我們的認識。科學(xué)的特點科學(xué)是人類認識自然、改造自然的有力工具，它具有以下幾個特點：一、科學(xué)的客觀性科學(xué)研究的對象是客觀存在的自然界，科學(xué)方法也是客觀的，科學(xué)的結(jié)論具有普遍性和客觀性。二、科學(xué)的抽象性科學(xué)研究需要將自然現(xiàn)象抽象成一些可以被研究的概念和規(guī)律。這需要經(jīng)過“去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里”的抽象過程，并以概念、范疇、原理等形式確定下來。三、科學(xué)內(nèi)容的無階級性自然科學(xué)是生產(chǎn)斗爭和科學(xué)實驗的產(chǎn)物，它的內(nèi)容與社會經(jīng)濟基礎(chǔ)的要求沒有什么關(guān)系。四、科學(xué)勞動的探索性科學(xué)活動總是處于積極探索的過程之中，因為自然界處于永不休止的變化之中?？茖W(xué)大廈的建設(shè)，是一項永遠不會完結(jié)的工程，人類總得有所發(fā)現(xiàn)、有所發(fā)明、有所創(chuàng)造、有所前進，而不會窮盡“終極真理”。五、科學(xué)理論的解釋性科學(xué)來源于實踐，再回到實踐中去接受檢驗，科學(xué)要對人們在生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗中所提出的各種問題作出解釋。科學(xué)理論的目標就是提供系統(tǒng)的、嚴密的、有根據(jù)的解釋。六、科學(xué)理論的預(yù)見性人們一旦掌握了客觀規(guī)律，就能夠預(yù)見它的發(fā)展進程和結(jié)局。科學(xué)預(yù)見是人們能動性的體現(xiàn)，是人類利用自然的實踐活動獲得成功的前提。原子結(jié)構(gòu)模型自1661年英玻意耳提出元素概念以來，原子結(jié)構(gòu)的探索經(jīng)歷了多個階段：1803年道爾頓提出原子學(xué)說實心球模型，1811年意阿伏伽德羅提出分子概念，1860年意化學(xué)家康尼確立原子分子論，1869年門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律。在這個基礎(chǔ)上，人們又進行了三大發(fā)現(xiàn)：1895年倫琴發(fā)現(xiàn)了X射線，揭示出原子有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。1896年貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射性，揭示出原子也存在內(nèi)部結(jié)構(gòu)，原子可變。1897年湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，明確地揭示了原子是可分割的。隨后，人們提出了多個原子結(jié)構(gòu)模型：1903年湯姆遜提出了葡萄干蛋糕模型，1911年盧瑟福提出了軌道模型，1913年玻爾提出了分層排布模型，1916年索末菲提出了電子云模型。這些模型的提出，都為人們對原子結(jié)構(gòu)的認識提供了重要的思路和依據(jù)。原子是一個小球體，內(nèi)部充滿均勻分布的帶正電的流體，球內(nèi)液體中摻雜有若干電子，這些電子等間隔地排列在與正電球同心的圓周上，并以一定的角速度作圓周運動而發(fā)出電磁輻射。原子光譜反映的即是這些電子的輻射頻率。這個模型成功的解釋了原子電中性和原子為什么會發(fā)光，以及得出原子中電子的數(shù)目等于周期表中原子序數(shù)的結(jié)論。但模型缺陷所在是關(guān)于正電荷在原子內(nèi)的分布情況的猜測。B原子有核模型建立在盧瑟福a粒子散射實驗基礎(chǔ)上。原子內(nèi)部并非是充滿的，它的大部分空間是空虛的，它的中間有一個體積很小質(zhì)量較大的帶正電的核，原子的全部正電荷以及它99%以上的質(zhì)量都集中在這個核上，帶負電的電子則以某種方式分布于核外的空間中。這個模型成功的解釋了a粒子散射實驗，揭示了帶正電的原子核的存在。但模型缺陷所在是無法解釋原子的穩(wěn)定性，無法解釋原子的線狀光譜，以及對電子位置、核外電子云之謎所引起的佯謬束手無策。C玻爾模型建立在原子有核模型基礎(chǔ)上。核外電子只能在原子內(nèi)一些特定的穩(wěn)定軌道上運行，并且在這些軌道上運行時，電子不輻射能量，一個軌道對應(yīng)一個能量值。這個模型成功的解釋了原子的穩(wěn)定性和說明了原子的線性光譜。但模型缺陷所在是不能說明多電子原子的光譜和氫光譜的精細結(jié)構(gòu)，對能級的描述很能粗略，只有一個量子數(shù)，并且不能解釋原子核形成分子化學(xué)鍵的本質(zhì)。D電子云模型由索末菲于1916年提出。該模型認為電子軌道是橢圓形而不是圓形的，核位于這個橢圓的一個焦點上，電子運動的軌道不應(yīng)當在同一平面上，應(yīng)推廣到三維空間，并提出了空間量子化的概念。人們認識到原子里面的電子就其運動的基本特征來講，完全不同于繞著太陽旋轉(zhuǎn)的行星——電子同其他微觀粒子一樣具有波粒二象性。微觀粒子的運動軌道是無法確切知道的，我們只能知道它們在核外某個區(qū)域出現(xiàn)的概率，這就形成了電子云的概念，而軌道則不存在。等離子態(tài)是物質(zhì)的第四態(tài)，由電離的氣體、大量自由電子和離子以及中性離子組成。它具有超氣體、能流動、無確定形狀、導(dǎo)電率高、電磁場耦合作用強等特性。在自然界中，等離子體存在于高空的電離層、閃電、極光等；在人造環(huán)境中，日光燈、水銀燈里的電離氣體也是等離子體。等離子態(tài)可以用于導(dǎo)體、制造光源顯示器、高分子材料、軍事規(guī)避和探測系統(tǒng)，以及武器飛機隱形等領(lǐng)域。超導(dǎo)態(tài)是一種物態(tài)，在低溫條件下表現(xiàn)出電阻等于零。它具有在一定的臨界溫度（低溫）下失去電阻、完全抗磁性、約瑟夫效應(yīng)等特性。超導(dǎo)態(tài)可以應(yīng)用于輸電、受控?zé)岷司圩?、超?dǎo)磁懸浮列車、超導(dǎo)電子計算機等領(lǐng)域。核裂變是將重核分裂成兩個較輕的核時，釋放出核能的反應(yīng)。自持式鏈式反應(yīng)是由裂變重核裂變產(chǎn)生的中子使反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過程。核裂變的應(yīng)用包括原子彈、核反應(yīng)堆和核電站、核動力等。輕核裂變是某些輕核能夠結(jié)合在一起，生成一個較大的原子核，這種核反應(yīng)叫做聚變。受控?zé)岷朔磻?yīng)是將原子核加熱到很高的溫度使其發(fā)生聚變反應(yīng)。氫彈是聚變應(yīng)用的一種形式。生命表現(xiàn)為化學(xué)成分的同一性和復(fù)雜有序的物質(zhì)結(jié)構(gòu)。構(gòu)成生命的基本物質(zhì)都是自然界中普遍存在的碳、氫、氧、氮、磷、硫、鈣等元素，只有建立了有序的結(jié)構(gòu)，形成細胞，才能表現(xiàn)出生命的特征。生物能通過繁殖產(chǎn)生出新的一代，繁殖使不能長存的生物得以延續(xù)。每個生物物種都能把種的特征代代相傳，生物具有遺傳性。在繁殖過程中，生物體把自己的特性傳遞給后代，叫做遺傳，同時也會產(chǎn)生與自己不同的后代，叫做變異。通過遺傳把生物體適應(yīng)環(huán)境的特性保留下去，同時通過變異產(chǎn)生新的特性以應(yīng)付環(huán)境的變化或適應(yīng)新的環(huán)境。生物依靠從外界吸收食物來生長，發(fā)育則是由遺傳決定的相對穩(wěn)定的過程。在環(huán)境相對穩(wěn)定的條件下，生物的發(fā)育總是按一定的尺寸、一定的模式和一定的程序進行。新陳代謝是生命現(xiàn)象最基本的特征之一。生物體要生長發(fā)育必須與周圍環(huán)境進行物質(zhì)和能量的交換，通過增加環(huán)境的無序來維持自身的有序，這一過程就是新陳代謝。生物體能接受外界刺激，并有能力對周圍環(huán)境變化做出主動的、合乎自己目的的反應(yīng)，使自己趨利避害、趨吉避兇。生態(tài)系統(tǒng)包括個體、種群和群落等層次。生態(tài)系統(tǒng)的因素包括非生物和生物，其中生物包括生產(chǎn)者、消費者和分解者。生態(tài)系統(tǒng)的功能包括能量流動、物質(zhì)循環(huán)和信息傳遞。生態(tài)平衡是指生態(tài)系統(tǒng)中各種生物之間的數(shù)量關(guān)系和物質(zhì)流動達到動態(tài)平衡的狀態(tài)。高技術(shù)是建立在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)全面發(fā)展基礎(chǔ)上的先進技術(shù)群，對提高生產(chǎn)力、促進社會文明、增強國防實力起先導(dǎo)作用，并能形成產(chǎn)業(yè)。高技術(shù)的特征包括高智力、高投資、高競爭、高風(fēng)險和高效益。高技術(shù)的發(fā)展需要依靠創(chuàng)造性的智力勞動和高素質(zhì)人才，研發(fā)過程需要耗費巨額資金，競爭的失敗將帶來巨大風(fēng)險，但一旦得到實際應(yīng)用，就能產(chǎn)生廣泛的社會影響。高技術(shù)的滲透性和綜合性使其具有巨大的技術(shù)潛力，不僅可以用于新興產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)立，還可以用于傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造，成為各個領(lǐng)域發(fā)展變化的驅(qū)動力。高技術(shù)產(chǎn)業(yè)是目前發(fā)達國家經(jīng)濟中最活躍、增長最快的經(jīng)濟部門。其成功不僅表現(xiàn)在產(chǎn)值、產(chǎn)量的高速發(fā)展上，還體現(xiàn)在產(chǎn)品性能更新的速度上?；蚴荄NA分子上具有遺傳功能的片段，能控制生物的發(fā)育和代謝，并把遺傳信息傳遞給下一代。基因工程利用現(xiàn)代遺傳學(xué)及分子生物學(xué)的理論與方法，特別是DNA重組技術(shù)，將生物基因組的結(jié)構(gòu)或組成進行人為修飾、改造或重新組合，從而改變生物的結(jié)構(gòu)和功能，達到改造遺傳性的目的?；蚬こ痰倪^程包括提取目的基因、將目的基因與克隆載體相連接形成重組DNA分子、導(dǎo)入受體細胞中復(fù)制和遺傳等步驟。這種以重組DNA操作為核心技術(shù)的過程，類似于現(xiàn)代工程學(xué)科中的設(shè)計與施工過程，因此被稱為基因工程。：激光器是一種能夠發(fā)出高強度、高單色性和高相干性激光的裝置。它主要由三部分組成：激光介質(zhì)、泵浦源和光學(xué)反饋系統(tǒng)。激光介質(zhì)是激發(fā)激光的重要組成部分，通常是由某些物質(zhì)制成的，例如氣體、固體、液體等。泵浦源是激發(fā)激光介質(zhì)的能源，一般采用強光或電子束等方式。光學(xué)反饋系統(tǒng)則是控制激光輸出的關(guān)鍵部分，主要由反射鏡和輸出鏡組成。2、激光技術(shù)的應(yīng)用激光技術(shù)在現(xiàn)代科技領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，如通訊、醫(yī)療、制造、軍事等方面。其中，激光通訊是一種高速、高效、安全的通訊方式，已經(jīng)成為現(xiàn)代通訊的重要手段。激光醫(yī)療則可以用于手術(shù)、治療、美容等多個方面，具有精度高、創(chuàng)傷小、恢復(fù)快等優(yōu)點。激光制造可以用于加工、切割、焊接等多個領(lǐng)域，具有效率高、成本低、質(zhì)量好等優(yōu)勢。激光軍事則可以用于制導(dǎo)、偵察、破壞等多個方面，具有精度高、反應(yīng)快、殺傷力強等特點。3、激光技術(shù)的發(fā)展趨勢隨著科技的不斷進步，激光技術(shù)也在不斷發(fā)展。未來，激光技術(shù)將更加普及，應(yīng)用范圍也會更廣泛。同時，激光器的功率和效率將會不斷提高，激光器的體積和重量也會更小更輕便。此外，激光技術(shù)的應(yīng)用也將更加多元化，例如在環(huán)境保護、能源開發(fā)等領(lǐng)域中也將有著廣泛的應(yīng)用。激光加工技術(shù)在各個行業(yè)中應(yīng)用廣泛。其中，激光焊接主要用于焊接密封器件和不允許焊接污染和變形的器件，可使用金運YAG激光器、金運CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。激光切割可用于汽車、計算機、電氣機殼、木刀模業(yè)、各種金屬零件和特殊材料的切割，可使用YAG激光器和CO2激光器。激光打標在各種材料和行業(yè)中都有廣泛應(yīng)用，可使用YAG激光器、CO2激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。激光打孔主要應(yīng)用在航空航天、汽車制造、電子儀表、化工等行業(yè)，可使用YAG激光器、金運CO2激光器、準分子激光器、同位素激光器和半導(dǎo)體泵浦激光器。激光熱處理在汽車工業(yè)中應(yīng)用廣泛，可使用YAG激光器和CO2激光器。激光快速成型多用于模具和模型行業(yè)，可使用YAG激光器和CO2激光器。激光涂敷在航空航天、模具及機電行業(yè)應(yīng)用廣泛，可使用大功率金運YAG激光器和金運CO2激光器。信息是事物的運動狀態(tài)和過程以及關(guān)于這種狀態(tài)和過程的知識。它具有可識別性、傳播性、不滅性、共享性、時效性和能動性等特征。信息的形態(tài)主要包括數(shù)據(jù)、文本、聲音和圖像。十七、新材料技術(shù)新材料技術(shù)是指研究和開發(fā)新型材料的技術(shù)。根據(jù)材料的化學(xué)組成和使用性能，材料可以分為金屬、無機非金屬、有機高分子及復(fù)合材料等多種類別。根據(jù)材料的應(yīng)用對象，它又可分為信息材料、能源材料、建筑材料、生物材料、航空航天材料等。金屬材料是新材料技術(shù)中的重要一類，包括黑色金屬材料和有色金屬材料。黑色金屬材料主要指鐵、錳、鉻等及其合金，而有色金屬材料則包括除黑色金屬以外的其他各種金屬及其合金，如鋁、銅、鈦、鎂、鎳、鈷、錫、鉛、金、銀等。此外，還有一些新型金屬材料，如形狀記憶合金、貯氫合金和非晶態(tài)合金等。除了金屬材料，新型高分子材料也是新材料技術(shù)中的重要一部分。生物高分子材料、吸水高分子材料、導(dǎo)電高分子材料和光電導(dǎo)高分子材料等都是新型高分子材料的代表。這些材料在生物醫(yī)學(xué)、電子信息、環(huán)境保護等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。十七、能源的分類能源是指能夠提供動力或熱量的物質(zhì)或自然現(xiàn)象。根據(jù)能源轉(zhuǎn)換和傳遞方式，能源可以分為一次能源和二次能源。一次能源包括煤、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、生物能、沼氣、太陽能、核能、潮汐能、地?zé)崮艿?，而二次能源則包括汽油、煤氣、焦炭、蒸汽、電能、氫能、酒精、熱水等。根據(jù)能源能否再生的性質(zhì)，能源可以分為非可再生能源和可再生能源。非可再生能源包括煤、石油、天然氣、核能等，而可再生能源則包括太陽能、生物能、水能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、波浪能等。根?jù)利用能源的技術(shù)狀況，能源可以分為常規(guī)能源和新能源。常規(guī)能源包括水能、生物能、煤炭、石油、天然氣等，而新能源則包括太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、波浪?/p>