自然科学发展简史复习题及参考答案第一章 自然科学知识与科学技术的起源1、原始社会主要的技术发明有哪些？有何意义？答：原始社会主要的技术发明有：一、石器使用；二、使用天然火；三、弓箭；四、陶器制造技术；五、原始农业和畜牧业的产生等。 意义：原始技术发明的意义不仅在于人类开始了能动地改造自然，同时，他们在改造客观世界的过程中也改造了人类本身，发展了人类的聪明才智，人类开始逐步认识自然物的属性。2、原始宗教产生的原因及其实质？答：原始宗教产生的原因：只有在人类的智力有所进步并有了初步的抽象思维能力以后，才会有原始宗教观念的出现。 实质：它毕竟是原始人对无法解释的自然现象的一种解释。它既是自然知识不足的表现，又是自然知识的一种补充，甚至是自然知识的一种特殊形态。原始人对自然事物属性的某些认识，也是通过当时的宗教自然来表达的。第二章 古代东方的科学技术1、古代埃及人在自然科学方面取得哪些对后世有影响的成就？答：古代埃及人对后世有影响的科学成就有：一、发明了文字；二、纸草的使用；三、太阳历的确定；四、几何成就很大；五、医学成就（木乃伊）；六、建筑艺术（金字塔）。2、古代西亚在数学和天文学方面取得了哪些成就？答：在天文学方面，有天象观测和历法编制，以月亮盈亏规律编制太阳历，给行星命名，能预测日蚀、月蚀。以7天为一周等。在数学方面，用十进制计数法及时间的六十进制计数法。能计算出的近似值。能解含有10个未知数的多元方程组，会用等差数列和等比数列来表示月亮的亮度。第三章 古希腊罗马的科学技术1、古希腊在自然哲学方面取得了哪些对后来科学的发展有重要影响的成果？答：重要成果有：一、关于自然界万物的本质问题元素论；二、关于物质结构问题原子论；三、关于天体系统的模型问题宇宙论。2、古希腊的理论自然知识有哪些成果？它与自然哲学有何不同？答：一是把提供自然哲学与经验的结合，其代表人物是亚里士多德；二是把自然科学与工程技术结合起来，把数学研究与力学研究结合起来，杰出代表是阿基米德；三是科学形态的重要变化，即合理化体系的建立。这一工作是由欧几里得完成的；四是医学也取得了重要成果，强调用观察和实验的方法来研究疾病，对许多疾病作了较为准确的描述，指出了适当的治病方法。希波克拉底是代表人物，称为“医学之父”。不同之处：理论自然知识是科学与经验结合的成果，而自然哲学是对自然现象的猜测和解释，是一种科学思想。3、古希腊与古罗马在科学技术上的发展上各有何特点？答：如果说，古希腊人对自然哲学作出了巨大贡献的话，古罗马人则在实用技术上取得了重要成果。第四章 中国古代的科学技术1、中国古代的实用科学与古希腊的自然哲学有哪些不同？答：古希腊自然哲学是通过直觉和哲学的思辩，对自然现象作出了种种对后来科学发展有重要影响的猜测和解释。它既是古代的哲学，又是自然科学的一种形态。（P25）古希腊自然哲学的显著特点是它从整体上对自然现象作直观的考察，提出了许多对后来的科学发展有重要意义的猜测，成为欧洲近代自然科学产生的重要思想渊源。（P26）中国古代的实用科学特别注重于生产实践和直接经验，注重于工艺过程、工艺方法和实践操作的效益。但是实用科学分析不足，关心效益而对原因甚少追究，知识水平常处于知其然而不知其所以然的阶段。2、中国古代科学技术发展分为几个时期？各有何特点？答：一、春秋战国时期。这个时期不同的思想学说纷起，大量的思想家、哲学家各持主张，到处游说，互相争辩，造成了“百家争鸣”的局面。二、秦汉到南北朝时期。这一时期形式了我国古代实用科学技术的模式和道路，对中国后来的科学发展有重要思想。三、唐宋时期。是中国科技发展史上的高峰。如果说唐代是许多科学技术成就的开荒时期，宋代则是结果的时期。四、明清时期。在科学知识和技术创造方面均有所发展，相比之下在技术创造方面更为突出。但就科学形态和科学研究的方法看却和以前没有本质的不同。3、中国古代实用科学的发展是由哪些原因促成的？答：一秦朝采取了一系列统一全国的措施，对科学技术的发展、传播和交流产生了深远影响。二在汉代，由于开辟了海上和陆上的丝绸之路，增进了同各国的经济文化往来。三在三国、两晋和南北朝时代，各对峙政权为了巩固自己的统治，大都采取了发展生产的措施，促进了生产技术和实用科学的发展。第五章 阿拉伯科学文化的兴起与欧洲中世纪的科学技术1、阿拉伯人在科学上独立地做出了哪些贡献？答：数学方面：创造了阿拉伯数码，发展了代数学；天文方面：发现了太阳偏心率的变动，修正了很多天文常量；医学方面：最高成就是完成了医典巨著，还有对眼病的研究；化学方面：兴起了炼金术，推动了实验化学的进展。2、如何认识阿拉伯科学文化的历史作用？答：阿拉伯科学文化在自然科学发展史中的历史作用，不仅在于它使古希腊科学文献得以保存下来，为欧洲的科学和文艺的复兴起了承上启下的作用，也不仅在于它在东西方科学文化的交流中起了中介作用，阿拉伯的学者们还独立地发展并丰富了科学。3、欧洲的中世纪被称为“黑暗的中世纪”，应怎样理解？答：从5世纪到15世纪，史称欧洲的中世纪。这一时期，基督教会神学成为封建统治的支柱。教会垄断了整个文化领域。神学在知识领域有最高的特权，科学成了神学的附庸，神学变成了科学的皇后。神学从根本上否定研究自然和学习科学的必要性。这是欧洲中世纪科学得不到发展的重要原因。这一时期，故称为“黑暗的中世纪”。第六章 近代自然科学的产生1、近代自然科学产生的社会基础和条件是什么？答：随着资本主义生产方式的产生，在欧洲出现了航海探险运动、文艺复兴运动和宗教改革运动。这些由资产阶级发动的经济活动和文化运动，对近代自然科学的产生有着极为重要的影响。2、为什么说科学实验是近代自然科学得以相对独立发展的实践基础？答：科学实验是一种以认识自然为首要目的的实践活动，它作为认识自然的研究方法，在很多方面优于一般的观察和生产实践活动。伴随着自然科学同宗教神学、经院哲学的激烈斗争，一批哲学家、科学家极力提倡科学实验，并把科学实验作为科学战胜对手，壮大自己力量的有力武器。由于科学实验日益成为独立的社会实践，不仅使近代自然知识有了特有的实践基础。也促进了科学形态的变化,出现了实验科学。近代自然科学是建立在科学实验基础上的实验科学。所以说科学实验是近代自然科学得以相对独立发展的实践基础。3、从近代自然科学产生时科学家们反对宗教神学斗争中受到何种启示？答：在科学反对宗教的斗争中，科学家们曾用血和肉坚持了科学的真理，这种精神一直为后人所景仰。4、如何分析近代自然科学与哲学的关系？答：科学实验活动的兴起，近代科学方法的建立，有赖于哲学的引导。在科学从中古时代向近代转变的关头，哲学家积极倡导近代科学方法，并对推动科学的发展有重要作用。第七章 经典力学体系的建立1、有哪些知识为牛顿力学的建立提供了基础？答：一、伽利略通过对落体的研究，已经发现了惯性运动和在重力作用下的匀加速运动，奠定了牛顿第一定律和第二定律的基本思想。二、伽利略关于抛物体运动定律的发现，对牛顿万有引力的学说也有深刻的启示作用。三、开普勒所发现的行星运动定律则是牛顿万有引力学说产生的最重要前提。2、如何从牛顿力学的建立来分析继承与创造的关系？答：一、伽利略早已发现了惯性定律，笛卡儿还曾作过明确表达，但牛顿引入了“力”的概念，用更明确的力学语言把惯性定律表述为：每一物体保持它原来的静止状态或匀速直线运动不变，除非由作用于它的力迫使它改变这种状态。这就是牛顿的第一定律。 二、伽利略早已发现了力对物体运动的影响不在于它的速度，而在于它的速度改变即加速度这一事实，区分了速度和加速度的概念，并在自由落体定律的研究中发现了速度与时间成正比的关系。在这一基础上，牛顿引入了“动量”（质量与速度的乘积）的概念作为运动的量度，把物体运动状态的改变与力的关系定量地揭示出来。即运动的改变与施加的力成正比，并且发生所加的力那个直线方向上。这就是牛顿第二定律。 三、胡克在基本物理概念上确实已经有了万有引力的思想，认为行星的运动是由一个依切线的直线运动与一个向着中心物体的吸引运动所合成，而这个行星吸向太阳的向心力是与二者之间距离平方成正比的。这本来已接近了行星绕日运动的答案，也许是由于数学上的障碍，他未能找到具体的答案。这个任务最终是由牛顿完成了，并由此发现了万有引力定律。 四、牛顿在自然哲学的数学原理中建立了一套完整的引力理论。在开普勒那些还是从大量经验的观测资料中归纳出来的行星运动定律，在牛顿这里已经成了严格的经过理论推导的结论。3、牛顿力学建立的历史意义何在？答：牛顿用一种崭新的定量方式，解决了万有引力如何能维持整个世界体系的问题，从根本上改变了人类对世界图象的认识。原来受上帝命令而运行的天体，现在不需要连续从外面加力，靠自然规律就有可以运行了。4、牛顿时代其他自然科学的发展有哪些特点？答：整个说来，其他各门自然科学尚处于积累资料并逐渐形成为独立学科的时期。5、为什么说机械唯物主义自然观的形成是不可避免的？试分析它的进步意义和局限性。答：在近代自然科学产生时期，首先需要把自然界分解开来加以研究，考察各种自然过程的区别，这是科学研究必由之路，因此难免会撇开和忽略事物之间的总的联系；人们在认识事物时，开始总是先要注意这种事物是什么和有多少，难免忽略事物的产生、发展和转化过程；自然科学的发展中，首先是以机械运动形式为对象的力学达到完善的程度，其他自然科学还处在积累资料的阶段，因此，也就难免用力学的尺度衡量一切，用力学的规律解释一切。科学发展的一定的历史阶段，形成了唯物主义自然观的一定的历史形态。 进步意义和局限性：应该说这种形而上学的机械唯物主义自然观在当时是有进步作用的。由于它把自然界中起作用的原因都归结为自然界本身的规律的作用，有利于促使科学家去探索自然界的规律。尽管行而上学的思维方式忽视理论思维的作用，忽视事物之间的联系和发展，但它能刺激人们运用分析、解剖的方式，从观察和实验中取得更多的经验材料，这对科学的发展来说也是必要的。但同时又必须认识，由于它只看到了一个个事物，忘掉它们相互的联系，看到了它们的存在，忘了它们的产生和消失；看到了它们的静止，忘了它们的运动，只见树木，不见森林，因而又有着严重的缺陷。这种形而上学的自然观，在对自然界整体的看法上又似乎低于古代。第八章 近代技术的兴起与工业革命1、造成工业革命的最主要的技术发明有哪些？答：一、工作机的发明与应用；二、蒸汽动力的发明；三、机床的发明与应用。2、瓦特在蒸汽机的发明和应用中最主要的贡献是什么？答：普遍应用的蒸汽动力机是由瓦特发明的。在纽可门发明的蒸汽机的基础上，瓦特作了重大改进。瓦特运用潜热的概念，为减少热损失，于1765年研制成一种外冷凝器。这是一个与汽缸隔开的空屋，使蒸汽在此空室内冷凝，这就大大减少了反复加热汽缸所消耗的热量。同时又采取精密加工、油润滑和设置绝热层等措施，使热效率提高到3%以上。瓦特终于发明了一种可付诸实用的蒸汽机。然而，瓦特并没有因此而满足，于1784年获得了又一项专利，即双向动作的蒸汽机。不仅如此，为使它适用于各种工作机的动力，瓦特还采用了连杆、飞轮等装置，使机器的直线运动转换为连续而均匀的圆周运动。以后又发明了离心调速器，这样就可以通过传动装置带动一切机器运转，为整个工业和交通运输业提供一种通用的动力机。从此，动力机、传动机、工作机组成了机器生产系统，这是技术史上的一次重大飞跃。3、为什么说莫兹利发明的移动刀架可与瓦特的发明相比？答：1794年，机械师莫兹利发明了移动刀架，1794年制成了带有移动刀架和导轨系统的车床。刀架代替人手夹持刀具，并使刀具沿导轨作直线进行运动，由此可以方便、迅速、准确