现代科学技术概论复习重点绪论 科学技术的含义、结构和功能1、科学：科学是一种反映客观事实和规律的知识与知识体系及其相关的活动事业。包括四层含义：首先，科学是一种反映客观事物和规律的知识和知识体系。其次，科学是探索客观事物及其规律的活动。再次，科学是一种社会建制。最后，科学是一种知识形态的生产力。2、技术：技术就是人类对自然和社会进行有目的改造和控制活动。这一活动所依赖进行的各种物质手段、相应的知识以及这一活动的成果。首先，技术既具有自然属性又具有社会属性。其次，技术具有工具性，与价值负载性。最后，技术的功能具有两面性。第一章第一节 近代科学技术的兴起1、14-15世纪，欧洲原因（1.思想的解放，2.经济发展，3.开放）地心说，以地球为中心。日心说以太阳为中心。1.3以牛顿-近代科学史上的第一次大综合。1.5近代科学方法（1.培根创立实验归纳法2.笛卡儿创立数学演绎法3. 伽利略的数学与实验相结合4.牛顿论科学方法5.形而上学的机械唯物主义自然观第二章第一次工业革命，英国，18世纪30年代19世纪40年代。以蒸汽机的发明和广泛使用为主要标志。2.1产业革命的源头-纺织技术第五章第一节 1、狭义相对论的基本原理：光速不变原理。狭义相对性原理：一切彼此做匀速直线运动的参考系，对于描述运动的一切规律来说都是等价的。5.3现代化学理论的发展（1.元素周期理论的新发展，2.现代化学键理论）第六章当前我们观测的宇宙最深处的天体离我们的距离约为1.3x1010ly，这一尺度常称为宇宙的哈伯半径。原子称为原始火球，球内充满辐射和基本粒子，这些基本粒子互相发生核聚变反应，引起爆炸而向外膨胀，辐射温度和物质温度急剧下降，核反应停止，其间所产生的各种元素形成了今天宇宙中的各种物质。6.5.1研究太阳的双重意义。他是太阳系中唯一发光的天体，是太阳系的光和热的源泉。太阳上的任何细微变化都会引起整个太阳系的明显变化。（太阳是1.我们生存的基础2.极普通的恒星）第七章7.1.3 19世纪末，发生了对物理学有深远影响的所谓三大发现（x射光.天然放射线.电子的发现）7.2.1 微分子的基本性质 （1.质量2.寿命3.电荷4.自旋）自然界物质质量粒子间的互相作用形式有4种（引力作用.互相作用.强相互作用.电磁作用0即（弱力.强力.引力.电磁力）根据相互作用的特点，所有的基本粒子按他们参与各种互相作用的性质分为三大类（强子.轻子.传播子）第八章地球系统科将地球大气圈、水圈、生物圈作为一个互相作用的系统，研究其间的物理的.化学的和生物的过程，并与人类生活.生产联系起来，认识过去现状和过去，遇见未来。8.2生态学：是研究生命系统和环境系统之间相互作用的机理.规律的科学。8.3环境科学是研究人类活动和环境质量关系的科学；宏观上研究人类和环境之间相互作用.相互促进.相互制约的统一关系，揭示经济发展和环境保护两者协调发展规律；微观上研究环境的各组组成部分尤其是人类活动排放的污染物在有机体迁移.转化.积累中的运动规律。第九章现代生命科学包括现代遗传学.分子.生命学.生命化学和神经科学等诸多学科.基因理论：1.基本作为物质的遗传单位，不是虚构的。他代表一个有机的化学实体，是染色体的物质微粒。3.基因能够重新产生，细胞分裂时子细胞中可以再生出一套同样的基因（遗传）4.在一定条件下，基因能够以极小的几率发生变异，并保持其改变了的特性。（变异）9.2 一种认为生命来自非生命，这种观点被称为自然发生说。生命的起源：1.从无机物合成有机小分子2.生物大分子的合成3.多分子体系和原始生命的出现9.3 第三节 现代有机化学20世纪有机化学合成的特点：一、合成原料路线转变。（煤焦油化学电石化学石油化学） 二、有机合成范围日益扩大。三、合成方法、途径和技术发生重大变革。第四节 现代化学的其它重要分支1、现代物理化学分：热力学、量子化学、统计力学和化学动力学。2、仪器分析方法：利用多种学科的成就，研制各种仪器设备对试样进行分析。3、光学分析法：利用被测物质的光学性质进行分析的方法。4、电化学分析法：利用被测物质的电化学性质进行分析的方法。5、量子力学是研究分子中有关化学键的问题，根据量子力学的基本方程薛定谔方程，来计算分子内电子运动规律。动力学是研究过程速率的科学，如研究化学化学反应（包括在电极上进行的反应）的速率和历程，研究扩散的影响。第五章 现代生物学第一节 遗传学1、自由组合规律内容：当两对或多对遗传因子在异质接合状态时，它们进入配子的分离过程是独立的，互不干扰的，每对遗传因子都各自遵守分离规律向下遗传。2、孟德尔遗传学的意义：用数学方法把生物遗传定量地表示出来，从而奠定了现代遗传学的基础。1990年孟德尔遗传规律的重新发现，标志了现代遗传学的诞生。3、分子生物学上将DNA自我复制、DNA转录为RNA和RNA翻译成蛋白质的遗传信息传递的流程叫做中心法则，即DNA-RNA-蛋白质DNA生物体有时也会发生以RNA为模板合成DNA的过程，称其为逆转录。第二节 神经生物学1、外周神经系统分为：感觉随意运动神经、植物性神经。2、神经元分为：感觉神经元、运动神经元、联络神经元。3、突触：是一个神经元的轴突末梢与后续神经元胞体或树突相结合的装置。功能：一、是神经传导的中继站和转接点。二、是神经通路上的单向开关。4、神经冲动：在神经纤维中传导的电脉冲。5、脑分为：大脑、间脑、中脑、后脑、延脑。6、大脑皮层功能分区：大脑皮层按沟回人为划分有固定的特殊功能的各部位。7、条件反射：在非条件反射基础上并在一定条件下，在生活过程中逐渐建立起来的反射。8、记忆分为短时记忆、长时记忆。记忆障碍就是遗忘。第六章 现代天文学和现代地学第一节 现代天文学1、静态：指宇宙虽然在小范围有运动，但从大范围来看，则是静止的。2、星系：由数十亿至数千亿颗恒星、星际气体和尘埃等组成的巨大天体系统，是构成宇宙的基本单元。分类：椭圆星系、旋涡星系、透镜状星系和不规则星系。3、恒星的演化：经过主序星、红巨星和晚期三个阶段。到最后阶段，有白矮星、中子星、黑洞三种归宿。第二节 现代地学1、大气圈分为：对流层、平流层、中层、电离层、散逸层。内部圈层分为地壳、地幔、地核。3、地球的形成与演化：随着恒星生生减减，较晚形成的星云与恒星其重元素的含量也愈多。太约约在四十六亿年前形成，同时，围绕在太阳周围的微粒，彼此碰撞、吸附，逐渐形成微小顆粒。再累积形成原始的行星、衡星等天体，地球就是其中一個。大约在47亿年前，地球刚刚形成。那时地球的环境与现在完全不同：地面上火山爆发，温度极高。后来，地球的温度逐渐降低，水蒸气凝结成雨降落到地面上，最终汇集成原始的海洋。原始海洋中的各种物质不断地相互作用，经过极其漫长的岁月，逐渐形成了原始的生命，可以说原始的海洋是生命的摇篮。太古代末期形成了高分子有机物，古生代时海洋里演化也了鱼类。后来形成了大片森林和动植物。中生代时出现了大量被子植物，新生代后，人类出现。地球现在正处在壮年期。第七章 现代数学第一节 现代数学思潮1、现代数学危机：第一次是在古希腊的毕达哥拉斯学派那里发生的。只相信整数，对直角三角形两个直角为整数而第三边出现的无理数，感到无法理解，使初等数学中几何学和算术彼此分裂，几何缺乏算术基础，并造成长期把几何作为数学基础这一局面。数学分析中的核心概念，“无穷小量”是零还是非零所引发的逻辑矛盾，又引发了数学发展史上的第二次危机。英国著名数学家罗素于1903年提出的一个集合论悖论，从而引发了第三次数学危机即“现代数学危机”。2、数学基础研究中三大学派: 逻辑主义学派:认为所有的数学都可以从逻辑推导出来,也就是说,数学的概念可以以逻辑概念为基础得到明确的定义,数学的定理则可由逻辑的规律出发经由纯粹的演绎得到证明.直觉主义学派:目的是论证传统数学的合理性,但他们使用与逻辑主义者全然相反的方法达到这一点,数是起源和产生于头脑中的人类活动,它并不存在于头脑之外,而是独立于真实世界的.数学就等同于我们思维中的精确部分,其最终依据就是“原始数学直觉，”即对某些数学概念直接的确定，这是人的理性本性的一种表现。数学思维就是智力构造的一个过程，它独立于经验，并且只受到直觉的限制，即只有在直觉上被构造的对象（概念）及其推理过程才是真实可靠的，按照直觉主义的构造性要求，就必须排斥非构造性数学和传统逻辑，这又和数学基础研究的目的不相符了。形式主义学派：由于逻辑与数学之间存在质的区别，所以任何企图把数学化归为逻辑的努力都是不可能的，但是，由于数学中包含有逻辑的概念，逻辑中也包含有数学的概念，所以必须把逻辑和数学同时加以考虑。我们也不能轻易抛弃古典数学中非构造性的部分和传统逻辑。在形式主义者看来，数学的基本概念本来就没有什么涵义，无所谓正确或者错误、真或者假，只要由公理所构造出来的系统是自治的，不存在矛盾，它就是合理的；数学就是关于形式系统的科学。第二节 现代数学的重大进展进展：一、应用数学的崛起。二、概率论、数理统计的扩张。三、纯粹数学的发展。第三节 现代数学的新分支1、数理逻辑的内容包括：公理化集合论、证明论、递归论和模型论。逻辑演算则是这四个部分的共同基础。2、运筹学：为一切执行部门对它们控制下的业务活动采取决策时提供数量上根据的科学方法。它形成了规划论、排队论、决策论和对策论等一系列分支。意义：它已经成为现代管理科学的重要理论基础和数学方法，尤其是电子计算机广泛应用以来，数学模型的建立和运算变得快捷和容易，更加增强了运筹学的实用价值第八章 复杂性科学第一节 系统科学1、复杂性科学：对以复杂性为内在特征的事物进行研究的科学。分：系统科学和非线性科学。2、系统：是由若干组份结成的具有特定功能的整体。3、系统观念的内容为：整体性观念、相关性观念、有序性观念、动态性观念。4、系统方法：指用系统思想，按照系统的特征和规律性认识客观事物，解决和处理问题的一整套方法体系。具体来说，就是把研究和处理的任何对象都当作“系统”看待，从整体上考虑问题，综合应用现代科学技术和数学工具，精确地、定量地考察要素之间、系统与要素之间、系统与环境之间的关系，利用各种因素之间的联系，提高整体水平、获得最优效果的方法。5、系统方法的种类：过程与体系方法、整体与部分方法、功能与结构方法、状态与环境方法。6、信息：事物所发出的一切消息中包含的能够表征事物的内容。它具有知识的秉性、是一种资源、可以无限开采、多人共享；可传输、可储存、可提取、可加工等。事件出现的可能性（概率）减小，信息量（相当于做功量）就越大，事件出现的可能性越大，信息量就越小。可见，信息量是概率的单调减函数。7、控制系统包括施控部分和被控部分。被控部分也叫被控对象，简称对象；施控部分也叫控制器，又称调节器。8、控制的形式分为：随机控制、记忆控制、共轭控制、负反馈控制、程序控制。9、模拟方法:它根据模型和原型之间的相似关系,用模型来模拟对象,通过模拟来间接地研究原型的规律性.10、功能模拟方法:以功能和行为的相似性为基础,用“模拟”模仿“原型”的功能和行为，通过模型间接地研究对象规律性的控制方法。11、黑箱方法：通过考察系统的输入和输出及其动态过程，而不直接考察其内部结构来定性或定量地认识系统的功能、特性、行为方式，以及探索其内部结构和机理的一种方法。第二节 非线性科学1、组织：一个系统的要素按照特定要求和指令形成特定结构或机能的过程。组织的形成可表现为时间结构、空间结构、时空统一结构。2、自组织：一个系