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1、了解科学进程 提高科技意识,关于科学技术的发展、科学家的精神、科学成功的原因解建国2009.10.30,一、关于科学技术的发展二、关于科学的精神和科学家的精神三、对推进科学发展的重要原因的分析,一、关于科学技术的发展,1.人类所经历的时代及社会,时代：旧石器时代新石器时代青铜器时代铁器时代信息技术时代社会：原始社会奴隶社会资本主义社会社会主义社会共产主义社会时代在发展，社会在前进各种历史的包含关系 人类社会发展史人类文明史科学技术发展史数学发展史等,2.科学技术形成的过程及全球趋势,科学萌芽（大自然造就影响）科学意识科学行为科学理论及文化科学技术四大文明古国：中国、印度、古埃及、古巴比伦（古希
2、腊的文明）五条流域：黄河、尼罗河、底格里斯河、幼发拉底河、印度河文明不等于科学技术，它是低于科学技术的，科学技术是高级的文明，其内容随着时代发展不断深奥古希腊文明：虽形成晚，持续时间短，但很多领域成果超过前四古国,科学技术在全球驻留的主要过程：四大文明古国古希腊欧洲（意大利、英国、法国、瑞士、德国、俄国等）美国、苏联全球 很像马克思形容的共产主义象幽灵一样,曾经和现在的世界科学技术中心（1）意大利（1540年1610年），伽利略等，依 托帕多瓦大学（2）英国（1660年1730年），牛顿等，依托剑桥大学三一学院（3）法国（1770年1900年），“3L”等，依托巴黎理工科大学（4）德国（181
3、0年1930年），高斯等，依托格廷根大学（5）美国（1920年 现在），爱因斯坦等，依托普林斯顿大学,3.科学技术的内涵及表征,基础科学：数学、物理学、化学、天文学、生物学、地理学它们都有各自形成的时代背景及先驱人物随着时代的发展，它们各自形成了许多分支数学是基础，是一切科学的工具高新技术 在基础科学之上发展和形成：纳米技术、DNA技术、克隆技术、超导技术、航天技术、宇宙探测及开发利用文明的兴起产生了科学技术基础科学的形成高新技术不断发展,科学技术的奖项及范围诺贝尔奖：物理学、化学及生物学、医学、文学、和平、经济学(1968年增设)菲尔兹奖：数学上的最高奖（从1936年起，四年一届，奖励40岁
4、以下的数学家）图灵奖：计算机界最负盛名的奖项，有“计算机界诺贝尔奖”之称（1966年设立，每年只奖励一名计算机科学家，目前图灵奖由Inter公司赞助，奖金为100,000美元；截止至2005年，获此殊荣的华人仅有一位，他是2000年图灵奖得主姚期智）世界大学的排名美国哈佛美国斯坦福英国剑桥 美国加州大学伯克利分校 美国麻省理工学院 美国加州理工学院 美国普林斯顿大学 英国牛津大学 剑桥大学诺贝尔获得者占相当大的比例（81位）,4.对世界科学技术发展的概括,第一个重要时期：古希腊七贤到阿基米德时期（公元前600年前300年）代表人物：古希腊七贤，毕达哥拉斯，欧几里德，阿波罗尼斯，阿基米德代表成果
5、：开创数学证明的先河，测量埃及金字塔的高度，发现勾股定理及无理数，开展天文学和医学研究 特别地，几何原本是一部永传不朽的著作，包括36个定义、5个公理、5个公式、476个命题,古希腊七贤：泰勒斯，梭伦，奇伦，毕阿斯，庇塔库斯，佩里安德森，克莱俄布卢泰勒斯：科学的先父 三大贡献：（1）测量埃及金字塔的高度；（2）数学的结论要用演绎、推理、逻辑思维的方法来证明；（3）爱奥尼亚学派的领袖人物毕达哥拉斯 使数学成为一门真正的系统学科，成为体系 阿基米德 人类历史上第一位最伟大的科学家,第二个重要时期：欧洲文艺复兴和资本主义革命时期（1419世纪）代表人物：梅森、费尔玛、开普勒、纳百尔、笛卡儿、帕斯卡、
6、伽利略、惠更斯、牛顿、波义耳、欧拉、高斯、康托尔、黎曼、孟得尔、罗巴切夫斯基、门捷列夫、巴斯德、詹纳、芬利、瓦特、福特等代表成果：对数、平面坐标系、微积分、经典力学三定律及万有引力定律、行星绕太阳运行三大定律、物质不灭定律、能量守恒定律、蒸汽机、汽车等 重要著作：天体运行论、关于两大世界体系的对话、自然哲学的数学原理等,第三个重要时期：人类进入20世纪以后代表人物：爱因斯坦、希尔伯特、维纳、沃沃斯基、霍金、纳什代表成果的标志：诺贝尔奖及菲尔兹奖等代表成果：宇宙探测，放射性，人类基因解译（DNA），物质结构研究，相对论、原子核物理等,5.中国科学技术在历史上的地位,研究成果及领域：农学、医学、天
7、文学、算学；引以为豪的是四大发明代表人物（中国古代十大科学家）张衡（通天知地，东汉，漏水转浑天仪、候风地动仪）张仲景（医学鼻祖，东汉，伤寒论、金匮要略）祖冲之（数学泰斗，南北朝，世界数学史上第一个将圆周率计算到小数点后七位，编制大明历）,郦道元（笔著华夏，北魏，水经注）孙思邈（长寿药王，隋朝，千金要方）沈括（科学巨匠，北宋，梦溪笔谈）郭守敬（天文巨子，南宋，授时历）李时珍（华夏中医，明朝，本草纲目）徐光启（中西合璧，明朝，译几何原本）宋应星（启蒙先驱，明朝，天工开物）,6.世界历史上最伟大的五位科学家,阿基米德牛顿欧拉高斯爱因斯坦,阿基米德(公元前287年 前212年)成就:浮力定律、杠杆原理
8、、滑轮原理、面积和体积的计算、圆周率、无穷小量、数沙粒等一些伟人对他的评价 牛顿：我是站在巨人的肩膀上莱布尼兹：“如果你了解了阿基米德的贡献，那么你就对从他开始到目前为止的科学家就不那么钦佩了！”,牛顿(1642年1727年)成就:力学三定律、万有引力定律、微积分、光学基础(但在化学上几乎一无所获)、是英国皇家学会第三任会长评价：震古烁今；世界本来是混沌迷离的，上帝说：生出牛顿，一切将变得光明莱布尼兹：数学发展到目前，牛顿做了一半的工作,欧拉(1707年1783年)成就:拓扑学、微分几 何、数论、弹道学、航 海学、应力学等；撰写了 中学至大学的数、理、化第一版统一教材；并以每年800页速度高质
9、量地撰写论文评价：欧洲科学界的老师；数学分析的化身；最高产的科学家；科学家每每遇到难题就找他,高斯（1777年1855年）成就：数学的各个领域的领军人 物、使德国成为世界科学技术中 心的代表、用三个数值确定行星运行轨道、最小二乘法、非欧几何学等赞誉：“如果把18世纪的科学家比为一座座崇山峻岭的话，那么高斯就是最引人瞩目的那一座巅峰；如果把19世纪的科学家比为一条条长江大河的话，那么高斯就是它们发源的源头。”,爱因斯坦（1879年1955年）成就：狭义相对论、广义相对 论、统一场论；光的二象性；在 力学、光学、热学、电学研究领域齐头并进，都有重大建树评价：二十世纪的牛顿特别：爱好世界和平、不畏权
10、贵、甚至连诺贝尔奖的价值都可能不知道,7.科学技术发展史上的美誉,科学史上的天才、“天之骄子”、巾帼英雄 天才：帕斯卡、惠更斯、汉密尔顿等天之骄子：阿贝尔、伽罗华巾帼英雄：索菲亚吉尔曼、苏菲柯瓦列夫斯卡娅、居里夫人、诺德伟大的发明家：瓦特、福特、爱迪生、尼古拉特斯拉,天之骄子阿贝尔（挪威，1802年1829年）：椭圆函数、阿贝尔积分、一元五次方程求解、为群论的创立奠定基础伽罗华（法国，1811年1832年：创立了群论，其中有伽罗华群、半群、子群等概念，由此开创了近世代数，当时数学界没有认可，致使数学的发展停滞了100多年,巾帼英雄索菲亚吉尔曼（法国，1776年1881年），受教于拉格朗日，在弹
11、性曲面理论、费尔马大定理的证明方面有卓越建树，保护过高斯苏菲柯瓦列夫斯卡娅（俄国，1840年1891年）世界上第一位女教授、女院士，贡献有偏微分方程、椭圆函数、阿贝尔积分、土星光环、刚体绕定点转移居里夫人（法国籍波兰科学家，1867年1934年），研究放射性现象，提炼出镭和钋两种放射性物质，一生两度获诺贝尔奖 诺德（1882年1935年）研究理想群论，抽象代数，相对论，基本粒子等，为我国带出过数学博士曾炯,伟大的发明家瓦特：发明蒸汽机，开创了第一次资本主义工业革命福特：发明设计制造了汽车，给美国人民的生活带来了便利，美国人民非常感谢他爱迪生：号称“发明大王”，有1000多项发明专利权尼古拉特斯
12、拉：爱迪生 的徒弟，为爱迪生设计了多项发明。另外，他自己还有1000多项发明专利，特别是交流电的发明，实现了第二次工业革命（另有：收音机、传真机、雷达、显像管、星球防御系统等）,8.历史上重视科学技术的国王和皇帝,瑞典女王克里斯蒂娜俄国沙皇路德林一世及其妻叶卡琳娜二世中国的康熙皇帝法国的拿破仑皇帝,康熙皇帝（1661年1722年）捍卫疆土、维护民族团结对科学有极大的兴趣，并参与其中授意利玛窦、徐光启翻译几何原本；受教于法国传教士白晋、张成，并且学以致用在南巡过程中，对苏北淮留套水利工程的建造进行了指导,拿破仑（Napoleon,1769年1821年)在数学上也颇有建树，著名的拿破仑三角形，曾经
13、令法国大数学家拉普拉斯敬佩不已 科学的举措、罗塞达碑、提携科学家名言：“不想当将军的士兵不是好士兵。”“中国是一头睡狮，一旦醒来将震憾 世界。”众人对拿破仑的评价 黑格尔称赞他是骑在马背上的“世界灵魂”雨果评价拿破仑：“人类命运中这个人物的重量过分，搅乱了平衡。他个人计算着他比整个宇宙都要重要。人类的过剩精力都集中在他一个人的大脑中，一个人的头脑要决定全世界命运。但是，人类文明要延续的话，这将是一个致命的弱点。”,9.科学的事件,参考人类科学技术发现、发明词典,二、关于科学的精神和科学家的精神,1.关于科学的精神,笛卡尔的傲慢和自负我国人民辛勤的总结并未升华：重视实际、讲究应用、观照整体，而不
14、探索其中内在规律，受思维定势的限制毛泽东主席的名句：“革命不是请客吃饭，不是绘花绣花。”科学的精神执着的探索精神：依靠已有知识和预见，既有方向和信心又锲而不舍,创新改革的精神：这是科学的生命和灵魂虚心接受科学遗产的精神：科学成就在本质上就是积累的结果，是继承性最强的文化形态之一理性精神：从经验认识上升到理性认识，是抽象的过程求实精神：实事求是，反对主观臆断求真精神：维护真理，反对独断、虚伪和谬误实证精神：用实践来检验真理精确精密的分析精神：不仅仅停留在定性描述上开放精神：科学无国界，是全人类共有的成果功利精神：要达到造福人类,2.关于科学家的精神,舍生忘死的精神法国的莫瓦桑制造氟俄国的利赫曼教
15、授研究雷电不幸以身殉职古巴的“蚊子医生”芬利为了证明蚊子是病菌传播的媒介居里夫人提炼镭的过程连亲带友的精神法国的帕斯卡测量大气压与高度的关系美国富兰克林为了证实天电与地电的一致性,怀疑的精神英国的波义耳对四元素论和三元素论的否定过程德国的黎曼对高斯、柯西、狄利克雷连续一定可微的否定过程，举出了连续不一定可微的著名反例，最终澄清连续与可微的关系，而且可积不一定连续专注、追求完美的精神汉密尔顿发现四元素，扩充数域的过程（1843年10月16日）法国的安培研究电磁关系的行为举动法国笛卡尔建立平面坐标系的过程（1619年11月17日）坐标系的形成：平面坐标系（不互相垂直）平面直角坐标系（1693年，莱
16、布尼兹）空间直角坐标系（1716年，约翰伯努利）,永不停息的精神欧拉奋斗不息的一生，是人类历史上最伟大的科学家之一法国巴斯德拯救法国养蚕业、酿酒业、形成微生物学的过程抗争的精神德国的康托尔创立集合论的壮举苏菲柯瓦列夫斯卡亚出国求学的壮举坚信成功的精神门捷列夫制定化学元素周期表的艰辛与自信俄国罗巴切夫斯基开创非欧几何的艰辛,前赴后继的精神德国的普吕克尔首先发现了阴极射线，接着德国伦琴发现了x射线，然后德国的贝克勒耳又发现了放射性，接着英国汤姆逊又发现了电子，使人们对物质结构的认识又前进了一步牛顿发现了七色光，德国的基尔霍夫等又创立了光谱学（发射、分析、激光、拉曼），从太阳光中发现了太阳上存在铯、
17、铷等元素,不畏权贵的精神爱因斯坦对他50岁生日贺信的回复伽罗华对老师的无理，对院士的督促爱国的精神希尔伯特、爱因斯坦对德国参与第一次世界大战的反对态度印度的拉曼对剑桥大学卡文迪许实验室邀请的拒绝,三.对推进科学发展的重要原因的分析,1.推进科学发展的原因是多方面的,科学技术发展的成就,使人类社会从愚昧、落后到今天的高度文明。从旧石器时代到新石器时代，从青铜器时代到铁器时代，从机械技术到信息技术时代对科学技术发展的了解，要知道更深层的原因锲而不舍、孜孜不倦的钻研精神在每个科学家的身上都能体现我们只知道公众认可的事实，而不知道后台的原因,2.进行科学技术研究的好奇心是推进科学发展的一个重要原因,1
18、6-19世纪欧洲科学家的研究及其成果充分证明好奇心应是第一位的好奇心的代表：阿基米德、伽利略、哥白尼、布鲁诺、布朗特等四川国立大学校长任鸿隽先生的总结：“要了解科学，首先要明白科学的两个起源：一是实际需要，二是人类的好奇心。由于前者是外在的压力，后者是内在的冲动，所以就科学发现而言，好奇心比实际需要更重要。”文艺复兴之前，基督教会统治的欧洲更黑暗（基督教会在公元前300年时兴起，它有自己的宗旨）,好奇心驱使科学家成功的事例阿基米德由验证王冠真假而发现了浮力定律德国商人布朗特发现元素磷的过程富兰克林不知天高地厚，验证了“天电”和“地电”的一致性孟德尔在豌豆地里做了八年实验，发现植物遗传学二定律
19、开普勒用9年时间得到行星运动的第三定律欧拉从“七座桥问题”受到启发，开创了拓扑学费尔玛大定理的证明浪潮,3.科学技术社会化是推进科学发展的一个重要原因,科学技术社会化的两个特征在全世界范围内进行科学技术的研究、信息交流、技术使用已达到广泛和通畅各国政府重视、组织实施管理，成立科学院和科研机构政府提倡和领导人重视是一个重要原因18世纪后半叶起，欧洲各国教室里悬挂科学家画像，着意对青少年进行启迪家庭教育的引导：惠更斯父亲对儿子的希望，汉密尔顿父亲对儿子成才的安排俄国沙皇喀德林一世和妻子叶卡琳娜二世邀请丹尼尔伯努利和欧拉到彼得堡科学院工作法国拿破仑皇帝是重视科学、重视人才的典范,成立科学研究机构，进
20、行学术交流是科学成功的一个重要原因从民间组织变为国家组织，政府提倡和财政资助莱布尼兹劝说很多国王和皇帝建立科学院，普鲁士国王于1700年建立柏林科学院，莱布尼兹任第一任院长 英国皇家学会成立最早：1660年成立任务：对国家的科学技术的发展给政府提供咨询服务；资助科学考查和调查，组织与外国高级科技人员交往；举办学术会议，出版学术刊物等著名会员：波义耳、惠更斯、胡克、哈雷等人会长：第一任：隆克尔勋爵 第二任：波义耳 第三任：牛顿,功绩：胡克发现弹性定律，并研究惯性及万有引力定律；惠更斯计算出重力加速度值，并提出了光的波动理论；波义耳提出元素概念，开创了化学天地法国科学院：成立于1666年，1620
21、年以前在梅森寓所活动，叫无形学院功绩：惠更斯设计出第一架机械记时钟，帕斯卡开创流体动力学和流体静力学一些学术组织进行学术活动的成就 美国普林斯顿大学教研室怀尔斯证明费尔玛大定理用了9年时间美国数学学会会长维纳写成旷世奇著控制论的过程，可谓大器晚成,4.指导、推荐、资助是推进科学发展的一个重要原因,科学技术成果的冠名，遵循“名从主人”的原则爵位顺序：公、侯、伯、子、男、勋盖特图保侯爵推荐伽利略 第一次在比萨大学任教授：做自由落体实验 第二次在帕多瓦大学任教授：研究力学，发明温度计，特别是望远镜布伦兹维克公爵和洪堡举荐，高斯才能在德国如日中天，为国效力，堂堂屹立于世界科学史的地平线上 巴罗教授倾心教授牛顿，使牛顿步入科学的殿堂丹尼尔伯努力推荐欧拉；第谷诚心邀请开普勒；戴维推荐没有大学文凭的法拉第进入英国皇家学院实验室工作成功的原因：主要仍是科学家顽强的精神、专注的态度、孜孜的追求,结 束 语,科学永远是一本读不完、写不尽的书，每当有一个重大发现之后必将带来更多问题让我们去思考！爱因斯坦,
