现代科学技术概论_赵锡奎主编_9787030426666

　《现代科学技术概论》在介绍科学知识时，贴近生活实际，注重融合人文社会的哲学思想，其范围涵盖科学发展技术史、现代物理学、现代化学技术发展、现代地学、现代生物学、现代天文学、系统科学、信息技术与激光技术、新材料与新能源技术、生物技术、空间与海洋技术、科学技术与社会的协调发展等内容。《现代科学技术概论》内容新颖，针对性强，融科学科、知识性、趣味性于一体，以丰富的内容、翔实的材料、动人的事例生动地描绘了现代科学技术的现状趋势。

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《现代科学技术概论》：
　　第1章绪论
　　我们在日常生活、工作和各种社会活动中，随时都能感受到科学技术的威力和巨大影响，也常常使用“科学“技术“科学技术和“科技等词汇。但是，究竟什么是科学？什么是技术？什么是科学技术？这些都是需要进行深入探讨才能回答清楚的问题。在科学技术高速发展的历史过程中，人类逐渐认识到科学技术是一种极其复杂的社会事物和社会历史现象，它表现出多种特性，这也充分表现出科学技术概念包含有丰富的内涵，人们通常用“科学技术来表示知识、学问、思维、技艺和方法等。实际上科学与技术是两个不同的概念，简单来说，科学在于认识世界，揭示自然界的客观规律，着重回答自然现象“是什么“为什么的问题；技术在于在掌握自然规律的基础上，通过改造世界实现对自然界的控制和利用，着重回答社会实践中“做什么“怎么做的问题。
　　我们学习现代科学技术，不仅要学习科学技术的概念、定律、公式、理论、假说等具体知识，还要在宏观上认识科学技术的性质、功能和价值的科学技术发展历史、趋势和特点。了解科学技术知识、形成科学技术观念，对于掌握科学方法、科学思维、科学思想、科学精神，都是非常重要的。
　　11科学
　　111科学的基本概念
　　“科学一词，英文为science，源于拉丁文的Scio，后来演变为scientia，其本意是学问、知识。中国典籍《礼记·大学》中有“致知在格物，格物而后知至，用格物致知表示实践出真理的概念，日本转译为“致知学。日本明治维新时期，著名科学启蒙大师、教育学家福泽瑜吉（Fukuzawa Yukichi，1835—1901）把“science译为“科学，并在日本得到广泛传播。1893年，康有为从日本引进并使用“科学一词。严复在翻译《天演论》等著作时，也用了“科学一词。此后，“科学一词便在中国得到广泛应用。
　　科学的内涵和外延是随着科学本身的发展和人们对科学的认识的不断深化而发展变化的。所以，要给科学下一个固定不变的定义是不现实的。只能用广泛的阐明性的叙述来作为一种表述方法。现在，可以从以下三个层面来理解科学的基本含义：首先，科学是一种特殊形式的社会活动，即知识生产活动，是一种创造性的智力活动。其次，科学是一种知识体系。我国的《辞海》给科学下的定义是：“科学是关于自然界、社会和思维的知识体系。这是科学概念的最基本内涵。科学知识体系是一个动态系统，随着实践的发展而不断变化。最后，科学是社会发展的实践力。科学不仅是知识生产活动和知识体系，而且是社会发展的实践力量。科学作为实践力量，通过被人们掌握、利用而发展着，起到改造客观世界的作用。所以说，“知识就是力量。
　　在英语中，“科学主要指自然科学。在汉语中，“科学既指自然科学，也指人文科学和社会科学。本书讲的现代科学主要指现代自然科学。
　　112科学的基本特征
　　1科学知识
　　科学不仅表现为探索世界奥秘的动态性的认识活动，而且体现为由这种活动而生产出来的认识成果——科学知识。科学技术作为认识活动的成果，它属于知识的范围，但它又不等同于一般性的知识。科学知识与一般性的知识是有严格的区别的。知识是人类认识成果的总汇，已往知道的一切事物，包括书面的或者口头的，都作为定义知识的范围。美国学者丹尼尔?贝尔指出：“知识是对事实或思想的一套系统的阐述所提出的合理性判断或经验性的结果，它通过某种交流手段，以某种系统的方式传播给其他人。国外还有人主张对知识进行整体分析，将它们划分为多种类型。其中有一种分类方法将知识划分为七种类型：神话与传说，包含在民间语言中的知识，宗教知识，神秘知识，哲学知识，数学、自然科学与文化科学的实证知识和技术知识。由此可以看出，所谓知识的内容是十分庞杂的。的确，知识既包括人类通过生产实践、科学实验和种种社会活动所创造的各种知识，也包括在实践、工作和生活中积累下来的大量普通的常识和经验性的知识，还包括局部的经验、专家的判断、行家的手艺、文艺人的技巧、普通常识等。普通的常识和许多经验性的知识都是很宝贵的，也值得重视。但是，在它们没有经过科学总结之前，难免有零散、片面性、表面性和与事实相悖的弱点，这与科学知识在性质上是不同的。科学知识必须严格地以客观事实为依据，经过实验和实践验证和理论论证，对客观事物和现象的性质及其规律性作出正确的反映。客观事实是科学知识的依据，科学研究首先要确立事实，是通过发现客观事实来揭示其本质，从而取得众多的科学知识的。但是，科学绝不满足于观察现象和描述事实，而是要进一步解释和说明事实，揭示本质和洞察事物变化发展的规律性。
　　科学知识高于普通的常识和经验性的知识，还体现在它使人类认识由感性向理性飞跃，由孤立、零散走向系统化，同时建立了知识的理论体系。现代科学技术知识，既包含了丰富的客观事实材料，又反映了事物和现象的内在规律性，但这些知识并不是零散的知识单元，而是由许多概念、原理、定律、公式、学说、理论等相互有机联结的知识体系。它们不仅组成许多学科，而且学科之间组成一个个学科群，而学科群之间又相互联系，形成了多学科、多层次的系统化和理论化的统一知识体系。
　　2科学方法
　　科学活动不仅帮助人类获得科学知识，而且也为人类创造科学方法。在科学研究中所创造的科学方法，不仅行之有效，而且具有普遍性，对其他实践活动也有指导意义。科学方法产生于科学的认识和实践过程中，它是探求自然现象及其本质和规律性的手段、途径、程序和技巧。这就是通过严密的观察实验、严格的逻辑推理，将丰富的感觉材料加以去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里的改造制作，找出事物内部相互间以及事物与外部环境之间的相互关系和相互作用，确定由相互作用所形成的结构、运动变化和因果关系，构筑成概念和理论的系统。科学方法的基本要求是：材料必须丰富、全面、真实，观察必须客观、求实，实验要重复、可比，结论必须逻辑明确。
　　科学活动中运用的科学方法，从它们对科学认识所起的基本作用来看，大体上可以分为两大类：一类是获取信息、取得认识材料的方法；另一类是处理信息和加工认识材料的方法。这两类方法是密切联系的，前一类方法是后一类方法的基础，后一类方法是前一类方法的升华，升华所取得的结果又要回到实践中去接受检验。前者主要是通过物质手段，以物质活动的方式进行，后者主要通过符号手段，运用概念、思维活动的方式来实现，二者相互渗透、相互作用、相互补偿，共同发挥着认识功能。事实材料是科学认识的根据，获取信息是取得丰富、全面而准确的认识材料，是科学研究的基点和成功的保证，所以获取信息的科学方法在认识过程中占有极其重要的地位。这类方法包括：有目的、有意识地对事物和现象进行感知的观察方法；借助物质间的相互作用去确定被观测的某种物质属性与这种属性给定单位之间比值关系的测量方法；在精心控制现象发生的条件下对现象进行感知和测量的实验方法；通过模型实验间接地对原型进行分析、设计、规划、评价和模拟的方法，以及能对两种对立的假说起到肯定一个和否定一个的判决性实验的方法等。获取信息的方法经历了从简单到复杂、从低级到高级的发展过程，已经从原始的肉眼观察到现代的仪器观察，从单纯的观察到通过实验进行观察，从直接实验到间接实验，从物理模拟到数学模拟，进一步则是从地面上的观察和实验走向太空的观察和实验。通过实践获取信息、取得事实材料只是科学认识的基础，它有待于上升到理性认识，透过现象进入本质。
　　运用科学抽象的成果，使用概念、符号（如语言、文字等）和思想模型进行科学思维，这种处理信息的方法在科学认识过程中也很重要。为了推进科学认识，其中使用的一般逻辑方法有：确定对象之间差异点和共同点的比较方法；在比较基础上识别出事物之间的差异点和共同点，将其划分为具有一定从属关系和不同等级系统的分类方法；根据两个或两类对象之间，在某些方面的相似和相同，而推出它们在其他方面可能或相同的类比方法；通过对个别现象的研究，认识一类事物的普遍规律的归纳方法；通过某类事物的普遍规律，推断个别事物特征的演绎方法；在思维中把认识对象分解成它的组成部分、方面、要素和关系，并分别加以考察的分析方法；把认识对象的各个部分、方面、要素和关系联结起来，从整体上加以考察的综合方法；从具体到抽象，再从抽象到具体的认识方法；在考察事物时追溯其起源和展现其发展阶段的历史方法；从历史中找出对象诸方面的本质关系的逻辑的方法；使用思想实验的逻辑方法；等等。此外，还有将研究对象加以定量化，然后进行定量处理的数学方法。在理论研究中使用的方法还包括科学模型方法、理想化方法、形式化方法、形象化方法等。与科学认识过程中的心理活动相联系的思维方法则包括科学联想、科学想象、科学直觉、科学灵感等。伴随系统科学的发展，还创造了综合性更强的科学方法，如系统方法、信息方法、反馈方法和功能模拟方法等。能不能在科学技术活动中正确地运用科学方法，能不能在更广泛的社会实践中推广和应用上述科学方法，还与科学态度密切相关。众多的科学活动之所以成功，贵在坚持了科学态度。科学态度中核心的是，严肃认真、客观公正、实事求是、勇于实践、独立思考、尊重证据、坚持真理、修正错误。
　　3科学精神
　　科学活动不仅是科学知识的来源，而且是人类科学精神的体现。所以，科学既是社会生产力，又是伟大的精神力量，人类在长期的科学活动中，不断解决认识与实践、经验与理论、已知与未知、正确与错误等多种矛盾，在创造科学方法、提出科学思想、积累科学知识的同时，形成了伟大的科学精神。
　　科学精神是彻底的唯物论和彻底的辩证法精神，是一种优良的精神气质、高尚的信念、坚强的意志、伟大的理想、无形的规范。科学精神有普遍意义，对整个社会都产生着巨大影响。科学精神既是科学家从事探索和研究取得成功的保证，也是我们在各项活动中作出正确决策和取得胜利的必要条件。究竟什么是科学精神呢？就一般意义而言，它是科学在漫长发展途程中，特别是在近代科学兴起和现代科学急速进步基础上，所形成的符合客观实际的思维方式、认知方式、价值取向、行为规范和优良传统的总和。它贯穿于科学活动的各个方面和科学活动的全过程，其中包含着科学思想、科学态度、科学作风、科学方法等多种因素，形成了时间空间、联系、发展、规律性、系统、进化、复杂性等思想。掌握这些科学思想的精神实质，在头脑中树立科学思维，是弘扬科学精神的一个重要方面。
　　科学的目的是认识世界和改造世界，正确反映客观实际，追求真理。科学研究要求坚持一切从客观事实出发，从客观事实中发现事物之间的联系，认识自然事物的本来面目，不附加任何外来成分。同时，强调尊重实践，坚持观察和实验的科学方法，以实践作为检验真理的唯一标准。因此，在科学上要求做到，在治学上诚实、严谨，勤于思考；勇敢探索，勇于创新；反对盲从迷信，排斥因袭守旧；客观求实，不带主观偏见，不为假象所迷惑；实验的程序和方法必须能经受实践检验，实验结果必须能够重复；不能弄虚作假，更不容许篡改实验数据和事实，未经实验条件确定、多次重复和实践反复验证以前，决不轻易相信和下结论。
　　现代科学是一种自由的探索，它要求各个学派在真理面前一律平等，对于不同意见必须采取宽容态度，只有通过不同观点的争论，才能发现真理，向更高水平发展。科学的民主精神体现在：提倡严肃、严格、严密的学风；鼓励独立思考，开展自由争论；破除迷信，激励创新；勇于坚持真理彻底修正错误。这要求每个人都深刻意识到自身的局限性和偏好，要具有博大的胸怀和深切的诚意，当遇到新的事实、新的证据或新的论点与原有意见相左时，就要服从真理，修正错误认识，彻底而公开地改变原有的观点。科学和迷信是根本对立的，发扬科学精神，很突出的就是崇尚科学，破除迷信。
　　科学既包括自然科学和社会科学，又包括科学知识和技术知识及技术手段，都是人类对自然规律和社会发展规律的认识和把握，是人类争取自由的武器。科学技术是第一生产力，它越来越有力地改变着世界，是强大的物质力量，也是重要的精神力量，成为推动历史进步的杠杆。在人类进步、社会发展和科学前进的历史途程中，崇尚科学，破除迷信，加强科学思想和科学方法的普及，是提高全民族的科学文化素质、推动社会进步的福祉。
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