研究生自然辩证法试题及答案2

科学与技术相互结合，相互促进；科学发现是技术发明的先导，技术发明以科学研究作 为前提。也即基础研究与应用研究的界限进一步模糊化：一方面表现为基础科学研究技 术化――依赖并创造出先进的仪器设备，开辟出新的方向；与信息技术的紧密结合，改 变了传统的研究模式。另一方面，技术研究也逐步科学化。 4）科学的数学化

演绎推理为科学研究提供工具；数学模型大量出现；公理化方法建构科学理论体系等。 5）科学的哲学化

科学理论在触及前沿问题时便变成哲学本体论与认识论问题（如数学基础问题以及量子 力学中的主客体关系问题等）。

四、 爱因斯坦的科学成就、科学思想、科学方法论思想（11） 1、科学成就：

1）、光量子理论：光电效应理论（E=hυ, P=h/λ）；

2）、狭义（1905年）相对论（尺缩钟慢）与广义（1915年）相对论（光线被引力场所弯 曲，且弯曲强度与引力场强弱成正比；时钟变慢）；

3）、布朗运动（分子无规则运动）的理论解释（花粉粒子从一个方向的撞击次数可能超 过从另一个方向撞击的次数，由于时间短促，分子对花粉粒子作用的不对称性引起了花 粉粒子的无规则运动）；

4）、宇宙理论（有限无边模型）及统一场论研究【试图统一四种基本相互作用（引力相 互作用、电磁相互作用、弱相互作用、强相互作用）】；

（晚年的爱因斯坦是科学研究中的浪漫主义者，但是其研究却脱离了当时代物理学研究 与发展的主流――量子力学） 2、科学思想：

1）、实在论原则：相信有一个离开知觉主体而独立的外在世界是一切自然科学的基础。 2）、单值决定论原则：全部物理学的纲领性目标就是对自然的实在状况做出完备的描述 ，即单值决定论的而非统计性的描述。

3）、精确性原则：理论物理学家在描述各种关系时要求尽可能达到最高标准的严格精确 性，这样的标准只有用数学语言才能达到。

4）、可逆性原则：牛顿方程的可逆性表明，自然界本身是可逆的，时间是一个没有方向 、没有箭头的参量，从现在追溯过去及从现在推测未来是完全相同的。

5）、简单性原则：自然界本质上是简单的，所以科学理论也要追求简单性。\物理上真 实的东西一定是逻辑上简单的东西。\

6）、还原性原则：\既然物理学基本规律看来已经可靠地建立起来了，大概不能期望它 们在有机界里会是不正确的。\

7）、连续性原则：具有意义的世界是一个连续区（时空、运动、自然界等等都是连续的 ）。

3、科学方法论思想：--综合性方式（综合相互对立的思想与方法）

1）、经验论与唯理论的结合：科学发现是概念的运动，而概念是思维的自由创造；科学 认识必须以经验事实为基础，不依赖研究主体而独立存在。

2）、逻辑方法与非逻辑方法的统一：逻辑方法：（分析、综合、归纳、演绎、类比、数 学）；非逻辑方法：（直觉、顿悟、灵感、想象）；如他认为可以通过演绎形式形成完 整的科学理论的逻辑结构以及\创造的原理都存在于数学中\（逻辑方法）；\想象力比知 识更重要，因为知识是有限的，而想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知 识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究中的实在因素。\（非逻辑方法）

五、 论述近、现代技术革命内容，并比较其不同特点（12） 1、近代技术革命

1）、两次技术革命内容与成就

a、第一次技术革命（英国）（时间大致为18世纪60年代开始到19世纪30、40年代，实现 了以机器大工业代替工场手工业的社会变革）

内容：工作机革命（纺织机的发明与改进）【1733年凯伊飞梭、1765年哈格里夫斯多轴 纺纱机、1769年阿尔克莱特水力纺纱机、1779年克隆普顿走锭精纺机、1785年卡特莱特 自动织布机】->蒸汽动力革命（蒸汽机发明、改进与使用）【1690年巴本的活塞蒸汽机 、1698年塞维利蒸汽抽水机（\矿工之友\）、1705年纽可门的大气活塞式蒸汽机、1763 年至1784年由改进式蒸汽机发展为旋转式双向蒸汽机】->以机器制造业为代表的工业革 命（钢铁冶炼技术及化工技术的革新等。）

b、第二次技术革命--电气技术革命（起源于德国而完成于美国）（第二次技术革命发生 在19世纪下半叶，其主要标志是电力的应用，以电机和电力传输、无线电通讯等一系列 发明为代表，实现了电能与机械能等各种能量之间的相互转化，从而使得\电气时代\取 代了\蒸汽时代\。）

主要技术发明：发电机（法拉第提供理论原理）【1832年德国皮克希手摇式发电机（使 用永磁铁作为转子，输出电极小，无实用价值）、1857年英国惠斯通自激式发电机（用 电磁铁作转子）、1867年德国西门子自馈式发电机（用发电机本身产生的电流为自身的 电磁铁励磁）】、电动机（奥斯特提供理论原理）（德国雅可比1834年）、1837年美国 亨利、莫尔兹电报、1876年贝尔电话、1882年德国德波里发电站与远距离输电、爱迪生 电灯（1878年）与电影（1894年）、1895年马可尼、波波夫无线电等。 2）、两次技术革命特征比较

第一次技术革命：自然科学的理论指导比较零散，而工匠技术经验的积累居于主导地位 （纺织机的发明者及瓦特、纽可门等蒸汽机的发明者均是熟练工匠）。

第二次技术革命：自然科学理论的突破成为生产技术革新的先导，科学理论的发展走在 了生产实践的前面，即所谓的\理论先行，技术跟进\（先有电磁理论的确立，然后才有 各种电机的发明）。

2、现代技术革命内容及其特征 1）、内容

a、信息技术的飞跃：微电子技术、计算机技术、通信技术等

b、生物技术的突破：重组DNA技术、蛋白质工程技术、克隆技术（见本讲义P37）、人类 基因组计划、生物信息技术、生物芯片技术、胚胎干细胞技术、转基因技术等

c、新材料技术的变革：高性能复合材料、信息功能材料、能源功能材料、人体材料、纳 米材料等

d、新能源技术的探寻：核能技术、太阳能技术、生物能源技术等

e、海洋开发技术的创新：深海油气开发技术、海洋农牧化技术、深海采矿技术 f、空间开发技术的开拓：人造卫星技术、载人航天技术、载人空间站技术 2）、特征

a、信息化：实质是信息革命而不是能源动力革命（也就是说现代技术革命以信息技术作 为主导技术，而前两次则是能源动力革命）。

b、群体化：以群体形式出现（不是单一技术、单一产品）。

c、技术、知识密集化：知识密集、技术密集的新型产业（过去的传统工业是劳动和资金 密集型）。

d、智能化：主要以解放人的脑力为主（电子计算机延长了人脑的功能，开始代替人的部 分脑力劳动，在一定程度上物化并放大了人类的智力；而前两次技术革命均为解放人的 体力，大都是延长人的四肢与感官功能）。

e、高速化：新技术出现的时间间隔极短（如1942年原子反应堆、1946年电子计算机、19 47年半导体晶体管、1952年提出集成电路设想、1966年发现光纤通信原理、1974年提出 无线移动通信设想、1987年提出多媒体设想等）。

f、研究方法的现代化、综合化：系统方法、控制方法、信息方法等现代技术方法取代了 过去的分析方法。 3 不同特点的比较：

（1） 18世纪技术革命：自然科学的理论指导比较零散，工匠技艺经验的积累起主导 作用；

（2） 19世纪技术革命：自然科学理论的突破成为生产技术革命的先导，科学理论是 在生产实践前面，理论先行，技术跟进；

现代技术革命：信息化、群体化、知识技术密集化（过去：资金劳动密集型）、智能化 （以解放脑力取代解放人的体力）、高速化、研究方法的综合化、现代化（系统方法、 信息方法、控制方法取代分析方法）；

六、 现代科学革命对近代经典科学的冲击（13） 第一阶段：马赫、彭加勒、爱因斯坦为代表 第二阶段：玻尔为代表

第三阶段：普里高津为代表

1、主客体关系--主客体可分与主客体不可分

经典科学传统认为科学的认识对象独立于科学主体而存在，它与认识主体是否认识它与 如何认识它无关。爱因斯坦：\相信有一个离开知觉主体而独立的外在世界，是一切自然 科学的基础。\但爱因斯坦的相对论首先将\观察者\概念引入了物理学，认为时空的测量 与参考系的选择即与观察者的位置、状态有关。量子力学进一步说明在人类认识微观世 界的过程中，主客体不可分。生态科学、环境科学也表明，人是自然界的一部分，人与 自然是一个和谐的整体。 2、自然界的简单性与复杂性

经典科学传统认为，自然界（尤其是无机界）本质上是简单的，从而揭示自然界规律的 科学也应该是简单的。爱因斯坦：\物理上真实的东西一定是逻辑上简单的东西。\但自 组织理论认为，简单性在一定条件下会产生复杂性。自然界本质上是复杂的系统，小到 微观粒子大至宇观天体。因此现代科学既认同自然界的复杂性，同时也以认识复杂性为 主。

3、单值决定论与统计决定论

拉普拉斯的单值决定论是近代经典科学的主要理论基础之一。而哥本哈根学派认为，量 子力学在本质上只能对微观粒子的状态与运动作统计说明。现代生物学认为，环境的变 化与基因频率的变化并非一一对应关系，而是非线性关系。信息论也以概率来描述信息 。总之，当代科学认为，我们的世界（包括自然界）也许本质上是一个概率的世界，而 经典科学追求的乃是概率等于1的特例。 4、精确性与模糊性

经典科学认为，我们对实在的测量在原则上是可以极其精确的。爱因斯坦：\在描述各种 关系时要求尽可能达到最高标准的严格精确性，这样的标准只有数学语言才能达到。\经 典数学被认为是精确数学，而各门自然科学应用数学的程度便被看成这门学科成熟程度 的标志。但是量子力学的测不准关系以及客观世界中模糊现象、模糊量的大量存在与模 糊数学的产生等，都足以证明对模糊性的认识才是达到对自然界更深层次的本质与复杂 性的认识。

5、可逆性与不可逆性

在经典物理学中，时间是一个没有方向、没有箭头的参量，牛顿力学方程无论时间符号 如何变化都不变。因而经典科学为我们描述的自然界，是一种可逆的、对称的图像，而 不可逆性的出现只是幻影与错觉。但热力学第二定律与\熵\概念的提出，第一次提出了 不可逆问题，自组织理论再次将不可逆概念引入了自然科学，并进而认为不可逆性是自 然界的本质，且不可逆性还是有序之源。由此可见，否认不可逆性，人类便无法揭示自 然界的演化过程与机制。 6、连续性与间断性

经典科学的一个基本观点和信念便是自然界一切过程的连续性观念。大自然是由一系列 连续阶梯组成，能量、运动变化、时空等等都是连续的。但1900年普朗克的能量子假说

，爱因斯坦的光量子假说，玻尔的原子能量量子化的量子跃迁假定等，都证明了原子过 程的不连续性。现代生物学中的突变论或灾变论也有力地冲击着连续性观念。现在甚至 有人还提出时空量子化的假设等。 7、分析与综合

近代自然科学前期科学家对自然界进行的研究是一种分门别类的研究，研究方法以分析 方法为主。因而认识了自然界的各个领域、各个现象，也便等于获得了对自然界的整体 认识。但是当代系统科学的产生与发展，系统观点、系统方法的广泛流行与应用，正在 导致人类思维方式的重大变革。现当代，自然科学间出现了大量综合学科、边缘学科、 横断学科，而且自然科学、技术科学、社会科学与人文科学也逐渐融合而成为一个有机 整体。所有这些都要求分析的思维方式让位于综合的思维方式。