第六章现代科技革命.ppt

第六章现代科技革命 一、世纪之交的物理学革命 二、20世纪科学的迅猛发展 1.天文 2.地学 3.原子核物理 4.基本粒子物理 5.生命科学 6.系统科学 三、20世纪技术的飞跃 1.核技术 2.航空航天技术 3.电子计算机技术 4.激光技术 5.基因重组技术 四、世纪之交的科学 一、世纪之交的物理学革命： 放射性和电子的发现—走向微观 1900年，开尔文，“热和光的动力理论上空的19世纪之乌云” 1.迈克尔逊---莫雷实验与相对论(1887年证否—高速下牛顿力学?) 1905年，《论动体的电动力学》。 2.紫外灾难与量子力学： 黑体辐射能量分布；(1893年维恩公式—长波、红外不符；1894年瑞利公式—短波、紫外不符) 1900年，普朗克：假定辐射不连续。 经典物理学与现代物理学的分界线。 二、20世纪科学的迅猛发展： 1.天文： 1964年，宇宙辐射背景（大爆炸模型） 现代宇宙学（产生、结构、演化） 1967年，强射电脉冲（脉冲星、宇宙本质） 1968年，银河中心区星际有机分子（生命来源？） 1961年，类星体，（待突破），其能量为太阳1015倍。 暗物质(宇宙中占90%) 2.地学：测地质年代 彭泽斯和威尔逊与发现宇宙背景辐射的角天线 2.地学：测地质年代 三次论争：火成---水成 渐变---灾变 固定---活动（地学革命，板块模型） 3.原子核物理： 1919年，卢瑟福；α→氮（N2）=O2+质子 1932年，查德威克，发现中子：（各种元素均有） 1934年，约里奥·居里夫妇；α→铝=磷+β，人工放射性 1934年，费米（意）用中子制人工放射性元素；核裂变 1938年，哈恩（德），重核裂变； 中子→铀=钡→镧→200兆电子伏能量 （放射性） 1939年，费米、西拉德：核链式反应；两次裂变间，1/50万亿秒 一克铀相当于20吨TNT炸药。 1941年，费米，第一座原子反应堆，----原子能时代 1941．12．6---“曼哈顿工程“ 4.基本粒子物理（高能物理） 1897年，汤姆逊发现电子（原子可分！） 1919年，质子 1932年，中子 1930年，基本粒子：电子，质子，中子，光子 40年代起，---独立学科；现四百多种 基本粒子研究，涉及到： ①关于四种作用力的统一问题； 引力， 电磁力， 强力， 弱力 10-40 ， 10-2， 1， 10-14 “引力子”，光子（ν）、π介子，中间矢量玻色子（W+、W-Ζ0） 重大课题 格拉肖及格拉肖蛇 ②物质微观结构模型 5.生命科学：分子生物学（本世纪50年代始） 遗传学是核心问题（种瓜得瓜，种豆得豆） 理论先导---孟德尔的遗传因子假说 染色体的发现---1879年，德国，弗莱明 摩尔根的基因理论---1904年，“有机化学的实体” 一个基因一个酶学说---1940年，比德尔，秦特姆，达分子水平 核酸和蛋白质的认识--- 遗传信息载体DNA的确认---1944年，“转化因子” 1950年，放射性示踪认定！ DNA螺旋结构的发现---1951年沃森（美）---克里克（英） 学科交叉 X射线分析方法--DNA双螺旋结构分子模型 遗传密码---1954年，伽莫夫提出 1969年，64种遗传密码全部被测出。 6.系统科学：横向科学， 三论，系统、信息、控制 从分析→综合；线性→非线性； 宏观复杂巨系统； “混沌学”----拉普拉斯决定论之外， 不可积，离散的；自然界普遍存在的。 三、20世纪技术的飞跃 五大尖端技术 1.核技术：太阳能--原子核论 二战前二天，玻尔和惠勒指出：铀235比238更能裂变。 曼哈顿工程：1939年，爱因斯坦写信，要美国研制。 奥本海默领导，费米参加，50万人 22亿美元，美国1/3电力； 1945年8月6日；8月9日投弹 大科学典型范例 二战后，和平利用；核电 核聚变，原料易得，污染小（“Z机”170万0C） 2.航空航天技术： 航空：18世纪--热气球，世纪末气球热 19世纪--飞艇，李林塔尔，滑翔机，飞行试验。 20世纪--1903年12月，莱特尔兄弟，动力机上天， 1909年军用机， 1914-1918，一战，上千架（共六万） 1918．4英率先成立空军 二战中，70万架飞机，H=7000米，υ=480KM/H 航程达4000公里，涡轮喷气 1951年左右，突破音降：H=24230米， υ=1992KM/H 1962年左右，吴仲华，三元流，υ=3218KM/H 大型客机 火箭与导弹技术： 明