科學技術史復習資料
一、畢達哥拉斯的主要貢獻及其影響
(1)畢達哥拉斯定理——勾股定理
畢達哥拉斯本人以發現勾股定理(西方稱畢達哥拉斯定理)著稱于世。他用演繹法證明了直角三角形斜邊平方等于兩直角邊平方之和,即畢達哥拉斯定理(勾股定理)。
(2)數論
畢達哥拉斯對數論作了許多研究,將自然數區分為奇數、偶數、素數、完全數、平方數、三角數和五角數等。在畢達哥拉斯派看來,數為宇宙提供了一個概念模型,數量和形狀決定一切自然物體的形式,數不但有量的多寡,而且也具有幾何形狀。在這個意義上,他們把數理解為自然物體的形式和形象,是一切事物的總根源。因為有了數,才有幾何學上的點,有了點才有線面和立體,有了立體才有火、氣、水、土這四種元素,從而構成萬物,所以數在物之先。自然界的一切現象和規律都是由數決定的,都必須服從“數的和諧”,即服從數的關系。
(3)哲學:萬物皆數
畢達哥拉斯創造了“哲學家”這個名詞。畢達哥拉斯把非物質的、抽象的數夸大為宇宙的本原,認為“數學的本原就是萬物的本原”,“數目的元素就是萬物的元素”。數不僅是萬物的本原,還是萬物存在的性質和狀態的描寫。
(4)影響:畢達哥拉斯被稱為古希臘“第一個把周圍的一切叫做有秩序的宇宙”的人,他把自然界的秩序和數聯系起來。這對于啟發人們從定量的方面去揭示自然界的規律意義重大;畢達哥拉斯派對數的研究是從形式出發的,具有高度的抽象性,這也是形式主義傳統的特點;他發現的無理數,擴大了數域,讓數學發展的更為系統化、理論化和邏輯化;他的勾股定理具有普適性、抽象性和形式性,這對人邏輯思維的發展有促進作用,這一傳統讓西方后世的科學家更注重對邏輯、抽象性事物的研究,促進了天文學、物理學等具有抽象性的科學的發展。
二、古希臘原子論的發展階段及其對后世的影響。
德謨克利特探討了物質結構的問題,提出了原子論的思想。他認為萬物起源于原子和虛空。原子是不可再分割的物質微粒,它的基本屬性是“充實性“,每個原子都是毫無空隙的。虛空的性質是空曠,原子得以在其間活動,它給原子提供了運動的條件。原子的數目是無窮的,它們之間沒有性質的區別,只有形狀、體積和序列的不同。運動是原子固有的屬性。原子永遠運動于無限的虛空之中,它們互相結合起來,就產生了各種不同的復合物。原子分離,物體便歸于消滅。他甚至認為人的靈魂也是由原子構成的,但那是最精細的原子;當構成靈魂的原子分散時,生命滅亡了,靈魂也就消失了。將他的認識論建立在這樣一個假定之上,即構成事物的原子群不斷地流射出事物的影像,這些影像作用于人的感官和心靈,便產生了人的感覺和思想。
后來伊壁鳩魯繼承和發展了原子論思想,他也認為世界就是原子和虛空,原子是“不可分的堅固實體”,“原子和虛空是永恒的”等。德謨克利特只說到原子有形狀、大小的區別,伊壁鳩魯則進一步認為原子還有重量的不同,并且他還認為原子不是有“各種各樣的大小”,而只是有“某些不同的大小”。
在實體構造主義中,古希臘的最大成就就是原子論。把原子看做世界的始基和基質比過去的把具體的水、火、土更具有普遍性和抽象性。伊壁鳩魯的原子論包含了深刻的辨證唯物主義思想。雖然古希臘的原子論還只是建立在直觀經驗基礎上的哲理思辨和天才猜想的結果,但它在思想上和方法上對后世產生了深刻的影響。同時,古原子論是近代物質思想的主要起點,是F.Bacon和伽利略的物質觀、Boyle奠定化學、Newton力學和經典力學的載體,對于近代科學發展起了巨大作用。
三、亞里士多德的主要科學成就及其對后世的影響。
(1)亞里士多德把自然作為科學研究的客觀對象,并首先進行科學分類,促使自然科學和社會科學逐漸演變為許多獨立科學。他是形式邏輯的創立人。他總結出了一個從正確的前提怎樣推導出正確的結論的歸納和演繹方法。他還特別重視邏輯推理和嚴格地運用數學工具,這些科學方法為許多科學的發展奠定了基礎。
(2)在生物學方面,亞里士多德堪稱是世界上第一個大生物學家。他在研究生命現象時,提出了一個比較科學的生命定義:“能夠自我營養并獨立地生長和衰敗的力量。”他提出生命的產生是在植物和動物的交界之處,由低級向高級發展的,一直發展到最高級的人類。這是很了不起的思想。他又根據親緣關系的遠近給動物分類,這種分類方法對于近代生物學及其他科學研究都有指導意義。
(3)亞里士多德認為自然物質、空間、時間、運動是彼此密切相關的,主張物質、空間與時間的連續性,反對存在“真空”的觀點。他重視觀察,并推證了地球是圓形的。
(4)影響:亞里士多德(公元前384—前322)是古代世界最偉大的哲學家和科學家。他寫的書不下170種,現在留存下來的就只有47種,包括哲學、邏輯學、物理學、地理學、天文學、生理學、生物學等。他是一位具有多方面成就,集古代希臘知識大成的博學家。直到近代實驗科學誕生之前,尤其是在中世紀的歐洲,他的所有思想都被尊為不可懷疑的真理。
四、阿基米德的主要成就及其影響。
(為什么說阿基米德是最具有科學精神的科學家?)(1)杠桿原理
阿基米德在《論平面圖形的平衡》一書中最早提出了杠桿原理。他首先把杠桿實際應用中的一些經驗知識當作“不證自明的公理”,然后從這些公理出發,運用幾何學通過嚴密的邏輯論證,得出了杠桿原理。“二重物平衡時,它們離支點的距離與重量成反比。”
(2)浮力定律
浸在液體里的物體受到向上的浮力,浮力大小等于物體排開液體所受重力。
(3)影響:阿基米德的科學貢獻不僅在于他取得的具體研究成果,更在于他所創立的科學研究方法。他既重視觀察實驗,又重視嚴格的邏輯推理;既認真分析物理現象,又十分注重數學上的論證,力求得到準確的量的關系。我們可以說,近代科學的研究方法早在阿基米德那里已露端倪。近代物理學大師們的真正希臘始祖并不是百科全書式的哲學家亞里士多德,而是幾何學家和實驗物理學家阿基米德.在有著作流傳到今天的古典時代的著作家中,只有阿基米德最明顯地具有真正的科學精神.五、哥白尼的天體運行論的主要內容和重要意義。
(一)主要內容:(1)論述了地動說;
(2)論述了日心說,太陽是宇宙的中心;
(3)確立了太陽系的行星的位置:水星、金星、地球、火星、木星、土星
(4)提出了月球是地球的衛星。
(二)重要意義:①日心說的發表是近代科學史上一件劃時代的大事,它標志著科學革命取得了決定性勝利,并顛倒了1000多年來占統治地位的宇宙觀,為近代天文學奠定了堅實的基礎。
②哥白尼把行星運動的坐標參照系由地球移到恒星上去,從而引起了天文學、物理學和數學上的一場革命,不但摧毀了經院哲學的托勒密學說,而且極大地影響了人們的思想和信仰。它宣告了神學宇宙觀的破產,開創了自然科學從神學奴役下解放出來的第一次科學革命,它以叛逆教會權威的姿態向世人表明:既然傳統的天文觀不是亙古不變的絕對真理,那就沒有什么信條不可懷疑,沒有什么學說不可改變,因而宗教神學的絕對權威是不可信的。這直接解放了人們的思想.總之,哥白尼的《天體運行論》的問世,標志著近代天文學、近代科學的誕生.六、牛頓的主要科學成就。牛頓綜合、歸納、總結和發展了開普勒的天體力學和伽利略的地上力學成就,為經典力學規定了一套基本概念,如質量、動量、力等,發現了物體運動三定律和萬有引力定律,從經典力學成為一個完整的理論體系。
(一)力學:總結出機械運動的三大定律、萬有引力定律。
這些定律把天和地統一起來——天體運動規律和地面上物體運動規律都是遵循同一規律的。(二)數學:獨立發現了微積分。
微積分是數學的基礎,搞不懂微積分就難以了解數學的其他分支。(三)光學:牛頓發現了白光是由不同的顏色組成的。
七、經典力學體系的完成過程。
哥白尼:
發表了《天體運行論》,認為地球不是一個靜止不動的天體,它也不在宇宙的中心位置上,既繞自轉軸自轉又繞中心體旋轉。太陽處在宇宙的中心。
科技上:《天體運行論》和日心說的發表是近代科學史上一個劃時代的大事,標志著近代天文學、近代科學的誕生和科學革命取得了決定性的勝利,顛倒了1000多年來占統治地位的宇宙觀,為人類描繪了一幅關于太陽系的科學圖景,為近代天文學奠定了堅實的基礎。
哲學宗教上:它摧毀了經院哲學的托勒密學說,極大地影響了人們的思想和信仰。它宣告了神學宇宙觀的破產,動搖了歐洲中世紀宗教神學的理論基礎,沉重地打擊了封建神權的統治,開創了自然科學從神學奴役下解放出來的第一次科學革命。
布魯諾:
他到處宣傳哥白尼的學說,發表了宇宙無限論思想。著有《論無限性、宇宙和世界》,指出宇宙是無邊無際的,因而宇宙沒有中心,太陽只是太陽系的中心而不是宇宙的中心,宇宙中存在著無數個太陽系的天體。
科學上:宣傳了哥白尼的學說,使其廣為流傳,他還繼承發展了哥白尼的學說,發表了宇宙無限論思想,為科學的解放奉獻出生命。
哲學上:他利用自然科學的新發現,繼承發展了古代樸素的唯物論、自發的辯證法。
社會上:同封建制度、教會統治和經院哲學進行了頑強不屈的斗爭,揭露了教會的腐朽和僧侶的無知,徹底否定了神的啟示,沉重打擊了封建神學傳統。
開普勒:
他發現了橢圓形軌道是太陽系行星運動的真實軌跡,發現了行星運動三定律,描繪了太陽系的運動學特征,也把行星運動的動力學問題提了出來。在1627年公布了魯道爾夫星表。
天文學:首先突破圓形軌道,使行星運動的不均勻性得到了自然而合理的說明,哥白尼的宇宙模型經過開普勒的修改之后,才真正體現出幾何學的簡單性和完善性,體現出自然秩序的和諧。
物理學:三定律描繪了太陽系的運動學特征,也提出了行星運動的動力學問題。牛頓就是根據其天體間的引力規律,論證了萬有引力定律,所以開普勒為經典力學提供了線索。
伽利略:
制造過流體力學天平,運用實驗證明空氣是有重量的。他還發現了擺的等時性,研究過自由落體和拋物體的運動規律,提出了力學的相對性原理。根據光的折射原理設計制造出世界上第一架天文望遠鏡,他觀測到很多天文實體。
物理學上:他創新了物理學概念和原理、慣性原理、力與加速度的新概念,為牛頓第二定律奠定了基礎。《關于兩種新科學的對話》標志著經典力學座位一門獨立學科的基礎已經奠定。是近代物理學之父。
哲學上:他以系統的實驗和觀察推翻了以亞里士多德為代表的、純屬思辨的傳統的自然觀,開創了以“實驗事實”為根據并具有嚴密邏輯體系的近代科學。
天文學:用充分的論據闡述了哥白尼的新學說,對哥白尼學說的傳播起了更為突出的作用,深刻地批判了教會所支持地托勒密的舊宇宙觀,發明的天文望遠鏡對天文學發展貢獻巨大。
牛頓:
牛頓綜合、歸納、總結和發展了開普勒的天體力學和伽利略的地上力學成就,為經典力學規定了一套基本概念,如質量、動量、力等,發現了物體運動三定律和萬有引力定律,從經典力學成為一個完整的理論體系。
物理學:從力學的基本概念和基本定律出發,不但從數學上論證了萬有引力定律,而且把經典力學確立為完整而嚴密的體系,把天體力學和地面上的物體力學統一起來,實現了物理學史上第一次大的綜合,是我們認識一切力學現象的依據。牛頓創立了經典力學,運動三定律和萬有引力定律是整個經典力學的核心和基礎。在此基礎上經典力學促成許多應用力學的分支學科和分析力學的誕生。
天文學:牛頓用數學方法證明了萬有引力定律,萬有引力的發現說明,天上星體運動和地面上物體運動都受到同樣的規律——力學規律的支配。根據萬有引力定律,人們可以發現新的天體。
八、19C自然科學的6個方面(6大缺口、6大成就)的內容及其意義。
(一)細胞學說
19世紀30年代,施萊登和施旺提出了細胞學說,指出細胞是有機體,一切動植物都是由單細胞發育而來,即生物是由細胞和細胞的產物所組成,細胞是生物體結構和功能的基本單位。細胞學說將人們關于生物界統一的思想發展到了一個嶄新的階段,它不僅是有機體的構造學說,也是有機體的發育學說。
1838年德國植物學家施萊登發飆了《論植物發生》的論文,指出細胞是一切植物結構的基本單位,植物體的所有器官組織都是由細胞組成的,并且植物發育的基本過程就是細胞形成的過程,細胞是一切植物借以發展的根本實體。
1839年,德國動物學家發表了《動植物結構和生長相似性的縣委研究》,把施萊登的學說擴展到動物界,形成了適用于整個生物界的細胞學說,也認為有機體的發育過程就是細胞的星辰過程。
生物學上:細胞學說論證了整個生物界在結構上的統一性,以及在進化上的共同起源。這一學說的建立推動了生物學的發展,其中心思想廣泛而深刻地影響了后來生物學的發展,任何生物學的重要問題都必須從細胞中尋求最后的解答。
哲學上:向自然哲學做出挑戰,為辯證唯物論提供了重要的自然科學依據。
(二)生物進化論
生物進化論是生物學最基本的理論之一.生物進化論最早是由達爾文提出的,在其名著《物種起源》有詳細的論述。該學說認為生物在生存斗爭中,適者生存,不適合者淘汰.物種在生存斗爭中經過自然選擇,逐漸產生新的物種,實現生物的進化.1802年法國生物學家拉馬克發表了《對有生命天然體的觀察》闡明了生物進化學說,1809年在《動物哲學》書中對其進行論述,是第一個提出進化學說的人。
1838年達爾文經長期航海考察,基本形成生物進化思想。
英國生物學家華萊士通過對馬來群島上物種的考察,獨立地得出了自然選擇的結論.1858年寄文給達爾文,提出進化論思想.1859年達爾文正式出版《物種起源》,提出以自然選擇為基礎的生物進化論學說,指出人是由類人猿進化來的。
生物學上:生物進化論和細胞學說是18世紀下半葉至19世紀生物學發展中的兩座豐碑,標志著生物學作為一門獨立科學建立起來。
宗教:它說明物種是可變的,且對生物的可變性也作出了正確的解釋,從而摧毀了各種唯心的神創論、目的論和物種不變論,引起了教會的恐慌,給宗教神學以沉重打擊。
(三)能量守恒和轉化定律
能量守恒與轉化定律是在19世紀30年代至40年代在五個國家,由六七種不同職業的十幾位科學家,分別從不同的側面提出的。
①1798年美國物理學家福特在研究了試驗后,對實驗的結果做出分析:熱只能來源于磚頭的運動。1799年美國化學家戴維做了實驗,對實驗的結論是:熱只能是一種運動,而不是一種作為實體的熱質。
②19世紀30年代,物理學中一系列成就達到了這樣一個共識:自然界各種運動都是可以相互轉化的。1800年英國科學家尼科爾遜和醫生卡萊爾通過電解水的實驗證明電可以引起化學反應,電能可以轉化為化學能。1820年丹麥物理學家奧斯特實驗證明電能可以轉為磁能。1831年法拉第實驗證明了磁能可以轉為電能。1821年德國人賽貝克制成了溫差電偶,證明了熱能可以轉化為電能。
③邁爾是在1840年,他通過生活現象發現認識到生物體內能量的輸出和輸入時平衡的,食物中所含的化學能和機械能一樣,可以轉為熱能,邁爾是第一個發表能量守恒和轉化定律的人。
④英國的業余物理學家焦耳是最先用科學實驗確立能量守恒和轉化定律的人。19世紀40年代,他通過電和熱的轉化,電和機械運動的轉化,機械運動和熱運動的轉化,測定了電熱當量和熱功當量。經過努力,終于確定了電熱轉化的焦耳定律,測定了精確的熱功能量J=4.157焦耳/卡。至此,能量守恒與轉化定律確定。其內容是:自然界一切物質都具有能量,能量有各種不同的形式,可以從一種形式轉換為另一種形式,從一個物體傳遞給另一個物體,在轉換和傳遞中,各種形式能量的總和不變。
能量守恒與轉化定律的意義:它的發現為辯證唯物主義自然觀的建立提供了重要的自然科學基礎,它證明了物質運動變化發展的客觀性、守恒性和統一性,給唯心主義創始學說以沉重打擊。
(四)地質漸變論
在地學方面,英國地質學家賴爾提出地質漸變論。他用風、雨、河流、海浪、潮汐、火山、地震等因素說明地質歷史上所發生的種種變化。他認為地球的歷史在時間上是連續的,現狀是以前變遷的結果,是一連串前后相繼的事變的結果。他根據現存的地質應力——內力(地震、火山等)和外力(風、雨、溫度的變化等),說明了地殼變化的原因不是超自然的神創,而是上述自然力長期作用的結果。這些作用不是爆發式的劇烈的變化,而是漸進式的、微小的變化,這些變化的積累,會使地球的面貌發生明顯的、巨大的變化。
賴爾用現實主義的方法,通過自然界本身的力量,闡明了地殼的演化過程。這不僅推翻了上帝創造世界的謬論,而且把變化、發展的思想引進了地質學,把唯物主義和辯證法思想引進了地質學,因而有重要的理論價值。
(五)星云假說
康德在《宇宙發展史概論》中,用引力和斥力的觀點描述天體的運動和發展說:“構成我們太陽系星球的物質,在最初時都分解為基本微粒,充滿整個宇宙空間。……這些微粒具有促使它們相互運動的基本能力,它們本身就是活力的一個源泉。在這種情況下,物質就立即努力于形成自己。密度較大而分散的一類微粒,憑借引力從它周圍的天空區域,把密度較小的物質聚集起來。但它們自己又與所聚集的物質一起,聚集到密度更大質點所在的地方。而所有這些又以同樣方式聚集到質點密度更為巨大的地方,并如此一直繼續下去,直到形成諸團塊天體。在這同時,斥力使凝聚起來的團塊天體發生旋轉運動。”康德又寫道:“向引力中心下落的微粒,由于斥力的作用,會雜亂地從直線運動中向側面偏轉出來,使垂直的下落運動變成圍繞降落中心的圓周運動”。這樣發生的旋轉運動,逐漸向一個垂直于其轉動軸的平面集中,最后形成行星繞太陽運轉的圓盤狀結構的有規則的天體系統。
星云假說用星云內部的吸引和排斥之間的矛盾來說明太陽系的形成,比較完整圓滿地解釋了天體運動的一些規律。
(六)人工合成尿素
19C初在生化界普遍認為只有依靠生命力才能制造出有機物,無機物質不可能合成有機物質。1824年-1828年德國化學家維勒成功用無機物合成有機物尿素。他指出:尿素的人工制成是從無機物人工制成有機物并確實是動物體上的實物的例證。
尿素的人工合成是有機化學發展過程中的一大突破,它使生命力論受到了一次致命的打擊。此后,醋酸、有機酸等有機化合物的合成證明了化學定律對有機物和無機物同樣適用。有機化合物的不斷合成促進了有機結構理論的發展。
九、李約瑟難題的含義、原因。
(一)含義:李約瑟難題是李約瑟在他的《中國科學技術史》的第七卷中正式提出來的,學術界通常是以他在1964年發表的《東西方的科學與社會》這篇文章的表述為標準的。
那就是“為什么現代科學只在歐洲文明中發展,而未在中國(或印度)文明中成長”,還有另一個“同樣是重要的”問題就是“為什么在公元前1世紀到公元15世紀期間,中國文明在獲取自然知識并將其應用于人的實際需要方面要比西方文明有成效得多?”(二)原因分析
外部原因:
A、經濟上重農抑商、閉關鎖國的政策導致我國缺乏自由、開放的環境。
B、以科舉制度為核心的教育制度培養出的是奴才,從考試內容到考試形式都大大地封閉了文人的思想,使人才成為為封建君主服務的奴才。
C、僵化了的哲學。宋明以來儒家違反人性的“中庸之道”和“三綱五常”,實際上是變相地提倡懶惰思維和奴化意識,這一社會意識對宋明以來中國人的思想行為造成了嚴重的約束,特別是嚴重毒化了中國知識階層的思想,使中國知識階層留戀于自身歷史上業已形成的社會地位,長期以來不但不能成為推動民主的主力,反倒以傳統捍衛者的身份成為反對“民主、自由、博愛”思想的急先鋒。
內部原因:
A、中國古代科技的特點:中國古代科技重實踐,重經驗,輕理論,缺乏受控實驗,缺乏理論體系和嚴密的邏輯體系。
B、中西書寫文字的差異。西方是字母文字,字母文字很容易形式化,中國漢字是方塊文字,方塊字不能形式化,缺乏形式化的東西不能由個別推出普遍的東西,形式的東西只能用字母表達,這在一定程度上影響中國科技的發展。
十、生殖技術的倫理問題
概念:生殖技術也稱輔助生殖技術,是人類輔助生殖技術的簡稱,指采用醫療輔助手段使不育夫婦妊娠的技術,包括人工授精和體外受精-胚胎移植及其衍生技術兩大類。
問題:現代生殖技術是一把雙刃劍,它既會給人類帶來福音,也會給人類傳統的倫理觀念帶來沖擊和挑戰,同時它的濫用還可能給人類造成災難。現代生殖技術帶來的倫理問題可以從下面幾方面來論述。
1、血親婚配。在人工受精中,精子庫的樣本均來源于供精者,用同一供精者的精樣進行人工授精,分娩的后代是同父異母的兄弟姐妹。如果精子庫管理不嚴,使用同一供精者精樣的次數過多,而其后代生活的地域又很相近,就大大增加了兄弟姐妹間進行“血親婚配”的可能性,其后果自然是有悖倫理的。
2、心理或精神障礙。當不育夫婦使用人工受精技術生育后代時,都擔憂孩子長大后知道自己的身世,從而可能帶來的感情危機。而這些孩子長大后,也可能因自己是通過生殖技術來到人間,面臨周圍環境的歧視,從而產生悲觀和扭曲的心理。兩代人都可能因心理或精神障礙而影響正常的生活。
3、濫用牟利。目前,有人利用人們望子成龍的心理和對遺傳規律不甚了解進行誤導或欺騙,以“提供諾貝爾獎得主精子”作誘餌、以“提供名人精子”作廣告招攬生意,牟取暴利。
4、隨著代孕技術的產生,有人可能使自己的子宮成為制造嬰兒換取金錢的工具,也可能出現像“血頭”、“精頭”那樣的黑社會人物,控制代孕婦女制造嬰兒以獲取暴利,從而給社會造成危害。此外,代孕母親所孕胎兒的精子可能來自患者的丈夫或其他供精者,卵子可能來自患者、代孕母親或其他供卵者,這樣就形成了遺傳學父母、生物學父母和社會學父母之間錯綜復雜的關系,出現胎兒的歸屬問題在法律上的糾紛。
5、單親家庭與同性雙親家庭通過現代生殖技術,可以使單親男士、女士通過人工授精或代孕作未婚父親或未婚母親,從而產生未婚單親家庭。此外,男、女同性戀者也可借助現代生殖技術組成同性雙親家庭。這意味著人類數千來傳統家庭模式發生重大改變,有可能影響社會的穩定。
十一、航空航天技術的意義
航天技術主要實現了人類在近地空間的支配性力量擴展到了宇宙空間,與航空技術不同,他飛離地面更遠,要求更高的速度、更長的航程、更可靠的控制。航天技術得以出現和發展首先源于人們世界觀的轉變,源于人們出現宇宙這一概念。航天事業的出現和發展對人類社會產生了巨大的影響,其意義主要有以下幾方面。
第一,在發展太空精確導航技術、宇航材料技術、太空輻射防護技術、深太空飛行器測控技術、太空環境下生命保障技術,以及微重力條件下的生物、醫學、材料等科學實驗技術等一系列高科技領域搶占制高點,帶動和引領相關領域的基礎科學與應用研究深入開展,提升科學技術綜合競爭力。
第二,在顯示國家綜合實力方面,也具有不可估量的戰略意義。航天事業能大大提高一個國家的國際地位,民族凝聚力。
第三,從軍事應用來講,可以安全地登陸其他天體或準確地撞擊其他天體,就不難準確地捕捉、控制或摧毀敵方的衛星和其他航天器,在高度依賴天地一體化信息支持系統可靠運行的現代戰爭中,這意味著可以對敵方信息鏈乃至整個國家軍事能力進行災難性攻擊,這種能力具有軍事上的戰略威懾意義。
第四,在探索宇宙形成、生命起源,推進理論物理和現代天文學等基礎理論研究深入開展方面,起到不可替代的作用。
第五,航天是技術密集和資本密集的產業,特點是高投入、高風險,同時也具有高效益。航天對其他產業的帶動而產生的效益,遠比其直接產生的高得多。太空育種,幾乎是航天產業的眾多“搭車“者最簡單的一個,然而,它所產生的效益也最直觀。太空水稻、太空蔬菜、太空花卉、太空水果已經走入尋常百姓家,帶來了巨大的經濟效益。
十二、孟德爾的科學成就、取得成就的原因、科學成果被埋沒的原因
(一)科學成就:
孟德爾的科學貢獻在于揭示出遺傳學的兩個基本定律——分離定律和自由組合定律。
分離定律的內容:
雜合體中決定某一性狀的成對遺傳因子,在減數分裂過程中,彼此分離,互不干擾,使得配子中只具有成對遺傳因子中的一個,從而產生數目相等的、兩種類型的配子,且獨立地遺傳給后代。
自由組合定律:
根據前面所講的可以知道,具有兩對(或更多對)相對性狀的親本進行雜交,在F1產生配子時,在等位基因分離的同時,非同源染色體上的非等位基因表現為自由組合,這就是自由組合規律的實質。也就是說,一對等位基因與另一對等位基因的分離與組合互不干擾,各自獨立地分配到配子中。
(二)取得成就的原因:
1.精心選擇實驗材料
豌豆作為嚴格的自花受粉(為閉花受粉)植物,保證了實驗的起點為純種;另外,豌豆的各個品種之間具有一些穩定的、容易區分的性狀,如種子形狀的圓滑與皺縮、子葉顏色的黃與綠、莖的高與矮等,使實驗結果可靠且容易分析;再加上豌豆還具有容易栽培,生長周期短,種子數量較多,便于統計,花大易于實驗等特性。
2.研究內容由簡到繁
實驗中,孟德爾選擇了從一對相對性狀開始,如研究莖的高矮時,不考慮子葉顏色、種子形狀等,在弄清一對相對性狀的遺傳的基礎上,再研究兩對及兩對以上相對性狀的遺傳問題。這種由單因素到多因素的研究方法,大大降低了科學研究的難度。
3.科學統計,分析結果
孟德爾在豌豆雜交實驗中,對不同世代出現的不同性狀進行了詳細記載,并率先引入統計分析的方法對實驗結果進行分析,這使得F2中原本看似無序的性狀表現呈現出了一定的規律——性狀分離比,為其作出合理的假設奠定了基礎。
4.大膽假說,科學推理,設計實驗,驗證推論
孟德爾在獲得F2的性狀分離比后,大膽地提出了以“性狀由遺傳因子決定”為核心的一系列假說,并據此設計了以檢驗“F1產生的配子種類及比例”為目的的測交實驗,通過實施測交實驗驗證了推論,確認了假說的正確性。
5.具有科學的精神。
孟德爾本人具備了這些條件:扎實的知識基礎和對科學的熱愛,嚴謹的科學態度,勤于實踐、敢于向傳統挑戰的品質。
(三)科學成果被埋沒的原因包括:
①當時生物學的研究中心是進化論而非遺傳學。②遺傳學的研究周期非常長,也很復雜。③孟德爾的研究方法非常超前,沒有人能夠看得懂。④孟德爾沒有得到貴人相助,他是主流以外的人,不是圈子以內的人。因此容易被他人忽略,被社會埋沒。