第一篇：科學與技術

論科學與技術的關系

摘 要：科學與技術是推動人類社會發展的兩大力量.正確認識和處理它們之間的關系,往往關系一個民族、國家的榮辱興衰,無論是社會更迭,跨時代的王朝更替,它們都扮演著非常重要的角色.隨著現代科學技術發展,科學和技術的相互依賴、相互促進的關系日益明顯,出現了科學技術一體化的新特點和新趨勢。本文從區分科學與技術的界限出發,梳理兩者在歷史上的演進關系,并結合所學專業對科學與技術的關系進行初步的討論。

關鍵詞：科學；技術；關系

恩格斯曾指出,“人類可以通過改變自然來使自然界為自己的目的服務,來支配自然界,但我們每走一步都要記住,人類統治自然界決不是站在自然界之外的”。當代科學與技術的發展日趨一體化,呈現出科學技術化和技術科學化的態勢。為了生存、發展,人類必須與環境進行斗

爭.會制造工具,是人類形成的標志,也是人類發明技術、使用技術的開始.自此,科學與技術就推動人類向著文明不斷前進,同時也給人類提出了一個嚴肅問題,如何處理科學與技術的關系?科學與技術的涵義

1.1 科學與技術的詞源

“科學”一詞是英文“Ｓｃｉｅｎｃｅ”翻譯過來的外來名詞.清末,“Ｓｃｉｅｎｃｅ”曾被譯為“格致”.明治維新時期,日本學者把“Ｓｃｉｅｎｃｅ”譯為“科學”.康有為首先把日文漢字“科學”

直接引入中文.嚴復翻譯《天演論》和《原富》兩本書時,也把“Ｓｃｉｅｎｃｅ”譯為“科學”,20世紀初“科學”一詞開始在中國流行起來.“技術”一詞的希臘文詞根是“Ｔｅｃｈ”,原意是指個人的技能或技藝.早期,指個人的手藝、技巧,家庭世代相傳的制作方法和配方,后隨著科學的不斷發展,技術的涵蓋力大大增強.1.2 科學與技術的涵義

什么是科學,古往今來眾說紛紜至今也尚無定論。“科學”可解釋為“知識”、“學問”。康德認為按照一定原則整理好的知識體系就是科學;按照馬克思的觀點,科學就是一般社會生產力;斯諾概括了科學的氣質,即實證精神,精確分析,無國界,民主精神以及革命精神。根據不同的研究對象,可將科學分為自然科學、社會科學和思維科學等類別,馬克思科學技術思想主要是從自然科學的角度對科學進行考量和分析。

簡言之,科學就是發現。發現自然界原本存在而未被人所發現的這樣或那樣的聯系。人的好奇心促使著人們不斷地去探索未知世界,豐富科學內容。

技術的含義隨著人類實踐的發展也在不斷發展變化,不一樣的歷史賦予技術不一樣的內涵。在古代,人們對技術的理解側重于勞動者的技能;到了近代,“技術”又被定義為生產勞動手段的體系。技術泛指根據自然科學原理生產實踐經驗,為某一實際目的而協同組成的各種工具、設備、技術和工藝體系.科學與技術的關系

我們經常把科學和技術相提并論,但是在歷史上的大部分時期,兩者幾乎毫無關系,它們有著各自的起源和傳統。科學與技術發生聯系始于工業革命之后,而由科學發展出來的技術,則到了19世紀末才出現。

2.1 科學與技術完全分離時期

技術的萌芽或雛形出現于人類從漁獵文明向農業文明轉變過程中。自然科學的出現則要晚的多,因為它作為人類社會的高級意識形態必須具備一定的條件才能產生。人類在遠古時期對自然界的一些樸素直觀認識還不屬于真正的科學,直到古希臘時期才形成科學的雛形。但是因為沒有專職的科學家,從事科學研究的人由當時的“哲學家”兼任,例如柏拉圖和亞里斯多德等,因此古希臘時期只是科學的史前階段。早期的科學與技術互不相關,一是因為從事科學研究的是上層的哲學家,而從事技術工作的則是身份較低的工匠,兩個階層沒有密切的交往;二是從事科學研究的人們不僅不提倡,甚至反對將科學知識用于實用技術。在整個古希臘時代,盡管希臘人在工程和軍事方面取得了很多成就,但柏拉圖和亞里斯多德抵制應用的偏見一直統治著人們的思想,限制了科學和技術的交流。

2.2 科學與技術開始建立關系時期

近代科學革命以哥白尼的“日心學說”為開端,以伽利略和牛頓的經典物理學體系的構建為標志,全面超越了古希臘時代的科學成就。此外,技術革新對自然科學的發展也有推動作用,技術不僅為自然科學研究提供了先進的實驗設備,更為自然科學研究提供了許多社會生產活動中迫切需要解決的重大問題,如航海、采礦和軍事技術等。正如恩

格斯所言:“社會一旦有技術上的需要,則這種需要就會比十所大學更能把科學推向前進”。

18世紀的工業發展要求更大的技術進步解決一系列生產技術問題,但是單靠對現存技術的修改已無法滿足這個要求,因此需要進一步求助于科學,依靠科學為技術提供新的“技術原理”,打開“技術黑箱”,從而啟發新技術的發明,使技術過程的理論得以優化。技術結束了與科學長期分離的狀態,自覺向科學靠近。這種模式不同于歷史上的經驗技術,開始打上科學的烙印,適應了技術自身進一步發展的要求。

2.3 科學與技術相互促進時期

科學與技術的關系是從19世紀中葉之后才日趨密切,共同構成了現代所謂的“大科學”,并呈現出科學、技術與生產三位一體的趨勢。第二次技術革命以來,科學與技術的關系從兩方面

得到了根本改變:一是隨著技術越來越多的建立在科學的基礎上,科學能提供大量的技術;另一個重要卻不引人注意的變化是技術發展已成為科學研究的重要源泉。這已不是伽利略時代困擾科學的儀器設備問題,而是基礎科學探索中的許多結構和過程只能利用技術成就來揭示;在某些情況下,科學“只能存在于”技術當中。因此,越來越多的科學已成為派生“技術”。一個典型案例就是,工作于“第二次技術革命”時代的巴斯德,由他奠定的微生物學,既是基礎科學研究,又是應用技術。到第三次科技革命之時，這個技術體系有個明顯不同于以往的新特點,就是它們不僅更依賴于科學知識,而且科學向技術轉化的周期也愈來愈短。

2.4 科學與技術一體化

20世紀80年代興起了以生命科學與技術、信息科學與技術、納米科學與技術、環境科學與技術、能源科學與技術等領域為主的高科技,通常是指建立在最新科學成就基礎上的技術,甚至可以說它同時包含有基于科學的技術和關于技術的科學這雙重含義,蘊涵著當代科學和技術之間相互滲透、相互轉化的新關系。總體來說,高科技既是技術,又是科學,既有明確的應用目的,也具有基本的認識職能;能把應用導向的基礎研究與基礎理論背景的應用研究密切結合;基于科學的技術和關于技術的科學同時并存,科學的技術化和技術的科學化同步發展;高科技的發展形成了科學和技術之間相互作用、相互結合、相互滲透、相互轉化的新關系,導致形成統一的現代科學技術革命整體。當然,高科技并沒有消解科學和技術之間的界限與區別,而是開辟了科學和技術之間全新互動關系的新時代。科學的技術化和技術的科學化發展趨勢,使科學進步與技術進步互為前提,互相推動,促進了科學技術連續體的形成。地理學與科技的關系

由于地理學研究的是地球表面的地理環境產生、形成、發展的演變規律，數千年來人類為了探尋這一規律，曾經顯示了自己的聰明才智，創造了一系列的特有研究方法。歸納起來，大致上包括觀察、分析、表述。肉眼觀察，描述歸納，文學式表述，這是萌芽時期和初創時期的地理學研究方法；到了近代的形成時期，地理學的觀察引入了儀器，無論在廣度，還是深度，都較僅憑肉眼的觀察有了質的進步，加之交

通運輸的發展與進步，地理學家的觀察范圍，受距離遠近的約束已漸趨減小，未被地理學家直接觀察的地方越來越少。在分析中已能做到定性，因果關系、發生學原理都在廣泛應用，規律的可能性探查也日益完善；不僅如此，定量分析也已開始引入，在某些領域，如氣候學、水文地理學、工業、交通運輸、城市等地理學分支中，有的已建立了數理系統。在表述中，歸納法已成為引以自豪的表現方法，無數的地理學家所觀察到的許許多多的現象，被歸納成要素的規律和地域的規律，使人類對其賴以生存的地球表面的環境，有了認識、了解，在利用和改造方面也能在尊重自然規律的條件下，更能發揮主觀能動性。總之，社會的發展，科學的進步，使地理學研究的方法和手段得到相應的改善；而方法和手段的革新，則標志著認識的飛躍和學科水平的提高。

4科學與技術關系的啟示

總而言之,科學與技術是人類生存發展的基石和社會向前發展的不竭動力,現代科學與技術的密切結合,一方面使得各自獲得前所未有的發展速度,引起新的革命;另一方面,科學革命與技術革命相互交融,統一發展,不僅前次革命與后次革命的界限不清,而且科學革命與技術革命的分界也難以辨識,因而人們統稱為現代科學革命或當代科學革命。科學技術的一體化對科學與技術的研究方式及發展速度、價值取向產生了深刻的影響。合理地處理它們之間的關系,是關乎一個民族社會發展的重要問題。

第二篇：遙感科學與技術

遙感科學與技術(本科類)

本專業培養德、智、體全面發展；具備攝影測量與遙感信息獲取、空間數據處理、影像解譯與分析的基礎知識和基本技能；掌握從影像上提取空間信息、識別影像目標屬性并進行三維重建的基本原理與方法；具有初步的實際工作能力和科研能力；培養能在城市、農業、水利、交通、軍事、地質、環境、海洋等領域從事攝影測量與遙感等領域的科研、教學、生產的管理工作的高級專門技術人才。主要課程：測量學基礎，航空與航天攝影，攝影測量學基礎，數字攝影測量學，數字圖像處理，遙感原理與應用，地理信息系統原理與應用，近景攝影測量，遙感圖像解譯，微波遙感，GPS原理與應用，計算機視覺。學生畢業后，可在測繪、遙感、地質、水利、交通、農業、林業、冶金、電力、石油、醫學、機械、礦山、煤炭、國防、軍工、城建、環保、文物保護、航空攝影、航空航天、電子技術應用等行業和部門從事攝影測量與遙感方面的生產、設計、規劃和管理及有關教學、科研管理工作。

第三篇：計算機科學與技術

1、網絡工程方向

培養目標：培養熱愛祖國，具有良好的職業道德行為規范和敬業精神，掌握網絡工程專業的基本知識和基本原理，能熟練掌握網絡系統的安裝調試及運行維護工作；具有較高的網絡應用開發能力,網絡安全與管理能力、大型數據庫管理能力、網站設計能力，能從事網絡工程應用系統設計、開發、管理和維護工作的高層次應用型專業技術人才。

特色課程：計算機網絡管理、網絡互聯技術、網絡協議、網絡與信息安全技術、IT項目管理、系統集成與綜合布線。

就業崗位群：畢業生可在計算機類公司及現代化企業、科研部門、教育單位、行政管理部門中從事網絡工程、網絡開發、網絡日常管理與維護、網站設計與開發、網絡數據庫的應用與維護工作。也可繼續攻讀網絡工程專業碩士學位及相關學科的碩士學位。主要就業崗位群：網絡設計、施工、管理；網絡系統集成的商務營銷；企事業單位網絡維護、系統安裝、設備配置調試、網絡安全；網站的規劃建設、管理維護與動態網頁的開發；企業信息化建設及簡單網絡應用軟件開發；網絡市場策劃與營銷等。

2、軟件工程方向

本專業培養以計算機應用軟件開發為基本技能，具有較扎實的專業基礎理論和較強的實踐動手能力，受到程序員的系統訓練，熟悉崗位要求，掌握崗位技能，懂理論、會操作的，適應社會信息化需求，適應市場經濟的德、智、體、美全面發展的計算機軟件開發與維護方面的高級專業技術人才。

主修課程：離散數學、數據結構、算法分析、面向對象程序設計、現代操作系統、數據庫原理與實現技術、編譯原理、軟件工程、軟件項目管理、計算機安全等課程

3、通信方向

主要課程：電路分析基礎、電子線路、脈沖與數字電路、信號與系統、數字信號處理、電磁場與電磁波、微波技術與天線、C語言程序設計、微機原理、單片機技術及應用、現代接口技術及應用、操作系統原理、現代通信原理、數據通信、計算機網絡、程控交換技術、移動通信、衛星通信與VAST系統等

4、網絡與信息安全方向

主要課程：應用密碼學、網絡攻擊與防御、電子技術基礎、數字電路與邏輯設計、離散數學、數據結構、面向對象程序設計、操作系統原理、計算機網絡、現代通信技術、數據庫原理及應用、網絡編程技術、信息論與編碼、信息安全理論與技術、防火墻與入侵檢測技術、病毒原理與防范、Internet安全協議與標準等。學生就業方向：本專業畢業生可繼續攻讀本學科及相關學科的研究生，或到有關科研部門和教育單位從事科研和教學工作，或到政府部門、IT行業、銀行、財稅、公安、保密等單位從事系統設計及與信息安全技術相關的工作

第四篇：電子科學與技術

天津大學

電子科學與技術結業論文

學院：化工學院

班級：應用化學工（工）一班 姓名：滕欣余 學號：3010207403

生活的使者

----------論電子科學與技術與通信與信息系統

關鍵詞：電子科學 通信 生活便捷 發展史 納米技術

在現實的生活中，無時無刻的感覺到，電子器械與電子產品已經充斥于我們的生活，自信息革命以來，電子科學產業迅速崛起，在二十世紀后期至二十一世紀以來，發展尤為猛烈。我們現在的生活已經離不開電子產品和電子科學了。

可以說我們現在所擁有的便捷的生活離不開電子科學與技術的發展。電子科學與技術學科電子科學與技術也分很多的方向，有物理電子學，電路與系統，微電子學與固體電子學，電磁場與微波技術，電磁兼容與電磁環境等。主要分微電子技術和光電子技術兩個分支。

微電子技術一般是指以集成電路技術為代表，制造和使用微小型電子元器件和電路，實現電子系統功能新型技術學科，主要涉及研究集成電路的設計、制造、封裝相關的技術與工藝。由于實現信息化的網絡、計算機和各種電子設備的基礎是集成電路，因此微電子技術是電子信息技術的核心技術和戰略性技術，是信息社會的基石。微電子技術相關行業主要是集成電路行業和半導體制造行業，它們既是技術密集型產業，又是投資密集型產業，是電子工業中的重工業。

光電子技術涉及以下內容：作為光子產生、控制的激光技術及其相關應用技術；作為光子傳輸的波導技術；作為光子探測和分析的光子檢測技術；光計算和信息處理技術；作為光子存儲信息的光存儲技術；光子顯示技術；利用光子加工與物質相互作用的光子加工與光子生物技術。

在電子科學與技術中存在一個分支及通信與信息工程對我們的生活來說也是十分重要。所謂的通信與信息系統是信息社會的主要支柱，是現代高新技術的重要組成部分分，是國家國民經濟的神經系統和命脈。

本學科所研究的主要對象是以信息獲取，信息傳輸與交換，信息網絡，信息處理及信心空竹等為主體的各種通信與信息系統，塔索設計的范圍很廣，包括電信，廣播，電視，雷達，聲納，導航，遙控和遙測，遙感，電子對抗，測量，控制等領域，以及軍事和國民經濟各部門的各種信息系統，本學科與電子科學與技術，計算機科學與技術，控制理論與技術，航空航天科學與技術以及兵器科學與技術，生物醫學工程等學科有著相互交叉，相互滲透的關系，并派生出許多新的邊緣學科和研究方向。

信息技術是當今社會經濟發展的一個重要支柱。信息產業，包括信息交流所用的媒介（如通信、廣播電視、報刊圖書以及信息服務）、信息采集、傳輸和處理所需用的器件設備和原材料的制造和銷售，以至計算機、光纖、衛星、激光、自動控制等由于其技術新、產值高、范圍廣而已成為或正在成為許多國家或地區的支柱產業。電子技術及微電子技術的迅猛發展給新技術革命帶來根本性和普遍性的影響，電子技術水平的不斷提高，既出現了超大規模集成電路和計算機，又促成了現代通信的實現。電子技術正在向光子技術演進，微電子集成正在引伸至光子集成。光子技術和電子技術的結合與發展，正在推動通信向全光化方向通信的快速發展，而通信與計算機越來越緊密的結合與發展，正在構建嶄新的網絡社會和數字時代。通信工程與信息系統對電子器件及半導體器件有很高的要求，從1947年美國貝爾實驗室發明了晶體管，開創了固體電子技術時代開始，通信工程的發展可以說是基于電子科學與技術的快速發展而迅猛發展起來的，其過程坎坷而輝煌，通信技術的發展主要經歷了三個階段。

（1）初級通信階段（以1838年電報發明為標志）年 代 歷 史 事 件

1838年 莫爾斯發明有線電報，開始了電通信階段 1843年 亞歷山大?本取得電傳打字電報的專利

1864年 麥克斯韋創立了電磁輻射理論，并被當時的赫茲證明，促使了后來無線通信的出現

1876年 貝爾利用電磁感應原理發明了電話 1879年 第一個專用人工電話交換系統投入運行 1880年 第一個付費電話系統運營 1892年 加拿大政府開始規定電話頻率 1896年 馬可尼發明無線電報

（2）近代通信階段（以1948年香農提出信息論為標志）年 代 歷 史 事 件 1948年 香農提出了信息論，建立了通信統計理論 1950年 時分多路通信應用于電話系統 1951年 直撥長途電話開通 1956年 鋪設越洋通信電纜 1957年 發射第一顆人造地球衛星 1958年 發射第一顆通信衛星

1962年 發射第一顆同步通信衛星，開通國際衛星電話；脈沖編碼調制進入實用階段

20世紀60年代 彩色電視問世；阿波羅宇宙飛船登月；數字傳輸理論與技術得到迅速發展；計算機網絡開始出現

1969年 電視電話業務開通

20世紀70年代 商用衛星通信、程控數字交換機、光纖通信系統投入使用；一些公司制定計算機網絡體系結構

（3）現代通信階段（以20世紀80年代以后出現的光纖通信應用、綜合業務數字網崛起為標志）

年 代 歷 史 事 件

20世紀80年代 開通數字網絡的公用業務；個人計算機和計算機局域網出現；網絡體系結構國際標準陸續制定

20世紀90年代 蜂窩電話系統開通，各種無線通信技術不斷涌現；光纖通信得到迅速普遍的應用；國際互聯網得到極大發展

1997年 68個國家簽定國際協定，互相開放電信市場

相應的，通信文化也經歷了三波浪潮，即模擬通信文化浪潮、數字通信文化浪潮和寬帶通信文化浪潮三個階段。在通信方面，從傳輸、交換到終端設備，從有線通信到無線通信，正在全面走向數字化，促進了通信技術從低速向高速、從單一語音通信向多媒體數據通信轉變；在廣播電視和新聞媒體領域，節目制作、傳送和接收及印刷出版等均已開始實現數字化分布式處理。網絡技術大趨勢是試圖將整個國家或地區經濟和社會進步的發展都架構在信息網絡上，發展網絡經濟、網絡社會。與此同時，隨著計算機結構和功能將向著微型化、超強功能、智能化和網絡化的方向發展，人機界面將更為友好。通信技術能有如此的發展是離不開電子科學的發展和電子器件，集成電路的廣泛應用，為通信設備的微型化、智能化、自動化和數字化打下了堅實的基礎。目前，通信技術正在向著融合、寬帶、高速的方向發展。代表性的通信技術主要有：光纖通信；數據通信；移動通信；智能網（IN）技術。

以光纖通信和移動通信為例。

光纖通信：現在的光纖技術正是我們這個時代的一個主流，上世紀30年代，有人提出這樣的觀點：“總有一天光通信會取代有線和微波通信而成為通信主流”。該觀點反映出光纖通信技術在未來通信中已顯示出其重要性。今天，光纖通信技術已經很成熟，光纖通信已是各種通信網的主要傳輸方式，光纖通信在信息高速公路的建設中扮演著至關重要的角色，歐美等發達國家已經把光纖通信放在了國家發展的戰略地位。現在光纖的使用已不只限于陸地，光纜已廣泛鋪設到了大西洋、太平洋海底，這些海底光纜使得全球通信變得非常簡單快捷。現在不少發達國家又把光纜鋪設到住宅前，實現了光纖到辦公室（FTTO）、光纖到家庭（FTTH）。光纖通信技術之所以發展這樣迅速，除了人們日益增長的信息傳輸和交換需要外，主要是由光纖通信本身所具有的優點決定的。

移動通信：自20世紀70年代末第一代模擬移動通信系統面世以來，移動通信產業一直以驚人的速度迅猛發展，已經成為帶動全球經濟發展的主要高科技產業之一，并對人類生活及社會發展產生了重大影響。其中，CDMA碼分多址移動通信技術以其容量大、頻譜利用率高、保密性強、綠色環保等諸多優點，顯示出強大的生命力，引起人們的廣泛關注，成為第三代移動通信的核心技術。

從其對比關系來看，通俗點講，電信學的是如何把一個個電路集成板做出來，通信學的是如何將一個個電路板功能連接并達到數據的轉換與傳輸。以電子器件及其系統應用為核心，重視器件與系統的交叉與融合，面向微電子、光電子、光通信、高清晰度顯示產業等國民經濟發展需求，培養在通信、電子系統、計算機、自動控制、電子材料與器件等領域具有寬廣的適應能力、扎實的理論基礎、系統的專業知識、較強的實踐能力、具備創新意識的高級技術人才和管理人才，并掌握一定的人文社會科學及經濟管理方面的基礎知識，能從事這些領域的科學研究、工程設計及技術開發等方面工作。而電子科學與技術是世界電子科學技術的發展趨勢及其對電子工業發展的作用，工程技術人員將圍繞著小,薄,輕,微,集成化,數字化,高速,低功耗,廉價,可靠,長壽命這個總目標,取得了突破性的進展,發展趨勢比較明朗

可見，只有電子科技的發展為通信系統和通信技術的提升奠定了基礎，也是其發展的基石。

現在電子科技正在從微點子學向納米電子學發展，納米技術是今年來新崛起的一個科研方向，在社會上各種領域都在研究和試運用階段，可以毫不遲疑的預見到納米材料作為一個新興技術在未來一定會成為主流產品，無論如何，納米電子學時代的到來已經初見端倪，原來電子學是向微電子學發展的，將微電子學與真空電子學相比，其革命性的變化有:①基本電子器件由真空電子改變為半導體晶體管;②電子電路和系統由分立元器件為基礎組合改變為集成電路、超大規模集成電路乃至集成系統;③導致了電子系統性能價格比大大下降，在此基礎上推動了一次電子信息系統的技術革命;④電子學的處理對象由

電子信號的放大、振蕩等簡單處理發展為高速數字信息處理，等等。同樣，從今日推測，納電子學將帶來的革命性改變可能包括:①基礎電子器件為納電子器件，器件很可能多樣化，包括電子器件與光子器件相結合;②改集成電路為主導為以集成系統為主導，特別是基于新工作機理的納系統，納系統的基本形式也可能不如今日單一;③芯片的性能價格比、處理能力/功耗優值比比之微電子芯片進一步有數個量級的提升;④智能信息處理和人類知識處理將輕而易舉。

可以想象一下，當我們所用的電子產品均是高性能高質量的納米材料，當我們享受著納米通信技術所帶來的福音時，我們會深深的感謝科學所帶給我們的驚喜，深深的被它的魅力所折服。

電子科學與技術是造福人類的一門科學，通信與信息系統更是具體的服務了我們的生活，它聯系起了全世界，使世界真正的成為了地球村，對我們的經濟，文化，貿易，交流，合作等皆起到了舉足輕重的作用，愿這門科學的前景越來越廣闊，也愿這個世界在這門科學的覆蓋下會越來越好。

第五篇：科學與技術教案

第一章 緒論 第1節 科學與技術

課時安排：2學時 幾百年來，整個人類物質文明的大廈，都是建立在現代科學和技術理論的基礎之上的。現代社會科學技術獲得了輝煌的勝利，我們享受著這種輝煌，而且，隨著科學技術的發展，我們的生活會更加美好。那么，給我們帶來美好生活的科學與技術是什么？它們兩者又有什么聯系和區別？

一、科學

什么是科學？要弄清楚這個問題并非容易。科學是一個很難界定的名詞。以英國著名科學家貝爾納（J.D.Bernal,1901-1971）為代表的學者認為，科學在不同時期、不同場合會有不同的含義。事實上，科學本身在不斷地發展，我們對科學的認識也在不斷深化，就很難給科學下一個永遠不變的定義。現在，我們沿著歷史的軌跡，把眾多的科學定義、解釋加以概括，可以幫助我們正確理解科學的內涵。

（一）科學的內涵

1、科學是一種知識體系

科學是反映客觀事物本質和運動規律的知識體系。是歷史上一代又一代的許多科學家，不斷的探索、努力而形成的知識體系。例如：英國科學家牛頓，他創立的牛頓運動定律和萬有引力定律是近代自然科學的典范。這些定律揭示了客觀世界物體的運動規律。但牛頓自己說他是站在巨人的肩膀上，因為他是在伽利略等前人的工作基礎上，才完成了當時物理學發展史上的第一次大綜合，將天上力學和地上力學綜合在一起，形成了經典力學體系。

隨著人類對自然界事物的本質和運動規律的認識逐步加深，人類對客觀世界的認識水平逐漸提高，一代又一代的科學家將這些認識綜合在一起，通過概念系統形成了一定的知識體系，科學就誕生了。科學是一種探索的過程

科學是一個產生知識和形成知識體系的過程，而知識的發展變化又是不可避免的。例如：牛頓運動定律，其內含的絕對時空觀，到了20世紀初就不得不進行修正，被大科學家愛因斯坦創立的相對論時空觀所取代。

科學是分析、研究事物的一個過程。在此過程中人類不斷地發現問題、提出問題和解決問題，又不斷地以事實為依據，用實踐檢驗理論的正確性。科學在不斷摒棄錯誤的認識，建立正確的理論，自我矯正的探索過程中不斷前進。

科學是一項全社會的事業

如果說，16世紀科學是以伽利略為代表的科學家的個體活動時代，17世紀是以牛頓為代表的松散的群眾組織—皇家學會時代，18世紀到第二次世界大戰前是以愛迪生為代表的集體研究時代，當代科學活動突破了以往的一切形式。人們開始把科學稱為“大科學”，認為科學是一種社會建制，是一項國家事業，企業和政府都直接參與了科學事業，在科學活動中實現了科學家與企業家、政治家的結合。

當今科學活動的規模迅速加大，研究的課題領域越來越復雜，而科學研究所需的信息是全球性的，科研耗資也是十分巨大的，不同學科間的聯系日益加深，有人說科學進入了國際合作的跨國建制時代。

科學具有社會屬性，科學家探究活動的結果，體現了整個人類社會的智慧和勞動的結晶，科學不僅僅是反映客觀事實和規律的相關活動和科學家的事業，更是一項整個人類社會的事業。

（二）科學認識發展的動因

科學認識發生和發展的動因，有兩個方面，一是存在于科學外部的，二是存在于科學內部的。

1、科學認識發展的外部動因 恩格斯曾經指出：“經濟上的需要曾經是，而且越來越是對自然界的認識進展的主要動力”。科學的發展與社會生產的發展有著密切的關系。例如古代天文學和古代力學就是在古代農牧業和建筑、航海等需要的刺激下發展起來的。

一般地說，在19世紀中葉以前，科學是落后于生產和技術的，它的發展是在生產需要的推動下進行的。那時科學、技術和生產之間的關系，往往是生產實際的需要刺激技術的進步，再促進科學的發展。它們之間的關系是生產—技術—科學，生產和技術的實踐為科學理論的形成奠定基礎。

而從19世紀下半葉以后，這種關系有了微妙的變化。科學理論研究不僅走在技術和生產的前面，還為 技術和生產的發展開辟了各種可能的途徑，形成了科學—技術—生產的發展順序。例如，無線電技術就是麥克斯威電磁場理論預言被證實后，才發展起來的。

為什么會發生這種轉變呢？這是因為在十九世紀中葉以前，人們研究的科學領域主要涉及宏觀的、低速運動現象。工業技術所利用的，也是人們早已熟悉的自然界的“力”和物質。人們可以依靠經驗而不必系統地了解它們的許多特性。并且，當時人們也很難去追索這些實踐經驗背后所隱藏著的一般規律，所以，實踐對于科學的促進作用和決定作用是非常明顯的。

進入二十世紀以后，工業生產和技術的長足發展，已經超出了人們熟悉的范圍。一些研究甚至一時還看不出，能否直接滿足生產需要的前景。科學的任務，就是要在最短的時間內，盡快地為技術和生產的發展開拓出新的途徑。現代科學產生了空前的先行作用，科學變成了超越一般技術進步的因素。

但我們還不能簡單的認為，這種變化意味著“決定作用”已經由實踐轉向了理論，科學在今天之所以超前于技術和生產的發展，正是以現代生產技術的發展為其條件的。現代科學研究仍然要依靠生產技術提供的實驗手段，至今仍有不少理論研究的內容也是來源于生產和技術實踐之中。因此人類的生產活動仍然是科學發展進步的動力或最終原因。

當然，在現代，基礎理論研究超前進行的重要性是不容忽視的。正如瑞典化學家阿累尼烏斯所說：理論研究可以指出把今后的工作引向什么方向才能獲得最大的成就。

2、科學認識發展的內部動因

科學作為系統化的理論知識體系，有其自身的矛盾運動和繼承積累關系。科學發展的內部矛盾運動是它的內部動力。它表現為： 新事實和舊理論的矛盾

科學不僅是靜態的知識，而且是創造、加工知識的精神活動，科學活動方式是科學實驗、理論研究，是人和物組成的動態過程。人類的生產實踐和科學實驗是科學理論發展的兩個主要源泉，也是驗證科學理論的唯一標準。因此，科學實驗—科學理論—科學實驗的無限循環，構成了推動科學發展的內部矛盾運動。科學理論上的重大突破，歸根到底都是理論和實踐不斷矛盾斗爭的結果。我們在研究和學習科學時，既要重視學習現有理論和研究方法，又要有創新精神，鼓勵提出新觀點和新預見，并到實踐中去檢驗。各種觀點、假說、理論之間的矛盾。

各種不同觀點、假說和理論的矛盾

科學理論中經常充滿著各種不同觀點、假說和理論的矛盾，即使在同一學科中，由于彼此觀點和理論的不同，還會形成不同的學派。新舊理論總是不斷地進行驗證、修改。例如，關于物質可分性問題，有限與無限的爭論非常激烈。正是通過爭論，人們對于物質世界無限性的理解已經不只是指分割無限，還可指屬性、聯系、中介、轉化等的無限豐富性。現代科學研究和進步，使那些由于歷史和認識的局限性，而產生的錯誤的或片面的理論，不斷被更完善的新的學說所代替，從而推動了科學的不斷發展。

二、技術

自從有了人類存在，就有了技術，技術成為科學與社會之間架起橋梁。廣義地講，技術是增強了我們改造世界的能力，是人類文明的強大的動力。

（一）技術的內涵

技術作為人類利用、控制和改造自然的能力，與科學概念一樣，也是一個歷史的、發展的概念。古希臘的阿里士多德把技術看作是制作的智慧。17世紀，英國的培根要把技術作為操作性學問。18世紀末，法國啟蒙思想家狄德羅在他主編的《百科全書》中，列入“技術”條目指出：“技術是為某一目的共同協作組成的各種工具和規則體系。”這是較早技術的定義，但至今仍有指導意義。

闡明技術概念的這句話須把握五個要點：其一，把技術與科學區別開，即技術主要是以改造世界為前提的，而科學主要是以認識世界為前提的；其二，強調技術的實現是通過廣泛的社會“協作”完成的；其三，指明技術的首要表現是生產“工具”，是設備，是硬件；其四，指出技術的另一重要表現形式——“規則”，即生產使用的工藝、方法、制度等知識，這就是軟件；其五，和科學一樣，把定義的落腳點放在知識“體系”上，即技術也是成套的知識系統。

直到現在，關于技術的定義，基本上沒有超出狄德羅的技術概念。我國《辭海》對技術一詞的注釋是：“泛指根據生產實踐經驗和自然科學原理而發展成的各種工藝操作方法和技能。”技術同語言、宗教、藝 術等一樣，是人類文化系統不可分割的一部分，技術是一項復雜的社會事業，不僅包括研究、設計和技巧，還涉及財政、制造、管理、勞工、營銷和維修。

綜上所述，技術是人類為了實現社會需求而創造的手段和方法體系；是人類利用自然規律控制、改造自然的過程和能力；是科學知識、勞動技能和生產經驗的物化形態。

（二）高新技術

自20世紀60年代開始，國際上出現了區別于傳統技術的高新技術。由于高新技術發展勢頭非常迅猛，而且涉及面很廣，因此，較難對高新技術的概念下一個簡單的定義。經濟界、政治界、藝術界和科技界都對高新技術有一個界定。但目前多數人贊成兩種看法：第一種認為高新技術是對知識密集、技術密集類產業及其產品的通稱，是一個綜合的概念。第二種認為高新技術是指那些對一個國家經濟、國防有重大影響，具有較大的社會意義，能形成產業的新技術或尖端技術。我國1986年3月制定了《高技術研究發展計劃綱要》（即863計劃）中被評選列入該綱要的8個技術群是生物技術、航天技術、信息技術、激光技術、自動化技術、能源技術、新材料技術和海洋技術。高新技術代表著科學技術發展的前沿，是經濟發展和社會進步的巨大動力，對增強一個國家的綜合國力有至關重要的作用。

（三）技術的來源

技術的來源有3條渠道。第一條是生產實踐。生產實踐是最根本的、也是最重要的技術源泉，許多技術是生產實踐的產物。

技術的第二條來源是科學實踐。科學家專門投入到實驗儀器和實驗技術的研究中，這直接推動了技術的發展。科學實踐的發展與技術的進步形成了良性的循環。

技術的第三條來源是科學理論。20世紀以來，越來越多的技術開始來源于科學理論，隨著現代科學的發展，科學理論的重要性大大加強，科學理論提供了技術所需要的知識，并指明了技術努力的方向。

三、科學與技術

科學與技術總是共同存在于一個特定的范圍內，這是因為兩者之間有不可分割的聯系。科學提供知識，技術提供應用這些知識的手段與方法。科學與技術的進步會帶來社會的整體性變化。科學與技術是辯證統一的整體，科學中有技術，技術中也有科學。

（一）科學與技術的主要區別

1、科學與技術的目的、任務不同

首先，科學的目的和任務在于認識和揭示客觀世界的本質和發展規律。它側重回答自然現象“是什么”、“為什么”和“能不能”等問題。技術的目的和任務在于對客觀世界的控制、利用和改造，發明世界上尚沒有的東西，協調人和自然的關系，它側重回答社會實踐中“做什么”、“怎么做”以及“有什么用”等問題。其次，科學活動的目的是逐步建立知識體系，對某種現象作出解釋，為一些事件提供一個真實的描述，判斷一些狀態的性質；而技術活動的目的是為實現人類的愿望提供便利，解決一些實際問題，使知識得到有益的應用。

2、科學與技術的社會功能與價值標準不同

科學具有廣泛的社會作用，具有認識、文化、教育和哲學等多方面的價值，但科學一般并不具有明確的、直接的社會目的；技術則不同，具有明確的、具體的社會目的，如技術是直接追求經濟的、軍事的和社會的利益。因此，對科學進行評價，追求的是正確性和深刻性；對技術進行評價，追求的是先進性、經濟性和可行性。科學的作用是教導人類，技術的作用是用現有的知識去為人民服務。科學需要大量的調查研究，思維的典型方式是縱向的，技術則需要結合知識的創造能力，其思維方式是橫向的。

3、科學與技術的成果形式與肯定方式亦不同

科學活動的成果主要表現為知識形態，例如報告、論文、著作等；技術活動的成果主要表現為物質形態，例如產品、裝置、設施及控制軟件等。在肯定方式上人們通常把科學上的突破叫做發現，而技術上的創新叫做發明。

（二）科學與技術的聯系

科學和技術總是有著不可分割的緊密聯系。它們相互依存、相互滲透、相互轉化。科學是技術發展的理論基礎，技術是科學發展的手段。科學常常可以啟發我們提出新的、以前沒有想到過的事物特性，進而導致新技術的產生。新技術常常需要新見解，新研究也常常需要新技術，人們運用技術，發明了越來越多的新儀器和新技藝，進而推動了各方面的科學研究。

技術不僅為科學研究提供了工具，而且還可以激勵理論研究動機并提供方向。

隨著現代科學革命和技術革命的興起，科學與技術越來越趨向一體化。技術與科學的聯系就越緊密。許多新興技術尤其是高技術的產生和發展，就直接來自現代科學的成就。科學是技術的升華，技術是科學的延伸。科學與技術的內在統一和協調發展已成了當今“大科學”的重要特征。34：10

（三）創新是科技進步的核心

馬克思關于生產力包括科學技術的論述，開創了科學技術進步在社會制度變化和經濟發展中起革命性作用的理論分析的先河。鄧小平同志堅持馬克思主義，進一步提出了科學技術是第一生產力的論斷。江澤民同志又指出：“創新是一個民族的靈魂，是國家興旺發達的不竭動力。”科學技術在知識經濟社會成為主要推動力量，成為體現國家綜合國力的決定性因素。我們必須切實推進科技創新，使經濟發展真正從資源依賴、勞動依賴、技術依賴轉移到知識依賴、教育依賴的軌道上來。樹立以創新為價值取向的觀念

創新是知識經濟社會科技進步的核心問題，科學技術的本質就是創新。我們要樹立以創新為價值取向的觀念。中華民族自古以來就有自強不息、銳意創新的光榮傳統，在新的歷史時期，我們更要勇于創新，以嶄新的面貌立于世界民族之林。

完善適應新世紀社會發展的科技進步體系

知識經濟是人類社會經濟發展到一定階段的產物，也是科技發展、科技應用，以及勞動者科學文化素質提高到一定階段，出現的經濟發展的飛躍。

我們要十分重視創新，要樹立全民族的創新意識，建立國家創新體系，要從新世紀中國發展的戰略需要出發，瞄準世界科技發展前沿，把創新放在更加重要的戰略位置，使經濟建設真正轉到依靠科技進步和提高勞動者素質的軌道上來。形成有利于國家科技快速發展的創新體系。建立與創新要求相適應的國家創新體系結構

在信息社會中，信息、技術和學習在經濟活動中的作用，已經成為人們關注的焦點。新的創新模型已經取代了傳統的創新性模型。我們要在實踐中積極探索促進科研院所與企業結合有效途徑。促使產業界、政府、科技界之間建立發展科學和技術的國家創新體系的結構，使科研人員如魚得水，企業發展如虎添翼，促使科學與技術以及經濟與社會的協調發展，使企業真正成為科研開發和技術創新的主體。

全面提高科技創新人才的素質

當今，世界各國之間的競爭越來越表現為科技和人才的競爭。知識創新需要具有創新意識和能力的新型人才。

21世紀是高科技發展的世紀，新世紀要求公民構建合理的知識結構、能力結構，具有勇于進取、積極開拓、善于合作等良好素質，發掘人的潛能去克服物質極限，實現經濟與社會以及生產方式和生活方式的協調發展。教育必須要為全面提高科技創新人才的素質服務，培養具有創新精神和實踐能力的一代又一代的社會主義新人。

科學發展與技術進步

科學和技術的歷史可以一直追溯到遙遠的原始社會，科學發展與技術進步始終伴隨著人類社會的歷史進程，正是由于科學技術的發展，才使人類的生活不斷進步。近代科學技術的發展

一般認為，近代自然科學是從14、15世紀文藝復興開始的，而近代自然科學的全面發展，主要是從18世紀開始到19世紀末，在這200年中，一些近代自然科學的基礎理論得到確立，并帶動了技術革命的興起。

（一）細胞學說與生物進化論的確立

恩格斯所說的19世紀自然科學的三大發現中的兩項出自生物學領域，即細胞學說和科學進化論。細胞學說和科學進化論都問世于19世紀，它們從不同角度揭示了生命世界的內在聯系和有機統一，因而 在近代生物學的發展中占有顯著的地位。

1、細胞學說的建立

細胞的發現和細胞學說的建立與顯微鏡技術的發明和改進是分不開的。

早在17世紀，顯微鏡剛剛問世的時候，物理學家胡克在用顯微鏡觀察軟木切片時，發現一種中空的小室結構，并將其命名為“細胞”。

生物學史上公認的細胞學說是由德國植物學家施萊登和動物學家施旺先后提出的。施萊登認為，無論怎樣復雜的植物體都是由細胞組成的；細胞不僅自己是一種獨立的生命，而且作為植物體生命的一部分而維持著整個植物體的生命。1839年，施旺發表了題為《動植物結構和生長的相似性的顯微研究》，把細胞學說推廣到動物界。

細胞學說認為，動植物都是由細胞構成的，它們之間沒有絕對的區別，一切生命有機體都是由簡單的細胞分裂、增殖和發展起來的。細胞學說是關于有機體結構的第一個學說，它將形形色色的動植物體的結構統一于細胞，又以細胞為基點來解釋一切生命現象，從而揭示了生命世界的內在聯系和有機統一。

2、生物進化論的確立

18世紀中葉之前，人們受形而上學世界觀的束縛，認為物種不變。18世紀中葉之后，生物進化的觀點逐漸被人們接受。進化論真正確立大約經歷了100年的時間。

生物進化論的思想最初是由一些博物學家提出來的，如法國的拉馬克。

1890年，拉馬克出版了《動物的哲學》，提出了關于生物進化的兩條原理：一是用進廢退，二是獲得性遺傳。根據拉馬克的觀點，生物由于環境和行為習慣而導致的體質變化可以遺傳。提出并研究了生物與環境的關系，從環境中的改變中尋求生物進化的動力，為達爾文的科學進化論提供了啟示。然而，拉馬克只是從表面現象中推導結論，缺乏充分的證據來支持自己的觀點，尤其是獲得性遺傳原理被許多科學證據所否定。

1895年，達爾文出版了劃時代巨著《物種起源》，標志著科學進化論的誕生。達爾文進化論的核心思想是自然選擇學說。

自然選擇學說的要點如下： 變異的普遍性

達爾文認為，變異是生物的普遍特征。無論是在家養或自然生活條件下，生物界都普遍存在著可遺傳的輕微變異或個體差異現象。達爾文認為，正是這類差異，是物種賴以進化的基礎。繁殖過剩

達爾文認為，生物普遍具有高度的繁殖能力，在環境條件適宜時，可呈幾何級數增加。但是，一切生物的實際生存數遠遠低于根據其繁殖力推算的數值，這說明，必定存在抑制因素抵消了生物的這種高速率繁殖的傾向，這些抑制因素與生物賴以生存的食物、空間等環境條件有關。生存斗爭與適者生存

為了爭奪食物或適宜的空間，生物界普遍存在生存斗爭，即生物與自然條件的斗爭，種內斗爭，以及種間斗爭。在嚴酷的生存斗爭中，凡是對生物生存較為有利的變異都使該生物獲得了更好的生存能力，從而被保存下來并遺傳給下一代，反之被淘汰，這就是自然選擇的實質，適者生存。

達爾文用大量的事實和嚴密的論證說明了生物物種是由簡單的物種發展演變而來，從動態發展的角度闡明了整個生命世界的內在聯系和有機統一。

（二）物理學理論的綜合

物理學發展成為一門真正的科學，是從16世紀開始的，這時人類進入了前所未有的科學實驗時代。從17世紀下半葉開始，關于物體的相互作用、運動以及光、電、磁等現象的研究，結出了豐碩的成果，實現了物理學理論的綜合，使物理學成為近代自然科學最先成熟起來的一門學科。

1、天上力學與地上力學的綜合

1687年，英國物理學家牛頓將前人和同代人的成果加以創造性的綜合與發展，出版了《自然哲學的數學原理》一書，提出了力學三定律——慣性定律、加速度定律、作用與反作用定律，以及萬有引力定律，建立起經典力學體系。

牛頓在伽利略關于落體和慣性的研究、開普勒關于行星運動規律的研究的基礎上，融合自己的研究，建立了經典力學體系，提出了萬有引力定律：即自然界中任何兩個物體之間存在著一種相互的引力，稱為萬有引力；這個力同兩個物體的質量乘積成正比，同物體質點之間的距離的平方成反比。在物理學史上，有一個為大家所熟知的傳說：一只熟透了的蘋果從樹上落下來，成為萬有引定律研究的開端。這個故事的真實性已不可考，但牛頓確實想到過重力既支配蘋果的下落也支配月亮的運轉。這個契機，體現了牛頓完成的一個本質環節——把“天上”和“地上”的事聯系在一起考慮，并試圖追尋一個對“天上”和“地上”都有效的普遍規律。

牛頓所建立起的經典力學體系把人們過去一向認為互不相干的地上物體運動規律和天體運動規律概括在統一的理論之中，完成了近代科學史上的首次大綜合。牛頓的經典力學思想不僅影響到物理學的發展，而且也影響到其他自然科學和技術革命，所以人們也稱這次大綜合為一場科學領域的革命。

2、不同運動形式的綜合統一

19世紀能量守恒定律的發現不僅是物理學史，也是整個科學史上的重大事件，恩格斯把它叫做能量守恒和轉化定律，并和細胞學說、達爾文進化論一起列為19世紀自然科學的三大發現。

對能量守恒單純從哲學上給以思辨性研究的歷史很長，可以追溯到古希臘的哲學家，到了笛卡爾，提出了運動守恒，而黑格爾則提出了現象之間互相聯系和轉化的思想。

到19世紀，在能量守恒和轉化定律確立的過程中，邁爾、焦耳和赫爾姆霍茲的貢獻尤為突出。

第一個發表論文討論運動形式轉化規律的是德國醫生邁爾。邁爾發現，病人的靜脈血在熱帶要比在歐洲更紅。邁爾對這一現象的解釋是這樣的，人體消化食物的過程，都要消耗氧氣，都能放出能量；熱帶氣溫較高，所以消耗的氧氣也少一些，這就使人體靜脈內剩余的氧氣較多，因而靜脈血也更紅一些。認為，導入人體的“力”和輸出的“力” 應該是平衡的。1842年，邁爾發表了題為《論無機界的力》一文，給出了更普遍的“力”的轉化和守恒的概念。

第一個用實驗來驗證能量守恒的是英國的焦耳。他用實驗證明由電流做功獲得的能量與做同量的機械功所獲得的熱量相同，并且通過多次實驗比較精確地測定了熱功當量。

第一個全面闡述能量守恒定律并指出其普遍意義的是德國的赫爾姆霍茲。1847年，赫爾姆霍茲發表了《論力的守恒》，首先，他用數學化方式表述了在孤立系統中機械能的守恒，并把能量的概念推廣到熱學、電磁學、天文學和生理學領域，提出能量的各種形式相互轉化和守恒的思想。

值得指出的是，當時的物理學家大都強調“守恒”的一面，把這條定律稱為“能量守恒定律”，而恩格斯則突出強調了“轉化”的一面，到了19世紀70年代，恩格斯更是明確把這條定律改稱為“能量守恒和轉化定律”。

能量守恒和轉化定律的意義在于把表面上形式完全不同的各類運動統一在一個自然規律中，使人們得以科學地從自然界統一的高度來考察整個自然界。

3、光、電、磁的內在聯系

19世紀中葉，出現了一些電與磁聯系的理論，如丹麥物理學家奧斯特發現了電流的磁效應，英國物理學家法拉第發現了電磁感應定律。在前人基礎上，年輕的英國物理學家麥克斯韋建立了電磁場理論等。

1864年，麥克斯韋向英國皇家學會宣讀了《電磁場的動力學》一文。文中不僅給出了被稱為麥克斯韋方程的電磁場方程，而且提出了電磁波的概念。他認為，變化的電場必定激發磁場，變化的磁場又激發電場，這種變化著的電場和磁場共同構成了統一的電磁場，電磁場以橫波的形式在空間傳播，形成所謂電磁波。在麥克斯韋方程中，由于電磁波的傳播速度就等于當時測出的光速，麥克斯韋預言，光也是一種電磁波。

1887年，德國物理學家赫茲用實驗證實了麥克斯韋關于電磁波的預言。

麥克斯韋電磁方程在電磁學理論中的地位就像牛頓定律在力學中的地位一樣，它是研究一切電磁現象最根本的出發點，電磁場理論是物理學發展史上又一個重要的里程碑。

（二）技術革命的興起

從18世紀中葉開始，科學的技術化和社會化成為這個歷史時期的突出特征。近代自然科學理論的發展轉變為技術科學的無比威力，同時，技術的發展與革新也為自然科學的理論研究提出了新課題。

1、工業革命

工業革命也稱產業革命，指從18世紀后期到19世紀末，歐洲資本主義的機器大工業代替工場手工業 的革命。

工業革命的標志是蒸汽機的使用。英國格拉斯哥大學的儀器修理工瓦特在已有蒸汽機的基礎上，發明了高效能蒸汽機。得到了廣泛使用。到19世紀40年代，整個歐洲和美國都普遍使用了蒸汽機。蒸汽機帶動著紡織機、鼓風機、抽水機、磨粉機，造成了紡織、印染、冶金、采礦和其他工業部門的迅猛發展，創造了人們以前難以想象的技術奇跡。

蒸汽機的出現和廣泛使用，推動了其他工業部門的機械化，引起了工程技術上的全面改革。在工業上，初步形成了完整的工業技術體系；在科學上，促進了熱力學理論（包括能量守恒和轉化定律）的建立。工業革命是一場以技術革命為中心內容的社會變革，在這場變革中，第一次凸顯了科學技術的生產力功能。

2、電力革命

所謂電力革命指的是，從19世紀后半葉到20世紀初，新興的電能開始作為主要的能源形式支配社會經濟生活。

19世紀，伴隨著電磁學理論的進展，工程技術專家開始對電力開發、傳輸和利用方面的研究。

從歷史上看，因為意大利物理學家伏打發明的伏打電池已經提供了電能來源。最早發現電流磁效應的那些實驗裝置，都可以看作是原始的電動機。1834年，第一臺實用電動機誕生，電動機進入了實用化階段，此后，發明家紛至沓來，使電動機研制進入一個高潮。與此同時，發電機也處在研制階段。電磁感應理論使人們知道動磁可以生電，發電機就是根據這一原理來設計的。

早期的一臺發電機基本上只能供一家或幾家照明用，后來，發電機的功率越來越大，供電范圍越來越廣，企業家們便建起了發電站，于是產生了遠距離輸電的技術問題。1882年，法國的一位電氣技師建造了世界上第一條遠距離直流輸電實驗線路。然而，直流電在傳輸中損耗嚴重。人們注意到以前未受重視的交流電。交流輸電在安全、經濟方面比直流輸電有著無比的優越性。1890~1891年，從法國勞芬到德國法蘭克福架起了世界上第一條三相交流輸電線路。隨著交流技術的不斷發展完善，交流輸電為電力工業的發展開辟了廣闊的前景。

電力革命是繼工業革命之后的第二次技術革命，它給人類社會帶來了巨大的進步。首先，電力革命在工業革命的基礎上，再次大大促進了社會生產力的發展。以電能為動力，有效促進了生產過程的機械化和自動化，大大提高了勞動生產率，使社會生產力呈直線上升。其次，電力革命深刻改變了人類的生活。有線電報、電話和無線電通信的先后發明，使人類快速傳遞消息成為可能；電燈、留聲機、電影等發明，更使人們享受了文明生活。電能已經充分滲透到工業生產和社會生活的各個方面。再次，電力革命在工業革命中建立起來的產業結構發生了深刻變化。電力、電子、化學、汽車、航空等一大批技術密集型產業興起，使生產更加依賴科學技術的進步，技術從機械化時代進入了電氣化時代。

（三）近代化學基礎理論的建立與化工技術革命

1、近代化學基礎理論的建立

17世紀，化學從煉金術中分化了出來，奠定了近代化學的基礎。18世紀，法國化學家拉瓦錫通過一系列實驗和定量研究，建立了燃燒的氧化學說。1789年拉瓦錫的名著《化學概要》出版標志著化學作為一門學科已經形成。

19世紀，化學進入了快速發展時期。

1803年，英國化學家道爾頓提出了科學原子論，其主要內容包括：元素由非常微小的不可再分的物質微粒——原子組成；原子在化學反應中保持其本性不變；同一元素原子的各種性質和重量完全相同，不同元素原子的性質和重量不同；原子的重量是每一化學元素的重要特征。并且，道爾頓把原子量的概念引入化學，使化學真正走上了定量科學的發展階段。1811年，意大利化學家阿伏伽德羅提出分子概念，認為單質物質的分子是由相同原子組成的簡單分子，化合物分子是由不同原子組成的復合分子。分子概念的引入完善了科學原子論。

1869年，俄國化學家門捷列夫編制了一份包括當時已知的全部63種元素的周期表，發現按照原子量大小排列起來的元素，在性質上呈現出明顯的周期性，并針對周期表中的空格大膽預言了新元素的存在及其性質。元素周期律的重要性不僅在于把許多似乎互不相干的事實用共同的原則聯系起來，而且還指明了發現新的化學元素的方向，并成為化學發展的主要基石之一。

近代化學體系的另一個分支——有機化學的研究起步較晚。18世紀后半葉，歐洲的工業發展促進了化 學實驗，有機物的化學組成開始被慢慢揭開。1824年，德國化學家維勒把無機物氰酸和氨水混合起來，得到了有機物尿素。尿素的人工合成，也打破了有機物和無機物的界限，證明了無機界和有機界的統一，無機化學的已知規律開始向有機物領域滲透。

19世紀中葉，隨著原子——分子學說的形成和有機合成實驗研究工作的展開，化學家們探索有機分子結構理論進入了新的階段。德國的凱庫勒把原子化合價的概念引入有機化合物的研究中，首次把原子化合價的概念從平面推向三維空間，發表了原子立體排列的思想，從而開創了立體化學構型的先河。

到19世紀末，近代化學學科體系中的兩個基本分支——有機化學和無機化學，都取得了長足的進步與迅速的發展。

2、化工技術革命

化學基礎理論研究的進展促進了化學工業的崛起和發展，使化學工業與化學科學的關系更趨密切，形成了共存關系。化學基礎研究成果在化學工業中的應用，帶來了19世紀中后期的化工技術革命。化肥工業的誕生

化學肥料的誕生和德國化學家李比希的名字緊緊地聯系在一起，是他的畢生研究使世界上產生了一項全新的產業——化肥工業。

李比希致力于研究植物所需要的營養來源問題。1840年，他在總結前人研究成果的基礎上提出了礦質營養學說，闡明植物吸收的礦物質元素，是其生長和形成產量所必需。礦質營養學說為化肥工業的興起奠定了理論基礎。化肥工業成為無機化學工業中的重要的組成部分。

李比希被稱為德國的“化學之父”。在李比希的領導下，德國化學在19世紀中期取得了舉世矚目的成就。人工合成染料

1856年，年僅十八歲的英國人威廉·亨利·珀金發現了一種合成染料——苯胺紫，它可以把絲綢染成一種紅紫色。

新的有機結構理論研究促進了染料工業的發展。珀金的老師，霍夫曼發現了一批至今仍被稱之為霍夫曼紫的紫色染料。到了20世紀中葉，商用合成染料的數目已不下3 500種。另一方面，化學家們在實驗室中還成功地合成了天然染料的替代品。例如，德國化學家對茜草中的茜素進行研究，以煤焦油為原料，合成了茜素。到19世紀末，合成生產出的染料幾乎完全取代了天然染料。這些新的染料比較便宜，而且染色也較快。

制藥工業的誕生

19世紀后半葉，化學工業中的重要分支——制藥工業誕生了。在這一時期，用化學合成的方法制成了水楊酸、阿斯匹林等藥物。

1839年，一位法國化學家首先實現了人工合成水楊酸。水楊酸是一種有效的止痛劑，但對胃粘膜的刺激性太大。后來，德國拜爾藥廠的一位化學家研制出了一種經過結構轉換的水楊酸類似物，發現它不僅能減輕發熱和炎癥反應，而且能為關節炎患者止痛。這種藥物就是人們熟知的、沿用至今的解熱鎮痛藥阿斯匹林（aspirin）。

19世紀80年代，成批生產的合成藥劑進入了市場，進入20世紀以后，合成藥物的種類更是迅速增長，特別是20世紀30年代磺胺藥物的合成，使有機藥物合成邁入了黃金時代，這種特效抗菌藥物根本改變了人類無力抵御傳染病的被動局面。安全炸藥的發明

19世紀化學工業的另一項重要成就是諾貝爾發明了安全炸藥。

黑火藥是中國的四大發明之一，俗稱火藥。火藥發明后從中國經阿拉伯傳入歐洲，黑火藥一直應用到１９世紀。人們在使用過程中，發現它有威力比較小，又不易引爆，科學家開始尋求一種新的爆破動力。1846年，意大利化學家索布雷羅制得了硝化甘油，硝化甘油是一種無色油狀的猛烈炸藥，其爆炸威力比過去的火藥強得多。但它不易控制，貯存、運輸和使用時都很不安全，無法在生產上得到應用。

諾貝爾進行了幾百次實驗，改進用硝化甘油作原料的炸藥。1867年，他發現硅藻土可以吸收硝化甘油，制成“安全炸藥”，用一個雷管就可以引爆。這種安全炸藥在采礦、筑路、開挖隧道等方面發揮了重要作用。以后，諾貝爾還陸續發明了柔軟可塑性極好的膠質炸藥和無煙炸藥等新型炸藥。

整個19世紀是化工技術全面發展的時期。到19世紀末，化工技術已與能源技術、電力技術并駕齊驅，共同成為第二次產業革命的強大動力。現代科學技術的發展

20世紀是現代科學技術突飛猛進的世紀。20世紀初，物理學領域量子理論和相對論的創立，標志著現代科學技術的誕生。從20世紀中葉以來，陸續誕生了一批高新技術，人類社會繼工業革命和電力革命后，進入了第三次技術革命時代。

（一）現代自然科學基礎理論的突破

1、物理學革命

量子理論和相對論的創立和發展，突破了經典物理學的框架，使人類對物質世界的認識邁進了一大步。量子理論的創立與發展

從1895年開始，德國物理學家普朗克開始研究熱輻射譜中的能量分布問題，和黑體輻射問題。通過實驗，普朗克發現黑體輻射譜中的能量分布與經典理論形成尖銳的矛盾。經過幾年的研究，普朗克拋棄了經典物理學中的連續性原則，假定物體的輻射能不是連續變化，而是以一定的整數倍跳躍式變化。普朗克將最小的不可再分的能量單元稱作“能量子”或“量子”。1900年12月14日，他將這一假說報告了德國物理學會，宣告了量子論的誕生。此后，愛因斯坦于1905年提出光量子概念。1912年，玻爾提出量子化的原子結構理論。此后，德布羅意、薛定鍔、海森堡、玻恩、狄拉克等人發展了量子理論，建立了量子力學。相對論的創立與發展

在19世紀末，大多數物理學家仍在力學的框架內討論電磁場問題。

1905年，愛因斯坦創立了一個全新的力學體系——狹義相對論。狹義相對論給出了全新的時空觀念，是對經典時空觀念的一場深刻變革。愛因斯坦認為，時間和空間都是相對的概念，不存在所謂絕對時間和絕對空間；時間與空間不是彼此孤立的，而是相互聯系的，時間尺度的變化必然引起空間尺度的變化。數學家閔科夫斯基形象地用“四維”概念表達了新的時空涵義。

1916年，愛因斯坦又進一步創立了廣義相對論。廣義相對論認為，時間、空間、物質不僅與運動有關，而且與物質及其分布密切相關，物質分布決定了宇宙的時空特性。例如，物質分布不均必將引起空間彎曲，質量越大，分布越密，空間彎曲就越厲害，時間流逝也就越慢。

量子理論和相對論革新了人們眼中的世界圖景。量子理論和相對論不僅成為現代物理學的基石，也為現代其他自然科學提供了全新的理念、理論和方法。

2、自然科學的全面發展

物理學革命不僅使物理學開辟了新紀元，而且帶動了自然科學全面的突飛猛進。

在化學領域，有人認為現代化學鍵理論是繼原子論和元素周期律之后化學上的第三次飛躍。現代化學鍵理論的中心問題是從微觀粒子的本性及其量子力學規律出發，研究分子的電子運動與原子核間的相對振動。現代化學價鍵理論使人們對各種物質的分子結構逐步深入，對無機化學、有機化學、生物化學和有機合成的發展都發揮了重要的指導作用。

在生物學領域，分子生物學的誕生是20世紀生物學最重大的事件。分子生物學是生物學與化學及物理學交叉的產物，新的物理學、化學研究手段和理論用于生物大分子和生命過程的研究。

在天文學領域，在大量的天文觀測資料和現代物理學的基礎上，產生了現代宇宙學。1948年，俄裔美國物理學家伽莫夫提出了宇宙大爆炸理論，認為宇宙起源于距今大約150億年前的一次大爆炸。目前，“大爆炸模型”為學術界普遍接受，被認為是目前最好的一種宇宙理論。

在地學領域，人們對整個地球的認識無論從深度上還是從廣度上都提高到了一個新的水平。陸續出現了“大陸漂移說”，“海底擴張學說”，以及“板塊構造理論”，成為現代地球科學的基本理論。

此外，20世紀40年代開始，系統科學興起。系統科學并不是自然科學的某一分支，而是橫斷學科，它研究廣泛存在于自然界的各類系統的一般規律。在對自然現象的認識上，系統科學更新了人們對有序與無序、穩定與不穩定、簡單與復雜的理解，對科學方法的轉換、科學觀念的更新起了巨大的推動作用，因而對自然科學各學科有著重要的指導意義。

（二）新技術革命

始于20世紀中葉的新技術革命，可稱為第三次技術革命，它是在20世紀自然科學理論最新突破的基礎上產生的。

1、新技術革命的背景

新技術革命的產生和迅速發展有著多方面的背景。

首先，現代生產迅速發展的需要，以及人類現代文明發展的多方面需要，是現代高新技術產生和發展的根本動力。例如，核能（原子能）的發現和利用是繼電力技術后的一次能源技術革命。

其次，自然科學的巨大成就為現代高新技術的產生奠定了理論基礎。例如，1905年，愛因斯坦在狹義相對論中提出了質能關系式，從理論上揭示了核能成為新能源的可能性。

第三，戰爭和國家間的對抗是刺激高新技術產生和發展的一個重要因素。例如，由于軍事目的，美國、蘇聯加緊改進火箭技術，到了20世紀50年代下半葉，火箭發展已達到了作為運載工具的水平，從而開創了人類航天的新時代，空間技術也由此而產生。

2、新技術革命的主要內容

目前，國際上公認的并列入21世紀重點研究開發的高新技術領域包括信息技術、生物技術、新材料技術、新能源技術、空間技術和海洋技術等。

（1）信息技術主要指信息的獲取、傳遞、處理等技術，包括微電子技術、計算機技術、通信技術和網絡技術等。微電子技術是現代信息技術的基礎，計算機技術是現代信息技術的核心。在新技術革命中，信息技術處于核心和先導地位。

（2）生物技術是應用現代生物科學及某些工程原理，將生物本身的某些功能應用于其他技術領域，生產供人類利用的產品的技術體系。現代生物技術主要包括基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程。生物技術，被認為是有可能改變人類未來的最重大的高新技術之一。

（3）新材料技術主要研究新型材料的合成。目前，世界上新材料的品種每年大約以5%的速度在增加。新材料技術在高新技術中處于關鍵地位，高新技術的發展緊密依賴于新材料的發展。

（4）新能源技術主要進行新能源的研究和開發，從多方面探尋發展新能源的途徑。目前正在研究開發的新能源主要有核能（原子能）、太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物能、氫能等。

（5）空間技術又稱航天技術，通常指人類研究如何進入外層空間、開發和利用空間資源的一項綜合性工程技術，主要包括人造衛星、宇宙飛船、空間站、航天飛機、載人航天等內容。空間技術，是現代科學技術和基礎工業的高度集成，體現了一個國家的綜合實力。

（6）海洋技術包括進行海洋調查和科學研究、海洋資源開發和海洋空間利用，涉及到許多學科和技術領域。海洋技術將是大有發展潛力的高新技術。

3、新技術革命的意義

新技術革命帶來的影響是多方面的，主要包括以下幾個方面： 對整個社會的影響

信息技術作為新技術革命的先導與核心，對改變整個人類社會的面貌起了重要的作用。同時，隨著信息技術的發展，將人類社會推向信息社會，世界變小，成為地球村。

新材料技術的每一次重大突破，將加速社會發展的進程；生物技術的進展，使人類獲得了主動創造新生物和新生命的創造力；新能源技術將解決困擾人類社會的能源危機；空間技術和海洋技術的發展，標志著人類社會進入一個陸海空立體新時期。

對世界經濟的影響

新技術革命對經濟的影響主要表現在兩方面。一方面，新技術革命促進了社會生產力的發展。新技術革命通過對社會生產力各要素的變革，充分體現了科學技術是第一生產力。另一方面，新技術革命使產業結構發生了重大變化。新技術革命推動了傳統產業部門的改造，使知識技術密集型產業迅速崛起，并且推動了第三產業（通信、運輸、商業、金融等服務性行業）迅速發展。

對人類生活的影響

新技術革命不僅帶來了人類生活方式的現代化，還引發了人的觀念和思維方式的更新。如：現代交通工具大大縮短了人們交往的空間距離和時間跨度，擴大了人們的活動范圍；

現代傳媒手段的普及和推廣，加強了人們的社會聯系，互聯網絡更加擴大了人們交往的范圍和信息交流的速度，使人們的生活和工作關系更加密切并日趨一體化；