现代自然科学进展英文版或技术最新进展,应用及启发

往期回顾 &
后现代自然观对生态文明建设的启示
&&&&【摘要】随着我国社会经济的快速增长,生态环境保护的任务日益紧迫。通过对后现代主义自然观的解读,我们可以深刻认识到现代主义自然观“二元对立”思维方式的致命缺陷,培养起正确的生态态度。借鉴后现代自然观的思考方式,有助于提高生态实践的有效性,进而保证生态文明建设的健康发展。&&&&【关键词】后现代主义&&自然观&&生态文明&&&&后现代主义(或称后现代思想)发源于20世纪60至70年代,是当今西方重要的哲学思想。后现代主义自然观反思和质疑了现代主义生态观,提出了振聋发聩的新见解,深刻地影响着西方社会的生态文化,也为中国特色社会主义生态文明建设提供了宝贵的思想资源和实践依据。&&&&后现代主义自然观的核心观念&&&&后现代主义自然观的内容丰富,意义深刻,深入把握后现代自然观的核心观念,对于正在进行的中国特色社会主义生态文明建设,无疑具有积极的启发作用:&&&&第一,后现代自然观反对现代主义“二元论”,提出“整体有机论”。它批评“二元论”&将现代人与自然变为对立物,“认为自然界是毫无知觉的,为现代性肆意统治和掠夺自然的欲望提供了意识形态上的理由。这种统治、征服、控制、支配自然的欲望是现代精神的中心特征之一”。①后现代“整体有机论”要求改变现代人的统治和占有欲望,强调人类与总体环境有着内在联系,追求“适度的、自我节制的和完善的价值观。……允许人类和非人类的各种正当的利益在一个动力平衡的系统中相互作用。”②后现代学者十分推崇“生态主义”和“绿色运动”,因为它们实践着后现代“整体有机论”。&&&&第二,后现代自然观批判现代消费文化,要求从过度增长型经济向稳态型经济的转变。后现代自然观认为现代社会倡导“消费主义”错误引导人们过度消费,盲目开采、使用有限的自然资源、生物物种,给自然界带来无穷压力。后现代“稳态经济”理论提出,基于生态系统的更新与同化的平衡状态下,实现“使人口和人工产品的总量保持恒定的经济”。换个角度理解,人类社会生产属于生态系统内部资源、能量之间转换与交流,生态资源总量的有限性,客观上限定了经济建设不能单纯强调数量增长,必须转向以提高质量为目标,稳态经济反对片面追求国民生产总值,倡导恢复自然界的再生能力,维护生态系统的平衡。&&&&第三,高度关注中国在全球环境保护中的举足轻重地位。后现代研究学者欣赏、赞扬中国政府有效控制人口,努力使人口增长与社会经济、自然资源容量之间平衡、协调,为世界各国做出了表率。同时,中国作为最大的发展中国家,在发展中同样饱受资源消耗过度、环境污染严重等困扰。中国生态建设是西方有识之士关注的话题,后现代自然观的代表、美国著名学者大卫·格里芬强调:“中国在21世纪的发展趋向将是我们这个星球的未来的关键”;“我的出发点是:中国可以通过了解西方世界所做的错事,避免现代化所带来的破坏性影响。这样做的话,中国实际是‘后现代化’了。”③&&&&后现代自然观赋予的有效启示&&&&将“漠视自然”变为“敬畏自然”。解决生态问题,关键是持有什么样的“生态态度”。现实存在两种截然不同的态度:“漠视自然”态度,指的是冷淡、不关心、不过问、甚至藐视自然存在,其后果是导致生态系统发生紊乱、环境污染、资源短缺、经济社会无法可持续发展;而“敬畏自然”态度,指的是对待自然界持彬彬有礼、恭敬、发自内心的尊敬、感激,不敢逾越界限,它强调深刻认识自然的无穷威力,自然界所有生物和非生物与人类休戚与共、是人类社会发展的重要合作伙伴。&&&&将“漠视自然”转变为“敬畏自然”态度,是社会主义生态文明建设的首要条件。彻底克服现代主义自然观的消极影响,培养“平等、善待、尊重、接纳、爱惜、保护”的自然观。从追求人与人、人与社会的平等关系,逐步过渡到实现人与自然的平等关系,这应是人类社会的巨大进步。正如恩格斯所说:“我们不要过分陶醉于我们对自然界的胜利。对于每一次这样的胜利,自然界都报复了我们。每一次胜利,在第一步都确实取得了我们预期的结果,但是在第二步和第三步却有了完全不同的、出乎意料的影响,常常把第一个结果又取消了。”&④人类不是自然的主宰者,只是自然的一部分,与外在客观事物及现象紧密联系,共同构成自然界。人类作为自然生态系统中的子系统,也要像其他生物一样,既要利用自然,也要与之进行合作。只有这样,人类的生存资源才能不断扩充,生存条件才能不断改善。&&&&&消解科学与非科学的对立。不可否认的是,解决包括环境治理、垃圾处理等生态问题,需要依赖科学技术,但是,强调科学力量的同时,必须防止走向现代主义的思维模式、简单将“科学”与“非科学”对立起来。现代化思维以为,生态建设属于科技含量高,专业性强的行业,生态建设必须依靠专家和科学技术,例如,设计、论证、操作各类环保项目;或者创造、革新科学技术治理环境等。后现代理论批评现代主义只停留在解决科学和技术难题上,“科学”被特权化了,为克服这一缺陷,除了依靠社会精英运用科学技术治理环境之外,还应该有“非科学”的介入。与“科学”相对应的“非科学”,指的是包括人文学科、宗教、西方科学传统之外的其他文化传统。吸引被现代化理论遗忘的、拥有丰富的“非科学”传统的各类群体,贡献环保传统、创造新鲜的环保经验,进一步说,运用“非科学”的最终目标是,极大激发人民群众广泛参与生态文明建设的积极性。例如侗族妇女利用淘米水清洗头发、瑶族妇女使用植物染头发等等,这些经验无法纳入“科学”体系,却是防止化学制品污染水土及伤害人体、保护环境的有效方法。&&&&重视实践不确定性的意义。辩证唯物主义理解的实践标准,强调实践的确定性与不确定性的辩证统一。在生态文明建设实践中,现代主义思维过分强调了实践的确定性。现代人使用科学技术将主观意志转变为一系列政策、措施,督促实践按照预定方向和目标发展,最终达到预期效果。沿袭科学传统,生态建设习惯于操作既定的方案、计划、规划等,将实践定格在被量化的“操作数字”,例如,要求种多少树、成活率达多少等;减少二氧化碳排放比例等等。客观上,明确实践的目标,采取相应措施,方能保证实践的成效性,便于考核检查,也防止发生唯心主义的随意性。但是,如果将“确定性”作为生态实践的惟一衡量标准,片面强调实践的确定性,忽视实践的不确定性,将会导致思想的绝对化、死板僵化。后现代理论重视实践“不确定性”,例如“模糊”、“间断”、“异端”、“多元”、“散漫”、“反叛”、“倒错”、“变形”等,都属于“不确定性”。这些因素都蕴含有拓展实践的崭新空间,潜伏着生态建设创新的可能性。&&&&人类的实践对象是自然界,自然界本身就具有“变幻多端”特性。既有可预测的实践“确定性”、也存在无法预测的实践“不确定性”,&人们往往是在客观和主观的相互作用下进行生态实践,如果片面、机械认识自然、改造自然、有可能引发各种失误。关注“不确定性”意义在于:生态实践的“不确定性”有可能孕育、衍生崭新的环保意识、方法及手段,不能因为实践的“不确定性”游离于人们事先安排好的计划、方案、规划等之外,轻易加以否定和排斥。容纳、把握、利用实践的“不确定性”,为生态实践创新提供宽松的环境,制定相应的扶持与嘉奖政策,减免税收,增加投入,调动一切因素参与生态文明建设。&&&&生态实践与现代化、后现代化理论的互动&&&&改革开放以来,中国的经济、社会发生了翻天覆地的变化,但与发达国家相比还存在很大差距,急切需要现代化理论指导,科学技术的广泛运用,带动生产力的快速发展,增加财政收入,改善和提高人民群众生活水平,因此,我们不能简单地否定现代化理论指导的重要性。但是,谈论现代化建设,又不能忽视后现代理论的特殊作用,“后现代性概念值得珍惜,是因为它警醒我们注意一系列重大问题。……它迫使我们的眼光从狭隘的技术和争论中放开,在更开阔的视野之下处理历史变迁问题”。⑤&&&&我国的生态环境复杂多样,只有1/3强的国土面积适合人们居住和生活,生态与环保问题已成为无法回避的突出矛盾,因此,必须很好借鉴后现代化理论,避免重蹈发达国家和地区曾经发生的“以牺牲环境为代价谋求发展”&错误,另辟蹊径,大胆探索、创新发展思维、路径、手段及方法。提醒世人将现代化与后现代化理念融合进行“新的合作”,⑥在“环境优先”原则下,建设生态经济、生态政治、生态文化、生态社会“四位一体”的生态文明,造福于广大人民群众,为人类社会做出积极贡献。(作者为广西经济管理干部学院社科部教授)&&&&注释&&&&①大卫·格里芬:《后现代精神》,北京:中央编译出版社,2005年,第5页。&&&&②F·费雷:“宗教世界的形成与后现代科学”,载格里芬《后现代科学——科学魅力的再现》,北京:中央编译出版社,2004年,第133页。&&&&③⑥大卫·格里芬:《后现代科学——科学魅力的再现》,北京:中央编译出版社,2004年,第16、43页。&&&&④恩格斯:《马克思恩格斯选集》(第3卷),北京:人民出版社,1972年,第517页。&&&&⑤大卫·莱昂:《后现代性》,长春:吉林人民出版社,2004年,第9页。
<INPUT type=checkbox value=0 name=titlecheckbox sourceid="SourcePh" style="display:none">导读 : 医院管理随着计算机技术的飞速发展,正逐渐显示其强大的生命力。目前,它与多媒体、网络技术并成为三大前景最好的计算机技术,在越来越多的领域得到广泛的应用。
顾建文,解放军306医院
虚拟现实技术的科学含义
虚拟现实(virtual reality,VR)技术是由计算机生成的一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它通过视、听、触觉等作用于使用者,使之产生身临其境的交互视景的仿真。它综合了计算机图形、图像处理与模式识别,智能技术、传感技术、语言处理与音响技术、网络技术等多门科学,是现代仿真技术的进一步发展和应用。使用者借助必要的设备自然地与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,产生身临其境的感觉和体验,使人机交互更加自然和谐。
虚拟现实技术的特点
多感知性(multi?sensory)、沉浸感(immersion)、交互性(interactivity)、构想性(imagination)。这些特征使操作者能够进入一个由计算机生成的交互式三维虚拟环境中,与之产生互动,进行交流。通过参与者与仿真环境的相互作用,并借助人本身对所接触事物的感知和认知能力,启发参与者的思维,全方位获取环境所蕴含的各种空间信息和逻辑信息。
虚拟现实技术的构成
一般的VR系统主要由专业图形处理计算机、应用软件系统、输入设备和演示设备等组成,即人们可以通过视觉、听觉、触觉等信息通道感受到设计者思想的高级用户界面。
硬件平台:由于虚拟世界本身的复杂性及计算实时性的要求,产生虚拟环境所需的计算量极为巨大,这对中心计算机的配置提出了极高的要求。目前,国外的VR系统一般配有SGI或SUN工作站,大型的VR系统,采用的是计算机并行处理系统。当前的研究趋于桌面虚拟现实系统,它价格较低、易于实现同时又能满足VR的部分特征要求,因而将会得到更为广泛的应用。
软件系统:软件系统是实现VR技术应用的关键。VR技术在国外的应用比国内早,目前具有代表性的桌面VR技术有:Web3D中的X3D、VRML、Java 3D、Cult3D Viewpoint、Atmosphere,以及应用于服务器上的Superscape VRT、EAI Sense 8 World ToolKit、MPI Vega等,它们为VR技术在虚拟医学系统中应用提供了工具。
虚拟现实技术在医学发展中研究状况
1965年,Sutherland在篇名为&&终极的显示&&的论文中首次提出了包括具有交互图形显示、力反馈设备以及声音提示的虚拟现实系统的基本思想,从此,人们正式开始了对虚拟现实系统的研究探索历程。而生命活动又是全世界人命关注的重点,每一种新技术的发现基本上都会应用到医学,所以虚拟现实技术自然而然就应到医学的研究中。
早在1985年,美国国立医学图书馆就开始人体解剖图像数字化的研究,并由美国科罗拉多州立医学院将一具男性尸体和女性尸体分别做了1mm和0.33mm间距的CT和MR扫描,所得图像数据经压缩后,建立了“可视人”并于1995年出版发型了CD盘片。学生可以在计算机屏幕上对“可视人”进行冠状面和矢状面而对解剖,并可把局部的图像进行缩放。这一举措对解剖学的教学来说有着非同一般的意义。德国汉堡大学医用数学和计算机研究所进行的解剖三维可视化研究虚拟人体图谱,受试者的CT和MRT横截面映像或者组织学切片起空间模型。学生则可以自由地在三维人体空间进行各种操作。北卡罗来纳大学在1992年就开始进行超声图像与虚拟现实相结合的研究,把实时的超声扫描图像经信号变换传输到医生所戴的头盔显示器的,医生依赖于头盔的“看穿”能力。能看到超声图像映迭到病人身体上。1995年,在Internet上出现了“虚拟青蛙解剖”。“实验者”在网络上相互交流,发表自己的见解,甚至可以在屏幕上亲自动手进行解剖,用虚拟手术刀一层一层的分离青蛙,观察它的肌肉和骨骼组织。随着计算机技术的迅速发展,虚拟现实技术现在已经比较成熟的应用与医学之中。
虚拟现实在医疗领域的应用主要有:虚拟手术,数字医院,医学模拟演示,实训模拟演示,实训教学演示,医院虚拟仿真系统,虚拟医学仿真,虚拟现实技术在医学手术仿真训练等。使用计算机技术(主要是计算机图形学与虚拟现实)来模拟、指导医学手术所涉及的各种过程,在时间段上包括了术前、术中、术后,在实现的目的上有手术计划制定,手术排练演习,手术教学,手术技能训练,术中引导手术、术后康复等。
生物医学仿真应用
在医学教育中广泛合理地运用实验教学手段,特别是实施仿真实践教学,对学生巩固医学基础理论、掌握基本操作技能、提高独立操作能力及分析问题和解决问题的能力至关重要. 医疗手术虚拟培训系统是最受欢迎的一种学习培训方式。数虎图像是利用各种医学影像数据和虚拟现实技术在计算机中建立一个模拟环境,医生借助虚拟环境中的信息进行手术计划、训练,以及在实际手术过程中引导手术的新兴学科。其目的是:使用计算机技术(主要是计算机图形学与虚拟现实)来模拟、指导医学手术所涉及的各种过程,在时间段上包括了术前、术中、术后;在实现的目的上有手术计划制定,手术排练演习,手术教学,手术技能训练,术中引导手术、术后康复等。
辅助病情判断
可以在虚拟人体模型上开展各种无法在真人身上进行的诊断与治疗研究,使诊断和治疗个性化,最终能够预测人体对新的治疗方法的响应。虚拟技术还能变定性为定量,使医院诊断治疗达到直观化、可视化、精确化的效果。例如传统医学诊断主要靠医生的学识和经验,但医生也有“吃不准”的时候,这就会导致误诊。虚拟手术系统将所有人体信息收集储存在电脑里,诊断前医生先将药物影响数据输入电脑,系统协助医生作出判断。
协助建立手术方案
能够利用图像技术,帮助医生合理、定量的定制手术方案,能够辅助选择最佳手术途径、减少手术损伤、减少对组织损害、提高病灶定位精度,以便执行复杂外科手术和提高手术成功率等。虚拟手术系统可以预演手术的整个过程以便事先发现手术中可能出现的问题,使医生能够依靠术前获得的医学影像信息,建立三维模型,在计算机建立的虚拟环境中设计手术过程、切口部位、角度,提高手术的成功率。
手术训练教学
它的原理就是:
使用计算机技术(主要是计算机图形与虚拟现实系统)来模拟和指导医学手术所涉及的各种过程。在时间段上包括了术前、术中、术后;旨在实现手术教学、手术计划制定、手术排练演习、手术技能训练、术后康复等模拟应用。
其实VR技术在医学中的应用是非常有前景的,学员在进行手术学学习的之前,可以通过VR制作的模拟手术系统进行预习,这样,在进行实际操作的时侯,有的放矢,教学效果相比预习文字描述的步骤要深刻的多,将大大减少失误造成的实验动物和标本的浪费。
比如,在学习诊断学时,心脏的心音听诊是个难点,这时可以让学员通过VR系统,在虚拟的病人身上,直接看到心脏内部的结构,将心音的录音,与心脏实际的工作过程相关联,使学员可以以三维的方式,从各个角度,观看心瓣膜工作状态与心音产生的关系,这种学习的直观程度,即使在真实病人的身上,配合彩色超声也很难达。
临床上,80%的手术失误是人为因素引起的,所以手术训练极其重要。医生可在虚拟手术系统上观察专家手术过程,也可重复练习。虚拟手术使得手术培训的时间大为缩短,同时减少了对昂贵的实验对象的需求。由于虚拟手术系统可为操作者提供一个极具真实感和沉浸感的训练环境,力反馈绘制算法能够制造很好的临场感,所以训练过程与真实情况几乎一致,尤其是能够获得在实际手术中的手感。计算机还能够给出一次手术练习的评价。在虚拟环境中进行手术,不会发生严重的意外,能够提高医生的协作能力外科医生在真正动手术之前,通过虚拟现实技术的帮助,能在显示器上重复地模拟手术,移动人体内的器官,寻找最佳手术方案并提高熟练度。另外,在远距离遥控外科手术,复杂手术的计划安排,手术过程的信息指导,手术后果预测及改善残疾人生活状况,乃至新药研制等方面,虚拟现实技术都能发挥十分重要的作用。
保护医生和降低培训费用
数虎图像虚拟手术系统既可用于教学,也可让一般大夫进行模拟手术练习。其内容十分简单,很像一张普通游戏光盘,放入计算机内即可在屏幕上显示出一个虚拟的手术室及手术的详细过程,学生或一般大夫可在虚拟手术中反复训练高难度的操作方法,直至达到完美无缺为止。
在虚拟环境中,可以建立虚拟的人体模型,借助于跟踪球、HMD、感觉手套,学生可以很容易了解人体内部各器官结构,这比现有的采用教科书的方式要有效得多。Pieper及Satara等研究者在90年代初基于两个SGI工作站建立了一个虚拟外科手术训练器,用于腿部及腹部外科手术模拟。这个虚拟的环境包括虚拟的手术台与手术灯,虚拟的外科工具(如手术刀、注射器、手术钳等),虚拟的人体模型与器官等。借助于HMD及感觉手套,使用者可以对虚拟的人体模型进行手术。但该系统有待进一步改进,如需提高环境的真实感,增加网络功能,使其能同时培训多个使用者,或可在外地专家的指导下工作等。另外,在远距离遥控外科手术,复杂手术的计划安排,手术过程的信息指导,手术后果预测及改善残疾人生恬状况,乃至新型药物的研制等方面,VR技术都有十分重要的意义。
在医学院校,学生可在虚拟实验室中,进行“尸体”解剖和各种手术练习。用这项技术,由于不受标本、场地等的限制,所以培训费用大大降低。一些用于医学培训、实习和研究的虚拟现实系统,仿真程度非常高,其优越性和效果是不可估量和不可比拟的。例如,导管插入动脉的模拟器,可以使学生反复实践导管插入动脉时的操作;眼睛手术模拟器,根据人眼的前眼结构创造出三维立体图像,并带有实时的触觉反馈,学生利用它可以观察模拟移去晶状体的全过程,并观察到眼睛前部结构的血管、虹膜和巩膜组织及角膜的透明度等。还有麻醉虚拟现实系统、口腔手术模拟器等。
虚拟现实技术在药物研究中的应用
美国北卡罗来纳大学研制的Grope应用VR技术进行复杂分子合成实验,研究人员在VR境界中控制药物分子模型,通过所模拟分子的分子力反馈测试出把该药物分子安放在其他分子的结合基上的最佳方向,即所谓的“分子入位”。利用计算机生成的分子模型,把所有相关类型的药物连接在一起,并将其锁定在病原体上,从而解除病原体的致病能力。药物设计师戴上三维实体眼镜,在屏幕上观察分子结构的立体图像,使分子间能相互结合,研究人员正在用这种方法研制抗癌药的合成。
虚拟现实技术在康复医学中的应用
虚拟现实技术已经被广泛应用于康复治疗的各个方面: 在注意力缺陷、 空间感知障碍、 记忆障碍等认知康复, 焦虑、 抑郁、 恐怖等情绪障碍和其他精神疾患的康复, 运动不能、 平衡协调性差和舞蹈症等运动障碍康复等领域都取得了很好的康复疗效[1]。空间感知障碍和运动功能受损患者的康复训练是康复医疗的重要内容之一。 运动障碍是以运动异常为特征的各种障碍, 包括运动不能( 运动发动困难)、 震颤、 舞蹈症、扭转痉挛、 斜颈、 张力障碍、 颤搐、 抽动和肌阵挛等症状, 本文所论述的运动障碍包括所有运动性、 观念性、观念- 运动性和记忆缺失性的, 有目标的空间运动能力的丧失。
虚拟现实技术在医学教育中应用的好处:
1)在这种模式下,课堂教学不在局限于有形的教室中,教学活动的空间和时间得到了无形扩展。“虚拟课堂”的实现为学生提供了可移动的电子教学场所,从而改善了教员和学员的互动关系,更好的加深了学员对所学知识内容的认知和理解。
2)通过虚拟仿真三维软件技术建立的人体结构模型,可以使学生通过人机交互对人体模型进行浏览,在模型内部“漫游”让学生非常直观轻松的学习人体解剖结构。不仅调动了学生的学习兴趣,而且将抽象的内容具体化、形象化,给学生留下深刻的记忆,也给教员提供了方便,且大大提高了教学质量。
3)虚拟现实技术为教员、学生提供了一个无危险性、成本低的方式,以及与真实世界交互。学员操作模型元素,能改变模型的不同方位直观的学习。如在学习人体组肢结构时通过虚拟现实系统将学生直接带到人体内部了解人身体内部复杂的神经、血管各个组肢器官结构;在学习生物知识时,利用虚拟现实技术,向学生展示细胞分裂增值等复杂的生命活动,学习中计算机虚拟仿真技术与细胞结构结合。展示细胞的空间三维性,有机配合高倍显微镜的拍摄图像,较完美的表现细胞的生长增值过程。
虚拟现实技术在医学治疗康复中应用的好处:
虚拟现实技术可以提供多种治疗场景和刺激 ,患者在安全的环境中进行康复治疗; VR系统可以根据患者的实际情况进行治疗过程设计 ,而且同样的场景和任务可以重复进行;系统可以迅速得到治疗效果的反馈信息 ,通过多种模式的传感设备得到患者治疗时的状态和效果 ,并对数据进行存储 ,对医生掌握患者的病情有一定作用;虚拟现实疗法还有利于开展远程治疗 ,大大方便了患者 ,增加了受益的范围;虚拟现实疗法还可以减少患者的治疗费用。尽管虚拟现实治疗法在某些方面取得了令人惊奇的成果 ,我们可以看到 ,在不久的将来 ,虚拟现实治疗法会作为一种新兴的治疗手段出现在我们生活中。
虚拟现实技术在医学应用中的展望
虚拟现实技术研究内容涉及到人工智能、计算机图形学、智能控制、心理学等,是许多相关学科领域交叉、集成的产物。我们必须清醒的认识到,虽然这个领域的技术潜力是巨大的,应用前景也是很广阔的,但虚拟现实技术还处在初级阶段,任然存在尚未解决的理论问题和尚未客服的技术障碍,这些都构成了目前的研究方向。例如:在外科手术中,止血钳、止血夹等等手术器械在具体操作过程中,其性能、效用及与组织器官作用时的表现都是有区别的,这就要求虚拟切割时,虚拟器械应该多种多样,这就给角膜提出了更高更新的要求,不过随着科学技术的发展,我们应该克服这些困难,是虚拟现实技术在医学领域中发挥更大的贡献。知识点梳理
相对论(Relativity)的基本假设是相对性原理,即物理定律与参照系的选择无关。(Special Relativity)和广义相对论(General Relativity)的区别是,前者讨论的是的参照系(惯性参照系)之间的物理定律,后者则推广到具有加速度的参照系中(非惯性系),并在等效原理的假设下,广泛应用于引力场中。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典物理学基础的经典力学,不适用于高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动问题;量子力学解决了微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了人类对宇宙和自然的“常识性”观念,提出了“时间和空间的相对性”、“四维时空”、“弯曲空间”等全新的概念。狭义相对论提出于1905年,广义相对论提出于1915年(在1915年末完成广义相对论的创建工作,在1916年初正式发表相关论文)。  由于牛顿定律给狭义相对论提出了困难,即任何空间位置的任何物体都要受到力的作用。因此,在整个宇宙中不存在惯性观测者。爱因斯坦为了解决这一问题又提出了广义相对论。  狭义相对论最著名的推论是质能公式,它说明了质量随能量的增加而增加。它也可以用来解释核反应所释放的巨大能量,但它不是导致原子弹的诞生的原因。而广义相对论所预言的引力透镜和黑洞,与有些天文观测到的现象符合。  根据质能方程,人们很容易推出 “ 光速是宇宙中最快速度 ”。因为,当物体达到光速时,其质量将变得无穷大,与事实不相符。然而,还有人提出,存在着两种宇宙,即 “快宇宙 ” 和 “ 慢宇宙 ”。所有基本粒子在快宇宙中比光速快,即快子,因此,他们所组成的物质也比光速快,反之亦然。此外,有天文学家惊人观测到超光速现象,包括星系相离的速度、类星体膨胀的虚度等等。 但是,至今没有一种说法令人信服,也没有一种说法推翻相对论。思考:爱因斯坦相对论的启发源于;爱因斯坦相对论内容;爱因斯坦相对论揭示的是
1、的概况:(1)造纸术:概况:① 纸出现以前的书写材料——甲骨、青铜、竹木简、帛② 西汉发明植物纤维纸,不适于书写。③ 东汉蔡伦改进造纸术,制成能书写的纤维纸,人称“蔡侯纸”评价:纸的发明不仅为中华文化的发展与人传承提供了有效的载体,也为当时欧洲乃至整个世界的文化传播与平民教育的发展做出了重要的贡献(2)印刷术:概况:①——发明于隋唐,世界最早有明确时间记载的雕版印刷品是唐咸通九年(868)印刷的《金刚经》②——北宋毕昇发明,节省印刷费用,大大提高了印刷效率,对人类的文明进程产生了巨大的影响。当时是泥活字,后来出现了木活字、金属活字③外传——13世纪中期活字印刷术传到朝鲜,后又从西域传到欧洲。评价:大大推动了文化的发展,对人类的文明历程产生了巨大的影响,促进了人们的思想解放和社会进步。(3)火药:概况:① 唐代炼丹制药时偶然发明,最早记载见于孙思邈著的《丹经》,称作硫磺伏火法。② 唐末用于战争,五代和宋朝广泛用于狩猎、开山、采石和火器。③ 14世纪初,火药由阿拉伯人传入欧洲。评价:火药传入欧洲,推动了欧洲火药武器的发明,加速了欧洲封建制度的解体。(4)指南针:概况:① 战国:司南② 北宋:指南针发明,用于航海③13世纪传入西欧,在地理大发现中起了重要作用。评价:促进了远洋航行,迎来了地理大发明的时代。2、中国古代科技发明对世界文明进程的贡献:中国古代科技方面的成就,长期领先于世界,对世界文明的发展做出了突出贡献,推动了世界科技文化的发展,在欧洲资产阶级战胜封建主义,由封建主义社会向资本主义社会转变中起了重大的推动作用。思考:四大发明是什么;四大发明是谁发明的
伽利略和牛顿的主要成就,经典力学在近代自然科学理论发展中的历史地位。1、哥白尼(波兰天文学家):提出日心说,根本动摇宗教神学的理论基础;2、伽利略(意大利物理学家和天文学家、近代科学之父)①发现了木星的四颗卫星,为日心说找到了证据。用自制望远镜证实日心说的正确性。②开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。③为牛顿经典力学的创立奠定了基础。是经典力学的奠基者。3、牛顿:(微积分+经典力学)。发现了和牛顿力学三定律。4、牛顿经典力学(1)内容:1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》,提出了万有引力定律和牛顿力学三定律,,建立起一个完整的力学理论体系。实现了物理学史上的第一次大飞跃。海王星的发现是对其最成功的证明。(2)历史地位:①是经典物理学和天文学的基础,也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。②标志着人类科学时代的开始。③引发了以英国为起点的第一次技术革命,使人类进去了。④为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。(3)局限:无法解决物质热辐射现象+物质传播媒介问题思考:牛顿简介;牛顿经典力学体系的主要内容;牛顿经典力学的意义
是促使手工工场发展到机器大生产的一次革命,,它是从发明和使用机器开始的.
条件:雄厚的资本;充足的劳动力;丰富的资源和原料;海外贸易的迫切需求. 18世纪60年代,英国首先发生了工业革命.机器的发明和使用,最早出现于棉纺织业.
进程:a.18世纪六七十年代,珍妮纺纱机,水利纺纱等机器相继问世;80年代,水利织布机的出现大大提高了织布的效率.b.(蒸汽机是谁发明的?)机械师瓦特制成了改良蒸气机,1785年,这种蒸气机被用来带动纺织机器,从而使人类进入了””.c.蒸气机的使用推动了交通运输工具的进步,汽船和火车机车相继诞生.d.19世纪上半期,大机器生产基本取代了工场手工业,英国完成了工业革命.工业革命的影响影响:a.工业革命创造了巨大的生产力,促进了经济的发展;b.工业革命使社会日益分裂为两大直接对立的阶级,即和资产阶级;c.工业革命改变了世界面貌,是世界日益成为一个彼此联系,不可分离的整体.拓展思考:蒸汽机原理是什么?瓦特发明蒸汽机的故事你知道多少?
电气革命的出现(法拉第,发电机,电动机,)一、开始:1、第二次工业革命的时间:19世纪70年代2、标志:发电机和电动机的发明(电力的广泛使用)二、经过:1、5电力的广泛应用:1879年美国天才“发明大王”爱迪生发明耐用电灯泡,以及发电机和电动机的广泛使用,人们开始进入“电气时代”。在电能的应用方面,美国和德国处于领先地位。2、内燃机的发明和应用:19世纪80年代,德国人卡尔?本茨设计出内燃机,以后被广泛应用于交通领域,在此基础上,1885年本茨制成了汽车,因此被誉为“汽车之父”。 1913年美国人莱特兄弟制成了飞机。3、远距离通讯设备的新发明(电报、电话等)三、理论基础:电磁学理论(原理)四、进入的时代:“电气时代”五、新兴工业部门:电力工业、石油工业、化学工业、汽车制造业、飞机制造业。六、第二次工业革命的特点:(1)科技与生产的结合更加紧密,并成为重要生产力。(2)本次科技革命在几个先进国家同时进行,范围更大,发展更迅速。(3)在一些后起的资本主义国家,两次工业革命交叉或同时进行。七、第二次工业革命的影响:(1)大大发展了生产力,推动了经济的迅速增长。(2)逐步改变了人们的生活方式,缩短了人们之间的空间距离,密切了联系。(3)使世界资本主义从自由竞争向垄断阶段过渡,且主要资本主义国家的政治经济发展不平衡性加强。拓展:搜索法拉第简介
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举一反三(巩固练习,成绩显著提升,去)
根据问他()知识点分析,
试题“科学技术推动了人类社会的发展,但同时也带来了一些负面影响。阅...”,相似的试题还有:
阅读下列材料:火药、指南针、印刷术——这是预兆资产阶级社会到来的三大发明,火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了市场,并建立了殖民地,而印刷术则变成新教的工具,总的来说,变成科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。——马克思《机器、自然力和科学的应用》请回答:(1)活字印刷术是我国古代何时哪位发明家发明的?指南针在我国古代何时开始应用于航海?___________________________________________________________________________________________(2)“火药把骑士阶层炸得粉碎”是指什么?___________________________________________________________________________________________(3)“罗盘针打开了世界市场,并建立了殖民地”主要指哪一重大历史事件?___________________________________________________________________________________________(4)中国三大发明传入欧洲后,对欧洲历史发展最重要的影响是什么?___________________________________________________________________________________________
阅读下列材料:材料一 《韩非子·有度》载:“先王立司南以端朝夕。”(朝夕,指东西方向)《鬼谷子·谋》称:“郑(国)人之取玉也,载司南之车,为其不惑也。”(惑,指迷失方向)。材料二 马克思在《机器、自然力和科学的应用》中说:火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术则变成新教的工具,总的来说变成科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”材料三 鲁迅在《电的利弊》中说:“外国用火药制造子弹御敌,中国却用它做爆竹敬神;外国用罗盘针航海,中国却用它看风水;外国用鸦片医病,中国却拿来当饭吃。”请回答:(1)从材料一看,司南至迟发明于什么时候?举出指南针在中国和欧洲运用的两个例子。___________________________________________________________________________________________(2)中国的三大发明对欧洲社会最重要的影响是什么?___________________________________________________________________________________________(3)材料三中鲁迅揭露了当时中国社会的什么问题?___________________________________________________________________________________________(4)指南针在近代西欧和中国的不同用途说明了什么?___________________________________________________________________________________________
历史上的中西文化交流是双向的,既有“西学东渐”,也有“东学西传”。其中“东学西传”对欧洲产生了重大影响。阅读材料,回答问题。材料一 《中国的世界记录》收录的中国古代科技成果统计(1)中国古代领先世界的科学技术主要分布在哪些领域?为什么会有这一特点?______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________材料二 马克思在《机器、自然力和科学的应用》中说:“火药、指南针、印刷术,这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术则变成新教的工具,总的来说变成科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”(2)依据材料并结合所学知识,指出“新教”及“科学复兴”的主要表现。为什么在三大发明的中国,未能将其“变成……手段,变成……杠杆。”?_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________}

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