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第二章 科学素养（第1页）

第二章科学素养

第一节科学常识与科普读物

一、科学常识

（一）科学基础

1.科学

科学是人对客观世界的认识，是反映客观事实和发展规律的知识，是关于自然界、社会和思维发展的知识体系，也是一项与反映客观事实和规律的知识体系相关的活动。

科学的目的是进行判断，对是非、真伪予以辨析。通常根据以下标准来界定科学：①科学是预言性的；②科学是创造性的；③科学是实证性的；④科学作为一种理论体系必须追求逻辑上的自洽。

2.技术

技术是人在改造自然、改造社会，以及改造自我的过程中所用到的一切手段、方法的总和。包括物体形态、智能形态、社会形态三个方面。由此可见，技术是劳动工具的延伸与扩展，是一种特殊的劳动工具。现代技术已发展成为一个庞大的复杂系统，主要由三大基本技术组成，即信息控制技术、能量转换技术和物质变化技术。

（二）物理学

1.物理学理论

（1）热力学三定律★。热力学第一定律是能量守恒定律；热力学第二定律表述为热量可以自发地从较热的物体传递到较冷的物体，但不可能自发地从较冷的物体传递到较热的物体；热力学第三定律通常表述为绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零，或者绝对零度（T=0K）不可达到。

（2）相对论。相对论是关于时空和引力的基本理论，主要由爱因斯坦创立，依据研究的对象不同分为狭义相对论和广义相对论。相对论和量子力学的提出给物理学带来了革命性的变化，此二者共同奠定了现代物理学的基础。相对论与量子力学、基因理论和系统理论被称为现代科学四大基础理论。

（3）电磁理论。电磁理论认为变化着的电场伴随变化着的磁场，变化着的磁场也伴随变化着的电场。麦克斯韦电磁理论基础的电学和磁学的经验定律包括：静电学的库仑定律，涉及磁性的定律，关于电流磁性的安培定律，法拉第电磁感应定律。

2.物理学应用

经典例题

2012年单项选择题：下列选项中，18世纪英国工业革命的标志是（　）。

A.电话机的发明和利用

B.蒸汽机的发明和利用

C.留声机的发明和利用

D.计算机的发明和利用

【答案】B

【解析】19世纪30年代末，英国基本完成第一次产业革命。蒸汽机是第一次工业革命的主要标志。

（1）蒸汽机。蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的往复式动力机械。蒸汽机的出现曾引起了18世纪的工业革命。直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机。1776年，瓦特制造出第一台有实用价值的蒸汽机，将人类带入了“蒸汽时代”。

（2）计算机。计算机俗称电脑，是能够按照程序运行，自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统组成。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类，较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

1946年2月14日，由美国军方定制的世界上第一台电子计算机“电子数字积分计算机”（ENIAC）在美国宾夕法尼亚大学问世。

（3）机器人的诞生。1959年，美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，标志着机器人历史的真正开始。

（三）化学

1.分子

分子是能单独存在、并保持纯物质的化学性质的最小粒子。分子的概念最早是由意大利的阿莫迪欧·阿伏伽德罗于1811年提出的。