왕희생

20 세기는 과학기술이 급속히 발전하는 세기이다. 금세기 인류가 창조한 과학 기술 성과와 물질적 부는 그 어느 때보다도 많다. 경제와 사회의 지속 가능한 발전을 촉진하는 결정적인 요소이며, 이미 세계의 면모를 계속 바꿀 것이다. 그 중 일부는 과학기술계가 공인한 위대한 업적으로 인류 역사에서 영원히 빛을 발할 것이다.

20 세기 초 과학혁명의 두 가지 큰 업적.

20 세기의 과학은 열역학과 전자기학, 화학 원자론, 생물진화론, 세포 이론 등 19 세기의 중대한 이론적 성과를 기초로 발전했다. 19 세기의 3 대 발견 (X 선, 방사성, 전자) 은 20 세기 전 30 년 동안의 물리학 혁명을 일으켜 상대성 이론과 양자역학을 탄생시켜 20 세기 과학 발전의 선도이자 기초가 되었다.

1, 상대성 이론

1905 년, 20 세기의 가장 위대한 과학 천재 아인슈타인은 26 세 때 특수 상대성 이론을 창설하여 새로운 시공간 개념과 질량 (M) 에너지 (e) e = mc2 (여기서 광속 C = 3 ×1

E = mc2, 즉 물체에 저장된 에너지는 물체의 질량에 빛의 속도의 제곱을 곱한 것과 같다는 것은 상상도 할 수 없는 일이다. 예를 들어, 1 그램 물질이 완전히 변환되는 에너지는 정상적인 상황에서 36,000 톤의 석탄을 태우고 방출되는 모든 열과 맞먹는다. 즉, 1 그램의 품질은 2 천 5 백만 킬로와트시의 전기와 맞먹는다.

19 15 년, 아인슈타인은 시간, 공간, 물질, 운동의 내적 관계를 깊이 드러내는 일반 상대성 이론을 창설했다. 시공간은 물질의 분포와 운동의 속도에 따라 변한다. 현대 물리학의 기본 이론 중 하나가 되었습니다.

1923 부터 아인슈타인의 후반생은 중력장과 전자기장을 모두 포함하는 통일장론을 세우기 위해 통일장론 탐구에 주력했다. 비록 실패했지만 밀스와 1950 년대에' 양 밀스장 방정식' 을 창설하여 이른바' 규범장' 이론을 발전시켜 아인슈타인의 꿈의 통일장론이 규범장에 기초할 수 있게 했다.

2. 양자 역학

1900 년 플랑크는 양자 이론을 창설해 에너지가 무한하지 않고 에너지의 변화가 불연속적인 새로운 개념이라고 제안했다. 1905 년 아인슈타인은 빛의 양자 이론을 제시하여 빛의' 파동 입자 이중성' 을 드러냈다. 19 13 년, 볼은 양자화의 개념을 원자 구조 이론에 도입했다. 1923 년, 드브로의는 물질파 이론을 제시했다. 1925 년에 하이젠버그와 슈뢰딩거는 각각 매트릭스 역학과 파동 역학을 세웠다. 1928 년, 26 세의 디락은 전자기장에서 전자의 상대성론 운동 방정식과 양자장론의 원시 형식을 제시하여 매트릭스력과 파동역학을 포함한 양자역학에 큰 진전을 이뤘다.

20 세기 말 양자역학의 건립은 1905- 19 15 상대성 이론에 이어 고전물리학의 또 다른 혁명적인 돌파구였다. 미시물질세계의 기본법칙을 성공적으로 밝혀내고 원자물리학과 고체물리학의 발전을 가속화하고 핵물리학과 입자물리학을 위한 이론적 토대를 마련하며 화학결합 이론과 분자생물학의 발생을 촉진시켰다. 따라서 양자역학은 20 세기의 가장 풍부한 과학 이론이라고 할 수 있으며, 지금까지도 여전히 강력한 생명력을 가지고 있다.

20 세기 중후반의 5 대 과학적 업적

1930 년대 이후, 물질의 기본 구조, 규범장, BIGBANG, 유전물질 분자 이중 나선 구조, 판이론, 정보론, 통제론, 시스템론 등의 이론이 잇따라 설립되어 인류의 시야가 더욱 포괄적이고 거시적이고 미시적인 분야로 확대되어 인류 문명의 진보를 촉진하는 거대한 동력이 되었다.

1, 물질의 기본 구조

고대부터 사람들은 물질이 무엇으로 구성되어 있는지, 공공의 기본 단위가 있는지 줄곧 논의하고 있다. 19 년 말까지 사람들은 같은 원본이 원자라고 생각했다. 19 1 1 년, 루더퍼드는 원자 내부에 원자핵이 있다는 것을 발견했습니다. 19 13 년, 볼은 원자핵 내부에서 방사성 변화가 발생하여 원자핵의 구성, 변화 법칙, 내부 결합력을 연구하는 핵물리학을 생산했다고 지적했다.

1932 년에 채드웨이크가 중성자를 발견했다. 이후 다양한 원자가 전자, 양성자, 중성자로 구성되어 있다는 것을 알게 되었기 때문에 이 세 가지 입자와 광자를 기본 입자라고 부른다.

그러나 기본 입자는 "기본" 이 아닙니다. 한편, 양전자, 중성미자, 중간자 등 새로운 기본 입자들이 연이어 발견됐다. 반면에 기본 입자도 내부 구조를 가지고 있습니다. 1960 년대 이후, 기본 입자 구조의 쿼크 모델과 층자 모델이 잇따라 출현하여 1940 년대 후반에 탄생한 새로운 독립 학과, 즉 기본 입자 물리학 (일명 고에너지 물리학) 이 여전히 번창하여 결실을 맺었다.

2. 생활 빅뱅 이론

현대 우주론의 연구는 아인슈타인에서 기원했다. 그는 19 15 년에 일반 상대성 이론을 창설한 후 우주의 구조를 고찰하는 데 사용했고 19 17 년에 유한하고 무한한 우주 모델을 제시했다. 1922 년에 프리드먼은 우주가 팽창할 수 있다고 생각하는 비정정적 우주 모형을 제시했다. 1929 년 허블은 은하의 적색 이동 (즉, 회귀 속도) 과 거리의 선형 관계를 확정하여 우주 팽창 이론을 증명했다. 1932 년, Lemett 는 우주 폭발 이론을 제시했다.

1948 년, 가모프는 핵물리학 지식과 우주팽창 이론을 결합하여 빅뱅 이론을 발전시켜 화학 원소의 기원을 설명하는데 사용했다. 이 빅뱅 이론은 1965 년에 발견된 우주 배경 복사 현상과 1998 년 허블 망원경이 탐지한 은하의 강력한 지지를 받았다. 이 은하들은 지구에서 12 억 광년 떨어져 있다.

3.DNA 분자 이중 나선 모델

1953 년 4 월 25 일 영국 네이처 매거진은 ——DNA 이중 나선 구조의 분자 모델을 발표했습니다. 이는 25 세의 왓슨과 37 세의 크릭이 공동 연구한 결과입니다. 이 성과는 나중에 20 세기 생물학의 가장 위대한 발견으로 여겨졌으며 분자생물학의 탄생의 상징으로 여겨졌다.

DNA 는 디옥시리보 핵산의 약자로 유전유전자의 물질 전달체이다. 19 15 에서 1928 까지 몰건은 초파리의 실험을 통해 세포핵 내 염색체에 있는 유전자가 생물학적 특성을 결정한다는 것을 증명하여 유전자학설을 세웠다. 염색체는 단백질과 DNA 로 이루어져 있다. 과거에 생물학자들은 단백질을 유전 정보의 전달체로 여겼다. 1944 까지 에이버리 등의 인재들은 유전자 전달체가 단백질이 아니라 DNA 라는 것을 증명했다. 1953 DNA 분자 구조 이중 나선 모델의 수립은 유전의 수수께끼를 푸는 열쇠다. 1960 년대에 닐렌 버저 등은 지구상의 모든 생물의 유전 암호가 동일하다는 것을 증명하기 위해 유전 암호를 해독했습니다. DNA 의 네 가지 뉴클레오티드 염기서열은 유전자의 유전 정보를 나타내고 단백질 중 20 개 아미노산의 구성과 순서를 결정합니다. DNA 는 유전자의 전달체로서 생명의 백그라운드 지휘관이며, 생명의 모든 성질은 DNA 가 결정한 단백질로 표현된다.

4. 지각 판 이론.

19 12 년, 위그너는 지질사의 고생대에는 세계에 거대한 육지가 하나밖에 없고 주위는 바다라고 대륙표류학설을 제기했다. 중생대부터 이 오래된 토지는 분열하여 표류하기 시작하여 점차 여러 대륙과 수많은 섬으로 변했다. 원래의 바다는 몇 개의 대양과 몇 개의 작은 바다로 나뉜다.

대륙 표류학설은 반세기 넘게 발전하여 맨틀 대류학설 (1928) 과 해저 확장학설 (19 1 년) 에서1으로 발전했다.

5, 정보 이론, 사이버네틱스, 시스템 이론

1948 년 신농의' 교류의 수학 이론',' 비나의 통제론: 동물과 기계의 통제와 교류의 과학' 과 베타랑피의' 생명문제' 의 출판은 학학과 과학정보론, 통제론, 일반 시스템론의 탄생을 상징한다. 65438 년부터 0957 년까지 구드 등의' 시스템 공학' 출판은 시스템 공학 이론의 기초를 다졌다. 1960 년대 이후 새로운 교차 학과인 돌연변이 이론, 협동이론, 소산 구조 이론이 등장했다.

교차 과학은 대량의 자연과학 학과를 소통할 뿐만 아니라, 방법론적으로 자연과학과 사회과학을 소통시켰다. 그것은 사람들에게 정량적이고 정확하며 최적의 세계 인식 방식을 제공하여 인류 사회에 깊은 영향을 미쳤다.

20 세기 5 대 최첨단 과학 기술 성과.

과학의 지도와 생산의 추진으로 20 세기에는 핵기술, 우주기술, 정보기술, 레이저 기술, 생명기술 등 5 대 첨단 기술이 발달하여 에너지, 재료, 자동화, 해양, 환경 등 첨단 기술이 큰 발전을 이루었다.

1, 원자력 및 핵 기술

핵분열과 융합반응은 기계에너지와 화학에너지보다 훨씬 더 많은 에너지를 생산하고 방출할 것이다. 원자력의 평화적 이용은 인류에게 안전하고 청결하며 무궁무진한 에너지 보고를 제공한다.

1942 년 미국은 세계 최초의 원자로를 건설하여 수동으로 제어되는 체인 핵분열 반응을 처음으로 실현하였다. 1945 첫 원자폭탄 성공. 1952 최초의 경핵융합 수소폭탄 폭발에 성공했다. 1954 년에 소련은 세계 최초의 원자력 발전소를 건설했다. 1960 년대 이후 원자력 발전소는 실용단계에 접어들면서 전 세계 총 발전량의 약 1/5 를 차지하는 중요한 에너지가 되었다.

핵 기술은 농업, 의료, 재료, 고고학, 환경 보호 분야에서도 널리 사용되고 있다. 방사성 동위원소의 대규모 생산은 1940 년대에 시작되었고, 빌리는 1947 년에 C 14 의 연대 측정법을 발명했다. 195 1 에서 Co60 과 같은 방사성 원소는 암 치료에 사용된다. 1970 년대 이후 컴퓨터 X 선 단층 스캔 (CT) 은 임상적으로 널리 사용되어 80 년대 초 MRI (MRI) 로 발전했다.

2. 항공 우주 및 우주 기술

1903- 19 14 년, 치올코프스키는 로켓을 동력으로 하는 항해 이론을 제시하여 우주학의 기초를 다졌다. 19 19 년, 고다드는 로켓 비행의 수학 원리를 제시하고 1926 년 세계 최초의 액체 연료 로켓을 성공적으로 발사했다. 65438 년부터 0942 년까지 브라운이 설계하고 발사한 액체 군용 화살은 제 2 차 세계대전 이후 각국의 로켓 발전의 청사진이 되었다.

1957 년 소련은 대륙간 미사일의 로켓 장치로 세계 최초의 인공위성을 발사했고,' 우주시대' 가 시작되었다. 196 1 년, 소련이 유인 우주선을 발사하자 인류는 처음으로 우주로 날아갔다. 1969 년 미국 아폴로 1 1 호 우주선이 달에 상륙했고, 인류는 달에 첫 발자국을 남겼다. 197 1 년, 소련이 우주정거장을 건설하고 인류가 처음으로 우주에 활동 기지를 갖게 되었다. 198 1 년, 미국은 우주왕복선을 성공적으로 발사해 인류가 자유롭게 우주에 출입할 수 있게 했다.

1950 년대 말부터 인류는 달, 태양계 내 행성, 먼 행성간 공간을 탐구하기 시작했다. 지금까지 65,438+000 개 이상의 우주 탐사선이 발사되어 우주의 형성과 진화, 생명의 기원, 우주 환경이 인류의 생존 환경에 미치는 영향을 밝혀냈다.

3. 정보 기술

정보기술은 20 세기에 가장 빠르게 발전한 기술 분야이다. 인류 사회, 경제, 정치, 문화에 막대한 영향을 끼쳤다.

1906 년에 트랜지스터 전자관의 발명은 전기 신호를 확대하여 장거리 무선 통신을 가능하게 했다. 1947 년, 첫 번째 트랜지스터의 탄생은 전자 회로의 통합과 디지털화를 위한 중요한 기반을 제공했다. 1945 가 나온 전자컴퓨터는 1 세대 (전자관, 40 년대 중반부터 50 년대 후반까지), 2 세대 (트랜지스터, 50 년대 후반부터 60 년대 중반까지), 3 세대 (집적 회로, 60 년대 중반부터 70 년대 초반까지),,

대규모 집적 회로가 등장하면서 컴퓨터는 거대화와 소형화의 극단으로 나아가고 있다. 70 년대 중반에는 슈퍼컴퓨터의 벡터 연산 속도가 초당 1 억회를 넘어섰습니다. 마이크로컴퓨터는 이미 수많은 가구에 진입하여 개인용 컴퓨터 시대의 도래를 상징한다. 오늘날 슈퍼컴퓨터의 컴퓨팅 속도는 초당 3 조 9000 억 건에 달하며, 컴퓨터 인터넷은 2 억여 네티즌의 학습, 연구, 교류, 무역, 심지어 오락에 새로운 직업과 생활방식을 창조했다.

4. 레이저 기술

19 17 년, 아인슈타인은 빛의 방사선을 연구하는 과정에서' 자극 방사선' 이라는 개념을 제시하여 레이저의 이론적 토대를 마련했다. 레이저는 1958 년에 발견되었습니다. 1960 년 미국은 세계 최초의 레이저를 제조했다. 루비 결정체를 발광 재료로 하고, 높은 광도의 펄스 램프를 자극광원으로 한다. 이 자극 방사선에 의해 생성 된 슈퍼 빔은 레이저입니다.

루비 레이저에 이어 반도체 레이저 (1963), 가스 레이저 (1964), 자유 전자 레이저 (1977), 심지어 원자 레이저 (

5. 생명 공학

유전자 재조합 기술 (유전자 공학이라고도 함) 은 현대 생명 공학의 최전방으로 20 세기 후반에 활발하게 발전했다. 1960 년대 말부터 70 년대 초까지 앨버트와 스미스는 세포에 DNA 를 "절단" 하고 "연결" 할 수 있는 두 가지 "도구효소" 가 있다는 것을 발견했다. 네이선은 처음으로 공구효소를 사용하여 DNA 를 자르고 결합했다. DNA 의 재구성은 창조적으로 생물자원을 이용하여 인류가 생물 유전 특징을 개조하고 인류가 필요로 하는 생물 유형을 생산하려는 의지를 실현할 수 있다. 1980 년대 이래로 수백 종의 유전자 변형 식물과 동물이 획득되어 농업 발전에 큰 의미가 있다. 유전자 조작 약물의 개발과 생산은 인류의 건강에 새로운 복음을 가져다 줄 것이다.

유전자 공학 외에도 생명공학 (생명공학) 에는 세포 공학, 효소 공학, 발효 공학, 단백질 공학이 포함된다. 1978 년 첫 시험관 아기 루이의 탄생, 1996 년 복제 양 돌리의 탄생은 모두 세포 공학의 걸작이다. 효소 세제, 연육가루는 모두 효소 공학의 산물이다. 현대발효공업은 페니실린 생산으로 시작해서 현재 발효공사를 통해 항생제를 대규모로 생산하고 있습니다. 천연 단백질을 개조해야 하는 유전자는 새로운 양질의 단백질을 생산하는데, 이 단백질은 자연에서는 존재하지 않고 점점 더 중시되어 2 세대 유전자 공학이라고 불린다.

20 세기 과학기술 발전이 20 세기에 가져온 유산은 과학의 세계화와 사회화, 사회의 과학화, 과학의 교차성, 복잡성, 종합성, 과학기술과 사회의 밀접한 결합과 상호 작용, 과학기술이 세계 평화와 인간과 자연의 조화를 촉진하는 역할을 포함한다. 이러한 기초를 통해 인류는 전 세계 지식 경제의 새로운 시대를 자신있게 맞이할 수 있다!