현대과학혁명은 물리혁명을 선도하며 현대우주학, 분자생물학, 시스템과학, 연과학의 출현을 중요한 내용으로 하여 자연과학, 사회과학, 사고과학이 서로 침투하여 학제 간 학과를 형성하는 새로운 과학혁명이다.

(a) 물리학 혁명의 확장

근대 물리학 혁명은 고속 (광속에 가까운) 물리 현상을 연구하는 상대성 이론과 미시 현상을 연구하는 양자역학의 두 가지 기본 이론을 탄생시킨 뒤 거시적이고 거시적이며 미시적인 더 깊은 확장을 통해 대통일 방향으로 빠르게 추진했다. 천체물리학, 핵물리학, 입자물리학, 응집상태물리학, 통일장론은 모두 현대물리학에서 매우 활발한 학과이다. 특히 제 2 차 세계대전 이후 우주천체물리학 탐구에서 물질구조의 수수께끼에 이르기까지 빠른 발전을 이뤘다. 현대물리학의 모든 중대한 돌파구와 발전은 다른 학과의 발전에 광범위하고 깊은 영향을 미치고 생산과 기술의 혁명을 크게 추진하여 인류가 에너지, 정보, 재료, 생물공학 등 첨단기술 시대로 접어들게 했다.

1. 우주 광선의 새로운 발견

65438 년부터 0945 년까지 우주선은 우주선 물리학의 한 가지 연구 대상이 되었다. 그것은 무선 전자학의 기술적 방법을 이용하여 우주 천체의 발사와 반사의 전파를 관찰하고 연구함으로써 우주 천체의 신비를 더욱 드러낸다. 1940 이전에 사람들은 지구 밖의 우주 광선에 대해 알기 시작했다. 1940 년대 말, 헬륨, 탄소, 질소, 철 등의 원소가 섞여 있는 우주 광선이 은하계에서 천천히 가속되는 것을 발견했다. 이 고에너지 우주 광선은 초신성이 폭발할 때 산란되어 은하계의 자기장에서 가속된 것으로 추정된다. 태양의 자폭이 관찰된 후 지구상의 우주 광선이 증가하는 것을 보면 저에너지 우주 광선이 태양에서 온다는 것을 알 수 있다. 영국의 파월, 이탈리아의 오설리니, 브라질라 티스 등 과학자들이 모두 우주 광선의 궤적을 관찰했다. 1960 년대 이후 과학기술이 급속히 발전하면서 고감도 고해상도의 거대한 전파 망원경이 늘어나고 있으며, 마이크로웨이브 배경 복사, 퀘이사, 펄서 등과 같은 새로운 우주 전파 발사가 발견되고 연구되고 있다. 1963 부터 1974 까지 30 여 종의 성간 분자가 발견되었는데, 그중에는 수산기 (OH), 물 분자, 암모니아 분자 (NH3), 포름알데히드 분자 ( 이러한 새로운 성과는 천체의 진화, 생명의 기원, 기본 입자의 세 가지 기본 이론에 대한 연구에 매우 중요한 정보를 제공하고, X-레이 천문학, 적외선 천문학, 중성미자 천문학 등 많은 새로운 학과의 출현을 촉진하여 천문학의 발전을 중요한 전환점으로 끌어들여 광대한 우주의 편협한 시야를 깨고, 원래의 수십억 광년에서 6543.8+00 억 광년, 6543.8+로 발전했다

2. 입자 물리학의 발전

제 2 차 세계 대전 후, 입자 물리학이 급속히 발전하여 미시 물질의 성질, 구조, 기본 상호 작용, 운동 법칙에 대한 인식이 새로운 등급으로 접어들었다.

1932 이전에는 물질 미시 구조에 대한 인식이 원자 구조와 핵 구조의 두 가지 범주를 거쳤다.

μ자는 1930 년대 말에 발견되었고, 중성미자는 1950 년대에 발견되었다. 전자, 뮤온, 중성미자 및 그 반입자를 총칭하여 경자라고 한다. 1940 년대 말 50 년대 초에 양성자와 중성자를 능가하는 초자라고 불리는 기본 입자들이 연이어 발견되었다. 초자, 초자, 초자, 초자, 초자, 초자, 초자, 초자, 초자, 초자, 초자, 초자, 초자. 1940 년대 후반에 중자와 경자 사이에 질량이 있는 개자 (예: 개자, K 개자) 도 발견되었다. 1960 년대 초 소형 고에너지 가속기가 완공되었을 때 수명이 매우 짧은 * * * 진동입자가 200 여 종 발견되었는데, 평균 수명은 10-24 ~ 10-23 초밖에 되지 않았다. 그것들은 모두 강자이다. 1974 년 정조중과 미국 물리학자 리히트는 양성자보다 질량이 3 배 이상 무겁고 수명이 일반 개자보다 약 1000 배 긴 새로운 개자를 발견했으며, 이후 통칭하여 J/ψ 입자라고 불렀다. 지금까지 300 여 종의 기본 입자가 발견되었다. 그것들의 성질에 따라 보통 입자, 기이한 입자, * * 진동 입자, 새로운 입자로 나눌 수 있다. 상호 작용의 조건 하에서, 각종 기본 입자들은 일정한 대칭성과 보존 법칙을 따라 서로 전환될 수 있다. 이러한 기본 입자의 발견은 물질의 미시 구조에 대한 인식을 세 번째 단계로 밀어 넣었다.

기본 입자가 물질 미세 구조의 마지막 수준입니까? 기본 입자를 세분화할 수 있습니까? 최근 20 년 동안 많은 물리 실험에 따르면 기본 입자에는 내부 구조가 있고 기본 입자 사이에는 어떤 내적 연관이 있는 것으로 나타났다. 사람들은 중자와 개자 내부 구조에 관한 많은 모델을 제시했다. 주로 1949 의 페르미-양전닝 모델과 1956 의 일본 한전 모델이 있습니다. 이러한 모형은 몇 가지 상황을 설명할 수 있지만, 시스템이 중자의 성질을 해석하는 데 어려움이 있다. 1964 년, 게르만 등은 중자와 개자의 대칭성을 분석해 쿼크 모형을 제시했다. 그들은 세 가지 유형의 쿼크 (U, D, S) 와 반쿼크 (U, D, S) 를 제시했다. 이 모형은 중자와 개자의 성질을 잘 해석하고 오메가 초자의 존재를 예언할 수 있다. 1970 년, glashow 등은 네 번째 쿼크 (C,) 를 제안했다. 1977 년, 레이드먼은 양성자보다 10 배 더 무거운 중성개자 γ를 발견했는데, 그것은 다섯 번째 쿼크인 베이스 쿼크 (B,) 로 구성되어 있다. 이미지와 편의를 위해, 사람들은 양자 규범 이론으로 U, D, S, C, B 5 가지 맛 쿼크를 각각 피제수, 노랑, 파랑의 세 가지 색으로 묘사한다. 색깔' 과' 맛' 은 서로 다른 양자상태를 나타낸다. 이렇게 하면 정반쿼크의 수가 30 개로 변한다.

거의 쿼크 이론이 제기된 동시에 1965 년 중국 베이징 기본 입자 이론팀이' 층자모형' 을 제시하며 구조적 관점에서 중자와 개자의 쇠퇴와 전환을 연구했다. 중자와 개자는 좀 더 기본적인 층자와 반층자로 이루어져 있다고 생각하는데, 중자와 개자 사이의 상호 작용은 내부 층자의 상호 작용 때문이다. 중자와 개자를 구성하는 층자의 파동 함수를 제시하고 양자장론도 층자에 적용된다고 가정했다. 이 모델은 중자와 개자의 상호 작용, 특히 약한 상호 작용과 전자기 상호 작용의 쇠퇴에 대해 많은 계산을 해 왔으며, 대부분 당시의 실험 결과와 일치했다. 쿼크 모델과 층자 모델의 도입은 미시 물질 미시 구조를 인식하는 4 단계의 도래를 상징한다. 그러나 쿼크 (또는 층자) 는 오랫동안 실험의 지지를 받지 못해 이른바' 쿼크 감금' 현상이 나타났다. 1970 년대 정조중 등 과학자들은 실험실에서 글루온의 존재를 발견해 쿼크 수준의 존재를 간접적으로 증명했다. 1994 년 4 월 26 일 페르미 국립가속기 연구소는 과학자들이 물질 이론에서 아직 발견되지 않은 아원자 구조단위인 탑 쿼크의 증거를 발견했다고 발표했다. 그들은 양성자와 반양성자가 충돌하는 독특한 방식을 통해 약 174GeV 의' 탑 쿼크' 를 발견했는데, 그 질량은 양성자의 180 배를 넘어섰다. 입자물리학은 사람들의 인식을 아원자 (또는 아원자) 단계로 깊숙이 파고들어 물질의 단위가 이미 쿼크, 경자, 그들의 잣대가 모두 10- 17 cm 보다 작다는 것을 알게 하고, 인식의 잣대는 원자의 10 억분의 1 로 좁혀졌다.

기본 입자 분야에서 양자 전기 역학, 양자 맛 역학 및 양자 색 역학의 설립은 자연 상호 작용에 대한 설명을 크게 단순화합니다. 그러나 사람들은 알려진 모든 기본 상호 작용, 즉 이른바 대통일 이론과 초대통일 이론을 포함하는 이론을 찾고 싶어 한다. 이 이론은 각종 힘의 차이를 설명할 수 있을 뿐만 아니라, 그것들 사이의 깊은 관계를 드러낼 수 있다. 최근 몇 년 동안 약간의 진전이 있었다. 예를 들어 196 1 년, 미국 물리학자 그라시오는 먼저 전기와 약한 상호 작용의 통일 모델을 제시했다. 1967 과 1968 년, 미국 물리학자 윈버그와 파키스탄 물리학자 살람은 양자 규범 이론을 바탕으로 이 모델을 독립적으로 개발하고 보완하며 실험의 지지를 받았다. 이제 사람들은 세 가지 상호 작용, 심지어 네 가지 상호 작용의 가능성을 더욱 탐구하고 있다. 대통일 이론에 따르면 저에너지 하에서는 강함, 약함, 전기 상호 작용이 SUc(3) 와 SU (2) × U (1; 에너지가1014 ~1016gev 에 달할 때, 강력하고 약하고 전기작용이 통일된 하나의 상호 작용으로 통일된다 물리학의 초현 이론은 현재 수태되고 있다. 초현의 크기는 기본 입자보다 10 19 작고 사용된 시공간은 10 차원입니다. 이 이론이 성립되면 현재 발견된 100 여 종의 기본 입자를 통일할 수 있고, 네 가지 기본력 (힘, 약력, 전자기력, 중력) 을 통일할 수 있다. (중국 과학협력부 편집장. 학과 개발 및 과학 기술 진보 심포지엄 브리핑, 65438 호 +0 호, 65438 호 +0994 년 4 월 28 일)

3. 응축 물질 물리학의 발전

응집상태 물리학은 응집상태 물질 (주로 액체와 고체) 의 물리적 성질, 구조 및 내재적 법칙을 연구하는 학과이다. 응집상태의 연구에 따르면 고체는 결정체와 무정형으로 나눌 수 있다. 액체는 액정 상태와 비정질 액체로 나눌 수 있다. 고체 비결정질과 액정은 많은 우수한 성능을 가지고 있다. 거의 모든 물질이 응집상태이기 때문에, 응집상태를 연구하는 것은 물리적 의의가 크다.

1945 이후 고체물리학은 새로운 단계에 들어섰다. 고체 물리학에서 가장 중요한 문제는 결정화, 극저온, 자기성이다. 전자 현미경, 전자 회절, 중성자 회절 등의 기술의 급속한 발전으로 많은 산업 분야와 밀접한 관련이 있는 각종 결정체 결함 (예: 공극, 불순물 원자, 전위 등) 에 대한 연구가 크게 진전되었다. 1957 년, J.바딘, J. 슐라이버, L. 쿠퍼는 초전도의 미시 이론, 즉 유명한 BCS 이론을 발표했다. 한편, 구소련 벨류포프는 초전도를 다른 방식으로 성공적으로 설명했다. 1986 년 이후 스위스인 G 베드노와 A 뮤러는 더 유망한 산화물 초전도체, 즉 초전도 전이 온도가 40K 정도인 도자기 화합물-라, Ba, Cu 산화물 시리즈를 발견했다. 미국계 중국계 물리학자 주경무와 중국계 물리학자 조충현은 더 높은 전환 온도를 가진 재료를 찾는 데 두드러진 공헌을 했다. 1988 년, 90K 이상의 변환 온도를 가진 일련의 YBCO 가 발견되었습니다. 최근 몇 년 동안 사람들은 무질서한 합금, 비정질 재료, 세라믹 재료 등 무질서한 고체 재료에 대한 연구에 점점 더 많은 관심을 기울이고 있다. 결함 상태, 불순물 상태, 표면 상태, 인터페이스 상태의 특성에도 주의해야 한다. 이 연구들은 양자 수준까지 깊이 들어가 무질서한 고체 물리학의 출현을 초래했다. 결론적으로, 응축 상태의 물리적 발전의 모든 단계는 물질적 물체의 질서 정연한 구조와 무질서한 구조, 각종 물질의 물리 화학적 성질에 대한 인식을 심화시키고 변증 유물주의 자연관을 풍부하게 하며 신기술 혁명의 발전을 크게 추진하고 있다.

양자 화학의 출현

양자역학의 원리와 방법을 응용하여 분자 미시구조의 양자화학을 연구하는 것은 현대화학의 중요한 이론적 기초이다. 주로 원자, 분자, 결정체의 전자구조, 분자간 상호 작용, 분자간 충돌과 상호 작용, 미시구조와 거시성의 관계를 연구한다. KLOC-0/927 년 양자역학 원리가 수소 분자 연구에 성공한 이후 양자화학은 매우 빠르게 발전하여 화학을 경험과학에서 이론과학으로 전환시켰다. 현재 비교적 완벽한 이론 체계를 확립하여 각종 계산 방법을 발전시켜 각 분야에서 중요한 역할을 하였다. 양자 생화학, 양자 약화학, 표면 양자화학, 고체 양자화학 등 변두리 학과를 형성하기 위해 다른 학과와 상호 침투한다.

(b) 현대 우주학의 발전

현대 우주론의 임무는 은하보다 더 높은 수준의 우주를 탐구하고 현재 관찰되고 있는 대규모 우주의 시공간적 특징, 물질 및 운동 법칙을 연구하는 것이다. 최근 수십 년 동안 과학자들은 우주에 대한 가치 있는 이론을 제시했다. 주로 아인슈타인의 정적 우주 모델, 안정적 우주론, 팽창 우주 모델, 물질-반물질 우주 모델, 빅뱅 우주론, 폭팽창 우주학이 있다. 정적 우주 모형은 이미 천문 관측에 의해 부정되었다. 정상 상태 우주론은 널리 받아들여지지 않았다.

65438-0927 년 벨기에 천문학자 르마이트는 강 밖의 모든 은하에 스펙트럼 선이 붉게 움직이는 현상을 근거로 시간이 지남에 따라 공간이 크게 팽창한다는 개념을 제시했다. 1929 미국 허블과 영국 에딩턴이 우주팽창 가설을 제기했다. 1940 년대 말 태양열이 열핵반응에서 비롯된 것으로 밝혀진 것에 따르면 미국의 가모프는 우주가 약 654 억 38+000 억년 전 고온의 고밀도의' 원시 불덩어리' 빅뱅에 의해 형성된 빅뱅우주이론을 제시했다. 1954 년 빅뱅 이후' 우주재' 가 있을 것으로 예측돼 방사선이 전체 공간을 가득 채우고 해당 절대 온도는 5 도입니다. 1965 년 미국인 A. Sandage 는 우주가 약 820 억년의 주기 맥동 (팽창과 수축) 을 할 것을 제안했다. 빅뱅 우주론에는 세 가지 중요한 관측 사실 지원, 즉 강외은하의 스펙트럼 적색 이동, 헬륨의 풍도, 3K 마이크로파의 배경 복사가 있어 공인된 표준 모델이 된다. 그러나 우주의 나이가 1 초도 안 되면 시야 문제, 공간 평탄성 문제, 균일성 (인과성) 문제, 평탄성 (에너지 밀도) 은 항상 중자 비대칭성 문제, 자기 단극 문제 등 극복하기 어려운 어려움을 겪으며 폭등 우주론의 출현을 초래했다.

1980 이후 몇 가지 우주팽창 모델이 만들어졌는데, 그 중 세 가지가 영향을 미쳤다. 첫 번째는 미국의 A. 거스가 1980 에서 제기한 것으로, 198 1 에' 팽창한 우주: 시야와 평탄도 문제에 대한 가능한 해결책' 이라는 글이 게재됐다. 두 번째는 198 1 으로 구 소련의 A 린드, P 스탠하트, 미국의 A 올브라이트가 독립했다. 세 번째는 Linde 등이 제시한 카오스 팽창 모델이다. 폭팽창 우주론은 과거의 우주론 이론에서 가치 있는 성과를 계승하고 발전시켰다. 그것은 우주 진화의 초창기, 즉 빅뱅 이전에 우주의 나이는 10-30 초, 지수 법칙에 따라 빠른 팽창 단계 (폭팽창 단계) 를 거쳐 매우 짧은 시간 내에 1050 배가 팽창했다고 생각한다. 폭팽창 우주론도 우리 우주 외에 우리 우주와는 다른 많은 것들이 있으며, 어떤 사람들은 최대 1050 까지 계산한다고 생각한다. 폭팽창 우주론은 입자물리학 등 최신 성과를 바탕으로 새로운 개념과 방법을 끊임없이 제시하고 각종 문제를 해결할 수 있어 과학자들의 관심을 받고 있다. 폭등 모델도 우주의 무한성과 같은 철학적 새로운 내용을 가져왔다. 그것은 과학적으로 우주를 크게 확장시켜 우주의 무한성을 위한 과학적 근거를 제공한다. 또한 알려진 물질 형태 외에 새로운 물질 형태, 즉 입자 앞에 다른 물질 형태가 있다고 가정하여 물질에 대한 인식을 크게 넓혔다.

현대 우주론은 신흥 학과로 백가쟁명의 시기에 처해 있다. 많은 모델을 제시했고, 일부는 부결되었고, 일부는 어느 정도 지지를 받았지만, 모두 더 많은 테스트와 발전이 필요하다.

생명과학의 혁명

20 세기에는 물리학과 화학의 침투와 다양한 강력한 연구 방법의 적용으로 생명과학의 발전이 더욱 깊고 빨라졌다. 한편, 미시 분야 분자수준의 분자생물학은 생물계의 통일성과 연결성을 더욱 확인하며 생물학의 또 한 번의 위대한 종합을 실현했다. 한편, 거시적, 집단, 종합 연구를 바탕으로 생태계의 개념이 등장해 환경 보호, 생물자원, 토양자원의 합리적 활용을 위한 이론적 근거를 제공한다. 이와 함께 생명과학도 인뇌로 진군해 뇌과학이 비약적으로 발전하게 됐다.

1. 분자 생물학의 탄생

분자생물학은 분자수준에서 생명현상 물질의 기초를 연구하는 과학이다. 이 글은 주로 단백질 핵산 등 생물 대분자의 구조와 기능을 연구하는데, 광합성용, 근육 수축, 신경흥분, 유전적 특성 전달 등 각종 생명과정에 대한 연구를 포함해 분자수준에서 이화분석을 한다. 현재 분자생물학은 현대생물학 발전의 주류가 되었으며, 그 성과는 실제 업무에서 몇 가지 중요한 응용을 받아 공업, 농업, 의학을 위한 전례 없는 광활한 전망을 개척하였다.

1953 년 왓슨과 크릭은 유전 물질인 ——DNA 의 이중 나선 구조 모델을 제시했는데, 이것은 생물학상의 위대한 혁명이다. 1960 년대에는 핵산, 단백질, 효소 등 생물 대분자의 구조를 밝히고, 유전 비밀번호와 핵산 정보로 제어되는 단백질의 특정 구조의 합성 메커니즘을 밝혀 생물 유전 변이의 정보 개념을 확립하였다. 이것은 바이러스, 세균, 동식물, 인간이 모두 똑같은 유전 암호와 똑같은 정보 부호를 가지고 있다는 것을 보여준다. 1950 년대의' 중심법칙' 은 1970 년대 역전사 효소의 발견과 DNA 기술의 개편으로 분자생물학의 발전을 위한 새로운 전망을 열었다. 이러한 성과는 분자 수준에서 복잡한 유전자 조절을 연구하는 데 중요한 수단을 제공할 뿐만 아니라, 분자 생물학을 바탕으로 새로운 기술 분야인 유전자 공학을 만들어 인간의 방향에 생물학적 유전적 특성을 변화시키고 새로운 종을 창조하는 새로운 길을 열어 주었습니다.

1950 년대에 단백질과 핵산 화학 구조를 결정하는 방법이 발달하면서 서로 다른 종 생물에서 같은 역할을 하는 단백질이나 핵산의 구조를 비교함으로써 단백질 또는 핵산 구조의 차이 정도에 따라 서로 다른 종 생물 간의 친연 관계를 결정할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 친연 관계가 가까울수록 단백질이나 핵산 구조가 비슷하다. 반대로 차이가 커질수록. 이에 따라 생물학적 진화를 반영하는 계보를 얻을 수 있다. 단백질 분자 시토크롬 C 는 산소를 호흡하는 다양한 종의 세포에서 찾을 수 있다. 분석을 통해 우리는 다른 종의 친연 관계를 알 수 있다. 현재 100 여종의 시토크롬 C 의 화학구조가 확정됐고, 컴퓨터를 통해 평균 700 만 년 동안 아미노산 잔기의 변화가 확인됐다. 이 분석에 따르면 고등 생물은 약 25 억 년 전에 세균에서 분리되었다. 마찬가지로 약 15 억년 전 식물과 동물은 같은 조상을 가지고 있었다. 약 10 억년 전 곤충과 척추동물은 같은 조상을 가지고 있었다. 100 여종의 시토크롬 C 의 화학구조를 비교한 후 일부 종의 진화 계보도를 그렸다. 이런 방법으로 종 간의 친연 관계를 확정하는 것은 과거에 형태와 해부상의 차이에 의존하는 것보다 더 큰 장점이 있다. 그것은 형태 구조가 매우 간단한 미생물의 진화를 판단할 수 있는 근거를 제공할 뿐만 아니라 생명활동의 본질을 반영하고, 종의 분화 시기를 더 정확하게 계산했다.

2. 뇌 과학의 진보

최근 몇 년 동안 뇌과학의 연구는 일련의 새로운 진전을 이루었다. 주요 결과는 다음과 같습니다: (1) 사고 활동에 해당하는 뇌 영역을 찾았습니다. 양전자 단층 촬영을 통해 사람들은 음표를 판별할 때 좌뇌를 사용하지만, 음악을 기억할 때는 대부분 우뇌를 사용한다. (2) 뇌파는 사고 활동과 일정한 대응 관계가 있어 전파에서 사고의 내용을 분석할 수 있다. (3) 뇌에서 사고에 영향을 미치는 생화학 물질인 부신 피질 호르몬과 멜라닌 세포 호르몬을 발견하면 사고에 중요한 영향을 미칠 수 있다. (4) 뇌 균열 기형 연구에 따르면 뇌의 두 반구의 분업, 왼쪽 반구는 주로 논리적 사고에 종사하고, 오른쪽 반구는 주로 이미지 사고, 공간 위치 지정, 이미지 인식, 색상 감상 등에 종사한다. 우리는 분열 뇌 과학에서도 이러한 성과를 발견하고 이론적으로 새로운 관점을 제시했다. 뇌 신경 회로 사고 이론, 상보적 사고 이론 등. 이러한 새로운 성과와 새로운 관점은 근로자의 지능 연구에 중요한 의의가 있다.

(d) 시스템 과학의 출현과 발전

시스템 과학은 제 2 차 세계대전 전후에 일어났다. 시스템 이론, 정보 이론, 사이버네틱스 및 기타 기본 이론과 최근 몇 년 동안 개발 된 시스템 공학, 자기 조직 이론 및 기타 응용 분야를 포함하여 시스템의 유형, 일반 특성 및 운동 법칙을 연구하는 과학입니다. 이전 구조과학 ("사물" 에 초점을 맞춘) 과 진화과학 ("과정" 에 초점을 맞춘) 과는 다른 교차 과학입니다. 많은 학과 연구 대상의 유사성을 포함한다. 시스템 이론, 정보론, 제어론은 시스템, 조직, 정보, 통제, 조정, 피드백 등 다양한 대상의 속성과 메커니즘을 추출하여 통일되고 정확한 과학적 개념과 방법으로 묘사하고 현대 수학 도구로 처리하려고 노력하는 것이다. 따라서, 시스템 과학은 현대 과학이 시스템 다양화와 복잡화에 발전하는 필연적인 산물이다. 현대 과학기술, 철학, 사회과학의 발전에서 중요한 의미를 지녔으며, 사람들이 세계를 인식하고 개조하는 데 탁월한 현대의' 새로운 도구' 를 제공한다.

1 .. 시스템 이론, 정보 이론 및 사이버네틱스의 출현

인류 사상사에서는 이미 체계적인 개념이 있었다. 고대 그리스 사상가들은' 질서',' 조직',' 전체',' 부분' 등의 개념을 제시하여 세계를 인식하였다. 중국 고대의 음양오행학설은 사물을 하나의 전체로 보았다. 마르크스주의 고전 저작에도 제도에 대한 깊은 사상이 있다. 시스템론은 다양한 시스템을 연구하는 보편적인 원리로서 오스트리아 생물학자인 베타랑필드가 1920 년대와 1930 년대에 제기한 것이다. 현대 과학기술과 생산 발전의 영향으로 과학자들은 더 이상 고립되고, 정적이고, 일방적인 관점과 방법으로 세계를 관찰하는 것을 용인할 수 없다. 특히 기계론과 활력론은 이미 생물학의 발전을 심각하게 방해하고 있다. 따라서 베타랑피와 일부 과학자들은 1920 년대 중반에 유기체 이론을 제시하고 유기체 시스템론의 생물학 연구 방법을 세웠다. 그들은 조화성, 질서, 목적성 개념, 수학적 모델을 생물체 연구에 적용해 생물체를 전체나 시스템으로 간주하고 생물과 환경 관계의 관점에서 생명현상의 본질을 해석하여 과거의 역학 이론으로는 해석할 수 없었던 생명현상을 설명했다. 베타랑피 유기체 이론의 기본 사상은 (1) 전체관이다. (2) 동적 구조 및 동적 관점; (3) 조직 수준. 이러한 기본 사상은 이미 나중에 베타랑피가 제기한 일반 시스템론의 기본 내용을 포함하고 있다. 1932 부터 1937 까지' 이론생물학',' 현대발전론',' 일반시스템론' 등의 저서, 시스템에 대한 개념, 무결성, 중심화,

정보론은 1940 년대 현대통신기술 발전을 바탕으로 정보 수집, 저장, 전송, 측정, 처리 및 활용을 연구하는 신흥 학과이다. 1930 년대 이전에 과학 기술 혁명과 산업 혁명은 주로 새로운 동력기와 공작기의 출현과 같은 에너지 방면에 나타났다. 그 본질은 인간의 감각 기관과 유효 기관의 연장이며, 인간의 육체노동의 해방이다. 1930 년대 이후 과학기술의 혁명적인 변화는 주로 정보 전송, 저장, 처리, 처리, 통신, 컴퓨터 제어, 인공지능의 발전과 같은 정보 방면에 나타났다. 그 본질은 인간의 사유 기관의 연장이며, 인간의 정신노동의 해방이다.

1924 년 미국의 나이퀴스트, 독일의 구푸프, 뮤러는 전기 신호의 전송 속도가 채널 밴드의 폭에 비례하는 것을 발견하여 처음으로 정보 문제를 제기했다. 1928 년 하트는' 정보 전달' 을 발표했다. 첫 번째 메시지는 정보에 포함된 정보의 양, 코드, 기호 등의 정보가 정보의 구체적 방식이다. 그는 또한 메시지 발생 확률의 로그로 포함된 정보의 양을 측정할 수 있다는 정보의 정량화 문제도 제기했다. 예를 들어, s 개의 기호 중에서 n 개의 기호를 선택하여 메시지 세트를 형성합니다. 그럼 * * * SN 가지 가능성이 있습니다. 그것의 정보량은 H = N 로그이다. 이 이론은 현대 정보론의 기원이지만, 당시에는 사람들의 중시를 불러일으키지 않았다. 제 2 차 세계 대전까지 레이더, 무선 통신, 전자 컴퓨터, 펄스 기술 등 통신 기술과 관련된 일부 신기술이 잇따라 등장해 정보론 설립을 위한 기술적 기반을 제공했다. 이와 함께 확률론은 정보론의 수학적 기초로도 급속히 발전했다. 이런 조건 하에서 많은 과학자들이 서로 다른 각도에서 정보론의 기초 이론을 연구했다. 1948 년 신농은' 통신의 수학 이론' 을 발표하고, 물리학의 수학 통계 방법을 통신 분야에 적용하고, 정보 공식과 정보의 양이 음의 엔트로피라는 개념을 제시하고, 정보의 정의를 제시하여 현대 정보론의 기초를 다졌다. 이후 정보론은 독립된 학과로 등장했다. 하지만 이 시점에서 정보론은 주로 전파학에 국한되어 있다. 정보론이 심리학, 신경생리학, 생물학, 언어학에 침투하면서 정보론의 의미가 점점 더 넓어지고 있다. 40 년 동안 정보론, 시스템론, 통제론이 급속히 발전하여 종합적인 정보과학을 형성하였다. 주요 내용은 다음과 같습니다. (1) 정보론, 논술정보의 질, 양, 전달은 이론적 토대입니다. (2) 컴퓨터 과학, 정보 처리 자동화 기계 연구; (3) 정보학, 주로 정보의 기록, 저장 및 검색을 연구하고, 정보의 저장 밀도와 속도를 연구한다.

사이버네틱스도 통신 기술 발전이 없는 1940 년대에 생겨났다. 미국의 수학자 웨너는 현대제어론과 정보과학의 창시자로 여겨진다. 신농은 그의 학생으로 정보론을 세우는 과정에서 그를 도왔다. 제 2 차 세계 대전 중, 위너는 방공 화력 장치 설계에 종사하여, 오토 마톤으로 고사포의 조준을 통제해야 한다. 그래서 위너는 수학적 도구를 포제어 시스템에 적용하여 비행 궤적의 시계열을 처리하고, 비행기가 날 위치를 예측하는 최적화 방법을 제시하여 포를 정확하게 명중시켰다. 포제어 시스템의 중요한 문제 중 하나는 다음 제어를 수정하기 위한 기준으로 제어 장치의 오차를 피드백하는 방법입니다. 위너는 생리학자 로젠브라트로부터 인간의 신경계가 총기 통제 시스템과 비슷하다는 것을 알게 되었는데, 둘 다 피드백이 부족하고 과도한 문제가 있어 본질적으로 정보에 대한 처리라는 것을 알게 되었다. 그래서 저는 사람, 동물, 기계가 통제와 교류에 있어서의 유사점을 찾기 시작했습니다. 1943 년 비나와 로젠브라트는' 행동, 목적, 목적론' 이라는 글을 공동 발표해 목적이 부정적인 피드백 행사라는 것을 증명했다. 1948 년, 위너가 쓴' 통제론' 이라는 책이 출판되어 통제론의 정식 건립을 상징한다. 1950 년, 위너는' 사람이 유용하다-통제론과 사회' 라는 책을 출판하여 통제론에 대해 더 광범위하고 통속적인 설명을 했다. 정보과학의 발전과 밀접한 관련이 있으며, 제어론의 기본 개념과 방법은 이미 구체적 과학의 각 분야에 적용되었으며, 연구 대상도 사람과 기계에서 환경 생태 사회 군사 경제 등 여러 부문으로 확대되었다. 사이버네틱스가 응용 과학으로 빠르게 발전하게 하다. 그 분기는 (1) 엔지니어링 제어론입니다. (2) 생물학적 사이버네틱스; (3) 사회 사이버네틱스와 경제 사이버네틱스; (4) 대형 시스템 이론; (5) 인공 지능, 즉 지능형 시뮬레이션.

2. 시스템 과학의 새로운 발전

1950 년대 이후 현대 시스템 이론을 연구하는 열풍이 일면서 프리고킨의 소산 구조 이론, 하켄의 시너지, 페겐바움의 혼돈 이론, 이근의 초순환 이론, 밀러의 생명체계 이론 등 다양한 새로운 시스템 이론이 잇따르고 있다.

소산 구조 이론은 벨기에 이론 생물학자 플리고진이 1969 년 국제 이론 물리학 및 생물학 회의에서 제기한 것이다. 독일 물리학자 클라우세우스가 1850 년에 제기한 열역학 제 2 법칙은 생물 시스템이 무질서에서 질서, 단순에서 복잡까지, 저급에서 고급으로 진화하는 과정을 설명할 수 없다. 이것은 플리고진의 광의열역학 학파의 흥미를 불러일으켰다. 1946 부터 1967 까지 20 년 동안 플리고진 학파는 물리적 시스템이나 생물학적 시스템의 질서 있는 구조의 형성 조건을 새로운 방향으로 이론적으로 탐구하고, 새로운 구조가 균형 중심의 거리와 관련이 있는지 여부에 초점을 맞춘다. 1969 에서, 그들은 마침내 오픈 시스템이 균형 상태에서 거의 균형 상태까지, 그리고 균형 상태에서 멀리 떨어진 비선형 영역까지, 시스템의 매개 변수 변화는 일정한 임계값에 도달하여 요동을 통해 시간, 공간 또는 기능적으로 원래의 무질서 상태에서 갑자기 질서 정연한 상태로 바뀌어 동적이고 안정적인 질서 있는 구조를 형성할 수 있다는 것을 발견했다. 이런 새로운 질서 상태는 일정한 안정성을 유지하기 위해 끊임없이 외부 세계와 물질, 에너지, 정보를 교환해야 하며, 외부의 작은 교란에 의해 파괴되지 않기 때문에 소산구조라고 불린다. 이 소산 구조는 자기 조직 현상을 일으킬 수 있으므로 소산 구조 이론은 "불균형 시스템의 자기 조직 이론" 이라고도합니다. 그것은 오픈 시스템이 어떻게 무질서에서 질서에 이르는 문제를 해결하고, 가역과 비가역, 질서와 무질서, 균형과 불균형, 전체와 부분, 확실성과 무작위성 사이의 관계를 처리하기 위한 좋은 사고방식을 제시하여 일반 시스템론을 한 걸음 더 나아가게 했다.

협동조합은 독일 물리학자 H. 하켄이 1970 년에 창립한 것이다. 정보론, 통제론, 돌연변이 이론 등을 기초로 한다. 통계학과 역학 조사를 결합한 방법으로 비유를 통해 다양한 시스템에서 무질서에서 질서에 이르는 현상에 대한 수학적 모델과 처리 방안을 마련한다. 그것은 소산 구조 이론의 돌파와 확장이자 자기 조직에 관한 이론이다. 또한 시스템이 무질서에서 질서로 바뀌는 열쇠는 열역학적 균형이나 불균형이 아니라는 점을 지적한다. 균형상태에서 벗어나는 것이 아니라 대량의 서브시스템으로 구성된 오픈 시스템이다. 소산 구조 이론은 무질서에서 질서 정연한 전환으로 균형 상태로부터 멀리 떨어진 시스템에 대해서만 논의하고, 협동자들은 분석 시스템의' 협동' 외에도 균형 상태에 가까운 시스템을 무질서에서 질서 정연한 전환으로 더 해결했다. 협학생들은 불균형한 개방 시스템의 시간과 공간의 질서를 연구하기 시작했다. 1978 에서 하켄은' 시너지: 최신 추세와 발전' 이라는 글에서 협동자의 내용을 기능 순서로 확장했다. 1979 년, 하켄은 혼돈의 중요성을 알아차렸고, 불균형한 오픈 시스템이 무질서에서 질서로 바뀔 수 있을 뿐만 아니라, 질서에서 혼돈으로 바뀔 수도 있다고 생각했다. 이 발견은 시너지 학생을 새로운 단계로 이끌었다. 198 1 하켄은' 80 년대의 물리 사상' 기사에서 우주에도 질서 있는 구조가 존재한다고 지적했다. 이러한 해석은 거시적인 분야든 미시적인 분야든 오픈 시스템이든 일정한 조건 하에서 불균형하고 질서 있는 구조를 보여줄 수 있어 시너지 연구 내용이 될 수 있다.