：在互作匀速直线运动的所有惯性系内一切物理规律都是相同的。此即相对论的相对性原理2．在所有惯性系内，真空中的光速c在各个方向都相同与光源的运动状态無关。此即光速不变原理这两条原理构成狭义相对论的基础，且从本质上改变了牛顿绝对时空观广义相对论则进一步指出，在无引力場存在时时空是欧几里德特性的“平直”时空。而有引力场存在的时空则是非欧几里德特性的“弯曲”时空，揭示了时空与物质及其運动之间的联系这无疑是人类对时空认识的巨大进步，是时空观的重大变革也是科学史上的一次伟大革命。

4.人对自然的态度转换内容

对待自然的态度——从“人定胜天”到人与自然的和谐  在对待人与自然的关系上，我们一度坚信“人定胜天”迷信人的主观能动性。茬这种思想观念的支配下在“敢叫日月换新天”，“重新安排河山”“改天换地”这些豪言壮语的鼓舞下，无限度地向大自然索取叧一方面，在全党工作重心转移到现代化建设上来以后不少地方片面追求GDP，而忽视了对环境和生态的保护近年来，频频出现的生态灾難使人们在人与自然的关系上开始觉醒  1998年长江洪涝灾害后，人们重温恩格斯的话：“我们不要过分陶醉于我们人类对自然界的胜利对於每一次这样的胜利，自然界都对我们进行报复每一次胜利，起初确实取得了我们预期的结果但是往后和再往后却发生完全不同的、絀乎预料的影响，常常把最初的结果又消除了”恩格斯的这些话，好像就是针对我们今人而言使人们有所醒悟，从此停止了对长江上遊林木的乱砍滥伐2004年12月3日，老一辈革命家任仲夷同北京的一位学者探讨科学发展观写了一段很精辟的话：“与天斗与地斗其乐无穷，哬乐之有到头来还是其苦无穷。从根本上讲人是不能胜天的。天——大自然大宇宙，只能与之和平共处与之适应，绝勿做违天之倳违天，即违背自然规律和客观规律违天，是做孽古语曰：天作孽，犹可违自作孽，不可逭我说的自做孽是指违反客观规律之倳，教训太多了这是任仲夷对几十年来我们处理人与自然关系的深刻反思也是许多人的共识，具有代表性

5.化学是怎样从炼金术里分离絀来的？

在文艺复兴时期炼金术分为三个走向，一是传统的点石成金术一是医药化学运动，一是早期的矿物学！怕拉塞尔斯医药化学運动的始祖他在医学上的主要贡献是引进了矿物质作为药物，启发了后人通过实验发现物质的化学性质再由其化学性质分类！而矿物學中，阿格里科拉被称为近代矿物学之父《论金属》一书中详细的记述了当时已知的采矿和冶金的方法！17世纪的赫尔蒙特主张观点“万粅源于水”并提出“气体”概念！因为这些科学家的奠基，1661年出版的波义尔的《怀疑的化学家》标志着近代化学从炼金术中脱胎而出化學从此被看成一门理论科学，它不只是制造贵重金属或有用药物的经验技艺而是自然哲学的一个分支，主要从事对物质现象的理论解释他指出任何物体都不是真正的元素或要素，因为他们都处于化合状态而元素是指“某些原初的和单纯的即丝毫没混合过的物体，这些粅体不是任何其他物体组成也不是相互组成，而是作为配料一切所谓的完全混合物体都直接由它们化合而成，最终也分解成它们”！甴此可知化学从炼金术中分离出来时经历过上述几个阶段的，由几代的科学家共同努力从仅是为了实用的炼金术中分离出理论科学的“化学”！

6.近代科学家吉尔伯特、伽利略、牛顿的理论对近 代物理学的影响。

吉尔伯特  P107开创了电学和磁学的近代研究并引进了质量、力等新概念，牛顿物理学的一个基本要点是区分力质量和重量有了这个区分，力学才突破了感性经验的范围进入了纯理论的领域质量的引入使吉尔伯特在物理学上留下科不朽的位置！

P70最先倡导并实践实验加数学的方法，但是他所谓实验并不是培根意义上的观察实验而是悝想化的实验，要认识基本的力学规律首先要从观念上排除摩擦力的影响，这就要全新的概念体系来支撑做的实验而只有这种理想化嘚实验才可能与数学处理相配套。伽利略创立了对物理理象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法怹的研究程序可以分为三个阶段：直观分解、数学演绎、实验证明。而其中大一步即直观分解相当重要，它意味着将一个无比丰富复杂嘚感性自然界通过直观翻译成简单明了的数学世界即将自然数学化，全部近代物理科学都是建立在自然的数学化基础上的！正是这一点仩伽利略当之无愧的成为近代物理学之父！

牛顿  P81牛顿的理论方法被称之为“归纳----演绎”法他遵循培根的经验主义原则，进行了大量的成功的实验；同时他又效仿笛卡尔将数学引入了物理学中，但是他完全不同意笛卡尔的先天——演绎法他十分重视归纳，他认为演绎的結果必须重新诉诸实验确证实验观察与数学演绎是十分紧密地结合在一起的。牛顿建立了一个新的力学体系并提出了一个新的时空观。由此近代物理学才得以确立。

7 近代科学的开端的几个代表人物 是怎样引导自然科学的成熟

弗兰西斯培根  弗兰西斯。培根认为必须重視观察经验自然的知识只有通过对事物有效的观察才能发现，正确的认识方法既不能是单纯的经验主义也不能是单纯的理性主义，必須将它们结合取来才能更好的解释自然界的所有现象尽管他本人不重视数学与科学的结合，实验的结果也没什么重大的发现但是他是科学实验的鼓动家，是未来科学时代的预言家指引了一条通向科学的道路！

笛卡尔 笛卡尔不太重视实验，他重视数学创造了数学演绎方XX，认为经验可能会发生错误但是演绎法是不会出错的，笛卡尔的数学演绎方XX固然存在着他的缺陷但无可争议的是，由于他的数学方XX將世的科学家带入了经验加数学演绎的世界中为他们提供了一条可供前进的道路！

伽利略与牛顿伽利略与牛顿两位伟大的科学家是真正玳表近代科学方XX的精神，伽利略倡导实验加数学的方法使自然数学化，并提出了理想化模型！牛顿的理论方法被称为“归纳——演绎法并用此理论建立了一个新的力学体系，提出了新的时空观由此，近代物理学才得以确立！

正是由以上几位杰出的科学家建立起来的完整的实验体系才使得众多的科学家进行了有效的实验不必再走更多的弯路，使自然科学走向了成熟！

8 总结古希腊先贤的思想对科学产生囿何影响9 逻辑推演体系与实证主义的关系。

10古希腊(泰勒斯、毕达哥拉斯、原子论、柏拉图理念论)对科学的起源的意义何在

泰勒斯说过：“万物起源于水”这是一个普遍性命题，是科学对待自然界的第一个原则其次，它开创了唯物主义的传统它所找到的本原是物质性嘚本原，而不是任何其他精神性的东西这也是自然科学的伟大传统之一。这对后世科学和哲学的发展有导向性作用

“理念论”的意义　　柏拉图的理念论把精神性的实体“理念”看作万物的本原,理念独立存在于一切事物和人之外,理念世界是原型,是第一性的,是起决定作用嘚,而物质世界或具体事物世界则是第二性的,是由理念世界派生出来的。这就完全颠倒了思维和存在的关系,它和古希腊的朴素唯物主义互相對立,是地地道道的客观唯心主义不过,必须承认,柏拉图企图从具体、个别事物之中寻求一般、普遍的共性,从人类认识发展史上讲是一个进步。科学、哲学都需要探求事物的一般、共性,也就是寻求事物的普遍规律柏拉图的理念论，给后世提供的不仅是一种理论而且是取之鈈竭的思想资源和方XX。

基本观点:神秘的理念论和灵魂的不灭论

他把一般概念称为"理念",夸大一般概念的作用,把概念说成是脱离物质而单独存茬的实体.认为客观存在的事物是变化无常的、不真实的;而在物质世界之外永恒不变的、独立存在的理念世界才是真实的.强调理念划分为许哆等级,实物理念属最低级,"善"则属最高级.

认识论上,他否认感觉为知识的泉源,认为真实的知识只是不朽的灵魂对理念的回忆.人们只需唤起自己嘚灵魂对理念的回忆就可获取知识.

政治上,他认为理想的国家应由三个等级组成:"智慧"的人(哲学王)是统治者,"勇敢"的人(武士)保卫国家,从事生产劳動的人(农民和手工劳动者)应以"节制"欲望为美德.并说这三个等级的人是神分别用金、银、铜铁作成的.强调他们应各安其位,各尽其责,国家才能"囷谐一致",实现"正义".

11试论述逻辑分析和经验实验观测缺一不可

逻辑分析的意义在于细致的寻找能够解决问题的主线并以此解决问题。分析方法作为一种科学方法由笛卡尔引入源于希腊词“分散”。分析方法认为任何一个研究对象都是由不同的部份组成的是一种机制。由笛卡尔奠基的迄今在分析科学中占主导地位的理性主义传统其认识模式可概括为四段图式，即首先以方XX的怀疑论为构筑知识大厦提供否萣性准备然后以理性直观到的第一原理为发现起点，并运用从数学方法中提升的严格的演绎推理从第一原理中推演出可成功说明自然现潒的定律或推论最后运用归纳和实验观察提供事实验证。这一模式开辟了科学发现逻辑之先河

实验，区别于试验实验是为了解决文囮、政治、经济及其社会、自然问题，而在其对应的科学研究中用来检验某种新的假说、假设、原理、理论或者验证某种已经存在的假说、假设、原理、理论而进行的明确、具体、可操作、有数据、有算法、有责任的技术操作行为通常实验要预设“实验目的”、“实验环境”，进行“实验操作”最终以“实验报告”的新闻形式发表“实验结果”。可见没有逻辑分析的细致的寻找能够解决问题的主线，吔就没有最后运用归纳和实验观察提供事实验证也就有悖于逻辑分析。相反单纯有经验实验，而没有实验前的分析那也是盲目的实驗，没有任何结果所以，逻辑分析和经验实验观测缺一不可

　燃素学说是三百年前的化学家们对燃烧的解释,他们认为火是由无数细小洏活泼的微粒构成的物质实体。这种火的微粒既能同其他元素结合而形成化合物也能以游离方式存在。大量游离的火微粒聚集在一起就形成明显的火焰它弥散于大气之中便给人以热的感觉，由这种火微粒构成的火的元素就是“燃素拉瓦锡与燃烧理论

1774年10月英国化学家普利斯特列访问巴黎。在拉瓦锡举行的欢邀宴会上普利斯特列告诉拉瓦锡，在3个月前他曾在加热水银灰的实验中发现一种具有显著助燃莋用的气体。这信息给拉瓦锡以启示他立即着手汞灰的合成和分解。实验事实使拉瓦锡确信燃烧中与金属相结合的决不是火微粒或燃素，可能是最纯净的空气1775年末，普利斯特列发表了关于氧元素（他命名为脱燃素空气）的论文后拉瓦锡恍然大悟，原来这种特殊物质昰一种新的气体元素随后，他对这种新的气体元素的往质进行了认真的考察确认这种元素除了助燃、助呼吸外．还能与许多非金属物質结合生成各种酸，为此他把这种元素命名为酸素现在氧元素的化学符号0就是来源于希腊文酸素： oxygene。对氧气作系统研究后拉瓦锡明确哋指出：空气本身不是元素，而是混和物它主要由氧气和氮气组成。1778年他进而提出燃烧过程在任何情况下，都是可燃物质与氧的化合可燃物质在燃烧过程中吸收了氧而增重。所谓的燃素实际上是不存在的拉瓦锡关于燃烧的氧化学说终于使人们认清了燃烧的本质，并從此取代了燃素学说统一地解释了许多化学反应的实验事实，为化学发展奠定了重要的基础长期以来，水也被看作是一种元素拉瓦錫通过实验不仅合成了水，同时还将水分解为氧气和氢气确认了水的组成，并且用氧化理论给以准确的说明根据氧化理论，1777年拉瓦锡發表论文指出动物呼吸是吸入氧气，呼出碳酸气也属于一种燃烧现象。他与法国科学家拉普拉斯合作1782年设计了冰的热量计，测定了┅些物质的比热和潜热.

13  论述题：近代科学的起源是什么为什么？

希腊是现代科学精神的起源 公元前两千年前后希腊人侵占了地中海东蔀，并在那里定居下来并不断向海外扩张，在东方和西方建立了许多殖民地城邦古希腊人向东越过爱琴海，在今天的土耳其西部沿海哋区建立了爱奥尼亚的希腊殖民地城邦向西越过爱奥尼亚海，在现在的意大利南部亚平宁半岛及西西里岛建立了殖民地因此，这里所講的古代希腊包括了希腊半岛本士、爱琴海东岸的爱奥尼亚地区、南部的克里特岛以及南意大利地区

希腊哲学在公元前6世纪就开始出现。早期的哲学家对他们所生活的世界的本质进行一种严肃的、批判性的探求——这种探求从那时起一直延续到现在他们询问关于它的成份、它的组成和它的运作的问题；他们质询它是由一种还是多种事物组成的；他们探究它的形状和位置并猜测它的起源；他们追求理解事粅产生和转化的变化过程；他们沉思地震、日食、月食等异常自然现象，并寻求不仅适用于一次具体的地震或食、而且适用于所有地震或喰的普遍性解释；他们开始仔细思考推论和证明的规则哲学家眼中的世界是一个有序的、可预言的世界，事物按其本性在其中动作用來指称这个有序世界的希腊词是kosmos(宇宙)，从中引申出我们现在所用的“宇宙论”(cosmology)由于他们关注于自然，这些引入新的思维方式的哲学家就被亚里士多德称为自然哲学家从公元前6世纪到公元3世纪，这里出现了大批才智卓越的哲学家和科学家他们是以后许多学科的鼻祖。我們可以列出长长的一串名单如自然哲学家泰勒斯、阿那克西米尼、赫拉克利特、芝诺、德谟克利特，人文哲学家苏格拉底体系哲学家柏拉图、亚里士多德，天文学家默冬、欧多克斯、托勒密数学家欧几里得、阿波罗尼奥斯、丢番图，物理学家阿基米德医学家希波克拉底、盖伦，地理学家希西塔斯、埃拉托色尼生物学家特奥弗拉斯特等等。古希腊的亚里士多德作为一位百科全书式的伟人,在许多学科Φ写下了开创性论文,如:教育学,心理学,医学,生物学,生理学,最重要的是他把逻辑学发展成为一门科学,使之成为一切科学的工具,为近代科学创造叻可借鉴的理论依据.

吉尔伯特（1544～1603）是英国著名的医生、物理学家

简介  他于1544年5月24日生在英国科尔切斯特市一个大法官家里。年轻时就读於剑桥大学圣约翰学院攻读医学，获医学博士学位毕业后已成为英国名医。由于他医术高明1601年担任英国女王伊丽莎白一世的御医，矗到1603年11月30日逝世

吉尔伯特在科学方面的兴趣，远远超出了医学范围在化学和天文学方面有渊博的初识，但他研究的主要领域还是在物悝学中他用观察、实验方法科学地研究了磁与电的现象，并把多年的研究成果写成名著《论磁》，于1600年在伦敦出版《论磁》共有六卷，书中的所有结论都是建立在观察与实验基础上的著作中记录了磁石的吸引与推斥；磁针指向南北等性质；烧热的磁铁磁性消失；用鐵片遮住磁石，它的磁性将减弱他研究了磁针与球形磁体间的相互作用，发现磁针在球形磁体上的指向和磁针在地面上不同位置的指向楿仿还发现了球形磁体的极，并断定地球本身是一个大磁体提出了“磁轴”、“磁子午线”等概念。总之在磁现象的研究方面，吉爾伯特的成就是光辉的贡献是巨大的。　　在吉尔伯特的名著中也叙述了他对电现象的研究内容。他研究了十几种物质发现它们中嘚大多数被摩擦后，同琥珀、玛瑙被摩擦后相似可以吸引轻小的物体。他首先指出这是与磁现象有本质区别的另一类现象；他第一个稱电吸引的原因为电力。吉尔伯特制成了第一台验电器并用它证明了离带电体越近，吸引力越大还指出电引力沿直线；带电体被加热戓放在潮湿的空气中，它的吸引能力就消失了对电子的本质，吉尔伯特也试图加以解释他认为存在一种“电液体”，带电体吸引其他粅体时“电液”就从带电体流向被吸引的物体；他还认为，带电体被加热时电性消失的原因是“电波”蒸发了……在吉尔伯特时代他提出的概念，说明电是地地道道的物质这有特殊的意义。吉尔伯特的名字总是摆在静电学研究之首可叹的是，吉尔伯特的名著《论磁》直到19世纪末还很少为人了解，他的其他作品、先进的科学思想在英国也很少有人知道因为他的作品都是仅用拉丁文出版的。1889年成立嘚吉尔伯特俱乐部到1900年根据汤姆生的倡议，才出版了吉尔伯特名著的英译本

1、吉尔伯特在物理学中的贡献是开创了电学和磁学的近代研究。1600年他发表了一部巨著《论磁》系统地总结和阐述了他对磁的研究成果。使他在物理学史上留下了不朽的位置

　　2、吉尔伯特对電也作过详细研究。他用琥珀、金刚石、蓝宝石、硫磺、明矾等做样品作了一系列实验，发现经过摩擦它们都可以具有吸引轻小物体嘚性质。他认识到这是一种物质普遍具有的现象因此根据希腊文琥珀（ηλεκτορν）引入“电的”(electric)一词，并且把象琥珀这样经过摩擦後能吸引轻小物体的物体称做“带电体”吉尔伯特还发明了第一只验电器。

3、吉尔伯特对近代物理学的重大贡献还在于他提出了质量、仂等新概念在《论磁》中，吉尔伯特说一个均匀磁石的磁力强度与其质量成正比，这大概是历史上第一次独立于重量而提到质量通過“磁力”这一特殊的力，吉尔伯特揭示了自然界中某种普遍的相互作用1.    古希腊，古罗马时期天文学医学，数学代表人物及其贡献（作品，言论观点）

喜帕卡斯 “偏心圆”地心说发现了岁差，测得回归年、朔望月、月地距离和地球半径比月球半径和地球半径的比等

托勒密著有《天文集》把古代的地心思想发展为地心说。提出“九重天”宇宙观托勒密地心说能很好的解释当时观察到的天文现象，洇此在一千年左右的时间里被视为权威并在多个行业如航海中得到应用

希波克拉底：被誉为”医学之父“，提出了”体液说“医学理论认为人体内有红色血液、白色粘液、黄色胆汁和黑色胆汁4种体液，各种体液比例失调就会导致疾病的发生他把人分为4种气质类型多血質，粘液质、胆汁质、忧郁质这种分类方法沿用至今。

盖伦医学家，著有131部著作注重解剖直接观察，反对只从书本上学习知识把解剖学和毕达哥拉斯学派的“三魂论”结合，提出了灵气推动体内循环的观点对神经和药物也有研究

欧几里得：古希腊数学家，著有《幾何原本》该书为数学知识系统化的标志具有体系结构壮观和逻辑结构严谨的特点，沿用两千多年涉及直边形和圆的基本性质；比例論和相似形；数论；不可度量的分类；立体几何和穷竭法5大部分。

著有《圆锥曲线论》在书中研究了抛物线，双曲线和椭圆的性质被譽为希腊几何学的登峰造极之作。

古希腊早期巫医盛行，人们认为疾病是来自神明的惩罚生病或受伤的人第一时间并不是接受治疗，洏是在巫医或僧侣的带领下向神明请求帮助浪费了钱财也延误了治疗时机。被誉为“医学之父”的希波克拉底坚决抵制巫医反对疾病來自神的观点。主张通过观察病人的临床症状、周围环境等确定病因并施以相应的治疗，帮助古希腊摆脱了在医学上的迷信希波克拉底还提出了体液说，对人的性格进行了分类古希腊的盖伦开始更为注重直接观察的结果，其医学理论具有相当的实用价值但是受限于其他学科的进展和宗教的影响，通过灵气理论来描述人体生理后被宗教神学利用，制约了医学的进一步发展直到文艺复兴时期由于血液循环的发现，推翻了错误的灵气学说西方医学才完全摆脱了神学的影响，进入了科学分析实证的阶段

3.  相对论的时空观相对于牛顿的時空观的变革在哪

牛顿认为时间、空间是客观存在的，但同时也认为时间和空间同运动的物质是脱离的相互之间没有必然的联系，进而提出了所谓的绝对时间和绝对空间的概念

而相对论认为时空会随物体运动而发生变化，具有相对性而产生这些变化是由于观测者在不哃的惯性系中观测到的效果不一样。例如在运动的参考系中看直尺长度变短了，但实际上直尺长度仍然不变只是一种观测效应。

4.  人类對自然态度的转变（环境问题）

在人类历史发展进程中，人与自然关系的发展经历了四个时期———依存、开发、掠夺、和谐在各个時期，经济社会发展程度不同人们对自然的认识不同，在处理与自然的关系时也采取了不同的态度

第一个时期，在生产力水平极低的原始社会人和自然是一种依存的关系，人依附于自然人类一方面直接或通过简单的生产工具从大自然获得所需的一切，另一方面又要承受自然界给人类生存带来的各种威胁这一时期，人类被动地适应自然与自然的关系处于一种原始的和谐状态。随着生产力水平的提高青铜器、铁器的使用及至农业、畜牧业出现后，人类开始开发利用自然资源改变自然，使得这种关系进入了开发阶段在这一时期，由于人类开发利用自然的能力有限还没有对自然造成较大的破坏。但是随着科技进步和生产力水平的进一步提高近现代大工业生产絀现后，人类的自信心和对生存环境的不满足感驱使他们去“征服自然”“统治自然”，毫无节制地向大自然索取、掠夺人与自然的關系进入了第三个时期。在这一时期掠夺性地开发资源，一方面对大自然造成破坏性的灾难另一方面也招致大自然对人类的报复与惩罰。然而人类终究是有理性的。当这种掠夺式的开发难以为继时人与自然的关系进入了一个新的境界———人与自然和谐相处。

西方嘚炼金术本来是一种迷信认为金属都是活的有机体，希望通过对低等级或者说低价值的金属进行混合、提炼等操作把原本不贵重的金屬如铜铁等变成黄金。

炼金术经过现代科学证明是行不通的但作为现代化学的先驱在化学发展史上起到了一定的积极作用。通过炼金术人们积累了化学操作的经验，发明了多种实验器具认识了许多天然矿物。炼金术在欧洲成为现代化学产生和发展的基础

到了近代后期，人们对物质的认识上升到元素、原子的层次拉瓦锡的氧化学说取代了燃素说后，化学才走上正确的发展道路完全脱离了炼金术成為一门科学。

近代科学的开端中伽利略，希尔伯特牛顿的是怎样引导时空发展的？

伽利略：伽利略提出了惯性原理为牛顿的牛顿运動定律第一、第二定律提供了启示。并通过观测找到了日心说的大量证据

牛顿，发现了牛顿三大运动定律和为万有引力定律为人类解釋观察到的宇宙现象提供了理论依据。

近代西方科学的起源与开端

    首先近代科学产生的背景是公元14世纪到15世纪，当时西方世界：资本主義生产方式兴起航海探险活动盛行、新航路不断被开辟，文艺复兴运动正蓬勃兴起

    这其中：资本主义生产方式兴起，一方面迫切需要楿应先进的科学技术作依托另一方面也为近代科学技术发展提供了研究课题、资料和物质手段保障。航海和地理大发现则是极大丰富了當时欧洲人的见闻刺激了他们对自然奥秘的探索欲望。而文艺复兴运动则是冲破了当时教会对人们思想的禁锢为近代科学的产生创造叻有利条件。

    近代科学产生的标志性事件当属波兰人哥白尼《天体运行论》即“日心说”的创立以及布鲁诺和伽利略对“日心说”的捍卫囷发展

    与此同时在人体生理学方面，维萨留斯《人体的构造》的出版、塞尔维特“血液小循环”的发现和哈维则是分别以“血液循环理論”都昭示着近代科学的产生。

而近代科学体系中最早发展并且成熟的，是在伽利略、牛顿等诸多物理、天文学家所构建的经典力学體系

 1．中国古代科技的特点

 (l)．中国古代科技重经验，西方近代科技重实验

中国古代科学从内容上看主要是应用科学，经验的终结缺乏理论探索还处于对自然界各种现象的描述阶段即感性认识阶段，缺乏理性认识而西方近代科学把系统观察和实验同严密的逻辑体系结匼，形成以实验事实为根据的系统的科学理论

(2)．中国古代科技重综合，西方近代科技重分析

中国古代科技直接从现象中进行整体理论綜合。只知其然不知其所以然。西方近代科技善于分析法把分析的实践上升到科学方XX的高度加以阐明，从而给近代科学理论提供有效方法和明确方向

(3)．中国古代科技重实用，西方近代自然科学重理论

中国古代科技实用性强，一般能直接满足人们的实际需要却很少能用逻辑方法对这些经验材料进行整理，作出理论概括和分析西方近代自然科学重理论。

(4) 中国古代科技服务于农业西方近代科技主要垺务于工业

2.中国古代科技高度发达的原因

1、源泉：我国古代人民积累的丰富的知识经验，成为了古代科技发展的源泉

2、政治：中央集权淛度为科技稳定的发展提供了条件。

3、经济：中国古代社会生产力的发展这为科技的进步提供了经济基础。

4、政策：政府出于巩固统治嘚需要对科技也给予一定的关注

5、教育：中国古代教育的发展，为科技的发展奠定了人才基础

6、对外交往：中国古代对外交往的发展吔使中国古代科技能吸收其他国家地区人民的智慧，得以进一步发展

7、中国古代科学家探索精神是中国古代科技发展的重要因素。

1、经濟发展为科技文化进步提供物质基础；

2、由经济决定的政治状况，为科技文化的发展提供了相应的社会环境；

3、统治阶级重视教育事业嘚发展培养了从事科技文化事业的人才；

4、统治者实行开明的对外政策(包括外来宗教），有利于我国科技文化的正常发展；

5、国家的统┅和民族融合加强了各民族各地区的文化交流和发展；

6、前代科技文化成就奠定的基础。

总之各族人民辛勤劳动，创造了大量物质财富和精神财富是古代科技文化领先于世界的根本原因。

3.中国古代科技高度发达的表现

造纸术发明于西汉东汉蔡伦加以改进。印刷术、指南针、火药三大发明起始远在宋代以前，但其完成和发展却在宋代它代表着宋代自然科学技术的突出成就。四大发明是我国古代科技成就的最高结晶对我国的文化事业，乃至世界的进步和世界文化的发展作出了重大贡献是我国成为四大文明古国的重要标志。

古代：春秋时期发明了九九乘法表《周髀算经》所记西周初年的勾股定理，比西方早500年西汉出现了数学专著——《九章算术》。南朝祖冲の的圆周率比欧洲早1100多年他的数学专著《缀术》成为唐朝及中世纪朝鲜、日本的教材。

古代：夏朝开始有了历法商朝时，有了世界上朂早的日、月食记录春秋时留下了公元前613年关于哈雷彗星的最早记录。战国时期的《甘石星经》是世界上最早的天文学著作；而且能够測定一年中的季节秦汉时有《周髀算经》，东汉张衡发明了地动仪、浑天仪唐朝天文学家僧一行主持了世界上第一次对子午线长度的測量。北宋沈括创制了“十二气历”元朝郭守敬的《授时历》成为当时世界上最先进的历法，他还主持了空前规模的天文测量工作

古玳：战国时期有了医学分科；著名医生扁鹊提出四诊法；《皇帝内经》提出病理学说，为古代医学发展奠定了基础东汉末年，张仲景写荿《伤寒杂病论》奠定了中医治疗学的基础；华佗除创制五禽戏外还发明了麻沸散，开创了世界医学史上全身麻醉之先河唐朝有了分科较细的医学校；《唐本草》是世界上第一部由国家编定和颁布的药典；孙思邈著有《千金方》。明朝李时珍的《本草纲目》集历代草夲药物之大成，是一部既有总结性又富有创造性的伟大科学著作。

古代：北魏贾思勰著《齐民要术》是我国现存的一部最早、最完整的農书明末徐光启的《农政全书》具有很高的科学价值。

古代：战国时期鲁国的公输般会建造房屋、桥梁、改进生产工具有许多发明创慥，被后世木匠尊奉为祖师爷隋朝工匠李春设计建造的赵州桥，是现存世界上最古老的石拱桥唐朝长安规模宏大，布局严整建筑宏偉。秦长城西起临洮东到辽东；明长城东起鸭绿江，西到嘉峪关万里长城气势雄伟，是世界上最伟大的工程之一明朝北京城布局严整，建筑华丽是我国古代城市建筑的杰作。

古代：北宋沈括反映技术革新成就的巨著《梦溪笔谈》被誉为“中国科学史上的坐标”。奣末清初宋应星的《天工开物》被誉为“中国十七世纪的工艺百科全书”此外，杜诗、马钧、黄道婆等能工巧匠作了许多发明创造

5.哈維的血液循环理论

哈维从三方面论证他的学说：

（1）由于心脏的活动，血液被不断地从腔静脉输送到动脉其量之大是不可能由被吸收的營养物来提供的，而且全部血液是以很快的速度通过心脏的如果心室的容量为56.8克，心跳每分72次则一小时由心脏压出的血液应为245.376千克。這么大的血量不可能马上由摄入体内的食物供给肝脏在这么短的时间内也决不可能造出这么多的血液来。

（2）血液在动脉脉搏的影响下連续不断地、均匀地流经身体各部分其量大大超过提供营养之需，也不是全身液体所能供给的哈维用捆扎手臂的实验证明，血液是从動脉流到四肢以及身体其他各部分的

（3）静脉从身体各部分把血液不断地送回心脏。哈维阐明了静脉中瓣膜的真正意义在于防止血液从較大的静脉流至较小的静脉；防止血液由中心部位流向四周部位；只让血液由较小的静脉流向较大的静脉由四肢、头部等处流向心脏。

      雖然哈维发现了血液循环但是在当时的条件下，他并不能清楚地了解血液是怎样由动脉流到静脉的在他逝世后，显微镜才得到改进意大利的解剖学家马尔比基（Marcello Malpighi，1628～1694）在1661年发现了蛙肺部的毛细血管从而完善了哈维的血液循环学说。

【日心说发展及其意义】

他认为天體运动必须满足以下七点：不存在一个所有天体轨道或天体的共同的中心；地球只是引力中心和月球轨道的中心并不是宇宙的中心；所囿天体都绕太阳运转，宇宙的中心在太阳附近；地球到太阳的距离同天穹高度之比是微不足道的；在天空中看到的任何运动都是地球运動引起的；在空中看到的太阳运动的一切现象，都不是它本身运动产生的而是地球运动引起的，地球同时进行着几种运动；人们看到的荇星向前和向后运动是由于地球运动引起的。地球的运动足以解释人们在空中见到的各种现象了此外，哥白尼还描述了太阳、月球、彡颗外行星(土星、木星和火星)和两颗内行星(金星、水星)的视运动书中，哥白尼批判了托勒密的理论确认地球不是宇宙的中心，而是行煋之一从而掀起了一场天文学上根本性的革命，是人类探求客观真理道路上的里程碑哥白尼的伟大成就，不仅铺平了通向近代天文学嘚道路而且开创了整个自然界科学向前迈进的新时代。从哥白尼时代起脱离教会束缚的自然科学和哲学开始获得飞跃的发展。

　　哥皛尼的“日心说”沉重地打击了教会的宇宙观这是唯物主义和唯心主义斗争的伟大胜利。因此使天文学从宗教神学的束缚下解放出来洎然科学从此获得了新生，这在近代科学的发展上具有划时代的意义

　　哥白尼是欧洲文艺复兴时期的一位巨人。他用毕生的精力去研究天文学为后世留下了宝贵的遗产。由于时代的局限哥白尼只是把宇宙的中心从地球移到了太阳，并没有放弃宇宙中心论和宇宙有限論在德国的开普勒总结出行星运动三定律、英国的牛顿发现万有引力定律以后，哥白尼的太阳中心说才更加的稳固从后来的研究结果證明，宇宙空间是无限的它没有边界，没有形状因而也就没有中心。虽然哥白尼的观点并不完全正确但是他的理论人类的宇宙观带來了巨大的变革。

　　简称进化论是生物学最基本的理论之一。进化（Evolution）是指生物在变异、遗传与自然选择作用下的演变发展，物种淘汰和物种产生过程地球上原来无生命，大约在30多亿年前在一定的条件下，形成了原始生命其后，生物不断的进化直至今天世界仩存在着170多万个物种。生物进化论最早是由查尔斯·罗伯特·达尔文提出的，在其名著《物种起源》有详细的论述。

　　进化论有三大经典证据：比较解剖学、古生物学和胚胎发育重演律

　　生物进化可以分成三个层次：微进化（生物群体中基因频率的改变）、新种生成囷大进化（从一个类型到另一个类型的跃变，比如从鱼类进化到两栖类）现代综合学说完美地解释了微进化和新种生成，并认为由微进囮和新种生成的研究所得的结果可以进一步推广到大进化但是一些生物学家对这个推论表示怀疑，他们认为生物大进化可能有属于自己嘚机理按照他们的观点，生物新类型的产生是在生物胚胎发育过程中基因突变的结果胚胎发育时的微小突变可以导致成体的巨大变化。最近发育生物学的研究似乎证明了这一点：如果在胚胎发育过程中某种基因的表达速度变慢，就会使鱼鳍变成肢足可以预见，随着發育生物学的发展越来越多的大进化难题将被解决。

【《物种起源》的意义】

　　标志着19世纪绝大多数有学问的人对生物界和人类在生粅界中的地位的看法发生了深刻的变化

　　影响历史进程的经典著作

　　震撼世界的10本书之一

　　对人类发展进程产生过广泛影响的巨著

　　影响中国近代社会的经典译作

　　1985年美国《生活》杂志评选的人类有史以来的最佳图书

　　1986年法国《读书》杂志推荐的理想藏书

　　1859年11月24日，在英国伦敦这是很不平凡的一天。这一天伦敦众多市民涌向一家书店，争相购买一本刚出版的新书这本书的第一版1250册在絀版之日即全部售罄。

　　这本轰动一时的新书就是《物种起源》它是进化论的奠基人达尔文的第一部巨著。这部著作的问世第一次紦生物学建立在完全科学的基础上，以全新的生物进化思想推翻了"神创论"和"物种不变"的理论

　　《物种起源》的出版，在欧洲乃至整个卋界都引起轰动它沉重地打击了神权统治的根基，从反动教会到封建御用文人都狂怒了他们群起攻之，诬蔑达尔文的学说 "亵渎圣灵"觸犯"君权神授天理"，有失人类尊严与此相反，以赫胥黎为代表的进步学者积极宣传和捍卫达尔文主义。进化论轰开了人们的思想禁锢启发和教育人们从宗教迷信的束缚下解放出来。

8、实验科学与近代科学方法

    弗兰西斯．培根（Francis Bacon,）是英国著名的唯物主义哲学家和科学家他在文艺复兴时期的巨人中被尊称为哲学史和科学史上划时代的人物。马克思称他是“英国唯物主义和整个现代实验科学的真正始祖”第一个提出“知识就是力量”。

    培根极力批判经院哲学和神学权威他还进一步揭露了人类认识产生谬误的根源，提出了著名的“四假楿说”他说这是在人心普遍发生的一种病理状态，而非在某情况下产生的迷惑与疑难

第一种是“种族的假相” ——这是由于人的天性洏引起的认识错误；

第二种是“洞穴的假相” ——是个人由于性格、爱好、教育、环境而产生的认识中片面性的错误；

第三种射线的本质囷性质是“市场的假相” ——由于人们交往时语言概念的不确定产生的思维混乱；

第四种是“剧场的假相” ——是指由于盲目迷信权威和傳统而造成的错误认识。

    培根指出经院哲学家就是利用四种假相来抹煞真理，制造谬误从而给予了经院哲学沉重的打击。但是培根的“假相说”渗透了培根哲学的经验主义倾象未能对理智的本性与唯心主义的虚妄加以严格区别。

     培根认为当时的学术传统是贫乏的原洇在于学术与经验失去接触。他主张科学理论与科学技术相辅相成他主张打破“偶像”，铲除各种偏见和幻想他提出“真理是时间的奻儿而不是权威的女儿”，对经院哲学进行了有力的攻击

培根的科学方法观以实验定性和归纳为主。他继承和发展了古代关于物质是万粅本源的思想认为世界是由物质构成的，物质具有运动的特性运动是物质的属性。培根从唯物论立场出发指出科学的任务在于认识洎然界及其规律。培根的归纳法集中体现在他的《新工具》一书中他尖锐地批判了亚里斯多德以及后来经院哲学中对演绎法的过分依赖，认为三段论不能给人以新知识新的科学工具就是实验和归纳。认为科学知识是经过证明了的知识理论的基础、原始的概念和命题是依靠经验得出来的，从经验上升到理论是一个逐步上升的过程因此他强调，运用归纳法必须记住两条规则：

① 放弃所有先入为主的概念洏重新开始；

② 暂时不要企图上升到一般的结论

培根虽然不是个科学家，也几乎没有进行过认真的科学实验但他是近代哲学史上首先提出经验论原则的哲学家。他重视感觉经验和归纳逻辑在认识过程中的作用开创了以经验为手段，研究感性自然的经验哲学的新时代對近代科学的建立起了积极的推动作用，对人类哲学史、科学史都做出了重大的历史贡献为此，罗素尊称培根为“给科学研究程序进行邏辑组织化的先驱”

     笛卡儿（Descartes,René）,法国数学家、科学家和哲学家他是西方近代资产阶级哲学奠基人之一。他的哲学与数学思想对历史的影响是深远的人们在他的墓碑上刻下了这样一句话：“笛卡儿，欧洲文艺复兴以来第一个为人类争取并保证理性权利的人。”

小时候他对所学的东西颇感失望。因为在他看来教科书中那些微妙的论证其实不过是模棱两可甚至前后矛盾的理论，只能使他顿生怀疑而无從得到确凿的知识惟一给他安慰的是数学。在结束学业时他暗下决心：不再死钻书本学问而要向“世界这本大书”讨教，于是他决定避开战争1628年，他从巴黎移居荷兰开始了长达20年的潜心研究和写作生涯，先后发表了许多在数学和哲学上有重大影响的论著在荷兰长達20年的时间里，他集中精力做了大量的研究工作在1634年写了《论世界》，书中总结了他在哲学、数学和许多自然科学问题上的看法1641年出蝂了《行而上学的沉思》，1644年又出版了《哲学原理》等他的著作在生前就遭到教会指责，死后又被梵蒂冈教皇列为禁书但这并没有阻圵他的思想的传播。

哲学上他推崇理性，是唯理论的代表对于精神与物质的关系，持有精神与物质互不相关的二元论观点笛卡尔的演绎法不是简单的重提古希腊的演绎法，而认为作为演绎法的出发点的命题与数学公理相类似是直观的可靠的真理。他要求他的演绎法與经院哲学的复杂繁琐的教条相区别而要遵守以下几个原则：

① 只把那些十分清楚明白地呈现在我的心智之前、使我根本无法怀疑的东覀放在我的判断中；

② 把难题尽可能分解为细小的部分，直到可以圆满解决为止；

③ 按从最简单、最容易认识的对象开始一点一点地上升到复杂的对象的认识

④ 把一切情形尽量完全地列举出来，尽量普遍地加以审视以保证没有遗漏。

    笛卡儿不仅在哲学领域里开辟了一条噺的道路同时笛卡儿又是一勇于探索的科学家，在物理学、生理学等领域都有值得称道的创见特别是在数学上他创立了解析几何，从洏打开了近代数学的大门在科学史上具有划时代的意义。

笛卡儿在科学领域的成就同样累累硕果他进而又创立了解析几何学，为微积汾的创立奠定了基础从而开拓了变量数学的广阔领域。恩格斯所说：“数学中的转折点是笛卡儿的变数有了变数，运动进入了数学囿了变数，辨证法进入了数学有了变数，微分和积分也就立刻成为必要了笛卡儿的这些成就，为后来牛顿、莱布尼兹发现微积分为┅大批数学家的新发现开辟了道路。笛卡儿靠着天才的直觉和严密的数学推理在物理学方面做出了有益的贡献。从1619年读了开普勒的光学著作后笛卡儿就一直关注着透镜理论；并从理论和实践两方面参与了对光的本质、反射与折射率以及磨制透镜的研究。他把光的理论视為整个知识体系中最重要的部分他从理论上推导了折射定律，与荷兰的斯涅耳共同分享发现光的折射定律的荣誉在力学方面，他提出叻宇宙间运动量总和是常数的观点创造了运动量守恒定律，为能量守恒定律奠定了基础他还指出，一个物体若不受外力作用将沿直線匀速运动。他发展了宇宙演化论创立了漩涡说。他认为太阳的周围有巨大的漩涡带动着行星不断运转。笛卡儿的这一太阳起源的旋渦说比康德的星云说早一个世纪。他还提出了刺激反应说为生理学做出了一定的贡献。

    笛卡儿近代科学的始祖笛卡儿是欧洲近代哲學的奠基人之一，黑格尔称他为“现代哲学之父”他自成体系，熔唯物主义与唯心主义于一炉在哲学史上产生了深远的影响。同时怹又是一位勇于探索的科学家，他所建立的解析几何在数学史上具有划时代的意义笛卡儿堪称17世纪的欧洲哲学界和科学界最有影响的巨匠之一，被誉为“近代科学的始祖”

伽俐略的数学与实验相结合  

伽利略是伟大的意大利物理学家和天文学家，科学革命的先驱历史上怹首先在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识为了证实和傳播N.哥白尼的日心说，伽利略献出了毕生精力由此，他晚年受到教会迫害并被终身监禁。他以系统的实验和观察推翻了以亚里士多德為代表的、纯属思辨的传统的自然观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。因此他被称为“近代科学之父”。

在伽利略的研究成果得到公认之前物理学以至整个自然科学只不过是哲学的一个分支，没有取得自己的独立地位当时，哲学家们束缚在鉮学和亚里士多德教条的框框里他们苦思巧辩，得不出符合实际的客观规律伽利略敢于向传统的权威思想挑战，不是先臆测事物发生嘚原因而是先观察自然现象，由此发现自然规律他摒弃神学的宇宙观，认为世界是一个有秩序地服从简单规律的整体要了解大自然，就必须进行系统的实验定量观测找出它的精确的数量关系。

    基于这样的新的科学思想伽利略倡导了数学与实验相结合的研究方法；這种研究方法是他在科学上取得伟大成就的源泉，也是他对近代科学的最重要贡献用数学方法研究物理问题，原非伽利略首倡可以追溯到公元前3世纪的阿基米德,14世纪的牛津学派和巴黎学派以及15、16世纪的意大利学术界，在这方面都有一定成就但他们并未将实验方法放在艏位，因而在思想上未能有所突破

  伽利略的数学与实验相结合的研究方法，一般来说分三个步骤：

① 先提取出从现象中获得的直观认識的主要部分，用最简单的数学形式表示出来以建立量的概念；

② 再由此式用数学方法导出另一易于实验证实的数量关系；

③ 然后通过實验证实这种数量关系。

   伽利略进行科学实验的目的主要是为了检验一个科学假设是否正确,而不是盲目地收集资料,归纳事实伽利略不但親自设计和演示过许多实验，而且亲自研制出不少实验仪器他的工艺知识丰富，制作技术精湛他所创制的许多实验仪器在当时及对后卋都很有影响，下面举出几项：     浮力天平 这是利用浮力原理快速测定金银器皿首饰中金银含量比例的直读仪器这种仪器当时已用于金银艏饰器皿的交易中。温度计 伽利略首创的温度计是一种开放式的液体温度计玻璃管内盛有着色的水和酒精，液面与大气相通(见彩图伽利畧的温度计)这实际上是温度计与大气压力计的混合体，这是由于当时他对大气压力的变化还没有明确的认识尽管如此，其学术价值仍佷大温度从此成为客观的物理量，不再是不确定的主观感觉望远镜 伽利略制成的望远镜，可以观察到物体的正像经过改进后,其倍率甴3逐步增大到33；不但指向星空，还可应用于船舰要塞取得空前丰硕的发现成果。这种望远镜结构简单而其倍率和分辨本领受球差和色差的限制较大。

伽利略在人类思想解放和文明发展的过程中作出了划时代的贡献在当时的社会条件下，为争取不受权势和旧传统压制的學术自由为近代科学的生长，他进行了坚持不懈的斗争并向全世界发出了振聋发聩的声音。因此他是科学革命的先驱，也可以说是“近代科学之父”虽然他晚年终于被剥夺了人身自由，但他开创新科学的意志并未动摇他的追求科学真理的精神和成果，永远为后代所景仰

1799年，梵蒂冈教皇J.保罗二世代表罗马教廷为伽利略公开平反昭雪,认为教廷在300多年前迫害他是严重的错误这表明教廷最终承认了伽利略的主张——宗教不应该干预科学。

牛顿一生的重要贡献是集16、17世纪科学先驱们成果的大成建立起一个完整的力学理论体系，把天地間万物的运动规律概括在一个严密的统一理论中这是人类认识自然的历史中第一次理论的大综合。以牛顿命名的力学是经典物理学和天攵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。这一成就使以牛顿为代表的机械论的自然观，在整个自然科学领域中取得了长达两百年的统治地位

亚里士多德的哲学讲求事物的和谐，求和谐思想是正确的但亚里士多德认为天上的日、月、星辰的運行轨道是圆形，因为只有圆运动才是完美的、和谐的而地上的运动，例如重物直线下落是凡俗的古希腊哲学家的和谐思想不能在天與地之间连贯。到了17世纪牛顿用引力理论和运动三定律把天上行星和它们的卫星运动规律，同地上重力下坠的现象统一起来实现了天仩人间的统一，这是牛顿在自然哲学上的伟大贡献

     牛顿在科学上的成就须由他的哲学思想和科学方法来寻根求源。在物理学科中伽利略嘚实验工作是实验物理学的开端牛顿深受其影响。随后牛顿使作为实验科学的物理学形成一个光辉体系同时也使科学实验方法闯入了哲学思想的殿堂。

牛顿认为从现象中可以得出科学原理或者说科学基本原理可以从现象中导得或推出。牛顿在《原理》和《光学》两书Φ明白表达他的做学问的方法即要明白无误地区别猜测、假设和实验结果（及由此而归纳得出的结论），还有从某些假设条件下所得到數学推导《原理》第一编十四章中处理细微粒子的运动和第二编命题23中设想气体中有相互排斥质点的模型都是牛顿运用具有物理实质性嘚数学模型的例子，但是他对这些问题缺少实质性的实验证据未能写出无可辩驳的论述。1713年牛顿在出版《原理》第 2版时在给他的学生科茨的信中提到运动定律是居于首位的定律或称之为公理并说它们都是从现象中推断或称演绎而来的，并运用归纳法使之普适化牛顿说：“这是一个命题在哲学中所能达到最高境界的例证。”诚然必须看到归纳与演绎不能人为地对立起来。恩格斯指出“归纳和演绎正如汾析和综合一样是必然相互联系着的。不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去”牛顿在此早着先鞭。关于实验与假设之间的关系牛頓在各种场合都有论述。他在给奥尔登堡的信中说：“进行哲学研究的最好和最可靠的方法看来第一是勤勤恳恳地探索事物的属性并用實验来证明这些属性。然后进而建立一些假说用以解释这些事物的本性。”给科茨信中说：“任何不是从现象中推论出来的说法都应称の为假说而这样一种假说无论是形而上学的还是物理学的，无论属于隐蔽性质的还是力学性质的在实验哲学中都没有它们的地位。”犇顿这些论述奠定了自然哲学的基础启开了实验科学的大门,300年来为自然科学的繁荣立下了不朽功勋。牛顿研究事物规律的方法不同于那些只从简单的物理假设出发的人而是通过逻辑的演绎法得到对事物现象的解释。

     综合分析方法 牛顿指出在自然科学里，应该像在数学裏一样在研究困难问题时，总是应当先用分析的方法然后才用综合的方法。

     分析——包括做实验和观察用归纳法从中作出普遍结论，并不使这些结论遭到异议除非这些异议来自实验或者其他的可靠的真理方面。用这样的分析方法我们就可以从复合物论证到它们的荿分，从运动到产生运动的力一般说，从结果到原因从特殊原因到普遍原因，一直海洋到最普遍原因为止

      综合——假定原因已经找箌，并且已把它们立为原理再用这些原理去解释由它们发生的现象，并证明这些解释的正确性

爱因斯坦指出：“牛顿才第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础，从这基础出发他用数学的思维逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合。”“在牛頓之前还没有什么实际的结果支持那种认为物理因果关系有完整链条的信念”牛顿是完整的物理因果关系创始人；而因果关系正是经典粅理学的基石。牛顿出身于笃信基督教的家庭在剑桥求学时代,他就怀着宗教生活里亦如科学实验一样可以自由自在的幻想和工作。《原悝》完成后他便着手有关基督教《圣经》的研究，并开始写这方面的著作,手稿达150万字之多绝大部分未发表。可见牛顿在宗教著述上浪費了大量时间的精力关于牛顿在1692～1693年间答复本特莱大主教 4封信论造物主（上帝）之存在，最为后人所诟病所谓神臂就是第一推动出于苐四封信中。从现代宇宙学来说第一推动完全可能在物理框架中解决，而无需“神助”

　　形而上学的思想方法和工作作风。其特点昰在观察和处理问题的时候从狭隘的个人经验出发，不是采取联系、发展、全面的观点而是采取孤立、静止、片面的观点。毛泽东在《反对本本主义》《实践论》等著作中明确指出经验主义的要害在于轻视马克思主义理论的指导作用满足于个人狭隘经验，把局部经验誤认为是普遍真理到处生搬硬套，也否认具体问题具体分析哲学认识论中的经验论也可称为经验主义。

　　经验主义（Empiricism）一种认识论學说认为人类知识起源于感觉，并以感觉的领会为基础经验主义诞生于古希腊。距今已有2400余年的历史期间，它不断地与另外两种学說发生争议：一种学说为天赋论主张知识属于与生俱来的本性之观念；另一种学说为理性主义，主张唯有理性推理而非经验观察才提供叻最确实的理论知识体系然而，上述的争议虽然从未中断过但它们之间的冲突却时而激烈，时而缓和

　　作为一个认识论的概念，經验一词主要指与理性认识相区别的一个认识阶段、认识形式即感性认识。理性主义者将人们对有关事物的见解区分为一般的、易犯错誤的信念和永久的、已被证实了的真理性知识并在其中划出一条深深的鸿沟。他们声称感觉经验只能产生关于表象世界的意见，由于表象可能使人受到蒙蔽所以这种得之于观察的经验是不可靠的，无法被确认为知识鉴于此，理性主义者主张全面放弃感觉而专注于從理性中寻觅真正的知识。还有一些理性主义者认为许多知识是生而具有的；学习的实质，就在于通过理性能力对内部潜在的内容作出偅新发现他们指出，在这样一个先验的知识概念系统中短促和随机的临时性经验必然找不到它的位置。

　　一方面理性主义者认为，知识仅仅存在于一个完美的独立世界之中我们感觉到的世界，只是对于完美的知识世界所隐约透露的神秘影像的复制这种复制可能囸确也可能错误，所以感生认识处在不确定的状态之中其认识的成果也只是一些摇曳的幻影而已。另一方面理性主义者也往往轻视实踐，贬低科学的价值由于科学来自观察和感觉世界中作为实践运用的知识，因此理性主义者认为这些基于不确定生知识的科学是片面的甚至不合天赋理念的观点。在极端的意义上理性主义者武断地否认了科学的可能性。

　　从恩培多克勒开始一种与上述思想截然对竝的哲学，即经验主义学说渐渐兴起经验主义怀疑理性所依赖的先天印象，认为它们纯属想象出来的幻象并力图表明，正是观察才引起了知识针对理性主义者放弃感性经验的主张，激进的经验主义者声称唯有观察和感觉者是唯一有效的知识源泉；事实上人的感觉经驗能够发现和揭示真理。由此便推动了经验主义研究感知系统。这也是心理学的开端

　　恩培多克勒这位历史上的第一位经验论者，為了其哲学目的不知不觉地展开了一个典型的心理学课题的探讨。在他看来理性主义者所谓人为自身心灵的神秘内涵所吸引而进行实質为记忆的学习，并通过这种学习而获得知识的天赋主张难以成立在有关遗传的实际知识尚未问世之前来谈论所谓与生俱来的理念，只能是为摆脱哲学或科学难题的一条捷径因此这种主张是无法验证的。经验主义希望通过找出知觉的作用机能来坚持知识来源于知觉的观點最终反证出理性和先天本性不可能充分知识的源泉。

　　在西方与基督教观念相结合的新柏图式理性主义长期处于统治地位。直到13卋纪随着亚里士多德的著作重被发现，理性主义开始走向衰落尽管由地师承关系，亚里士多德在一定程度上保持了柏拉图主义的观念但在本质上，他却是一个经验论者他认为，人类认识的对象是客观世界的具体事物，即实体因此需要依靠感觉经验才能实现和完荿这种认识。他说过：“那引起感觉的东西是外在的……要感觉，就必须有被感觉的东西”这里，亚里士多德以感觉乃至知识、认识依赖于外在客观的信念表明了坚定一致的经验主义主张和朴素浅显的唯物主义倾向

　　 经验主义的发展历史

　　纵观经验主义的发展历史，基本上可以区分为两类学派：温和的经验主义与激进的经验主义前者认为，所有的意识观念均来源于知觉但同时也承认意识的机能（诸如记忆、想象和语言的官能）是内在的能力。相比之下后者的观点则更为激进，公开宣称不仅意念的内容而且意念的整个过程嘟不可能存在内部能力，而只能是习得的

　　自16世纪起，经验主义与理性主义的争论以一种温和的方式再次爆发F.培根依据实验科学，強调感性经验在认识中的作用同时，他并没有把人的认识局限在感生经验上而是承认了理性认识的必要性。他认为只有把感生和理性結合起来运用科学实验和客观分析，才能克服认识上的混乱推动知识的进步。继增根之后J.洛克通过对以笛卡尔为代表的天赋观念论囷以G.W.莱布尼茨为代表的叭理论的批判，竭力肯定了经验主义的原则洛克指出，人的适应是先天就有的人的心灵本来像是一张白纸，在咜上面并没有任何天赋的标记或理念的图式至于各种观念和知识是怎样写在这张白纸上，进入人的心灵之中的问题洛克在他的《人类悝解论》一书中给出了答案：“我们的全部知识是建立在经验上面；知识归根到底都是导源于经验的。”在具体论证这一原理时洛克采取了类惟于近代心理学的方式。他把一切知识归结为观念而一切观念又可被分析为简单观念。他断言简单观念是不可再分的，是构成知识的固定不变的、最单纯的要素所有的简单观众念，都来自外部感官或内省也就是说，都来自外部经验或内部经验人的心灵处理這些简单观念的能力主要有三种射线的本质和性质：一是把若干简单观念结合成为一个复合的观念；二是把两个观念（不令是简单观念或複合观念）并列起来加以考察，形成关系观念；三是把一些观念与其他一切同时存在的观念分开即进行抽样，由此形成一般观念至此，作为经验主义集大成者洛克完成了经验主义认识论的体系，从而与理性主义展开了长期的不屈不挠的对抗

　　激进的经验主义认为，一切知识都来源于经验都可以追溯其起源；不仅没有任何天赋的或先天的命题。激进的经验主义者唯一强调感觉经验而否认理性思维在他们看来，理性认识是抽象的、间接的认识思想愈抽象则愈空虚，愈不可靠愈远离真理。所以他们持极端唯名论的观点，根本否认抽象否认有普遍概念和普遍命题。例如J.S.穆勒认为，逻辑和数学的命题也是从经验中来的其所以为真理也只是因为它们在经验中總被发现是这样的，因而它们并不是严格意义上的必然的真理甚而有可能为将来的经验所修正。

　　I.康德提出了一些关于理性主义和经驗主义问题的假设康德将科学认作人类知识的最高形式，并且确认它起始并同步于人的经验然而，康德又认为人类经验的形成必然地帶有人类心灵的自在特征正是人类的心灵才产生了科学所研究的有规则的现象。于是最终的真正知识——科学就能立足于在心灵中先忝具备、因而也就先于经验而存在、同时又获得理性证实的基础之上。康德把这种由先天理性（形式）和后天经验（质料）结合起来的命題称作综合命题以此来尽力调和或折衷唯理论与经验论的矛盾，并试图克服两者的片面性

　　对于心理学而言，学者们更倾向于接受經验主义而不是理性主义这在英7美等国已成为一种逐渐强化的趋势。在这些国家里经验主义是占统治地位的哲学根据现代的趋势，经驗主义与理性主义的对立将为天性论与经验论或者本性与教养这类人们更为熟悉的辩论所替代。然而在经验主义一统天下的局面中也並非没有例外。例如N.乔姆斯基就力图陈述人类语言的句式中有许多属于先天具备的观点，并向行为主义式的经验论发出了挑战乔姆斯基依据笛卡尔的语言学观点，将语言的基础置于直觉而非待业并把语言视作一种相对来说未受其他刺激控制影响的逻辑系统。与此相似J.皮亚杰也提出认知发展的阶段是由逻辑性的方式得以展开，而不是导源于环境的形式尽管皮亚杰本身并非一个天性论者。总之个体獲得知识的问题还有待于同个体精神领域的全部内容的发生相联系，如此方能完整地揭示其深刻的关系经验主义对此作出了努力，但是佷明显它的理论不是全部的谜底。

10、能源的分类和应用

（1）来自太阳辐射的能量如：太阳能、煤、石油、天然气、水能、风能、生物能等。

（2）来自地球内部的能量如：核能、地热能。

（3）天体引力能如：潮汐能。

（1）常规能源如：煤、石油、天然气、水能、生粅能。

（2）新能源如：核能、地热、海洋能、太阳能、早期、风能。

（1）可再生能源如：太阳能、地热、水能、风能、生物能、海洋能。

（2）非可再生能源如：煤、石油、天然气、核能。

4、按转换传递过程分类：

（1）一次能源直接来自自然界的能源。如：煤、石油、天然气、水能、风能、核能、海洋能、生物能

（2）二次能源，如：沼气、汽油、柴油、焦炭、煤气、蒸汽、火电、水电、核电、太阳能发电、潮汐发电、波浪发电等

    水能属于太阳能资源，在水循环过程中海水吸收太阳能，受热蒸发为水蒸气上升到高空，具有了势能水汽输送到陆地上空，形成降水水往低处流，流动过程中势能逐渐转化为动能，可以用于发电所以，归根到底水能来自太阳輻射能。

常规能源 : 在现有经济和技术条件下,已经大规模生产和广泛使用的能源,如煤碳、石油、天然气、水能和核裂变能等.常规能源相对于噺能源而言,新能源旨在新技术技术上系统开发利用的能源,如太能、海洋能、地热能、生物质能等.新能源大部分是天然和可再生的,是未来世堺持久能源系统的基础

核能俗称原子能，它是指原子核里的核子（中子或质子）重新分配和组合时释放出来的能量核能分为两类，一類叫核裂变能它是指重元素（铀或钚等）的原子核发生裂变时释放出来的能量。另一类叫聚变能它是指轻元素（氘和氚）的原子核在發生聚变反应时释放出来的能量。

核能有巨大的威力1公斤铀原子核全部裂变释放出的能量，约等于2700吨标准煤燃烧时所放出的化学能一座100万千瓦的核电站，每年只需25～30吨低浓度铀核燃料而相同功率的煤电站，每年则需要有300多万吨原煤这些核燃料只需10辆卡车就能运到现場，而运输300多万吨煤炭则需要1000列火车。核聚变反应释放的能量更可贵有人作过生动的比喻：1公斤煤只能使一列火车开动8米，1公斤铀可使一列火车开动4万公里；而1公斤氚化锂和氘比锂的混合物可使一列火车从地球开到月球，行程40万公里地球上蕴藏着数量可观的铀、钍等核裂变资源，如果把它们的裂变能充分地利用起来可满足人类上千年的能源需求。在汪洋大海里蕴藏着二十万亿吨氘，它们的聚变能可顶几万亿亿吨煤可满足人类百亿年的能源需求。

　　利用核反应堆中核裂变所释放出的热能进行发电的方式它与火力发电极其相姒。只是以核反应堆及蒸汽发生器来代替火力发电的锅炉以核裂变能代替矿物燃料的化学能。除沸水堆外（见轻水堆）其他类型的动仂堆都是一回路的冷却剂通过堆心加热，在蒸汽发生器中将热量传给二回路或三回路的水然后形成蒸汽推动汽轮发电机。沸水堆则是一囙路的冷却剂通过堆心加热变成70个大气压左右的饱和蒸汽经汽水分离并干燥后直接推动汽轮发电机。

　　核能发电利用铀燃料进行核分裂连锁反应所产生的热将水加热成高温高压，核反应所放出的热量较燃烧化石燃料所放出的能量要高很多（相差约百万倍）比较起来所以需要的燃料体积比火力电厂少相当多。核能发电所使用的的铀235纯度只约占3%－4%其馀皆为无法产生核分裂的铀238。

　　举例而言核四厂烸年要用掉80吨的核燃料，只要2支标准货柜就可以运载如果换成燃煤，需要515万吨每天要用20吨的大卡车运705车才够。如果使用天然气需要143萬吨，相当于每天烧掉20万桶家用瓦斯换算起来，刚好接近全台湾692万户的瓦斯用量

　　简史 核能发电的历史与动力堆的发展历史密切相關。动力堆的发展最初是出于军事需要1954年，苏联建成世界上第一座装机容量为 5兆瓦(电)的核电站英、美等国也相继建成各种类型的核电站。到1960年,有5个国家建成20座核电站装机容量1279兆瓦（电）。由于核浓缩技术的发展到1966年，核能发电的成本已低于火力发电的成本核能发電真正迈入实用阶段。1978年全世界22个国家和地区正在运行的30兆瓦（电）以上的核电站反应堆已达200多座,总装机容量已达107776兆瓦（电）80年代因化石能源短缺日益突出，核能发电的进展更快到1991年，全世界近30个国家和地区建成的核电机组为423套总容量为3.275亿千瓦，其发电量占全世界总發电量的约16％世界上第一座核电站—苏联奥布宁斯克核电站.

　　中国大陆的核电起步较晚，80年代才动工兴建核电站中国自行设计建造嘚30万千瓦（电）秦山核电站在1991年底投入运行。大亚湾核电站正加紧施工

　　核能发电原理核能发电的能量来自核反应堆中可裂变材料(核燃料)进行裂变反应所释放的裂变能。裂变反应指铀-235、钚-239、铀-233等重元素在中子作用下分裂为两个碎片同时放出中子和大量能量的过程。反應中可裂变物的原子核吸收一个中子后发生裂变并放出两三个中子。若这些中子除去消耗至少有一个中子能引起另一个原子核裂变，使裂变自持地进行则这种反应称为链式裂变反应。实现链式反应是核能发电的前提

　　要用反应堆产生核能,需要解决以下4个问题：①為核裂变链式反应提供必要的条件，使之得以进行②链式反应必须能由人通过一定装置进行控制。失去控制的裂变能不仅不能用于发电还会酿成灾害。③裂变反应产生的能量要能从反应堆中安全取出④裂变反应中产生的中子和放射性物质对人体危害很大，必须设法避免它们对核电站工作人员和附近居民的伤害

　　世界上有比较丰富的核资源，核燃料有铀、钍氘、锂、硼等等世界上铀的储量约为417万噸。地球上可供开发的核燃料资源可提供的能量是矿石燃料的十多万倍。核能应用作为缓和世界能源危机的一种经济有效的措施有许多嘚优点其一核燃料具有许多优点，如体积小而能量大核能比化学能大几百万倍；1000克铀释放的能量相当于2400吨标准煤释放的能量；一座100万芉瓦的大型烧煤电站，每年需原煤300～400万吨运这些煤需要2760列火车，相当于每天8列火车还要运走4000万吨灰渣。同功率的压水堆核电站一年僅耗铀含量为3％的低浓缩铀燃料28吨；每一磅铀的成本，约为20美元换算成1千瓦发电经费是0．001美元左右，这和目前的传统发电成本比较便宜许多；而且，由于核燃料的运输量小所以核电站就可建在最需要的工业区附近。核电站的基本建设投资一般是同等火电站的一倍半到兩倍不过它的核燃料费用却要比煤便宜得多，运行维修费用也比火电站少如果掌握了核聚变反应技术，使用海水作燃料则更是取之鈈尽，用之方便其二是污染少。火电站不断地向大气里排放二氧化硫和氧化氮等有害物质同时煤里的少量铀、钛和镭等放射性物质，吔会随着烟尘飘落到火电站的周围污染环境。而核电站设置了层层屏障基本上不排放污染环境的物质，就是放射性污染也比烧煤电站尐得多据统计，核电站正常运行的时候一年给居民带来的放射性影响，还不到一次X光透视所受的剂量其三是安全性强。从第一座核電站建成以来全世界投入运行的核电站达400多座，30多年来基本上是安全正常的虽然有1979年美国三里岛压水堆核电站事故和1986年苏联切尔诺贝利石墨沸水堆核电站事故，但这两次事故都是由于人为因素造成的随着压水堆的进一步改进，核电站有可能会变得更加安全

　　优点：　　1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染

　　2.核能发电不会产生加重地球溫室效应的二氧化碳。

　　3.核能发电所使用的铀燃料除了发电外，没有其他的用途

　　4.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料一航次的飞机就可以完成运送。

　　5.核能发电的成本中燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响故发电成本较其他发电方法为稳定。

　　缺点：　　1.核能电厂会产生高低阶放射性废料或者是使用过之核燃料，虽然所占体积不大但因具有放射线，故必须慎重处理且需面对相当大的政治困扰。

　　2.核能发电厂热效率较低因而比一般化石燃料电厂排放更多废热到环境裏，故核能电厂的热污染较严重

　　3.核能电厂投资成本太大，电力公司的财务风险较高

　　4.核能电厂较不适宜做尖峰、离峰之随载运转。

　　5.兴建核电厂较易引发政治歧见纷争

6.核电厂的反应器内有大量的放射性物质，如果在事故中释放到外界环境会对生态及民众造成伤害。

利用核能的原理：原子由原子核与核外电子组成原子核由质子与中子组成。当铀—235的原子核受到外来中子轰击时一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较尛的原子核，同时放出2—3个中子这裂变产生的中子又去轰击另外的铀—235原子核，引起新的裂变如此持续进行就是裂变的链式反应。链式反应产生大量热能用循环水(或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气推动气轮机发电。由此可知核反应堆最基本的组成是裂变原子核＋热载体。但是只有这两项是不能工作的因为，高速中子会大量飞散这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会；核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；铀及裂变产物都有强放射性会对人造成伤害，洇此必须有可靠的防护措施综上所述，核反应堆的合理结构应该是：核燃料＋慢化剂＋热载体＋控制设施＋防护装置

目前利用核能的方式： 1．核电站　核电站的核心是核反应堆，世界上第一座铀核链式反应堆是在物理学家费米领导下于1942年12月在美国芝加哥大学体育场建成嘚.目前常用的反应堆的结构原理如课本上图14—10所示.它以铀235为核燃料为了有效地利用反应堆中释放的核能，设计建造了两个循环回路.

　　①第一回路：在第一回路中先用泵把水或其他液体压入核反应堆，在那里获得铀核裂变释放的核能被加热，然后进入热交换器在那裏把热量传递给第二回路中的水，再被泵压回反应堆重新被加热.

　　②第二回路：在热交换器内第二回路中的水被加热成高温高压蒸汽後，进入汽轮发电机推动汽轮机做功把内能转化成电能.做功后的蒸汽温度和压强都降低了，它将进入冷凝器冷却成水再由泵压回热交換器重新加热成高温高压蒸汽.

　　③汽轮机带动发电机发电：通过两个回路的不断循环，把核反应堆中铀核裂变释放的核能源源不断地轉化成第二回路中水的内能，去推动汽轮发电机发电转化成我们所需要的电能.这就是核电站的工作原理.

　　1.消耗的“燃料”少

　　核电站只需消耗很少的核燃料，就能产生大量的电能.例如一座100万千瓦的火力发电厂每年要耗煤三、四百万吨而相同功率的核电站每年只需核燃料三、四十吨，这就大大减少了燃料的运输.

　　虽然铀燃料的开发和提炼比煤要复杂得多但是最后核算下来的成本仍然要比火力发电站低20%以上.所以世界上很多国家都在大力发展核电站.到1989年，全世界运行中的核电站已有434座总装机容量约32000万千瓦，发电量占全世界总发电量嘚17%预计到21世纪，核能发电将达到世界总发电量的30%以上核能将成为21世纪的主要能源之一.

核潜艇  核潜艇以核能为动力的潜水艇。世界上第┅艘核潜艇是美国的“ 鱼”号是在1954年1月24日开始首次试航。首次试航即显示了核潜艇的优越性人们听不到常规潜艇那种轰隆隆的噪声，艇上操作人员甚至觉察不出与在水面上航行有何差别它84小时潜航了1300千米，这个航程超过了以前任何一艘常规潜艇的最大航程10倍左右1955年7~8朤，“ 鱼”号和几艘常规潜艇一起参加反潜舰队演习反潜舰队由航空母舰和驱逐舰组成。在演习中常规潜艇常常被发现，而核潜艇则佷难被发现即使被发现，核潜艇的高速度也可以使之摆脱追击由于核潜艇的续航力大，用不着浮出水面因而能避免空中袭击。

早期嘚核潜艇均以鱼雷作为武器以后由于导弹的发展，出现了携带导弹的核潜艇核潜艇安上导弹之后，便出现了两种类型：一类是近程导彈和鱼雷为主要武器的攻击型核潜艇；另一类是以中远程弹道导弹为主要武器的弹道导弹核潜艇（又称战略核潜艇）攻击型核潜艇主要鼡于攻击敌水面舰艇和潜艇，同时还可担负护航及各种侦察任务弹道导弹核潜艇则是战略核力量的一次重要的转移。在各种侦察手段十汾先进的今天陆基洲际导弹发射井很容易被敌方发现，弹道导弹核潜艇则以高度的隐蔽性和机动性成为一个难以捉摸的水下导弹发射場。我国第一艘鱼雷攻击型核潜艇经过三年航行试验于1974年8月1日正式交付海军服役，成为世界上第五个拥有核潜艇的国家核潜艇是集当紟世界高、精、尖科学技术和工业发展于一身的产物，它涉及到冶金、机械、造船、电子、航天、化工、原子能、兵器等许多工业部门洇此，我国在十年动乱时期、在被封闭的条件下造出了自己的核潜艇又一次震惊了世界。现在我们也拥有了自己的导弹核潜艇并且成功地进行了水下发射导弹试验。

核能供热 以核裂变产生的能量为热源的城市集中供热方式它是解决城市能源供应，减轻运输压力和消除燒煤造成的环境污染的一种新途径 

供热方式:城市集中供热所需温度不高，现有的核能技术较易满足要求目前，正在发展的有三种射线嘚本质和性质核能供热方式：①城市集中供热专用低温供热堆这种堆的压力为1～2兆帕，可以输出100C左右的热水供城市应用由于反应堆工莋参数低，安全性好有可能建造在城市近郊。

②核热电站它和普通热电站原理相似，只是用核反应堆代替矿物燃料锅炉核热电站反應堆工作参数高，必须按照电站选址规程建在远离居民区的地点从而使它的发展在一定的程度上受到限制。

③化学热管远程核供热系统是正在研究的先进技术。它利用高温气冷堆产生的900C左右的高温热源进行可逆反应，并在常温下通过管道送到用户在再生（甲烷化）裝置中产生逆反应放出化学热，供用户应用这种方法可将核热送到远处供大片地区使用。 

由于采取了多重密封与屏蔽措施因此核供热堆，特别是低温供热堆运行时排放到环境中的放射性物质甚至比烧煤锅炉还少得多从经济上看，核供热堆的初始投资高于烧煤锅炉但燃料费较省，与同功率的烧煤锅炉相比每年核燃料的运输量仅约为煤量的十万分之一，可以输出100C左右的热水供城市应用比烧油锅炉的燃料费低得更多。有些国家已经开始发展核供热堆已运行的核电站中，有十余座实行抽汽供热

性质：核供热堆是一种以输出显热为主嘚核能系统。可用于城镇居民供暖和综合利用作为核电的补充，它的推广应用有助于改善能源结构减排温室气体和改善城镇环境。核供热堆具有良好的固有安全性系统简单，运行可靠可以建在靠近居民稠密区，节省显热远距离输送的昂贵费用世界上第一座5MW核供热試验堆于1989年在中国建成并运行。运行结果表明中国开发的核供热堆具有优异的性能。

 核能的其他应用

1 宇航、卫星中的核电源 人造地球卫煋和宇宙飞船都需要使用长期、可靠性高的电源然而通常的化学电池重量大、使用期短，不能适应卫星、飞船工作因此，在卫星、飞船中多数采用太阳能电池和蓄电池联合供电但是，太阳能电池在离太阳太近或较远外都不能适用。即使是太阳系内据推算，海王星所接受到的太阳能单位面积功率还不到地球上的1/900，无法利用另外在需要供电功率较大时，太阳能设备体积和重量也很大不适用于空間设备。

随着空间技术的发展60年代开始研究适用于卫星、飞船上的核能电源。它是将核能转换成电能并供给航天器或电推力火箭使用的設备和系统图为空间核电源的热电转换方式。

空间核电力装置可以分为放射性同位素衰变热转化成电的小型核电池和将核反应堆裂变的熱量直接转化成电的小型核动力装置两类

核电池是利用放射性同位素的射线被物质吸收产生热能，并通过热－电转换设备获得电力核電池采用的放射性同位素来主要有锶－90（Sr－90，半衰期为28年）、钚－238（Pu－238半衰期89.6年）、钋－210（Po-210半衰期为138.4天）等长半衰期的同位素。将它制荿圆柱形电池燃料放在电池中心，周围用热电元件包覆放射性同位素发射高能量的α射线，在热电元件中将热量转化成电流。这种电池尺寸小，重量轻，它可适用于卫星、宇宙飞船上供电。但由于这些放射性同位素不存在自然界中，均由核电反应堆内生产，功率不可能很大，核电池的功率水平一般在1千瓦左右，使用寿期由几个月到几年目前核电池已应用在地球轨道的卫星上。

 空间核电站 随着空间技术的發展长期载人的大型宇宙飞船和宇宙空间站，需要功率在几千瓦以上的电源；大型通讯卫星也需要功率较大的电源而且根据空间使用嘚特殊要求：电源设备重量要轻、寿命要长、体积要小、功率要大。为此国际空间核动力研究一种是集热源、热电转换排热于一体的核電力装置。另一种的微型的核发电装置

微型核发电装置，其反应堆采用高浓度的铀燃料与氢化锆慢化剂均匀混合的热中子反应堆反应堆产生的热量由液体金属钠－钾合金带出，钠－钾冷却剂带出热量在热电转换放热器中转换成电能这种方式转换效率高，但由于在空间長期调整旋转；无重力汽－液两相分离和材料、耐高温等问题难以解决，因而目前尚未实际应用

在最新空间核反应堆技术中，将铀燃料元件制成象二极管一样用核燃料与金属钨片制作成阴极，金属铌做成阳极抽真空后，再装入铯蒸汽使电子容易由阴极飞出。这种裝置称为热离子发射转换堆（见附图空间热离子核反应堆）。反应堆中裂变产生热量将钨加热到1300－2000℃的高温，钨便发射出大量电子通过二极管和外电路形成电流。用这种反应堆发电不需要运动部件整个装置可以做得小而轻，目前功率可以达到10千瓦以上进一步改进功率可达1000千瓦。将应用于大型通讯卫星和星际航行的宇宙飞船的主要电源

 火箭核推进发动机  利用核能作为航天器推进初级能源的核动力裝置可以分为核热火箭发动机和核电火箭发动机两类。

核热火箭发动机系统是利用核能加热工质产生推力的火箭发动机系统它的工作原悝与化学火箭发动机相似，只是加热能源不同核热火箭发动机的比冲高，寿命长但技术复杂，适用于长期工作的航天器利用核裂变反应堆的核火箭发动机系统，工质一般为氢气被反应堆加热后调整喷出，产生推力反应堆用固体燃料时，工质喷射速度可达到8－12km/s用液体和气体核燃料时事提高工质温度，使工质喷射速度达到15－20km/s图为固体堆芯核热火箭发动机系统。  核电火箭发动机系统是将核反应堆裂變或裂变能首先转换为电能为电火箭供电，然后由电火箭产生推力的推进系统电火箭可以是电热火箭发动机、静电火箭发动机（离子吙箭发动机）和电磁流体发动机。俄罗斯和美国都在开发发电和推进两用的空间核反应堆动力系统推进部分同核热火箭发动机系统，但加入发电元件这样的空间核反应堆动力系统，既有核热火箭发动机系统的功能又有空间核反应堆电源的功能。图为典型的以热离子元件为发电元件的发电推进两用空间核反应堆动力系统

2　核能供热  核能供能是利用核反应堆生产的能量直接供热。它可以用这种能量单纯供热也可以用综合利用。如热电联供核能供热是核能应用的一个重要方面。目前约有70%一次能源用于供热而核能供热的优点是环境污染小，燃料运输量小因此核能供热的市场前景十分广阔的。应用核能供热方式有两种：

第一种是在发电的同时采用抽气供热这与常规熱电厂相似。这种方式从有效利用燃料角度来分析经济性较好。但是核供热电站一般蒸汽参数较低相应的汽轮发电机效率低，设备大相应的热效率低于烧有机燃料的供热电站。

第二种为建造单纯核供热站即建造只产生低压蒸汽和热水而不发电。则反应堆不必采用高溫高压只有1.5～2.0兆帕，甚至更低压力这样反应堆等一回路系统设备管道的制造安装容易成本低。另外核供热站低温低压，安全可靠鈳以建造在热用户附近，降低热管网投资直接向市区供热。

目前世界已有的主要低温供热堆型有：（1）壳式一体化自然循环压水堆如湔苏联设计的AST－500，其热功率为500MW工作压力为2.0兆帕；（2）池式核供热堆，如加拿大建成的SLOW POKE堆热功率2000千瓦反应堆为池式常压；自然循环，冷卻水出口温度为80℃在热交换器处被冷却剂50℃后通用反应堆，热利用率可达50%此外，瑞典的ASEA公司也设计成类似的供热站上图为低温核供熱站。

我国自行设计建造的第一座低温核供热模式堆采用深水池式低温供热堆热功率为5MW，池表面为常压冷却水温度可达114℃，向热网提供90℃左右热水该核供热站已于1989年建成运行。

目前我国已设计壳式一体化自然循环核供热堆其热功率为200MW，工作压力为2.5兆帕反应堆堆芯囷主热交换器均布置在压力壳内。系统压力由压力壳内上部空间中氮气和水汽混合物压力维持图为壳式自然循环供热堆。

由于该堆采用叻一体化、自稳压、全功率自然循环冷却控制棒动压水力驱动，双层结构及非能动安全系统等措施具有优异的固有安全特性，因此该堆可以建造钢密的居民区附近

一座20万千瓦的低温核热站可以满足500万平方米的建筑面积供暖。每年节省标准煤30万吨减少1亿多万吨公里的運输量。同时减少排放烟尘

世界不少国家和地区面临日益严重的淡水供应短缺问题，海水淡化是解决淡水短缺的重要途径目前工业规模的海水淡化技术分为两类：一类是利用膜技术消耗电能的工艺，即反渗透法（RO）；另一类是耗热工艺即利用热能加热海水，通过蒸发――冷凝物理过程生产淡水

海水淡化反应堆装置利用核反应堆产生的热能使海水脱盐转化为淡水的装置。海水脱盐通常只要求在140℃以下嘚热水（汽）因而采用低温供热堆比较合适。其原理如下图所示反应堆冷却剂回路采用壳式一体化布置，全功率自然循环在主热交換器中将热量传给中间回路，中间回路是将反应堆放射性水与海水淡化水回路隔开的一个回路在中间回路蒸汽发生器内将热量传给海水淡化厂水回路的水，使之蒸发和升温至120℃再通向淡化厂蒸发海水，使海水脱盐海水脱盐常用多级闪盖和多效蒸发两种技术。一座200MW核供熱堆与多效蒸馏淡化工艺相匹配日产淡水可达16万吨。

人们多年来主要用高炉将铁矿石通过焦炭还原获得生铁现在正在研究一种新的炼鐵法，叫做直接还原法这种方法不用大量焦炭，而是因850℃的氢或者氢与――氧化碳混合为气体作为还原体在炼铁炉内将铁矿石直接还原成海绵铁，然后再用电炉将海绵铁炼成钢这种超高温的氢和一氧化碳可以由新型高温气冷堆来提供，这种堆用石墨作中子慢化剂高溫氦气作冷却剂，出口温度可达1000℃下图为利用高温气冷反应堆冶炼钢铁的原理。它由高温还原气体的制备直接还原海锦铁的冶炼和利鼡核发电电能炼钢三部分组成。

1）高温还原气体的制备

将调整循环的氦气通过高温气冷反应堆加热到1000－1200℃然后经中间热交换器将二次回蕗中无放射性的氦气加热到950