现代科技成果简介

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1、百年现代科技成果简介湖南一师张平柯前言从20世纪初到现在是科学技术发展突飞猛进的时代，在这110年中人类所取得的科技成就和创造的物质财富超过了以往任何一个时代。这110年的科技成就是推动经济和社会持续发展的决定性因素，改变了并将继续改变世界的面貌。其中有一些为科技界公认的重大成就，将在人类历史上永远闪耀着夺目的光辉。一、20世纪初科学革命两大成就在19世纪的重大理论成果和三大发现（X射线、放射性、电子）的基础上，诞生的相对论和量子力学，是现、当代科学发展的先导和基础。1、相对论1905年，26岁的爱因斯坦创立了狭义相对论，1915年，爱因斯坦又创立了广义相对论。

2、相对论深刻揭示了时间、空间和物质、运动之间的内在联系。它成为现代物理学的基础理论之一。在理论上为原子能的应用开辟了道路。2、量子力学1900年，普朗克创立了量子论，提出能量并非无限可分、能量的变化是不连续的新观念。20年代末量子力学的建立，是继1905年—1915年相对论建立后对经典物理学的又一次革命性突破，它成功地揭示了微观物质世界的基本规律，加速了原子物理学和固态物理学的发展，为核物理学和粒子物理学准备了理论基础。因此，量子力学可以说是20世纪最多产的科学理论，迄今仍具有强大的生命力。20世纪中后期5大科学成就20世纪30年代以来出现的5大科学成就使人类的视

3、野进一步拓展到更为宇观和微观的领域，使人类的认识能力得到了巨大的提高，成为人类文明进步的巨大推动力。它们是：1、物质的基本结构；2、宇宙大爆炸理论；3、DNA分子双螺旋模型4、大地板块构造学说5、信息论、控制论、系统论1、物质的基本结构直到19世纪末，人们都认为物质的共同基元是原子。1911年，卢瑟福发现原子内部有一个核；1913年，玻尔指出放射性变化发生在原子核内部，于是核物理学应运而生。1932年，查德威克发现了中子。从此，人们认识到各种原子都是由电子、质子和中子组成的，于是把这三种粒子和光子称为基本粒子。夸克模型基本粒子并不“基本”。1964年，美国科学家

4、盖尔曼提出了关于强子结构的夸克模型。强子是粒子分类系统的一个概念，质子、中子都属于强子这一类。自然界一共有36种夸克，它们和轻子（如电子、μ子、τ子及其相应的中微子）、规范粒子（如光子、三个中间玻色子、八个传递强相互作用的胶子）一起组成了大千世界。基本粒子结构的“夸克模型”使40年代末诞生了一门新的独立学科——基本粒子物理学（又称高能物理学）至今方兴未艾，成果累累。2、现代宇宙学与大爆炸理论（1）牛顿宇宙学及其困难宇宙是什么？它从何而来？这是一个永恒的问题。追溯宇宙起源的这个念头是不可抗拒的。自从16至17世纪开始出现现代科学以来，物理学家和天文学家曾一次又一次

5、地回到宇宙起源问题。牛顿提出了无限宇宙的理论在牛顿的宇宙中，时间、空间都是无限的。空间的无限性会带来许多问题。例如引力坍缩问题1820年德国的奥尔伯斯提出的夜黑佯谬问题。（2）爱因斯坦的静态有限无界宇宙1917年爱因斯坦提出的静态有限无界宇宙有两个特点：有限无界：源于广义相对论关于有物质存在时空就必然弯曲。静态：源于他当时的一种信念。为此他在他的引力方程中人为地引入一个宇宙常数。动态宇宙理论的提出1917年荷兰天文学家德西特从广义相对论出发得出一个膨胀宇宙的模型。1920年英国的天文学家爱丁顿也提出膨胀宇宙的模型。1922年苏联的物理学家弗里德曼从理论上证明了宇

6、宙要么膨胀要么收缩，绝对不可能是静态的。1927年比利时天文学家勒梅特再次独立得出膨胀模型。这些理论一开始并没有受到重视。哈勃定律的发现1912年美国天文学家斯莱弗发现了河外星系的红移现象。比如室女座星云的速度高达1000千米/秒。1929年美国的哈勃发现哈勃定律：星系的红移量与它们离开地球的距离成正比。哈勃的宇宙图象：哈勃的发现带来的震撼人们开始对德西特、爱丁顿、弗里德曼、勒梅特的工作表示出巨大的兴趣，对人类智慧和认识能力表示惊叹。爱因斯坦为之欢呼，同时对自己引入宇宙常数的做法表示遗憾。年龄困难与稳恒态宇宙模型按当时的哈勃定律计算，宇宙年龄应该在20亿年左右。

7、用放射线同位素测定地球年龄应该在50亿年左右。爱因斯坦的态度变化稳恒态宇宙模型的提出与被否定。天体空间分布的不均匀否定了稳恒态宇宙模型（空间上看得越远，时间上就看得越古老）哈勃常数的订正与年龄问题的解决1948年美国建成5米口径的大型天文望远镜，通过精确的观察进一步证实了哈勃定律，并惊奇地发现，哈勃给出的常数只有实际的十分之一，按新的哈勃常数重新计算宇宙年龄，应该是200亿年。年龄问题解决以后，支持膨胀理论的科学家坚定了信心，开始了对早其宇宙的密集状态的深入研究。大爆炸模型的提出1948年俄裔美籍物理学家伽莫夫通过严密的理论计算，提出了热大爆炸的宇宙模型。这一模

8、型被大多数科学家所接受并