不可思议的科学史
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了八篇不可思议的科学史范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
不可思议的科学史范文第1篇
一位研究中世纪科学史的历史学家林・怀特指出：“从13世纪到18世纪，事实上，每一位重要的科学家都用宗教说法来解释他的动机。”著名的科学哲学家阿尔弗雷德・诺斯・怀特海甚至认为：“对科学可能性的相信，发生在现代科学原理发展之前，它是从中世纪神学无意识地派生出来的。”
《天体运行论》：基督教会的出版物
近代科学在欧洲兴起，通常以哥白尼的“日心说”为标志，即以《天体运行论》在1543年出版作为近代科学史的“历史元年”。那么这位引领历史走入科学时代的人物――哥白尼与宗教是怎样的关系呢?他的《天体运行论》又是如何出版的呢?
哥白尼的父亲早逝，在孩提时代他被送给舅舅――一位天主教的神父抚养。长大后，他获得了博士学位并被训练成为一名内科医生。但在舅舅的影响下，他最终成为了一名天主教教士。1543年，《天体运行论》出版了，最开始，他对出版此书一直犹豫不决，并不是因为他害怕被教会指控为异端(虽然在很多教科书中有这种说法，但并没有任何史料记载)，而是因为他想避免其他科学家的嘲笑，这些科学家仍笃信亚里士多德和托勒密。最终促使这部堪称科学史革命的《天体运行论》出版的是两位路德宗(基督教的一个宗派)教会成员，哥白尼的基督教徒好友――乔治・乔基姆・雷蒂克斯和安德烈・奥西恩得。正如一位现代学者所说：“没有历史学家会掩盖这样的事实，即一位路德宗的王子(普鲁士的阿尔布雷克公爵)资助了哥白尼的著作出版，一位路德宗的神学家(安德烈・奥西恩得)安排了印刷，而另一位路德宗的神学家(乔治@乔基姆雷蒂克斯)监督了该书的印刷。”
可见，哥白尼与宗教关系非常紧密，他本身是一名教士，而且并没有因为“日心说”受到教会的谴责或迫害。那本举世瞩目的杰作更是在多个基督教会重要人物的参与下成功出版。这一信息也许会使很多人感到讶异，其实这只是一个开始，在哥白尼之后众多贡献卓绝的科学巨匠与宗教的紧密关系更令人感到不可思议。
科学巨匠的虔诚信仰
哥白尼之后，在天文学上又出现了一位开创性人物――开普勒。他提出并经过实验证明的“开普勒三定律”将哥白尼的静态太阳系统带入到动态日心说系统，他还是把重量定义为两个物体之间相互吸引的第一人，这个洞见后来被牛顿引用并形成万有引力定律。这位26岁就出版著作，并被授予皇家数学家头衔的天才科学家，也是一位笃信基督教的路德宗教徒。在他的第一本书《宇宙的奥秘》里，他把所有的荣誉和赞美都归于上帝，在他的临终时刻，牧师问他，他的信仰通常在哪里，他平静地回答，“单单只在救赎主耶稣基督的工作里”。他为自己写下了如此的墓志铭：“过去我习惯测量天空，现在我必须测量大地，虽然我的灵魂向天而去，我俗世的肉体却在这里歇息。”
开普勒的发现在其去世后得到巨大反响，回应这一反响的科学家中就有大家最熟悉不过的艾萨克・牛顿。正是开普勒的行星定律帮助牛顿创立了万有引力的平方反比定律。牛顿的《自然哲学的数学原理》一书使他成为科学史上屈指可数的伟大科学家。但事实上，他对科学的热情却源于对基督教的诚挚信仰。数学家埃里克・贝尔说他“没有想成为别的，只想成为一名基督教徒”。他的许多著作更像是对《圣经》的回应，例如，万有引力的发现也证实了《圣经》上的话：“上帝将大地悬在虚空。”
其实，牛顿很早就在他的自然科学工作里刻上了神学的印记。牛顿的家庭宗教气氛浓厚，他的继父是牧师，母亲则是虔诚的教徒。牛顿在剑桥毕业时，理应接受神职。但是，牛顿却公开声明，为了更好地“侍奉上帝”，他将不接受神职，而代之以自然哲学的研究来证明上帝的存在，从而赢得了英王查理二世的特许。牛顿相信：“我们所看到的这个世界，其中各种形式是如此绚丽多彩，各种运动是如此错综复杂，它不是别的，而只能出于指导和主宰万物的上帝的自由意志。”
与牛顿同时代，并因发展了微积分学受到学界赞誉和推崇的莱布尼茨也是一名路德宗信徒。他在数学上的贡献至关重要，一些历史学家认为：没有数学家的成就，科学革命将举步维艰。他们将莱布尼茨称为现代科学的创始人。但这位重要的科学家一直坚持自己的信仰，把《圣经》看作上帝的权威话语，并坚持认为在真正的信仰和有效的理性之间没有冲突。
从历史背景看近代科学
随着时光流转，更多的科学家如繁星般在历史天空中散发耀眼的光辉。在物理学界发现电流的伏特，以其名‘字作为电流强度单位的安培，提出电阻概念及“欧姆定律”的欧姆都是虔诚的基督教徒。而发现电磁感应现象，开启人类电气时代的科学巨匠法拉第不仅每天阅读《圣经》，还将其大部分收入捐献给教会。设置绝对零度天平的开尔文则认为基督教与科学高度兼容，并劝导那些认为科学与宗教存在冲突的人“如果你更深一步地思考，科学将迫使你最终相信上帝。”除了物理界，“化学之父”玻意耳、“原子之父”道尔顿、发现燃烧原理的拉瓦锡、“现代解剖学之父”维萨里、发现并创立微生物学的巴斯德
这些信仰基督教的科学大家不胜枚举。
面对这些事实，我们发现“把科学和宗教看作单纯的矛盾对立”是存有极大偏见的看法。实际上，中世纪基督教神学与其他宗教有很大不同，基督教总是教导并坚持只有一个上帝，一种理性的存在，那么按照上帝形象创造的人也就具有理性，并可以学习和研究他们所生存的世界。而在古希腊时代和东方文化中缺少这一预设，泛神论占有主流地位。怀特海认为，科学的起源需要基督教“坚持上帝是理性的主张”。基督教另外一个突出的预设是，上帝创造了世界，并独立和区别于世界。科学不会出现在持万物有灵论的地方，因为当每一种东西――石头、树木、动物……都拥有神的灵性和力量，人就无法把自然界当作实验的对象了。
世界上其他古老文明都没有基督教传统，在近现代科学史上也贡献寥寥。帮助埃及人建造金字塔的几何学一直是一门实用技术，从未上升到理性高度。印度由于普遍信奉万物有灵的印度教，而抛弃竞争和技术发明，也使科学的大门向他们关闭。古代中国将人、社会与大写的自然界视为统一，也使我们的祖先不再自信用有限的头脑能够掌握和控制自然法则。
不可思议的科学史范文第2篇
猪身上长出人的胳膊和腿
今天，现代遗传学似乎已能按照订单培育出人体所需要的“零件”——心脏、肾脏、肝脏、胳膊和腿，不过，要借助猪的身体才能办到。要知道，遗传学家已学会把人的DNA植入猪的胚胎内，以解决从猪身上获得所需的人体移植器官的问题。
今后，那些缺胳膊少腿的残疾人就再也不必为装上人工假肢的不便而苦恼了，只要他们交上一份订单，遗传学家便可根据需求者肢体的大小、胖瘦和尺寸，在猪身上培育出跟残疾人原本一模一样的肢体来，然后求助于外科医生做一次移植手术便大功告成，把残疾人“回天再造”成新人。然而，已提供人体“零件”的猪不会因取走移植体而死亡，它还能继续为培育人体的移植肢体和器官作贡献。
水陆空“三栖鱼”
众所周知，地球上的鱼类都是生活在江河湖海里，一旦它们离开水，就会立刻毙命，还从未听说过有什么水陆空“三栖鱼”。然而，瑞士科学家却培育出一个新鱼种，这种鱼不仅味道异常鲜美，而且无骨无刺，很受食客的青睐。更令人惊异的是，这种鱼既能在水里生活，又可以在陆地上栖息，甚至还能翱翔蓝天，因此人们都叫它水陆空“三栖鱼”。
其实，这种鱼类是基因工程师借助遗传基因技术培育出来的一种杂交突变新鱼类。这种“三栖鱼”虽无翅膀却能翱翔蓝天，它们具有这一高超本领的秘密就在于，它的身体能自然生产并在其体内的鱼鳔内积累氦气，由于氦气的密度比空气密度小得多，仅为空气密度的1/7，因此，鱼鳔中充满氦气的“三栖鱼”不仅能在水中自由遨游，还能凭借它们的这一优势在空中自由翱翔，这就像鱼鳔中充满空气的鱼在水里会自然上浮的道理一样。
此外，它们还能在陆地上的任何地方生息猎食，它们不仅吃树叶，还能猎食昆虫。“三栖鱼”有个很好的习性——一到夜晚，它们喜欢在地上集体“宿营”，所以这种鱼类易于捕获。
老鼠变“医生”
有谁见过“赤身”的无毛老鼠？要知道，这种老鼠能发胖到不可思议的程度，倘若不把它的牙齿拔掉，使其变成一种消极的温情动物，它就会凶猛至极。目前，美国一所遗传实验室对这种啮齿类动物的基因进行过无数次排列重组实验，已培育出大约20000只这种非同寻常的新鼠种——医病鼠。
这项医病鼠的遗传生物医学研究关系到人类能否最终战胜艾滋病、糖尿病、癫痫病、神经麻痹、狂犬病和细菌感染等顽症。
目前，美国杰克逊实验室的研究人员借助这种突变种医病鼠已研制出能彻底根治糖尿病、癫痫病、神经麻痹等顽症的疫苗，并成功地进行了诊断早期恶性疾病的生物医学实验。
长眼且会跑的甘蓝
在人类进入21世纪的今天，遗传学研究领域捷报频传：克隆羊、克隆鼠、克隆手臂、克隆人腿等纷纷问世！前不久，保加利亚遗传学家经多年潜心研究和无数次实验，借助遗传基因手段，让河虾和普通球芽甘蓝杂交，进而培育出科学史上首例动植物杂交新物种——长眼且会跑的甘蓝，令科学界叫绝。
保加利亚遗传学家是从1995年开始对球芽甘蓝的基因进行研究的，经过长期研究后，推导出一个特殊公式，该公式显示，节肢动物的遗传性最适合同甘蓝的染色体结合。选择哪种节肢动物做实验最适合呢？最后选定河虾作为基因实验对象。研究人员经过几个月的艰辛实验，最终在气压试验室中培育出独特的动植物杂交新物种——长眼且会跑的甘蓝种子。
不可思议的科学史范文第3篇
美国高能物理学家卡普拉认为：“东方思想为现代科学提供了坚固合适的哲学基础”[1-13]；量子论权威海森伯也说：“东方传统的哲学思想与量子力学的哲学本质之间有着某种确定的关系”[1-6]。所指主要在于：量子论揭示了宇宙并不是物体的集合，而是统一体中各部分间相互关系的复杂网络，根本不能把世界分成独立存在的最小单元；空间和时间并不是一种真实的存在，只是观察者用于描述自己环境所用的语言要素；以通过变化产生动态模式的观念，深入理解一体化宇宙的整体有机与和谐互补。
作为华夏文明源头活水的《周易》，确实包含着这些哲理。本文依据《周易》思想形成的逻辑阐述哲理，取现代科学的实验成果予以印证，尽可能不在概念异同上浪费笔墨，还要让读者能够清楚明白。董光璧教授指出：“科学史界越来越多的学者认识到，站在现代科学的立场去寻找历史来龙去脉的做法有误入歧途的危险，转而采取从原来的境况中重新阐释科学思想”[2-2]。本文即是依据这种思路的尝试，期望能在整体文化史的视角下，把华夏先贤睿智的思想和现代科学精确的验证衔接起来，做到以古为鉴。
一、易图新解
谈到《周易》，通常都说分易经和易传，实际上还应该包括易图。“书不尽言，言不尽意，圣人立象以尽意”，不但指出在远古时代，记事主要用象和图；即使有了文字，要描述客观事物的全貌，象依旧比文字更优越。我们先从易图谈起，重点是理清先民们认识宇宙的思路。
人类所有知识的起点，开始于对自然知识的积累。面对无涯无际、无始无终的浩瀚宇宙，每个人都会有无尽的遐想。华夏先民和古希腊哲人不同，非常谦恭地把自己视为大自然的一分子（后来被概括为“天人合一”），古希腊的自然观则是人与自然界分离（最终被抽象为物质和意识对立），于是先民们就以圆表示宇宙整体或现实生活中的任一事物。面对寒暑易节、日月更替，男女交媾，生生不已的自然现象，进而悟出世上没有不变的东西；为了表示一切都在变易的动态模式，又在圆内加了一条S曲线，形成被称为阴阳鱼的太极图。这就是中华先贤对世间万象及宇宙本身做出的最高抽象，即一切动变皆源于阴阳之间的相互作用，静态是“万物负阴而抱阳，冲气以为和”；而动态是“阴极阳生，阳极阴生”。这里的“生”并非是鸡生蛋的生，而是指负阴抱阳的整体中此消彼长、彼消此长的变化。既然一切都是“变动不居，周流六虚”的动态过程，很有必要掌握几种重要的动态模式，进而用代表阴阳的两种符号推演出必然出现8种本质不同的态，太极图周围又加添了八卦符号。
小结：宇宙是由两系统构成的整体；因为整体必然由部分构成，华夏先民即以阴阳作为最高的抽象；负阴抱阳的一体化宇宙及宇宙中的事物，都是阴阳有序、和谐互补的有机整体；阴阳一体、此消彼长的过程即是展现在眼前的纷纭万象；演化过程可以分为8种不同状态（或称模式）——这就是易图中包含的哲理。
二、易传新释
易传是许多代人智慧的结晶，孕涵着非常丰富的哲理，本文仅围绕“形而上者谓之道，形而下者谓之器”展开讨论。华夏先贤依据有形和无形将物理客体分为道和器，老子称其为无和有，后贤称其为气和物。首先必须判定这种两分法是否正确，才可以继续讨论下去。
哲学作为指导认知的学问，如不立足于二元就无法讨论变与不变，问题在于如何对整体划分。中华先贤坚持天人合一，将包括人在内的全宇宙抽象为阴阳一对范畴，属于纯客观的两分法，无论对自然、社会和生命哪种现象都适用，不妨称其为存在二元论。古希腊哲人的世界观是人和自然分离，进而演化成人与神分离，再变成物质和意识的对立，最终定位在唯物唯心之争，属于认识二元论。“人和神的分离是二元论的起点”，“思维和物质并列支持了自然科学，成为西方宇宙观的基础理论”[1-8]，卡普拉的概括是准确的。董光璧又向前迈出可喜的一步：“近代科学一开始就确定了只研究被视为第一性的质量和重量，排除一切同感觉有关的第二性”[3-8]。将二元论改称二性说，意外地暴露出西方的两分法中存在着悖论：如果物质和意识这对范畴能够成立，二者都应该是第一性的；如果意识属于离不开物质的第二性，就不能跟物质构成一对范畴。因为如果允许这样做，物质和颜色、硬度等可以构成最抽象的对立。东方和西方古贤虽说都使用两分法，一个是纯客观地划分，一个是人为地构建。
问题已经转化为道、无和气是不是真实的物理客体。100年前人们对这种分类法都会持否定态度，本世纪依据相对论和量子理论从宇观和微观两个领域发现的许多事实，都证明华夏先贤的分类法是正确的。
60年代中期，彭齐亚斯和威尔逊发现了各向同性的3K微波背景辐射，宇观上物理客体分断续的天球和连续辐射得到普遍认可，爱因斯坦说的“真空不空”被证实。在微观领域，“量子场论给出的基本图象是：全空间充满着相互作用着的各种不同的场；场的基态是真空，激发态表现为粒子”[3-387]。即可知物理客体确实是两个系统：一个是用质量和时空描述的经验世界，一个是用能量和位形描述的无形世界。易传中关于道和器的分类没有错，二者都是真实的存在物。
承认物理客体分为两类，同时派生出两个问题：宇宙的结构究竟怎样？两类客体间如何作用？对西方学者来说，这两个问题完全属于始料未及，华夏先贤在2千年前就已经有了较成熟的见解。接下来先讨论基础物理学理论中的错谬及产生的根源。
质量、电量和能量是基础物理学中用以量度物质、电荷和能多少的三个重要概念，即此可知物理学不只研究物质，长期以来只分析物质不分析能量是一大失误。很早就弄清了光、热都是电磁波，却没有认真考虑过物质和电磁波是不是同类客体，通常所说的能量即指电磁波而言。虽说巴里·派克已明确指出：“电磁波会离开振动电荷进入空间，因而开创了一个独立的存在”，并没有引起学界的重视。“质量不过是能量的一种形式，即使静止物体也有储备在质量中的能量”，也明确告诉我们，质量和能量不应该属于同类物理客体。
质量是对物质多少的量度，其载体叫物体；电量是对电荷多少的量度，其载体是带电粒子；能量的载体是什么？因为质量、电量和能量都不是物理客体本身，所指皆为非实存因素。故而物理学根本就不研究物质，而物质本来就无法研究，跟无法品尝“水果”（类概念）的滋味同理。
推论1、物理客体分两个系统：一个是用质量和时空描述的有形世界，这类客体的基本量度是质量；一个是用能量和位形描述的无形世界，其基本量度是能量。经典物理和量子理论分别适用于不同系统，不应该将它们混为一谈。
“能”这个名词会造成一种假象：“‘能’是物质以外的某种东西，是加到物质里面去的某种东西”。这种观点很值得商榷。遥控装置发出电磁波，卫星就会改变姿态；物体吸收热能温度升高，放出热能温度降低。都足以证明“能”确实可以在物体中自由出入，如果要说经验世界中的物体具有质量，无形系统的物理客体具有能量，可能就正好说中了客观真实。
说“能（即运动）”，“热在差不多两个世纪内被看做特殊的神秘的物质，而不是被看做普遍物质的运动形式”；认为“热之唯动说”应该取代热素说，又不得不承认“被热素说所统治的物理学却发现了一系列非常重要的热学定律”，如此难以自圆其说的诸多矛盾，就因为把热素改称热能，已经统统化为乌有。一言以蔽之，质量只能量度经验世界的物体，能量是无形世界传递的振动波；既可以被物体吸收，又可以被放出；物体同时将在温度、形态、结构和状态等不同方面呈现出变化。比如冰吸收能量将变成水，进而还可以变成气，就是尽人皆知的实例。
推论2、经验世界所有的运动和变化，都是无形世界功能的显示，即能量是引起世间万物运动变化的总根源。
将物理客体分为两类，是不是囿于对《周易》的偏爱做出的牵强比附，下文围绕以太公案和时间、空间看看爱因斯坦持何种见解。
19世纪之前，以太在西方被认为是传递光、电的介质；19世纪末迈克尔逊—莫雷实验测出地球相对以太速度为0，物理学界公认由之判定以太并不存在。本世纪初爱因斯坦创立狭义相对论时引入光速不变原理，没有涉及以太是否存在，不少人都说爱氏是抛弃以太存在之后创立了该理论。1920年爱因斯坦在一次讲演中却说，依据广义相对论，“没有以太的空间是不可思议的”，“但是这种以太又不能认为具有重量媒质所有的那些性质，也不可以认为它是由某些其运动可被追随的粒子所组成的，而且也不可能把运动概念应用于它”[6-112]。这里所描述的以太，基本上就相当于道、无和气。
目前有些人认为应该恢复以太学说，有些干脆就把“真空”说成是传递光、电的介质，这就涉及到不空的真空中的物理客体究竟是什么，要害要于必须承认还有半个宇宙长期被忽略了。爱因基坦在场方程中发现了“真空不空”，彭齐亚斯用仪器测出广袤的宇宙空域存在着连续辐射，该用什么概念称呼并不重要，不可思议的是二千年前老子就对之作出非常精当的描述：“其上不皎，其下不昧，绳绳兮不可名，复归于无物。是谓无状之状，无物之象，是谓惚恍。迎之不见其首，随之不见其后。”
天津大学黄乘规教授从标准和非标准分析两个领域都证明“空间是不可分割的连续统”。科学观测和数学论证都证明了老子是正确的。海森伯的矩阵理论和杰弗里·丘的“靴袢假设”，所描述的都是那半个宇宙的状况。
到底应该如何理解爱氏描写的以太，涉及到时间和空间究竟是什么，最后的一句已经包含着时空概念不再适用于以太的意思。时隔32年，他在《狭义和广义相对论浅说》英译本15版的序言中补充说：“时间—空间未必是一种可以认为离开物理实在的实际客体而独立存在的东西。物理客体不是在空间之中，而是这些客体有着空间的广延性（重点号为原文所有）。这样，‘空虚空间’这概念就失去了它的意义”[6-112］。显而易见这种有着空间广延性的客体，绝对不是指经验世界中的物体。可惜的是在没有讲清这种“物理实在的实际客体”究竟是什么之前，他就不得不带着深沉的困惑离开了人世。
我们只想在上述引文中补充一句：这些客体还有时间的持续性。如此即可以成就爱因斯坦的业绩：爱氏“开创了”半个宇宙，那半个宇宙的客体具有空间的广延性和时间的持续性。假设其最小单元为普朗克子h，用时间T（周期）量度即是能量（h/T），用长度λ（波长）量度即是动量（h/λ）；正是那半个宇宙的能量和动量，决定和改变着经验世界中物体的结构、状态及其运动变化。通常都说“爱因斯坦的场方程可以用来确定宇宙的整体结构，是现代宇宙学的出发点”[1-160]。一般的解释是“物质不仅决定了周围空间的结构，而且反过来也受其环境影响”[1-171]；“物质和能量要使时空向其自身弯曲”[7-60]。实际情况则是，那半个宇宙能量的聚集形成弯曲时空，弯曲时空决定着物体的运行；并非是“物质”使时空弯曲，反过来又决定自己的运动。不立足于两系统相互作用，场方程永远不可能得到正确解释，现在的那种解释根本无法排除物质（以弯曲时空为中介）作用于自己之嫌。
以日心说为基础的开普勒三定律属于开放的动态模式，行星轨道与星体质量无关，由椭圆半长轴立方和公转周期平方（即弯曲时空R/T）决定，根本就不需要什么切线力去平衡所谓的恒星引力。要找第一推动者，就是那半个宇宙的物理客体，第一推动即来源于特定的时空组合（R/T）。以地心说为基础的牛顿引力定律属于封闭的静态模式，其间起关键作用的引力势亦是时空组合（l/t）。二者的差异仅在于，适用于开放系统的是环形时间—周期，适用于封闭系统的是人为设定的线性时间，即时间之矢。哪种理论更贴近于自然的真实，明眼人一看便知。
推论3、时间和空间不是真实的存在，是量度那半个宇宙客体的概念构架，正象用质量和电量量度经验世界的客体一样，所指都不是物理实在本身。
推论4、爱因斯坦开创的那半个宇宙是分裂、组合、再分裂、再组合的动态网络；正是它和经验世界中分立的客体相互作用、和谐互补，保证了一体化宇宙具有动态有机的活性。
小结：易传中“形而上者谓之道，形而下者谓之器”的分类是正确的；“万物负阴而抱阳，冲气以为和”的判断，说中了一体化宇宙动态网络的真实状况和作用机制。现代科学的新发现虽说和这种理论吻合得很好，要使当前的诸多悖论冰释，需要做许多梳理工作，首先应该把立足于经验世界解释那半个宇宙现象的“镜像”理论倒过来。因为那半个宇宙只能从动态意义上，用过程和相互关联的术语描述，几千年来定格在人类头脑中的却是机械世界观的决定论框架。
三、易经新说
易经包括用于卜筮的八卦、六十四卦及卦辞、爻辞等内容，这里不讨论具体的应用，或是否科学、准与不准等问题，只讨论数字8。
所谓八卦，标示着那半个宇宙8种不同的时空组合，起卦和断卦特别观注24节和地理方位即是佐证。因为使用周而复始的环形时间，应该属于开放模式。不相信经验世界之外还有半个宇宙的人们，称其为神秘文化也在情理之中。近代特别是现代科学的许多发现都足以证明，8确实是个不可思议的“幻数”。
原子最外层电子以8为极限，呈周期性递增；轻子、重子和膺标介子都是8种。氧原子的质子、中子和电子都是8个，地壳中占48.6%，空气中占21%，生命细胞中占65%；在自然生化过程中，氧起着非常重要的作用，即使要说“没有氧气就没有生命”，也不算过分。难怪巴里·派克会说：“宇宙学有迹象表明，在各类粒子中，8是成员数的上限”[4-203]。
八卦、六十四卦的数学表达方式为2，通向混沌的分岔亦是2；粒子衰变遵从2，可视为逆过程；费米发现“能量复归”的数学实验谐振子为64个，遗传密码DNA的编排序列亦为64种。为了解释这些现象，现代科学提出一种全新的自组织理论。顾名思义，自组织者就是不受人支配的过程，其间起决定作用的具有活性的环境，即是那半个宇宙定的时空组合，其数为8，两两叠加即为64种模式。“时间和空间的统一就意味着物质的存在是与它的活性不可分割的”[1-158]，“空和无具有无限创造的潜力”[1-175]，基本上说中了自组织的物理学机制：所谓的空和无实质是特定的空组合，正是它保证了自组织的活性。通常都把这种新发现说成对哲学带来严重冲击，如果放到易哲学的背景下看待，本来都在意料之中嘛。
所谓的自组织现象，是在没有人参与的情况下自然界自发演化的过程，人类就是这种自组织机制的杰作，关键在于必须找到使系统具有活性的机制。由于正反馈可以自稳，负反馈可以自生，系统要保持持续的自组织效应，就必须具有互不干扰的两条信息反馈回路；正负反馈每一条回路又必须满足整体、部分和单个循环路径固定、间隔一致的周期稳定性，前提条件是自组织系统内的单元个数必须极严格地遵从一定的数学逻辑。海南师范陈继元先生已经用图论证明，具有“比相生、间相胜”的自组织系统，单元个数必须满足P=5、8、10、12。8的特殊功能已被严格证明（详见段长山主编的《现代易学优秀论文集》，中州古籍出版社，1994年出版）。
数学证明虽不可少，最权威的应该是严格的物理学证明。天津大学崔君达教授的《晶体和分子中的对称性及其破缺》一书，从理论和物质结构两方面，都证明“理应得到一种八重的（四个左旋，四个右旋）不对称时空”[8-3]，从而证实关于八种模式的判断没有错。继而又将复合时空论和八卦联系起来考察，得出“一切相互作用的本质都是不同时空结构间的相互作用”[8-133]，进而指出“八重空间（对于相同的时间轴）不可区分性的破坏，所伴随的可观测现象正是神奇的生命现象”[8-133]，都非常难能可贵。令人微感不足的是，作者依旧未能彻底摆脱西方哲学的禁锢，在阐述其哲理时，细微之处还有些辞不达意之微瑕。
“一个从事晶体和分子微观结构研究的人，当他考虑‘物理世界的真实客体’与空间的关系时，就会很自然地想到，所谓物体的‘广延伸’可以看成是晶体格子或分子骨架结构的延伸”[8-3]。物体这个概念一定指经验世界中的客体，根本就没有什么“广延性”可言。空间仅是那半个宇宙中物理客体的广延性，所谓的晶体或分子等物体，是微观粒子被嵌入特定时空结构后的产物，必须清楚的是先有时空结构的因，才会有晶体或分子的果，活性来自时空结构。微观的第一推动亦来自那半个宇宙的物理客体。化学反应釜的功能是，运用改变温度和压强组合特定的时空结构，从而生产出不同类型的产品。比如在高温高压下能造出正八面体时空结构，石墨就被变成金刚石。
“一旦把时空与晶体格子或分子骨架的微观结构联系起来，就会产生完全新的想法，从而可能同时大大扩充已有的物质结构理论和时空理论，并且由此引出某些重大结果”[8-3]。作者的预言肯定不错，但是在他的头脑中还没有能够给自己的复合时空找到准确的定位，只需要将第一句改为“一旦真正意识到晶体格子或分子骨架都是特定的时空结构”，境界可就完全不一样啦，问题出在还没有跳出物理客体仅“物质”一个系统的框架。
推论5、那半个宇宙确实存在着8种时空结构，两两叠加可以得到64种模式。生命现象跟这种具有活性的自组织环境直接相关。宇观和微观的事物都是开放的自组织系统；经验世界的纷纭万象，全是那半个宇宙物理客体功能的显示，其活性来源于特定的时空结构。当我们运用以线性时间为主要标志，在地球封闭系统中确立下来的思维模式，去描述自组织现象时，似乎无处不存在悖论。可喜的是数千年前就已经成书的《周易》，给我们提供了一种开放型思维模式。自组织系统必须跟外界交换物质和能量，才可以保持活性；宇宙的结构如果仅物质一个系统，唯一的归宿就只能走向“死寂”！
参考书目
[1]卡普拉著现代物理学与东方神秘四川人民出版社1983年
[2]董光璧著易学科学史纲武汉人民出版社1993年
[3]董光璧等著世界物理学史吉林教育出版社1994年
[4]巴里派克著爱因斯坦的梦湖南师大出版社1990年
[5]马克斯恩格斯选集第三卷人民出版社1972年
[6]倪光炯等著近代物理上海科技出版社1979年
不可思议的科学史范文第4篇
关键词 科技进步模式 计算机学科 改革
中图分类号：G642 文献标识码：A
1 前科学阶段
所谓前科学，就是尚未形成该学科“范式”的原始科学阶段。在计算机科学形成具体的理论科学之前，计算机科学当属于前科学阶段。在这一阶段中，机械计算机拓荒的时代，那些所谓的“计算机”都是基于机械运行方式，尽管有个别产品开始引入一些电学内容，却都是从属与机械的，还没有进入计算机的灵活：逻辑运算领域。
2 常规科学阶段
科学家们经过长期的研究和争论，形成了公认的“范式”，并依靠共同信仰的范式把大家统一为一个科学共同体。可以说，这一范式的形成，是前人不断摸索，不断进行理论研究，后人在前人的理论基础上，将理论与实践相结合的伟大成果。在此之后计算机科学已经形成了一套完整的理论体系，为后人继续对计算机进行科学研究指明了方向。也使得计算机科学傲然屹立于自然科学领域之中。为人们的生产，生活提供不可思议的帮助。
3 反常阶段
科学探索中新事物是层出不穷的，当科学家们发现了范式预期之外的新事物、新现象、新发现，用范式难以解释，这就是反常现象。反常的出现，推动更多科学家通过观察实验搜集更多的反常去证实反常。在当今社会我们可以清楚的看到，人们的需要不再是单纯的学会使用计算机，了解什么是计算机？而是如何使得人们在使用计算机时舒适，方便，如何使计算机更好的与其他学科结合，解决其他学科中的难题等等。计算机的研究者们应该将计算机的相关理论与其他学科的特点结合起来，深入研究。新技术革命的浪潮对计算机科学而言是挑战，也是机遇，计算机科学工作者应抓住机遇，不要囿于前人的学术观点，应大胆提出异议，促进计算机学理论的更新和革命。
4 危机阶段
当反常现象大量出现，并成为常规科学无法解决的难题时，人们开始怀疑范式，失去对范式的信任，科学共同体开始分化，这时才有可能打破旧范式的统治转向接受新范式。由于受旧范式支配的常规科学面临生死存亡的考验，反常势必导致危机。随着反常现象的不断出现，计算机的发展方向成为计算机工作者最为关心的问题。计算机以后究竟向着什么方向发展，计算机界还未形成统一的共识。有识之士认识到计算机只有向其他的学科渗透，与其他的学科相结合，才是计算机发展的唯一正确的道路，才能跟上时展的步伐。单纯的为了发展计算机而发展计算机已没有什么有意义的前景。为此，计算机工作者在危机面前必须树立坚定的信念，做大量艰巨而细致的工作，以迎接计算机科学革命的到来。
5 科学革命阶段
大规模，超大规模计算机的出现，是计算机科学与当时最先进的自然科学和社会科学相结合的产物，其所取得的成就对于计算机的以后发展起到非常重要的作用。我们今天所处的时代与大规模，超大规模计算机时代虽有不同，但也有很大的相似，我们拥有现代最科学的哲学—哲学的指导，自然科学飞速发展，各学科之间联系日益广泛。特别是近数十年来，自然科学在高度分化的基础上开始转向重新综合的趋势。现代系统论、信息论、控制论、协同学、耗散结构理论等边缘学科、综合学科理论的兴起，计算机领域中已由原有的计算机硬件向计算机软件，硬件的转变，同时“人工智能”，“通讯工程”等的出现，都为计算机科学革命提供可能和有利条件。
6 新常规科学阶段
科学革命以后，科学即转入新的常规科学，进入了在新范式指导下的渐进式发展。科学史就是常规科学和科学革命不断交替的过程，循环往复，永无止境。跟上了时代步伐的新的中医理论体系（新范式）会随着社会科学和自然科学的发展而不断地向前发展。这一新的理论是以现代语言描述的，因而容易被世界人民所接受，并因为其整体辩证的特色而广泛受到欢迎，且使这一学科本身蕴藏着无穷的发展潜力。新的计算机理论体系还会给未来社会科学和自然科学以反馈，产生深刻的影响，从而有助于未来社会科学和自然科学的发展。作为以实践应用为主要研究目标的计算机科学体系，在发展的过程中，也会找到与其他学科越来越多的交叉点和结合点，在相互取长补短，各自克服缺陷的前提下，经过各自一次又一次的科学革命，最终一定能够达到完全融合。
既然计算机科学即将面临一场危机，我们就要想办法解决危机。要解决危机，必须进行革命，抛弃旧范式，建立新范式。要创建新范式，就需要批判精神与创造精神。对计算机科学进行革命，可从以下几个方面着手。首先要继续深化本学科的发展，向高层次，深层次发展。要对计算机科学进行实质性的深化发展。其次，要拓宽本学科的发展方向，建立新的发展方向，如现在新兴的人工智能，通讯工程等。最后，要加强同别的学科的联系，将计算机科学努力渗透到其他自然科学领域，才能使得计算机科学在自然科学日新月异的当今社会继续存在，发展，强大。
参考文献
不可思议的科学史范文第5篇
关键词：职业学校；语文教学；生态化；策略
随着近些年普高热的不断升温，职业教育走上了生源的低谷期。一些职业学校为了生存，对生源的要求不高，由此导致了生源质量的不断下降。一方面学生基础知识薄弱，学习兴趣不浓，学习习惯不佳；另一方面，教师仍然承袭了“一支粉笔打天下”的传统填鸭式教学模式。俗话说，教学相长，一个不愿学，另外一个没兴趣教，恶性循环，越不学的越厌学，越不想教的教法越陈旧，教学之间形成了一个怪圈。为了打破这种怪圈，笔者尝试从学生学习策略这一层面来寻求解决办法。
一、活动展开策略
加德纳的多元智能理论指出：“其实每个人身上都具有智能，尽管每个人在这些智能的表现上会有所差异，但都能用不同的方式加以运用和结合，以完成不同的工作和问题。”
如何才能最大程度地唤起每个人的自信心，让每个学生都能有充分展示潜能的机会呢？除了每节语文课开头几分钟的口语训练以外，我还经常开展各种活动，将生活带进语文教学，将语文教学融入生活之中。
例如，在学习教材中的诗歌时，我请学生借助网络资源找出南京中小学必背诗文120首，然后开展第二课堂活动，把课堂教学延伸到生活当中。接下来的一个学期，我在全校开展了经典诗文诵读活动，给学生讲解诗歌诵读的技巧，诵读诗歌的仪态，普通话的正音。班上的学生积极参与，最后都获得了很好的名次，学生也很开心，他们感受到了平时课堂上积累的诗词的知识对自己的帮助。还有一个男生，普通话并不是十分标准，嗓音也不是特别迷人，但他凭着自己对诗歌的热爱，诵读了自己的原创作品，获得评委一致认可，被评为一等奖。该诗内容如下：
暮夜此至，稀流复回，
皎碧空影，千里际雷，
楼兰处，亭阁相望不醉路，
镜中影，水榭轻笺梦思醒，
红颜独憔悴，卧笑桃花间。
一江春水亦搁浅，
借酒笑青天，坐眠月夜莲，
千缕青丝拨万弦。
潮起潮落，月缺月又圆，
沧海桑田，春去春又归，
缘起缘灭，归回落凡间，
天下情人醉无眠。
几世情缘相思引，
莫叹明月校多情，
蓦回首，倦倚鸳鸯思思玲。
姑且不论此诗的意境和平仄押韵存在哪些毛病，个人认为，对于一个职业学校的学生来说，能独立创作如此的诗歌，实为不易，这也是语文教学渗入生活的明显表现。
二、拓展延伸策略
传统的语文课堂教学一般是五个环节：导入新课、教授新课、课堂练习、课堂小结和布置作业，而现在的语文课堂教学一般都新添了一个环节——拓展延伸。该环节不是每节课必须要有的，但在某些教学中的确起到举足轻重的作用。以我曾经的一节市级公开课为例吧，这篇文章是汪曾祺先生的《胡同文化》，班上没有同学去过北京，对北京的胡同文化的了解也是仅限于课本，为了更好地让学生体会汪曾祺在文章中想表现的胡同与文化的特点，我设计了一个拓展延伸的环节。在课前我就把学生分为三组，分别提出了任务：每个城市都有一些小街小巷，北京叫胡同，上海叫里弄，我们南京叫小巷当，这些不同的称呼恰是城市性格的体现。那我们也请一组同学去南京的大街小巷走一走，看我们南京有多少有特色的小巷（比如乌衣巷、石婆婆巷），这些小巷得名的由来是什么，这些小巷里的故事能反映出我们“南京大萝卜”怎样的性格特点，能投射出我们南京六朝古都怎样的文化特征。然后再与北京的胡同文化做个对照，感受一下一南一北两个城市各自文化底蕴如何的不同。一组学生从我们周围的“老南京”中找寻关于老南京的俗语；一组学生从我们的课本中或者网络上查找有关南京历史文化的诗文。学生非常配合，当课堂上学生展示他们的成果时，我都觉得有些不可思议，学生的能量太强大了，准备南京俗语的小组竟然用他们找到的俗语编成了一段小相声，两个女生用南京方言演绎的绘声绘色，把听课的老师都折服了。这次活动让我更加看出学生已经学会了把生活带进课堂，这样的语文教学才是真正的语文，生活的力量真是不容小觑的。这让我想起了顾黄初先生的话：“语文教学的改革，关键在贴近生活，这是‘根’。”我想，语文教学生活化正是这个“根”。
三、专业结合策略
职教语文与普教语文有一个不同的出发点，那就是职教语文为专业学习服务。职业学校的学生不管学习什么内容，最终都是为他所学的专业而服务的。
在进行物流专业求职信教学的时候，我先让学生写一封符合自身特点的求职信，不做任何讲解，然后把学生分为若干组，自行组织去参加电大毕业生的物流专场招聘会，让他们主动去投简历，与招聘方交流，了解现在的招聘市场行情，明白现在的物流公司需要怎样的物流人才，什么样的求职信最受招聘方的欢迎。然后再回过头来看他们自己写的求职信在内容和格式上存在哪些问题，需要如何改进。这样，通过专业与生活实际相结合的方式，让学生更好地掌握应用文的知识。
再如，在物流班学习《是瓶中魔鬼，还是诺亚方舟》时，我由文中提到的核能，把学生引导到对目前人人关注的环保问题的思考；再由环保意识转向我们的北京奥运会，北京奥运会的场馆在规划、设计、施工等各个环节，都贯穿了“绿色奥运”理念；最后由北京奥运会转向现在社会普遍提倡的绿色物流，很好地把语文教学与学生的专业结合了起来。
职业学校的语文课堂教学有其特殊性，课堂学习不是意味着死读书，读死书，而是要综合利用多种教学资源，将语文教学与生活紧密相连，结合多种适合职业学校学生的有效策略，让学生真正地成为教学过程中的主体。
参考文献：
［1］加德纳.多元智能新视野.中国人民大学出版社，2008-03.
［2］皮亚杰.心理发生和科学史.华东师范大学出版社，2005-09.
［3］曹明海.营构与创造：语文教学策略论.青岛海洋大学出版社，1998-11.
不可思议的科学史范文第6篇
一条隐藏秘密的小道
2009年2月26日上午11点,当联合国教科文组织的柯高浩、柯文夫妇带着一份沉甸甸的文件在成都双流国际机场走下飞机时,这份有关国宝大熊猫最珍贵的“出生证”终于“回家”了。正是这份“出生证”帮助大熊猫敲开了国际大门,从19世纪发现大熊猫到现在的100多年间,西方的“熊猫热”一直高烧不退,一个物种让世界持续“发烧”百年,这在世界上是绝无仅有的……这一切,都是源于140年前皮埃尔・阿尔芒・戴维在邓池沟天主教堂发现并命名了大熊猫。
“我们要把大熊猫‘出生证’放回那里,让世人知道大熊猫是从那里走向世界的。”成都不是他们的目的地,他们的目标隐藏在大山深处的邓池沟天主教堂。柯高浩、柯文夫妇在法国驻成都领事馆领事助理孙雅俊、中国科学院专家何芬奇、四川省旅游局巡视员孙前等人的陪同下,两个多小时后,他们的身影已出现在距离成都200多公里的宝兴县城。
“140年前的今天,戴维也走到了宝兴,但他走了8天时间。”何芬奇正在和胞兄一起翻译《戴维神甫传》,对于戴维发现大熊猫的故事,他如数家珍――
“2月22日,向穆平出发。多云的天空偶尔有几缕阳光透过云层。我们早上8点出发,在向西走了26英里后……”1869年2月22日,戴维从成都出发,他沿着四川盆地的边缘到了邛崃,经西河的马湖、油榨等场镇后,到了芦山县的三汇场(现名大川镇),在当地人的帮助下,他翻越了海拔3000多米的大瓮顶,来到了宝兴县盐井乡,随后到了邓池沟教堂,整整走了8天时间。
邓池沟天主教堂,又名叫“灵宝神学院”,是法国远东教会1839年派人到四川秘密建造的教堂。早在1802年,法国巴黎远东教会的周耶神甫就开始在这里传教,1929年周耶病逝并安葬在这里,这里就成了川西天主教区的大本营。1839年,第二任神甫德耶在这里广招信徒弟子,这里便成了灵宝神学院(又称穆坪修院)。
再后来,戴维接替了第三任神甫的职位,成了邓池沟天主教堂的第四任神甫。
是猫是熊,一块
“冰川活化石”横空出世
据四川省民族研究所研究员杨健吾的研究,明崇祯十三年(1640),天主教葡萄牙耶稣会教士利类思,在北京经汤若望和东阁大学士、四川绵竹人刘宇亮的帮助,“首先入川,传扬福音”。清代,入川的传教士增多。
1862年2月,也就是清同治元年,36岁的戴维得到中国传教的许可,启程前往遥远的东方,从此和中国结下不解之缘。
戴维是一名学识渊博、具有献身精神的法国人,与其说他是一个虔诚的神职人员,不如说他是一名执著的博物学家。在西方“自然神学”昌盛的19世纪,博物学家和传教士都认为,自然是上帝“包罗万象的公开手稿”,研究自然,是与上帝的书面信息《圣经》相符的。故而通过研究自然去领承天启,便大受年轻牧师的喜爱,毕竟,投身田野工作比研习枯燥教义要有趣得多,戴维便是其中的一位。
1868年11月,戴维经汉口、沙市、宜昌、进入四川,12月到达重庆。在重庆法国传教士范若瑟家中,他得到一个令人喜出望外的消息:穆坪有个法国传教点且生物物种极其丰富。一过完元旦,戴维就迫不及待地溯岷江而上,经壁山、隆昌、资中、简阳至成都。在成都西北的彭县做了短期的标本采集后,他于次年2月出发,前往穆坪。
戴维的起居室和工作室各10多平方米,有一门直接相通。起居室里陈列着戴维当年使用的一张古香古色的雕花木床,一张如学生上课用的中式书桌,一把典型的太师椅。书桌上,一本翻开的《圣经》端端正正地摆放着,仿佛还散发着戴维虔诚心胸的余温,一盏油灯立在书侧,它熄灭后的轻烟似乎还在屋内袅绕……整个起居室除此再无其他家什和装饰物,真是简单之极。
1869年3月11日,戴维记下了他生平第一次见到大熊猫皮的情景:“在我返回教堂的途中,这条山谷中的主要土地占有者、一个姓李的人邀请我们到他家去用茶点。在他家里,我见到一张展开的,那种著名的黑白熊皮。这张皮非常奇特,我的猎人告诉我,我很快就会见到这种动物。我听说猎人们明天就出发到野外去猎杀这种食肉动物,它可能成为科学史上一个有趣的新种。”
3月23日,戴维终于等到了,猎户给他带来一只死去的黑白熊。戴维欣喜若狂,他确信,这是熊类的一个新种,而且只有中国才有。他将这种动物命名为“黑白熊”,并将动物标本和描述报告寄给远在巴黎的米勒・爱德华兹。这是熊猫实物第一次介绍到西方,其轰动可想而知。
同年5月4日,“我的猎手们在穆坪东部地区(今宝兴县东河一带)守候了两个星期,为我带来了一只黑白熊和6只仰鼻猴,这只黑白熊特别可爱。”当地的猎手们第一次为戴维捉到活体“黑白熊”,戴维就是在这里为他称为“最不可思议的动物”称体重、量身材、检查健康状况。这憨态可掬、滑稽可爱的动物,使戴维惊喜得不停地“感谢上帝”。当他仔细端详这只“竹熊”毛茸茸、黑白相间的外貌后,给它取名“黑白熊”。新的发现令戴维极度兴奋,他将这消息告诉爱德华兹教授,并附上描述黑白熊的书面报告。戴维本想将这只活体“黑白熊”送回巴黎,没想到“黑白熊”经不起运送途中的颠簸和气候变化,不幸死于半途,戴维只好将毛皮标本送到法国自然历史博物馆。描述报告当年就在博物馆《新闻公报》上发表,报告是这样叙述的:“‘黑白熊’。据我的猎人讲,其体形大,耳短,尾很短,毛较短,四足下有很多毛。颜色为白色,耳朵、眼圈、尾尖和四肢呈黑褐色,前肢黑白部分向肩胛延伸,在背脊上汇合成带状……我刚获得一只幼体,并见过成体的皮,毛色均相同,颜色分布也一致。我从未见过这种动物。这可不可能是科学上的一个新种呢?……在过去的20天里,我雇佣了20名猎人来猎捕这种奇特的熊的成体。”
巴黎自然历史博物馆将这张熊猫皮展出后,谁也不认识。人们从兽皮看到它有一张圆圆的大白脸,眼睛四周有两圈深深的黑斑,像是戴着一副墨镜。爱德华兹教授经过对“黑白熊”毛皮和骨骼的仔细研究,发现戴维在物种的判定上出现错误,“黑白熊”不是戴维所认定的熊属类,而是与小熊猫相似的另一种熊猫。爱德华兹教授在1870年发表的论文中这样写道:“就其外貌而言,大熊猫的确与熊很相似,但其骨骼特征和牙系统与后者的区别十分明显,而与小熊猫和浣熊相近。这一定是一种新属,我已经将它命名为‘大熊猫’。”
解放后,邓池沟天主教堂成为宝兴县石棉矿矿部所在地,因而得以完整保存。
2005年10月1日,代表联合国教科文组织和世界自然遗产委员会到雅安考察评估“四川大熊猫栖息地”的首席专家、IUCN自然保护地委员会主席谢泊尔・戴维专程到邓池沟天主教堂,在阿尔芒・戴维像前,谢泊尔・戴维虔诚肃立,嘴唇颤动,久久无语。两个戴维是在通过冥冥时空进行着心灵的对话……最后,谢泊尔・戴维终于开口:“100多年前,你在这里发现了大熊猫;100多年后,我到这里保护大熊猫,我们两个戴维在夹金山的百年之约,做的都是同一件事,发现和保护大熊猫……”言毕,他对阿尔芒・戴维的遗像三鞠躬。
大熊猫的惊人的发现,震惊了世界――西方学者的猜测得到了证实:在遥远的东方,果然存在着冰川时代的“动物活化石”!
辗转索求,
一纸“出生证”终于回家
1872年,戴维在中国病倒,两年后他退休回国,身体才慢慢恢复过来。从此,戴维再没有来过中国。
1877年,戴维两卷著作《中国之鸟类》公开出版,书中记载他发现的772种鸟类,其中有60种前人从没发现报道过;书中还有200个种类的哺乳动物经他鉴定,其中新的种类有63个。1884――1888年,戴维又一著作《戴维植物志》公开出版,书中记载有他搜集的世界罕见的植物品种。他的这两本书,成为后代学者到夹金山科学考察的“探秘宝典”。
2001年11月,在戴维逝世百年之际,他的故乡――法国埃斯布莱特市亲友团在市长戴海杜的率领下,来到宝兴县邓池沟追思先贤。他们的到来,引起了时任副市长孙前的关注,一位法国市长为什么要不远万里来到中国、来到四川宝兴邓池沟熊猫老家?一个法国人,跟中国的大熊猫有什么关系呢?
2002年11月,孙前带队赴法国访问戴维故乡,并在法国巴黎自然历史博物馆见到了陈列的宝兴大熊猫模式标本及相关资料。大熊猫模式标本,正是当年戴维从宝兴带回的那只大熊猫标本。孙前详细了解到了戴维在中国的神秘之旅后,他萌发一个念头:雅安是大熊猫的故乡,更是世界大熊猫文化的发源地,如果能把当年戴维发现大熊猫的报告和巴黎自然历史博物馆馆长米勒・爱德华兹的鉴定报告这两份文件送到大熊猫首发地的话,作为世界自然保护地核心区的夹金山,将被赋予更加厚重的文化符号。
于是,孙前一有机会就辗转游说,四处索求,法国大使馆、法国驻成都领事馆、在法国工作的中国人、法国巴黎自然历史博物馆……然而他的努力,却没有一点回音。
之后,孙前卸任雅安市副市长,调任四川省旅游局巡视员,但他求索的脚步一直没有停止。2008年,孙前的求索大熊猫“出生证”的故事感动了中国科学院鸟类研究所专家何芬奇。
“老孙,你就别瞎撞了,我想办法帮你求回来!”最终,何芬奇找到了他的朋友,联合国教科文组织的专家柯高浩、柯文博士夫妇。经过他们的努力,法国自然历史博物馆答应了他们的要求,他们赶在了戴维发现大熊猫140周年之际,从法国巴黎自然博物馆取得了两份文件的复印件,并接受法国自然历史博物馆的委托,专程从法国飞到中国,代表博物馆把大熊猫的“出生证”送到四川省宝兴县邓池沟。
不可思议的科学史范文第7篇
一、呈现生命现象的奥妙美
在生命的世界中，有着数不尽的奇闻趣事和探索不尽的奥妙，教师必须具备深远的视界来对纷繁复杂的生命现象进行遴选、甄别、整合，充分挖掘各种资源内在的魅力和深层次的价值，有意识地创设与学生心理需要变化同步的情境，通过教师生动形象的表述，拨动学生的心弦，让学生深切感受到“生命真奇妙”，诱发学习情趣，促使其更主动、更深入地思考。
比如，为什么“种瓜得瓜，种豆得豆”？生命的遗传是最复杂、最浩瀚、最难搞清，又诱惑着人类孜孜不倦地去探寻的深邃话题。一百多年来，从孟德尔的豌豆实验，到肺炎双球菌的转化实验，到T2噬菌体的侵染实验，到摩尔根的果蝇实验，当人们发现DNA是生物的主要遗传物质、基因是生物遗传的基本单位的时候，是何等的欢欣鼓舞！及至沃森和克里克DNA分子双螺旋结构模型的建立，到64个遗传密码子的确立，再发展至HGP计划的实施，人们又进一步认识到，基因的定位和功能难以确定，生物体的复杂结构和功能不仅仅是由基因决定的，也是由基因组中存在的大量非编码信息和非编码基因共同决定的，遗传语言的葵花宝典究竟藏在哪呢？
在进行“干细胞”教学时，我给学生们讲述了“柏林病人”的故事。蒂莫西·雷·布朗是一名美国白血病患者，并同时患有艾滋病，几乎已经到了死亡的边缘。2007年他来到德国柏林找到了胡特医生，随即胡特做出一个决定：进行骨髓干细胞移植，先治白血病。结果出人意料，这次移植不仅将号称“柏林病人”的白血病治愈了，还把他的艾滋病也在不经意间给治好了，否定了艾滋病无法被治愈的残酷现实。这是一个小概率的个案还是具有普遍性？是可以复制的还是无法再现的？原因到底是什么？此时的课堂鸦雀无声，学生们的眼睛都亮了……
诸多的设问还有：为什么小小的细胞结构哪怕是原核细胞都是人工难以模仿制造的？是什么造成了高等植物的光合碳同化有着C3、C4和景天酸代谢等多种途径？真的只有人类的大脑皮层才存在语言中枢吗？其他动物有没有人类看不到、听不懂的语言？达尔文的自然选择学说过时了吗？怎么解释寒武纪出现的物种大爆发？在进化地位上越高等的生物，是否适应能力越强……当对生命奥妙的兴趣、热情一旦转化为恒久不变的志趣、志向的时候，科学的种子就悄然播下了，就很可能在学生建构未来生活时发芽、生长、开花、结果。
二、展示生命理论的和谐美
科学是规律的反映，而规律是美的内核，这个规律对于生物来说，就是统一，就是适应，就是竞争，就是进化。从某种意义上说，生命现象的规律与美是相通连的。
例如，光合作用为人类和整个生命世界的生存与发展提供了物质基础，是地球上最重要的生化反应。在教学植物的“光合作用”时，我特地从学校生物园、地理园里采摘了十几种不同植物的带叶枝条让学生们仔细观察，叶在茎干上的排列无论是互生、对生还是轮生，它们自上而下都互不遮挡，形成镶嵌式的排列，这样可以使每一片叶子都能接受充足的阳光，各美其美，美美与共。学生们对这种天然形成的叶镶嵌以及它的合理性感到惊讶，并且深切地感受到生物的生存与种族的延续和环境密不可分，适者生存，否则就会被自然淘汰。
再比如，1894年Fischer提出酶作用的锁钥学说，一把钥匙对应一把锁。这一学说对我们领悟生物特征多有启发。仅是在高中生物学中，涉及“锁钥式”一对一的特异性结合就达六、七项之多，例如：膜上载体与运输物、激素与靶细胞、抗原与抗体、tRNA与mRNA、互利共生等，无处不在。正是这种类似“锁钥学说”专一性的规律，才使得生命活动更加有序而高效。以遗传三大基本定律为例，从一对等位基因在形成配子时的分离行为入口，到两对及两对以上非同源染色体上非等位基因的自由组合行为演绎，再到同一条染色体上不同基因的连锁行为补充，层层剥茧，由浅入深，浑然一体。窃以为，当下的人教版教材没有讲述摩尔根的连锁交换定律，是有一点遗憾的，一来第三定律内容并不复杂，学生容易理解；二来将一个几近完美的理论体系弄得破碎了。可喜的是，几乎所有的生物老师都不会忽略第三定律，和谐的理论体系具有不可抗拒的魅力！即使一個小小的细胞也是一个统一的生命系统，不大不小的核质比，各种细胞器的精妙配合（如分泌蛋白的形成），扩大生化反应面积的方式（如线粒体的嵴和叶绿体的基粒）……它们在矛盾运动中达到的高度和谐令人叹服。
学习“生态工程”一节时，课标要求学生掌握的知识目标是理解生态工程所遵循的若干基本原理。如果让学生一下子“生吞活剥”下去这些原理必然会引起“消化不良”，且教材所举事例不仅远离特区学生的地域，更远离他们的认知。于是我利用学校开展综合实践活动的机会，带领学生们来到作为国家农业高科技园区的光明农场，让学生亲身实地考察珠三角地区独创的历史悠久的桑基鱼塘，深入探明池埂种桑、桑叶养蚕、蚕茧缫丝、蚕沙、蚕蛹、缫丝废水养鱼、鱼粪肥桑的高效和谐的人工生态系统，感受我国劳动人民卓越的智慧和创造。在桑田采桑除草，在鱼塘播撒饲料，临走时，还带回了一些农场的蚁蚕来学习养蚕。学生们迸发出来的热情和活跃简直让我始料未及！
三、阐述生物思维的适切美
思维是智慧最集中的体现。纵观生命科学发展史，新的观点和理论、新的思路和方法、新的发现和创造，几乎每一次重大的突破都与新思维相行相伴。豌豆、果蝇被用作遗传实验材料的得天独厚，恩格尔曼在探索光合作用中使用水绵和好氧细菌的绝妙组合，艾弗里、赫尔希和蔡斯经典实验思路的异曲同工，进化论、细胞学说、酶的发现、激素本质的探索承前启后，细胞膜的流动镶嵌模型、DNA分子的双螺旋结构模型的大胆创设，这些划时代的伟大成就，无不呈现出思维完善的伟大力量。反观沃泰默在探索促胰液素、海尔蒙特在探索柳树增重来源实验中的匠心独运却功败垂成，也无一不是因为思维走入歧途。可见，生物思维的适切与否起到了决定性的作用。
教学“DNA的结构”是在已经讲授完证明“DNA是生物主要遗传物质”的经典实验之后，我让学生思考一个这样的问题：从DNA结构上来分析，自然界为什么选择了DNA作为遗传物质？DNA有哪些作为遗传物质的适切性？引导学生们从DNA的分子结构特点来分析：DNA的化学组成虽然只有四种脱氧核苷酸，但由于分子巨大，所以，排列组合方式多种多样（4n），贮存大量遗传信息，体现遗传物质的多样性；某个特定的DNA有其特定的脱氧核苷酸排列序列，说明遗传物质的特异性；DNA分子中，磷酸根和脱氧核糖交替排列的“楼梯扶手”框架很稳定，A和T、C和G之间“楼梯台阶”的氢键累积也很强，不易打开，表现出遗传物质的稳定性；双螺旋的结构能够精确地自我复制，使亲代与子代间保持遗传的连续性；DNA通过基因表达，控制新陈代谢过程和性状发育；在特定条件下又能发生突变，而且突变以后还能继续复制，产生可遗传的变异。反观RNA和蛋白质，前者分子量小，遗传信息少，多数是单链，结构不稳定；后者不能进行自我复制，分子结构也不稳定，不能遗传给后代。所以，这两者都不适合作为遗传物质。诸如此类增之一分嫌长、减之一分嫌短的生物思维，让人怦然心动。
哈佛大学的学子们曾说生物学是最难学的，因为尽管生命活动有一定的规律，但其规律没有数理化的规律明显和固定，这就要求学生在学习这门课程时要有很灵活的善变通的思维，要能综观全局，用系统的观点、普遍联系的观点、运动发展的观点、对立统一的观点等去看待和解析千姿百态的生命。因而，在教学中，教师一定要想方设法地培育学生的这种生物思维，或者说学科思维，使生物的每课堂、每次作业、每次练习都不是重复的机械操练，而是富有缜密性、逻辑性、批判性、探究性、创造性的思维活动，进而让学生领略学科思想的魅力与意义。
四、介绍生命改造的创新美
进入21世纪后，生命科学和技术的成就正在深刻地改变着人们的生产方式、生活方式和思维方式，以前所未有的姿态为我们展开了一幅波澜壮阔的生命画卷，美仑美奂，光芒四射！教师应当向学生展现这幅宏伟的改造生命的画卷。
富含胡萝卜素的金大米、能生产人的胰岛素的大肠杆菌、植入了海蜇发光基因的街边树来替代路灯……极富魅力的基因工程和蛋白质工程，是按人们的预想有目的地改造生命甚至重新设计生命，创造出自然界并不存在而人类所期望的具有某种特性的改良物种，其神奇的力量威慑着几千年来远缘物种间不能自由的传统观念。获得具有高产、稳产和优良品质的农作物、家禽家畜，乳腺或膀胱生物发生器，基因诊断和治疗，分解石油多种成分的“超级细菌”等，为人类社会展现出一片光明的前景。
在一次高三生物科学史的专题复习中，我请学生将中国人在生命科学领域的成就罗列出几条，结果，很少有学生能列出三条以上。于是，我就慢慢地开始如数家珍了：1965年，我国的科学工作者经过6年多坚持不懈的努力，人工合成了具有全部生物活性的结晶牛胰岛素，这是世界上第一个人工合成的蛋白质，开创了人工合成生物大分子的时代；1981年，又人工合成酵母丙氨酸转移核糖核酸（酵母丙氨酸tRNA），在世界上首次人工合成核酸分子；1988年，我国科学家人工合成了抗黄瓜花叶病毒的基因，并且将这种基因导入烟草等作物的细胞中，得到了抗病毒能力很强的作物新品系；1989年我国科学家成功地将人的生长激素基因导入鲤鱼的受精卵中，培育成了转基因鲤鱼；我国利用生物工程自行研制的乙肝疫苗在1992年投放市场，在预防乙型肝炎中发挥了重要作用……
此时，学生聚精会神，作为中国人的自豪感、光荣感、使命感一定在心底涌动，这些生命改造也定会成为“挡不住的诱惑”，长久地印记在学生们的脑海中，为他们的明天插上腾飞的翅膀。
五、讴歌科学精神的崇高美
许多生物学家的一生，在书写科学篇章的同时，处处弘扬人的价值、理想，孜孜不倦地追求社会的进步与和谐，他们的独立思考、敢于怀疑、勇于创新、百折不挠、求真务实以及他们在工作生活中的协作、友爱、宽容，其本身就是科学精神和人文精神相结合的典范。生命科学的发展，深深地蕴含着科学家充满人文主义的态度和精神，它们和生物知识密不可分，共同构成了高中生物课程不可或缺的教学内容。
我告诉我的学生，一直贫困如洗的博物学家拉马克为了探寻真理，终生奋斗不已，笔不停缀，晚年更是貧病交加，死后连下葬的钱都是他女儿向别人借的。
我告诉我的学生，被誉为“现代遗传学之父”的孟德尔用长达8年的豌豆实验揭示了生物遗传奥秘的基本规律，可孟德尔发现的遗传定律在当时并未受到人们的重视，他的论文只是在一家地方性刊物上发表。一个世纪后，三位科学家在不知道孟德尔当年研究成果的情况下，都准备好了论文，却意外地看到了孟德尔的文章，马上把荣誉让给了孟德尔。
我告诉我的学生，享誉世界的微生物学“开山鼻祖”荷兰列文虎克只有初中文化程度，却用了60年时间磨了400多个凸透镜，自制显微镜并观察显微镜下的世界，号称“一生磨一镜”，首次看见了显微镜下活的细胞，看到了微生物……
我希望如朱小蔓教授所言：真正优秀的教师，都能在自然而然传授知识的同时，让学生听见知识背后道德的声音。
不可思议的科学史范文第8篇
一、易学自然观
《周易》包括《易经》和《易传》两部分，实际上是上古巫文化化出的符号、周初时期占筮验词集锦和战国末年理性诠释的统合。作为《易传》的十篇释文已经完全脱离卜筮，建立起一套以阴阳为纲阐释变化的理论体系。汉兴，《周易》作为官学传习和研究的对象，被尊称为“五经”之首；汉易已经纳入阴阳五行学说，隋唐时期易学即以其理性向科学领域渗透；进而逐渐形成以符号系统与以阴阳为纲纪相结合的范畴体系和理论结构。
易学对宇宙的基本观点是：阴阳相涵相因、流变会通，构成一个合谐互补的有机整体。
张立文教授在《王船山易学思想略论》〔1-191〕中指出：船山的本体哲学，统体会通于和合。所谓和合者，就是“阴阳未分，二气合一，氤氲太和之真体”。《易传》有言“形而上者谓之道，形而下者谓之器”，作者认定道器是虚实范畴，虚与实的主要差异在于隐与显。“形而上者是隐也”，隐不是无，而是潜在，是形而下所以存在的根据。“形而下者是显也”，指有形质的东西，“即形之成乎物而可见可循者也”。即此可知，显指可见可循的事物和现象，隐指寓于“器”而起作用的现象背后更本质的东西；而隐又不是虚无，“道不虚生，则凡道皆实也”。从而推定道乃实存之体，得出道器交与为体、相涵相因、流变会通的两系统结构论。
道和器的关系究竟如何？就逻辑上讲，“形上者乃形之所自生”，因为凡器皆有形，由“形”逻辑上得出对应于“形下”必然存在着“形上”。就二者的主从关系讲，“当其未形而隐然有不可喻之天则，天以之化”，依此概括二者的关系为：道是器存在的依据；道通过器而表现自己，一切显性的运动变化之因皆源之于道。再就孰先孰后的角度讲，是“理不先而气不后”，二者既不存在先后、本末之别，也就从根本上排除了天理、神创的观念。
张教授立足于人文（兼及自然）阐述问题，认为“王船山道器、气关系，充分体现和贯彻了《周易》和合人文的精神”，本文专门讨论自然而不涉及人文。依据形上学本体哲学，自然界的物理客体应该分两类，即“形之已成乎物”和“未形”，二者的本质区别在于形下之“显”和形上之“隐”。
小结：易学自然观是两系统结构论。从静态角度讲，“万物（包括宇宙自身）负阴而抱阳，冲气以为和”；从动态角度讲，“阴变阳，阳变阴，其变无穷”。所谓的易，就是讲阴阳变化之理的学问，即“易以道阴阳”。
二、两种物理学理论
物理学作为一门学术的名称，是从亚里士多德的希腊文著作延续下来的，这个希腊词的意思是探讨自然的秩序和原理的“自然学”，亚氏又称其为自然哲学。大约到18世纪中叶，由于学科内容的分化，自然史和化学从物理学中独立出来，18世纪后半叶法国讨论过留下的物理学意味着什么，结果是把物理学分为一般物理学和特殊物理学。前者指牛顿力学或由《自然哲学的数学原理》导出的以数学描述质点运动的传统，后者包括声、光、电、磁等广泛领域。通常都把这种划分说成是数学科学传统和实验物理学的分离。
1829年，泊松把当时法国物理学的思想倾向归为两类：物理力学和解析力学。他把前者的特征描述为“它的唯一的原理是把一切还原为分子运动，而这些分子是把力的效果从一点传到另一点并保持这些力之平衡作用的核心”，即期望用天体运动的牛顿平方反比定律数学格式，精密地描述宇宙一切现象，称牛顿范式；而后者则强调现象的解析格式，轻视对物理原因进行讨论，称非牛顿范式。1840年以后，牛顿范式的地位被非牛顿范式所取代；与之同时，拉格朗日原理被泊松和哈密顿予以发展，使力学成为完全分析的形式，并且以能量取代力的概念体系。本应该由之意识到“根本不存在纯粹的力学现象，实际上运动总是结合着热和电磁的变化，它们也规定运动”〔2-9〕，从而结束牛顿的“力学神话”，可惜的是西方哲学没有能够为物理学提供合适的自然观，以后的物理学就在迷茫中走了许多弯路。对两种范式的本质差异，一般都视为用几何法还是用解析法的数学问题。
19世纪30年代之后，随着实验物理学的成熟，出现了实验物理学和理论物理学之区分；物理学的理论又分原理理论和构造理论两类。前者是先使用分析法在经验中发现自然过程的普遍特征（即原理），然后给出各种过程必须满足的数学形式的判据，比如牛顿力学；后者又叫“假说—演绎”法，即先确立“想象的原理”（即“假说”），然后采用反证法通过由原理导出的结论对原理进行证明，给出的内容与经验所显示的现象吻合得愈多愈一致，特别是能够从假说来预言现象并得到证实，这种构造理论就愈成功。依据这种分类方法，一般都承认17世纪牛顿的《原理》和惠更斯的《论光》就分别代表了原理理论和构造理论。对这两种理论划分的依据主要在于思维方式，即前者采用分析法而后者采用综合法。
三、两类物理客体
牛顿的《原理》和惠更斯的《论光》，从近代物理学奠基开始，两种截然不同的理论分别传承为两种体系，即牛顿范式——原理理论，惠更斯范式——构造理论，其本质差异不在思维方式和数学形式之不同，也不在是采用数学方法还是实验方法之别，而在于研究的客体分属于根本不同的两类。
以质量对物体进行计量，并假定质量都集中在一个质点，以相互传递力的作用描述运动，是牛顿范式的核心观念；非牛顿范式研究的光、热、电、磁等现象，都不能以质量进行计量，最终认识到了这种现象都与“能量”直接相关，并且以能量取代了力学概念体系。
而今首当其冲应该明确的是物理学根本就不直觉研究“物质”，正象无法品尝水果一样，因为二者都是抽象的类概念。物理学只研究质量、能量、电量、时间和空间之间的关系，两种理论的适用范围不同，前者是关于质量系统的理论，后者则适用于能量系统。以往不适当地把能量说成是物质运动的形式（如“能即运动”）〔3-526〕，是产生混乱的肇端。现代物理学已经确认物理客体分两类：宇观上有分立的天球和连续辐射，微观上分粒子和场，粒子物理学分费米子和玻色子，理论物理学称其为物质粒子和相互作用；物理学理论也分用质量计量和时空描述、用能量计量和位形描述两个系统。“我们首先把宇宙的物质内容分成两个部分：“物质”即诸如夸克、电子和缪介子等粒子，以及“相互作用”诸如引力和电磁力等等”〔4-38〕。当代著名物理学家霍金居然会说出如此不合逻辑的荒唐话，不难看出“物质”这个误用概念带来的混乱是何等严重。
物理客体不能用“物质”这个概念进行抽象和概括，而应该分为质量和能量两个系统，二者的本质差异有3：1、分立和连续；2、有无静质量；3、量传递时物理客体仅只振动而不发生运动方向的位移。确认能量系统存在的依据有5：1、德西特从广义相对论场方程得出没有物质的宇宙时空解；2、无限的（负能电子）海的发现；3、爱因斯坦说：“依据广义相对论没有以太的空间是不可思议的”；4、3K微波背景辐射证明“空间”不空；5、粒子物理学的实验发现，绝大多数粒子为瞬息亿变的动态网络。
“全〖ZZ(〗空间〖ZZ)〗充满着相互作用着的各种不同的场”〔2-387〕，这种分布着某种物理量的空间，不同于经典物理学中作为参量的空间。“场从数学上表述了能量局域性概念”，“是一个具有无穷多自由度的动力系统”〔2-353〕。即此可知，一切自然现象虽表现为质量系统单元个体的运动和变化，动变之因却源于能量系统的作用；而能量系统本身不通过作用于质量系统的效应也根本就无法观测。物理学早已将物理客体分为弥散态粒子和凝聚态物体，3K微波辐射发现之后，就应该从分类学的角度再增添一种连续态网络；进而将弥散态粒子分为质量子和能量子，如此一来，物理世界图象就会变得非常清晰。
物理客体分物体、粒子、网络三类，分别用质量、电量（或荷质比）、能量计量；人类生活的现实世界属于质量系统（从天球到原子乃至质子、电子），能量系统则是一切运动变化的动力之源；所有的共振态、复合态粒子均属于能量系统的动态网络，只有那些稳定的能量子才有现实意义；不同能量子的有序组合构成信息（从质量系统讲，传递信息必须有载体，而对能量系统，信息和载体则合而为一，于此无暇展开讨论），可以用于操作质量系统的变化和存储一切自然现象。
小结：物理客体分两个系统三种态。质量系统和能量系统确实属于“负阴而抱阳，冲气以为和”的状态；作为两系统“中介”的弥散态，是演绎世间万象的“大舞台”；何以产生质量和电量，是现实世界存在的最根本机制。
四、时间和空间
无论哲学还是物理学，时间和空间都是一对非常重要的范畴，同时又是亘古至今争论最多直到今天还没有取得共识的两个概念。16世纪之前，基本上没有留下多少值得关注的重要论点；牛顿为了创立完整的力学体系，不得不提出人类历史上第一个时空构架。他认为物质是在绝对空间中运动，时间不跟任何物质对象相关、自身等速地在那里流；时间和空间各自独立互不相关。亦即是说时间和空间仅只是描述运动的参量。
现代物理学的发现则是：“广义相对论用空时结构的几何性质来表示引力场”〔2-328〕，场不但“是某种物理量的空间分布”，还是“一个具有无穷多自由度的动力系统”〔2-353〕。很显然，时空结构应该被理解为改变物体或带电粒子运动状态的作用量。
依据质能两系统结构论看待，即使在牛顿力学体系中，时空结构也是作用量而不是描述运动的参量。比如牛顿力学的第一号自然力——重力G=mg，如果没有g作用于m，物体就不会自由下落，很显然g是使m自由下落的作用量。如果用电磁作用相类比，g可以被称为引力场强，其作用效应跟电场作用于电量没什么两样。自从发现了动量和能量守恒之后，牛顿力学方程基本上已经不再使用，足以说明牛顿力学非常片面，能够沟通三个领域最基本的物理量只有动量和动能，根本就不需要力这个概念。
时间和空间究竟指什么？答曰：二者分别是对能量系统单元个体持续性和广延性的计量，恰如用质量计量物体、用电量计量带电粒子那样。
“空间一时间未必是一种可以认为离开物理实在的实际客体而独立存在的东西。物理客体不是在空间之中，而是这些客体有着空间的广延性”〔5-112〕。爱因斯坦如果对中国古典哲学稍有理解，就会再说一句：这些客体还有着时间的持续性。这种“物理实在的实际客体”即指能量系统而言。
能量系统虽是连续态，探究其具体作用时却需要量子化。假定其最小单元为h，由ε＝hν＝h/T可知，只要测出周期T，即可以知道具体的能量值，同理测出波长即可知动量。故而可以说时间和空间是对能量系统两种属性的计量。
董光璧教授猜想对于不同的相互作用，应该“各有其时空结构”，是有道理的。用于电动力学的时空结构已经非常成功，“对于电磁相互作用，相对论提供的时空结构和量子论提供的能量结构，既在逻辑上自洽又与经验相符”〔2-429〕；而对于质量，发挥作用的时空结构有ι2t-2和ιt-1两种，对行星的运行则有R3/T2＝K。
小结：时空不是独立的存在，而是用于计量能量系统属性的概念构架。对于物体或带电粒子，不同的时空结构作用于质量和电量可得能量和动量；对于能量系统，只需要用T和λ对基本单元个体计量，即是能量和动量。
五、两种运动
讨论过物理学不应该使用“物质”这个哲学范畴，明确了物理客体分质量、能量两个系统，确立了质量、电量、能量和时空是基本的物理量，并且弄清了时（T）空（λ）可以直接作为计量能量和动量的基本量，不同时空结构又分别是驱动质量或电量的基本作用量之后，还应该讨论一下运动形式问题。
亚里士多德很早就提出自然运动和强迫运动区分之必要，物理学界至今都没有认真对待。所谓自然运动，应该是不受人的干预，不准附加任何人为条件的运动，比如自由落体、自组织系统的变化和行星运转等（下文称绝对运动）；所谓的强迫运动当指人为增添了特设条件的运动，比如将物体抬高、摆钟和日常生活中经常发生的许多运动。
牛顿力学除自由落体之外，几乎都有附加条件，将运动定义为一个物体对另一个物体的位移，运动的基点建立在物体对物体的作用（即力）之上，并将物体看作一个质点等，基本上都属于质量系统的相对运动。现代物理学发现的因果关系被破坏，基本上都产生于对绝对运动和相对运动的作用机制之混淆。
“一个钟所处的引力势越低（深），它走得越慢，而那里发出的光在引力势较高处去接收就会发生红移”〔5-92〕，亦即是说原子钟在那里发出的光频率较小，周期变大。如果是摆钟，依据T＝2πL/g，由于g变大，周期就必然变小。两种钟的结果居然完全相反，基于什么原因呢？这就恰好能够说明相对运动和绝对运动的作用机制不同，显示的结果就必然会适得其反。由于原子钟的频率直接决定于能量子的频率，属于绝对运动；而摆钟的周期则由作用量g与弹性势的平衡决定，属于相对运动，g变大时相对而言等于固定不变的弹性势变小，故而钟的周期亦随之变小。“量子理论和每一种合理的真实世界观念都冲突”〔6-127〕；“量子力学改变了古典物理学的因果观和实在论”〔2-328〕。这些观念产生于发现了绝对运动和相对运动效果迥异，感到困惑的原因是没有树立起时间和空间“不再是事件在其中发生的被动的背景”，“相反的，它们现在成为动力学的量”〔4-53〕，根源在于没有突破“物质”一元论的樊篱。
问起广义相对论场方程的意义，通常的回答是：“物质和能量要使时空向其自身弯曲”〔4-60〕，反过来弯曲时空的曲率又决定着物体运动的路径。这种表述本来存在一个因果互易的逻辑循环，只需要将误用概念“物质”去掉，就变成了非常明晰的单因（能量）决定单果（质量运动路径）的关系。再如“势函数V表示质量系统对空间任意点的引力作用”〔2-361〕，实质上则是势函数表示任意时空点对质量的趋动作用。作用和被作用的因果关系弄颠倒的原因，许多都出在用相对运动的观念去解释绝对运动；产生这种观念的根源又非常久远和牢固，先是哲学上把物质说成第一性，继而近代科学一开始就决定只研究属于第一性的质量和重量，外加担心宗教神学找麻烦，所有物理学理论就都必须把物质或质量说成是运动变化的起因。依据两系统结构论，动因仅来源于能量系统。
宇观上的星体都是绝对运动，很早很早之前就受到许多哲人的关注，他们的不少观点由于跟相对运动的理论不合，都受到了冷遇。欧拉认为“一切物理过程都是以太与物质相互作用的结果”〔2-180〕，欧多克斯认为“日、月和行星分别固定在想象的匀速转动的天球上，星体本身不动，它们随着天球运动”〔2-51〕，笛卡尔的观点更明确：“宇宙空间充满媒质的旋涡运动，天体被媒质的旋涡推动”〔2-145〕；最直观形象的描述莫过于那个阴阳互动的太极图，那是华夏先民无数代人仰观俯察智慧的结晶。天空中所有星系或星系团无不都是一个涡旋，其中不少涡旋的中心根本就找不到质量（被称为质量丢失的暗物质）。很显然这些涡旋都是能量积累形成的畸变时空，那些特定的R3/2＝K的不同旋线上，都可能会有星体在做自然运动，根本就不需要什么引力作为向心力，自然也就没有必要去找切线力的源。
易学中虽说没有“自组织”这个词，王船山却早就讲清了自组织的作用机制。“阳变阴合，乘机而为动静”，“二气之动，交感而生，凝滞而成物我之万象”，如果将质量子和能量子类比为阴阳，这种说法还满有道理的。
小结：运动有相对和绝对之别。因果关系被破坏的原因大都生之于用相对运动的理论去解释绝对运动，根源在于物质一元论不能作为物理学的哲学基础。
六、唯物宇宙观
科学思想作为文化的一部分，在相当长的时间内世界各地都是沿着自己的传统在发展；从16世纪开始，随着西方殖民主义的掠夺，希腊传统的科学逐渐传播到世界各地。如今所说的近代科学，主要指希腊科学传统的扩展，其间也不乏阿拉伯、中国和印度等地科学成果的积累。物理学思想的发展在很大程度上跟古希腊哲学有着非常密切的关系，古希腊哲学的自然观主张人与自然分离。
在古希腊文化传统中，从公元1世纪基督教创立开始，就出现了理性和信仰、哲学和神学的纷争，科学思想的发展亦被打上深深的烙印。基督教成为国教之后，“知识服从信仰”成为教会的基本准则之一，于是就有人提出“学问来源于经验”与之抗衡。
基督教创立不太久，某些护教派发现那些愚昧贫乏的教义抵抗不住古希腊、罗马文化，特别是哲学，就开始从古希腊、罗马哲学中寻找为教义辩护的依据，从而发展出貌似科学的神学，进而宣布真正的哲学和真正的宗教是同一的和信仰先于理性的原则。中世纪的欧洲几乎一切学术都在宗教神学的桎梏之下，自然科学也不例外，布鲁诺被活活烧死，伽利略遭受终生监禁，都因为他们的理论对神学不利。
唯物主义宇宙观针对信仰先于理性提出物质第一性、意识第二性，自然科学总算找到了哲学基础。由于近代科学确定只研究属于第一性的质量和重量，而不研究与感觉有关的第二性，即把意识范畴留给宗教，总算争得了一席之地。当我们立足于现代科学的成果和困惑，去反思物理学发展的历史时发现，把物质和意识的关系视为全部、特别是近代哲学重大基本问题的唯物主义哲学，根本就不能作为物理学的理论基础。为了从神学桎梏下挣脱出来，选择第一性、第二性之分的哲学虽说必要，终归总逃不掉为临时应付而“举债”付出更高的代价。
物质和意识对立，对立的双方是自然和人，这是古希腊自然与人分离自然观的延续。这种哲学适用的范围应该是人天系统，即探讨的中心课题是人与自然的关系；而物理学则属于纯客观地探讨自然界的秩序和原理的学问，亦即是说它只研究物质和物质之间的联系、相互作用和运动变化规律等问题，丝毫不涉及物质与意识关系的内容。故而我们认为，唯物主义宇宙观虽说使物理学摆脱了宗教神学的束缚，而成为一门独立的学科，却不能做为物理学的哲学基础。
自然界是一个有机整体，要探讨其运动变化的规律，就不应该将所有的物理客体用“物质”一个概念概括。因为变化只能发生在至少两种客体之间，如MN和NM；而MM则是永远无法观测的。
“科学史界越来越多的学者认识到，站在现代科学的立场寻找历史来龙去脉的做法有误入歧途的危险，转而采取从原来的境况中重新阐释科学思想”〔7-2〕，不少人发现了《周易》中保留着自然学的原初形式，可以为科学发展提供有益的哲学启迪。本人沿着这条进路摸索多年，学习探寻的心得是，物理学只有依据两系统结构论的自然观，才可以讨论变与不变。
易以道阴阳；万物负阴而抱阳，冲气以为和；阴变阳，阳变阴，其变无穷；阳变阴合，乘机而为动静；二气之动，交感而生，凝滞而成物我之万象——仅依据上述五句富涵哲理的格言，对物质、时间、空间、运动和因果关系等重要概念做一些简要的剖析，就可以理出一条新的思路。如果依据两系统结构论，对物理学的概念和理论进行一次新的整合与梳理，极有可能会将物理学带出当前的困境。不当之处，敬请各位师长、同仁指正。
参考书目：
1、朱伯昆主编《国际易学研究》第三辑，华夏出版社1997年版
2、董光璧等著《世界物理学史》吉林教育出版社1994年版
3、《马克思恩格斯选集》第三卷人民出版社1972年版
4、(英)霍金著《霍金讲演录》湖南科技出版社1995年版
5、倪光炯等著《近代物理》上海科技出版社1979年版