动物和科学发明的关系范文
时间：2023-11-07 17:27:37
动物和科学发明的关系篇1
关键词：物流学学科物流管理物流工程物流经济
1引言
物流学是一门综合学科，物流产业是一个新兴聚合型产业，它的理论与实践必然在中国形成一个新的经济增长点。随着经济全球化和信息技术的发展，被称为"第三利润源"的现代物流的理论研究和实践活动正在世界范围内蓬勃兴起。竞争的国际化、需求的多样化、市场的一体化使现代物流的发展进入了一个高级阶段。许多专家指出，现代经济的发展水平，很大程度上取决于物流的水平。物流实践的发展，需要对物流学理论更深入、更规范的研究，需要更多的适应现代社会发展需要的新型物流人才，这就迫切需要建立和不断完善物流学学科体系，以适应我国经济发展的要求、适应我国物流发展的要求、适应物流学理论研究和物流人才培养的要求。本文提出关于对物流学学科体系构建的两种设计方法，望引起各界同仁们的争鸣和共同探讨。
2.构建物流学学科体系的必要性
从二十世纪初，美国人提出物流这一概念开始，就有许多争论，并逐步深化与发展，到目前为止，各国对物流的定义也不完全一致，但大同小异。物流业已成为发达市场经济国家的一个重要产业，已是既成的事实，物流业对经济发展的作用已无可质疑。物流作为一门科学，越来越引起人们的重视，各国研究的成果越来越引起人们的兴趣。但是，物流尚未作为一个学科屹立于众多成熟的学科之林，这个学科就是“物流学”。直至目前，物流学还是一个没有进行充分研究的新学科，建立和不断完善这样一个学科是否有必要？是否可能？这个学科下面又应该包含哪些子学科、其学科体系究竟如何？这是长期致力于物流实践、物流理论研究、物流教育和培训的专家们共同关心的问题。
2.1物流实践的发展急需明确物流学学科体系
目前，物流学学科体系的不明确和物流学理论研究上的滞后已严重影响了中国物流实践的发展。物流实践活动对商品生产、流通和消费的影响日益明显，已引起了各方面的广泛关注。然而，指导理论和实践研究的物流学学科体系至今没有完全建立起来，致使物流这个概念的内涵和外延还没有真正研究清楚，物流学学科的本质还没有被全面揭示出来，进而直接导致了人们对物流认识的偏差。
2.2新兴的物流学呼唤建立自己的学科体系
物流学理论的发展，出现了许多新的物流概念、物流技术和物流模式，产生了许多传统学科无法解释的问题，带来了传统学科之间的交叉与融合，这就必然要求建立起物流学学科。通过理论研究，我们越来越认识到，物流学是一门新兴的交叉学科，是由管理学、经济学、工学和理学等相互交叉形成的新兴学科；物流学学科有着自己的理论体系和研究内容；作为一个学科，物流学有着自己的学科体系。从物流学理论研究出发产生的建立物流学学科体系的需求，是学科发展的必然。
2.3物流教育的发展迫切需要学科体系的支撑
为适应物流理论和实践研究的深入，社会和经济发展各对层次物流人才需求的急速增长，目前我国物流教育正在快速发展（见下表），从2001年仅有一所高校招收物流专业，到2003年9月已有47所高校在办物流专业。但是，我们的同仁中仍在对有关物流的学科专业的内涵进行着讨论。例如，对物流工程，有的定义为“从系统工程角度研究物流，称为物流系统工程，简称为物流工程”，有的定义为“物流工程是从工程角度研究物流系统的设计与实现”，有的定义为“物流工程是指在物流管理中，从物流系统整体出发，把物流和信息融为一体看作一个系统，把生产、流通和消费全过程看作是一个整体，运用系统工程的理论和方法进行物流系统规划、管理和控制，选择最低的物流费用、高的物流效率、好的顾客服务，达到提高社会经济效益和企业经济效益的综合组织管理活动过程。”这样，就从方法论、工学、管理学三个角度对同一概念产生了三种定义。物流教育的发展迫切需要学科体系的支撑，试想，在这种内涵混乱的情况下，必然产生专业培养目标不明确的问题，而这个问题正是由于物流学学科体系的不明确产生的。
近三年我国招生物流专业的高等学校数
专业
2001年
2002年
2003年
物流管理
1
7
37
物流工程
2
10
2.4物流学学科体系的构建对今后学科的调整和完善会起到重要的指导作用
目前我国的物流学学科体系正在建立过程中。由于受管理体制条块分割、分业管理等问题的影响，我国物流业呈现一个分散的状况，再加上传统教育模式的影响，物流教育条块分割的状况也未得到彻底的改变。因此，各学科专业的研究领域、研究目标、研究的重点不明确。新设的物流工程和物流管理等专业，在很大程度上是原来某一物流相关学科的转型，使物流学学科的发展受到了很大的限制。因此，目前迫切需要对物流学学科体系进行构建，以期对今后物流学学科体系的调整和不断完善起到指导作用。
3.物流学学科体系构建的设计方法
学科是指学术的分类，是指一定的科学领域或一门科学的分支。学科发展历史表明，一个学科的成熟将要引发这个学科与相关学科的集成。对于在一定层次和高度已经认识清楚的事物，人们将会在更高的层次上来认识。物流学学科的发展也是这样的。以前人们所认识的重点是物流各要素所组成的这些学科。目前我们认识到，这些学科必需进行集成才能达到更大规模的优化，而这个更大规模的范围就是物流学学科的研究范围。
研究物流的目的是要有效地管理控制物流的全过程，在保证服务质量的前提下，使其消耗的总费用最小，因此，经济指标是衡量物流系统的基本尺度。研究物流学必然涉及经济学的有关内容，特别是近代兴起的技术经济学和数量经济学都和物流研究有密切关系。在对作为物流要素的对象物的研究中，以及对对象物产生时间维和空间维物理性变化的方法、手段的研究中，又涉及到工程技术科学的许多领域。在运输技术、仓储技术、搬运和包装技术中融合了机械、电器自动化等学科的成果。对物流系统进行定性和定量的分析，必须以数学特别是应用数学、运筹学等为基础，也要以电子计算机作为手段来实现分析和控制的目的，这些都是物流学的研究范畴。综上所述，物流学可以说是社会科学和自然科学之间的交叉学科，或是管理科学和工程技术科学之间的交叉学科。
鉴于此，我们对物流学学科体系的构建提出以下两种设计方法，供大家讨论和完善。
物流学学科体系构建的第一种设计方法：
将物流学作为管理学学科门类下的一个一级学科，物流学下面进一步分为物流管理、物流工程、物流经济三个二级学科。物流学学科体系构建的这种意见见表1。
学科门类
一级学科
二级学科
管理学
物流学
物流管理
物流工程
物流经济
物流学学科体系构建的第二种设计方法：
在管理学学科门类下的管理科学与工程一级学科中设立一个二级学科——物流管理工程，该二级学科下可设物流管理、物流工程等多个研究方向。将物流经济作为经济学学科门类中应用经济学下产业经济学二级学科的一个研究方向。这种设计方法可鼓励多学科共同研究物流问题。物流学学科体系构建的这种意见见表2。
学科门类
一级学科
二级学科
研究方向
管理学
管理科学与工程
物流管理工程
物流管理
物流工程
供应链管理
物流系统分析
等等
经济学
应用经济学
产业经济学
物流经济
等等
在上面两种设计方法中，物流学学科体系的基本构成都是物流管理、物流工程、物流经济三个子学科，有必要对这三个子学科作一分析。
3.1物流管理
美国物流管理协会对物流的定义为：“高效、低成本地将原材料、在制品、产成品等由始发地向消费地进行储存和流动，并对与之相关的信息流进行规划、实施和控制，以满足用户需求的过程。”西方物流（LOGISTICS）理论强调物流学科研究的重点就是对物流系统的管理。在我国，物流管理学科应该作为国内物流学的重点子学科进行研究。
物流活动是由物流组织来完成的，而“管理是一切组织的根本”。企业的物流系统规划与设计、物流业务的具体运作、物流过程的控制、物流效益的考核与评估等都是管理，需要管理理论的指导。物流与许多的管理学专业有关，如工程管理、工商管理、信息管理、市场营销、财务管理等，但物流管理学科有着自己的研究范围。
(1)物流管理学科的研究对象
物流管理学科的研究对象可以概括为：同现代生产经营、科技、经济、社会等发展相适应的物流管理理论、管理方法和工具。
(2)物流管理学科的内涵
物流管理研究的对象是物流系统,它是由生产、流通和消费过程中物质资料(物品)的运动构成。物流管理研究的核心是社会经济活动中物品实体运动的客观规律,它包括物品运动的时间及时性、路径合理性、速度的经济性以及物品运动过程中的停滞和相关形质变化的必要性等。物流管理学科是研究以经济效益为目标,运用现代管理的理论、方法和手段来分析处理物流活动,设计建立物流系统,以及对物流问题进行决策的科学。因此,物流管理学科必须以经济学、管理学、运筹学为基础，以网络化的电子信息技术为支撑。
(3)物流管理学科的目标
物流管理学科的目标概述为：运用现代管理科学的方法与科技成就，阐明和揭示物流管理活动的规律，发展物流管理的理论、方法和工具，提高物流过程的运作效率。该学科作为一个专业，培养具备坚实的管理科学与工程理论方法、管理数学及计算机应用等基础理论；掌握物流系统分析、物流管理方法等专业知识；具有独立从事物流计划、预测、决策、经营、管理等工作能力的专门人才。
(4)物流管理学科的特点
物流管理学科具有理论与应用并重的特点，将管理科学的理论、方法和技术应用于物流管理实践领域，通过分析宏观和微观物流发展的规律，研究发展适合宏观管理和企业管理特点的新的物流管理理论、管理方法和管理技术。
(5)物流管理学科研究的意义
物流管理实际是对物流活动的管理,通过这一管理使物品得以合理配置和运动,但是,“物流”或“物流系统”作为概念所反映的物质实体是“物”而不是“人”。物品是企业构成的三个基本要素之一,它的运动不仅存在于企业生产经营的全过程中,而且还由于它的运动,使社会经济主体之间形成供应链。科学地进行物流管理,不仅可以降低物流成本,提高经济效益和社会效益,而且还可消除或缓解经济主体之间联结点上的矛盾。
3.2物流工程
“物流工程”是一个技术含量很高的学科。大型的物流中心和配送中心一般都是高度自动化的物流设施，建设前需要大量的工程技术人员进行分析和工程设计，建成后需要工程技术人员进行维护和管理；物流的载体——运输车辆、自动立体仓库、装卸搬运设施的建设等，也需要进行科学的规划和设计。物流系统分析、设计、实施都涉及大量的工程和技术，因此“物流工程”涉及到工学的许多学科方向，如机械、建筑、电子、信息、材料、交通运输等等。
在众多的理论研究中，“物流工程”有多种含义（见本文第一部分）。我们认为，“从工程角度研究物流系统的设计与实现”是真正意义上的物流工程，国家也是把物流工程划在了工学学科门类下。
(1)物流工程学科的研究对象
物流工程学科的研究对象是多目标决策的、复杂的动态物流系统，主要从工程角度研究上述系统的设计和实现。
(2)物流工程学科的内涵
物流工程学科主要是对物流系统的规划、设计、实施与管理的全过程进行研究。设施设计是工程的灵魂，规划设计是物流系统优劣的先决条件。物流工程为物流系统提供了软件和硬件平台。一个良好的物流系统不能仅留在规划阶段，需要通过具体的工程建设来实现，物流工程的实施过程就是完成整个系统的硬件设计、制造、安装、调试等过程，同时也需要规划软件的功能。在进行物流系统分析、设计和实现的过程中，既要考虑其经济性指标，又要考虑技术上的先进性、科学性。因此，物流工程学科主要是以工学学科作为其理论基础的，它既是技术学科，也有经济学科和管理学科的渗透。
(3)物流工程学科的目标
物流工程学科的目标概述为：运用工学的理论、方法和工具，根据物流系统的基本要求，对复杂物流系统进行分析、设计和实施，以提高物流技术水平，更好地服务于人类社会。
(4)物流工程学科的特点
物流工程学科具备自然科学与社会科学相互交叉的边缘学科的特征。物流工程学科的研究方法，不仅要运用自然科学中常用的科学逻辑推理和逻辑计算，同时，也常采用对系统进行模型化、仿真与分析的方法。研究中常采用定量计算与定性分析相结合的综合研究方法。
(5)物流工程学科的意义
物流工程学科的研究意义主要在于培养一批具有工科背景的物流人才。物流业的发展需要大批掌握物流工程同时掌握管理方面坚实基础理论和专业知识，能够熟练运用现代物流工程理论、系统规划设计方法和计算机技术，具备独立从事大型物流工程项目规划、实施、管理等工作能力的专门技术人才。
3.3物流经济
物流学科研究大量的物流资源优化配置、物流市场的供给与需求、宏观物流产业的发展与增长等问题，解决这些问题靠的是经济学理论，包括宏观经济学和微观经济学理论在物流研究中的具体应用。
日本行政管理厅统计审议会对物流的定义是：“物的流通是与商品的物理性流动相关联的经济活动，包括物资流通和情报流通。物资流通由运输、保管、装卸搬运、包装、流通加工以及运输基础设施活动组成。”日本的物流定义中强调了物流是一种经济活动，物流在日本的经济发展中发挥了重要作用。因此从经济学科的角度，研究物流经济问题无疑具有重要的实际意义。
(1)物流经济学科的研究对象
物流经济的主要研究对象是物流产业的经济运行和资源配置问题。
(2)物流经济学科的内涵
物流经济学科应以宏观经济学、产业经济学和中国宏观物流问题的关注为基础，以深度分析宏观物流发展趋势及宏观物流产业发展政策为特色，致力于探索和建立经济发展中的宏观物流理论体系；同时应关注微观物流经济的研究，研究重点集中在与企业问题有关的物流企业制度、物流项目评估、物流市场需求预测等政策和理论问题上。
(3)物流经济学科的目标
物流经济学科的研究目标为：研究物流产业发展政策及其同国家宏观经济政策的关系，对物流业发展提出决策建议，成为有关决策部门和企业的思想库和参谋部；加强物流经济理论体系建设并与国际物流经济学科接轨。
(4)物流经济学科的特点
物流经济学科同样具备多学科相互交叉的边缘学科的特征。相关学科有运输经济、物流管理、物流工程、技术经济、信息经济和会计学等。该学科的特点就是要紧密结合物流业改革和发展的要求，从经济学的角度对宏观和微观的物流发展问题进行理论探讨。
(5)物流经济学科研究的意义
物流是国民经济的基础，物流不仅是国民经济的动脉系统，同时对实现资源配置具有重要的作用。物流还以本身的宏观效益支持国民经济的运行，改善国民经济的运行方式和结构，促使其优化。特定条件下，物流会成为国民经济的支柱，一个新的物流产业可以有效改善我国产业结构。因此物流经济学科的研究必将促使国民经济向更加合理的、协调的方向发展。
4.对物流学学科体系建设和专业人才培养的相关建议
社会对物流人才的需求是多样化的，物流人才的培养应该满足多样化的需求。物流学学科的设置应立足于培养复合型物流人才。按照这一思路,对物流学学科体系的建设和物流专业人才培养提出如下几点相关建议:
(1)保留现有某些按物流环节设置的物流类专业。这类专业有交通运输、油气储运工程、包装工程等,它们既是按物流环节设置的专业,也分属不同的行业。这些专业都有他的特定的领域适用性，不一定要全盘改造成为物流工程专业。
(2)尽快构建和完善物流学学科体系，进一步明确物流管理、物流工程、物流经济等学科专业的内涵。
(3)加强高校、学术团体、企业之间的交流，对物流学学科体系问题进行不断的探讨，逐渐深化，求同存异，在适当的时候向国家提出调整学科专业目录的建议。
主要参考文献：
[1]丁俊发，现代物流与中国经济发展，首届中国物流学会年会，2002，R
[2]何明珂，物流系统论，中国审计出版社，2001，M
[3]宋伟刚，物流工程及其应用，机械工业
出版社，2003，M
[4]徐天亮，本科物流类专业设置体系与培养分工，高等工程教育研究，2002，C
动物和科学发明的关系篇2
不必否定
众所周知的“中国四大发明”为：造纸、火药、指南针、活字印刷。这是三百年来西方科学家、思想家为中国古代科技总结出来的具有世界影响力的四大成果。自培根、史密斯，到马克思、恩格斯，都是这么提中国的四大发明，当然最有影响的，要算是撰写《中国古代科技史》的作者、英国的世界级科学家李·约瑟对中国四大发明的描述和传播了。
有人提出：中国古代科学智慧和科技发明中，有许多远远超出上述四大发明价值的成果，仅李·约瑟在《中国古代科技史》就总结出中国明朝以前有1600多项世界领先的科技成果，其中就有不少价值远高于“四大发明”的成果，因此必须改变、否定，甚至废除西方人为我们界定的“中国四大发明”，而要重新评选、确立更有权威的“中国四大发明”。
本人认为：现有的“中国四大发明”，虽然是西方先贤为我们提炼的贡献给世界的四大科技成果，但却是出自于世界眼光关注、关怀中国科技的一番善意，虽非最佳，但却最早；虽然不尽准确，但却约定俗成；虽然挂一漏万，但却被世界公认。以至于如今，我国的中小学课本都是一直这么表述、传承的，可谓妇孺皆知。故此，既定的“中国四大发明”的内涵，不必否定。甚至值得我们感恩。
今天有关方面组织研讨“中国新四大发明”，重新梳理一下中国还有哪些最具世界影响力和贡献度的科学技术成果，以增强国人信心，推动今人创新。很有价值，很有必要。
二、界定发明、发现
与创建三大成果类型
有一位研究、实践和传承中华优秀文化的大师级人物，在中山大学哲学系的一次讲座中，率先提出“中国新四大发明”的概念，那就是：易学、中医、风水学、天相学。他认为这些中国古人的四大发明比西方给我们提出的造纸、火药、指南针、活字印刷这“四大发明”，无论是对人类的贡献、还是对世界的影响，都大多了。
本人原则上赞同这位大师的意见，既不否定原有约定俗成的“中国四大发明”，又要评选、提炼出中国“新四大发明”，还要弘扬中华优秀的本原的科学文化瑰宝。不过，这其间牵涉到概念的内涵、外延界定与表述的学术话语问题。譬如中医，它是一种中华先贤独创的科学文化理论体系，既包含了某种认知人与天地万物及其相互关系的系统辩证哲学思想与方法论；也包含了某些人体与外部世界关系和人体内部关系的客观规律的科学发现；还包含了诸多运用这些规律造福人类健康的技术发明。这就必须掌握评选、确立“中国新四大发明”的一个前提，那就是：界定发明、发现与创建（科学文化理论体系创建）三大概念的区格与关系，在此基础上评选、确立中国新四大发明、发现与创建三种不同类型的成果。
发现，即科学发现，是对客观自然存在的天、地、人乃至宇宙万物生灭、运行、发展、互动、循环的客观规律的率先认知与总结。客观规律不能发明、创造，只能发现、认知、总结、适应、遵循和运用它，更不可违背它，否则便要受到客观规律的惩罚。
发明，即技术发明，是遵循和运用客观规律率先创造的用于造福人类的器物、技术与方法。
创建，即科学文化理论体系创建，是人类率先创立的认识自然、社会与人乃至天地宇宙万物的哲学思想和科学文化体系，它指导并包含了科学规律的发现，也可指导并包含技术、方法与器物的发明。
要评选、确立“中国新四大发明”，就必须给予上述概念的界定与确认，同时评选、确立中华古代四大发现、新四大发明和四大创建。对此可设定五条标准为：
1.对造福人类贡献度最大的；
2.对世界影响力最大的；
3.人类至今还在分享、传承或在其基础上创新发展的；
4.对人类未来认识世界和造福自身方面具有巨大潜力的；
5.中国古代的，即清朝及其以前的。
三、中华四大体系创建
中华四大体系创建即中国四大科学文化思想理论体系创建，本人推崇如下四大体系：
（一）中华第一大体系创建：易学体系
易学，是中华圣祖先贤创建的认知天、地、人与宇宙万事万物生灭、运行、发展、互动、转换、循环及其规律的哲学思想和科学文化理论体系，揭示了宇宙与人万事万物的密码，提供了认识世界、适应世界、改造世界、发现规律、探索真理、造福人类自身的系统方法，为中华民族和世界人类已经作出和正在作出、并且还将继续作出巨大的贡献。
从8千年前的中华始祖伏羲察天俯地、一画开天，发现了万事万物皆有阴阳，因而用图像描绘和创立了太极阴阳和合、四象八卦变易无穷的认知天文、地理及其人本身的太极阴阳和合理念，形成了中华易学思想的基础和萌芽；到5千年前流传后世的揭示宇宙万物运行规律及其数理的河图、洛书以及再后来的九宫图；到3300多年前的周文王在狱中用文字全面、系统解析、演绎了先人的图文易学阴阳八卦及河洛数理思想，著述而成了中华文化的“六经之首”——《易经》（亦称《周易》）；再到2500多年前的“太上老君”老子，对伏羲、文王以来的太极阴阳互动和合天道思想进行了天才的集成与提炼，留下了解密宇宙天道、追求天人合一理想的指南《道德经》；还有接踵而来的“至圣先师”孔子，对《周易》思想进行了创造性的注释、解读、阐述和发展，撰写了指引后人学习、运用《周易》的宝典《易传》，因而数千年中华先祖共同创建了完整、系统的易学思想理论体系，永远启迪和造福着后人与世界。
（二）中华第二大体系创建：中医体系
中医，即中华医学科学文化和医疗技术体系，是中华民族圣贤创建的系统认知和调节人的身心及其与外部世界相互关系并使之达成平衡、健康、和谐状态的哲学思想和科学技术体系，既包含了认知与调节人的身心内部运行、变异的规律及其与外部世界相互关系的阴阳辩证方法、五行生克平衡的易学哲学思想体系；也包含了率先对人本身客观存在的、至今人体解剖学尚未能发现的诸如经络、穴位及其运行的客观规律的科学发现；还包含了运用客观规律率先发明了一系列救治患者、调节健康的自然疗法（诸如针灸、气功、推拿等）、生物疗法（诸如以动植物为主体的中草药治病等）。
从5千多年前的中华圣祖炎帝神农，为试验疗效、救治病人而尝遍百草，同时代的中华圣祖轩辕黄帝，运用伏羲创立的阴阳辩证和合互动的哲学思想，殚精竭虑地领衔探索、认识、调节和促进人的身心健康和谐的规律与方法体系，后人传承、记录整理出中医学的第一部“医经”——《黄帝内经》；到2500多年前的“医祖”扁鹊、1800多年前的“神医”华佗、1300多年前的“医圣”孙思邈，乃至数百年前的明朝“药圣”李时珍撰写系统囊括、阐释中草药的药典《本草纲目》，等等，他们共同创建了中华医学科学文化体系，至今并将永远成为人类健康的福音！
（三）中华第三大体系创建：堪舆学体系
堪舆学，民间俗称风水学，是中华智慧先祖创建的勘察、勘测和选择顺应地气、磁场及地球运转方位的适宜人类的阴阳宅居与场地的传统思想理论和方法体系，是系统探索、勘测宇宙磁场、地球磁场和人的主体生命磁场天、地、人三重磁场与运行方位相互感应关系及其正反效应的中国古代传统科学体系，至今被日本、韩国、美国、英国及东南亚各国等世界主流国家的科学文化界所认可、传播和运用（据报载，不仅中国的故宫，而且美国的五角大楼、英国的白金汉宫、韩国的总统府等，都是运用了中华堪舆文化原理和科学技术体系勘察、设计）的学科体系，它不仅蕴含了中华太极阴阳和合辩证哲学思想的内核，也率先发现了天、地、人客观存在的气场、磁场及其方位、运行的客观规律，并且运用这些科学规律率先发明了勘测磁场、气场方位，指导人们优化出行、居住等满足生活、工作和健康需求的罗盘等器物和技术、方法。“中国四大发明”中的指南针，便是指导人们出行（包括航海）的方向、方位磁场的罗盘器物中的一个部件。至今，这些堪舆学理论体系和技术方法，仍在指引和造福并将继续指引和造福人类的生活、健康与事业发展。
（四）中华第四大体系创建：天相学体系
天相学，即中华古代天文学，是中华圣贤与智者创建的观察、认知日、星、月、地及宇宙时空的运行规律，并据此确立历法周期以及日月星辰运行对地球人类的影响的科学文化体系，包含了中华星相学、阴历历法、赤道坐标系以及二十四节气等等，也包含率先发现的月亮与地球海潮、人的经血来潮关系及其周期的地月感应互动规律等，还包含了运用天文规律率先发明的浑天仪与地动仪等观测天体运行、预测地震等天灾的器物和技术方法。这些中华古代天文学的科学文化和技术方法体系，至今仍在并将继续造福人类的生活、生产与健康、安全，还将持续和永远启迪人们探索宇宙时空奥秘、预测和防治生态灾变等科学技术的不断创新升级。
四、中华四大科学发现
从上述中华四大科学文化理论体系的辨析中，便可看出中华四大科学发现的端倪。在中华先贤无数的科学发现中，本人认为以下四大发现的人类贡献度和世界影响力为最：
（一）万物阴阳五行及其运行规律
中华古代圣贤在太极阴阳和合为内核的易学思想体系指导下，几千年前便率先发现并总结了万事万物都有阴阳，且遵循金、木、水、火、土五种气质和元素相生相克运行、发展、互动、循环的客观规律，并由此奠定了中医辨证哲学和科学理论体系的内核。
数千年后的今天，当代国际物理学也认为：宇宙万物大到星云、星体，小到电子、粒子，都有阴阳，连物质、能量都有阴物质和阳物质、显物质和暗物质、阴能量和阳能量、显能量和暗能量之分，只不过科学界对阴物质、暗物质和阴能量、暗能量还有待进一步的探究和应用。
（二）人体经络穴位及其运行规律
中华古代先贤运用易学和中医思想体系，率先发现了肉眼不能看到的人体客观存在的经络、穴位路线、方位及其运行和对人的五脏六腑乃至生命健康关系的客观规律，并由此率先发明了合理刺激、调节经络、穴位来治疗人体疾病、提升人体健康的针灸、推拿、气功、按摩、点穴等一系列器物、技术和方法（后将详述），至今并将永远造福人类。
现代西方解剖学至今只能发现、观察到人体的血脉系统、神经系统、内分泌系统，还没有用肉眼和显微镜观察到经络穴位系统，然而它又是一种客观存在，故今西方医学家感叹中医的神奇。不过，美欧、日本西方现代科学已经能运用科学仪器检测到经络、穴位及其调节其运行的气功客观存在的磁波、电波数据和指标了，这将对于进一步科学研究经络穴位运行规律并造福人类健康，开启了巨大的空间。
此外，有人认为，西方当代医学科学发现并可检测的人体微循环系统，可能与中医先贤发现的经络穴位运行系统有关联。
（三）天地人气场磁场及其运行规律
中华智慧先贤运用堪舆学思想体系率先探索并发现了客观存在的天、地、人三重磁场和气场，即宇宙磁场和气场、地球磁场和气场（简称“地气”）以及人的生物磁场和气场及其运行和相互感应关系的规律，并运用这些客观规律率先发明了勘测磁场、气场及其方位、指导人们确立出行方向、优化居住环境、勘测地下资源等满足生活、生产和健康需求的罗盘、指南针等器物和技术、方法，至今依然且将持续助益人类生活、健康和事业发展，并启迪科学家们进一步探究和运用宇宙、地球和人体磁场、气场的奥秘造福人类。
继中华先贤智者千年之后，西方科学家方用现代科学仪器发现和检测到宇宙、地球和人体三种磁场和气场，并逐渐形成了宇宙磁场学、地球磁场学、人体生命磁场学以及场论等相关学科，推动了磁场、气场科学的发明与运用。
（四）地月感应互动及其运行规律
中华智慧祖先运用中华古代天文学（天相学）理论体系，勘天测地探究宇宙奥秘，率先发现了月亮与地球（海潮、气候等）、月亮与地球人类经血来潮的关系及其周期等地月感应互动规律，并且运用月亮与地球海潮、气候等关系的运行规律，预测风灾、水灾、地震等自然灾变，指引人们安全生产与生活，运用月亮与人的经血来潮等关系及其规律，指导人们调节经络经血运行的时空点，把握治病、养生、锻炼的时机与方法，造福人类健康。至今，仍有科学家在运用地月感应互动及其运行规律，研究发明预测地震、风灾、水灾的系列科学方法。
五、“中国新四大发明”
我们今天要研讨的”中国新四大发明”，是相对约定俗成的古代“中国四大发明”而言，即中国古代“新四大发明”，不是指中国当代的“新”发明。
其实，从上述中华四大体系创建和中华四大科学发现的研析中，便可引伸出中国古代系列重大技术发明。本人依旧抛砖引玉，从中提出以下对人类贡献度最高、对世界影响力最大的“中国古代新四大发明”：
（一）“中国新四大发明”之一：针灸
中华圣祖、先贤运用中医科学思想体系及其发现的人体经络穴位等运行规律，率先发明了一系列治病救人、健康养生的器物、技术和方法，如诊脉、针灸、气功、按摩、推拿、点穴、火罐、刮痧、拔毒等等。但比较而言，自古及今，对医疗界运用最广、对世界影响力最大因而对人类贡献度最高的，应属针灸。一根轻如鸿毛的小小银针，根据受者病症和体重，运用看不见摸不着的经络气血运行规律，几下轻轻扎入，便往往针到痛止、手到病除。至今犹令世界尤其西方医学界感叹“神奇”。
（二）“中华新四大发明”之二：罗盘
中华智慧先贤运用中华堪舆学体系及其发现的天、地、人三重磁场和气场感应关系与运行规律，率先发明了得以勘测宇宙、地球和人体三重磁场与气场及其运行方位的罗盘及其技术和方法，用以指引人们出行路线、优选优化居住环境和工作场地、甚至勘测地下资源等满足人类生活、生产、工作和健康等需求。至今依然在全世界广泛运用。数百年来被世界叹为观止因而公认为“中国四大发明”之一的指南针，只是其罗盘的一种类型的一个部件而已。
（三）“中国新四大发明”之三：阴历历法
中华圣祖观天察地，运用易学、天相学思想体系以及日、月、星、辰的运行规律，以月亮与地球运转关系为依归，根据其运行时空周期规律，创造性地独家发明了中华阴历历法，用来计算、衡量和记载人类社会历史纪年、年代和年、月、日、时、刻的时间运行，成为中华数千年来记载年代、计量时间的历代公认标准和共同方法。同时这套颇具中华特色的时间计算标准和方法体系即中华阴历历法，包括立春、冬至等二十四节气的时间定位，还能应用于掌握气候变化、指导农业生产和衣食生活的安排，因此又称之为“农历”，至今仍在中华大地和东亚地区广泛运用，并与世界统一使用的阳历历法（以太阳与地球运转关系为依归而发明、制定的历法，亦即公元历法）同步对应使用，相得益彰。
（四）“中国新四大发明”之四：浑天仪与地动仪
2000多年前的中国东汉科学家张衡，运用中华天相学体系（即中华古代天文学）和中华堪舆学体系（即中华古代磁场学），总结和运用天体运行规律和古来地震、山崩的规律，率先发明了能够观测天体运行状况和能够事先预测、感应地震灾变的浑天仪与地动仪。据记载，浑天仪与地动仪历代多次成功预测预报了地震的发生，挽救了无数人群的生命财产。其方法和原理，至今仍在启迪着中外科学家进一步研发地震预测预报的新方法、新技术和新器物，永远造福着人类与众生。
六 、中华四大创建、发现
与发明的关系
上述中华四大体系创建、四大科学发现和四大技术发明，其间具有一种特殊的渊源关系。可以以下图表简约显示：
从上述图表中可以看出：中华四大体系创建之一——易学体系之中，产生了中华四大发现之一——万物阴阳五行规律；中华四大体系创建之二——中医学体系，产生了中华四大发现之二——经络穴位运行规律，而运用这个发现的规律，产生了“中国新四大发明”之一——针灸；中华四大体系创建之三——堪舆学体系，产生了“中华四大发现”之三——天、地、人三重磁场与气场客观规律的发现，而这个规律结合“中华四大发现”之一——万物阴阳五行规律的运用，综合产生了“中国四大发明”之三——罗盘；中华四大体系创建之四——天相学体系，则产生了中华四大发现之四——地月感应互动规律，而这个规律的运用，结合“中华四大发现”之三——磁场气场运行规律的运用，综合产生了“中国新四大发明”之四——浑天仪与地动仪。
而“中华四大体系”的创建，都来自一个总的哲学文化渊源，即中华太极阴阳和合哲学。易学以阴阳互动和合运行为基石；中医学以阴阳五行辩证思维为内核；堪舆学同样以阴阳和合思想为根基；天相学以日月阳阴互动和合运行为依归。故此，笔者认为：太极阴阳和合文化，便是中华本原文化，或曰中华本源文化。
动物和科学发明的关系篇3
一、系统科学的新内涵
系统科学既不同于哲学，不同于数学，也不同于其它种种社会科学、自然科学和技术科学，而具有如下显著特点。
1.系统科学是横断科学。它不是研究客观世界中的哪一个局部的领域，某一种物质或某一种运动形式的一些具体规律，而是抛开各种事物、现象、运动形式、发展过程的具体特性，面对整个客观世界，用抽象概括的方法从系统的结构和功能这个角度研究世界，所研究的是自然界、社会、人类思维等领域有关系统、控制、信息这一个共同侧面、共同特性及其共同规律，所以系统科学明显地具有横断科学的性质。
2.系统科学的综合性。为了弄清系统、控制、信息的本质，揭示它们的相互关系及其规律性，就需要掌握、运用和概括有关生命现象、人类社会、思维过程、机器系统等多方面的知识和理论，采用多门学科的知识和方法，进行全方位探讨，因此系统科学便具有很强的综合性。
3.系统科学的抽象性。系统科学研究的是客观世界深层的规律，它是在对自然科学、社会科学、思维科学、技术科学等方面成果进行科学抽象的基础上建立的，因此很明显地具有较高的抽象性。系统科学与哲学和数学的联系非常密切，但系统科学的抽象性不及哲学，也有别于数学，却远远强于各种实验科学。
4.系统科学的数理性。由于系统科学是从整体和联系的观点考察事物，用定性和定量相结合的分析方法解决问题，要大量应用数学，所以在叙述方式上同数学、自然科学很相近。虽然系统科学本身还不是数学的分支，但它的定量、精密和逻辑严密的要求，使之具有很强的数理性。
二、研究系统科学的重要意义
1.帮助人们确立辩证唯物主义哲学观。哲学是全部科学的概括和总结，科学的发展为哲学发展提供了牢固的知识基础。现代科学的飞速进步，不断为辩证唯物主义提供科学的证明，而当代系统科学的产生和发展，则为辩证唯物主义哲学提出了新证据。贝塔朗菲的一般系统论，申农的信息论，维纳的控制论，普利高津的耗散结构论，哈肯的协同学，艾根的超循环理论等其他科学家提出的混沌理论、分形数学、集合论、模糊数学、拓朴学说和群论等诸多成果，均用系统科学把一个动态的、多层次网络状的、有组织结构、系统化、普遍进化的世界如实地展现在人类面前，从不同角度揭示出物质世界不同方面、不同层次共同的相互联系和辩证发展的规律，探讨了时间多样性、空间多维性、矛盾多重性、量变质变多级性、结构与信息的相关性等哲学问题。总结系统科学成果，掌握系统科学的思想和理论，是能够帮助我们很好树立辩证唯物主义哲学观的。
2.促进科学思维方式的转变。系统科学是科学思维方式转变的产物，而系统科学的进一步发展，又对科学思维方式的转变起关键性的促进作用。从19世纪科学技术本身的发展，到20世纪中叶，一系列伟大科学发现和技术发明的出现，迫使科学向辩证的思维方式转变。科学家们逐渐自发地从孤立地研究事物和对象，转向从它们的相互联系中进行研究；从用静止的观点观察研究对象，转向用运动、变化和发展的观点进行考察；从强调用分解、分析和还原的方法处理问题，转向从注重综合、整体地解决问题；从单纯注重研究外部、外力的作用，转变为重视内在的、非线性的作用所导致的事物本身的自组织行为；从强调研究实体本身，转向同时注重研究其间的关系；从排除目的性、秩序性、组织性、能动性，转向重新引进这些观念；从只侧重平衡、可逆、线性，转向研究非平衡、不可逆、非线性等特性；从否定事物的模糊性，转而重视对模糊现象和性质的研究；从偏爱追求简单性，转向热衷于探索复杂性等。所有以上许多变化，都要求建立和发展系统科学。而系统科学的建立和发展，既能使上述科学思想、科学方法更加系统化和理论化，又能促使唯物辩证的思维方式更加牢固和迅速发展。
3.推动工作方式的变革。在社会迅猛发展的今天，社会生活和人们之间的纵横关联更加紧密，相互制约的因素更加众多，所要处理的事物规模越来越大，复杂性增加，随机性加强，生活、工作的节奏越来越快，在处理问题和解决问题（下转第40页）（上接第16页）时必需采用新的方法应用系统科学。在实践中系统科学正在推动传统的工作方式加速变革。
4.促进决策的科学化。系统科学是建设信息社会的智力工具。所以预测人类社会形态的演变，洞察国际政治和经济秩序的变革，规划国家和民族发展，进行社会宏观决策，都有必要从系统科学中寻求思路、获取概念，探求原理，取得方法。
5.加强科学管理。应用系统科学技术，能够使系统确立明确的目标和灵活的运行机制，设计科学的管理信息系统，使被管理的系统中的人、财、物、信息等多种要素合理配置，相互协调，取得最优化的效益。整个管理过程的科学化，将大大提高管理效率。
三、系统科学的方法论
系统分析和分解协调方法。系统分析方法乃是按照事物本身的系统性，运用系统原理进行目标、要素、功能、环境及其变化的规律进行深入剖析，从中选择达到预期目标的最优行动方案。管理体系的建立错综复杂，头绪繁多，充分利用系统科学中分解协调的方法可以促使管理步骤最优化和最优决策。达到符合管理客观需要，弄清部分、层次、阶段、过程之间在质上的差异。准确反映管理变化和发展的真实规律，以避免顾此失彼、以偏概全的失误。
四、系统科学推动管理的科学化
任何社会，任何企业和行政机关都是一个系统，管理就是对这类系统进行组织和协调。
1.在管理计划中，要运用系统科学合理统筹规划，突出重点，安排未来，把握发展。计划就是人们对未来行动所作的一种部署和安排，是准备付诸实施的方案，管理离不开计划，管理者总是依据计划来组织和控制的。搞好管理，首先必须遵守统筹的原则订好计划；其次要遵守发展的原则进行动态规划。形成了一个技术上先进、经济上合理、对社会和企业都有益的最佳方案。以此为依据，对企业人、财、物进行安排，便形成了计划。
2.在管理组织中，利用系统科学组织实施，才可收到预期效果。坚持分层划分的原则，就是管理系统要具有层次性。要正确划分任务，层层分解，按照由上至下，由大至小的秩序一步步进行。只有进行了这样的划分后，才能确定每个工作人员的业务范围和工作量。坚持协调一致的原则，就是管理系统要着眼于整个系统的状态和过程，注重整体效能的提高。通过调节上下之间领导和服从的关系，左右之间分工与合作的关系，使工作协调，步调一致。
3.在管理的控制功能上，管理是通过对被管对象的作用，来控制这个组织系统完成计划，实现目标的。一是预先控制；二是现场控制；三是事后控制。就是在完成计划后，总结经验教训，作为工作的借鉴，提高整个管理系统的控制能力。
动物和科学发明的关系篇4
【关键词】信息研究；人文科学；意义
0.前言
“信息”一词，根据人文信息与人文文化的结构来看，就是“信”、“息”的结合体，“信息”就是“人言为信，自心为息，合二为一”，其所表达的涵义指出：人文信息凭借人类的文字与语言来加以表达与说明，人言应该注重诚信亦或者是可信，人类通过“信”来树立“言”。也可以说，凭借文字语言所表示出来的信息，具备诚信性与可信度。
1.人文科学概述
1.1人文科学的概念
人文科学指的就是以人的精神世界、内心活动，以及人精神世界的客观表达的文化传统与辩证关系，作为研究的对象与内容的一门学科体系[1]。该门学科的学术研究主题为：人类的生存意义与生存价值，其不断分析的是一个意义和精神的世界。而社会学科主要是研究人类社会的一门学科。人文科学、自然科学的产生早于社会科学。
1.2人文科学研究的特点
人文科学研究是针对具备实际意义关系的事物。人文科学研究不仅要对普遍性与共同性加以研究，还必须对特殊性进行研究，其不仅难以排除，还必须对其意义、价值以及偶然性加以分析与研究。此外，人文科学研究的主客体间，与自然科学当中的人和物两者之间无法交流，仅仅是保持单向度关联一样，人和人间的关系是双向的、互动的。有史以来，人文科学和独立科学、理论科学以及自然科学等之间，就存在千丝万缕的关系，从“科学”层面上而言，它们之间还存在一定的“亲缘”关系。然而，这是无法将萌芽、发展且对科学概念的演变所做的贡献给掩盖掉。
人文科学具备双重功能与属性。双重功能，即意识形态功能、科学认识功能；双重属性，即价值性、科学性。从一个角度上而言，人文科学应该站在客观事实的角度，坚持科学的法则与原理，依据合理的程度与逻辑，采取正确的方法与途径，开展科学认识与实践活动，进而获得科学合理的结论，确保科学理论的品质，最终达到科学认识的作用。从另一个角度上而言，人文科学的主要研究对象应该是人类社会的文化现象，那么这就必须担负意识形态的作用。人文科学的意识形态功能，就是指在遵守科学性的基础上，切实保持社会利益与价值观念。假使讲自然科学是对自然界进行研究，对事物的因果关系进行分析，那么只需对其共性、普遍性加以分析；而人文科学所研究内容为人类界、人类以及人类的表达与创造，其不仅要指出共性，同时还需要分析其价值性、特殊性以及偶然性等。由此可见，人文科学不但是价值科学、事实科学，同时还是价值与真理、主观与客观相结合的一门科学。
2.信息研究对人文科学的意义
在人文科学教学与研究中引入高新信息与信息技术，且通过现代化的技术对信息进行收集、加工、存储以及提取，进而构成一门学科，即信息人文科学或者是数字化人文科学。在一些发达国家当中，采取信息化手段对人文科学进行研究已经极为成熟，虽然现今我国的起步相对而言比较晚，但是其发展势头极为强劲，不可阻挡[2]。在人文科学中渗入信息科学的概念与思想，站在信息运动与信息联系层面上对各种人文事实、现象、系统等加以解释，从而进一步阐述了人文科学的规律与人文科学的原理，最终发展成现今的人文信息科学。似乎这种动向还没有真正展开，但是从当前的现状来看，依然是一个必然趋势。
阐述和发展人文意识与人文精神，关注人文关怀是人文科学的主要任务。而人类的信息意识就是人文精神的基础，物质意识就是物质精神的基础。为了能够在天地间实现物质地的生存，那么就应该对物质进行认识、占有以及享用，这种实践行为沉积在人类的脑海中，进而产生了物质意识。物质意识在前工业文明时期占据重要地位。能量意识的出现，经过能量的转变，实现对物质运动的支配，这在一定程度上使人类占有物质、享用物质的思想意识与能力得到提升。然而，在对工业文明加以造就的过程中，又对物质的占有与享用极为看重，进而造成思想道德品质下降、人文精神衰弱。众所周知，物极必反，过度的工业文明引发了一些负面效应，能量与物质意识出现了膨胀，进而促使了信息意识的快速觉醒，并且支配地位由信息意识替代了物质意识，换句话讲就是信息生态文明替代了工业文明。
而信息意识，指的就是人自觉地对实际生活中信息运动与联系予以注意，并且利用信息观点对世界加以观察、对事物进行认识，注重信息的获得与享用。人类在出现物质意识的过程中，信息意识也逐渐开始启蒙，然而长时间的处在次要的位置上。工业文明时期，人类信息的使用范围与数量虽然有所增加，然而由于物质占有欲的极度膨胀，进而导致信息意识难以发展，受到抑制，进而导致信息意识处在潜意识形态[3]。对信息生态文明的构建，必须要求人类具有信息意识，且是充分自觉的，将信息意识放置在能量意识、物质意识之前，即在充分意识到物质能量运动受到信息运动的引导的基础之上，物质意识受信息意识的统领。
3.结束语
子曰：“文质彬彬，然后君子”。随着社会的发展、时代的变迁，人类社会应该倡导信息财富与物质财富、人文关怀与物质关怀以及信息意识与物质意识的并重，这是未来信息生态文明替代工业机械化文明的一个真实体现。其中，对人文精神更高境界的追求，就是信息占有、享用高于物质，注重精神层面上的富裕，而物质上的富裕占据次要地位，强调高尚的道德品质，而位高权重处于次要地位，这是将来社会发展的一个要求与规范。然而将来是当前的延伸，因此，必须从现在开始就必须注重人文文化与科学文化的和谐发展，高度关注信息意识的提升，强调对人文精神的发展与建设，从而促使和谐世界、和谐国家以及和谐社会的发展。
参考文献：
[1]马红霞.浅析自然科学、社会科学和人文科学的本质差异[J].广东社会科学，2009，（6）：72- 77.
[2]庞学铨.论人文科学的价值与功能[J].中共浙江省委党校学报，2009，25（2）：11- 17.
动物和科学发明的关系篇5
为体现新课程标准的理念，在物理概念和规律的教学中不仅要重视知识的教学，还应突出概念和规律的形成过程和方法的教学，在教学过程中要充分调动和发挥学生的积极性和主动性，加强自主学习，加强科学探究。
1、在概念教学中，注重概念形成过程和方法
物理概念是从物理现象和事实中抽象出来的，是用来表征物质的属性和描述物质运动状态的.任何物理概念都建立在客观事实基础上，在建立物理概念的过程中，应尽可能从具体事物、事例、或演示实验出发，使学生对物理现象获得清晰的印象，然后通过分析，抓住现象的本质，使学生从具体的感性认识上升到抽象的理性认识，从而形成物理概念。在物理概念的教学中，让学生参与形成概念的过程，掌握形成概念的方法，体验学习物理的乐趣，激发学习物理的热情。逐步形成热爱科学献身科学的优良品质。
例如，在“电场强度”的教学中，首先通过实验让学生观察相同的电荷在电场中不同位置受到的电场力不同，使他们认识到电场中的不同点有强弱之分。然后提出：如何比较电场的强弱？通过学生讨论总结出两种方法：一是比较相同电荷受电场力的大小，二是比较受到相同电场力的电荷的电量大小。在此基础上再让学生讨论，为了表示电场的强弱，用哪种方法更好？通过讨论确定用第一种方法更好，因为第一种方法更方便，并且电场强处，相同的电荷受力大，电场弱处，相同的电荷受力小，这更符合人们的习惯。最后提出：对“相同的电荷”取多大电量的电荷更简便？通过这一研究过程，使学生明确“单位电荷所受的电场力大小表示了电场的强弱”，进一步总结出电场强度的定义，加深了学生对电场强度概念的理解，更重要的是在这一过程中使学生体验了形成概念的过程，学会了建立物理概念的方法。
2、在物理规律的教学中，加强科学探究
物理规律（包括定律、定理、原理和定则等）是物理现象、过程在一定条件下发生、发展和变化的必然趋势及其本质联系的反映.它是中学物理基础知识最重要的内容，是物理知识结构体系的枢纽.物理规律的教学是高中物理教学的核心，是落实新课程标准育人目标的重要环节，是体现新课程标准理念的关键。在物理规律的教学中，加强学生探究规律过程的教学，在科学探究的过程中，让学生掌握科学探究的方法，体验科学探究的乐趣，提高科学探究的能力，培养探索精神，提高科学素养。
例如，在牛顿第二定律的教学中，让学生根据已学的知识，总结出物体的加速度与物体的质量和所受外力有关，引导学生设计实验验证加速度跟力和质量的关系，探索加速度跟力和质量的关系，总结出牛顿第二定律。
（1）实验设计
①设计实验装置：引导学生根据实验目的，从实验对象（沿气垫导轨运动的滑块），实验源（提供拉力的重物），实验效果显示器（光电门及电脑计时器）三个方面设计实验装置。
②设计测量方法：在实验中需要测量滑块的质量、它所受的拉力及它的加速度。
滑块及配重片的质量用天平测量（课前测好）。
滑块所受拉力可看作=所悬挂重物（小桶及砝码）的重力（悬挂的重物的质量远小于滑块的质量）。
滑块的加速度是测量的关键和难点，也是在教学中引导学生设计实验的重点。首先，使学生明确，我们不能直接测出加速度，而应测出相关的物理量求出加速度。在实验中，滑块运动的位移S和时间t容易测量，再由此求出加速度。这就要求在实验中应测量滑块从静开始做匀加速运动的位移s和相应的时间t。
③设计研究方法：引导学生回顾初中学习欧姆定律时研究电流跟电压和电阻的关系时采用的方法，明确研究多个物理量间的关系时，需采用控制变量法。在本实验中，采用控制变量法，分别研究加速度跟力的关系和加速度跟质量的关系。
把向学生介绍实验装置和实验方法，改为在教师的引导下，由师生共同根据实验目的设计实验装置和实验方法，使学生变被动接受为主动设计，变旁观者为主人，学生对实验装置更清楚了，对实验方法更理解了，对实验过程更明确了。这种设计充分调动了学生的积极性，发挥了学生的主体作用，培养了学生的创新能力。
（2）实验探索
①保持滑块质量不变，通过改变悬挂重物的重力来改变滑块所受的拉力，测出在不同拉力作用下滑块的加速度，利用多媒体投影演示建立a―F坐标系，根据测量的数据描点连线的作图方法，由图像得出：m一定时，a∝F。
②保持拉力不变，改变滑块的质量，测出相应的加速度。利用多媒体投影建立a―m坐标系，根据测量数据描点连线，得到一条曲线，由该曲线引导学生提出猜想：加速度跟质量可能是反比关系。进一步启发学生，为验证猜想，需画出a―1/m图象，再让学生根据上述方法建立a―1/m坐标系，描点、连线，得出一条过原点的直线，从而证明了猜想a∝1/m是正确的，找到了加速度跟质量的定量关系。
利用图象分析实验数据总结物理规律的方法，学生才刚刚接触，是本节课教学的难点之一。所以，教学中教师应通过多媒体投影，结合画a―F图象，给学生讲清如何建立坐标系、选标度、描点、连线，那么，学生根据这种方法，就可画出a―1/m图象，找出加速度跟质量的关系。
（3）概括规律
引导学生综合上述两个实验结论，总结出牛顿第二定律的内容及表达式，并通过讨论比例系数k的取值，定义力的单位“牛顿”。进一步结合实验说明加速度跟力的方向关系，强调牛顿第二定律的矢量性。
我们知道，每个概念规律和理论都是人类知识的结晶，具有科学的价值，同时又无不铭刻着人类思维发展的烙印，具有思想文化的价值。如果我们在进行物理概念、规律教学的同时，能把浓缩在其中的思维历程再现，让学生沿着前人思维活动的足迹短暂而迅速的走一遍，从中体验和学习科学思维的方法，那就等于教给学生一把打开思维宝库的金钥匙，从而把物理概念、规律的教学作为帮助学生认识事物本质、训练思维能力、掌握学习方法的手段.在教学中强调的是发现知识的过程，强调的是独立解决问题的能力和主动探究的精神，强调的是学生的主动发展.因此，设计教学过程时，要注重调动学生的积极性和主动性，力求从探究的角度去安排教学内容，将知识本身的严谨性逻辑性同发现知识的各种可能性有机的结合起来，使教学包含探索的因素.
动物和科学发明的关系篇6
关键词：生态文明建设；培育；大众认同；中国特色社会主义
中图分类号：D64文献标志码：A文章编号：1002-7408（2016）05-0054-04
近代以来，依靠科学技术的发展，人类改造自然的能力大幅提升，产业结构实现变革，经济快速增长，创造了辉煌的工业文明。但是，在机械论的自然观和价值论的二元论基础上，人类中心主义世界观形成，人们虽发现了人与自然之间的区别，肯定了人的主体性，但却否认了自然的内在价值，将人的意志强加于自然，并把征服和控制自然看成是人的主体性的发挥，由此带来了严重的生态危机。人类要想彻底解决日益严重的威胁人类文明的生态危机，只有实现社会文明范式的转型，实现从强调征服自然的工业文明到强调人与自然和谐的生态文明的转型。
在新世纪新阶段，我们党提出了生态文明建设的战略任务。党的十八大将生态文明建设列为中国特色社会主义事业的重要组成部分，纳入到“五位一体”的战略总布局。生态文明建设已成为我们全面建成小康社会的重要任务，也是努力实现中华民族伟大复兴中国梦的时代抉择。关于生态文明建设发表了一系列重要讲话，指出“要正确处理好经济发展同生态环境保护的关系，牢固树立保护生态环境就是保护生产力，改善生态环境就是发展生产力的理念”。[1]加强生态文明建设，开创社会主义生态文明新时代，其重要的基础工程就是着力推进中国特色社会主义生态文明的培育。
一、理论维度――坚持马克思主义生态哲学思想
在马克思、恩格斯所处的时代，工业革命已经兴起，生态问题逐渐显现。马克思、恩格斯以辩证唯物主义理论为基础，科学揭示了人的本质，全面阐释了人与自然的辩证关系，从哲学角度对人类生态危机进行了深刻反思，剖析了生态危机产生的制度根源，并对资本主义生产方式进行了激烈批判。马克思主义生态哲学思想虽然体系上并不像其他革命思想那样系统，但其思想极具深邃性和前瞻性。
人与自然相互依赖，是辩证统一的关系。恩格斯说：“人本身是自然界的产物，是在他们的环境中并且和这个环境一起发展起来的。”[2]自然界是人类的生命之源，具有历史先在性，为人类提供了赖以生存和发展的生产资料、生活资料和劳动资料。马克思在承认自然界基础地位的同时，也极为重视人类的主体性和能动性。马克思主义将实践的观点引入了自然观，认为人类能够通过劳动改造自然，实现与自然之间的物质变换。通过劳动实践，自然演化同社会发展相结合，有机物质同无机物质相联系。但应注意的是，人类的实践活动决不能超出自然的承受程度，对自然所造成的任何破坏，都将遭受到惩罚，给自身带来生态灾难。马克思、恩格斯科学剖析了资本主义生态危机产生的深层原因，激烈批判了资本主义制度，对工业文明进行了反思。资本主义制度下的生产方式虽然极大地提高了社会生产力，推进了人类社会的进步，但这种生产方式使劳动产生异化，将人的自主活动转变为维持生存的必要手段。在资本主义制度下，资本家为谋求利润无限度地开发和利用自然，疯狂追求剩余价值，滥用环境，砍断了农业文明时期人与自然的物质变换。自然界成为运行的资本的牺牲品，人与自然之间的关系出现严重异化。
科学技术是推动社会发展的革命力量，是解决生态问题的重要手段，是实现人与自然和谐的必要途径。马克思说：“要探索整个自然界，以便发现物的新的有用属性……因此，要把自然科学发展到它的最高点。”[3]马克思认为自然科学的发展使人类能够更好地认识自然，更准确地把握客观规律，找到生态问题的症结所在，进而缓解人与自然之间的紧张关系。正是科学技术的提高，人类才能更好地进行生态保护活动，维护自然生态系统的完整，调整自身与自然界的关系。
马克思主义生态哲学思想肯定自然界的基础作用，主张以实践为中介的人化自然观，指出真正的人的生产在资本主义社会中不可能实现，提出了解决生态危机的基本思路。在生态危机亟待解决的当代，这些生态哲学思想具有很强的现实意义，为中国特色“五位一体”的建设提供了重要的理论指导。马克思主义生态哲学思想使我们清醒地认识到过去的发展过程中的一些失误，重新思考人与自然的关系及如何处理二者关系的问题，坚定了遵循客观规律办事的决心。在全面建成小康社会的征程中，我们要坚定不移地坚持马克思主义生态哲学思想，更要将其与我国生态环境的具体情况结合起来。要加强对自然生态规律的研究，不断提高判断自身行为影响的能力。资本主义制度被马克思、恩格斯看作是生态问题产生的制度根源，要想解决存在的生态问题，必须使用暴力手段进行革命，确立新的社会制度。在社会主义制度下，生态危机产生的制度根源已经消失，但我国现在正处于社会主义初级阶段，经济、政治、文化、社会、生态等各个方面的具体制度还不完善，这就要求我们在生态文明建设中汲取马克思主义生态哲学思想，克服资本主义制度的弊端，完善社会主义制度，使社会主义制度的优越性得到充分发挥。我们还要积极调整社会关系，不断提高劳动者素质，创新管理手段，引导企业承担更多的社会责任，协调好人与自然的关系。马克思主义关于科学技术的论述，也启示我们大力提高科学技术水平，使科学技术成为修复生态系统的助手。要切实转变经济发展方式，使经济发展不再采取高投入、高能耗、低产出的发展模式，而向低投入、低耗能、多产出的模式转变，依靠生态技术降低经济发展的资源成本和环境代价，推行绿色生产，发展循环经济，实现人与自然的和谐发展。 二、文化维度――弘扬中国传统生态伦理思想
中国传统文化博大精深，蕴含着丰富的生态伦理思想。古代圣贤们很早就认识到自然是宇宙万物的本源，提出了对自然界和宇宙的朴素认识，主要有：“天人合一”思想、“仁者爱物”思想、“道法自然”思想和“取物有节”思想等。中国传统文化所蕴含的生态智慧，与中国特色社会主义生态文明观的培育具有内在的价值契合。
“天人合一”思想是中国传统文化的基本精神，强调人与自然的共生共存、万物一体。传统文化的经典《周易》载：“昔者圣人之作《易》也，将以顺性命之理。是以立天之道曰阴与阳，立地之道曰柔与刚，立人之道曰仁与义。兼三才而两之，故《易》六画而成卦。”（《易传?说卦传》）《周易》阐述了立天之道、立地之道与立人之道，天地人“三才”理论正是“天人合一”思想的体现。孔子说：“天何言哉？四时行焉，百物生焉，天何言哉？”（《论语?阳货》）在孔子看来，自然界四时运行，万物生长，客观存在的自然界与人类是统一的，二者相互遵循。宋代张载则明确提出了“天人合一”思想，天人相参，人与自然万物相统一。“仁者爱物”思想是儒家重要的道德理念，儒家将尊重生命作为君子所应具备的道德品质。孟子讲：“君子之于禽兽也，见其生，不忍见其死；闻其声，不忍食其肉，是以君子远庖厨也。”（《孟子?梁惠王上》）孟子主张将仁爱观念由处理人与人的关系推广到人与自然的关系中，认为君子应具有博爱情怀，不仅要仁爱他人，而且要仁爱自然万物。
道家以“道”为核心，重视自然法则，主张人类应遵循和效法自然，实行“无为而治”。老子提出“道法自然”，认为道是天地万物的本源和主宰，天、地、人都是由道而生，人类在实践活动中要顺应道、以自然为纲，遵循自然界的客观法则，这样人类才能与自然和谐共生。老子又指出人应以“无为”的态度对待自然，不违背自然界的客观规律，不任意妄为、干涉自然。传统文化中“取之有节”的思想，要求人们依据季节变化利用自然资源，珍惜节约自然资源，维护生态平衡。孔子说：“伐一木，杀一兽，不以其时，非孝也。”（《大戴礼记?曾子大孝》）取物以顺时，要按时节采伐植物、猎捕动物，即遵循动植物生长发育的生态规律安排获取资源的活动。老子主张节俭、简朴，强调珍爱自然资源，取物而不尽物，指出取物不知节制、贪欲永无止境，将会给人带来毁灭性的灾难。
中国传统生态伦理思想肯定自然的伦理价值，主张按照伦理原则处理人与自然的关系，将人类的道德情感引入自然界，强调人对自然万物的道德义务，显现出浓厚的人文情怀。中国传统生态伦理思想是社会主义生态文明培育的思想源泉，也是其发展的有机养料，对我们进行生态文明建设具有重要的启示。在生态危机凸显的当代，我们应大力弘扬传统生态伦理观，积极发掘传统生态伦理精华，实现传统生态伦理资源的现代转化，使其成为影响人们行为选择的重要思想观念。传统文化中“天人合一”“仁者爱物”思想，启示我们重新审视人与自然的关系，敬畏生命，珍爱生命，保证其他生物的生存权利，以人道的态度来对待自然，施以伦理关怀，主动承担起人类的道德义务与道德责任，爱护自然、保护自然，使人类成为自然环境的优化者。我们也要借鉴传统文化中“道法自然”思想，顺应自然，按照自然界的客观法则办事，保护自然。传统文化中“取物有节”思想，对我们合理利用自然资源具有重要的启迪作用。全球自然资源正在逐渐减少，我国的资源枯竭型的城市也在逐渐增加，我们更应深刻反省过去的生产方式、生活方式、消费方式对资源的浪费和对环境的破坏，不能无限度地开发、索取，而应珍惜资源、节约集约利用资源，取之有度，推动资源利用方式的转变，提倡低碳生活，引导人们合理消费、绿色消费，优化自然环境。
三、价值维度――倡导科学发展观“以人为本”观念
党的十七大提出了科学发展观的重要理论，主张以发展为第一要义，坚持“以人为本”的价值观念。科学发展观不同于传统的“发展至上”观念，强调发展不仅仅是经济发展，不是单纯的物质活动过程，而是物质和精神的全面发展，是全面协调可持续的发展。科学发展观继承了辩证唯物主义和历史唯物主义观点，关注的是在一定历史条件和社会关系中的现实的人，尊重人的自然属性和社会属性，坚持以最广大人民利益为根本，重视人民的物质生活需要和精神生活需要，将经济的发展与人的发展有机地统一起来，这是中国共产党执政理念的升华。科学发展观“以人为本”的价值观念，是中国特色社会主义生态文明观的价值维度。
科学发展观以整个人类的利益为本，主张自然、经济、社会的协调发展，关注现实的人的生存和发展。科学发展观“以人为本”的观念，既尊重人的尊严和生命价值，强调人的能动性和创造性的发挥，也承认自然的内在价值，要求人自觉承担起对自然的责任和义务，遵守自然选择法则，保护生态环境，尊重自然界其他生命形式所具有的价值。也就是说，在维护自然生态系统完整性的前提下，主张人对自然的科学开发和理性利用。人与自然之间的关系不再是消极依赖、掠夺性占有，而是转变为保护自然基础上的和谐统一。“以人为本”的价值观念，既关注现实个人的利益和权利，重视个人的自由全面发展，同时也尊重社会结构、社会制度的整体价值；既坚持满足当代人的发展需要，又要维护后代人的生存与发展的需要。可以说，科学发展观“以人为本”的价值观念内在地包含了人类对自然生态系统的尊重、对环境资源的保护。
科学发展观“以人为本”的观念，与只追求人的片面价值、把满足人的生存和需要作为最高目标的人类中心主义是有着本质区别的。人类中心主义以人类为中心，主张人的主体性和一元性，把自然界作为客体，认为自然界仅具有工具价值，不具有道德价值，没有资格获得伦理关怀，片面强调人类对自然界的征服、支配与索取，是一种狭隘的价值取向。生态环境是以人的实践为中介而形成的人化自然，与人的本质力量和发展程度密切相关。人化自然既具有自然规定性，也具有社会规定性，为现实的人的生存和发展提供必需的物质资源和精神资源。保护生态环境，既是尊重自然生态系统，也是关爱人类自身。几千年的历史演变进程中，人类社会正在由私人利益领域向群体利益领域发展，由社会历史领域向自然生态领域发展，由工业文明阶段向生态文明阶段发展。人类通过实践不断探索自然界的规律，并逐渐将自然的规律内化为自我意识。随着人的理性自觉的提高，人们已经意识到如果人与自然二者相互对立，人类将很难保持良好的生存状态，人与人的关系、人与社会的关系也会受到一定的影响。 科学发展观超越了人与自然对立的观念，是一种德性的发展观，强调发展不能破坏自然环境，要有利于人的生存。“以人为本”的价值观念，主张在维护生态系统平衡的前提下，以人的利益为本，尊重人的主体性地位，积极发挥人的能动性和创造性。当前，工业文明所带来的负面效应不断显现，人类的生存已面临着严重威胁，生态问题已经成为亟待解决的重大问题。生态文明建设，已经成为关系百姓切身利益、关乎美丽中国梦能否实现的重要举措。“良好生态环境是最公平的公共产品，是最普惠的民生福祉”，[4]关于生态文明建设的出发点和落脚点，着眼于普惠百姓的民生福祉，充分体现了科学发展观“以人为本”的价值观念。只有倡导“以人为本”的价值观念，才能以对人类负责的态度去解决人与自然之间的矛盾，将人从实践活动所导致的生态环境的异化中解救出来，才能按照公平公正原则去解决社会利益、人类利益和自然利益之间的冲突，合理地调节整合社会关系，更好地满足人的物质需要和精神需要，从而进入生态文明阶段，实现人与自然的和谐共生，实现人的自由、全面发展。我们决不能为了一时的经济增长，放弃生态价值，破坏自然资源与生态环境，那就与“以人为本”的价值观念背道而驰了。我们要积极倡导“以人为本”的价值观念，重视自然生态系统的作用，保护自然资源，修复自然环境，采取生态的生产方式、生活方式和消费方式，建设资源节约型、环境友好型社会，使中华民族获得永续发展、可持续发展。
四、思想维度――确立现代社会生态思维方式
任何理论和实践活动都是一定思维方式的结果，是特定思维结构的产物。思维方式是主体根据自身的需要，接受、反映和理解客体对象的思维活动的模式，是主体的一种稳定的思维结构。从本质上言，思维方式是社会意识的一种表现形式，由客观的社会存在所决定，并随着社会实践的变化而变化，但思维方式一旦确立就会对人们的实践活动产生巨大的影响。新形势下，我国提出了生态文明建设的重要举措，这一系统工程不仅仅需要生产方式、生活方式的改变，更需要思维方式的改变。思维方式的生态化转向，是社会主义生态文明观培育的思想维度。
科学技术对人类思维方式有着重要影响，处于主导地位的自然科学观念往往决定着普遍的社会思维方式。当代社会，生态学在人与自然的相互作用中逐渐发展起来，主要研究有机体和无机世界相互作用的规律。生态思维方式则是指从生态学的维度，运用生态学的知识、观点和方法观察世界、认识世界，分析与解决所要面对的各种问题的一种思维方式。也就是说，生态化思维是依据生态科学的基本观点认识与研究“人―社会―自然”的世界观与方法论，以有机论为基础，将世界看成是具有内在关联的由生物和自然环境组成的复合生态系统，强调生态系统各要素之间的相互影响，强调生物与其他生物的整体性，强调生物与环境的相互依存。生态化思维立足于自然资源的有限性，思考人类未来的发展前景，主张以生态的方法解决日益严重的生态危机。
生态思维方式是人类在新的实践基础上对人与自然之间关系进行深刻反省后的理性认识，是其对自身生存现状和生态系统的深切关注。在考察思维方式转变时，我们必须认识到思维方式生态化是一个历史的过程。在几千年文明社会发展演变的进程中，人类总是从自身的需要和利益出发，将自然看作一种资源，不断地从自然攫取物质财富。以功利性为价值尺度的社会实践，自然会产生功利性思维方式。功利性思维方式以主客二分的认识论为基础，重视人类自身的需要，忽视其他生物体和自然环境的内在价值，表现出狭隘性和短视性的特点。在功利性思维方式下，人的对象性活动出现“异化”，人类对自然界肆意掠夺、盲目开发、为所欲为，破坏了生态系统的完整与稳定，造成了人与自然关系的紧张，人类自身的生存也受到了威胁，全球性的生态危机由此产生。人类与自然之间的冲突日益加剧，二者之间变成了赤裸裸的经济关系。生态思维方式否定了生存斗争的普世原则，批判了人类主体能力对自然的滥用，在此基础上，历史地分析了人与自然的深刻联系，将生态系统看成是由具有多样性、丰富性和复杂性有机体和无机世界构成的稳定结构。
现代生态思维方式超越了功利性思维的认知模式，以有机论为特征，认为世界是人类与自然构成的一个有机整体，是一个具有内在联系的复合生态系统，强调人与自然相互依存的整体性，突出人与自然协同进化的协调性，为我们提供了关于自然生态系统的新的认识，开启了一种新的整体论思维方式。指出：“建设生态文明是一场涉及生产方式、生活方式、思维方式和价值观念的革命性变革。”[5]129也就是说，我们进行生态文明建设，必须对人类的行为、人类与自然界的关系进行科学的内省。我们要转变以往功利性的思维方式，重视自然界的固有价值，树立人与自然和谐相处的生态思维方式，辩证考察客观对象与其外部条件的相互联系，遵循生态平衡规律。因此，说：“我们既要绿水青山，也要金山银山。宁要绿水青山，不要金山银山，而且绿水青山就是金山银山。”[5]120党和政府已决定按照系统工程的思路进行生态文明建设，实行严格的生态环境保护制度。推动科学技术创新，提高资源利用率与产品的科技含量，使发展的质量和效益得到不断提升；建立科学的管理体制和运行机制，推动生态文明建设领域科研活动，使技术创新不再单纯追求经济利益，而是转向经济效益与生态效益有机结合；以资源消耗和环境破坏最小化、产出价值最大化为目标，按照再利用的原则，发展循环经济，提高整个社会的资源利用率。生态思维方式的形成，将大大促进经济建设、政治建设、文化建设和社会建设，推动社会主义生态文明的培育。结语
综上所述，社会主义生态文明建设是新时期我国的一项重大举措，也是一项艰巨的历史任务。生态文明观念是人的内在意识，其培育虽然极其困难，但却至关重要。因此，我们应按照生态文明的建设要求，积极培育社会主义生态文明观念。我们既要坚持马克思主义生态哲学思想，为社会主义生态文明建设提供科学的理论指导；又要弘扬中国传统生态伦理思想，为社会主义生态文明建设提供民族特有的文化基因；同时倡导科学发展观“以人为本”的观念，为社会主义生态文明建设提供积极的价值引导；也要确立现代社会生态思维方式，为社会主义生态文明建设提供有力的思想支撑。
参考文献：
[1]中央文献研究室，中国外文局.谈治国理政[M].北京：外文出版社，2014∶209.
[2]马克思恩格斯全集（第42卷）[M].北京：人民出版社，1979∶95.
[3]马克思恩格斯全集（第46卷）[M].北京：人民出版社，1979∶392-293.
[4]任仲文.深入学习重要讲话精神：人民日报重要文章选[M].北京：人民日报出版社，2014∶295.
动物和科学发明的关系篇7
关键词：高中生物课程；“稳态与环境”模块；知识结构；科学方法
《普通高中生物课程标准（实验）》（以下简称为《标准》）在课程结构上发生了比较大的变化，其中包括设置了“稳态与环境”这个必修模块。对这种新颖的设计，有许多教师不理解，也有一些教师从科学性和合理性方面提出了质疑。本文就此谈一下个人的看法。
一、生物课程内容结构体系的建构
1959年，布鲁纳（Jerome S.Bruner）在《教育过程》中提出了他的结构主义课程的思想，他主张：“不论我们选教什么学科，务必使学生理解该学科的基本结构，学习结构就是学习事物是怎样相互关联的。”自此以后，课程内容要结构化，成为课程专家的普遍追求。
（一）生物课程内容体系改革的必要性
传统的高中生物课程以生命的基本特征来组织内容，这也是传统的普通生物学的学科结构。但是，我们现在必须考虑两个问题。一是现代课程论认为课程体系要反映学科体系，但不等同于学科体系。它除了考虑学科体系，还要考虑学生的认知发展和社会需求。生物学科的内容包括由事实、概念、原理和规律组成的理论体系，及其隐含的学科思想和方法。因此，生物课程的内容既可以根据知识理论体系建构，也可以根据学科思想和方法建构，两者各有其合理性。二是20世纪后半期发生的“生物学革命”，使生物学的“范式”发生了改变。库恩（T.S.Kuhn）在《科学革命的结构》一书中说：“科学革命以后，教科书和它们提出的历史传统必须重写。”例如，已故陈阅增先生主编的《普通生物学》，就打破了传统的普通生物学学科体系，根据当代生命科学从微观到宏观的发展，“按生命的主要结构层次，从低层到高层安排。”[1]
（二）构建生物课程内容结构体系的思路
课程内容结构体系构建的依据，是课程内容之间的逻辑关系和心理学方面的关系。逻辑关系指学科知识之间内在的联系，心理学方面的关系指按照编者所理解的学生认识发展，把课程内容加以组织的关系。对科学课程而言，一般的倾向是在高年级采取逻辑结构的体系，在低年级以心理学结构的体系为主。我国的课程向来关注知识体系，构建高中生物课程的思路，按我国的国情只能取前者。
按逻辑关系构建课程体系，又可以有不同的方法。例如，1.可以按形式逻辑的方法，将若干科学事实或概念作为逻辑起点，通过演绎推理构建一个公理化的体系。这种方法在物理、化学中用得较多，对生物课程，《标准》首次将概念列入了课程目标，《标准》中“遗传与进化”模块的内容，也主要以类似的方法构建；但由于生命系统的复杂性和生命现象的不确定性，以形式逻辑构建知识体系只能适用于生物科学的少数领域。2.进化论无疑是生命科学中最大的一个统一理论，研究生物进化的机制不仅要追溯漫长的生命历史，覆盖各种生物进化现象，并与生命起源承接，还要能对现今全部的生命现象给出说明。我国在20世纪50年代，曾在普通高中开设“达尔文主义基础”课程，希望以进化论为框架构建生物课程体系；但由于进化论远未成熟，结果使生物课程受哲学的支配而走上非科学的道路。3.当代生物学的发展，形成了系统生物学（Systems Biology）。对生命的本质，生物学界长期存在活力论和还原论之争。20世纪30年代后，科学界对生命的本质提出了新的认识，就是机体系统论。1952年，美籍奥地利生物学家、系统论创始人贝塔朗菲（L.V.Bartalanffy）出版了英文版的《生命问题──现代生物学思想评价》，提出了机体系统论的基本原理：整体原理（组织原理）、动态原理、自主原理。这些原理表明：生物有机体是一个独特的组织系统，其个别部分和个别事件受整体条件的制约，遵循系统规律；生命有机体结构产生于连续流动的过程，具有调整和适应能力；生命有机体是一个具有自主活动能力的系统。[2]1968年，贝塔朗菲又在此书的基础上，进一步写成《一般系统论──基础、发展、应用》，创立了系统论，生物学也由此发展出“系统生物学”。系统生物学的一个重要方面，就是利用系统概念、系统思想和系统方法来理解生物学知识，重新整合原有的生物科学知识体系。这已成为“生物学革命”的内容之一，国际上称为“利用系统方法进行生物学革命”。“稳态与环境”模块的知识结构就是以系统生物学的思想构建的。
二、“稳态与环境”模块的知识结构
（一）关于稳态、调节和环境
稳态的概念最初来自生理学。生理学把维持内环境理化性质相对恒定的状态叫做稳态。稳态是一种复杂的、由体内各种调节机制所维持的动态平衡，一方面是代谢过程使内环境理化性质的相对恒定遭到破坏，另一方面是通过调节使平衡恢复。整个机体的生命活动正是在稳态不断受到破坏而又同时得到恢复的过程中得以维持和进行。后来，稳态的概念逐步扩展，它不仅被用来说明内环境理化特性的动态平衡，而且人们发现细胞、群落和生态系统在没有受到激烈的外界环境因素影响时，也都处于类似的状态，都可以用稳态这个概念来说明它们相对稳定状态的维持和调节。
稳态调节的概念原来也来自个体水平的生理学，例如，哺乳动物体内的温度、渗透压、pH以及各种电解质和营养物的浓度都保持在一个稳定的范围内，这是在其自身神经体液系统调节下，随时进行反馈调节而实现的。生态系统虽然没有与此类似的调节机制，但也具有一定的抵御环境压力、保持平衡状态的能力。特别是成熟的生态系统，每年的能量收支大致相等，营养物质循环近于“封闭式”，流失极少，系统能相当长久地保持一定的外观和结构，这些都是稳态调节的结果。
（二）“稳态与环境”模块概念体系的建立
任何一门科学，都是一个相对完整的理论体系，都是一个知识系统。从一般形式上看，都是由科学事实、基本概念、特定方法、相应理论以及应用范例等构成的。以生命的基本特征为框架来整理和概括生物科学事实，虽然容易被理解，而且从科学发展过程来看，分门别类地划分和组织材料，确实是一切科学的一项必不可少的任务，但是科学事实本身和若干科学事实的简单堆砌毕竟还不等于科学。事实只有以系统的概括的形式表现出来，并且成为概念和规律的根据和验证时，才能够变成科学知识的组成部分。
以这样的观点来看《标准》中“稳态与环境”模块的内容，“3.1植物的激素调节”和“3.2动物生命活动的调节”两个单元，提供的是经过整理的科学事实，它们是建立科学理论的基础和前提。在后续单元中，“说明稳态的生理意义”和“阐明生态系统的稳定性”等知识点，提出了“稳态”的概念；“举例说明神经、体液调节在维持稳态中的作用”“概述人体免疫系统在维持稳态中的作用”“举例说出生态系统中的信息传递”等知识点，提出了“调节”和“环境”的概念。科学概念是由大量科学事实和经验材料经过理性加工和提炼而形成的，科学概念一旦获得，就会使人们的认识发生飞跃，使已有的知识系统化、理论化。然而，概念虽然重要，但仅有概念还不能形成科学理论，概念只是理论的逻辑起点。在稳态、调节和环境概念的后面，还有一个更核心的概念，就是“系统”。因为稳态是系统的状态，调节是系统的行为，环境是系统的存在。这样，“稳态与环境”模块就以“系统”这个本体论概念作为核心概念，以“稳态”“环境”和“调节”三个科学通用概念把生物个体水平和生态系统水平的要素、行为、稳定和发展等问题统一起来，并以“描述体温调节、水盐调节、血糖调节”“描述群落的结构特征”“阐明群落的演替”“讨论某一生态系统的结构”等作为这个理论体系的应用范例。
需要明确的是，这个概念体系是隐性而不是显性的，是运用系统生物学的思想建立的。教材如何编写，教学如何进行，则需按具体情况而定。
三、“稳态与环境”模块的科学方法
一个科学的理论体系，除了科学事实、基本概念、相应理论和应用范例，还有一个重要的方面是特定方法。“稳态与环境”模块的科学方法，主要是系统分析方法以及以模型和数学方法为主的逻辑方法。
（一）系统分析的思想和方法
《标准》在“稳态与环境”模块的前言中指出：“本模块选取有关生命活动的调节与稳态的知识、生物与环境的知识，有助于学生理解生命运动的本质，了解系统分析的思想和方法，提高对生命系统与环境关系的认识。”[3]这就明确提出了“系统分析的思想和方法”。现代生物学的分析性研究已深入到分子、量子水平，但为了揭示生命运动的奥秘，还必须从生命系统的各个组成部分的联系和相互作用中，从它们和外界环境的相互联系和相互作用中来了解整体，这就需要进行系统分析。系统分析能力是一种非常重要的综合实践能力。例如，植树造林是中央的号召，但西北一些地区年降水量很小，蒸发量很大，其地下水主要靠地表下的渗透作用（如熔化的雪水）。在这些地区植树，地下水会因树木的蒸腾作用而过量散失，导致水位下降甚至枯竭。于是近年来中央指示这样的地区要多种草。然而，在我国的中、东部地区，却出现了砍树种草的热潮。殊不知在高温多雨地区，树的生态效益要远远超过草。结果，一些城市政府部门又不得不规定绿化至少要有多少比例的乔木和灌木。导致这些失误的原因就在于缺乏系统分析的思想。
转贴于 现代系统分析包括定性分析和定量分析，定量分析是基于数学工具进行的，高中生物学教育一般只能做定性分析。如同美国《国家科学教育标准》所要求的“学会从系统的角度思考和分析问题”，具体说，就是运用系统的概念和系统分析的思想，一方面对生命系统的要素、结构、边界、环境、性能等系统的基本特征做分析，另一方面对系统的状态及其调控做分析。以生态系统为例，其要素指组成成分，即生产者、消费者、分解者等生物成分和非生物的物质和能量；结构包括时空结构和营养结构（食物链和食物网）；边界指系统的范围，生态系统是模糊集合，其边界是一个模糊概念，根据研究的需要划定；环境指一个生态系统的外部环境条件，系统与环境之间具有物质、能量和信息的交流，两者相互联系、相互影响，并共同组成一个更大的系统；性能指系统整体的特性和功能，系统的整体特性表现为该系统与其他系统的区别，系统的功能则反映了系统与外部环境相互作用的程度，或系统获取输入、予以变换而产生输出的能力。以上这些方面构成了一个生态系统的基本特征。至于系统的状态，生态系统都是开放系统，系统的稳态就是生态平衡状态。每个生态系统都具有一定的自动调节能力，在不断变化的环境条件下，依靠自我调节机制维持其稳态，实现物质循环和能量流动的相对稳定。生态系统状态的另一个重要指标是它的生产量，包括输入、输出、净生产量和效率。类似的分析在个体水平和群体水平均可进行。“稳态与环境”模块中的“描述群落的结构特征”“讨论某一生态系统的结构”“阐明群落的演替”“分析生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用”“阐明生态系统的稳定性”“探讨人口增长对生态环境的影响”“关注全球性环境问题”等知识点，以及“利用计算机辅助教学软件模拟人体某方面稳态的维持”“调查当地自然群落中若干种生物的生态位”“调查或探讨一个农业生态系统中的能量流动”“调查当地生态环境中的主要问题，提出保护建议或行动计划”等活动建议，都需要渗透和利用系统分析的思想和方法进行教学。
（二）数学和模型方法的运用
20世纪30年代，贝塔朗菲在提出机体系统论概念的同时，主张用数学和模型方法研究生命现象。
1.模型方法
《标准》依据国际科学教育的发展，将模型和模型方法列入了课程目标。所谓“模型”，是指模拟原型（所要研究的系统的结构形态或运动形态）的形式。它不再包括原型的全部特征，但能描述原型的本质特征。[4]模型方法是以研究模型来揭示原型的形态、特征和本质的方法，是逻辑方法的一种特有形式。模型一般可分为物理模型和数学模型两大类，通常说的模型即指物理模型。物理模型可以模拟客观事物的某些功能和性质，它包括物质模型和思想模型两类。在高中生物课程中经常使用的物质模型有实物模型如生物体结构的模式标本，模拟模型如细胞结构模型、各种组织器官的立体结构模型等。思想模型是物质模型在思维中的引申，根据构建模型的思想方法的不同，又可以分为两类。一类是以形象化方法（或称为意象思维方法）构建的具象模型，它是人们在思维中通过对生物原型的简化和纯化而构思出来的。具象模型具有一定的形态结构特征，如DNA分子双螺旋结构模型、生物膜液态镶嵌模型等。它能使研究对象直观化，既可以促进研究，又可以简略描述研究成果，使之便于理解和传播。另一类是以理想化方法（或称抽象思维方法）构建的模型，是人们抽象出生物原型某些方面的本质属性而构思出来的，例如呼吸作用过程图解、光合作用过程图解等过程理想模型，食物链和食物网等系统理想模型。这类模型使研究对象简化，在科学研究中用于计算推导，引申观察和实验的结论等方面。
在现代生物科学研究中，模型方法被广泛运用，DNA双螺旋结构模型的成功就是一个范例。在生物科学学习中，模型提供观念和印象。认知心理学认为，人的知识经验既包括概念系统，又包括表象。前者有概念、原理、规律、理论，后者的成分包含观念和印象。当代不少学者都主张把表象看做一种符号要素，与语言等其他符号要素一样具有抽象、概括、组合和再组合的功能，因而能构成思维的操作。所以模型提供的观念和印象，不仅是学生进一步获取系统知识的条件，而且是学生认知结构的重要组成部分。正因为如此，美国《国家科学教育标准》把模型和科学事实、概念、原理、理论并列为科学主题的重点，并将构建、修改、分析、评价模型作为高中学生的基本科学探究能力。
“稳态与环境”模块中有两个活动建议：“探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替”和“设计并制作生态瓶”，都是运用模型的探究。例如，“设计并制作生态瓶”制作的是一个活体实物模型，运用这个模型进行的是对生态系统运行的模拟实验。在科学研究中，有时受客观条件的限制，不能对某些自然现象进行直接实验，这时就要人为地创造一定的条件和因素，在模拟的条件下进行实验。利用活体实物模型进行的模拟实验，在生命科学研究中被广泛应用，但具有一定的复杂性。因为变量较多，而且变量之间的关系，除因果决定性因素，还存在许多非因果决定性的因素，所以需要做系统分析。就本案例来说，一方面需要对生态瓶的组成成分、结构、环境、性能等做分析，另一方面需要对系统的能量转换和物质流动状态及其调控做分析。这对学生深入理解生态系统的结构、生态系统中的物质循环和能量流动的基本规律及其应用、生态系统中的信息传递、生态系统的稳定性等，无疑具有重要的教育价值。但也正因为生命系统的复杂，所以活体生物模型与实际事物相比，存在较大差异。这是需要讲清楚的。
2.数学方法
数学方法指运用数学语言表述事物的状态、关系和过程，并加以推导、演算和分析，以形成对问题的解释、判断和预测的方法。目前，数学在生物学、医学等领域正起着越来越重要的作用，甚至医生做手术之前都可以先进行数学模拟以预知各种方案可能出现的后果，再依据个人的经验来选择手术方案。数学方法在科学教育中的价值更是不言而喻，《标准》对数学方法的使用，包括以下4个方面。
（1）定义概念。概念有具体概念和抽象概念之分，具体概念指能通过直接观察获得的概念，即实物概念，例如细胞、组织等结构概念，呼吸、遗传等生理活动概念；抽象概念不能通过观察习得，只能通过下定义才能习得，例如呼吸作用、新陈代谢等概念。在抽象概念中，有一类是用数学式来定义的。这类定量的概念以数学方法揭示事物的本质及其发展变化规律，为研究工作提供一种简明精确的形式语言，具有重要的科学认识论价值和方法论价值。“稳态与环境”模块没有明确要求用数学式定义概念，但“列举种群的特征”这个知识点，如果涉及种群密度，年龄结构和性别结构，出生率和死亡率等，那就是用数学式定义的概念。
（2）对生命现象的空间关系和数量关系进行描述、分析和计算。例如，以条形图、曲线图、统计图等来表现某一生命现象的统计数字大小及其变化，这在生物课程中已广泛应用。
（3）统计方法的运用。统计是研究随机现象的统计规律性的方法。统计性规律在生物界广泛存在，主要包括两类。一类是大数过程的规律性，即大量随机事件所组成的系统的规律性，如遗传性状传递过程中的规律。这类问题可用描述统计方法解决。另一类是某些生命系统行为的规律性，例如，生态系统中某种群数量的变化及其生灭过程、生物个体生态寿命的预期分析等，它们是不同条件下生命系统某种行为潜在可能性的数量估计，而不是实际存在的状况。这类问题可用选取统计方法解决。描述统计方法和选取统计方法，《标准》都已引入。描述统计方法主要是对观察、实验的原始材料进行整理、分类、分析等统计加工，得到统计事实。孟德尔正是使用描述统计方法对豌豆杂交实验结果进行定量观察和数据分析，才发现了遗传性状的分离现象和自由组合现象。选取统计方法又称统计推理，是从样本到总体的推理。例如，对种群数量、密度的研究，要完全获得某自然种群总体的状态、特性和变化规律的信息是困难的，甚至是不可能的，实际上也无必要，所以往往根据由样本（样方）所获得的统计事实来推断总体。“稳态与环境”模块中有两个活动建议：“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”和“土壤中动物类群丰富度的研究”。前者是用描述统计方法表达大数过程的规律性，后者是用选取统计方法进行从样本到总体的推理。
（4）用数学模型来表现生物学现象、特征和状况。生物数学模型有两类：一类为确定性模型，它用数学方法描述和研究必然性现象，例如某生物个体的生长曲线、细胞分裂过程中DNA数量变化曲线等；另一类为随机模型，它用概率论和统计方法描述和研究随机现象。例如，种群基因频率的变化没有确定性，有多种可能的结果，究竟出现什么结果是偶然的、随机的，但当种群由大量个体组成，并能随机交配繁殖传代时，基因频率和基因型频率的变化又表现出统计规律性。1908年，哈迪和温伯格用遗传平衡定律（Hardy.Weinberg定律）对此进行了描述，这个随机性的数学模型为种群遗传学研究奠定了基础。对数学模型，“稳态与环境”模块中安排了一个要求：“尝试建立数学模型解释种群的数量变动”。
根据以上对“稳态与环境”模块知识结构和科学方法的分析，其科学性和合理性应该是没有问题的。当然，随之而来的教材编写和教学实施的问题，仍需要我们认真研究。
参考文献
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动物和科学发明的关系篇8
陈新亮（1970.3-），男，汉族，河北怀来人，河北北方学院艺术学院党委书记，公共管理硕士，社会科学副研究员，主要研究方向大学生思想政治教育管理。
摘要：时空观是关于时间和空间的根本看法和根本观点，是自然观的重要组成部分。在科学史上，每一次重大理论的变革往往伴随着新时空观的诞生。在牛顿力学体系中产生的绝对时空观使人们的思维机械化，世间一切皆在做机械运动。20世纪初，相对论诞生于世，从而赋予了时间和空间以崭新的概念，改变了传统的绝对时空观。相对论从根本上改变了人们对时间和空间的看法：时间和空间是紧密联系的，时间、空间和物质密不可分，时空告诉物质怎样运动，物质告诉时空怎样弯曲。相对论革新了旧的牛顿时空观，对科学和哲学产生了巨大的影响。本文先论述前爱因斯坦的牛顿绝对时空观，再阐述爱因斯坦相对论对时空理论的变革，进而说明爱因斯坦相对论变革时空观对科学和哲学的意义。
关键词：时空观；牛顿的绝对时间观和绝对空间观；相对论
时空观，顾名思义，就是对时间和空间的根本看法和根本观点，它构成了哲学上自然观的重要内容和组成部分。随着科学与社会的发展，人们对于时间和空间的认识也在不断地加深。20世纪初发生了现代物理学革命，在这个激动人心的年代里，爱因斯坦相对论的诞生彻底否定了牛顿经典力学体系的绝对时空观，深刻地揭示了时间和空间所具有的本质属性和它们与物质以及物质运动的关系，引起了时空学说的一次重大变革，形成了新的时空观并产生了深远的影响。目前学者们对于爱因斯坦相对论引起时空观变革这一问题的研究已经取得了重大成果，但是对此问题应当有个简明、清晰的系统阐述。本文预从介绍前爱因斯坦的时空观，重点介绍牛顿的绝对时空观入手，进而阐明爱因斯坦相对论变革时空观的内容和意义。
一、对爱因斯坦时空观的概述
从古至今，无论在中国还是在西方，科学上和哲学上的一个大的课题就是关于时间和空间的问题，人们总是在问时间和空间究竟是什么。中国古代就有这样的说法，古往今来为宙，上下四方为宇。显而易见，在这里，“宙”指的是时间，即过去、当今和未来以及白天与黑夜的更替、春夏秋冬的更迭，而这种时间的观念来自于平日里对自然现象的观察和经验的直觉。“宇”则指的是空间，即上下左右前后、东南西北。时间是无始无终的，空间是无边无际的。在西方，许多先哲也思考了时间和空间的问题。
（一）时空观概述
古希腊哲学家德谟克利特认为空间和时间是没有物质的时空，柏拉图则认为时间是在存在之外的。对时间和空间形成系统认识的人，最早是古希腊的亚里士多德，关于时间的问题，亚里士多德提出时间是描述“运动”的“数”，他指出：“变化总是或快或慢，而时间没有快慢。因为快慢是用时间确定的：所谓快就是时间短而变化大，所谓慢就是时间长而变化小；而时间不能用时间确定，也不用运动变化中已达到的量或已达到的质来确定。”[1] 由此可见时间不是运动，而是描述运动的数。亚里士多德认为大地是球形的，地球是宇宙的中心。物体在宇宙中的位置具有关键的作用，每个物体都有各自的天然位置，只要没有阻挡，它们都会到达各自的天然位置。[2] 在当时教会统治人们思想的社会背景下以及当时的社会和科学发展水平，加之亚里士多德的时空观符合人们当时对自然现象的认识，以至于亚里士多德的时空观对人们的思维造成了很长时间的影响。但是，由于科学技术的进步，哥白尼提出了日心说，彻底否定了地球是宇宙中心的说法。到17世纪，伽利略提出了力学相对性原理，亚里士多德的时空观才被伽利略用明确的语言和简单的物理现象所批驳。紧随其后，牛顿提出了绝对时间观和绝对空间观。之后，康德认为时间和空间意识是人类的先天直观形式，而不是从感觉经验中得来的。当然，人们对于时间和空间性质的认识不仅仅停留在哲学层次上，关于时间和空间问题的思考也不只是哲学家所专有的事情。在科学层次上，科学家们也在不断地探索时间和空间的属性，法国科学家彭加勒认为时间和空间都不是先天的，而是为了某种目的约定的。爱因斯坦相对论时空观主要革新了牛顿的绝对时空观，因此重点介绍一下牛顿的绝对时间观和绝对空间观。
（二）牛顿的绝对时空观
牛顿站在巨人的肩膀上，综合了哥白尼和伽利略等人的科学成就，建立了牛顿经典力学体系，并且给他的经典力学理论引入了绝对时间和绝对空间的概念，创立了绝对时间观和绝对空间观。
牛顿为何要引入绝对时间和绝对空间的概念？我们又该如何理解牛顿所定义的绝对时间和绝对空间，想要弄清这些问题就要从牛顿所建立的经典力学说起了。物体的运动状态及其改变是经典力学讨论的主要对象，而万事万物的运动又都离不开时间和空间，都要在一定的时间和空间中进行。[3] 一切运动都是物体本身位置的变化，这样看来位置就用到了空间的含义，变化则用到了速度，也就是用到了时间的含义，所以牛顿的经典力学体系必定要与一定的时间和空间相联系。然而，描述机械运动又必然不能离开参照系，但是并不是所有的参照系都适用于牛顿定律，我们常常把适用于牛顿定律的参照系称之为惯性参照系。那么惯性参照系到底是什么呢，牛顿经典力学本身的理论框架也不能对此给出确切的说明。因此，为了解决这个问题，牛顿便引入了绝对时间和绝对空间的概念。牛顿在其著作《自然哲学的数学原理》中写道：“绝对的、真正的和数学的时间，就其本身和本性来说，均匀地流逝而与任何外在的情况无关。”“绝对空间，就其本性来说，与任何外在的情况无关，始终保持着相似和不变。”[4] 这里的时间，我们可以形象地把它比拟成永远流逝着的水，也可以把它想象成一根无限延长的线，无论哪样，它都与周围的任何环境无关；而这里的空间，我们也可以把它形象地比拟成一个与任何特殊物质无关的、能够容纳万事万物的、静止的大容器。
牛顿把自己定义的这样的时间和空间称为绝对时间和绝对空间，由此便形成了牛顿的绝对时间观和绝对空间观。对于牛顿绝对时空观的基本思想，主要有下列三个方面。
1.同时性是绝对的
在牛顿的绝对时空观中，同时性是绝对的、无条件的，也就是说，在不同地方发生的两件事情，如果对一个惯性参照系来说是同时发生的，那么无论对其它任何惯性参照系来说必定都是同时发生的。所以，对准过的两个钟表，不管把它们放在任何不同的地方，无论它们是否有相对运动产生，钟表总是同步的。在这个方面上，牛顿的绝对时空观似乎是符合我们的生活经验的。
2.时间是绝对的，空间也是绝对的
在这里，时间是绝对的指的是时间间隔的绝对性。也就是说，如果一个房间的时钟走了十分钟，那么世界上任何时钟都走了十分钟，无论它们在何种运动状态下。而空间也是绝对的指的是空间距离的绝对性。比如说，一根笔的长度，当以某一个参照系测量它是十厘米时，那么从别的参照系测量它时，它也是十厘米，而与参照系的运动状态无关。
3.时间和空间是各自独立，互不相关的并且与物质及其运动无关
按照牛顿绝对时间和绝对空间的观点，时间和空间各不相关，而且时间和空间是脱离物质运动而存在的，时间和空间具有绝对性，这也就是说，时间和空间只是单独的存在，这种存在不受周围任何事物的影响。
牛顿的绝对时间观和绝对空间观是符合我们的生活经验的，并且适用于当时的科学实验，因而人们很容易理解和接受这种观点。随着科学的进步，到19世纪末，麦克斯韦电磁理论发展起来，牛顿的绝对时空观显现出它自身的局限性，牛顿绝对时空观只适用于物体在宏观低速下的运动规律，而对于在微观高速下的运动则无能为力。正是在这种背景下，发生了现代物理学革命，相对论出现在人们眼前。爱因斯坦相对论革新了牛顿的时空理论，创建了新的时空学说。
二、爱因斯坦相对论对时空观的变革
历史上每一次新的时空理论的产生总是离不开科学的发展。19世纪末，当时的物理学界普遍认为物理学的大厦已经落成，正在他们展望物理学的美好前景时，物理学晴朗的天空上却被两朵乌云所笼罩，即“以太漂移的零结果”和“黑体辐射”。由此爆发了现代物理学革命，诞生了相对论和量子力学。爱因斯坦曾说“相对论同时间和空间的理论有密切的关系”[5]。爱因斯坦相对论研究的是关于时间、空间和物质、运动之间的内在联系，由狭义相对论和广义相对论组成。而新的时空观正是以相对论为理论依据的，它认为时间和空间相互影响，彼此不可分离，形成一个四维时空统一体，时间和空间受物质及其运动的影响。从某些方面来说，新的时空理论也就是爱因斯坦的相对论，正是狭义相对论告诉了人们时间和空间与物质运动的密切关系，而广义相对论又进一步告诉了人们时间和空间的性质与物质本身的存在及其分布密不可分。[6]
（一） 狭义相对论对时空理论的革新
自从光的波动说复活以来，物理学家们开始对“以太”问题进行激烈的探讨，后来著名的迈克尔逊—莫雷实验的零结果彻底否定了“以太”的存在，但是这种结果却使更多的物理学家困惑不解。为了更好的解决迈克尔逊—莫雷实验的困惑，1905年，爱因斯坦发表《论运动物体的电动力学》一文，放弃了牛顿的绝对时间和绝对空间概念，提出了光速不变原理和相对性原理这两个基本前提假设，宣告了狭义相对论的诞生，从而形成了新的爱因斯坦时空观。
为了更好的理解爱因斯坦狭义相对论对时空观作了哪些方面的革新，也就是爱因斯坦新的时空观是怎样的，我们首先要来说明一下光速不变原理和相对性原理，因为这两个原理是狭义相对论得以成立的基本前提假设。光速不变原理，指的是不论光的观察者运动与否，光速在真空中都是一样的、不变的，即都是一个常数c；相对性原理，指的是自然规律在所有惯性参照系中，都是一样的、不变的。[7] 只要抛弃牛顿绝对时间的概念，这两条基本原理就能够彼此相容，这样两个惯性参照系之间的时间和空间变换就满足洛仑兹变换。爱因斯坦狭义相对论对时空理论的革新以及爱因斯坦时空的重要性质就包含在这个变换中，主要有下列三个方面。
1.同时性是相对的
依照光速不变原理，狭义相对论认为不同地方的两件事情，在某一惯性参照系中来看，它们是同时发生的，然而相对于这一惯性参照系运动的其它任一惯性参照系来看，它们就不是同时发生的。因而同时性是相对的，时间与物质运动有关。这里需要注意的是，如果发生在同一个地点或者说是同一个点的两个事件，其同时性就是绝对的，与参照系的运动和选择无关。
2. 时间是相对的，空间也是相对的
与牛顿的时空理论不同，爱因斯坦狭义相对论的时空观认为时间间隔是相对的，也就是说，某一个过程中延续的时间在不同的惯性参照系中所测量的结果是不一样的，这是由同时性是相对的自然而然推导出的结果。最能说明这一点的便是大家熟知的运动的时钟会变慢，即时间延缓效应，它主要说的是对于每一位观察者来说，都有他们自己的时间测度，如果在天空中有一个高速飞驰的时钟，那么它对于地面上静止不动的观察者而言，钟的时间走的慢了，并且时钟飞驰运动得速度越快，钟的时间走得就越慢，这就反映了时间是相对的。
空间也不是牛顿时空理论中所认为的那样是绝对的，空间也是相对的，长度的相对性就证明了空间是相对的。也就是说，同样的一把尺子，根据所选择的惯性参照系，它们的长度是不一样的。假如A尺子是运动的，速度近于光速时，那么B尺子就会看到A尺子缩短了。[8] 这就是著名的运动的尺子要缩短，即空间收缩效应。这个效应表示空间的大小是相对的。
这两个时间和空间效应都是相对论的一种效应，它主要归结于时间和空间所具有的基本属性，这与牛顿的绝对时空观是不同的。但是这些效应又是很难被日常生活中的我们所理解的，因为这些效应都是在速度接近光速的高速运动过程中产生的，而我们通常生活在低速运动中。
3. 时间和空间是紧密相联的，并且与物质运动密不可分
在牛顿绝对时空观中，时间均匀流逝，不受任何外在环境影响，空间则是个与任何事物无关的、静止不动的容器。而爱因斯坦狭义相对论的时空学说认为时间和空间不能各自独立存在，时间与空间是紧密联系的。一个物体的长宽高表明它的空间，可却是以时间为尺度的；太阳所在位置的不同则表明时间的不同。时间和空间与物质运动更是不可分开的，时间和空间的性质要通过物质运动表现出来。时间和空间是运动着的物质的存在方式，时间是物质运动的连续，空间则是物质运动的延伸。离开物质运动而独立存在的时间和空间是毫无意义的。
（二）广义相对论对时空理论的革新
爱因斯坦狭义相对论的创建，引发了时空理论的变革，但他随之发现这种狭义相对论时空观与牛顿的万有引力定律是不相容的，于是，他又开始研究引力问题。1916年，爱因斯坦以惯性质量与引力质量相等为基础，提出了著名的等效原理和广义协变原理，创立了广义相对论。广义相对论把引力看成一个弯曲的时空，而不再把引力看成是一种力。等效原理和广义协变原理构成了广义相对论的主要内容，等效原理说的是，一个运动在含有引力场的惯性系中和在加速度系统中是完全相同的，即存在引力场的惯性系等效于加速度的非惯性系；广义协变原理是把相对性原理从惯性系推广到了非惯性系，即在任何参照系中，自然界的规律都是相同的，与我们所选择的参照系无关。
依据广义相对论，空间是一个服从黎曼几何的弯曲空间，空间弯曲的程度取决于物质本身在空间的分布。物质分布越密集的地方，引力场的强度就越大，时空弯曲得也就越厉害。因而，广义相对论告诉人们，时间和空间的性质与物质本身的分布也是紧密相关的。“物质告诉时空怎样弯曲，时空告诉物质怎样运动”[9]。时间和空间与物质息息相关，时间、空间和物质构成了一个有机整体。这就是广义相对论对时空理论所作的进一步变革。
总之，爱因斯坦相对论革新了旧的牛顿力学的时空观，建立起了爱因斯坦相对论的时空观，是时空理论上的一次史无前例的巨大变革。正是爱因斯坦相对论改变了人们以往对时间和空间的理解。狭义相对论只适用于惯性系，它的时空背景是欧几里得的平直时空，狭义相对论的时空观使人们认识到时空都不是绝对的而是相对的，时空不能脱离彼此而独立存在，时空和物质运动也是密不可分的；而广义相对论则适用于一切参考系，它的时空背景是黎曼几何的弯曲空间，广义相对论的时空观使人们进一步认识到时间和空间的性质还与物质本身的分布有关，物质告诉时空怎样弯曲，时空告诉物质怎样运动，从而说明了时间—空间与物质的统一性。无论怎样，爱因斯坦相对论所引起的时空观变革都产生了深远的影响，都具有无可比拟的意义。
三、爱因斯坦相对论变革时空观的意义
19世纪末20世纪初，在物理学史上，那是一个既光明又黑暗的时期，但就是这样的一个时期，却发生了一场影响深远的现代物理学革命，诞生了相对论和量子力学，使之成为了一个激动人心的年代。[10] 爱因斯坦相对论对时空理论所作的变革无论是在当时还是在日后，都对科学和哲学产生了不可磨灭的影响，意义巨大。
（一）在科学上，推动了物理学和科学技术的发展
时空观的变革与科学尤其是物理学的发展是相辅相成的，物理学的发展推动了人们对时间和空间性质的认识，而每一次时空理论的新变革又都是物理学进一步发展的基本前提和主要标志。爱因斯坦相对论对时空观所作的变革无疑是巨大的，它推进了现代物理学革命，为现代物理学的发展奠定了理论基石，从而推动了科学技术的发展。[11] 可以说，爱因斯坦相对论时空观的出现是世纪之交中的创举之一。
在爱因斯坦狭义相对论时空观中，不仅否定了牛顿经典力学体系中关于时间和空间的概念及其之间的关系，还赋予了质量和能量及其之间的关系以全新的含义。质量并不是绝对不变的，物体在运动速度近于光速时，质量就会接近无穷大；质能关系式则告诉人们质量和能量也不是单独存在的，而是一个质能统一体，质量守恒定律与能量守恒定律是融合在一起的，这就为原子核物理学的发展和应用开辟了新天地。爱因斯坦广义相对论时空观使人们开始对宇宙时空产生了浓厚的兴趣，是人们关于天文学中时空理论的一次大变革。所有这些变革都毫无疑问的促进了自然科学的发展。
（二）在哲学上，丰富和发展了辩证唯物主义时空观
爱因斯坦相对论对时空理论的变革不只是对物理学和科学有重大意义，并且在哲学方面也具有无法比拟的影响，可以说，爱因斯坦相对论时空观本身就具有哲学的意味。
爱因斯坦相对论时空观认为时间和空间之间是互相关联的，时间和空间作为客观存在是绝对的，但同时又是相对的。物质本身以及物质运动与时间和空间是不可分割的，离开任意一方谈论彼此都是没有意义的。这就说明了时间、空间和物质三者之间存在的联系，揭示了时空是运动着的物质的存在方式，改变了人们以往对时空与物质关系的认识，从而有力的批判了机械唯物主义中把时间和空间与物质及其运动割裂开来的形而上学时空观。[12] 爱因斯坦相对论对时空观的变革进一步丰富和发展了辩证唯物主义时空观。
爱因斯坦相对论对时空观的变革还提高了人们的认识能力，使人们的思维方式发生了深刻的变化。爱因斯坦曾说：“世界上可能只有12个人能够看懂相对论，但是世界上却有几十亿人借此明白没有什么是绝对的”[13]。从此人们开始认识到：对于同样的一个事物，如果不同的人从不同的角度来看，就会产生不同的结果，任何事物都不是绝对的。所以我们要用相对的眼光来看问题，而不能用绝对的眼光来看问题。世界上任何事物都不是绝对存在的，它们都是相对存在的。“长”相对于“短”而存在，“大”则是相对于“小”而言的。因此，我们不能再用牛顿绝对时空观中的机械思维来思考问题，而要以爱因斯坦相对论时空观所揭示的哲学思维来思考问题。
综上所述，通过对爱因斯坦相对论变革时空观的思考，我们不难发现，无论是在科学上，还是在哲学上，爱因斯坦相对时空观都有巨大的推动作用，它对人类社会产生了深远的影响。正是爱因斯坦相对论对时空观的变革将我们带入了一个不一样的时空世界，这个世界不再是牛顿所描述的绝对时间和绝对空间的世界，在这里我们要学会用更加开放的思维和眼光来看待它。爱因斯坦相对论时空观取代旧的牛顿时空观，不管是在科学上还是哲学上都是时空理论的一次巨大的变革。然而，任何事物都不是绝对的，当然也就不存在绝对真理，随着科学的不断发展进步，不久的将来一定会产生新的时空观，使时空世界更加绚丽多彩。（作者单位：1. 天津大学；2. 河北北方学院艺术学院）
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