分子生物学的发展史范文

分子生物学的发展史篇1

【关键词】化学发展/化学哲学/物质结构观/化学方法论/化学进化

【正文】

化学发展的哲学分析是化学哲学的一项重要内容，化学发展与化学哲学是化学科学研究中的两大重要课题。关于化学发展与化学哲学的关系问题，国内化学界和科学哲学界对此进行了多次的探讨。本文将综合近几年来学术界对此问题的看法，并结合作者的学术实践，对这一问题作一些总结和进一步的研究工作，以期对化学科学研究的这一重要领域作些阐述，从而引起广泛兴趣，并深入研究。

一、化学哲学的研究内容及其与化学发展和哲学的关系

化学哲学在我国曾被称为“化学辩证法”，“化学辩证法”一词现在仍部分沿用，是与正在使用的“自然辩证法”一词相协调。其实，马克思曾称恩格斯的自然辩证法为“关于自然哲学的著作”，所以无论自然哲学还是化学哲学一词并非后创的异端，而是被马克思哲学体系予以承认的一个名词。

那么究竟什么是化学哲学？从广义上来讲，化学哲学是以化学基本理论问题和化学运动及其发展的基本规律为研究内容的一门学科。在早期的科学研究中，自然科学的研究往往冠以philosoph （哲学）一词，所以20世纪以前的化学哲学基本上指的是化学本身，即定义中“化学基本理论问题”。许多重要的化学著作都有“化学哲学”一词，如有“近代化学之父”之誉的近代原子论创立者英国化学家道尔顿（j.dalton）的传世名著为《化学哲学新体系》（1808年），英国著名化学家戴维（h.davy）曾出版过《化学哲学原理》（1812），意大利化学家康尼查罗（s.canizaro）于1855年发表了《化学哲学概要》一文。虽然那时的化学哲学的主要研究对象是化学基本理论本身，但那时的化学家已经自觉或不自觉地担负起研究化学认识论和方法论的任务，这在上述几本著作或论文中都有所体现。所以说，20世纪以前的化学哲学也可以说是一种广义的化学哲学，虽然没有现在化学哲学研究内容深入，但比现在化学哲学研究内容广泛。化学哲学分解为化学与狭义的化学哲学是顺应了化学学科日益丰富和发展的需要。

狭义的化学哲学与化学学科本身分离开来，而成为自然科学哲学体系的一个子学科，它是以化学学科为研究对象，以化学基本运动和化学发展的基本规律为基本研究内容的一门学科。这个概念明确地体现了化学哲学与化学发展之间的关系，化学哲学既然是以化学运动和化学发展基本规律为研究内容，那么它必须以化学研究的实践为基础，这样一来，化学哲学的研究对象与化学的发展历程结下了不解之缘。化学哲学以化学发展为基础，脱离了化学发展中的研究实践就不存在着化学哲学，化学哲学不是毫无基础的空中楼阁，它必须从已发生或正在发生的化学实践活动中抽象和升华出来；另一方面，化学哲学也不是空洞无用的理论，不是一步一趋的“马后炮”，而是在总结实践的基础上去发现化学研究中的一些基本规律，对今后的化学实践活动起指导或启示作用。当然，我们也要摒弃另一种误解，即把化学哲学当成“万能钥匙”，以为拥有了这把钥匙就可以轻易地打开化学研究的大门。其实，化学哲学只是一种有用的工具，这个工具作用的发挥还要靠强大的化学理论基础和经验实践作后盾。

从某种意义上来讲，化学哲学和化学史都可以算是化学学科的衍生内容，但它们又不可能隶属于化学学科，因为化学哲学的基本研究工具是马克思主义的唯物辩证法，而化学史的研究方法是史学的研究方法，所以化学史与化学哲学都可以看成一门交叉的子学科，或称为边缘子学科。这就要求研究化学史和化学哲学的学者对化学、哲学和历史三门学科都有一定的造诣。

化学运动及发展的基本规律包括在化学领域中具有世界观和方法论意义的一般理论问题，主要涉及到以下几个方面的内容：（1 ）探讨化学的科学定义、化学研究的对象、特点、地位和作用；（2 ）揭示化学科学发展的规律性和预见化学发展的方向与趋势；（3 ）阐发物质化学运动本身具有的辩证内容；（4 ）讨论化学研究中的方法论和认识论问题；（5 ）分析化学所取得的成果和重要化学家所作贡献的哲学意义及现实意义；（6 ）研究化学和哲学辩证关系及其与化学、哲学发展的作用等。由化学哲学的研究内容可以看出，化学发展的哲学分析是化学哲学的一个很重要内容，上述六项内容基本上都得从化学发展的角度考察。

当然，化学哲学的研究不仅仅是在化学研究上具有重要意义，而且在哲学研究上也有重大意义。化学是研究世界的某一个方面，所揭示的化学规律只适用于一定特殊的学科范围；而哲学则是在概括包含化学在内的具体科学的成果、特殊规律的基础上所揭示的关于自然界、社会和人类思维共同的、普遍的规律和原则。化学哲学就是架在化学和哲学之间的一座桥梁。化学哲学的任务就是在于运用化学哲学真理对化学的成果作出哲学的概括，使化学概念上升为哲学范畴，使化学原则上升为哲学原则，使化学真理转化为哲学真理，化学真理的扬弃，就是哲学的显现。反过来，由化学及其它学科所得来的哲学把一切事物的普遍规律和普遍性质揭示出来，它运用的最一般的概念和范畴则通过化学哲学为中介对于化学具有一般方法论的意义。化学哲学在实现由化学真理上升为哲学真理过程中，发挥其自身固有的中介和桥梁作用。化学及化学发展史、化学哲学和哲学三者的关系可以用下面这个式子来表示：

升华

上升

——

——

化学及化学史——化学哲学——哲学

反馈

反馈

化学真理经过化学哲学上升为哲学真理也需要以辩证法作为正确的指导思想，脱离了这一点，化学真理就很有可能上升为伪哲学真理，蒙蔽人们正确的认识。化学发展史上的“热寂论”的导出就是这样一个典型的例子。由物理化学中的热力学第二定律推导出来的熵增加原理告诉我们，在绝热条件下，趋向平衡的过程使体系的熵增加。在19世纪后半叶，曾经有些人把熵增加原理不正确地外推到整个宇宙而得到荒谬的“热寂论”，“热寂论”者认为，整个宇宙是一个隔离体系，整个宇宙的熵要趋于极大，因此有一天全宇宙的温度都一样，成为一种热动平衡状态，一切热运动都将停止，这就是世界末日到了。如果承认宇宙的末日，就要承认它的开始，因此又导致一个荒谬的结论，即“造物主”和“原动力”的存在，并认为这个原动力就是造物主最初制造的不平衡，这样就为迷信和唯心主义找到了根据。事实上我们对宇宙的认识还很少。恩格斯在一系列的著作中，站在辩证唯物主义的立场上对“热寂论”进行了批判，“热寂论”的错误在于把热力学的结果不合理地外推到整个宇宙，热力学第二定律的坚实基础是建筑在从有限空间和时间上所获得的经验上，显然把第二定律无限外推到宇宙是不正确的。

二、化学发展的哲学分析

什么是化学史？化学史就是关于化学学科及化学知识体系演进的描述和说明。化学史既不隶属于化学，也不隶属于历史学，它是化学与历史相互交叉的一门特殊学科，它是自然科学史的一个分支学科。化学的发展既有连续性，又有阶段性。化学的发展历史证明，化学知识的增长、发展过程是理论和实践的矛盾斗争过程，是化学概念、原理的更迭和发展过程，是用包含较少谬误的理论代替较多谬误理论的一个曲折的历史发展过程，是一个由相对真理向绝对真理逐步演进的过程。

自从有人类以来，化学知识就处于不断积累过程，但在各个历史阶段，其发展状况也不一样，人类古代历史最漫长，化学的发展也处于最缓慢发展的时期，因为这个阶段整个社会生产力低下，文化处于初级阶段；哲学思想尽管也有唯心与唯物之分，但也是处于早期的朴素阶段，同时还受着封建迷信的极大干扰。所以这个时期的化学是处于化学的萌芽时期，化学学科因其缺乏物质文化基础而不可能建立起来，人们对化学知识不可能建立一个系统的体系，并且缺乏科学的研究方法，这个时期人们对自然的认识处于原始和初级阶段，对化学现象的认识仅仅依靠观察和一些化工生产实践活动，所以这个时期是经验化学知识的积累时期。史前时期人类掌握了对火的运用是人类开始化学实践活动的起点，它使得以后一系列的化工实践如制陶、冶金、酿造乃至于后来的炼金术成为可能。古代时期，人类的化学活动基本上分为两个方面：一方面是工匠们对实用化学工艺的发展，另一方面是思辩哲学家们在观察自然及化学工艺基础上的理论认识。最初是化学工艺占主导，古希腊时期，化学理论变为占主导，这时的理论问题主要包括物质本原和物质转变两方面的问题。在以后的长期的历史发展中，有时是化工占主导，有时是理论占主导，在一些引人注目的时期，二者共同繁荣，使化学得以更快的发展。从哲学的角度讲，理论与实践共同进步的时期，会使得二者互相促进并得到更好的发展。这两大分支最后合而为一，理论和实践融为一体，发展成为在黑暗的中世纪中艰难发展的金丹术，化学在当时那样一种历史背景下，采取金丹术这样一种形式是历史的必然，也有其学术理论基础。西方炼金术是在亚里士多德的四元素说和元素嬗变学说的基础上发展起来的，中国的炼丹术是在阴阳五行学说基础上发展起来的。金丹术是人类最早尝试把化学哲学和化学实践相结合并用理论去指导实践的活动。但是，最终因其理论基础的谬误而导致了整个金丹术历史所反映出的艰难发展状态，并最终当成了一块科学发展的绊脚石而被逐出了科学的殿堂。金丹术的发展历史正好告诉我们建立一个正确的化学哲学体系的重要性。当然，朴素唯物主义的合理成分也使得金丹家们的工作并非完全地失去了意义，而正是他们积累了较为丰富的化学知识，制造了一些实用的化学实验工具，在某种程度上为近代化学的建立准备了条件，所以化学史界普遍认为金丹术是“化学的萌芽”。

16世纪，欧洲发生了文艺复兴运动，人们崇尚科学和人性的解放，对整个封建制度和宗教发起了攻击，封建教会逐渐失去了独裁统治地位，宗教内部也掀起了改革运动，文艺复兴使得整个人类的思想发生了一次质的飞跃。17世纪中叶，英国爆发了工业革命，工业革命的结果是打破了旧的生产方式，巩固了资本主义，生产力得到迅速发展。文艺复兴和工业革命给自然科学各门学科的蓬勃发展打下了良好的物质文化基础，成为自然科学发展的强大外力。在这样一种历史背景之下，化学从17世纪迈入了近代时期，历时两个半世纪，这个时期的最大特点就是把化学知识的积累由工场转向实验室，实验方法的确立以及职业化学家的出现使得把化学建成一门独立的学科成为可能。化学实验方法来源于文艺复兴时期的独立科学实践活动，而职业化学家的出现得力于社会生产力的发展、思想的解放、工业对化学的要求以及社会分工的发展。在已积累的经验知识的基础上，化学家们逐步发展了一系列的概念、定律和理论。化学从多方面展开，建立起无机化学、有机化学、分析化学和物理化学等重要的基础理论分支学科，具备了较为丰富的实验基础和理论基础，这时的一系列化学实验和理论方法的建立为以后化学长足的发展打下了扎实的基础，近代化学时期是化学全面开花时期，这个时期化学界经历的大事件很多，发生了五次重大的突破，使得化学大厦牢固地确立起来。第一次重大突破是17世纪中期，波义耳（r.boyle ）提出了科学的元素概念，否定了亚里士多德的“四元素”说，把化学确立为科学。化学从此开始了正确的发展方向。第二次是18世纪下半叶，拉瓦锡（a. l.lavoisier）提出了燃烧氧化理论，否定了长达一百年之久的错误的燃素学说，把被燃素学说颠倒了的化学理论正立过来，建立了科学的化学燃烧理论，促进了化学的迅速发展。第三次是19世纪上半叶原子—分子论的建立，1803年，道尔顿在质量守恒定律、定组成定律、倍比定律等基础上提出了原子论；此后，阿佛加德罗（avogadro）在盖—吕萨克（gay—lusac）气体反应体积关系的基础上提出了分子学说，而康尼查罗综合两种学说，论证了原子—分子学说，解决了两种学说的争论，开创了化学发展新时期，为化学发展开拓了广阔道路。近代化学的崛起首先应该归功于氧化理论和原子—分子学说这两大范式的建立，这两种范式是在扬弃化学的第一个范式——金丹术的基础上发展起来的。第四次是1824年，德国有机化学家维勒（f.wohler）首先从无机物人工合成了有机物——尿素，使得当时流行的生命力学说得以破产，生命力论者把有机物质神妙化，使有机物化合物和无机化合物之间人为地制造了一条不可逾越的鸿沟，这样就严重地阻碍了有机化学的发展，生命力论是唯心主义和不可知论在有机领域内的反映。尿素的合成，突破了有机化合物和无机化合物之间的绝对界限，动摇了生命力的基础，解放了人们的思想，为有机合成开辟了广阔的道路。第五次是19世纪下半叶，俄国化学家门捷列夫（d.i.mendeleyv ）在总结前人的基础上发现了元素周期律。周期律的建立，不但为新元素的发现提供了理论指导，而且使化学从仅限于对大量个别零散事实作无规则排列中摆脱出来，奠定了现代无机化学的基础；周期律的伟大意义还在于它不再把自然界的元素看成一个彼此孤立、不相依赖的偶然堆积，而是把各种元素看成一个有内在联系的统一体，它表明了元素性质变化的过程是由量变到质变的过程，是由低级到高级由简单到复杂的演变过程，所以元素周期律的发现不但在化学上有重要意义，而且在哲学上也有着重要意义。整个近代化学发展时期是化学史上一个承前启后的重要时期，一方面，在短短的两百多年时间里，建立了一个完整的具有各种分支学科的化学体系，建立了基本的化学概念、定理和定律，为现代化学的快速发展打下了坚实基础；另一方面，也是十分重要的一方面，近代化学时期是一个思想全面解放的时期，它逐步破除了一些严重妨碍化学发展的错误或迷信思想。这个时期在化学思想、化学方法论上占有重要地位，许多普适性的化学研究方法就是在这个时候确立起来的。所以说，近代化学发展时期也是化学哲学的一个奠基时期。

本世纪以来，由于科学对生产的推动作用，使得整个人类的物质文明达到了空前繁荣，生产力得到迅速发展，这种发展反过来又对化学的进一步发展提供了强大的物质技术保证，化学也迈入了现代化学发展时期，这个时期的化学开始由宏观领域进入到微观领域，把宏观的理论研究和微观的理论研究结合起来，更深刻地揭示了化学现象的本质，化学哲学的研究也就有了基本的理论保证。微观化学从量子化学、结构化学和核化学三个方向发展并向化学的许多方向渗透，突出表现在化学动力学、生命过程的化学和人工元素合成方面，20世纪的人工合成化学到了一个崭新的阶段，合成的新物质随时间加速增长，表现了人类对自然的强大改造能力。20世纪化学向其它学科的交叉渗透和综合，预示着化学将要揭示人类更为本质的奥秘。在这个成果爆发式发展的年代里，在理论、方法、实验技术和应用方面都发生了深刻的变化，具有了一些新的显著的特点，概括起来，主要有以下几点：第一，发展速度的加速化。整个人类社会生产力即科学的发展都处于一个加速状态，其基数的不断增加导致了其成果的不断膨胀，化学的发展也不例外。化学小气候是与整个科学大气候是一致的。第二，纵向分化和横向联合。近代化学虽然建立了完备的化学体系，但现代化学的迅猛发展使得原有的分支学科不断地分化成更多的子学科，而这些学科的内部分化，也得力于与外部的“联姻”。自身的膨胀及多学科的渗透正是这些学科分化的原因。实验设备的仪器化促进了化学研究的精密化，这是化学尤其是分析中的一个新特点；这个特点其实也是化学与现代机械、光学、声学和电子学等方面的新技术“联姻”的结果。第三，从宏观深入到微观层次。这是现代化学最显著的特点，它建立在现代化学实验及电子、x 射线和铀射线三大发现的基础之上，其它特点都与之有着关联并互相渗透和促进，达到辩证的统一。微观大门的打开，是现代化学的起点，是人类认识水平的一个飞跃。第四，由静态向动态发展。近代化学一般是注重化学现象的结果，而现代化学则开始关心化学反应的过程，研究化学变化的动力学性质。这是由人类的认识规律所决定的，人类对事物的认识总要经历一个由外及里、由表观到本质的过程。把握化学反应过程的本质特点更有利于把握化学变化的外在规律。整个现代化学发展的历程告诉我们，化学科学实现了科学理论、实验研究和工业生产的高度辩证统一，正经由“必然王国”向“自由王国”发生飞跃式的发展。

三、物质观及物质结构观发展的哲学分析

关于物质本原与构成问题，不但是化学学科本身的一个基本理论问题，也是化学哲学以及哲学的一个基本理论问题。自从有人类以来，人类就同形形的物质打交道，面对千姿百态、丰富多采的物质世界，人类免不了要发出疑问：这些千变万化的物质世界有没有一个基本的组成成分？把复杂问题简单化、明朗化是人类发展知识的内在动力。千百年来，人们对这个问题不断思索着，并提出了各种各样的假设。任何正确理论的产生都不是一蹴而就的，它是在不断怀疑和否定的基础上产生出来的，物质观的发展也不例外。

在古代，人们没有系统的理论知识和正确的研究方法，他们对自然的认识往往靠观察和缜密的推理，所以他们对物质本原的认识有其合理的成分，在物质观发展史上有着重要的认识论上的意义。在我国古代，物质本原的基本假说是阴阳五行学说，该学说认为，水、木、金、火、土是世界的基本组成成分，这五种成分可以相互转化，也可以组成新的物种，万事万物都有阴阳之分，阴阳的对立统一导致了物质的变化和运动。在古希腊，有一个重要的物质观是德谟克利特（democritus）提出的原子论，他所提出的原子性质相同，但形状和大小多种多样，而这种不确定的多样性导致了这种原子论的复杂化和隐含的唯心主义色彩，所以最终物质观的统治地位让亚里士多德（aristotle）夺去了。 我国春秋时期墨翟提出的“端”的思想，也是一种朴素的原子论。亚氏在总结前人理论的基础上，提出了看似比德氏更为先进的四元素说和四原性说，四元素是土、气、水、火，四原性是冷、热、干、湿，这种学说在西方占据了两千多年的统治地位，并使化学走上了炼金术的歧途。亚氏把四原性也归入万物的本原，使得朴素唯物主义开始向唯心主义滑落。总的看来，最早的人类都企图从自然界中选取一种或几种物质元素来说明世界万物的成因，这也是早期朴素唯物主义的一个特征。

随后，近代化学把人类领进了一个五光十色、令人眩目的时代，使得物质观和结构理论也由哲学的思辨变成了具体的科学研究对象。17世纪末，波义耳提出了关于物质结构的“微粒说”，认为化学元素是多种多样的，是某种基本的和简单的物质最小单位，它是构成万物的基本成分，这无疑是科学地提出和解决物质结构问题的新起点，是化学史及化学哲学中一个划时代的成就。18世纪由道尔顿、阿佛加德罗、康尼查罗等人提出的原子—分子学说认为：由原子构成分子，由分子构成物体；原子是参加化学反应的最小质点，分子是物质保持其特性前能独立存在的最小质点。元素周期律的发现使人类对物质结构认识前进了一步。总之，近代科学分化后物质结构理论的最高成就是建立了原子—分子论。而在哲学上形成了“构成主义”结构观：承认世界及其组成物都是由早已存在并呈现在我们面前的完全独立的部分所构成，这是一种建立在现实世界简单性的信念基础上的观念。这种观念所描述的自然物质结构图景，是机械的、不变的、非整体的景观：自然界是由质点靠外力的机械运动组合的整体，这是一种机械唯物主义，这种割裂物质和运动的机械图景，影响自然科学达300年之久。

随着大工业和自然科学飞跃发展，世界万物的普遍联系和永恒发展日益显著，特别是世界的物质统一性，由于人类历史发展的物质动因日益暴露而为越来越多的人所认识，这为旧的机械唯物主义上升为新唯物主义提供了条件。恩格斯从世界观和方法论的高度提出辩证唯物主义体系的物质结构观念，从而为科学的发展指明了方向，他敏锐地意识到：“原子决不能被看成简单的东西或已知的最小粒子。”19世纪末20世纪初，人们对微观原子世界的认识达到了三个层次：原子、原子核、基本粒子和层子，这证实了恩格斯的科学预言，使物质结构学经由具体科学向哲学回归。新的物质结构理论使构成主义结构观被逐步扬弃，并开始向“潜存—显现”的结构观过渡。

总之，人类对自然界物质组成及其结构的认识经历了一个否定之否定的过程。人们对物质组成及其结构的认识过程也是唯物主义的一个不断辩证否定的发展过程，在这个过程中，唯物主义经由了朴素唯物主义、机械唯物主义和辩证唯物主义三个发展阶段。

四、关于化学的进化问题

辩证自然观把世界看成是“在本质上某种从浑沌中产生出来的东西，即某种发展的东西，某种逐渐生成的东西”。物质世界进化链可以形象地描述这种从浑沌中逐渐发展和逐渐生长的过程。大约在200 亿年以前的大爆炸初期，宇宙处于高温高密状态，只存在着中子、质子、电子和中微子等基本粒子。以后宇宙就沿着两条线索平行发展，一条是宇观链，即天体演化和地质演变；一条是微观、宏观链，此链又分为物理进化、生物进化、化学进化和社会进化四个阶段。对于化学进化来说，可以分为四个阶段，即：（1）化学元素的合成阶段。最简单的化学元素h可以俘获一个或二个中子，生成它们的同位素d或t，d和t反应可以聚变生成he，并进一步生成c、o、n……等元素，在宇观条件下， 还可以进一步合成近百种元素。（2）星际小分子的合成阶段。近二十年来， 由于射电望远镜的发展，人们发现了五十多个星际分子，这说明在宇宙发展过程中，由c、h、o、n等化学元素可以合成各种小分子。（3 ）生物小分子的合成。1953年美国米勒成功地做了一个由星际小分子生成氨基酸的自然过程的模拟实验，为自然界化学进化的第三阶段提供了一个有力的证据。（4）生物大分子的合成阶段。 现在人类在实验室条件下已经能够合成自我复制的活分子，完成了由死分子到活分子的飞跃。但至于在宇宙演化中，无生命到有生命的飞跃是在什么样的环境下完成的？关于这一问题，目前尚无定论。

就化学科学本身而言，也经历了一个发展、变化的过程。在19世纪，化学被认为是原子的科学，元素周期律是当时最重要的规律之一，发现新元素是当时化学的前沿，而现在化学的主要任务不是发现新元素，而是合成新分子。

化学进化的历程体现了物质发展由低级到高级、由简单到复杂这样一个辩证的发展过程。

五、化学发展与化学方法论

化学方法论是关于化学一般研究方法的规律性理论，它既有自然科学方法论的一般特征，也反映了化学科学研究方法的特殊规律。它是一般自然科学方法与化学相互交叉渗透的方法。化学方法论是化学研究的锐利武器和有效工具。随着现代科学方法统一化、综合化的特点和趋势，结合化学的现状来看，系统地研究化学方法论对确定化学研究方向、选择科研课题和探索化学新的分支学科都有着促进作用；同时，历史上的多次化学革命总是与化学方法的变革相联系着的，在一定的意义上来说，化学方法推动着化学的进步，化学方法论的研究也得到日益广泛的重视。

一般来说，化学研究的客体，首先是分子，其次是原子、原子核、基本粒子和超分子等，而化学研究的对象是物质，而不是意识，主要是实物粒子，而不是场，是实物粒子中的分子及其变化规律，而不是原子、原子核的运动规律。正是由于化学研究的对象是实物，所以实验的方法是化学研究中的重要方法，观察与实验是化学工作者所不可缺少的。化学研究的对象是分子、原子，而分子、原子在一般研究中是不能直接看到的，这就需要用思维去把握，用模型去具体化，这样，就需要有比较、类比、推理、假说和模型等方法，以作为化学研究的重要工具。化学科学的发展也反映了这些手段和方法在化学研究中的深入和扩展。

化学方法论研究的对象是化学科学的一般研究方法，它作为化学哲学的主要内容之一，成了哲学和化学科学之间的中介和纽带。一方面把哲学方法、自然科学一般方法具体应用于化学运动规律的研究，紧密地与化学学科特点相结合，因而它在科学方法论体系中具有相对的独立性。这种独立性表现在：在内容上相对一般科学方法深入和充实；在表述方法上相对于一般科学方法论精确、具体。另一方面，它又对化学学科中某些共有的通用的方法进行抽象和概括，使之上升为一般方法，以丰富、发展和深化一般自然科学方法，并使哲学中的方法论部分得以扩充。

化学方法论是化学理论建立所必不可少的工具。作为化学理论形成的主要标志在于它具有：能够反映化学运动的客观规律，由前提、推论、证明和结论所构成知识的严密逻辑性、进行定量表达的精确性等。这些标志所反映的条件，实际上只有依靠化学方法作研究工具才能实现。因此，化学理论的真理性必须由化学实验方法加以检验和证实。化学理论的逻辑性则需要运用化学演绎等方法去建立，这样才能把零星或散乱的知识依照本质关系和因果关系纳入一个严密的知识体系。

化学史是研究化学方法论的一个重要的经验来源；化学方法的理论的研究需要概括化学史的材料，从总结历史经验教训中受到启示，以便建立合理的方法论的逻辑结构。从方法论的角度看化学史，化学史也是一部充满了正确方法和错误之争的历史。在两种或多种假说的理论争论中，必然包含着方法论之争；在一种假说或理论的自身发生和发展过程中，也可能存在方法论上的差异。了解化学史在方法论上有以下几点作用：第一，化学史可以为我们提供历史上的概念与理论是如何产生的，它们又是如何演变的；第二，化学史可以提供化学史上成功和失败的典型事例，从中汲取经验和教训；第三，化学史还可提供著名化学家从事化学研究的方法，化学认识是人们对化学运动形式的客观规律的反映，化学家是人类认识化学运动的主要力量，在他们的实验记录、研究总结、著作、回忆录、传记、手稿和报告演讲中蕴含着丰富的方法论素材，总结他们的演讲方法和治学经验，揭示其方法论意义，无论对传统方法的合理继承，还是对现代化学方法的变革与创新都有重要作用。化学史上一些成就卓著的化学家，他们不仅有渊博的科学知识，而且在化学方法论上也有独到之处。显然，这方面的研究是化学方法论中不可缺少的一部分。如果离开了这些丰富的经验来源，研究化学方法论就成了一句空话，成了无本之木、无源之水。化学发展的现状尤其是前沿领域也是化学方法论的一个基本来源，化学方法论不能仅仅停留在对以往历史的经验性概括和总结水平上，还必须从现代化学的理论与实践的发展中去进行新的概括和总结，并以此为基础再从逻辑和认识上加以研究和提高。这样，化学方法论的研究才能具有不断充实和不断提高的基础。

化学方法论之所以能在化学认识、化学发现、化学理论的建立中起着重要的作用，正是由于它体现了从简单到复杂、从低级到高级的认识活动程序，即从问题出发明确研究对象进行实验考察提出化学假说检验化学理论这样一个一般性认识过程。因而化学方法可以指明研究的途径和方向，以避免错误，少走弯路，顺利达到目的。

综上所述，无论对于研究化学还是研究化学哲学或哲学的学者来说，化学发展的历史都是一个大宝库，我们可以根据自己的研究需要在其中找到迷人的宝贝。

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分子生物学的发展史篇2

    摘要本文中，我们讨论将物理学史与物理科学知识进行融合讲述的途径及其意义。在“大学物理”课程教学过程中，课堂上的绝大部分时间被用来进行科学知识的讲述，而物理学史的相关内容往往被放弃。这种教育方式使得学生只能被动地从逻辑上去接受所有的物理知识，对物理学的探索和发展过程却一无所知，进而影响了科学文化传播以及科学精神的培养。本文探讨在课堂上适当引入物理学史的内容，并且将物理学史与物理科学知识放在同等地位进行讲授。我们建议将“物理学史”作为核心内容的一部分加入到《理工科类大学物理课程教学基本要求》之中。这种改变将有助于学生培养科学精神，了解科学研究的过程和方法，获得正确评价科学事业的能力。

关键词物理学史；教学科研；科学方法论；教学法

作者：汪洋    秦刚    耿平（哈尔滨工业大学（深圳），理学院，深圳518055）

物理学本身不仅仅包括物理科学知识，还包括与之相关的发现历程，以及涉及其中的科学精神和研究方法。这一切综合在一起，组成了人类历史的重要组成部分——物理学史。如果我们完全摒弃物理学史，那么物理学教育将完全沦为教授科学知识使用方法的过程。然而，如果我们想要培养学生的科学精神，那么就应该将物理学史与物理科学知识放在平等位置进行对待。在这篇文章中，我们首先讨论物理学发展的客观规律以及物理学史的独特价值。进一步，讨论将物理学史融入“大学物理”课堂的途径。最后，讨论物理学史在当今中国的物理教育中可能起到的作用。

1历史发展的非逻辑性

物理学中，当一个新观念被牢固建立以后，人们往往发现新的观念以简洁清晰的方式解释了相关的物理现象。所有一切看起来都是那么自然，就像是逻辑分析得出的必然结果一般。但是，如果从历史的角度来看，新观念的发现过程经常是一波三折，至少是在逻辑上看来并不是那么显然。历史上，一个新观点最初提出来的时候，往往是在建立在旧的知识框架下，所以处在萌芽状态的新思想不可避免受到老观点的束缚。在进一步的发展过程中，人们不断提出疑问，把其中错误的成分剥掉，使之建立在牢固的数理基础上，逐渐发展成逻辑严密的形式。

在这个探索过程中，当旧的理论与实验数据出现不可调和的矛盾时，纯粹的逻辑推理很难跨越这道鸿沟，而物理直觉能够帮助科学家提出新的思想来解决问题。逻辑推理固然重要，但是物理的直觉却往往是揭开谜底的第一步。所以，物理的发展过程不可能是一个简单的逻辑推导过程，而这一点从物理学史的角度来看是非常清楚的。如果是纯粹逻辑方式的从理论上进行讲授，则无法让学生了解物理学发展的真实过程。

2引入物理学史面临的问题

如果我们以现代的、逻辑严密的观点来讲述物理，这种讲解将会是简洁而富有效率的，没有太多含糊之处，能够让学生在最短的学时内学到最多的科学知识。然而，如果从历史的发展过程来讲述物理知识却往往要付出一些代价。由于历史的发展本身就没有严格的逻辑，导致这种讲述方式也是迂回曲折的。如果从单位时间内获取的知识点的数量上来看，从历史的角度进行讲述并不划算。但是，从培养学生物理思想的角度来讲，仅仅用知识点的数量对教学效果进行衡量是片面的，因为科学精神的培养是同样重要的。

简单分析一下国内市面上最常用的教科书，我们就可以清晰发现，在多数情况下，中国物理教育采取的方案是以现代观点来讲述物理，追求最大的效率为目的。而物理学史有关的往往写得干净简洁，主要用于提供一些科学家的名字和科学发现的时间节点。在课堂上，教师的角色是以最简洁清晰的方式讲述知识，而学生的角色是用正确的方法求解出习题，理解科学知识。这种讲授方式在一定程度上给学生造成一种错误的直觉，即，物理学的发展就是逻辑推导过程，而且只能朝着正确的方向发展。这种思想一旦形成，会导致学生迷信书本知识。因为书本上的知识全部都是基于逻辑，应该不会有错，进而严重阻碍学生的怀疑精神和创造力。

3引入物理学史的意义

引入物理学史的目的，绝不是简单地增加兴趣，帮助理解科学知识。而是从根本上引导学生批判思维，独立思考能力，以及科学价值观念的方面的培养。对于学生而言，这些科学精神方面并不是自觉就能够发生的。绝大部分情况下，学生不会追问历史的来龙去脉，他们只会努力学会掌握和使用这些科学知识．对于大部分学生而言，科学精神的培养需要教师的引导才能进行，而物理学史将会在培养学生科学精神方面起到重要作用。如果学生能够了解物理发展的真实过程，他们自然就会明白批判眼光和独立思考在物理发展过程中的重要价值，知道一个个物理概念如何发展到现在的样子。也自然会知道，物理学家是在不断地尝试中用尽一切手段去寻找答案，而并不是只有冷静的逻辑思考。而这些培养，在一个纯粹讲述科学知识的为目的的课堂里面是不可能做到的。

热力学中“卡诺定理”的发现史就是一个富有启发的例子[1，2]。18世纪的时候，人们发明了蒸汽机，接下来如何进一步提高蒸汽机效率成为当时的重要问题。1824年，法国的年轻工程师卡诺（SadiCarnot，1796—1832）发表了《关于火的动力和适合发展这种动力机器的思考》一文，提出下面的问题：“热的动力是否有限？蒸汽机的改进是否存在以任何方式都无法逾越的极限？”在理论上，他提出下面的任务：“为了以最一般的方式考虑热的运动产生的原理，就必须独立于任何机制或任何特定的工作介质。有必要建立不仅适用于蒸汽机，而且适用于所有可想到的热机的原理，不论其工作物质是什么，以及它所采用的运转方法是什么。”接下来的论证，采用了两个前提条件：（1）第一类永动机不可能实现。（2）热质论。热的传递是由于热质的流动。热质无重量，不会产生也不消失。通过考察蒸汽机的工作流程，卡诺认为蒸汽机的产生动力是由于蒸汽机将热质从高温物体（熔炉）转移到了低温物体（冷凝器），进一步他断言这一原理适用于任何由热引起运动的机器，并且明确提出：“单独提供热是不足以产生推动力的，必须要有冷；没有冷，热就没有用了。”接着，卡诺描述了一种由两个等温过程和两个绝热过程组成的可逆循环，这就是著名的卡诺循环。他根据第一类永动机不可能实现和热质论这两个前提，证明了没有任何热机能够产生比卡诺循环更多的动力，并得出结论：“使用蒸汽所产生的最大动力，也是其他任意方式所能得到的最大动力。”这就是卡诺定理的最初描述，换成现在的方式来讲：热机必须工作在不同温度的热源之间，工作在相同高温热源和低温热源之间的一切可逆机都有相同效率，不可逆热机效率不可能大于可逆热机的效率。从这一段历史里面，我们可以看出：（1）真理的发现往往不是一蹴而就的。卡诺采用的“热质论”，现在看来是不对的，导致论文中也有部分不正确的结论。但是他关于卡诺定理的描述是正确的．这为提高热机效率指明了方向，并且包含了热力学第二定律的基本内容。后来，克劳修斯（RudolfClausius，1822—1888）在卡诺工作的基础上去掉了热质假说，提出了热力学第二定律的克劳修斯表述。（2）物理直觉和想象力在物理规律的发现过程中起到重要作用。卡诺从蒸汽机产生动力同时需要高温物体和低温物体得到启示，提出“单独的热源不能产生推动力”这个重要观点。（3）物理学发展的非逻辑性。按照逻辑来讲，热力学第二定律的建立应该在第一定律建立以后，可是历史上发展顺序正好是反过来的。（4）物理学发展的阶段性。通过介绍物理学史上的真实案例，使学生明白物理观点处在不断地更新过程中，从而潜移默化地培养学生的批判眼光和独立思考能力。

4在“大学物理”课程中引入“物理学史”的途径

为了探究在“大学物理”课程中引入“物理学史”的途径。笔者在哈尔滨工业大学（深圳校区）开设了16学时的“物理学史”通识选修课程，其中的内容涵盖如下：第一章古代物理知识（1.1古希腊时期的物理知识，1.2中国古代的物理知识，1.3欧洲中世纪与阿拉伯世界）；第二章力学的发展（2.1近代科学的萌芽，2.2运动学的奠基人—伽利略，2.3牛顿的贡献）；第三章光学的形成（3.1光学的历史概述，3.2光的波动说与微粒说之争，3.3光谱的研究，3.4光速的测定）；第四章电磁理论的建立（4.1人类对电磁现象的早期认识，4.2富兰克林对雷电的研究，4.3库仑定律的发现，4.4从静电到动电，4.5电磁学的创立，4.6法拉第的贡献，4.7麦克斯韦电磁场理论的建立，4.8电磁波的发现）；第五章热学发展史（5.1早期热学发展简述，5.2从量热学到热力学，5.3热力学第二定律的建立，5.4热力学第一定律的建立，5.5分子运动论与统计物理学）；第六章十九世纪末的三大发现（6.1物理学革命；6.2电子的发现；6.3天然放射性；6.4黑体辐射）；第七章狭义相对论的建立（7.1牛顿力学的危机；7.2从伽利略变换到洛伦兹变换；7.3爱因斯坦的相对论；7.4欧氏时空与四维时空）；第八章量子理论的建立（8.1紫外灾难和普朗克的量子假说，8.2光量子学与波粒二象性，8.3玻尔的原子结构理论，8.4量子理论的发展）。根据笔者的教课经验，16学时基本上能够覆盖上述内容，让学生对物理学历史有一个较为完整的了解。

“大学物理”课程是大学理工科的基础课程，其内容涵盖力学、电磁学、振动和波动、几何光学、热学、狭义相对论，量子物理和原子物理。比照“大学物理”和“物理学史”的课程内容，可以发现两者是相互契合的。相对于其他的物理专业课而言，“大学物理”这门课程知识覆盖面广，能够非常方便地将整个“物理学史”（从古希腊一直到近代）的主要内容与物理学科学知识进行融合。按照现在的教法，“大学物理”和“物理学史”被分成了两门课程，分别进行讲授，而且“物理学史”一般也不是必修课。笔者认为如果能够将“大学物理”和“物理学史”融合在一起进行讲授，教学效果会比单独讲授更好。此外，鉴于物理学史对培养学生科学精神起到的独特作用，应该把这部分内容作为必修的核心内容进行要求。根据高等学校物理基础课程教学指导分委员会编制的《理工科类大学物理课程教学基本要求》（2010版）相关要求，“大学物理”课程核心内容学时数不少于126学时。在这126学时的教学内容基本要求中，并没有对“物理学史”做出单独的要求。笔者建议将“物理学史”作为核心内容的一部分加入到《基本要求》之中，推荐学时为16学时。从而将总的学时从以前的“不少于126学时”，增加为“不少于142学时”。

5结语

西方的自然科学起始于公元前五百多年的古希腊。伟大的古希腊先贤们提出了许多光辉思想，如毕达哥拉斯的琴弦定律，德谟克利特的原子论，亚里士多德的物理哲学，阿基米德的杠杆原理和浮力定律等等。古希腊文明结束之后便进入罗马时代，罗马民族比较注重知识的实用性，在物理方面鲜有建树。而罗马帝国衰落后，欧洲便进入长达千年的黑暗中世纪时代，整个西方物理学的发展进入停顿状态。一直到十五世纪中叶，伴随着欧洲文艺复兴运动，西方物理学才得重新焕发生机，逐渐发展到今天的蓬勃局面．在这个曲折发展的历程中，逐步形成了西方科学的文化和传统。

与西方国家不一样，中国在历史上没有能够系统地发展出自然科学。这就导致在中国的文化中，缺少自然科学的成分。长久以来，我们对于如何培养学生的科学精神并没有经验可循。在这方面，物理学史能够给我们提供最原始的材料，从中可以了解科学研究的过程，学习研究方法，培养科学精神。物理学史以及其他的科学史对于中国学生的科学精神培养具有独特价值。这种价值在过去几十年中是被埋没的。我们呼吁将物理学史的作用发掘出来，将物理学史作为核心内容加入到《理工科类大学物理课程教学基本要求》之中，走出一条将物理学史与物理科学知识相互融合的教育之路。

致谢：本文在写作过程中，受到金晓峰教授的启发，在此表示衷心感谢！

参考文献

[1]郭奕玲，沈慧君.物理学史[M].2版.北京：清华大学出版社，2005.

分子生物学的发展史篇3

[摘要]物理学是自然科学的重要组成部分，整个物理学的发展史就是一部美学的发展史。它充分展现了物理公式和规律、表达形式、时间和空间、研究问题的手段和方法探究过程的简单、对称、和谐、统一美。在高中物理教学中，适时给学生进行物理学史的教育，使学生在美的感受中爱学、乐学物理知识，对其健全的人格的形成，更好地实现新课程提出的三维目标，很有意义。

[关键词]物理学史 物理学美 价值

中学物理教育不仅要对学生进行物理知识的教育，还应在教学过程中对学生进行审美教育。物理学的发展史集中体现了人类探索和认识客观世界的现象、特性、规律和本质的历程。物理学史告诉人们，每一个物理概念和规律的形成，都是汇集着许多人艰辛的努力，常常需要几十年乃至上百年的努力，才能迈出有意义的几步。物理学美不仅体现在物理知识的形式上、内容上、结构上、物理学的研究方法上，而且体现在科学探索的过程中，体现在物理学家们的非凡的想象力，探索精神和高尚的思想品德上;通过物理学史展示物理学家求真、求美的过程，让学生感受科学家探索未知世界的过程，感受他们尊重自然、尊重客观意志的“真”，体会他们推动发展的动机的“善”，不屈不饶的科学精神，高尚的人格，坚强的毅力等，达到以美感人，以美育人的目的，引导学生自己去追求和创造物理美，并将美的认识转化为追求美的自觉行动。

一、通过物理学史，感受经典实验的美妙，体会科学方法美

科学方法是人类智慧的结晶，是人们在认识和改造世界的实践活动中总结出来的正确思维和行动方式。物理学史证明科学理论的重大突破，必然伴随着新的科学方法的诞生。在物理学史上有很多精美的物理实验，不但在实验设计上极具创造性，而且实验装置设计上非常具有新颖性和实验技术上具有艺术性，经过艰辛的过程，通过长时间的努力，克服无数困难，才做出物理学上的重大发现或技术上的伟大发明。在教学中充分展示这些精湛优美的实验可以使学生发现和体验物理实验的精彩和美妙。例如:引力常数的测量，在牛顿发现万有引力定律一百年后，卡文笛许设计出扭秤实验，通过三次巧妙放大，将力的测量变换为力矩的测量;又将力矩的测量转变为石英丝转动角度的测量;再将转动角度的测量转变为光点移动距离的测量。这一精妙设计终于获得了历史性的突破，测出了这一微小的引力常量。著名的伽利略“斜面圆球滚动实验”，就给人一种简洁的美，它的美体现在对实物形态实验的超越，使实验条件、实验过程在思维中以理想化的方式表现出来，通过猜想、设计、推理，由有限个实验归纳出一般的结论，没有考证所有可能的情况。讲述这段物理学史，使学生了解到伽利略开创了把物理实验与科学思维相结合的物理学研究方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。伽里略在物理学史上占有重要地位。被后世誉为“近代科学之父”，这不仅与他在科学上的伟大成就有关、而且与他在科学方法上的革命性转变分不开。正是由于他在科学方法上的创新、引导自然科学走上了正确的道路。

二、通过物理学史，感受科学家的精神美、人格美、毅力美

在物理教材中涉及到许多中外著名物理学家。他们生平大量动人的事迹，尤其是不怕挫折的拼搏精神、爱国奉献的敬业精神和相互协作的精神都是—部绝好的美育教才，能激起学生心灵的震动。教学过程中，若能让学生了解物理学家勇于探索，实事求是的科学精神;以苦为乐，顽强拼搏的不屈精神;只图贡献，不求索取的奉献精神;坚持真理，并为捍卫真理不怕牺牲的献身精神等。这无疑是最理想、最成功的情感教育。

物理学史表明，物理学大厦并不都是成功者创造的，它是成功者与失败者共同创造的。焦耳为准确测得各种情况下热功当量值，历经40年，进行了400多次实验。法拉第“磁生电”经过十年的研究;居里夫人为了从沥青铀矿中提炼出纯净的镭，经过近一千三百五十个日日夜夜的奋战，从8吨铀沥青矿渣中提炼出0. 12克纯氯化镭，开普勒在困境中还是坚持对行星运动的研究，从大量的观测数据中，花了近十年的时间，计算出了行星运动的三大定律等等;爱迪生为了寻找一种合适的灯丝，试用了一千六百多种材料。所以爱迪生说:“失败也有我需要的……”。还有许许多多的物理学家，他们坚持不懈地探索的科学精神和献身科学、捍卫真理的感人事迹，光辉的言行和高尚的品格，为人处世和爱国主义的热情，无不显示了物理学家的精神美。因此在教学中引入物理学史的实例，通过讲述这些物理学史来培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和锐意进取、百折不挠、不断创新的科学精神，激励学生以科学家在创造伟大业绩所表现的人格力量为楷模，树立科学的世界观和人生观，确立为科学真理而献身的崇高品质。

三、通过物理学史，激发学生科学审美情趣和提高对科学美的审美能力

自然界本身是一个简单、和谐、统一的整体，作为描述和揭示自然现象和规律的物理科学也应是简单、和谐和统一的。“多样统一”是人类追求的永恒主题。整个物理学史，在某种程度上也可以说是物理学大师们为建立统一的物理理论的奋斗史，也是物理学家追求美的历史。牛顿为追求天体运动和地面物体运动的完美统一发现了万有引力定律;焦耳为追求热与功的完美统一测出了热功当量;法拉第为追求电和磁的完美统一发现了电磁感应现象;爱因斯坦为追求时间与空间的完美统一发现了相对论、为追求质量与能量的完美统一发现了质能方程等等。作为支撑经典物理大厦的牛顿运动定律，在宏观低速领域，实实在在地展现其简洁和完美;而作为现代物理大厦支柱的相对论和量子力学，又从更广阔领域描绘了一幅极其简洁的物质组构和运动的生动图像。科学的美，还体现在科学技术的巨大进步上，海王星与冥王星的发现、人造卫星的升空、原子弹的制造等等，这些无不叫人惊叹科学的伟大。在物理教学中渗透科学家追求科学完美的典型事例能促进学生对科学美的认识转化为对科学美的追求。

四、利用物理学史，激发学生的爱国热情

物理学史是一部科学文明的发展史，在物理教学中，结合教学内容介绍我国古代在物理学方面对世界的卓越贡献和我国现代物理学相关技术的飞速发展及成就，这既能使学生了解祖国灿烂辉煌的文化，培养学生民族自尊心和自豪感，又能增强学生的民族自信心，激发学生爱祖国爱民族的热情;介绍物理学的前沿知识，了解当前我国现代物理学相关技术与世界科技发展存在的差距，这样不仅能使学生开阔眼界，领略了知识的巨大力量和科学技术的日新月异，还能使学生感受物理学美和人类智慧美。从而激发学生的求知欲，唤起学生的时代责任感与使命感，有勇气肩负祖国赋予的使命，树立为提高我国科技水平而勤奋学习、刻苦钻研、勇于探索、献身科学的信念。

例如，我们讲述“声波”时，就要讲讲北京天坛绝妙建筑;在学习“原子和原子核”时，就应提到在现代物理前沿领域所作的巨大成就的李政道、杨振宁、丁肇中等科学家;在讲“超导”时，应介绍我国在超导材料方面所做出的巨大贡献;我们在讲述“天体运动”时，不能不介绍“神五”、“神六”、“神七”“嫦娥一号”的发射，介绍我国航天技术的现状和发展，介绍平均年龄只有三十岁的航天人。学生会为自己的祖国感到自豪，为这样一群年轻人而感到自豪。这不但能激起学生的学习兴趣、民族自豪感、使命感和责任感，还能激发学生爱国热情，报国之心。

五、通过物理学史，渗透概念形成的历史背景和过程，挖掘美育因素

在物理学史上，每一个科学上的新发现，都为后继者提供了宝贵的经验和启迪。中学物理中一些概念、定律和理论建立的过程凝练、升华了科学思维方式和科学研究方法，也包含了丰富的育人因素，展示这些科学过程有利于学生对知识全面正确的理解和建构，让学生得到前辈科学家科学思维和研究方法滋养，认识到物理学每前进一小步，都伴随深刻的物理思想和观念的变革。使学生受到生动的情感、态度、价值观的熏陶和感染，有利于健全人格的培养。例如:人们对原子结构的认识，就经历了一个发现、认识、否认、再认识过程。J·J·汤姆生发现电子后，曾提出关于原子的“枣糕式模型”。 1910年，卢瑟福建议用a粒子轰击金箔片。实验表明a粒子能穿透很薄的金箔片。这一实验事实使汤姆生枣糕模型遇到了无法解决的矛盾。因a粒子是失去两个电子的氦原子，犹如一块掉落两颗枣子的小枣糕，小枣糕打在大枣糕上，氦原子无论速度多么大，也很难想像它能穿透出去。但是1908年卢瑟福用a粒子轰击原子时，有大约八千分之一的几率被反射回来。这一事实使卢瑟福惊奇，他说:“这是我一生中最不可想像的事，真如用一枚重型炮弹轰击一张卷烟纸，而炮弹竟然被卷烟纸弹回来又打中了我自己一样的不可思议。”。卢瑟福用不同金属箔片进行了多次实验，并经过三个多星期的认真思考，指出汤姆生的原子模型不会使a粒子发生大角度偏转。卢瑟福以丰富的想象力提出，原子是一个很“空”的，中间是一个很小但质量很大的硬核。卢瑟福在实验的基础上经过严谨的推理，提出了原子的“核式结构模型”。 转贴于

在物理教学中应该反映这种高潮迭起波澜壮阔的发展过程，使学生的科学思维和科学方法得到启迪，让学生从知识的完善和演变中认识它的条件性和局限性，使凝固的物理知识变得生动，学习仿佛是一次与科学创造者的对话;适当分析科学家的成功和失误，体会科学探索者的困惑、沉思、试探和创新智慧之光，让学生用发展的观点，辩证地看问题，认识到物理学知识的相对性，有效地消除学生对物理学知识来源的神秘感，消除对已有知识的僵化认识，为今后的学习和生活树立信心。

参考文献

[1]李艳平，申先平.物理学史教程[M].北京:科技出版社，2003. 103.

[2]邹纪常.物理学的美学价值[J]，广西物理2000.3.

[3]郭奕玲、沈慧君.物理学史[M].北京:清华大学出版社2000.

[4]沈致远.科学是美丽的[M] .上海:上海教育出版社.2002.

分子生物学的发展史篇4

[关键词]物理学史物理学美价值

中学物理教育不仅要对学生进行物理知识的教育，还应在教学过程中对学生进行审美教育。物理学的发展史集中体现了人类探索和认识客观世界的现象、特性、规律和本质的历程。物理学史告诉人们，每一个物理概念和规律的形成，都是汇集着许多人艰辛的努力，常常需要几十年乃至上百年的努力，才能迈出有意义的几步。物理学美不仅体现在物理知识的形式上、内容上、结构上、物理学的研究方法上，而且体现在科学探索的过程中，体现在物理学家们的非凡的想象力，探索精神和高尚的思想品德上;通过物理学史展示物理学家求真、求美的过程，让学生感受科学家探索未知世界的过程，感受他们尊重自然、尊重客观意志的“真”，体会他们推动发展的动机的“善”，不屈不饶的科学精神，高尚的人格，坚强的毅力等，达到以美感人，以美育人的目的，引导学生自己去追求和创造物理美，并将美的认识转化为追求美的自觉行动。

一、通过物理学史，感受经典实验的美妙，体会科学方法美

科学方法是人类智慧的结晶，是人们在认识和改造世界的实践活动中总结出来的正确思维和行动方式。物理学史证明科学理论的重大突破，必然伴随着新的科学方法的诞生。在物理学史上有很多精美的物理实验，不但在实验设计上极具创造性，而且实验装置设计上非常具有新颖性和实验技术上具有艺术性，经过艰辛的过程，通过长时间的努力，克服无数困难，才做出物理学上的重大发现或技术上的伟大发明。在教学中充分展示这些精湛优美的实验可以使学生发现和体验物理实验的精彩和美妙。例如:引力常数的测量，在牛顿发现万有引力定律一百年后，卡文笛许设计出扭秤实验，通过三次巧妙放大，将力的测量变换为力矩的测量;又将力矩的测量转变为石英丝转动角度的测量;再将转动角度的测量转变为光点移动距离的测量。这一精妙设计终于获得了历史性的突破，测出了这一微小的引力常量。著名的伽利略“斜面圆球滚动实验”，就给人一种简洁的美，它的美体现在对实物形态实验的超越，使实验条件、实验过程在思维中以理想化的方式表现出来，通过猜想、设计、推理，由有限个实验归纳出一般的结论，没有考证所有可能的情况。讲述这段物理学史，使学生了解到伽利略开创了把物理实验与科学思维相结合的物理学研究方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端。伽里略在物理学史上占有重要地位。被后世誉为“近代科学之父”，这不仅与他在科学上的伟大成就有关、而且与他在科学方法上的革命性转变分不开。正是由于他在科学方法上的创新、引导自然科学走上了正确的道路。

二、通过物理学史，感受科学家的精神美、人格美、毅力美

在物理教材中涉及到许多中外著名物理学家。他们生平大量动人的事迹，尤其是不怕挫折的拼搏精神、爱国奉献的敬业精神和相互协作的精神都是—部绝好的美育教才，能激起学生心灵的震动。教学过程中，若能让学生了解物理学家勇于探索，实事求是的科学精神;以苦为乐，顽强拼搏的不屈精神;只图贡献，不求索取的奉献精神;坚持真理，并为捍卫真理不怕牺牲的献身精神等。这无疑是最理想、最成功的情感教育。

物理学史表明，物理学大厦并不都是成功者创造的，它是成功者与失败者共同创造的。焦耳为准确测得各种情况下热功当量值，历经40年，进行了400多次实验。法拉第“磁生电”经过十年的研究;居里夫人为了从沥青铀矿中提炼出纯净的镭，经过近一千三百五十个日日夜夜的奋战，从8吨铀沥青矿渣中提炼出0.12克纯氯化镭，开普勒在困境中还是坚持对行星运动的研究，从大量的观测数据中，花了近十年的时间，计算出了行星运动的三大定律等等;爱迪生为了寻找一种合适的灯丝，试用了一千六百多种材料。所以爱迪生说:“失败也有我需要的……”。还有许许多多的物理学家，他们坚持不懈地探索的科学精神和献身科学、捍卫真理的感人事迹，光辉的言行和高尚的品格，为人处世和爱国主义的热情，无不显示了物理学家的精神美。因此在教学中引入物理学史的实例，通过讲述这些物理学史来培养学生严肃认真、实事求是的科学态度和锐意进取、百折不挠、不断创新的科学精神，激励学生以科学家在创造伟大业绩所表现的人格力量为楷模，树立科学的世界观和人生观，确立为科学真理而献身的崇高品质。

三、通过物理学史，激发学生科学审美情趣和提高对科学美的审美能力

自然界本身是一个简单、和谐、统一的整体，作为描述和揭示自然现象和规律的物理科学也应是简单、和谐和统一的。“多样统一”是人类追求的永恒主题。整个物理学史，在某种程度上也可以说是物理学大师们为建立统一的物理理论的奋斗史，也是物理学家追求美的历史。牛顿为追求天体运动和地面物体运动的完美统一发现了万有引力定律;焦耳为追求热与功的完美统一测出了热功当量;法拉第为追求电和磁的完美统一发现了电磁感应现象;爱因斯坦为追求时间与空间的完美统一发现了相对论、为追求质量与能量的完美统一发现了质能方程等等。作为支撑经典物理大厦的牛顿运动定律，在宏观低速领域，实实在在地展现其简洁和完美;而作为现代物理大厦支柱的相对论和量子力学，又从更广阔领域描绘了一幅极其简洁的物质组构和运动的生动图像。科学的美，还体现在科学技术的巨大进步上，海王星与冥王星的发现、人造卫星的升空、原子弹的制造等等，这些无不叫人惊叹科学的伟大。在物理教学中渗透科学家追求科学完美的典型事例能促进学生对科学美的认识转化为对科学美的追求。

四、利用物理学史，激发学生的爱国热情

物理学史是一部科学文明的发展史，在物理教学中，结合教学内容介绍我国古代在物理学方面对世界的卓越贡献和我国现代物理学相关技术的飞速发展及成就，这既能使学生了解祖国灿烂辉煌的文化，培养学生民族自尊心和自豪感，又能增强学生的民族自信心，激发学生爱祖国爱民族的热情;介绍物理学的前沿知识，了解当前我国现代物理学相关技术与世界科技发展存在的差距，这样不仅能使学生开阔眼界，领略了知识的巨大力量和科学技术的日新月异，还能使学生感受物理学美和人类智慧美。从而激发学生的求知欲，唤起学生的时代责任感与使命感，有勇气肩负祖国赋予的使命，树立为提高我国科技水平而勤奋学习、刻苦钻研、勇于探索、献身科学的信念。

例如，我们讲述“声波”时，就要讲讲北京天坛绝妙建筑;在学习“原子和原子核”时，就应提到在现代物理前沿领域所作的巨大成就的李政道、杨振宁、丁肇中等科学家;在讲“超导”时，应介绍我国在超导材料方面所做出的巨大贡献;我们在讲述“天体运动”时，不能不介绍“神五”、“神六”、“神七”“嫦娥一号”的发射，介绍我国航天技术的现状和发展，介绍平均年龄只有三十岁的航天人。学生会为自己的祖国感到自豪，为这样一群年轻人而感到自豪。这不但能激起学生的学习兴趣、民族自豪感、使命感和责任感，还能激发学生爱国热情，报国之心。

五、通过物理学史，渗透概念形成的历史背景和过程，挖掘美育因素

在物理学史上，每一个科学上的新发现，都为后继者提供了宝贵的经验和启迪。中学物理中一些概念、定律和理论建立的过程凝练、升华了科学思维方式和科学研究方法，也包含了丰富的育人因素，展示这些科学过程有利于学生对知识全面正确的理解和建构，让学生得到前辈科学家科学思维和研究方法滋养，认识到物理学每前进一小步，都伴随深刻的物理思想和观念的变革。使学生受到生动的情感、态度、价值观的熏陶和感染，有利于健全人格的培养。例如:人们对原子结构的认识，就经历了一个发现、认识、否认、再认识过程。J·J·汤姆生发现电子后，曾提出关于原子的“枣糕式模型”。1910年，卢瑟福建议用a粒子轰击金箔片。实验表明a粒子能穿透很薄的金箔片。这一实验事实使汤姆生枣糕模型遇到了无法解决的矛盾。因a粒子是失去两个电子的氦原子，犹如一块掉落两颗枣子的小枣糕，小枣糕打在大枣糕上，氦原子无论速度多么大，也很难想像它能穿透出去。但是1908年卢瑟福用a粒子轰击原子时，有大约八千分之一的几率被反射回来。这一事实使卢瑟福惊奇，他说:“这是我一生中最不可想像的事，真如用一枚重型炮弹轰击一张卷烟纸，而炮弹竟然被卷烟纸弹回来又打中了我自己一样的不可思议。”。卢瑟福用不同金属箔片进行了多次实验，并经过三个多星期的认真思考，指出汤姆生的原子模型不会使a粒子发生大角度偏转。卢瑟福以丰富的想象力提出，原子是一个很“空”的，中间是一个很小但质量很大的硬核。卢瑟福在实验的基础上经过严谨的推理，提出了原子的“核式结构模型”。

分子生物学的发展史篇5

一、物理学史教学的现状

无奈的现状和矛盾：对物理学史的教学方法，及物理学史什么时候引入，引入什么，缺乏系统的研究和深层次考虑；教学无计划，随心所欲；物理学史与高考题目几乎无关，物理学史几乎变成了“鸡肋”！

浩瀚的物理学史与有限的45分钟时间存在矛盾；大浪淘沙，鱼龙混杂，中学生对史料的模仿能力强、分辨能力弱又是一对矛盾。

二、物理学史教学的误区

教学的误区：无边无际式的讲课，把物理课变成了纯历史课；内容不做选择的讲课，好像只要是物理学史里面包括的，就可以在课堂里随意讲；只是说一声是谁发明、发现的讲课，对其他物理学史内容闭口不谈，认为这样就足够了。

三、物理学史教学的作用

1．能培养学生的科学素养

（1）培养学生强烈的好奇心和创新精神。相应的物理学史可给学生介绍：爱因斯坦的科学成就。（2）培养学生批判的精神、怀疑的勇气。可给学生介绍：牛顿对亚里士多德、伽利略的批判和继承；爱因斯坦对牛顿时空观的怀疑；年轻玻尔与爱因斯坦的三次辩论。（3）培养学生科学的思维方法。可给学生介绍：伽利略的理想斜面实验与大小石头自由落体运动的绝妙分析方法，被爱因斯坦称之为“是人类思想史上最伟大的成就之一，并且标志着物理学的真正开端。”爱因斯坦对追光问题的思索；汤姆生的模型思维等。（4）培养学生科学精神、科学态度。可给学生介绍：法拉第历时十年，经过几百次实验，终于发现电磁感应现象；爱迪生为了寻找一种合适的灯丝，试验了一千六百多种耐热材料，六千多种植物纤维，做了四万页的研究笔记。

2．能培养学生的人文素养

（1）合作与团队。可给学生介绍：制造第一颗原子弹的曼哈顿工程；卡文迪什实验室团队。（2）物理与哲学。可给学生介绍能量守恒和转化定律是受康德哲学的影响；奥斯特也是受康德哲学的启发，坚信电力和磁力有共同的根源，才发现了电流的磁效应。由此可见物理学的发展与哲学具有密切关系。追根溯源，物理学的发展一开始就是与哲学结合在一起的。亚里士多德的《物理学》，就是一部自然哲学的著作。本世纪以来，普朗克、爱因斯坦、玻尔、狄拉克、海森伯、普里高津、霍金等思想大师们，结合现代物理学的发展从哲学的高度上所阐明的广泛综合的思想，对物理学和全部现代自然科学的探讨与发展都具有深刻的影响。现代物理学的发展，提出了许多尖锐的哲学问题，进一步推动了自然科学与哲学的结合。（3）物理与文学。可给学生介绍：普朗克、海森伯、玻尔、杨振宁等科学家都具有深厚的文学修养。（4）物理与数学。可给学生介绍：没有对数，开普勒难以建立天文学的重要规律——开普勒三定律；没有微积分，牛顿就得不到万有引力定律；没有统计学，无法发展分子动理论；在高等物理中尤见其重要性，如麦克斯韦方程、薛定谔方程。（5）物理与艺术。可给学生介绍：普朗克的钢琴，爱因斯坦的小提琴，玻尔的足球。（6）物理与经济、社会。可给学生介绍：瓦特的蒸汽机，爱迪生的电灯，推动了社会经济发展，并最终引发社会革命。

3．使学生形成科学的世界观、价值观和爱国主义情怀

（1）形成矛盾统一、有序、简单的世界观。可给学生介绍：哥白尼的“日心说”革命，使人类的世界观——看待自然、看待神灵的观念发生改变；爱因斯坦的“波粒二象性”、相对论、质能关系等全新的物理理论和概念的提出，使经典物理无法面对的事实危机得到解决，同时也将人类对世界机械刻板的观念推向多侧面、多元性、相对性等更加辩证的境界。统一场理论将展现给人们新的视野。（2）培养学生为人类服务的价值观。可给学生介绍：第一颗原子弹在日本广岛爆炸后，爱因斯坦等一些科学家的震惊与自责，把原子弹用于战争与他们为全人类服务的人生价值目标大相径庭。（3）培养学生的爱国主义情怀。可给学生介绍：钱学森克服种种困难，最后在的直接帮助下从美国回到了祖国；居里夫人把她经过千辛万苦发现的元素命名为“钋”以纪念她多难的祖国——波兰；玻尔为了祖国科学的发展，谢绝了去英国工作的邀请，留在研究条件差很多的丹麦，终于形成量子力学的“哥本哈根学派”。

四、案例举例

针对女同学普遍对物理课存在恐惧心理，认为女生是学不好物理的这一现象，我在教学实践中通过适时地给他们讲吴健雄（女）和居里夫人的成材经历，后来学生在日记中反映，这种方法对他们学习物理起到了很大的鼓舞作用，效果很好。

分子生物学的发展史篇6

关键词：生物科学史；实践价值；科学能力

        英国科学促进会(BAAS)主席在1851年的一次演讲中呼吁：“我们要教给年轻人的，与其说是科学结论不如说是科学方法，更不如说是科学史”，他所呼吁的“科学史”实质上指科学家工作中所表现出来的那种科学精神和科学态度。在生物教学中，通过生物科学发展史展示生物学家的探究行为，使学生在观察中培养一定的科学能力，在了解生物学家的科学精神和爱国热情中形成有关的情感、态度与价值观。新课改下，结合新的教育理念，就生物科学史在生物教学中的实践价值谈以下几点看法：

        一、运用好科学史可以提高学生的学习兴趣

        “兴趣是最好的老师”，在历史背景下展现科学探究活动的产生和发展过程，能使生物学知识更加生动鲜活，富有生命力。将科学史料引入课堂，将科学家们的传奇故事展示给学生会引发学生强烈的探究欲望和浓厚的学习兴趣，使他们的智力潜能处于最活跃的状态。

        在讲“伴性遗传”时，可这样创设情境：1792年的圣诞节，26岁的英国学者约翰·道尔顿特意买了一双适合老年人穿的棕灰色袜子，送给妈妈作为圣诞礼物。谁知母亲接过袜子，打开包装一看，竟然笑着说：“我这么大年纪啦，怎么能穿樱桃红色的袜子呢？”道尔顿争辩说：“这袜子明明是棕灰色的嘛！”后来他请了许多人帮忙识别，其中绝大多数人都说这袜子是红色的。道尔顿寻思：为什么自己看上去是棕灰色的袜子而别人看上去是樱桃红色的呢？最后他认为是自己的眼睛有毛病，于是他放下手里的工作，开始仔细研究这一奇特的现象。他用了两年时间搜集实例，并对许多人的辨色能力进行了细致的鉴别比较，终于他验证了一种新眼病“色盲症”---先天性色觉障碍疾病。之后他于1794年发表了《色觉之异常》的论文，为医学诊断作出了突出的贡献。道尔顿是个物理学家而不是医学家，但他却能发现千百年来医学家没有发现的疾病，这是为什么呢?因为道尔顿具有一种认真、敢于质疑、探求疑问的科学精神。这种寓史于教，史教结合的教学形式增加了课堂的趣味性，也让学生认识到科学以及科学家并不是遥不可及的，从而拉近学生与科学家的距离，激发学生学习的浓厚兴趣。

        讲授遗传与变异一章的时候，首先讲述历史上著名的“皇家病”——血友病。英国的维多利亚女王和她的丈夫都未患血友病，他们有两个儿子和四个女儿。但奇怪的是他们的大儿子奥波得因血友病早夭，他们的两个女儿分别同正常男人结婚并各生下一对儿女，其中一个与沙皇尼古拉二世婚配生下一个患血友病的儿子，另一个嫁到西班牙王室，也生下一个患血友病的儿子，从此俄国的皇室和西班牙的王室都因娶了维多利亚女王的外孙女而造成了血友病的遗传。从女王家族血友病系谱中，人们惊奇地发现：患血友病的男性远远多于女性；男性血友病患者的子女一般都是正常的，但其外孙常常有血友病；而女性血友病患者的儿子一定患血友病。这就是著名的“皇家病”事件，学生听了这样的典故，便急于想知道其中的原因，这样就充分调动了学生对科学知识的学习兴趣，也大大提高了教学效率。

        二、运用好科学史可以引导学生掌握科学的研究方法

        通过生物科学史的教学，让学生自觉学习科学家们的科学思维和科学方法，促进他们对科学方法的掌握和内化，从而提高他们的科学探究能力。

        在学习孟德尔研究生物遗传规律过程中，分析孟德尔获得成功的原因：选择严格自花传粉的豌豆做实验材料，保证后代的纯合性；通过人工去雄、套袋，进行异花传粉，有效防止了外来花粉的影响；在豌豆众多的性状中，只观察一对相对性状 ，避免了其他性状的干扰。对亲本进行杂交实验时，观察杂交子一代的性状推翻了“遗传中和”假说 ；对子一代进行自交 ，发现基因成对存在；科学的推理和解释，正交、反交的交配方式 ，测交的验证方法都体现了孟德尔缜密的思维；在杂乱无章的数据中，独特地采用数学统计分析的方法 ，使孟德尔最后发现了遗传规律。通过分析探讨孟德尔的科学研究方法，学生不仅能了解科学方法，还能进一步了解科学方法的产生和发展的历史 ，从而加深对科学方法的认识。 

        另有生物科学史上的经典案例可以培养学生的科学探究方法，通过分析孟德尔豌豆杂交实验,体会假说—演绎法的研究思路; 还可以通过分析萨顿的假说，体会类比推理的方法。如：人教版生物必修2《遗传与进化》第2章第2节 “基因在染色体上”的内容，教材没有直接描述基因和染色体的关系，而是由萨顿的假说、基因位于染色体上的实验证据和孟德尔遗传规律的现代解释三部分内容编排而成。美国遗传学家萨顿主要运用“类比推理法”提出了“基因在染色体上”的假说，美国遗传学家摩尔根等人运用“假说—演绎法”获得了基因位于染色体上的实验证据，最后利用他们所得出的结论对孟德尔遗传规律进行现代版的解释。笔者觉得教材的这种编排更能启迪学生的探究思维，有利于教师引导学生用科学方法探求科学真理。

        

        在学习的过程中，学生尽管没有亲自动手实践，但在头脑中却充分体现了当时科学家们实验研究的方法和过程，从而进行了一次完整地科学思维及科学方法的训练，有助于学生对科学方法的内化，并且能引导他们按这样的过程用科学的方法去开展新问题的探究。

        三、运用生物科学史培养学生的团队合作精神

        新课程的教育理念十分注重学生合作意识的培养。利用科学史教学,可促进学生之间的交流和理解，有助于学生建立团结合作的精神，有利于学生全面发展。        当今科学技术高度发展，使得社会分工越来越细，对人与人之间相互合作的要求也越来越高。作为20世纪最为重大的科学发现之一——DNA双螺旋结构的发现就是沃森和克里克合作的结晶。沃森和克里克虽然性格相左，但在事业上志同道合。沃森生物学基础扎实，训练有素；克里克则擅长物理学，观念新颖独特。他们二人优势互补，取长补短，并善于吸收和借鉴当时也在研究 DNA分子结构的鲍林 、威尔金斯和富兰克林等人的成果，经过不到两年时间的努力便完成了 DNA分子的双螺旋结构模型。可见，合作是他们取得成功的必要条件。

        此外，在学习“基因”时也可适当地介绍“人类基因组计划”这一国际合作项目，让学生明白在科学研究过程中团队合作精神的重要性。     四、运用生物科学史对学生进行科学精神和情感态度与价值观的教育    任何科学上的重大发现都是科学家在“勇于存疑、敢于探索、实事求是”的科学精神指导下取得的。学习科学史，以史为鉴，能够增强学生的社会责任感，培养正确的情感态度与价值观。学生从科学史中感受到的是活生生的人对真理的热爱与锲而不舍的追求，学生也能从具体的事例中领悟到科学精神的真谛。通过生物科学史的教育可以使学生受到感染，有利于培养学生敢于质疑,勇于挑战传统的科学精神。

        艾弗里提纯转化因子花了十年左右的时间，而当他最终将结果发表时，却不被接受，八年之后，其科学价值才被承认。又如孟德尔遗传定律被埋没了三十年之久才被重新发现，科学史已不止一次地表明，超越时代的科学发现注定难以被那个时代所接受。而正是在这样的逆境，科学家的精神和气质才得以凸现，给人以心灵的震撼与冲击；也正是在这样的曲折中，科学不迷信权威，科学追求真理的特性才得以彻底地体现。这些鲜活的事例，或许能使学生终生难忘，给学生以人生境界的润泽与点化。

        我国的科学工作者经过六年多的努力，在1965年 研制了人工合成牛胰岛素结晶。这是世界上第一个人工合成的蛋白质，标志着人类在探索生命奥秘的征途中向前跨进了重要的一步。这在无形中就激发了学生的民族自豪感。    

        五、引用生物科学史有利于促进教学方式的多样化

        过去，生物学教学中教师很少重视生物科学史在教学中的作用，所以对教材中的这部分内容很少提及，他们只重视知识的讲解和考点的巩固。这样就容易形成机械式的“满堂灌”的教学方式，往往造成教师教得很累，学生学得也很累，可是教学的效果却不如人意的现象。目前，我国中小学课堂教学在一定程度上存在着“以课堂为中心、以教师为中心和以教材为中心”的情况，这种单一、被动的教学方式使学生感到枯燥、乏味，而且负担很重。为了改变这种教与学的被动局面，新教材中插入了大量的生物科学史的内容。在课堂教学中，教师要适当引用生物科学史形成多样化的教学方式，改变以往的教学行为。

        牛顿曾经说过，他之所以比别人看得远，是因为站在巨人的肩上。所以教师要引导学生遵循历史的足迹,挖掘科学史蕴藏的宝藏。

分子生物学的发展史篇7

关键词：校本化；高中历史；科学史

科学史是沟通自然科学和人文学术的最好桥梁。通过科学史的训练和熏陶，不仅可以培养文理兼通的人才素质，而且还可以优化人才的知识结构，这是其他学术无法替代的。科学史是人类文明发展的一个重要组成部分，如果不懂科学史，就不能真正理解社会发展的历史。就科学高中的培养目标而言，大部分毕业生将会从事理工科专业的学习和工作。而一个从事科学技术工作并且力求在科学技术上有所创新的人，如果对科学的发展缺乏整体上的了解，不能掌握科学技术发展的规律以及其他学科对本门学科的影响，就很难有所成就。因此，开设科学史这门课程尤为必要。这门课程重在还原人类认识自然界的本质和运动规律的发展历程，揭示科学发展的一般规律，特别是向学生提供著名科学家、发明家解决问题的思路和方法，进而为科高学子在科学研究的道路上提供借鉴，让他们站在巨人的肩膀上，走得更远。以下为科学史的具体学习要点：

一、科学史的意义与研究现状

1.了解科学史的确立及其诸种功用，理解科学与正确之间的关系。2.掌握科学史研究中的内史和外史，了解科学史在中国的发展现状。

二、古希腊的科学与哲学

1.了解古希腊科学产生的背景。2.概述古希腊贤人对万物本原的探究，认识对万物本原的探究意义。3.了解亚里士多德在自然哲学、逻辑学以及系统的经验考察等方面的贡献。4.知道古希腊在数学、物理、天文学等方面的贡献，理解其对古代世界的影响。

三、古代中国的自然观与科学技术

1.知道天人感应与天人相分及宇宙演化思想，理解中国古代的时空观念。2.了解天文学上的旷世之争――浑盖之争，认识其对中国天文学发展的影响。3.概述中国古代传统数学、计时技术和测向技术的发展演变。

四、阿拉伯的科学及科学在欧洲的复兴

1.概述阿拉伯科学产生的历史背景，了解其与古代希腊罗马文化的渊源，认识“翻译”为阿拉伯科学的真正起点。2.了解阿拉伯在数学、天文学、医学、光学和化学方面的发展，理解阿拉伯科学的世界意义。3.了解基督教、亚里士多德思想以及农业技术革命对中世纪欧洲科学发展的影响，认识“1277大谴责”对人们打破亚里士多德思想对科学的束缚作用。4.理解文艺复兴、宗教改革以及不同文明间技术的交往对欧洲近代科学革命的影响，准确把握宗教与科学的关系。5.了解培根倡导的实验、哈维的血液循环说以及数学的新进展对科学在欧洲复兴的作用。

五、近代科学革命――天文学、新物理学、数学、化学

1.理解哥白尼《天体运行论》在近代天文学方面的革命性作用，了解伽利略望远镜以及第谷的精密天文学对传统天文学的冲击，概述开普勒三大定律对哥白尼天文学的继承与批判，理解近代天文学革命是近代科学革命的切入点。2.说明斯蒂文链、伽利略的实验方法、笛卡尔的机械主义方法论、牛顿的万有引力定律和物体运动三定律等对近代物理学发展的意义，明确近代物理学是近代科学的核心领域。3.了解微积分的创立，列举笛卡尔、费马、牛顿、莱布尼茨、欧拉、拉格朗日等人在微积分发展过程中的贡献。4.概述古代炼金术对近代化学产生的影响，了解波义耳、拉瓦锡对近代化学诞生的贡献。

六、生物学的重大突破――从进化论到遗传学

1.了解达尔文进化论提出的背景以及达尔文的生平，认识其个人经历对其提出自然选择的进化论的影响。2.认识孟德尔定律，理解孟德尔被称为现代遗传学的奠基人的原因，了解遗传基本因子――DNA的发现对遗传学发展的意义。

七、物理学的新突破

1.了解电磁学理论的建立和通信技术的发展，认识其对第二次工业革命的作用。2.简述能量守恒定律和热力学定律的建立过程，理解热力学第一定律与能量守恒定律之间的关系，并说明热力学的基本定律对化学、天文学等学科发展的影响。3.了解狭义相对论的两条基本原理，概述广义相对论的三大验证，说明对广义相对论正确性的认识。4.了解爱因斯坦对量子论方面的贡献，理解相对论和量子力学之间的关系，认识量子力学的测不准原理。

八、数学的新时代

1.了解伽罗瓦的群论在数学发展史上的地位，并以阿贝尔和伽罗瓦为例，说明在科学研究过程中直接向大师学习的重要性。2.认识第五公设和平行公理的概念，理解证明它们等价性的方法。3.认识罗巴切夫斯基被称为几何学的哥白尼的原因，简评四元数发明的意义。

分子生物学的发展史篇8

“人物前史”一词亦可称为“人物前传”、“人物过去史”。它是剧作者在创作成文之前必须做的一道工序。它要求剧作者熟悉、掌控剧中主要人物在开场前的、又与整部作品密切相关的一切信息，在剧中或隐或显地呈现出来以促进人物性格的发展、情节的推进。

正如姚扣根先生所说的那样，一部作品的历史，也就是人物的成长史。每一个故事都没有开头，每一个人物都在不断成长。这是一个自然规律，也是一个客观规律，没有哪部剧作能让我们找到故事的源头，但是与当下正在进行的情节有关的过去时还是能寻找到的，并且也是必须寻找到的。

如《雷雨》第二幕，鲁侍萍第一次出场，她走进了周家客厅，看着眼前的家居摆设对女儿说：“这屋子我好像是在哪儿见过似的。”四凤在镜台上拿了周家第一位太太的相片过来，给她看，她看着相片惊愕得说不出话来，手发颤。

而此之前的情节应该是什么呢？周朴园始乱终弃，致使侍萍沦落他乡再嫁他人。这些信息就是周朴园的前史和鲁侍萍的前史，这对于现在时的周朴园是非常重要的，对于鲁侍萍也是非常重要的，所以是必须要寻到且呈现出来的。

因此，在剧作中，根据现在进行的人物性格发展的需要、故事情节的需要，或隐或显地勾连出的，过去已经发生的，相关的人物信息就是人物前史。每一个人物都应该有自己的前史，人物前史是人物性格发展的源头，它对人物性格的塑造、剧情的展开、矛盾的激化、主题的深化起着十分重要的作用。

二、人物前史的特性

人物前史无论是单独直接呈现，还是隐藏在剧情之中间接呈现，都具有特殊的性质，即可设置性、可选择性、即兴性。

1.人物前史具有可设置性

剧作中的人物前史与现实生活中的前史是颠倒的，这是我们首先应该认清的一点。现实生活中，我们从生下来，到会走路、会说话，再到上学、工作，娶妻、生子等过程是一个顺序的过程；而剧作中的人物前史，却是一个相反的过程。一般情况下，创作一部戏，我们先设置出人物在剧中的情节发展，也就是现在时，然后，在情节需要的时候，逆流而上，去编织他的过去时信息，让这些过去信息印证现在情节中人物的某种性格，从而清晰地显示出人物性格发展的逻辑轨迹。由此可见，人物前史是根据需要虚构的，是可设置的。

如2013年年初热播的电视连续剧《妯娌的三国时代》中，婆婆这个人物形象就塑造得十分成功。

一个婆婆面对三个儿媳，既要让三个儿媳听话、干活、顾家，又得免于矛盾，这很是一门学问。编剧陈彤很好地设置了婆婆的前史——前居委会主任。在第二集中，通过二儿子何平的口说出来：“咱妈，以前是居委会主任，一辈子就研究家长里短的事，处理这点家务矛盾，小菜！”；在第三十四集中，让三儿子直接夸赞：“妈这居委会主任没白当！”生活中做居委会主任在前，娶儿媳妇做婆婆在后；而剧中婆婆出场在前，交代前居委会主任身份这个前史设置在后。由此可见，人物前史是可以用以设置的。

2.人物前史具有可选择性

麦基提出：“一切优秀的故事都是发生在一个有限的，可知的世界内的。”2故事的选择如此，人物的设置亦如此。我们在设置人物前史时，并不是将人物的一切信息都作为前史呈现出来，而是有所取舍的。

在《潜伏》剧作中，编剧姜伟在对王翠萍这一人物的前史设置上，就充分体现了可选择性这一特性。

王翠萍第一次出场是跟“丈夫”余则成接头，在此之前她的经历就变成了过去的信息。这些信息里包括：她是一个乡下人，她是游击队的女队长，她有一个长得跟她很像又一样参加了革命的妹妹，她与她妹妹性格不同，她不识字而她妹妹上过学，她和妹妹都没有结婚，等等。这些信息里面，她是一个乡下人，她是游击队的女队长，这两条信息被选择为前史，在剧中多次使用，尤其是她乡下人的身份，更是与她的性格、生活方式、价值观、审美观紧密地缠绕在一起，一直影响着剧情的发展；她有一个跟她长得很像的妹妹这一信息，作为她来天津接受潜伏任务的引子和暴露身份的导火索使用了两次。至于，她和她妹妹的性格怎样不同，她们为什么一个上过学一个不识字，她们为什么到了二十五六岁还没结婚等等，在剧中都没有设置，这些信息无疑没被选择为前史。

所以，并不是所有的信息都能成为人物前史，只有那些对人物性格发展、剧情推动、矛盾激化有作用的信息才能被选择成为人物前史。

3.人物前史具有即兴性

通常，剧作者在全剧开端部分披露某些已知数，留下一些未知数，造成观众对全剧高潮的期待、探究、解答，而答案往往是令人意想不到的。为制造这种“既出人意料，又合情合理”的戏剧效果，剧作者会在人物的前史中，临时添加新的一笔，使其成为该人物此时此刻的行为动因，从此以后该人物就具备了一个新的前史——一个即兴产生却长久发挥作用的前史。

情景喜剧作为一种轻松幽默的影视剧形式在当下社会被越来越多的观众喜爱。它一般每一集就讲一个新的故事，虽然主要人物基本不变，但每一集往往都会有新的人物出现。由于新人物的出现，剧作者就得设置该人物出现的前因，就得即兴为主要人物添加与新人物有勾连的前史。

如在2006年中央台热播的章回体情景喜剧《武林外传》中，人物前史的即兴性就表现得十分突出。

《武林外传》以同福客栈的女掌柜佟湘玉和她的几个伙计为主要人物展开故事，每集设一个标题讲一个相对独立的故事。第三十集是“佟石头离乡闯江湖，郭芙蓉回家探父母”，在此之前，没有提到过佟石头这个人物，编剧宁财神为了让这个人物出场合理，就即兴给佟湘玉加了一个前史——汉中老家有个有影响力的爹和没出过远门的弟弟。因为即兴加的这个前史，就使得佟石头这个只有胆量和冲劲、没有知识和经验的一心想闯荡江湖的富家子弟顺理成章地出现在观众眼前。由此可见，人物前史的设置是具有一定即兴性的特点。

我们常说“主题是作品的灵魂，情节是作品的骨架。”而主题是要通过人物形象来体现的，人物形象的体现离不开人物性格发展的历史，这又正是构置情节的重要环节。没有人物性格的发展，哪来的情节和主题？所以乔治·贝克说：“一个剧本的永久价值终究在于人物性格描写。”3人物性格描写离不开人物性格发展的轨迹——历史，亦即人物前史、现在史、后史。相比较而言，人物性格的形成，在很大程度上是由人物各自的前史决定的。一个人物的前史丰富而特殊，展现出来的人物性格就独特而鲜明。但是，现在很多剧作家为了节省“不必要的”时间，多以忽略或一笔带过的办法，草草了结人物前史这一必要环节，其结果是什么？必然是塑造出来的人物虚浮空泛，如无根之树，无源之流。故而，一部优秀的剧作必然要有一个丰满的人物前史，以便塑造出可以经得起推敲的独特人物。(作者单位：山东艺术学院戏剧影视学院)

参考文献

［1］［苏］高尔基：《文学论文选》，人民文学出版社1958,年版，第297页

［2］［美］罗伯特·麦基《故事—材质、结构、风格和银幕剧作的原理》,中国电影出版社2001版,第84页