大学自然辩证法经典课件第7章 科学方法论—科研选题 4学时.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,自然辩证法绪论 张胜光制作,*,Click to edit Master,自然辩证法概论,第七章科学问题与科研选题,本章目录,科学研究始于问题,2,科学问题及其来源,3,1,科研选题及其步骤,3,3,科研选题的基本原则,4,巴斯德,与微生物学,3,5,中国开造大飞机,6,3,自然辩证法绪论 张胜光制作,第一节 科学问题及其来源,1,、科学问题及其来源,科学问题,：在对科学背景知识的分析和综合过程中提出来的问题。它包含着问题的指向、一定的求解目标和应答域，但尚无确定的答案，属于“已知的未知”。在科学探索过程中却能起到某种定向和指导作用。,科学问题的来源：,科学问题从科学实践与科学理论的矛盾中产生,。,科学问题从科学理论内部的矛盾中产生,。,科学问题从不同学派理论之间的矛盾中产生,。,科学问题从社会需要和现有技术手段局限的矛盾中产生,5,自然辩证法绪论 张胜光制作,科学实践是历史的、具体的和深化发展的，当在特定实践条件下出现了科学理论不能解释新的现象、新的事实时，便产生了认识的矛盾，由此种矛盾形成的科学问题最为常见，需要在原有知识背景和新的事实基础上进行新的分析综合，从而创造出新的理论。如电子的发现与原子不可分理论的矛盾、光的波动理论与粒子性的矛盾，大陆漂移的事实与传统地质学派的矛盾等。,科学问题从科学实践与科学理论的矛盾中产生,6,自然辩证法绪论 张胜光制作,任何科学理论都具有普遍性、真理的相对性和特定的适用范围，但理论本身不能存在逻辑矛盾，如果从一种理论或一个概念中可以推出逻辑矛盾，那就表明该理论本身存在着不能自圆其说的内在缺陷和需要进一步探讨的问题。,此类问题通常表现为“悖论”或“佯谬”，如数学中的伽利略悖论、无穷小悖论、康托尔悖论、罗素悖论等；物理学、天文学中的麦克斯韦妖佯谬、薛定谔猫佯谬、光度佯谬、引力佯谬等。通过悖论和佯谬的研究，可以完善原有理论并建立新的理论。,科学问题从科学理论内部的矛盾中产生,7,自然辩证法绪论 张胜光制作,鉴于研究者占有材料不同，所处客观条件不同，观察和实验能力不同，对材料的着眼点不同，世界观和方法论不同等原因，在一个学科领域对同一事物往往有不同学派运用不同理论进行解释；或者在不同学科领域之间存在理论上的矛盾。前者如天文学中的日心说与地心说，地质学中的渐变论与灾变论；后者如物理学与生物学关于演化方向的矛盾。通过学术争鸣，可以澄清理论的是与非，推动理论的发展。,科学问题从不同学派理论之间的矛盾中产生,8,自然辩证法绪论 张胜光制作,生产实践是满足社会需要的第一的和基本的实践活动。生产离不开生产技术手段，日益增长的社会需要和生产技术手段的矛盾是永恒的，在物料、能源、信息、交通社会需要的支柱领域产生的科学和技术问题，是无穷尽的。如巴斯德的研究大都从此类问题中开始。,科学问题从社会需要和现有生产技术手段的局限的矛盾中产生,9,自然辩证法绪论 张胜光制作,第二节科学研究始于问题,科学研究始于问题,在科学研究的起点问题上存在不同的看法。归纳主义的科学方法论主张“科学始于观察”，它与“认识以实践为基础”的唯物主义认识论原则相符合，但与现代科学发展的实际过程不完全相符。当代西方科学哲学家波普尔基于反归纳主义立场明确提出：科学始于问题而不是始于观察。这种说法有一定合理性。其根据主要有二：一是从科学理论发展的总体过程看，只有发现了原有理论也有解决不了的问题时，人们才会去修正、补充它，或着手建立新理论，就此意义说，问题既是旧理论的终点，也是新理论的起点；二是从科学研究的具体过程看，人们总是以问题为框架和轴心，有选择地搜集事实材料，具有很强的针对性。,11,自然辩证法绪论 张胜光制作,波普的一次实验,英国科学哲学家波普曾经做过一次实验。他在一次演讲开始时，向所有听众发出命令：“女士们，先生们，现在请观察！”,听众们面面相觑：你让我们观察什么呢？,可见，科学的观察一定是有目的的。所以就个人实践的角度来说，科学首先是来自于问题，带着问题去进行观察，才是科学的观察。,12,自然辩证法绪论 张胜光制作,以已有背景知识和新事实为前提抽象出科学问题，为众多科学家所重视和倡导。如爱因斯坦指出：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决问题也许仅仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看待旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步”。富有战略眼光的科学家应把自己的注意力和兴趣集中于重大问题的形成与重大课题的决策这两点上。,13,自然辩证法绪论 张胜光制作,第三节科研选题及其步骤,科学问题不直接等于科研选题。只有有可能解决的科学问题，才能被选作具体的科研选题。,科研选题：形成、选择和确定所要研究和解决的科学问题。包括两个方面：一是确定研究方向即主攻方向；二是选择研究课题即突破口。,选题步骤：提出选题,文献调研和实际考察,制定科研方案,进行方案论证,确定课题,15,自然辩证法绪论 张胜光制作,著名的物理学家贝尔纳把科研选题提到科研战略的地位上，他强调指出：“课题的形成和选择，无论是作为外部的经济技术要求，抑或是作为科学本身的要求，都是科研工作中最复杂的一个阶段。一般来说，提出课题比解决课题更困难。再加上人力和设备都有一定的局限，则产生的课题之多，是无法一下子全部解决的。所以评价和选择课题，便成了研究战略的起点，要从一大堆课题中挑出带实质性的课题来，而不能把它们同非实质性的课题混杂在一起。”,因此，在科学研究中，能否选好课题，是对科研工作者远见卓识的检验。,16,自然辩证法绪论 张胜光制作,德国物理学家诲森堡曾经说过：“提出正确的问题往往等于解决了问题的大半”。爱因斯坦强调“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决问题也许仅是个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题、新的可能性、从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步”。,17,自然辩证法绪论 张胜光制作,第四节科研选题的基本原则,科研选题的基本原则,需要性原则,：满足社会需要和科学自身发展需要。,科学性原则,：选题必须以一定的科学理论和科学事实为根据。,创造性原则,：选题应是前人没有解决或没有完全解决的疑难问题。,可行性原则,：选题应与自己的主、客观条件相适应,有兴趣的原则,：应当是自己最感兴趣的课题,19,自然辩证法绪论 张胜光制作,选题的原则,1,：需要性原则,需要性原则是指课题选择应面向社会需要和科学理论发展需要。社会发展需要包括经济发展需要、国防建设需要、医疗卫生和文化教育需要等。科学理论发展需要则包括开拓科学领域、更新科学理论、改进科学方法等方面的需要。,让飞机“刹车”,15,20,自然辩证法绪论 张胜光制作,袁隆平的杂交稻选题开始,袁隆平是新中国第一代大学生，,1953,年毕业于西南农学院，被分配到偏远落后的湘西雪峰山麓安江农校教书。,1960,年，罕见的人祸天灾降临中国。大饥荒夺去数千万人的生命。袁隆平新眼目睹了这场遍布神州大地、来势凶猛的灾难。严酷而沉痛的现实使他感到深深不安。他开始了他的水稻高产育种研究。,21,自然辩证法绪论 张胜光制作,选题的原则,2,：科学性原则,科学性原则要求人们选择课题时，必须以一定的科学理论和科学事实作为依据，按客观规律办事。将选题置于时代和当时的科技背景下，使之成为在科学上可以成立和可以探讨的问题，即要持之有故，选之有理。科学性原则，也称为限制性原则。,22,自然辩证法绪论 张胜光制作,一般来说，明显与已确证的科学理论相违背的题目不应作为科研选题。例如历史上的“,永动机,”和现实中的“,水变油,”闹剧，都与能量守恒原理相悖；历史上的“,降神术,”、“,神创说,”等都与唯物主义原理不容，都不能作为科研选题。如果毫无根据地把推翻或改变已确证的理论作为研究项目，那就失去了起码的科学性，只能落得个劳而无功、贻笑大方的后果。,23,自然辩证法绪论 张胜光制作,同样，毫无事实根据的题目也不应作为科研选题，否则也将失去科学性，自寻烦恼。,上述限制，不是为科学划定禁区，而是为科学性所要求，并与非科学、伪科学划清界限。为此，科学和哲学应该建立自觉的联盟，科学工作者不仅要熟悉和掌握自然科学已有的基本原理和,科学发展的历史，而且应努力熟悉和掌握思维历史的辩证唯物主义哲学的基本原理和精神，唯此才能时刻保持清醒的头脑。,24,自然辩证法绪论 张胜光制作,当然，选题毕竟是科学研究的开端，依据的事实不仅有限，也可能存在错误；同时，理论的真理性也是相对的，它会随着科学实践的发展而发展。因此，科研选题既要尊重所依据的科学理,论和科学事实，还要随着基础事实和背景理论的更新对选题进行适时调整。这也是坚持科学性原则的应有之意。,25,自然辩证法绪论 张胜光制作,袁隆平的第一个科研项目,最初他按照米丘林、李森科“无性杂交”学说进行教学和科学试验。按照他们经典的理论，以及当时国际上的普遍观点，水稻作为自花授粉的植物没有杂交优势，实验没有任何意义。,袁隆平,对这些学说产生了怀疑，而沿着当时被批判的孟德尔、摩尔根遗传基因和染色休学说进行探索，这是需要很大勇气的。,袁隆平的,第一个科研项目,26,自然辩证法绪论 张胜光制作,选题的原则,3,：创造性原则,科学研究是要解决前人没有解决或没有完全解决的问题，这便是创造。创造性是科学研究的灵魂。从选题开始就要十分注重创新。要注意以下几点：,1,、概念、观点上的创新；,2,、方法上的创新；,3,、应用上的创新。,27,自然辩证法绪论 张胜光制作,新农大教授周著,“,排沙漏斗”在全国推广,国际水利界瞩目的黄河首座“排沙漏斗”工程，,2005,年在陕西省泾县建成投运。该项目工程采用新疆农业大学水利与土木工程学院教授周著研发的“漏斗式全排沙”技术，为国家节约投资,5600,万元。目前，这项成果已在全国推广。,由引水带来的沙害问题一直是世界水利界长期探索的难题。据了解，新疆,500,条引水干渠，每年用于清除引水灌溉出现的淤泥就需要,5000,万元；,600,座引水式电站由于受不同程度的沙害，每年损失不低于,6000,万元。,28,自然辩证法绪论 张胜光制作,据不完全统计，每年沙害对新疆的灌溉与引水工程造成的直接经济损失超过,1,亿元。,从,1993,年起，周著开始致力于引水治沙工作。,1996,年，他研发的“漏斗式全排沙”技术简称“排沙漏斗”重大研究成果，获国家发明专利；,1998,年获自治区科技进步一等奖；,2000,年被联合国工业发展组织列为“中国百项高新技术推广项目”；,2001,年获国家科技进步二等奖；,2002,年被列为国际重点科技成果推广项目，周著也被世界水利界称为“吹响人类向泥沙宣战号角的英雄”。,29,自然辩证法绪论 张胜光制作,全国最大的漏斗排沙工程,2005,年在陕西泾惠渠灌区落成,30,自然辩证法绪论 张胜光制作,1998,年，新疆第一座“排沙漏斗”工程在石河子红山嘴厂建成。该项目投资,5,年来，除了引水排沙外，每年都获经济效益,500,万元。目前，新疆已经建成和在建的,40,余项引水工程都采用了这一技术。,现在“排沙漏斗”技术，已在全国水利工程中“遍地开花”。黄河岸边首座“排沙漏斗”工程建成后，还有,4,项运用该技术的工程正在建设。,31,自然辩证法绪论 张胜光制作,黄河水利委员会设计院设计的引黄济京工程，已将该项技术列入可研报告。湖南省水电设计院用“排沙漏斗”技术解决挖泥船泥浆脱水问题，并于,2003,年制造了首台,80,型挖泥船泥浆脱水装置在洞庭湖上启用。上海航道工程有限公司用它解决海滩筑坝淤地工程中的沙料粗化问题，提高了上海港口清淤效率。浙江省台州宏冠造船有限公司，成功地用这项技术取代了采砂船上的挖沙链斗效果显著，并将在全国采砂船上全面推广。,新疆日报,2004,年,2,月,24,日第,2,版,周著：向泥沙宣战的勇士,32,自然辩证法绪论 张胜光制作,创造性原则系指选出的课题应是前人没有解决或没有完全解决的疑难问题，预期能从中产生新的科学技术成果。创造性是科学研究的灵魂，它与重复性不相容，要求课题具有先进性和新颖性。为贯彻和坚持选题的创造性原则，应当注意下述两点。,33,自然辩证法绪论 张胜光制作,首先，要弄清和确定课题本身所蕴含的新颖的实质内容，它不仅要求科研工作者具有渊博的学识，更要求具有建立在学识基础上的敏锐的洞察力。科学史上的许多重大成就，如拉瓦锡研究,燃烧现象和燃素之谜；普朗克研究黑体辐射和紫外线灾难；爱因斯坦研究光速悖论和以太之谜；李政道、杨振宁研究弱相互作用等等，都解决了前人多次研究而没有解决的实质性问题。,34,自然辩证法绪论 张胜光制作,究其因，他们的成功与他们的渊博学识和敏锐的洞察力是分不开的，尤其是因为他们首先弄清了前人没有完全弄清的课题所蕴含的实质内容，这正是他们得到突破性发现的根据，体现了选题的创造性原则。,35,自然辩证法绪论 张胜光制作,其次，在课题选择中，要善于把继承和创新结合起来，要有穷根究底献身科学真理的气概。富有创造性的课题本身就是继承和创新的辩证统一，没有继承便没有创新，继承是为了创新，创,新不是重复前人和占有现成的真理，而是在继承前人的基础上，突破前人的观点和学说，开垦科学的处女地。因此创新是有风险的，风险程度与创新程度成正比，敢冒风险置个人成败荣誉于不顾，也是科学献身精神的一种表现。,36,自然辩证法绪论 张胜光制作,杂交水稻的历史研究背景,当时学术界流行的经典遗传学观点认为，水稻是自花授粉作物，经过长期的自然选择和人工选择，许多不良的因子已经被淘汰，积累下来的多是优良的因子，所以自交不会退化，杂交也不会产生优势，从而断言搞杂交水稻没有前途。,37,自然辩证法绪论 张胜光制作,袁隆平杂交水稻研究的第一步实验,“年，我在一块田里发现一株稻鹤立鸡群，穗特别大，而且结实饱满、整齐一致，我是有心人，没有放过它。第二年我把它种下去，辛苦培育，满怀希望有好的收获，不料大失所望，再长出来的稻子高的高，矮的矮，穗子大小不一。这时候一般人感到失败就放弃了，我坐在田埂上想为什么失败了呢，我想到第一年选出的是一棵天然杂交种，不是纯种，因此第二年遗传性状出现分离，而如果按照那棵原始株杂交种的产量来计算，亩产能达到斤，这在年代是非常了不起的,我突发灵感，既然水稻有杂交优势，我为什么非要选育纯种呢？从此我致力于杂交水稻育种,。”,38,自然辩证法绪论 张胜光制作,袁隆平杂交水稻研究的第一篇论文,论文虽然发表了，但学术界权威的质疑与反对，使袁隆平承受着巨大的舆论压力。有人甚至说研究杂交水稻是“对遗传学的无知”。然而无论是科学道路上的挫折、失败，还是人为的干扰、破坏，所有的磨难都无法动摇袁隆平执着的梦想。,39,自然辩证法绪论 张胜光制作,野败的发现,毅力与运气,但是，到哪里去找水稻雄性不育性呢？袁隆平迈开双腿，与他的助手们走进水稻王国的茫茫绿海，去寻找天然的水稻雄性不育株。,1970,年的一天，他们在海南岛一片沼泽地的小池塘边发现了雄性败育的野生稻,-“,野败”。,40,自然辩证法绪论 张胜光制作,杂交水稻三系法的成功,到,1972,年，第一个雄性不育系和保持系培育成功了，继而育成了恢复系。,1973,年实现了“三系”配套，第一个具有较强优势的杂交组合“南优,2,号”获得成功，并立刻显示了它的增产效应，亩产达到,623,公斤，单产一般比常规稻增产,20%,左右。,41,自然辩证法绪论 张胜光制作,“杂交水稻之父”,袁隆平,与同行们历经,9,年的艰难探索，走过了困境，取得了两个方面的重大突破：一是育成了适合长江流域作双委早稻的优质、高产双委早稻组合；二是选育了超高产亚种间苗头组合，这些苗头组合达到了每公顷日产量,100,公斤的超高产指标，比曾经轰动一时的国际水稻研究所制定的超级稻育种计划提前了,6,年达标。,42,自然辩证法绪论 张胜光制作,选题的原则,4,：可行性原则,此原则主要指选题应与主客观条件相适应，根据已经具备的或经过努力可以具备的条件进行选题。,所谓选择研究课题的可行性原则，就是说，选择研究课题要量力而为，要具有完成课题预期目的现实可能性。,中国研制导弹还是飞机的选择,5,43,自然辩证法绪论 张胜光制作,例如爱因斯坦耗费三十余年研究“统一场论”，却终无所获。“统一场论”课题本身符合需要性、科学性、创造性原则，体现了爱氏思想的深邃，,对物质世界统一性的坚定信念和探索真理的执着及冒险精神；之所以未获成功，在于主、客观条件尚不具备，即当时对支配世界的四种自然力中的弱相互作用和强相互作用尚一无所知，致使爱氏空劳半生。袁隆平,早期研究红薯,44,自然辩证法绪论 张胜光制作,它告诉人们，有些课题虽然意义重大，但因目前缺乏解决的条件，而这些条件又是在短期内难以创设的，即应视为不具备可行性的课题不予选择。,对于条件不具备但必须研究的课题，可以将其分解为一系列子课题，从中选择相对来说具有较大可行性的子课题进行研究。但必须对其难度作充分估计，因为即使其中一个子课题的解决也会耗去一代人的精力。,45,自然辩证法绪论 张胜光制作,例如，在统一场论问题上，至,60,年代，由格拉肖、温伯格、萨拉姆建立规范场理论，才在弱电统一理论上取得了突破，但离四种基本相互作用力的大统一为期尚远。,46,自然辩证法绪论 张胜光制作,可行性选题应认真考虑科学研究的整体能力。在客观条件方面，要考虑科研经费、实验设备、原材料供应、图书情报资料、期限要求以及国家政策、学术交流等外部环境条件；在主观条件方面，要分析科研队伍的结构、各种人才的配置、研究者的素质、能力以及对课题的兴趣等因素。,47,自然辩证法绪论 张胜光制作,还要考虑研究者个人的思维模式和价值观念。一般来说，善于继承积累者，宜于作发展性课题研究；长于思考、思想活跃者宜于作创新性课题研究；刚刚步入科研工作的新人宜选课题小、见效快的“短、平、快”项目，以鼓舞士气、积累经验；长期从事科研的人，则宜选难度大、风险高的项目，力戒在薄木板上“钻洞”而无所作为。无论出于哪种考虑，都应该以自觉能动性和现实可行性为前提。,48,自然辩证法绪论 张胜光制作,选题的原则,5,：有兴趣的原则,科研选题，应当是自己最感兴趣的课题，最好是自己提出的假说，由自己亲手去验证，这样才能有更大的动力。,如李官奇搞大豆蛋白纤维，就完全是自己的兴趣，因为他发家靠的就是豆珀榨油，榨完油的豆渣再能抽出大豆纤维来，岂不更是美事！,又如袁隆平的“水稻禾下乘凉梦”，更是推动他不断取得新成就的动力。,49,自然辩证法绪论 张胜光制作,胶囊内镜,给肠胃摄像,50,自然辩证法绪论 张胜光制作,上述科研选题的五项基本原则，是相互联系又相互区别的。,需要性原则,制约了科学研究的根本方向，即科研必须服务于社会和科学自身的需要；,科学性原则,体现了科学研究的内在根据，即科研必须以经过科学实践反复检验证实的客观规律为基础才能避免陷入歧途；,有兴趣的原则,保证了科学家能忘我地投入工作，并为实现自己的假说不遗余力。,51,自然辩证法绪论 张胜光制作,创造性原则,显示了科学研究的本质特征，即探索未知世界的新现象和新规律；,可行性原则,表征了科学研究的现实条件，即科研必须以主、客观条件的满足为前提，才能达到既定目标。,五条基本原则都是限制性原则，它们相互制约，把选题限制在较狭小的范围内，从而有利于适时而正确地作出决断。,科研选题的基本原则同样适用于技术开发课题的选择。,52,自然辩证法绪论 张胜光制作,袁隆平的选题，正如爱因斯坦所说：“站在巨人的肩膀上”起步。做到了起点高（国际水平），方向明（世界性研究之方向），难度大（前人已研究多年尚未成功），竞争激烈；一旦成功，前景必然伟大而光荣。袁隆平掌握了这些信息，知己知彼，胸有成竹。因此，在他的研究中能少走弯路，早出成果，出大成果。这也是他在研究中当遇到各种复杂现象与困难时，表现得那么勇敢、沉着、矢志不渝、信心百倍的一个重要原因。,20_,袁隆平谈失败和突破,袁隆平选题的成功,53,自然辩证法绪论 张胜光制作,袁隆平 几乎与科学家擦肩而过,袁隆平学农的起源,袁隆平谈获得美国科学院院士感受,.,袁隆平谈杂交稻的产量与品质,袁隆平谈家庭关系,袁隆平谈个人性格和梦想,袁隆平 研究生招生标准,袁隆平的“瀑布稻”,54,自然辩证法绪论 张胜光制作,1,、袁隆平是怎样走上学农之路的？,2,、袁隆平的第一个科研项目是什么？,3,、袁隆平为什么要搞水稻育种研究？,4,、袁隆平为什么要走水稻远缘杂交之路？,5,、袁隆平之前，学术界是否看好远缘杂交？,6,、袁隆平是否从未遇到过失败？他对此怎么看？,7,、袁隆平是否遇到过机遇？这些机遇都是他自己发现的吗？,8,、袁隆平怎样看待灵感？,9,、袁隆平是不是一个冒险家？他为什么永不满足已有成绩？为何不功成身退？,10,、袁隆平是怎样看待自己的科研成果的？他为什么会有如此强大的科研团队？,11,、袁隆平的成功秘诀是什么？,55,自然辩证法绪论 张胜光制作,第五节巴斯德与,微生物学,微生物学的诞生,微生物学的建立可能是生物学史上可以与进化论相媲美的最伟大成就：它确立了生物界除众所周知的植物、动物之外的另一大类即微生物的存在。更重要的是，它揭示了疾病的原因是微生物在作怪，从而指明了治疗疾病的正确途径。法国化学家和生物学家巴斯德是微生物学和医学免疫学的伟大创立者。,57,自然辩证法绪论 张胜光制作,巴斯德（,1822-1895,）,58,自然辩证法绪论 张胜光制作,巴斯德的科研特点,巴斯德与袁隆平很相似，但他更善于从小处入手，到大处落脚。,譬如，他从啤酒变酸问题入手，发明了巴氏消毒法，这是一个工程技术问题。为了揭示巴氏消毒法的奥秘，他不得不批判生命自然发生说，设计了一系列实验，创立了科学的微生物学。,59,自然辩证法绪论 张胜光制作,从小处入手，到大处落脚。,又如，他从对鸡霍乱病的研究，发明了,接种免疫方法，为此不惜冒险进行了公开性的判决性实验并取得了胜利，还发明了狂犬病疫苗，由此创立了医学免疫学。,所以，巴斯德总是从实验入手，从小处入手，最后又总是落脚到新的科学理论的创立。,60,自然辩证法绪论 张胜光制作,放置久了的葡萄酒和啤酒常常变酸，使法国的酿酒工业蒙受巨大的损失。里尔的一位酿酒商向巴斯德这位著名的化学家请教，是否有一种化学药品可以制止这种变酸过程。巴斯德从工厂取来了样品，在显微镜下观察，结果发现未变酸的酒里有一种圆球状的酵母菌，而变酸的酒里的酵母菌变得很长。这表明，在酒里存在有两种不同的酵母菌。前者产生酒精，后者产生乳酸,(,使酒发酸,),。发酵和变酸实际上都是酵母菌导致的。,61,自然辩证法绪论 张胜光制作,巴斯德还发现，发酵不需要氧气，但需要活的酵母菌，因此，发酵过程是一种生物学过程，而不是一种化学过程。为此，他与著名化学家李比希发生了争论，因为李比希坚持发酵过程纯粹是一种化学过程。,62,自然辩证法绪论 张胜光制作,巴斯德在发现了发酵过程的微观机制之后，就着手解决葡萄酒或啤酒发酸问题。道理很简单酒酿制好后酒里的杆状酵母菌即乳酸杆菌必须去掉，否则它们会继续使酒变酸。巴斯德经多次实验发现，慢慢将酒加热到,55,度，酒中的乳酸杆菌就可以被杀死。将它们密封起来，酒就不会发酸了。,63,自然辩证法绪论 张胜光制作,这个方法由于太简单，反使许多工厂主不相信，觉得事情岂能如此简单。巴斯德向他们做示范，给一些酒加热密封，另一些不加热。过了几个月，加热过的酒完好如初，那些没加热的都变酸了。这种温热杀菌法今天被称为巴斯德灭菌法。由于它有效而简单，法国酿酒厂家很快就都采用了这种方法。今天我们饮用的牛奶就是采用这种方法灭菌的。,64,自然辩证法绪论 张胜光制作,微生物在发酵过程中起决定作用的发现，使巴斯德卷入了另一场关于自然发生说的争论。自然发生说主张，许多小生命是自然界随时自动产生的，比如苍蝇、蛆甚至老鼠等都是从肮脏的自然环境中自然产生的。赫尔蒙特曾提出，把糠和旧破布塞进一个瓶子里，将瓶子放在阴暗的床底下，瓶子里就会生出小老鼠。这些看法普遍流行，到了巴斯德时代依然有许多著名的生物学家相信。,65,自然辩证法绪论 张胜光制作,有一位学者宣称，巴斯德的灭菌法不灵。因为酵母菌会在有机液,(,如酒、牛奶等,),中自然发生。当然，如果酵母菌真会自然发生，巴斯德的灭菌法就从根本上无效。为此，巴斯德精心设计了实验证明了自己的的灭菌法完全有效。他将肉汤放入一个瓶内，加热后密封起来，过了若干天肉汤依然完好。他得出结论说，肉汤之所以变坏，是因为空气里的微生物进入了肉汤之中。,66,自然辩证法绪论 张胜光制作,巴斯德的加热实验已是无可辩驳，自然发生论者又提出并不是生命的自然发生说错了，而是加热过程破坏了生命自然发生的条件。这种说法使关于自然发生说的争论变得非常复杂。巴斯德决心回避生命的最终起源问题，而把注意力放在证明在消毒条件下微生物不可能自动产生出来。他仔细地研究了空气中的微生物，设计了一个又一个新实验来说明微生物是如何从空气中进入有机溶液中的。,67,自然辩证法绪论 张胜光制作,最著名的两个实验是曲颈实验和葡萄园实验。他将一个曲颈烧瓶在火上拉成一个弯的的长颈，将有机液,(,如牛奶、肉汤等,),放进去加热消毒。以后，由于瓶颈是弯曲的，空气虽然可以进入烧瓶内，但带菌的小颗粒被挡住了，有机液未受微生物侵害。一旦曲颈被打破，则有机液很快就变质了。,68,自然辩证法绪论 张胜光制作,葡萄园实验是专为著名生理华家伯纳尔做的，因为他相信发酵时不一定需要活的酵母菌。巴斯德建立了一座温室，将他的整个葡萄园密封起来，等葡萄成熟后，只要不添加酵母菌，它们就不会自动发酵。,69,自然辩证法绪论 张胜光制作,在一系列公开的判决性实验之后，巴斯德已使自然发生说声名扫地，他自己则成了神奇般的人物。,1865,年，法国蔓延着一种丝蚕病，它使法国南部的养蚕业和丝绸工业蒙受巨大的损失。当时任农商部长的法国著名化学家杜马邀请巴斯德出面解决这个问题。巴斯德推说自己从来没和丝蚕打过交道，杜马则认为他肯定能完成这个任务。巴斯德,只好带着显微镜来到南方。,70,自然辩证法绪论 张胜光制作,他从患病的丝蚕以及桑叶中发现了两种微小的寄生物，意识到正是它们导致丝蚕生病的。巴斯德向杜马提出，唯一的办法是将染病的蚕和桑叶全都毁掉。杜马采纳了巴斯德看似激进但简单易行的办法，结果挽救了法国的养蚕业和丝绸工业。,71,自然辩证法绪论 张胜光制作,巴斯德的微生物理论获得了越来越大的影响。在英国，外科医生李斯特（,1827,一,1912),率先将巴斯德消毒法用于外科手术。从前，他的病人有,45,死于手术后，其原因都是伤口发炎溃烂。李斯特意识到，伤口发炎一定是细菌在作怪。他发明了石炭酸消毒法，对手术器械和创口消毒，手术后死亡比例降到,15,。,72,自然辩证法绪论 张胜光制作,在法国，医生们非常保守。他们不听巴斯德的劝说，不相信巴斯德这位连医学学位都没有的人，能对医学有多大贡献。但是，巴斯德从事的工作正带来了医学领域的一场革命，这将使他成为历史上最伟大的医生,。,73,自然辩证法绪论 张胜光制作,解决了蚕丝病后，巴斯德进一步研究高等动物的传染病。当时法国农村正流行着一种炭疽病，大批患病的马、牛、羊很快死去，此前有些显微学家已经从病羊的血液里发现了致病细菌是一种丝状体，但学界争论很大。巴斯德很仔细地将这种病菌从动物体内分离出来，将其反复稀释、纯化，得到比较纯粹的炭疽病菌。从而证明了炭疽病的发病病因正是这种炭疽病菌。巴斯德又一次提议，将那些患病的牲口令部杀掉，并烧掉尸体深埋地下以制止疾病蔓延。,74,自然辩证法绪论 张胜光制作,细菌学发展到免疫学，是对人类文明的一个巨大贡献。,免疫的概念是从预防天花开始的。,16,世纪，中国人就已经开始接种人痘，即从轻微天花病人身上人工接染此病，从而达到预防的目的。这个方法通过阿拉伯人传到了欧洲，一时流行开来。启蒙运动的领袖狄德罗就曾大力鼓吹人痘接种法。但是，人痘接种非常不可靠，因为不能保证被接种者只患轻微的天花。,75,自然辩证法绪论 张胜光制作,英国医生詹纳,(1749,1823),注意到有些得过牛痘,(,发生在牛身上类似于天花的一种轻微的病,),的人也永不得天花。他大胆地做过几次实验，发现确实如此。,1798,年，他公布了这一重要的发现。詹纳劝说英国王室率先种了牛痘，于是种牛痘法很快在欧洲推广。天花从此被人类制服。有趣的是，伦敦医学会却因詹纳拒绝参加关于希波克拉底和盖伦理论的考试，而不让他入会。他们不知道詹纳才是人类历史上第一次真正制服一种疾病的伟大医生。,76,自然辩证法绪论 张胜光制作,詹纳虽然发明了种牛痘法，但他并不知道为什么种牛痘就可以预防天花。巴斯德的微生物理论对此提供了根据。他在对鸡霍乱病的研究中发现，有毒病菌经过几代繁殖，毒性可以大大减弱。他还发现，若是用这些毒力极弱的细菌给鸡接种，鸡就获得了对鸡霍乱病的免疫能力。巴斯德将这一现象总结为接种免疫原理：接种什么病菌，就可以防治该病菌所引起的疾病。,77,自然辩证法绪论 张胜光制作,在细菌层次上发现了免疫学的基本原理之后，巴斯德重新回到炭疽病的防治研究上来。他将自己提纯出来的炭疽病菌放在温热的鸡场汤里培养，这样可以使病菌的毒性更快地减弱。在最终培养出毒性极弱的疫苗，准备采用的时候，没想到遭到许多人的反对和不信任。在实验室里进行反复试验并取得成功后，巴斯德决定公开试验。,78,自然辩证法绪论 张胜光制作,1881,年,5,月,5,日，在一大群内科医生和兽医面前，巴斯德对,48,只绵羊中的,24,只、,30,头母牛中的,6,头、两只山羊中的一只进行接种。,31,日，试验主持人拿出了有毒的炭疽病菌液体，而且应观众的要求将病菌液体剧烈摇匀。庸医们又要求增大剂量，并交替对接种和未接种过的动物注射，以防巴斯德作弊。巴斯德一一按要求做了。,判决性实验,79,自然辩证法绪论 张胜光制作,一开始看到接种动物出现轻微反应，巴斯德也捏了一把汗。后来，没接种的动物一个接一个地死去，而接过种的动物全部没问题，他才松了一口气。结果，那些起先持怀疑态度的人全都转变了立场，巴斯德取得了巨大的胜利,!,80,自然辩证法绪论 张胜光制作,巴斯德最辉煌的工作是对狂犬病的征服。根据他的细菌免疫原理，巴斯德起初也认为狂犬病起源于一种细菌，但是在显微镜下，却总也看不到这种特殊的细菌。因此，他就无法将之分离出来加以培养,(,人们后来认识到，引起狂犬病的不是细菌，而是比细菌小得多的病毒。,),。,81,自然辩证法绪论 张胜光制作,经多次试验，巴斯德创造性地发明了活体培养法制取疫苗。他将狂犬的毒液接种到兔子的脑膜下，兔子死后将其脊髓提取出，再接种到另一种兔子脑膜下。这样经多次培养，得到了毒性极微弱的狂犬病疫苗。巴斯德发现，被狂犬咬伤到发病有一至两个月的潜伏期。如果在这段时间内，直接给被咬伤者进行脑膜下接种，疫苗就可以事先发生作用，从而有效地制止狂犬病的发作。,82,自然辩证法绪论 张胜光制作,1885,年,7,月,6,日，一位名叫迈斯特的,9,岁男孩被狂犬病狗多处咬伤，几乎所有的医生都断定他无望生还。巴斯德只是给动物做过试验，尚未在人体上试过。在迈斯特父母的要求下，他用毒性十分微弱的狂犬病疫苗给迈斯特进行注射，以后逐渐加大毒性，直至,7,月,16,日注射了刚使一只兔子致死的疫苗。巴斯德焦急地观察迈斯特，因为这毕竟是第一次给人体接种狂犬疫苗。但是，潜伏期过了，迈斯特却奇迹般地好了。狂犬病没有发作。,83,自然辩证法绪论 张胜光制作,消息轰动了整个欧洲。人们纷纷把患者从世界各地送往法国巴黎，因为这里的巴斯德是唯一能解救他们的人。为了应付日益增多的患者，法国于,1888,年成立了巴斯德研究所。被巴斯德解救的第一个患者迈斯特当了这个研究所的看门人。,1940,年，纳粹德国占领巴黎时，想让迈斯特打开巴斯德的墓室，迈斯特为保守墓室的秘密而自杀。,84,自然辩证法绪论 张胜光制作,85,自然辩证法绪论 张胜光制作,86,自然辩证法绪论 张胜光制作,第六节中国开造大飞机,技术发明的一般思路,提出创意或创新,寻求科学原理或技术路线,反复试验或试制,投放市场获取反馈,88,自然辩证法绪论 张胜光制作,建国初期对发展飞机还是导弹的讨论,建国初期，围绕国防建设的紧迫需求，对中国应当先发展大型飞机还是先发展导弹的问题有过争论。钱学森力主优先发展导弹，从此就有了“两弹一星”的成就。但由此也留下了忽视自主研制大型飞机的隐患。,89,自然辩证法绪论 张胜光制作,什么是大飞机？,业界所说的大飞机，一般是指起飞总重超过,100,吨的运输类飞机，也包括,150,座以上的干线客机，它是衡量一个国家科技水平和综合国力的重要标志，目前世界仅有美国、俄罗斯、法国等少数国家可以生产大飞机，中国的大型飞机则全部依赖国外进口。与飞机设计打了一辈子交道的飞机设计师程不时一直坚持认为，中国也应该制造属于自己的大飞机。,90,自然辩证法绪论 张胜光制作,大国的名片和冒险,飞机制造处于制造业的最顶端，标志着一个国家的制造能力和水平，也是附加值最高的产业。商务部部长薄熙来在与欧洲人谈判的时候说过的一句话流传广泛：中国要出口,8,亿件衬衫才能换回一架空客,A380,。,91,自然辩证法绪论 张胜光制作,中国造大飞机的尝试,中国从开始尝试自行研制大飞机到现在已经有,30,多年的历史，,1970,年，毛泽东主席亲自指定上海开发大飞机，,10,年后，,178,座、最大起飞总量,110,吨的运,10,飞机首飞成功，并进行了多次飞行试验。后来，政治和研制经费的短缺等原因夹杂在一起，导致了运,10,项目无疾而终。,92,自然辩证法绪论 张胜光制作,试图引进技术的失败,1980,年代，中国航空工业制定了“三步走”的战略，希望从组装国外飞机开始过渡到与国外合作研制,100,座级客机，然后再走到自主设计制造,180,座干线飞机。“三步走”预计到,2010,年走完，但由于合作方无意真正合作，该战略跌跌撞撞连第一步也没有走出就夭折了，时间是,1998,年。,93,自然辩证法绪论 张胜光制作,运,10,下马以后，我们企图通过合资、像搞汽车工业那样来发展大飞机，实践证明，在国际市场已经很清晰地形成两大巨头垄断的情况下，这条路走不通。它跟汽车工业不一样，汽车工业存在竞争，可以转让整车技术，可以从末端搞，最后搞到核心。在两大巨头垄断航空市场的情况下，他不允许出现一个新的竞争对手，中国同时又是两大寡头最大的海外市场。,94,自然辩证法绪论 张胜光制作,总结经验的话，航空工业必须自己搞，开发、制造能力不可能通过合作、组装加工来获得，那是痴心妄想。,在产业发展中，两种情况都没问题，一种是人家干脆什么都不给，完全靠自主研制，几轮下来也就上去了；一种情况是完全的市场，完全的市场竞争下不存在技术垄断。最可怕的是，给你块糖让你吃，又不让你知道这糖是哪来的，半开放半不开放。我们航空工业搞大飞机几十年的惨痛教训就是这个。,95,自然辩证法绪论 张胜光制作,重新开始研制大飞机,对大飞机项目的再次关注是从本届政府上任后开始的。正式上任国务院总理不久后的,2003,年,5,月,25,日，温家宝就看望了多次上书中央建议发展大飞机项目的著名科学家、中科院院士王大珩，听取他的意见。,2007,年，大飞机项目国家正式立项，项目研发将“军、民两立”，军机项目设于西安，民机项目放在上海。初步测算投资研制经费约亿元亿元人民币；国家发改委、科技部将负责项目牵头，国防科工委等部门参与，并由一位副部级官员统筹。,96,自然辩证法绪论 张胜光制作,大飞机的研制周期一般在,1020,年之间，国务院目前基本采纳的方案思路是“一次立项、两个机型、军民统筹、系列发展”，希望能在,10,年左右出成果。大型运输机研制仍按现有的军工体制进行，落于西安，而大型客机则要进行体制创新，创立一家由国家控股的新的大型客机股份公司，以研发、制造、销售一体化的模式运作，地点定在上海。,97,自然辩证法绪论 张胜光制作,7,亿件衬衫换来一架大飞机,从,1972,年开始，中国民航累计购买和租赁经营波音飞机共,523,架，花费,292,亿美元。在未来,2