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发布时间:2024-07-03 05:39:23

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你也太小气了,悬赏10分?????? 微型化学实验国内外发展现状自1988~ 底在北大举行首届大学化学教学研讨会上,笔者作有关微型化学实验的报告至今,微型实验在国内外发展迅速,现已有60多个国家和地区开展了这项工作。由联合国教科文组织(UNECO)和IUPAC的化学教育委员会(CTC)联合开展的微型实验全球项目,以让每个学习科学的人都能做实验(Hand on science experiment for al1)为宗旨,已在近40个国家得到推广。其中,主要是运用低成本的塑料系列仪器进行微型化学实验_1.21。英国 s.W.Breuer博士设计的仅1 3个部件的微型仪器用于大学有机实验,也取得良好效果。他提出让所有化学系学生做微型实验(microscale for all 。亚太地区微型实验化学协作网已于1999年建立并于2001年在香港举行国际微型化学研讨会,有美、日、英、德、瑞典、以色列、南非、新加坡、澳大利亚和我国内地与港台等12个国家与地区的200多名学者参加;1993 在美国环境署和化学会资助下全美微型化学中心成立,其主要任务是有计划地培训各层次教师,帮助他们在教学中应用微型实验;至今澳洲、南非、瑞典、德国和我国均已有相应的中心,在努力推动本国的M.L发展的同时积极开展国际学术交流。迄今国际性的微型实验研讨会已开两届,历年来举行IUPAC的学术大会和国际化学教育大会OCCE)均有微型实验的论文发表,去年在土耳其伊斯坦堡召开的第l 8届 ICCE把微型实验列为会议的一个主题。足见微型实验在国际上得到广泛重视。究其原因主要为:① 采用M.L使学生动手做实验更为普遍,实验的内容也更加 丰富,即M.L有利于提高学生的科学素质。② 实践表 明:采用微型实验是化学实验室绿色化的一项举措, 因此值得大力发展。 在教育部和中国化学会的有关领导专家的关心和支持下,通过许多同行教师的不懈努力,我国的微 型实验也有很大的发展,现已有千余所大、中学校不 同程度地采用了微型实验。全国性的微型实验研讨会 已举行过六届,经中国科协同意,海峡两岸微型实验 研讨会暨第六届全国M.L研讨会已于去年举行。国内 正式出版的微型实验专著、教材与论文集30余本,已 发表论文超过1000篇。微型实验在推动国内化学实验教学改革,提高化学教育质量上所发挥的功效已得到各级教育行政部门和广大师生的高度肯定,连续几届全国普通高校优 秀教学成果评选中,以微型实验为核心内容的成果已有五项获得国家级优秀成果奖,它们是: ① 微型化学实验的研究与教学实践(杭州师院和华东师大1993) ② 农科院校微型有机实验的研究与应用(华中农业大学1997) ③ 微型实验在轻、化、纺专业教学中的应用(齐齐哈尔大学2001) ④ 推广微型实验,促进创新教育的实践(云南大学2001) ⑤ 化学创新教育摸式的理论研究与实践(贵阳师专2001) 中学微型实验的研究与应用的获奖成果就更多了。可见,结合本专业的教学,创新性地开展微型实验的研究与教学实践是大有作为的。 综观我国微型实验的发展进程,有以下特色: 1.与国外M.L是由有机实验的微型化为发端不同,我国的M.L由大一化学实验的微型化开始,现已发展到无机、分析、有机、物化和高分子化学以及中学化学实验、中学自然科学实验等领域,反映了国内众多学者的共同努力,使我国微型实验研究和应用科涉及面较广。如微型高分子实验、中学自然科学微型实验均尚未见国外报导,这是值得我们深入下去,加以发展的。2.微型实验仪器的开发是发展M.L的物质基础,国内现已开发出多套微型玻璃仪器,呈现出规格与类型的多样性,另有以多用滴管、井穴板和带导气管的井穴塞等为核 12,-部件的塑料系列微型仪器,它们在系列配套、低成本方面与国外同类产品相比有明显的优势。尤其后一类仪器价格低廉,适用于中学和大一化学实验,易于做到学生人手一套,个个动手实验,已被列入教育部颁布的中学理科仪器配备目录,向全国推广。塑料仪器价廉、便携、好用,但还有不能直接用火加热和与一些有机试剂作用的缺点,为适应新课程标准的实施和初、高中化学教学需要,现开发了全套中学微型化学实验仪器。在塑料微型仪器基础上, 增加了微型玻璃仪器10余件,基本是常规仪器的缩微。这样,在不必直火加热时用塑料仪器,体现创新性;需加热时,用玻璃仪器。而微型玻璃仪器操作同 常规仪器一样,试剂用量却可节约70% ~90% ,能完成所有中学化学实验(含探究性实验),且价格低廉,能全面实现中学化学实验微型化。 3.微型实验不是常规实验的简单缩微,而是在以绿色化学理念和以学生发展为本的思想指导下在微型化条件下对化学实验的创新性变革。大量实践表明,教学中采用微型实验除了有显著的经济效益和环保效益外,在激发学生兴趣、强化学生实验动手能力的训练、培养创新思维、树立环保观念以及提高学生科学素养上有着独特的功效。作为教师,我们应进一步发掘微型实验的教育功能,提高化学实验的教学质量。 4.我国微型实验发展是与教学观念的更新、素质教育的实施相互促进的。面向全体学生实施以培养创新精神和实践能力为核心的素质教育,既给微型实 验的开发以指导目标,又为它的应用推广提供了广阔的平台。微型实验具备的节省试剂和时间、污染少、安全性高等特点,为Yt:展学生探究性实验、研究性学习提供了有利的手段,一些学校已经开始建立创新实验室,优先配备微型仪器供学生使用,这是有远见的举措,这方面的经验要及时总结交流。当前我国教育事业发展迅速,教学改革的步伐也在加快,新近颁布的普通高中化学课程标准(实 验)以全新的教育理念,设置多样化的化学课程模块。拓展了学生选择的空间,以适应学生个性发展需要。在课程内容中突出化学的科学特征,要求更好地 发挥实验的教育功能,各个课程模块都有相应的实验,而专门设置的“实验化学”模块中也增加了定量实验和化学实验设计、介绍现代化学实验技术以及绿 色化学等基本思想,强调探究实验活动,要求发展学生科学探究能力。显而易见。微型实验在这场重大的变革中,有它的用武之地,值得我们大力探索。

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(4)量子引力理论20世纪基础物理研究的巨大成就,当归功于相对论、量子论与引力论的建立。相对论、量子论和引力论都具有普适性,它们的普适性的一个重要体现分别表现在c、h和G这三个普适常数上。然而,三个理论是否真的具有普适性,还在于它们彼此间的相容性,广义相对论的建立证实了引力论与相对论的相容性。量子理论的发展证明,物质的各种运动形态都遵从量子化的要求,与此同时,一切相对论性场,如电磁场也应是量子化的。在场量子化研究的初期,曾出现了一系列的发散困难。在40年代末,量子化电磁场的发散困难初步通过重正化理论得以解决。发散困难的最根本解决是在60年代完成。弱电统一理论的建立,不仅解决了弱相互作用中的发散困难,而且在类似弱相互作用的框架之中,还可望在强相互作用领域解决相对论与量子论的相容性。最困难的一步就是引力论与量子论的相容,这一步骤的一个主要目标就是建立量子化的引力理论。量子引力理论的研究还起源于广义相对论的奇点问题。由彭罗塞提出,后经霍金和杰罗奇等人最终建立的奇点定理表明,在相当宽的物态条件下,引力场方程的解必定具有奇性。奇性的存在表明,广义相对论属于服从因果律的经典物理范畴,在奇点处,这一理论不再适用。有可能在考虑到引力场的量子性之后,奇性自然消失,这一猜测随后在霍金黑洞蒸发理论中得到了支持。迫使人们研究量子引力理论的第三个动机来源于大统一理论。弱电统一理论已经建成,弱电与强相互作用的大统一理论正是当前的热门课题,研究过程表明,必须同时考虑到它们与引力作用的统一,而这一统一的实质就是建立量子引力理论。经典物理学的理论框架是建立在因果律的基础上的,经典物理学依赖于物理定律和它相应的边界条件,然而当问题涉及到奇点,而这个奇点又不是数学或模型的缺陷由人为造成的时,奇点很难消除,又很难给出合理的边界条件,这就迫使人们必须重新考虑原有的理论。沿着膨胀和暴涨的宇宙反向历程,应用经典宇宙学所给出的框架,回溯宇宙在暴涨之前的状态,很自然地会得到宇宙的尺度将趋于零。这意味着,引力场的强度以及物质场的能量密度将趋于无限大,宇宙是从一个奇点演化而来的,而这个奇点并非由于模型的缺陷人为引起的。早在60年代,彭罗塞和霍金就曾利用整体微分几何证明过①,奇点不仅是高度对称的,而且是广义相对论的必然产物。这意味着,在广义相对论的理论框架之中,不可能找到解决奇点的方案,或者说,尽管广义相对论揭示了时空的引力弯曲,但它对于极高曲率的空间并不适用。量子论的鼻祖普朗克很早就主张,应在所有的自然力之间建立联系。1899年,他首先提出了“普朗克长度”这一普适的这一最小长度Lp,以后又陆续提出了“普朗克时间”tp、“普朗克温度”Tp与“普朗克质量”Mp,它们分别为Lp=(hG/c3)1/2=4.05×10-33cm, tp=(hG/c5)1/2=1.35×10-43s,Mp=(hc/G)1/2=5.45×10-5g,Tp=(hc5/k2G)1/2=3.56×1032K。由于h、c和G三个常量都是相对论不变量,以它们为基准的普朗克自然单位将是不变和唯一的,这一点具有深刻意义。审查上述量的大小不难看出,温度Tp极高,甚至比宇宙大爆炸时刻的温度还高,长度Lp、时间tp却极小,质量Mp也不很大,虽然这些值都是实验室条件下无法得到的,它们却使人们想到,在暴涨之前的宇宙这些是否是可以接近的尺度,因此,应该由一个量子化的广义相对论取代经典广义相对论。本世纪初,量子力学诞生之后,量子力学原理首先用于解释微小系统——原子结构方面的困难,确立了薛定谔方程,同时也得到了有关原子特征的一系列量子力学描述。本世纪60年代以来,当人们试图用量子力学解释巨大的体系——宇宙结构时,却发现它们之间有着惊人的相似①。首先,在具有电磁作用的质子与电子微小体系中,重要自由度r(t)在趋于零时,产生奇点的经典困难,而在具有引力作用的大物质体系中,重要自由度标度因子R(t)在趋于零时,也产生奇点的经典困难;微小电磁体系具有玻尔半径10-8cm的量子长度,而引力作用体系则具有普朗克长度10-33cm的量子长度;微小体系服从薛定谔方程的动力学规律,而引力体系则有惠勒-德维特方程。关于这两个体系间的相似与联系,近年来的研究又有了新的进展。本世纪60~70年代,德维特(DeWitt,B.S.)、米斯纳(Misner,C.W.)和惠勒等人在量子宇宙学方面做出了重要的基础性工作,他们建立了描述宇宙量子特征的惠勒-德维特方程,然而求解这个方程却面临边界条件的确立。因为最初宇宙究竟处于什么状态仍然不能确定。D、宇宙学的进展在物理学研究深入发展的同时,人们也在力求对时空大尺度上,即从整体上认识宇宙。宇宙的起源、结构和演化都是人们关心的课题。物理学与高科技的结合,创造了口径相当于25米的巨型光学望远望、空间X射线和红外线望远镜以及地域甚大的天线阵列射电望远镜,这不仅使人们观测宇宙的窗口从红外、可见光一直延伸到X射线和γ射线整个波段,还使观测宇宙的时空尺度伸展到了170亿光年。如今,在人类面前,已展现出一幅生动壮丽的宇宙画面。以现代高能粒子物理与广义相对论为基础建立起来的理论宇宙学,已能从理论上描述出从原始火球大爆炸,到星系形成和演化的整个过程。大爆炸模型已经由现代天文学的观测,如河外星系谱线红移、3K微波背景辐射以及氦丰度等得到了一定的证实。与此同时,在解决这一模型自身的问题,如视界问题、平坦性问题和磁单极问题等的过程中,与高能物理真空相变理论相结合,又发展成更为完善的暴胀宇宙模型。虽然具有暴胀机制的大爆炸模型为宇宙学的发展奠定了基础,然而随着量子引力理论的发展,有关量子宇宙学的一系列更深层次的问题,如宇宙时空拓扑结构、基本耦合常数的真空参数问题、宇宙常数的动力学解释等,又引起了更新一轮的激烈争论。这场理论研究的重要进展的源头,即把世人的目光从一般天体引向宇宙整体的就是哈勃定律的建立。1.哈勃定律与膨胀的宇宙研究表明,宇宙的年龄、演变及结局,在很大的程度上决定于它的膨胀速率。对宇宙膨胀的观测大体分成两个方面,这就是测定星系的运动速率与测定地球到星系的距离。前者关系到宇宙的形成模型及有关理论的发展,而后者则是估算天体亮度、质量和大小的重要依据,然而无论哪一种,都取决于哈勃常数的测量。哈勃常数已成为近代宇宙学中最重要的基本常数之一。20世纪初,几台口径1米的大型望远镜陆续建造成功,它们为河外星系的系统观测创造了条件。美国天文学家哈勃(Hubble,EdwinPowell1889~1953)在这种条件下,为现代天文学与宇宙学做出了重要的贡献。哈勃1910年毕业于芝加哥大学天文学系,后到英国牛津大学读书,在那里获得法律学硕士学位。1914年至1917年在耶基斯天文台攻读天文学博士学位。第一次世界大战期间,曾在法国服役,战后在威尔逊山天文台从事星系的观测研究。当时的威尔逊山天文台已建成100英寸的天文望远镜。利用这台望远镜,哈勃把观测的目标集中在他所称的“一片片的亮雾”之上,这就是星云。与哈勃同时代的一些天文学家也在对这些星云做了大量的观测工作,例如在里克天文台工作的美国天文学家柯蒂斯(Curtis,HeberDoust1872~1942)致力于河外星系的研究,他借助对新星的观测及利用星系角大小估算距离,认为所观测到的绝大部分星云都属于河外星系。热衷于星系观测与研究的还有美国天文学家沙普利(Shap-ley,Harlow1885~1972),他曾任美国哈佛大学天文台台长,1915~1920年间,曾用威尔逊山天文台100英寸望远镜研究旋涡星云,他利用勒维特(Leavitt,HenriettaSwan1868~1921)发现的造父变星作为量天尺,确定了这些星云的距离,认为它们大约距太阳5万光年左右,应该属于银河系,因此将银河系的尺度扩展到原有的3倍。沙普利还第一个提出,太阳系不处在银河系的中心,虽然他把太阳从银河系的中心地位赶了下来,却又把银河系放到了宇宙的中心之上。柯蒂斯的看法则不同,他认为宇宙中充满着大量的像银河系那样的恒星系统。1920年,在美国国家科学院,柯蒂斯与沙普利的两种不同观点正式交锋,虽然在这场论战中柯蒂斯占了上风,却并未有得出公认一致的结论,直到三年后,哈勃给出的观测事实,才使上述论战有了决定性的结果。1923年,威尔逊山天文台建成了2.5米口径的天文望远镜,哈勃利用它在仙女座星云外缘找到一颗造父变星,根据其光变周期与光度之间的关系,他推断出该星的距离为15万秒差距(实际为80万秒差距),比沙普利的银河系要大得多。这表明,仙女座大星云是一个河外星系,从而结束了河外天体是否存在的辩论,使天文学家的研究领域迈出了银河系。与哈勃同时代的另一位天文学家斯里弗(Slipher,VestoMelvin 1875~1969)也对星云研究感兴趣。他对星系光谱做了大量的观测。1921年,他首先把多普勒-斐索效应用于仙女座大星云,发现所观测到的星系光谱波长大多比实验室观测到的要长,这表明,这些星云都在远离地球退行,其退行速度大大地高于恒星的视向速度。 1929年,在同行们研究成果的基础上,哈勃仅以24个已知距离星系的观测资料为依据,做出了速率-距离的关系图。图中显示速率与距离值成正比,即vr=H0r,vr为星系对银河系的视向速率,上式即为哈勃定律,式中的常数H0就是哈勃常数,由这一常数得到的宇宙年龄H0-1=1.84×108年,该值恰与当时用散射方法观察到的地壳中古老岩石年龄1.8×108年惊人地一致,哈勃的结果,很快地得到认同。哈勃的这一结果,不仅证明了整个宇宙处于膨胀之中,而且这种膨胀速度与距离r成正比,因而既是处处没有中心又是处处为中心的。为了扩展观测的范围,需要能观测到更为遥远星系团中的星系。由于工作量的骤增,哈勃开始与赫马逊(Huma-son,MiltonLaSalle1891~1972)合作。哈勃负责测量星系的亮度,赫马逊负责测量红移量。赫马逊并非科班出身,最初只是威尔逊山天文台的一位看门人,工作之便使他热爱上了天文学,在为别人假期代班的天文观测中,显示了他出众的才华和娴熟的观测技巧,不久即正式投入天文学研究。在哈勃去世后,他继续了哈勃的天文观测事业,1956年,他又与其他人合作,利用观测到的资料,改进了哈勃定律,因而与勒梅特和盖莫夫的大爆炸理论取得了一致。2.哈勃常数值修正的三次高潮从原理上看,似乎哈勃常数的测定是简单的,即只要测出星系距离与退行速率,即可由哈勃定律得到哈勃常数。然而在实际上并非如此,星系的速率可以直接从谱线红移获得,可是距离的测量却是既困难又复杂的。对于1000万光年以内附近星系的距离,天文学家们的测量结果都比较一致,这种测量以造父变星为量天尺进行。1908年,在哈佛天文台工作的勒维特在南非观测时发现,造父变星的亮度周期性变化,光变周期越长,平均亮度也越大。这一发现具有不寻常的意义,因为观察亮度变化的整个过程,就可以得到光变周期和视亮度,随后即可计算得到它的绝对亮度。再根据距离加大,视亮度递减的关系,即可由绝对亮度与视亮度之比,确定造父变星的距离。因此,把造父变星作为量天尺,利用三角视差法,逐步扩大测量范围,不仅可以量出银河系的大小,还能测量出各河外星系的大小和距离。在20年代,哈勃用造父变星证实了银河系以外还存在有其它星系以后,从30年代到50年代,哈勃与桑德奇(Sandage,Allen Rex 1926~)等人,又在附近星系中寻找更多的造父变星以确立更新的量天尺,为此做了大量的工作。他们成功地测量了十几个星系的距离,改进了确定哈勃常数的基础。最初的哈勃常数值为H0=550千米/秒/百万秒差距(以下单位略)。1936年,考虑到星际消光因素,哈勃常数被修定为H0=526。在最初,这一数值被认为是准确的,因为按H0-1得到的宇宙年龄恰好与当时的地质观测结果相一致。二战之后,利用造父变星为量天尺,使哈勃常数逐渐得到了修正。1952年,在威尔逊山帕洛马文天台工作的旅美德国天文学家巴德(Baade,Walter 1893~1960)掀起了哈勃常数修正的第一个高潮。这次高潮是由修改量天尺引起的。此时,帕洛马天文台5米口径天文望远镜建成并开始运转。巴德利用他的精确而系统的测量,不仅在仙女星座中找到了300个以上的造父变星,而且还发现恒星分为两种星族,每一星族都有自己的造父变星,它们只适用于附近星系,而原有哈勃定律所针对的则都是建立在第一星族基础上的造父变星。随着对造父变星周光曲线的修定,随着观测尺度的加大,必须更换原有哈勃常数测定中的量天尺。经巴德计算,遥远星系的距离比原来的估计值增加了一倍,哈勃常数将比原来减小一倍。1952年,巴德在罗马举行的第8届国际天文学大会上,宣布了他的结果,H0=260。哈勃常数修正的第二个高潮由哈勃的接班人桑德奇掀起。桑德奇是一位著名的实测天文学家,从1956年开始,他在帕洛马天文台对哈勃常数进行了系统的测量工作。在几年的时间内,他得到了600多个星系的数据,最大的红移量值达到Z=0.202,所得到的哈勃常数值为H0=180。在此基础上,桑德奇又对哈勃常数做了进一步的修正,他们再度更换量天尺并把观测范围进一步加大,此时原有确定距离的方法已不再适用,因为当星系距离达到了几百万秒差距时,望远镜已无法区分星系中单个的星,必须寻找代替造父变星做为新距离标准的“指示体”。他们通过天体的绝对星等和视星等的关系,先确定指示体的距离,再由指示体确定星系距离。他们认为能作为距离指示体的有,造父变星、HⅡ区、球状星云、超新星和椭圆星系等。1961年,桑德奇在美国伯克利召开的国际天文学大会上宣布,总估各种测量结果,哈勃常数值应在75与113之间,最或然值为H=98±15,一般可取为100。这一结果表明,宇宙的尺度要比人们早期预期结果远大得多。进入70年代以来,哈勃常数的测定日益受到天文学家们的重视,对它的测量方法也更加系统,测量的精度也日益提高,因而形成了哈勃常数修正的第三次高潮。然而,这次修正高潮之后,局面却日益复杂化。哈勃常数的各次测量值越来越多地接近高低两个值上。桑德奇和他的合作者塔曼得到的值是50,而德克萨斯大学的德瓦科列尔(de Vaucouleurs)的结果却是100,两个值的测量方法都是以造父变星为起点,其后选用不同距离的指示体进行的,结果竟然相差一倍,不仅出现了哈勃常数纷争的局面,也使人们在实际运算中,出现了任意选择的局面,有人选取50,有人选取100,还有人选择平均值75,虽然这些值的选取都具有权威性,但是仍无法最后判定哪一个最准确。目前,对哈勃常数做出裁决为时尚早,但是,从其它方面得到的佐证中,仍然可以提出带有倾向性的意见。根据哈勃常数值,宇宙的哈勃年龄应为t0=19.7×109年和t9=9.8×109年。然而宇宙的年龄还有其它的估算方法。一种方法是测量矿石中放射性元素的含量,根据其半衰期加以估算。对各种放射性元素综合测量的结果,所给出的宇宙年龄是1×1010另一种较为有效的方法是测定球状星团的年龄。根据球状星团的赫罗图,得出它们的年龄在(10~20)×1010综合这些从不同角度得到的估算结果,宇宙的年龄不超过200亿年,这表明取小值哈勃常数更符合实际。由于哈勃常数已成为近代宇宙学中最重要也最基本的常数之一,近年来,对它的研究已成为十分活跃的课题。正式发表的有关哈勃常数的论文已有数百篇。1989年,著名天体物理学家范登堡(Van den Bergh)为天文学和天体物理评论杂志撰写了一篇权威性论文①,它综述了截止到80年代末所有关于哈勃常数的测量和研究结果,最后认为,哈勃常数的取值应为H0=67±8。3.多余天线温度的发现1963年初,在贝尔实验室工作的年青物理学家彭齐亚斯(Penzias,Arno Allan 1933~)和射电天文学家威尔逊(Wilson,Robert Woodrow 1936~)合作,测量银河系内高纬星系的银晕辐射。他们所使用的射电望远镜原是用于接收人造卫星“回声号”回波用的大喇叭口天线加辐射计制成。他们还采用了当时噪音最低的红宝石行波微波激射器,并利用液氦致冷的波导管作为参考噪音源,因为它能产生功率确定的噪音以作为噪音的基准,使噪音的功率可以用等效的温度表示。由于当时的手头正好有一台7.35cm的红宝石行波微波激射器,他们就先在7cm波段上开始了天线的测试工作。彭齐亚斯和威尔逊的测量结果①表明,天线的等效温度约为6.7±0.3K,天线自身的温度为3.2±0.7K,其中大气贡献为2.3±0.3K,天线自身欧姆损耗和背瓣响应的贡献约为1K,扣除这些因素,最后得到,天线存在有多余噪音,它的等效温度约为3.5±1K。尽管他们采用了各种措施,把各种估计到的噪音来源尽量消除,这个多余噪音的等效温度值依然存在,它不仅稳定,而且均匀无偏振,在任何方向都能接收到。彭齐亚斯和威尔逊观测到天线多余噪音温度现象,带有一定的偶然性,因为实验并没有在理论的预言或指导下进行。然而可贵的是,他们重视观测的结果,忠实于原始资料,不但没有轻易放弃偶然观测到的现象,反而抓住它们一追到底。并想方设法挖掘观测事实背后的意义,这就使他们能不失时机地做出重大发现。在这一成功之中,更难能可贵的是贝尔实验室对实验工作的支持。这一当今最大的工业实验室,拥有数千名才华出众的科技工作者,他们在进行电话、电报技术发展与开发业务的同时,始终重视基础科学,特别是基础物理学的研究工作。它在世界通讯事业中起着中流砥柱的作用,在物理学的研究中,也取得了许多令世人瞩目的成果,例如,在天体物理学方面,1931年,贝尔实验室的电信工程师央斯基(Jansky,Kart Guthe 1905~1950)首先发现了来自银心的周期性噪音射电辐射,从此开创了射电天文学的新领域。这次彭齐亚斯与威尔逊的观测是贝尔实验室与国家射电天文观测台合作进行,贝尔实验室远见卓识地从人力、设备与资金上给予了大力支持,提供了当时世界一流的灵敏毫米波谱线射电望远镜、热电子辐射计、液氦致冷参照噪音源,为实验的成功起到了至关重要的作用。4.宇宙微波背景辐射的证实在与彭齐亚斯、威尔逊实验观测的同时,另一些人也在对同一目标搜寻着。他们是以迪克(Dicke,Robert Henry 1916~)为首的普林斯顿大学的一个研究小组,正在开展一项有关宇宙学的探索性研究。1941年,迪克从罗彻斯特大学获得博士学位。1946年前,他在普林斯顿大学物理系执教。迪克成名于他的一项重要成果——标量-张量场论的提出①。这一理论与爱因斯坦的引力理论并驾齐驱,也能成功地解释引力研究中的一些观测现象,以致在引力场研究中,谁是谁非还一时难见分晓。在60年代,随着宇宙学研究的兴起,迪克对伽莫夫的宇宙原始大爆炸理论产生了浓厚的兴趣。他曾设想,至今宇宙应残存有大爆炸的遗迹,例如宇宙早期炽热高密时期残留的某种辐射。他与他的合作者认为,这种辐射有可能是一种可观测到的射电波②。迪克建议罗尔(Roll,P.G.)和威尔金森(Wilkinson,D.T.)进行观测,还建议皮布尔斯(Peebles,P.J.E.)对此进行理论分析。皮布尔斯等人在1965年3月所发表的论文中①明确指出,残存的辐射是一种可观测的微波辐射。叙述了极早期宇宙中重元素分解后,轻元素重新产生的图景。皮布尔斯后来在霍普金斯大学做过的一次学术报告中,也阐明了这个想法。1965年,彭齐亚斯在给麻省理工学院射电天文学家伯克(Burke,B.)的电话中,告之他们难以解释的多余天线噪音,伯克立即想起了在卡内基研究所工作的一个同事特纳(Turner,K.)曾提到过的皮布尔斯的那次演讲,就建议彭齐亚斯与迪克小组联系。就这样,实验上和理论上的两大发现由此汇合并推动事态迅速地发展起来。先是彭齐亚斯与迪克通了电话,随即迪克寄来一份皮布尔斯等人论文的预印本,接着迪克及其同事访问了彭齐亚斯和威尔逊的实验基地,他们在离普林斯顿大学只有几英里之遥的克劳福德山讨论了观测的结果之后,双方协议共同在《天体物理学》杂志上发表了两篇简报,一篇是迪克小组的理论文章《宇宙黑体辐射》②,另一篇是彭齐亚斯与威尔逊的实验报导《在4080MHz处天线多余温度的测量》③,虽然后一篇论文考虑到自己尚未在宇宙论方面做出什么工作,出于慎重,论文并未涉及背景辐射宇宙起源的理论,只是提到“所观察到的多余噪音温度的一种可能解释,由本期Dicke、Peebles、Roll和Wikinson所写的另一篇简讯中给出”,但是,两篇论文分别从理论与实验的不同角度表述的研究成果竟如此珠联璧合,不能不令人惊叹。两篇论文发表后,引起了极大的反响。人们意识到,如果能给出天线多余温度确实来自宇宙背景辐射的证明,这个成果对宇宙学的发展的影响将是不可估量的。根据理论分析,早期宇宙极热状态下的光辐射是处于热平衡状态下的,它应具有各向同性且热辐射能量密度分布遵守普朗克定律等特点。随着宇宙的热膨胀,宇宙逐渐冷却,残存的光辐射谱仍应保持普朗克分布。彭齐亚斯与威尔逊所检验到的辐射是否遵从这一分布,应是检验天线多余温度是否来源于宇宙背景辐射的一项重要标准。从1965年到70年代的中期的近十年时间里,不少研究小组相继完成了各种测试。迪克小组在3.2cm波段上得到了3.0±0.5K,夏克斯哈夫特和赫威尔在20.7cm上测得2.8±0.6K,彭齐亚斯和威尔逊在21.1cm上测得3.2±0.1K。然而3K黑体辐射的峰值应在0.1cm附近,为取得0.1cm附近的测量值,康奈尔大学的火箭小组和麻省理工学院的气球小组的高空观测结果是,在远红外区有相当于3K的黑体辐射。加州大学伯克利分校的伍迪小组用高空气球测出,在0.25cm到0.06cm波段,有2.99K的黑体辐射。至此,实验结果与理论已得到极好的符合,彭齐亚斯和威尔逊观测到的多余天线温度确实是宇宙微波背景辐射,这种辐射在宇宙各处的各向同性、无偏振、具有大约3K的黑体谱。这项成果对宇宙学的研究具有重大意义,为此,彭齐亚斯和威尔逊获得了1978年诺贝尔物理学奖。

达尔文是英国著名的生物学家,进化论的奠基人.主要成就有:创立生物进化论.代表作品有:物种起源.

一部划时代的著作标志着19世纪绝大多数有学问的人对生物界和人类在生物界中的地位的看法发生了深刻的变化。影响历史进程的经典著作震撼世界的10本书之一对人类发展进程产生过广泛影响的巨著影响中国近代社会的经典译作1985年美国《生活》杂志评选的人类有史以来的最佳图书1986年法国《读书》杂志推荐的理想藏书1859年11月24日,在英国伦敦,这是很不平凡的一天。这一天,伦敦众多市民涌向一家书店,争相购买一本刚出版的新书。这本书的第一版1250册在出版之日即全部售罄。这本轰动一时的新书就是《物种起源》,它是进化论的奠基人达尔文的第一部巨著。这部著作的问世,第一次把生物学建立在完全科学的基础上,以全新的生物进化思想推翻了"神创论"和"物种不变"的理论。《物种起源》的出版,在欧洲乃至整个世界都引起轰动。它沉重地打击了神权统治的根基,从反动教会到封建御用文人都狂怒了,他们群起攻之,诬蔑达尔文的学说 "亵渎圣灵",触犯"君权神授天理",有失人类尊严。与此相反,以赫胥黎为代表的进步学者,积极宣传和捍卫达尔文主义。进化论轰开了人们的思想禁锢,启发和教育人们从宗教迷信的束缚下解放出来。达尔文的《物种起源》非常有意义,这本书可以用来当做历史上的阶级斗争的自然科学根据。 ------- 马克思1859年成为划分科学史前后两个"世界"的界限。《物种起源》的出版使生物学发生了一场革命,这场革命如同马克思主义登上历史舞台一样,意义重大,影响深远。达尔文远离大城市的繁嚣,在他宁静的庄园里准备着一场革命,马克思自己在世界嚣嚷的中心所准备的也正是这种革命,差别只在杠杆是应用于另一点而已。 ------- 李卜克内西达尔文在《物种起源》中的主导思想,即"自然选择",一定会被当做科学上的确定真理而为人们所接受。它有一切伟大的自然科学真理所具有的特征,变模糊为清晰,化复杂为简单,并且在旧有的知识上添加了很多新的东西。达尔文是本世纪的、甚至是一切世纪的博物学中最伟大的革命者。 ------- 英国植物学家 华生我认为《物种起源》这本书的格调是再好也没有的,它可以感动那些对这个问题一无所知的人们。至于达尔文的理论,我准备即使赴汤蹈火也要支持。 -------- 英国博物学家 赫胥黎从最古老的单细胞到有着复杂生命结构与思维的人类诞生,在漫长的30多亿年生命行进征程中,形形色色的生物从出生到灭亡,从低等到高等,究竟是何种神奇的力量推动着生物的进化发展呢?多少个世纪以来,人们绞尽脑汁,企图找到令人信服的答案,最终都以百思不得其解而告终。就在人们对生命演进机理持不同见解的各门各派展开激烈论战、争论不休的时候,一个划时代的人物出现了。自古以来众说纷纭、莫衷一是的进化论思想终于在19 世纪英国伟大的博物学家达尔文手中形成了具有无可争议的说服力的体系。到了1859年达尔文的《物种起源》一书出版后,生物普遍进化的思想以及"物竞天择,适者生存"的进化机制已成为学术界、思想界的公论。由此,达尔文的生物进化论被称为19世纪自然科学的三大发现之一。在举世闻名的《物种起源》一书中,达尔文提出了一个又一个令人震惊的论断:生命只有一个祖先,因为生命都起源于一个原始细胞的开端;生物是从简单到复杂、从低级到高级逐步发展而来的,生物在进化中不断地进行着生存斗争,进行着自然选择……达尔文的《物种起源》一书成了生物学史上的经典著作。如今,《物种起源》所提及的许多观点已成为人尽皆知的常识。达尔文的生物进化论后来不断地得到发展。20世纪40年代初,英国人霍尔丹和美籍苏联生物学家杜布赞斯基创立了"现代进化论"。现代进化论者摒弃了达尔文把个体作为生物进化基本单位的说法,他们认为,应当把群体作为进化的基本单位。突变本身是物种的一种适应性状,它既是进化的动因,又是进化的结果,自然选择的作用不是通过对优胜个体的挑选,而是以消灭无适应能力的个体这一方式而实现的。现代进化论很好地解释了古典达尔文主义无法解释的许多事实。遗憾的是在达尔文时代,遗传学先驱孟德尔还没有能够让世人相信他的遗传学说,否则,达尔文定会痛不欲生,因为1838年,他选择了亲舅舅的女儿、表姐埃玛作为终身伴侣。据说,到了晚年,达尔文对孟德尔和他的遗传学略有所闻,他常常为他的近亲结婚感到不安。达尔文死后安葬于牛顿与约翰·赫歇尔的墓旁,地点就在英国伦敦的西敏寺。乐观是希望的明灯,它指引着你从危险峡谷中步向坦途,使你得到新的生命新的希望,支持着你的理想永不泯灭。类别: 时间敢于浪费哪怕一个钟头时间的人,说明他还不懂得珍惜时间的全部价值。完成工作的方法是爱惜每一分钟。我从来不认为半小时是微不足道的很小的一段时间。我的生活过得像钟表的机器那样有规则,当我的生命告终时,我就会停在一处不动了。类别: 思想寿命的缩短与思想的虚耗成正比。我一贯力求思想不受束缚。类别: 读书我既没有突出的理解力,也没有过人的机智。只是在觉察那些稍纵即逝的事物并对其进行精细观察的能力上,我可能在普通人之上。类别: 真理我能成为一个科学家,最主要的原因是:对科学的爱好;思索问题的无限耐心;在观察和搜集事实上的勤勉;一种创造力和丰富的常识。我在科学方面所做出的任何成绩,都只是由于长期思索,忍耐和勤奋而获得的。类别: 科学我之所以能在科学上成功,最重要的一点就是对科学的热爱,坚持长期探索。无知者比有知者更自信。只有无知者才会自信地断言,科学永远不能解决任何问题 。不要因为长期埋头科学,而失去对生活、对美、对待诗意的感受能力。我在科学方面所做出的任何成绩,都只是由于长期思索,忍耐和勤奋而获得的。作为一个科学家来说,我的成功……最主要的是:爱科学——在长期思索任何问题上的无限耐心——在观察和搜集事实上的勤勉——相当的发明能力和常识。我能成为一个科学家,最主要的原因是:对科学的爱好;思索问题的无限耐心;在观察和搜集事实上的勤勉;一种创造力和丰富的常识。科学就是整理事实,以便从中得出普遍的规律或结论。类别: 理想乐观是希望的明灯,它指引着你从危险峡谷中步向坦途,使你得到新的生命新的希望,支持着你的理想永不泯灭。类别: 勤奋我在科学方面所做出的任何成绩,都只是由于长期思索,忍耐和勤奋而获得的。如果说我有什么功绩的话,那不是我有才能的结果,而是勤奋有毅力的结果。类别: 工作完成工作的方法是爱惜每一分钟。类别: 成功作为一个科学家来说,我的成功……最主要的是:爱科学——在长期思索任何问题上的无限耐心——在观察和搜集事实上的勤勉——相当的发明能力和常识。我之所以能在科学上成功,最重要的一点就是对科学的热爱,坚持长期探索。类别: 友情谈到名声、荣誉、快乐、财富这些东西,如果同友情相比,它们都是尘土……类别: 保护环境只有服从大自然,才能战胜大自然1809年2月12日,查尔斯·达尔文出生在英国施鲁斯伯里镇1817年妈妈去世。1817年~1825年在施鲁斯伯里私立中学就读。1825年~1827年在苏格兰爱丁堡大学攻读医学。1828年~1831年在英国剑桥大学就读。1831年~1836年随贝格尔号军舰环球考察。1837年开始写作第一本物种演变笔记。1838年阅读托马斯·马尔萨斯的著作《人口论》1839年1月,与爱玛·韦奇伍德结婚;12月,儿子威廉出生;严重疾病的第一阶段。1839年~1843年编纂五卷本巨著《贝格尔号航行期内的动物志》1842年移居到伦敦郊外的达温宅。1842~1846年撰写三卷本著作《贝格尔号航行期内的地质学》。1844年撰写未发表的阐述进化论的论文。1846年~1855年就藤壶问题进行研究写作。1848年父亲去世;健康状况不佳并持续很长时间。女儿安妮去世。1855年开始撰写关于进化论的主要著作。1858年伦敦林奈学会宣读达尔文和华莱士合作的关于进化论的论文。1859年发表《物种起源》。1860年英国科学促进会年会在牛津大学关于进化问题的大辩论。1863年~1865年病情延续。1868年发表《家养动物和培育植物的变异》。19世纪70年代发表五部关于植物的著作。1871年发表《人类起源和性选择》。1872年发表《人类和动物情感的表达》1881年发表关于蚯蚓的著作。1882年4月19日,达尔文在达温宅逝世;厚葬于威斯敏斯特大教堂。[编辑本段]【达尔文的葬礼】1882年4月19日下午4点,达尔文在夫人爱玛的怀里停止了呼吸。爱玛和子女们一边向亲友发出讣告,一边着手准备葬礼。达尔文的遗愿是埋葬在唐恩村的家庭墓地中,与哥哥伊拉兹马斯和夭折的大女儿安妮埋在一起。他的家人和村民们也都希望他能长眠在他已生活了40多年的土地上。但是其他人则认为以达尔文的成就应该为他举行国葬,埋到英国的先贤祠——威斯敏斯特大教堂。第二天英国的报纸纷纷发表评论,呼吁把这位“自牛顿以来最伟大的英国人”与牛顿等人埋在一起供后人凭吊。有一家报纸还指出,早在15年前普鲁士国王已授予达尔文爵位,英国女王却没有这么做,以至达尔文死时还是一介平民,不能以“爵士”的头衔下葬,难道不该以入祠祀奉来弥补英国对其第一儿子的不公平待遇吗?(后来达尔文有三个儿子被陆续授予爵士头衔)也有报纸评论说,达尔文要比已埋在威斯敏斯特大教堂的许多政治家更属于那里,因为“与这位震撼世界的思想家的成果所产生的巨大影响相比,日常政治的喧嚣大部分不过是尘土一般的贫乏”。在媒体的呼吁声中,皇家学会会长给达尔文的家人去信,请求他们同意达尔文入葬威斯敏斯特大教堂。达尔文的邻居、林耐学会会长兼议员约翰·鲁巴克收集了28位议员的签名,向威斯敏斯特大教堂主教请愿。正在法国访问的威斯敏斯特大教堂主教甚至还未收到议会的请愿书,就已发电报表示同意让达尔文入祠。葬礼于4月26日举行。爱玛没有出席葬礼,留在了唐恩家中。10名抬棺者中除了鲁巴克、一名威斯敏斯特大教堂的教士,还包括王家学会会长代表科学界,一名伯爵和两名公爵代表政府(其中一位是达尔文的母校剑桥大学的校长),和美国大使代表外宾,以及达尔文最亲密的朋友中还健在的三位:植物学家约瑟夫·胡克。达尔文随贝格尔号环球航行回来后,长期秘密研究进化论,只有一些朋友知道他在研究这个将会颠覆世界的理论,胡克就是其中之一。自然选择理论的共同发现者华莱士。达尔文本来做好了在死后才发表其进化论手稿的准备。做为一个生性平和的人,他不想见到这个理论的发表在社会上引起的争议。但是在1858年夏天,由于接到华莱士的来信,知道华莱士已独立发现了自然选择理论,这才迫使他在征求了胡克等人的意见后,与华莱士同时发表了关于自然选择论的论文,并在次年出版《物种起源》。此后自然选择理论也被称为达尔文主义——这个说法是华莱士首先使用的。古生物学家托马斯·赫胥黎。《物种起源》的发表不出所料掀起轩然大波,达尔文本人避免参与社会争论,代替他四处争斗捍卫进化论的是赫胥黎,因此获得“达尔文的斗犬”的称号。送葬者包括伦敦市长,王家学会、林耐学会和其他科学学会的会员们,以及各国、各界代表。在“得智慧,得聪明的,这人便为有福”的赞美诗歌声中,达尔文被埋在了牛顿墓碑的下方。没有人觉得把提出动摇了基督教世界的学说的人埋在大教堂里有何不妥。《时报》甚至评论说:“该大教堂需要这个葬礼甚于该葬礼需要大教堂。”进化论与基督教的冲突似乎已成为历史。英国基督教领袖们乘机在世人面前展示他们的宽容。《旗帜报》宣称:“真正的基督徒能够像接受天文学和地质学一样接受进化论的主要科学事实,而不会对更古老和珍贵的信仰产生任何偏见。”高教会派的报纸《晨报》声称:“我们无法欣赏他的理论的全部,但是我们能够敬佩他的生活。”《教会时报》则干脆说达尔文是一名“基督教绅士”。几年之后,开始出现谣言声称达尔文临终忏悔放弃了进化论,这个谣言至今还能在传教宣传品中看到。事实上达尔文死时不仅不信神,甚至对基督教极其反感。他生前不愿公开他的宗教立场,一方面是因为他不愿参与争端,另一方面也是因为他认为不信神的立场只适合于有教养的人,让普通大众接受无神论的时机还不成熟。但是在私下场合,达尔文并不隐瞒他反对基督教的立场。这有他晚年写的自传为证。在自传中,他用一章专门阐述自己的信仰,批驳各种有关上帝存在的证据,认为没有任何理由相信上帝存在,并介绍了自己唾弃基督教的经过。他甚至抨击基督教的教义“真是一种可咒诅的教义”。

英国博物学家,进化论的奠基人。1831—1836年,他以博物学家的身份,参加了英国派遣的环球航行,做了五年的科学考察。在动植物和地质方面进行了大量的观察和采集,经过综合探讨,形成了生物进化的概念。1859年出版了震动当时学术界的《物种起源》。书中用大量资料证明了形形色色的生物都不是上帝创造的,而是在遗传、变异、生存斗争中和自然选择中,由简单到复杂,由低等到高等,不断发展变化的,提出了生物进化论学说,从而摧毁了各种唯心的神造论和物种不变论。恩格斯将“进化论”列为19世纪自然科学的三大发现之一(其他两个是细胞学说,能量守恒和转化定律)。 他所提出的天择与性择,在目前的生命科学中是一致通用的理论。除了生物学之外,他的理论对人类学、心理学以及哲学来说也相当重要。 【生平】 一、达尔文之前 生物进化论,甚至可以说整个生物科学,开始于1859年11月24日。在那一天,在经过二十年小心谨慎的准备之后,达尔文出版了《物种起源》。第一版印了一千二百五十本,在一天之内销售一空。一门崭新的学科从此诞生了。 但是,一门新的学科不会从天而降。在1859年,科学界已经有了大量的进化证据,做好了准备迎接进化论的诞生。这时候的进化证据归纳起来有动植物培养、化石记录、解剖比较、退化器官、胚胎发育和生物地理分布这几类。 动物家养和植物栽培已经有了几千年的历史,人们由此已经知道同一物种往往有着差别极大的形态。这些形态是可以被改变的,通过精心的选择,可以得到新的品种。这种经由达尔文所谓的“人工选择”而获得的品种,其彼此之间的差别,有时比野外物种之间的差别还要大。如果我们在野外见到狼狗和哈巴狗的话,完全可能把它们当成象狼和狐狸那样两个截然不同的物种。动植物培养提供了“生物是可变的”感性而直观的材料。 那时候,科学界早已知道化石乃是生物体的遗迹,而且,许多从前的物种现在已经不存在、灭绝了,也就是说,生物界的组成并不是从古到今一成不变的。许多种类在化石记录中显示了随着地理时间的推移而逐渐发生变化的趋势,有时在两个类群之间还可以发现处于过渡形态的化石。各个主要生物类群在化石记录中并不是同时出现的,而是有先有后,很有顺序,而且这个顺序与从现存生物的比较得到的顺序相符。比如,从形态结构(例如心脏结构)和生理特点(例如呼吸系统)的比较,我们可以推测脊椎动物从“低级”到“高级”的顺序是鱼类、两栖类、爬行类和哺乳类,而在化石记录中,我们也发现鱼类化石的确先在较早的地层开始出现,其次是两栖类、爬行类,而以哺乳类化石出现得最晚。化石记录所展示的从“低级”到“高级”的顺序,是生物进化的一个有力证据。 早在十六世纪,就有科学家发现人和鸟虽然外表很不相同,骨骼组成和排列却非常相似。到了十九世纪,研究不同生物种类的形态结构的比较解剖学已相当发达,各生物种类在内部结构的同源性也越来越明显。正如达尔文所指出的:用于抓握的人手,用于挖掘的鼹鼠前肢,用于奔跑的马腿,用于游泳的海豚鳍状肢和用于飞翔的蝙蝠的翼手,它们的外形是如此的迥异,功能是如此的不同,但是剔除皮毛、肌肉之后,呈现在我们眼前的骨架却又是如此相似!对此最合理的解释就是它们都是从同一祖先进化而来的,因为适应环境具有了不同的功能和不同的外形,但是骨子里却没能变多少。如果它们是被分别创造出来的,根本没必要让有不同功能和不同外形的器官有着相似的构造,因为这样的构造设计,就其功能和外形而言,有时显得不是那么合理。如果让一个工程师来设计这些前肢,他完全可以去除一些对其它物种必需,对这个物种却是个累赘、退化得只剩一点痕迹的骨头. 而且,比较解剖学使我们认识到许多生物体都有一些退化了的器官,它们是生物进化的令人信服的证据。比如鲸,它的后肢已经消失了,但它的后肢骨并没有消失,我们还可以在它的尾部找到已不起作用的盆骨和股骨。甚至在一些蛇类中,我们也可以找到盆骨和股骨的残余。这使我们相信,鲸是由陆地四足动物进化来的,蛇是由蜥蜴进化来的。我们人类,已完全退化了的器官也不少,尾骨、转耳肌、阑尾、瞬膜(第三眼睑)等等都是完全退化、不起作用的器官,它们除了让我们记住我们的祖先曾经象猴一样有尾巴,象兔子一样转动耳朵,象草食动物一样有发达的盲肠,象青蛙一样眨眼睛,还能有别的什么合理解释吗? 早在十八世纪,动物学家就已经发现,在动物胚胎发育的过程中,会经过一系列与较低等的动物很相似的时期。比如说人,在胚胎发育的早期出现了鳃裂,不仅外形象鱼,而且内脏也象鱼:有动脉弓,心脏只有两腔等等。对这个现象的唯一合理的解释,就是人是由鱼进化来的,祖先的特征在胚胎发育过程中重演了。事实上,爬行类、鸟类和哺乳类在胚胎发育的早期都跟鱼类相似,而且有些时期几乎不可能区别开来,这是所有的脊椎动物都有共同祖先的一个证据。 自从十六世纪以来,随着西方航海业的发达,特别是美洲和澳洲的发现,博物学家们见识到无数新奇的物种。许多的物种,甚至整个属、科、目,只在某个地理区域被发现。当博物学家在澳洲和南美见到袋鼠、袋狼、袋熊、袋鼬、袋貂、袋獾等等闻所未闻的动物,就不免奇怪为什么上帝只在这里创造出有袋类哺乳动物。这并非那里的环境是为有袋类而设的,因为当移民们给这些地方带去高等哺乳动物后,许多有袋类因为竞争不过高等哺乳类而数量锐减甚至灭绝了。显然更合理的解释是,由于这些地区与别的大陆隔绝,而有了独特的进化途径。即使是一个群岛,也往往有在别的地方找不到的特有物种。做为神学院的毕业生的达尔文最初对神创论产生了怀疑,就是因为在加拉帕格斯群岛见到了那些岛与岛之间都不同种的巨龟,见到了在别的地方都找不到的多达十三种的“达尔文雀”,而不由得发生疑问:为什么上帝要在这个小小的角落炫耀他的创造才能,专门为这里创造出如此多的“只此一家,别无分店”的特有物种?合理的解释是,这些物种的祖先都是从别的地方来的,几万年几十万年后发生了变化,从而产生了形形色色的特有物种。 总之,在达尔文之前,生物进化已是铁证如山了,一些敢于冲破宗教信仰的束缚的科学家也开始正视这个事实。早在十八世纪中叶,法国博物学家布封就已认为生物物种是可变的,并大胆地推测所有的动物都来自同一种祖先。他并且认为地球的年龄要比《圣经》所记载的几千年要古老得多,并把生物物种的变化和地球环境的变化联系起来。但是在社会的压力下,布封被迫宣布放弃这些离经叛道的观点,因此未能产生什么影响。 比布封稍后的另一位法国博物学家拉马克则要固执得多,影响也要大得多。他是第一个系统地研究生物进化的人。他对生物进化的理解,跟现在并不相同。在他看来,生物界是一个从最简单、最原始的微生物按次序上升到最复杂、最高等的人类的阶梯,而所谓生物进化,就是从非生物自然产生微生物,微生物进化成低等生物,低等生物进化成高等生物,直到进化成人的过程。他认为,这个进化过程是不断在重复,至今仍在进行着的。也就是说,在今天,聪明的猩猩仍在尽力进化成人。拉马克也是试图解释进化现象的第一人,他给出了第一个进化的理论。这个理论主要有两点:第一,生物体本身有着越变越复杂、向更高级形态进化的内在欲望;第二,生活环境能够改变生物体的形态结构,而后天获得的性状能够遗传,简言之,“用进废退”。在著名的长颈鹿例子中,拉马克是这么解释长颈鹿的长颈由来的:长颈鹿的祖先经常伸长了脖子去吃树高处的叶子,脖子受到了锻炼,变长了,而这一点可以遗传,因此其后代就要比父母的脖子长一些,一代又一代,脖子就越来越长。 拉马克的这套理论,并不能说服当时的科学家接受进化论。这固然有宗教的原因,但也有科学上的怀疑。比如,拉马克的进化论认为非生物能自然产生微生物,但是当时虽然巴斯德还未做否定自然发生论的著名实验,科学界却已普遍认为有足够的证据表明自然发生论是不正确的。因此拉马克虽然影响很大,却是往往被当做反面教材来嘲笑和批驳。生物学界迫切需要有一个象牛顿一样的科学巨人,能够无可置疑地证明生物进化的事实,并且给出合理的解释。这个巨人,就是达尔文。 二、达尔文 历史选择了达尔文做为生物科学的创始人,似乎纯属偶然。1809年2月12日出生于富裕的医生家庭的查尔斯·达尔文,在青少年时代是个游手好闲的纨绔子弟,而不象是肩负历史使命的天才。他的父亲有一次指责他说:“你除了打猎、玩狗、抓老鼠,别的什么都不管,你将会是你自己和整个家庭的耻辱。”固然,这时候他很热衷于收集矿石和昆虫标本,但这是在男孩子当中很普遍的一种爱好,并没有什么特殊之处,虽然我们现在可以认为他未来的科学研究乃是儿时兴趣的延续。 1825年秋,老达尔文准备让儿子继承自己的衣钵,把他送进了爱丁堡医学院。可惜,小达尔文对医学毫无兴趣,更要命的是,他天性脆弱,不敢面对手术台上的淋漓鲜血。两年之后,只好从医学院退学了。医生是当不成了,当牧师也是个体面的职业,达尔文听从父命,进了剑桥学神学。虽然他对神学也没有什么兴趣,花在打猎和收集甲虫标本上的时间恐怕比花在学业上的要多得多,却也终于在1831年毕业,准备当个乡间牧师了此残生。 达尔文在晚年回顾他的一生时,认为他的所有这些所谓高等教育完全是一种浪费。他觉得正式的课程枯燥无味,也没能从课堂上学到什么。但是在这些年,他在课余结识了一批优秀的博物学家,从他们那里接受了科学训练。他在博物学上的天赋也得到了这些博物学家的赏识。1831年,当植物学家亨斯楼(J. S. Henslow)被要求推荐一名年轻的博物学家参加贝格尔号的环球航行时,他推荐了忘年交达尔文。达尔文的父亲竭力反对儿子参加航行,认为这会推迟儿子在神学职业上的发展。在达尔文的一再恳求下,老达尔文终于作出让步,表示他若能找到一个可敬的人支持他去,他就可以去。达尔文找到了舅舅、他未来的丈人来说服父亲,并侥幸通过了以苛刻著称的费兹洛伊(R. Fitzroy)船长的面试,于1831年底随贝格尔号扬帆起航,途经大西洋、南美洲和太平洋,沿途考察地质、植物和动物。一路上达尔文做了大量的观察笔记,采集了无数的标本运回英国,为他以后的研究提供了第一手的资料。五年之后,贝格尔号绕地球一圈回到了英国。 当达尔文踏上贝格尔号的时候,他是个言必称《圣经》的神学毕业生、正统的基督教徒,他的虔诚常常被海员们取笑。但是当他返回英格兰时,在他看来《旧约》不过是一部“很显然是虚假的世界史”,其可靠性并不比印度教的圣书高。他完全抛弃了基督教信仰,并逐渐成为不相信上帝存在的怀疑论者或理性主义者,而其出发点,就是对“一切生物都是由上帝创造”的信条的怀疑。 在环球航行时,有三组事实使得达尔文无法接受神创论的说教:第一,生物种类的连续性。他在南美洲挖到了一些已灭绝的犰狳的化石,与当地仍存活的犰狳的骨架几乎一样,但是要大得多。在他看来,这可以认为现今的犰狳就是由这种已灭绝的大犰狳进化来的。第二,地方特有物种的存在。当他穿越南美大草原时,他注意到某种鸵鸟逐渐被另一种不同的、然而很相似的鸵鸟所取代。每个地区有着既不同又相似的特有物种,与其说这是上帝分别创造的结果,不如说是相同的祖先在处于地理隔绝状态分别进化的结果。第三,是来自海洋岛屿的证据。他比较了非洲佛得角群岛和南美加拉帕格斯群岛上的生物类群。这两个群岛的地理环境相似,如果生物是上帝创造出来的,在相似的地理环境下应该创造出相似的生物类群才是合理的,但是这两个群岛的生物类群却差别很大。事实上,佛得角群岛的生物类群更接近它附近的非洲大陆,显然,应该认为岛上的生物来自非洲大陆并逐渐发生了变化。这个进化过程在加拉帕格斯群岛上更加明显。达尔文发现,组成这个群岛的各个小岛虽然环境相似,却各有自己独特的海龟、蜥蜴和雀类。没有任何理由认为上帝故意在一个小岛上创造这些独特的物种,更合理地,应该认为这些特有物种都是同一祖先在地理隔绝条件下进化形成的。 1837年,在贝格尔号之行结束一年后,达尔文开始秘密地研究进化论。他的第一堆笔记,是家养和自然环境下动植物的变异。他研究了所有可能到手的资料:个人观察和实验、别人的论文、与国内外生物学家的通讯、与园丁和饲养员的对话等等,很快得出结论,家养动植物的变异是人工精心选择造成的。但是自然环境下的变异又是怎么来的呢?他仍然不清楚。一年之后,他在休闲时读了马尔萨斯的《人口论》。马尔萨斯认为人口的增长必然快于生活资料的增长,因此必然导致贫困和对生活资料的争夺。达尔文突然意识到,马尔萨斯的理论也可以应用于生物界。所有的生物的繁殖速度都是以指数增长的,后代数目相当惊人,但是一个生物群的数目却相对稳定,这说明生物的后代只有少数能够存活,必然存在着争夺资源的生存竞争。达尔文进一步推导:任何物种的个体都各不相同,都存在着变异,这些变异可能是中性的,也可能会影响生存能力,导致个体的生存能力有强有弱。在生存竞争中,生存能力强的个体能产生较多的后代,种族得以繁衍,其遗传性状在数量上逐渐取得了优势,而生存能力弱的个体则逐渐被淘汰,即所谓“适者生存”,其结果,是使生物物种因适应环境而逐渐发生了变化。达尔文把这个过程称为自然选择。 因此,在达尔文看来,长颈鹿的由来,并不是用进废退的结果,而是因为长颈鹿的祖先当中本来就有长脖子的变异,在环境发生变化、食物稀少时,脖子长的因为能够吃到树高处的叶子而有了生存优势,一代又一代选择的结果,使得长脖子的性状在群体中扩散开来,进而产生了长颈鹿这个新的物种。 虽然达尔文在读了《人口论》之后就有了灵感,马上就有了自然选择的想法,但是要过了四年,在收集了大量的资料之后,他才开始把这个理论记录下来,并把手稿送给一些朋友征求意见。他太清楚一旦自己的理论发表将会对社会产生怎样的震撼了,而做为一个天性平和的人,这是他想要尽力避免的,因此他留下了一份遗嘱,他有关进化论的手稿只能在他死后发表。 但是在1858年夏天,达尔文收到了华莱士的信,迫使他不得不在生前发表自然选择理论。华莱士是一个年轻的生物地理学家,当时正在马来群岛考察。跟达尔文一样,他所观察到的生物的地理分布特点也促使他思考生物进化的问题。那一年的二月,他生了一场间歇热,在病中突然想到了马尔萨斯的《人口论》,并且也因此独立地发现了自然选择理论。他出身贫寒,又极其反对基督教,没有达尔文做为上层社会人士的种种顾虑,因此以一股初生牛犊不怕虎的劲头,用三个晚上就写成了一篇论证自然选择的论文,寄给达尔文征求意见。他并不知道达尔文此时已研究了二十年的进化论,之所以会找上达尔文,完全是由于达尔文在生物地理学学界的崇高地位;而这个地位,在达尔文完成贝格尔号之航后就确立了。 当达尔文读了华莱士的论文,见到他自己的理论出现在别人的笔下时,其震惊和沮丧可想而知。他的第一个念头,是压下自己的成果,而让华莱士独享殊荣。但是他的朋友、地理学家赖尔和植物学家虎克都早就读过他有关自然选择的手稿,在他们的建议下,达尔文把自己的手稿压缩成一篇论文,和华莱士的论文同时发表在 1859年林耐学会的学报上。这两篇论文并没有引起多大的反响。也是在赖尔和虎克的催促下,达尔文在同一年发表了《物种起源》(篇幅只是他准备多年的手稿的三分之一左右),这才掀起了轩然大波,并征服了科学界。 由于《物种起源》的成功,也可能是被达尔文的人格和智慧所折服,虽然华莱士与达尔文同享发现自然选择理论的殊荣,他却总是把荣耀归功于达尔文一人,并把自然选择理论称为“达尔文主义”--这个称呼沿用至今。 三、达尔文的三大难题 达尔文自己把《物种起源》称为“一部长篇争辩”,它论证了两个问题:第一,物种是可变的,生物是进化的。当时绝大部分读了《物种起源》的生物学家都很快地接受了这个事实,进化论从此取代神创论,成为生物学研究的基石。即使是在当时,有关生物是否进化的辩论,也主要是在生物学家和基督教传道士之间,而不是在生物学界内部进行的。第二,自然选择是生物进化的动力。当时的生物学家对接受这一点犹豫不决,因为自然选择学说在当时存在着三大困难。 第一,是缺少过渡型化石。按照自然选择学说,生物进化是一个在环境的选择下,逐渐地发生改变的过程,因此在旧种和新种之间,在旧类和新类之间,应该存在过渡形态,而这只能在化石中寻找。在当时已发现的化石标本中,找不到一具可视为过渡型的。达尔文认为这是由于化石记录不完全,并相信进一步的寻找将会发现一些过渡型化石。确实地,在《物种起源》发表两年后,从爬行类到鸟类的过渡型始祖鸟出土了,以后各种各样的过渡型化石纷纷被发现,最著名的莫过于从猿到人的猿人化石。在现在被称为过渡型的化石已有上千种,但是与已知的几百万种化石相比,仍然显得非常稀少。这有两方面的原因。一方面,生物化石都是偶然形成的,因此化石记录必然非常不完全;另一方面,按照现在流行的“间断平衡”假说,生物在进化时,往往是在很长时间的稳定之后,在短时间内完成向新种的进化,因此过渡形态更加难以形成化石。 第二,是地球的年龄问题。既然自然选择学说认为生物进化是一个逐渐改变的过程,它就需要无比漫长的时间。达尔文认为这个过程至少需要几亿、十几亿年。但是当时物理学界的泰斗威廉·汤姆逊(即开尔文勋爵,一个神创论者)用热力学的方法证明地球只有一亿年的历史,而只有最近的最多两千万年地球才冷却到能够让生命生存。对于物理学家的挑战,达尔文无法反击,只能说“我确信有一天世界将被发现比汤姆逊所计算而得的还要古老”。我们今天已知道达尔文是对的,而汤姆逊算错了,现在的地质学界公认地球有四十几亿年的历史,而至少在三十亿年前生命就已诞生。但是在当时,在地球的年龄问题上,人们显然更倾向于相信物理学权威。 第三个困难是最致命的:达尔文找不到一个合理的遗传机理来解释自然选择。当时的生物学界普遍相信所谓“融合遗传”:父方和母方的性状融合在一起遗传给子代。这似乎是很显然的,白人和黑人结婚生的子女的肤色总是介于黑白之间。汤姆逊的学生、苏格兰工程师简金(F. Jenkin) 据此指出:一个优良的变异会很快地被众多劣等的变异融合、稀释掉,而无法象自然选择学说所说的那样在后代保存、扩散开来,就象一个白人到一个非洲黑人部落结婚生子,几代以后他的后代就会完全变成了黑人。达尔文虽然从动植物培养中知道一个优良的性状是可以被保留下来的,但是他没有一套合理的遗传理论来反驳简金。达尔文被迫做出让步,承认用进废退的拉马克主义也是成立的,可以用来补充自然选择学说。事实上,在达尔文逝世(1882年)前后,生物学界普遍接受拉马克主义,而怀疑自然选择学说。 如果达尔文知道奥地利遗传学家孟德尔的实验,就不会在遗传问题上陷入绝境了。孟德尔在1865年就已经发现了基因的分离定律和独立分配定律。生物遗传并不融合,而是以基因为单位分离地传递,随机地组合。因此,只要群体足够大,在没有外来因素(比如自然选择)的影响时,一个遗传性状就不会消失(肤色的融合是几对基因作用下的表面现象)。在自然选择的作用下,一个优良的基因能够增加其在群体中的频率,并逐渐扩散到整个群体。 很显然,孟德尔主义正是达尔文所需要的遗传理论。可惜,孟德尔的发现被当时的科学界完全忽视了。具有讽刺意味的是,当孟德尔主义在1900年被重新发现时,遗传学家们却认为它宣告了达尔文主义的死亡,在他们看来,随机的基因突变,而不是自然选择,才是生物进化的真正动力。只有一些在野外观察动植物行为的生物统计学家仍然信奉达尔文主义,因为他们所观察到的生物对环境的奇妙适应性,是无法用随机的突变来解释的。 四、伟大的综合 达尔文主义和孟德尔主义的开始融合,是在孟德尔定律被重新发现之后二十年的事。这一次不是一个科学巨人的孤身奋战,而是群星灿烂了。在这些伟大的科学家中,最重要的是英国人费歇(R. A. Fisher)、荷尔登(J.B.S.Haldne)和美国人莱特(S. Wright)。他们从理论上证明了,达尔文主义和孟德尔主义不仅不互相冲突,而且相辅相成。那些在野外做观察研究的生物统计学家所获得的进化论数据,都可以从遗传学原理推导出来。在孟德尔遗传学的基础上,自然选择可以完满地解释生物的适应性进化,根本不需要拉马克主义(拉马克主义这时候也已被证明是不可能的)。孟德尔遗传学正是达尔文梦寐以求的遗传学!这些理论研究工作,是在1918年开始,而在三十年代初基本完成的。1930年,费歇发表了《自然选择的遗传理论》;1931年,莱特发表了《孟德尔群体中的进化》;1932年,荷尔登发表了《进化的动力》。这三本经典著作,构成了现代进化论的理论基础。 但是这些理论研究,涉及到复杂的数学计算,不是一般的生物学家们所能理解的。而且只有理论没有实验,也很难被生物学家们所接受。因此,他们的研究工作,对当时的生物学界并没有产生太大的影响。直到生物学界出现了另一位伟大的科学家,他不仅有耐心去弄懂这些繁琐的数学计算,而且用实验来验证这些计算,他就是俄国出身的美国遗传学家杜布赞斯基(T. Dobzhansky)。杜布赞斯基师从俄国遗传学家契特维里科夫(S. Chetverikov)研究果蝇遗传学,1927年移民到美国(两年后他的老师被苏维埃政府逮捕,实验室被关闭)。他与莱特合作,以果蝇为实验材料证实了莱特的理论工作。1937年,杜布赞斯基发表了《遗传学和物种起源》。在这部继《物种起源》之后最为重要的进化论论著中,杜布赞斯基在理论上和实验上统一了自然选择学说和孟德尔遗传学,对博物学家和实验生物学家产生了巨大的影响,刺激了各个领域的生物学家都投身到进化论的研究当中来。 接下去的十年,是现代进化论硕果累累的十年。动物学家迈耶(E. Mayr) 把现代进化论应用于分类学研究,并提出了在地理变异和隔绝条件下新种产生的模型。古生物学家辛普森(G. G. Simpson)的研究表明现代进化论能够很好地被用于解释化石记录,而植物学家斯特宾斯(G. L. Stebbins) 则指出植物的进化同样能被现代进化论所解释。到本世纪四十年代,现代进化论已经被成功地应用于生物学的所有领域。1942年,朱利安·赫胥黎(进化论奠基人之一汤姆逊·赫胥黎之孙)发表《进化:现代综合》一书,综合了现代进化论在各个领域的研究成果,现代进化论也因此被称为“现代综合学说”,也即新达尔文主义。标志着这个伟大的综合过程的最终完成的,是1947年在普林斯顿成立了“遗传学、分类学和古生物学的共同问题委员会”。组成这个委员会的三十个学术权威代表着生物学的不同领域,但有着一个共同的观点:达尔文主义和孟德尔主义的综合。

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发表sci期刊论文有什么要求?学术论文公开发表必须在正规学术期刊上。由于它是公开发表物,需要遵循某些期刊的发表要求。无论是在国内学术期刊还是国际学术期刊上发表,都是这样。国际学术期刊的发表要求与国内学术期刊大不相同,而且在期刊上存在一定的差异。下面一起来看看发表sci期刊论文有哪些要求?sci期刊通常是国际上具有影响力和知名度的学术期刊,学术水平很高,这类期刊对刊物发表的要求也是比较高的。主要是对文章本身的要求,但对作者的身份职务没有什么特别要求,比国内一些核心刊物宽松一些。发表sci期刊的关键是文章的层次。撰写一篇好的sci论文的基础有两个方面。一是英语写作水平,二是专业知识水平。对国内大多数作者来说,英语写作水平不高。英语水平高也并不意味着英语写作水平就高。写作需要掌握一定的技能,也就是说,在正常的时间里,它需要不断的磨炼。以下是发表sci期刊论文写作的4个要点:1、文本摘要本文的摘要是对本文的简单总结,包括主要研究问题、方法、结果和结论。它可以用短语概括。摘要中的字数不应超过500个。2、引言这部分提出问题,回顾前人对这一问题的研究成果,即明确选题的研究背景,以及选题在整个学科中的重要性和必要性,注意清楚的哪些是别人的结论,哪些是自己的结论。3、方法和结果这是最关键的部分,包括实验对象、实验材料和实验过程。描述应该有一个清晰的层次感。每个步骤之间的顺序和相关性应清楚描述,不要引起实验过程混乱的现象,因为评审者最终判断你的实验是否合理,是从这个过程中描述来的。4、参考资料应标记引用内容,这是一个基本的学术道德要求。引用过程中未指出文献档的来源出处会造成本人的成功内容是假象,以免造成剽窃的现象。同时也会被误认为是一种抄袭,因此为了避免在影响作者个人发展时出现这样的误解,所有引用的部分都需要体现在参考中,甚至一些不起眼的内容也需要标准清楚。因此,发表sci期刊论文的各个方面要求相对较高,应特别注意写作。此外,还应特别注意语法和时态的应用。毕竟,英语表达与汉语不同。

对要发表论文的条件要求:创新性、实用性、、严谨性、规范性;对选择期刊的要求条件:正规、可查询、级别适合;对作者的要求条件:学历、工作经历以及当下评职级别要符合,不可越级评职称。这些都是发表论文时要注意的条件事项,所以准备进行论文撰写发表的人员一定要注意这些信息哦。

一般中级职称论文还是比较好发表的,但是也需要注意一些问题,主要有一下几个方面:文章是原创的,抄袭率不能超过30%,这点也是最重要的,一般杂志社都会查抄袭率的;字数不宜太多,3000字左右,正好一个版面为佳;期刊必须有CN或ISSN刊号的,在新闻出版总署网可以查到的期刊。具体对期刊的选择最好是符合当地相关单位要求的;关注一下当地评职称相关文件,看看有没有什么特殊要求,例如有些地方发省级期刊和国家级期刊加分是不同的;需要注意下发表时间,有些专业性强的期刊发表时间是比较长的,所以应提前几个月准备;还有你在中级职称时发表的文章是不能用作评高级职称的,也就是说评高级的时候还要发表新的文章,并且对期刊要求更高了。具体的你可以去问问百姓论文网

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