【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 德國(guó)很快形成一的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)和獨(dú)立的經(jīng)濟(jì)體系。十九世 紀(jì) 70 年代后，德國(guó)采用新技術(shù)、新設(shè)備，建成了現(xiàn)代化工業(yè)體系，大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。德國(guó)的資本主義經(jīng)濟(jì)獲得突飛猛進(jìn)發(fā)展。煤炭工業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)器制造業(yè)占據(jù)支配地位。十九世紀(jì) 80 年代末，西門子 ( Siemens)創(chuàng)立了德國(guó)電氣工業(yè)的基礎(chǔ)，這是第二次產(chǎn)業(yè)革命在德國(guó)的勝利。十九世紀(jì)末，德國(guó)工業(yè)接近英國(guó)，二十世紀(jì)初超過(guò)英國(guó)，居界第位。德在政治上的統(tǒng)一和經(jīng)濟(jì)上的繁榮為科學(xué)和技術(shù)的迅速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。政府把較多資金投入教育事業(yè)和科學(xué)事業(yè)，促使德國(guó)高等教育大發(fā)展，并使科學(xué)事業(yè)在較短時(shí)期內(nèi)登上了一個(gè) 新的臺(tái)階。德國(guó)科學(xué)事業(yè)的發(fā)展有其自身的特點(diǎn)。 1700 年成立的德國(guó)科學(xué)院是科學(xué)研究的主要力量。十九世紀(jì)德國(guó)科學(xué)事業(yè)大發(fā)展的重事件之一，就是在高等教學(xué)領(lǐng)域?qū)嵭辛烁母镌谑澜缟下氏戎贫舜髮W(xué)教師除外還必須進(jìn)行科研的一整套制度，使得德國(guó)從事學(xué)研究的人數(shù)翻了幾番?？茖W(xué)研究進(jìn)入了大，成為家行活動(dòng)的第二個(gè)特定的社會(huì)圈子。其結(jié)果是科學(xué)人才輩出，研究成累。如著名的德國(guó)化家李比希()、物理學(xué)家歐姆、數(shù)學(xué)家高斯（ )等人都是當(dāng)時(shí)世界科學(xué)界的著名人物。一些新興學(xué) 科如有機(jī)化學(xué)、實(shí)驗(yàn)生理學(xué)等也在德國(guó)率先發(fā)展起來(lái)了。十九世紀(jì)德國(guó)科學(xué)事業(yè)大發(fā)展的第二個(gè)重大事件是科學(xué)研究進(jìn)入工業(yè)企?！皩?shí)驗(yàn)室”紛建立，科研人員在其中為企業(yè)開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、工藝而進(jìn)行研究活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)室成為科學(xué)家進(jìn)行研究活動(dòng)的第三個(gè)特定社會(huì)圈子。工業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室為德國(guó)技術(shù)進(jìn)步作出了巨大的貢獻(xiàn)。十九世紀(jì)下半葉，德國(guó)化工技術(shù)革命就是在業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室里完成的它使得德國(guó)煤化工技術(shù)處于世界領(lǐng)先地位。 科學(xué)研究與工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)密切結(jié)合，促使德國(guó)十分重視實(shí)驗(yàn)技術(shù)裝備的研制。雄厚的電氣、化工、光學(xué)工業(yè) 基礎(chǔ)，相當(dāng)發(fā)達(dá)的高真空技術(shù)、電器技術(shù)和照相術(shù)等，為制造精良的實(shí)驗(yàn)裝備提供了必需條件。杰出的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與先進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝備顯然是分不開(kāi)的。在維爾茨堡大學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備有高質(zhì)量的陽(yáng)極射線管、壓放電和照相器材等，這一切正是倫琴得以發(fā)現(xiàn) X 射線的必要的物質(zhì)條件。德國(guó)由于城市照明所提出的問(wèn)題，如白熾燈絲的亮度、能量的分布，光度測(cè)定等尤其是照明經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題都與熱輻射有關(guān)，于是德國(guó)國(guó)立物理技術(shù)研究所將熱輻射問(wèn)題作為緊迫課來(lái)。鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，也極需高溫測(cè)量方法面的研究成果，國(guó)立物理技術(shù)所因此而培養(yǎng)了一批杰出實(shí)驗(yàn)家和 理論家，以及一整套設(shè)備裝置。所有這一切，都為普朗克研究黑體輻射問(wèn)題提供了有利條件。普朗克的能量子假說(shuō)正是來(lái)源于黑體熱輻射的研究。 德國(guó)科學(xué)家有著優(yōu)良的治學(xué)傳統(tǒng)，形成了開(kāi)拓創(chuàng)新科風(fēng)格。德國(guó)家善于吸取他國(guó)科學(xué)家之長(zhǎng)。德國(guó)翻譯外著作最多、也為完備。他們對(duì)世界科研成果的摘要與分析工作也是最為出色的。德國(guó)科學(xué)家術(shù)交流十分活躍，期刊和會(huì)議是常用的交流方式。 1815 年德國(guó)科學(xué)報(bào)刊發(fā)行量在世界 90 種雜志中占了 53 種，是世界最多的。德國(guó)科學(xué)家善于進(jìn)行理論思維?？档戮裆钊肴诵?。在研究一些基本科 學(xué)問(wèn)題時(shí)，人們會(huì)主動(dòng)求助哲學(xué)，尋找正確的主導(dǎo)思想和行之有效方法。愛(ài)因斯坦堪稱這面的代表。他不僅關(guān)心古希臘的哲學(xué)思想，還深入研究了笛卡爾、牛頓康德馬赫彭加勒等人的哲學(xué)著作。在他看來(lái)，“認(rèn)識(shí)論要是不同科學(xué)接觸就會(huì)成為一個(gè)空架子科學(xué)要是沒(méi)有認(rèn)識(shí)論 —— 只要這是可以設(shè)想的 —— 就是原始的混亂的東西?！睈?ài)因斯坦創(chuàng)立的相對(duì)論，既是科學(xué)理論，又是哲：關(guān)于時(shí)空的問(wèn)題從來(lái)就家們思考重大問(wèn)題；愛(ài)因斯坦本人既是一位理論物理學(xué)家，又是哲學(xué)家。 以上種種因素的綜合作用，構(gòu)成現(xiàn)代物理學(xué)革命發(fā)端于德國(guó)的重要 條件。德國(guó)正是在諸多因素綜合作用的科學(xué)沃土上培育了象倫琴、普朗克愛(ài)因斯坦這些推動(dòng)二十世紀(jì) 33 科學(xué)革命的精英人物。 第二節(jié) 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)革命的誕生 一、二十世紀(jì)自然科學(xué)革命 世紀(jì)之交物理學(xué)革命的延續(xù)和完成 量子力學(xué)的建立是二十世紀(jì)初物理學(xué)取得的最偉大成就之一。普朗克提出能量子假說(shuō)，曾一度受到冷落，只有愛(ài)因斯坦獨(dú)具慧眼，于 1905 年把普朗克的能量子概念推廣到光量子，提出了光量子假說(shuō)。愛(ài)因斯坦假設(shè)電 磁場(chǎng)的能量不僅在“交換”時(shí)呈量子化，是一份一份進(jìn)行的，而且在傳播時(shí)也是一份一份的，每一份能量為 h?，稱為光量子。愛(ài)因斯坦的光量子假說(shuō)與“光電效應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全一致。 1913 年，丹麥物理學(xué)家波爾()在原子有核模型的基礎(chǔ)上，建立起量子化軌道的原子結(jié)構(gòu)理論，提出了所謂“玻爾原子模型”。 1923 年，奧地利物理學(xué)家德布羅意 ( Broglie)受愛(ài)恩斯坦光量子論的啟發(fā)，提出了物質(zhì)波理論，認(rèn)為任何物質(zhì)粒子都具有波動(dòng)性。 1926年，薛定諤 ()把德布羅意物質(zhì)波思想發(fā)展為系統(tǒng)的波 動(dòng)理論。德國(guó)的另一物理學(xué)家海森堡()則創(chuàng)建了矩陣力學(xué)，從另一側(cè)面開(kāi)拓了原子結(jié)構(gòu)的新局面。矩陣力學(xué)和波動(dòng)力學(xué)后經(jīng)證明是統(tǒng)一的，只是表現(xiàn)形式不同而已后人把它們通稱為量子力學(xué)。力學(xué)揭示了微觀物質(zhì)世界的基本規(guī)律，使人們認(rèn)識(shí)到波粒二象性是微觀最特征。量子力學(xué)的創(chuàng)立，推動(dòng)了原子物理學(xué)的發(fā)展同時(shí)對(duì)質(zhì)結(jié)構(gòu)論以及化、生學(xué)的發(fā)展也產(chǎn)生了深刻的影響。 人們對(duì)微觀物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)，在經(jīng)歷了原子結(jié)構(gòu)和核之后進(jìn)入對(duì)基本粒的認(rèn)識(shí)階段，基本粒子物理學(xué)應(yīng)運(yùn)而生?；玖?是研究物質(zhì)基本組元和它們之間相互作用規(guī)律的學(xué)科。在 X 射線、放射性和電子發(fā)現(xiàn)之后，人們對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)探索的最大事件是 1932 年英國(guó)查德威克 ()發(fā)現(xiàn)中子，認(rèn)識(shí)到原子核是由質(zhì)子與中子組成，并把光子以及組成原子的電、質(zhì)和中看是組物最小單元，稱為“基本粒子”。隨著人們對(duì)基本粒子認(rèn)識(shí)的深入，人們發(fā)現(xiàn)也越來(lái)多迄今已發(fā)現(xiàn)的粒子數(shù)已達(dá) 300 多種。實(shí)際上，基本粒子并不“基本”。物理學(xué)家先后提出了多種關(guān)于基本粒子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的模型。六十年代美國(guó)物理學(xué)家蓋爾曼提出了強(qiáng)子結(jié)夸克型，標(biāo)志著 粒子物理學(xué)發(fā)展到一個(gè)新階段。最近，粒子物理學(xué)家把基本粒子分成物質(zhì)粒子（夸克和輕子）、規(guī)范粒子（光、中間玻色膠和超重）黑格斯子三大類，其它所有粒子都是他們的組成粒子。 廣義相對(duì)論的建立，為人類探索宇宙奧秘提供了有力的理論工具。 1917 年，愛(ài)因斯坦依據(jù)廣義相對(duì)論提出了有限無(wú)界的靜態(tài)宇宙模型，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代宇宙學(xué)理論的先河。 1929年，哈勃（ )研究了河外星系光譜紅移現(xiàn)象，總結(jié)出星系離銀河系愈遠(yuǎn)譜線紅移量愈大的規(guī)律。如果用多普勒效應(yīng)來(lái)解釋河外星系譜線紅移，可得到之間正在 相互遠(yuǎn)離的結(jié)論，或者說(shuō)宇宙正在膨脹。 1948 年，美國(guó)物理學(xué)家伽莫夫 ()等人在已有認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上，提出了熱大爆炸宇宙模型。該由于得到河外星系譜線紅移、氦元素豐度、 3K 微波輻射背景等觀測(cè)事實(shí)的支持，被認(rèn)為是標(biāo)準(zhǔn)宇宙模型。但是，這種模型無(wú)法解釋宇宙為什么那么均勻（視界問(wèn)題）、那么平直性等，更不能解釋零時(shí)刻宇宙起源問(wèn)題。這些問(wèn)題的解決似乎與宇宙最初 秒中的行為有關(guān)。為了解決這些問(wèn)題，二十世紀(jì) 80 年代起，物理學(xué)家在熱大爆炸宇宙模型基礎(chǔ)上，又創(chuàng)立了暴脹宇宙論和量子宇宙論?，F(xiàn)代人類對(duì)天 體和宇宙的探索正在不斷深入，以往關(guān)于宇宙的討論基本上是自然哲學(xué)的，僅是不同哲學(xué)觀念之間的思辯、猜測(cè)和爭(zhēng)論而現(xiàn)代宇宙已成為真正的自然科學(xué)的研究。 自然科學(xué)其它分支學(xué)科的革命性進(jìn)展 34 世紀(jì)之交的物理學(xué)革命不僅引起了物理觀念的徹底變革，導(dǎo)致二十世紀(jì)物理學(xué)的大發(fā)展，而且還引起了二十世紀(jì)整個(gè)科學(xué)思想的變革。物理和方法被廣泛應(yīng)用于自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域，引起化學(xué)、生物天文地球科等領(lǐng)域的革命性變。粒子物理學(xué)、現(xiàn)代宇宙學(xué)、量子化分生物系統(tǒng)科等新的興起，從微觀粒子、宏觀 天體、宇宙以及生命世界的各個(gè)方面，深刻揭示了自然界的本質(zhì)和規(guī)律?，F(xiàn)代自然科學(xué)正在形成一個(gè)多層次、綜合性的科學(xué)體系。 量子化學(xué)的誕生是現(xiàn)代化學(xué)史上的革命性事件。 1927 年，海得勒 (.)等人首先成功地以量子力學(xué)方法研究氫分子，奠定了量化學(xué)的基礎(chǔ)。海特勒指出“電云”的幾率集中分布是聯(lián)系兩個(gè)氫原子的化學(xué)健的本質(zhì)，從而樹(shù)立起新的量子化學(xué)價(jià)健理論。1932 年，洪德 ()提出了比價(jià)健理論更能反映客觀事實(shí)的分子軌道理論。 60 年代，分子軌道對(duì)稱守恒原理進(jìn)一步發(fā)展起來(lái)了，使化學(xué)健論 入研究化學(xué)反應(yīng)的新階段。量子化學(xué)理論體系加上計(jì)算方法的更新和電腦廣泛應(yīng)用，使得現(xiàn)代化學(xué)從經(jīng)驗(yàn)性半經(jīng)驗(yàn)性階段擺脫出來(lái)，沿著定性分析和定量分析的系統(tǒng)綜合途徑過(guò)渡到定量化、微觀化、推理化階段。 現(xiàn)代物理學(xué)、化學(xué)向生物學(xué)滲透，各種強(qiáng)有力的研究手段運(yùn)用使取得革命性的突破，其主要標(biāo)志是分子生物學(xué)的誕生。 1953 年，華生 ()和克里克提出DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，被認(rèn)為是這門科學(xué)誕生的標(biāo)志。在這以后，人們又進(jìn)一步搞清了核酸、蛋白質(zhì)等生物大分子的結(jié)構(gòu)，并揭示了遺傳密碼和核酸信息控制蛋白質(zhì) 特異結(jié)構(gòu)的合成機(jī)制，由此建立了生物遺傳信息概念，為分子學(xué)的發(fā)展開(kāi)辟?gòu)V闊前景。分子生物學(xué)揭示了整個(gè)生物界在遺傳質(zhì)和信息上呈現(xiàn)出驚人的統(tǒng)一性，分子水平上深化了人們對(duì)生命活動(dòng)機(jī)制和生本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。以后，在分子物學(xué)基礎(chǔ)上產(chǎn)了遺傳工程，為進(jìn)一步改變生物遺傳性狀與創(chuàng)造新物種開(kāi)辟了光輝的前景。 系統(tǒng)科學(xué)是二次世界大戰(zhàn)前后興起和形成的一組理論科學(xué)： 1945 年誕生了一般系統(tǒng)論， 1948 年出現(xiàn)了控制論和信息論。系統(tǒng)科學(xué)使人類對(duì)有組織的多因素動(dòng)態(tài)復(fù)雜系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)發(fā)生