具体描述
《20世纪科学革命和地球科学精览》综述了20世纪以来的科学革命，包括相对论、量子力学、基因理论、耗散结构理论、板块构造理论、宇宙大爆炸假说和人类起源研究，并着重介绍了爱因斯坦治学的科学思维方法。地球科学的挽近发展是本收的重点，书中阐述板块构造理论在各领域应用中的成败，以及正在快速发展的全球变化研究。本收涵盖范围极宽，叙述简洁，很少涉及比较艰深的原理，适合从事地球科学、地理、化学、物理等领域的高等院校、研究所的教学科研人员和博士生、硕士生阅读，也可以作为有关高等院校高年级学生的参考书。
《20世纪科学革命：一部划时代的知识变革史》 概述 《20世纪科学革命》是一部宏大的历史叙事，深入剖析了20世纪人类知识体系所经历的翻天覆地的变革。它并非仅仅罗列了科学发现的事件，而是着重探究了这些发现背后的思想根源、方法论的演进、学科间的交叉融合，以及它们如何共同塑造了我们对宇宙、生命乃至自身认知的全新图景。本书将带领读者穿越一个充满挑战、突破与颠覆的世纪，展现科学精神如何驱动人类以前所未有的速度探索未知，并最终改变了我们生活的方方面面。 核心内容与章节重点 本书的结构围绕20世纪科学发展的几个关键时期和重要领域展开，层层递进，力求展现一场革命的全貌。 第一部分：理论的颠覆与宇宙的重塑 爱因斯坦的相对论与时空观念的革命： 这一部分将详细阐述狭义相对论和广义相对论的诞生及其深远影响。我们将回顾狭义相对论如何颠覆了牛顿力学对绝对时间和空间的设想，引入了光速不变原理，并揭示了质量与能量的等价关系（E=mc²）。随后，我们将深入探讨广义相对论如何将引力重新解释为时空的弯曲，以及它如何成功预言了光线的弯曲、水星近日点的进动等现象，从而彻底重塑了我们对宇宙结构和动力学的理解。爱因斯坦的革命性思维方式、他如何从哲学思考出发构建物理理论，以及相对论在天文学观测中的验证过程，都将是重点。 量子力学的黎明与微观世界的奇诡： 本章将聚焦量子力学从早期概念的萌芽到最终成型的过程。我们将回顾普朗克的量子假说如何解释黑体辐射，爱因斯坦的光电效应解释如何确立了光的粒子性，玻尔模型如何尝试解释原子结构，以及德布罗意的物质波概念如何引发了进一步的思考。之后，我们将深入海森堡不确定性原理、薛定谔波动方程、玻恩的概率解释等核心概念，揭示微观粒子行为的非决定性、叠加态和量子纠缠等反直觉特性。量子力学如何从基础物理学走向原子能、半导体等实际应用，也将是本部分关注的焦点。 宇宙学的新视野：大爆炸理论的形成： 在相对论的框架下，天文学家们开始对宇宙的整体结构和演化进行思考。本章将回顾哈勃发现宇宙膨胀以及其测量宇宙距离的方法。我们将详细阐述伽莫夫等人提出的“大爆炸”理论，解释宇宙从一个极高密度、极高温度的状态膨胀并冷却至今的演化过程。宇宙微波背景辐射的发现如何成为大爆炸理论的强有力证据，以及该理论在解释宇宙的起源、元素合成等问题上的作用，都将得到详尽的论述。 第二部分：生命的奥秘与生物学的新范式 DNA的发现：遗传信息的载体与生命蓝图的揭示： 这一部分将围绕DNA分子结构的发现及其对生命科学的革命性影响展开。我们将回顾早期对遗传物质的探索，例如孟德尔的遗传定律、奥斯瓦尔德·艾弗里的DNA是遗传物质的证明。重点将放在沃森、克里克、威尔金斯和富兰克林等科学家如何通过X射线衍射等技术，最终确定了DNA的双螺旋结构。双螺旋结构如何解释了DNA的自我复制机制，以及它如何储存和传递遗传信息，将是本章的核心。DNA的发现为分子生物学奠定了基础，也预示着基因工程等领域的兴起。 进化论的现代综合：达尔文思想的深化与拓展： 本章将探讨20世纪进化论的发展，即“现代综合”（Modern Synthesis）。我们将回顾达尔文进化论的基本原理（自然选择、遗传变异），并重点阐述20世纪科学家如何将遗传学、种群统计学、古生物学、系统学等多个学科的知识整合起来，为进化论提供了坚实的理论基础。现代综合如何解释了物种的形成、适应性辐射以及宏观进化等问题，并如何修正和完善了达尔文的理论，将是本章的重点。 生态学的发展：人与自然的互联互通： 随着对生命体认识的深入，科学家们也开始更加关注生物体与其生存环境之间的相互关系。本章将梳理生态学作为一门独立学科的兴起和发展。我们将介绍生态系统的概念、能量流动、物质循环等基本原理。同时，也将关注生态学在理解生物多样性、环境污染、气候变化等重大问题中的作用，以及它如何引导我们重新审视人类与自然的关系。 第三部分：技术与社会的交织：科学革命的实践与影响 核能的利用与双刃剑的警示： 20世纪最令人瞩目的科学成就之一便是对原子核的深入研究以及核能的利用。本章将回顾放射性研究的开端，爱因斯坦质能方程在原子能研究中的理论指导作用，以及费米、奥本海默等人在原子弹和核反应堆开发中的贡献。核能的军事应用（原子弹）和民用应用（核电站）将分别进行探讨，并分析其对地缘政治、能源格局以及人类安全所带来的深刻影响。核武器的出现，也促使人们深刻反思科学技术发展与伦理道德之间的关系。 信息时代的黎明：计算机与互联网的诞生： 本章将追溯20世纪信息科学与技术的飞速发展。我们将关注图灵机的概念、早期计算机的发明（ENIAC等），以及半导体技术（晶体管、集成电路）的突破如何 miniaturized and accelerated computing power。互联网的起源（ARPANET）及其发展历程，以及它如何打破时空界限，实现全球信息的即时传播，也将是重点。信息革命如何深刻改变了人类的交流方式、工作模式、社会结构和全球格局，将得到充分的展现。 空间探索的雄心：从地球到星辰大海： 20世纪下半叶，人类的目光投向了浩瀚的宇宙。本章将讲述太空探索的起步，火箭技术的发展，以及美苏太空竞赛。我们将回顾第一颗人造卫星（Sputnik）、载人航天（Gagarin）、登月计划（Apollo）等里程碑式的事件。同时，也将关注行星探测器（Voyager, Viking等）对太阳系行星的探索，以及太空望远镜（Hubble）如何拓展了我们对遥远宇宙的认知。空间探索不仅满足了人类的好奇心，也催生了大量新的技术和科学理论。 结论：科学精神的传承与未来展望 本书的最后部分将对20世纪的科学革命进行总结与反思。我们将提炼出20世纪科学革命的核心特征，如跨学科的融合、实验方法的精进、理论模型的迭代更新、科学与技术的紧密联系、以及科学研究的全球化趋势。同时，也将探讨科学革命对人类社会、文化、哲学以及伦理观念产生的深远影响。最后，本书将展望21世纪科学发展的前景，指出新一轮科技革命的潜在方向，并强调在科技飞速发展的今天，理性、批判性思维和人文关怀的重要性。 本书的独特之处 《20世纪科学革命》并非一部枯燥的科学史年表，而是力求通过生动的叙述和深入的分析，展现科学革命背后的人物故事、思想碰撞和时代精神。它将： 强调思想的演变： 关注科学家们的思考过程，他们如何提出问题，如何构建理论，以及如何面对旧有的观念。 展现学科的融合： 突出不同学科之间的交叉影响，例如物理学如何影响了化学和天文学，生物学如何与数学和计算机科学相结合。 分析技术的驱动： 探讨新技术如何为科学发现提供可能，以及科学发现如何催生了革命性的技术。 审视社会的影响： 深入分析科学革命如何改变了人类的社会结构、政治格局、经济发展以及个体认知。 具备人文关怀： 在探讨科学成就的同时，也关注科学发展所带来的伦理、哲学和社会挑战。 这本书将适合所有对知识的起源、科学的进步以及人类文明的演变感兴趣的读者。它是一次穿越20世纪科学星空的壮丽旅程，一次对人类智慧与探索精神的致敬。
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