20世纪人类有哪些科技成就,仿写20世纪人类科技成就( 八 )



20代末量子力学的建立, 是继1905-1915年相对论建立之后对经典物理学的又一次革命性的突破, 它成功地揭示了微观物质世界的基本规律, 加速了原子物理学和固态物理学的发展, 为核物理学和粒子物理学准备了理论基础, 同时也促进了化学键理论和分子生物学等的产生 。 因此, 量子力学可以说是20世纪最多产的科学理论, 迄今仍具有强大的生命力 。

20世纪中后期5大科学成就

30年代以来, 物质基本结构、规范场、宇宙大爆炸、遗传物质分子双螺旋结构、大地构造板块学说以及信息论、控制论、系统论等理论的创建, 使人类的视野进一步拓展到更为宇观、宏观和微观的领域, 成为人类文明进步的巨大推动力 。

1、物质的基本结构

从远古时代开始, 人们就在探讨物质是由什么组成的, 有没有公共的基本单元 。 直到19世纪末, 人们都认为这种共同的基元就是原子 。 1911年, 卢瑟福发现原子内部有一个核;1913年, 玻尔指出放射性变化发生在原子核内部, 于是研究原子核的组成、变化规律以及内部结合力的核物理学应运而生 。

1932年, 查德威克发现了中子 。 从此, 人们认识到各种原子都是由电子、质子和中子组成的, 于是把这三种粒子和光子称为基本粒子 。

但是, 基本粒子并不“基本” 。 一方面, 正电子、中微子、介子等新的基本粒子相继发现;另一方面, 基本粒子还有其内部结构 。 60年代以来, 出现了基本粒子结构的“夸克模型”、“层子模型”等, 使40年代末诞生的一门新的独立学科——基本粒子物理学(又称高能物理学)至今方兴未艾, 成果累累 。

2、宇宙大爆炸理论

现代宇宙学的研究发端于爱因斯坦 。 他在1915年创立广义相对论后, 用它来考察宇宙的结构问题, 于1917年提出有限无边的宇宙模型 。 1922年, 弗里德曼提出的非静态宇宙模型, 认为宇宙是可能膨胀的 。 1929年, 哈勃确定了星系红移(即退行速度)和距离之间的线性关系, 证实了宇宙膨胀理论 。 1932年, 勒梅特提出了宇宙爆炸说 。

1948年, 伽莫夫把核物理学的知识同宇宙膨胀理论结合起来, 发展了大爆炸理论, 并用它来说明化学元素的起源 。 这一宇宙大爆炸理论在1965年发现的宇宙背景辐射现象和1998年哈勃望远镜探测到距地球120亿光年之遥的星系中得到了有力的支持 。

3、DNA分子双螺旋模型

1953年4月25日, 英国《自然》杂志刊登了25岁的沃森和37岁的克里克合作研究的成果——DNA双螺旋结构的分子模型, 这一成就后来被誉为20世纪生物学方面最伟大的发现, 也被认为是分子生物学诞生的标志 。

DNA是遗传基因的物质载体——脱氧核糖核酸的英文简称 。 1915至1928年间, 摩尔根通过果蝇实验, 证明了坐落在细胞核内染色体上的基因决定着生物性状, 从而创立了基因理论 。 染色体是由蛋白质和DNA组成的 。 过去生物学界一直认为蛋白质是遗传信息的载体, 直到1944年埃弗里等人通过实验才证明了遗传载体不是蛋白质, 而是DNA 。 1953年DNA分子结构双螺旋模型的建立是打开遗传之谜的关键 。 60年代尼伦柏格等人破译了遗传密码, 证明地球上所有生物的遗传密码都是相同的——DNA的4种核苷酸碱基的序列代表了基因的遗传信息, 决定着蛋白质的20种氨基酸的组成和排列顺序 。 作为基因载体的DNA是生命的后台指挥者, 生命的一切性状通过受DNA决定的蛋白质来表现 。

4、大地板块构造学说

1912年, 魏格纳提出大陆漂移说, 认为在地质历史上的古生代, 全球只有一块巨大陆地, 周围是一片大洋;中生代以来, 这块古陆开始分裂、漂移, 逐渐成为现在的几个大陆和无数岛屿, 原来的大洋则分割成几个大洋和若干小海 。

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