范文一:自然科技发展概论论文
浙江财经大学东方学院
课程论文
题目
学生姓名 沈超 指导教师 王华
分 院 会计分院 专业名称 会计
班 级 12会计1班 学 号 1220100139
2014 年 6 月 8 日
摘要:据《自然科学大事年表》记载,明代之前,世界上重要的创造发明和重大的科学成就大约300项,其中中国大约175项,占总数的57%以上,其他各国占42%左右。英国著名学者李约瑟指出,中国的发明和发现,远远超过同时代的欧洲,中国古代科学技术长期领先于世界。天文、数学、化学、医药等方面的科学知识通过丝绸之路和海路传播扩散到全世界对世界科学技术的发展做出了重要的贡献;但同样,到近代中国,科技一再衰落,直到清末时期,几乎就没有什么科技成就出现,这就是著名的“李约瑟难题”。这跟中国古代科技发展的内外环境存在着许多缺陷有着密切的联系,在种种因素的作用下,中国古代科技发展必然存在着自身难克服的局限性。
关键词:科技成就;古代中国;宋代;李约瑟难题;
引 言
古中国的科技成就一直是人类历史长河中的瑰宝。一提起中国古代的科学发明,人们往往马上就会想到四大发明——造纸术、印刷术、指南针和火药。这四大发明无疑是极其伟大的,它们对世界文明的发展曾经起过巨大的影响。以此为代表,即便在现代社会在人们日常生活中的多项发明,一直存在着中国古代科技成就的影子。但是,随着近代中国的衰落,中国古代的科技影响力逐渐下降,乃至形成了“李约瑟难题”,这正是当代国人需要探究的问题。
一、古代科技成就发展对世界的影响
中国作为四大文明古国之一,在历史长河里创造了重要的科技成就,在世界科技史的舞台上扮演着重要角色。举世闻名的指南针、造纸术、火药、印刷术四大发明,是中华民族对世界文明的突出贡献。造纸术的发明为人类提供了质地优良、方便而又经济的书写材料,极大地促进了人类文化的保存、传播、延续和发展。印刷术、指南针和火药的西传,则成为促进欧洲近代文艺复兴和科学革命的有力杠杆。英国著名科学家、哲学家弗·培根认为,“这三种发明已经在世界范围内把事物的全部面貌和情况都改变了:第一种(按:指印刷术)是在学术方面,
第二种(按:指火药)是在战事方面,第三种(按:指指南针)是在航行方面;并由此又引起难以数计的变化来,竟至任何帝国、任何教派、任何星辰对人类事务的力量和影响都仿佛无过于这些机械性的发现了。”但是我们也应该看到,四大发明毕竟是中国科技文化史上很小的一部分,仅仅知道四大发明,对于了解中国文化史还是远远不够的。
在天文学方面。《诗经》中记载了公元前776年9月6日发生的日食,这是我国历史上第一次有确切日期的日食记录。东汉末年,第一台浑象仪由张衡制成,张衡同时还提出了浑天说的观点。汉代制定了我国第一部有确切年代的成文历法——《太初历》。元朝科学家郭守敬编制的《授时历》,测定一年为365天,与我们现行公历基本相同,但是比现行公历确立早约300年。此外,我国从公元前240年起,对哈雷彗星的每次出现都有记载,是世界上对哈雷彗星记录最完整的国家;《汉书》中记载的公元前134年新星爆发,被国际上公认为是人类发现的第一颗新星;记录于北宋至和元年的超新星爆炸,在正当科学家们为蟹状星云的产生而疑惑不解时,犹如当年事件的亲历者,以铁的证据还真相以本来面目。
在医学方面。春秋战国时期的名医扁鹊总结出的望、闻、问、切四诊法,一直被中医所沿用。战国问世、西汉编订的《黄帝内经》奠定了我国医学的理论基础。西汉的《神农本草经》对药物第一次进行了比较全面、系统的分类总结。唐朝杰出的医学家孙思邈著有《千金方》,总结了历代的医学成果,在我国医药史上占有重要地位。 而在中国古代科学的各分支中,未被近现代科学所融汇,且至今仍有强烈生命力的,唯有传统的中国医药学。
在地理学和农学水利方面。东汉科学家张衡制造出测定地震方位的地动仪,是世界公认的最早的地震仪器。农具制造在战国已出现,并达到了相当的水平。像赵过的铁脚耧车、杜诗的水排、竖炉冶炼法等等都是突出的成果。牛耕的推广与代田法耕作制度的创新,则在当时条件下起到解放生产力的重要推动作用。魏晋南北朝时期出现了一部综合性的农业著作——贾思勰的《齐民要术》。又如公元前250年李冰任蜀郡郡守时领导群众修筑的驰名中外的都江堰是我国古代宏大水利工程的代表作。时至今日,它仍发挥着防洪、排沙、灌溉、航运、发电等多方面的效益,使成都平原得到灌溉,千百年来成为“水旱从人、不知饥馑、沃野千里、世号陆海”的“天府之国”。
在手工技术方面。东汉时期,宦官蔡伦改进造纸术,制造植物纤维纸,后人称“蔡侯纸”。后来造纸术还传到了朝鲜、越南和日本,后经阿拉伯人传到非洲和欧洲。隋唐时发明雕版印刷术,唐朝印制的《金刚经》,是世界上现存最早的雕版印刷品。北宋毕昇发明活字印刷术东传入朝鲜、日本,向西传入欧洲。战国时期人们利用磁石指示南北的特性,制成“司南”。北宋时制成了指南针,并开始用于航海事业。
在数学方面。《九章算术》成书于东汉时期,此书总结了春秋战国以来的数学成就,涉及到现代初等数学的大部分内容。三国时的刘徽,发现圆内接多边形边数无限增加时,多边形的周长无限接近圆的周长,从而创立了“割圆术”,这算得上是最早的微积分思想了。随后,南朝祖冲之利用和发展前人创造的“割圆术”在世界上首次将圆周率的数值计算到小数点以后的第7位数字,领先世界近1000年。他还写了数学专著《缀术》,后来传到日本、朝鲜。
我国古代科技能取得如此大的成就,与古代封建王朝的发展有着密切联系。纵观各个王朝,宋代是我国古代科技成就发展到达顶峰的一个阶段。
在历史定论中,我国的科学技术上在两宋之前已经形成了较为完整的体系并得到了巩固和发展。两宋时期将其推向了一个前所未有的高度。英国著名学家李约瑟在谈到宋代的科技成就时曾说,“每当人们在中国的历史文献中查找一种具体的科学史料时,往往会发现他的焦点在宋朝。”不仅如此,国学大师陈寅恪也曾经评价到,“中华民族之文化,历经数十载之演进,造极于赵宋之世。”
翻查宋代所取得的诸多科学成就,可以发现它的科技成果涉及了包括农业,医药学,数学,天文,地矿等诸多领域在内科学实用成就(其由沈括主编的《梦溪笔谈》中对宋代科技成就做了详细介绍)。而,在这令人咂舌的成果之中,又以集中国古代科学技术之大成的四大发明的重大完善和突破为代表。他们的影响是世界性的历史性的。可以毫不夸张的说,他们改变了整个世界的状态和联系。 首先从印刷术说起,两宋时期,社会上广泛使用雕版印刷术。并使之达到一个新的高峰,至今,宋刻本仍被当代收藏家视为珍品。随着北宋的平民艺人毕昇发明了胶泥焙烧而成的活字印刷的技术之后,该技术从中东传入欧洲,1456年欧洲人才使用活字印刷术印制第一本《名登堡圣经》。这比欧洲早了400年左右。宋代活字印刷术的发明,大大加速了印刷业和文化传播业的发展。书籍发行量的
增多,使得更多的人学习文化知识,丰富宋代人民的精神文化生活。
其次是指南针,我国古代先人在战国时期发现了磁铁的指向性,并使用天然磁石发明了迄今为止最早的指南工具“司南”,但硕大的司南置于地面不仅摩擦力大,造成指向不准,而且天然磁石制成故又极其容易失掉磁性,弊端诸多,到了宋代,人们创造性地发明了人工磁化的方法,方法分为两种:一是利用天然磁石磨钢针的针锋,使其获得磁性;其二则见于沈括的《梦溪笔谈》中的记载:将铁片剪成适当的形状,并用火烧红,将其尾部对准北方,迅速放入冷水中,最后放入密闭的磁性匣子。在北宋时期指南针一开始用于军事,主要用于在黑夜和大雾环境下指示方向,再到后来指南针演变为罗盘(磁针和方位盘连成一体的罗经盘)。到了1125年也就是北宋后期,指南针用于航海,而后来的南宋将其推而广之。
火药的改进和使用也同样意义重大,火药其实在唐代就被一群追求长生不老的道人们在炼“仙丹”的时候发现并记载下来:将硫磺,硝石,碳混合在一起,一旦遇火就会燃烧或爆炸,这种最初的黑火药,起初仅用于节日欢庆的烟火,而“火药”一词最早见于北宋年间的《武经总要》,据其记载,当时的火药配方已有较大改进,形态由原来的膏状变为固体,并且添加量更大的硝石以及其他有毒物质,火药的威力更加威猛。其实在唐末的战乱中火药已小范围使用,而到了宋代,由于火药本身配方的改进以及用火药制造的兵器也取得巨大进展如“铁火炮”“突火枪”等,大大提高了杀伤力和破坏力而被广泛的应用于军事战争中。 在欧洲,先进的洋枪火炮,资产阶级最终用它们将以国王为代表的封建势力打出历史舞台并建立资产阶级制度,最终在开拓世界市场和海外殖民的道路上用这些武器打开了中国的国门。
除了上述的四大发明外,在宋代的天文历算中,出现了世界上最早的天文星图之一——《天文图》;世界上第一台“水动天文钟“以及在历法中的《统天历》确定的回归年与现行的公历长度丝毫不差。数学以秦九韶的《九章算术》为代表。医学也留下了《政和本草》与《洗冤录》等经典著作。
二、局限性——李约瑟难题
纵览中国历朝历代科学技术所取得的辉煌成就,我们不禁要思考这样一个问题:尽管我国古代科技取得了如此大的成就,但为什么科学和工业革命没有在近
代的中国发生?这就是著名的“李约瑟难题”。在众多专家前辈的的基础上,我尝试着给出个人的一点见解:
(一)小农经济及封建的政治、经济环境限制了科技的发展
古代中国是自给自足的小农经济社会,历代封建统治者实行“重农抑商”、“重本轻末”政策,力求“足食足兵”,对商人和工业采取轻视态度。这种自给自足的封建经济及强大的一以贯之的封建伦理专制统治,形成了古代中国独特的社会政治经济及思想结构。一方面人们习惯了小农经济的“男耕女织”“早出晚归”,形成了安贫乐道、缺乏进取的社会心理;另一方面人们在强大的封建伦理道德教化下不敢越雷池一步。于是,科学著作和科学发明被斥为异端邪说而加以拒绝。中国封建统治者过多地注重人文社会科学,传统礼教成为束缚进步学者思想解放的无形绳索,尤其是秦灭六国之后的“废黜百家、独尊儒术”,其影响是深远且极为消极的,儒学中的一些糟粕也成为阻碍科技发展的重要原因。明清两朝统治者大兴“文字狱”,则是残暴地铲除了中国古代科技振兴最后的萌芽以上种种,都与西方封建社会国王的王权和宗教教权激烈争夺,形成了欧洲多中心状态的社会结构完全不同。近代科技在欧洲激烈竞争的社会结构中孕育起来,而在中国则越来越沉落。
二、科学技术的致用性和依附性
与西方近代自然科学中的求真精神相反,中国古代科学技术却有着强烈的致用性。具有求真精神的近代科学,要求科学家必须牢牢立足于观察实验的经验事实基础上,摆脱一切来自主观世界的阻力和干扰,一往无前地去探索和发现自然界不依赖于人类而存在的自然规律;而具有强烈实用特征的中国古代科学技术,则因受外界的影响,而成为道德伦理和权势的附属物。 各种似与现实人生无关的自然知识或抽象理论就受到漠视,任何学问只有落实到社会、道德层面才有价值。出于封建大一统政治的需要,古代科技有着明显的政治化的实用倾向。最典型地体现在天文学、数学上。古天文学是中国古代社会的官方科学,几乎每个朝代都设有司管天文的官僚机构。科学的发展,固然需要讲求致用。正因有社会生产的要求和实用,才激励人们从事科学活动,并取得成果。也正因有强烈的致用要求,中国古代科技才得到相当程度的发展。然而,致用性毕竟是科学外在派生的属性,完全为了致用的科学不可能使人保持相对独立的、冷静理智的探索精神。
缺乏独立求真精神,而一味讲求实用、从属、依附地位的中国古代科技,自然很难走上近代科学革命的道路。
以上就是我对“李约瑟难题”的一些思考,只有不断探寻古代中国科技的局限性我们才能从中收获更多经验教训,以免于走上发展科技的歪路。
参考文献:
[1] 《中国古代科技史》,李约瑟
[2] 《科学技术史》,王玉仓,中国人民大学出版社,2004年
[3] 《科学史与现代科学》,席泽宗,中科院自然科学史研究所,2004年
[4] 《中国少年儿童百科全书》(科学技术卷) 浙江教育出版社,1991年
[5] 《中国大百科全书》(中国历史卷),中国大百科全书出版社,2002年
[6] 《梦溪笔谈》,沈括
[7] 《李约瑟难题:为何中国近代没有科学革命?》,2003年
[8] 《李约瑟对中国文明的早期认识》,李世安,2003年
范文二:自然科技发展概论论文
自然科技发展概论
期末课程论文
论文题目: 浅谈3D打印技术的发展趋势
学生姓名: 汪玲玲
所在分院: 工商管理分院
班 级: 13工商3班
学 号: 1320300308
2015年 6 月 18 日
浅谈3D打印技术的发展趋势
摘 要:3D打印技术在欧美国家处于成熟阶段,而在中国只是在近些年来才得以引进。早在20世纪80年代末人们就已经提出了3D打印的概念,就在最近几年才把3D打印技术运用在医学、制造业等领域,并取得了一定成就,3D打印在各行业的应用大大推动了经济的发展,增强了国家的综合国力。本文主要讲述3D打印技术的发展现状,同时探讨了该技术跟传统技术相比较所反映出的优势,3D打印技术在应用方面的局限性,并浅谈未来的发展趋势。
关键词:3D打印技术;快速成型技术;发展趋势
一、引言
在科学技术飞快发展的今天,打印技术随处可见,如今,一种新型的打印技术,或者说一种快速成型技术逐渐进入人们的视野——3D打印。3D打印作为一种降低工件制作难度的技术被人们所推崇。在1986年,Charles Hull开发了第一台商业3D印刷机开始,3D打印就开始登上历史舞台。九十年代的好莱坞电影开始出现以3D打印为灵感的故事情节,并且为了满足人类这种“上帝”思想,科研人员开始了3D打印技术的开发与研究。近20年来,3D打印技术取得了快速发展,在消费电子产品、汽车、航空航天、医疗、军工、地理信息及艺术设计等领域被大量使用。随着工艺、材料和装备的日益成熟,3D打印技术的应用范围不断扩大,从制造设备向生活产品发展。本文主要讲述3D打印技术的发展现状,同时探讨了该技术跟传统技术相比较所反映出的优势,3D打印技术在应用方面的局限性,并浅谈未来的发展趋势。
二、3D打印技术的产生与发展
(一)3D打印技术的概念
3D打印技术俗称为快速成形技术,又称快速原型制造(Rapid Prototyping
Manufacturing,简称 RPM)技术,它是基于材料堆积法的一种高新制造技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。3D打印(3Dprinting)是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术,被称为“具有工业革命意义的制造技术”。运用该技术进行生产的主要流程是:应用计算机软件,设计出立体的加工样式,然后通过特定的成型设备(俗称“3D 打印机”),用液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。3D打印是“增材制造”(AdditiveManufacturing)的主要实现形式。
(二)3D打印技术的产生
传统模式的制造业进行的是一种高成本、低产量、周期长的生产模式,导致产品的零售价格,而工资的增长比率比物价上涨的幅度低,而且批量生产模式难以满足日益个性化的用户需求,需求导向的社会化生产将更具优势。从新经济角度,3D 打印的“制造 + 服务”模式会改变人类现有的生活方式。在新经济的发展过程中,通过持续的科技创新和劳动力水平提升,面向人们基本生存需要的农业和制造业的占比日益降低,以满足人类更高层次需求为目的的服务业愈发重要。随着生产力水平的提升,人们开始在集约生产带来的同质化消费之上追求更高层次的个性化、定制化服务。新媒体、社交网络满足了人类在精神层面的个性化需求,而 3D 打印正是实现物质个性化的最佳解决方案。
长久以来科学家和技术工作者一直有着一个复制技术的设想,但直到20世纪80年代,3D打印的概念才算真正开始实现。1982年,首次公开实现实体模型印制的是日本名古屋市工业研究所。 然而,最常被冠以发明“现代”3D打印机的人是查尔斯·W·赫尔(Chuck Hull),1984年,他定义了专利术语Stereolithography“立体光刻造型技术”(系统通过创建多个截面的方式生成三维物体对象)。 (三)3D打印技术的发展现状
1.3D打印技术在制造业上的应用
在当今的高新技术条件下主要有几种常用的 3D 打印技术的工艺过程包括光固化(SLA)、选择性激光烧结(SLS)、选择性激光熔化(SLM)和熔融沉积成型(FDM)等。
选择性激光烧结可以用于生产各种规格的金属部件,包括由航天级钛制成的组件。德国的 EOS公司和刚刚被通用航空收购的Morris Technologies都使用
了该技术。也可用于生产尼龙的一次性部件给汽车、跑步者、滚筒等使用。
而选择性激光熔化能打印金属如钛、不锈钢、铂,甚至是黄金,制作出的部件与传统铸件一样好,因此在珠宝业和航空航天业的应用增长迅速。
熔融沉积成型使用真正的工程级塑料,如ABS、聚乙烯、尼龙等,生产出的部件与机械加工或者注塑模具生产的部件强度相当,颜色相同,惟一不同的是表面光洁度。
2.3D打印技术在医学上的应用
3D打印技术的应用领域也在随着技术的进步而不断扩展,包括生活用品机械设备生物医用材料,甚至是活体器官在生物医学领域,目前3D打印技术在国际上已开始被应用于器官模型的制造与手术分析策划个性化组织工程支架材料和假体植入物的制造以及细胞或组织打印等方面。例如,在骨科口腔颌面外科等外科疾病中通常需要植入假体代替损坏切除的组织,以恢复相应的功能以及外观,然而,目前临床所使用的替代材料都是按照固定模式制造,难以与患者的缺损部位完美匹配,无法获得十分满意的效果。
据报道,美国一位儿科医生成功打印制作出人体心脏实物模型。这项技术同样可应用于牙种植、骨骼移植等人造骨骼实物、血管等器官。跟传统的器官移植手术相比,3D打印出的器官的排斥反应几乎没有,也不会给患者带来不良影响。
因此,在近年来,3D打印技术被越来越多的应用于生物医用材料的制备。另外,生物相容与生物可降解高分子在生物医学应用,尤其是组织工程应用中具有独特的优势,因此,3D打印技术应用于制备生物医用高分子材料的研究在近年来取得了显著的进展。
三、3D打印技术的特点
(一)3D打印技术的优点
1.跨越传统造模环节
无需模具就能成型,也不需要机械加工,就能直接从设计好的计算机图形数据中生成任何形状的物体。而传统的制造业最核心的一个环节就是要造模,很多高端产品能够设计出来,最大的困难是生产不出来成品,原因就出在造模环节,且耗时很长。而3D打印机则跨越了造模这个环节。
2.增量制造
3D打印,即增量制造,也称作快速成型技术,是基于材料累加原理的快速成型操作过程,将计算机中的三维模型通过向物品分层添加材料来创造出实物的一种叠层制造技术,具有不受零件复杂程度限制、完全数字化控制等特点;而传统的制造业是减量制造,先做一个大的框架,然后根据需要减去不需要的部分。所以3D打印可以节约90%左右的材料。
3.变革性制造一体化技术
这种技术是带有一种变革性的,短流程、低成本、数字化、高性能的制备构建制造一体化的技术。对构建的制造是重要的,尤其是这种技术一部分高性能难加工构建技术的革命,潜力巨大。
(二)3D打印技术的缺点
1.成本高
3D打印机的成本较高,最便宜的打印机需要花费1万多元,而Z-corporation 在2012年为个人用户和商家推出了小型3D磨具打印机:ZPrinter 150单色3D打印机售价为14900美元,ZPrinter 250彩色3D打印机售价为24900美元。
2.加工速度慢
目前很多三维打印机使用的是液态树脂,这种树脂可以利用聚焦激光束精确地点硬化。这种技术可以创作结构错综复杂的雕塑,但打印速度非常慢,大约是每秒数毫米。
3.打印材料受到限制
目前打印材料主要是塑料、树脂和金属,骨骼等有机原料的研究也正在进行并有了初步成果。尽管已经开发了许多应用于3D打印的同质和异质材料,但是开发新材料的需求仍然存在。
4.打印对象受到限制
目前,用户还无法自由地将一张照片或是屏幕上的动画角色打印出来,原因在于无论是照片还是屏幕角色,都是二维的,要想实现3D打印功能就必须先将这些二维的图片或物体还原成三维的。
四、3D打印技术的发展前景
(一)3D打印技术在制造业上的发展趋势
个体户只要拥有一台清晰的3D彩色打印机,再加上三维立体图纸,只需敲击键盘就可以快速打印出自己想要的产品。用户可以随心打印出自己喜欢的房子、飞机、珠宝、枪支等等物品,一般只需等待几小时到几十个小时。但是在人们能够随心打印出枪支以后又会出现一系列问题,比如:人人持有枪支,则每个人都有可能持枪犯罪。在中国这样一个法制社会,若每个人都持有枪,那整个社会都将会处于一片混乱之中,人们将每天都提心吊胆的生存。
3D打印技术的出现使设计制造业的成功不再取决于生产规模,而取决于创新,然而,单靠创新也不够;一旦物品能用数字文件来描述,它们就会变得很容易复制和传播。创新者能够在市场上快速地推出新产品,而模仿者的推陈出新则会更加轻而易举。因此,创新者的竞争优势可能变得比以前更短;当然,盗版也会变得更加猖獗,就像音乐工业出现的情况一样:当一个新玩具的草图或一双鞋的设计方案在网络上流传之时,其知识产权的拥有者将会失去更多,因此,人们在知识产权领域进行的斗争会更加激烈。
(二)3D打印技术在医学上的发展趋势
世界已经经历过两次工业革命,在经历工业革命阶段,各个国家都取得了前所未有的进步,而经济学家预测3D打印技术将掀起第三次工业革命,等到3D打印技术得到广范围应用后,以制造业为主要出口产业的国家将失去竞争优势。而以数字化、个性化为突出特色的行业将侯军突起。
3D打印技术已经发展到一定水平,但因为当前面临的一系列材料及技术层面问题致使该技术有一定的局限性,因为在未来的几年甚至几十年里3D打印技术将会更加先进,据预测,在医学方面,3D生物打印速度提高到一定水平,所支持的材质更加精细全面,且打出的组织器官免遭人体自身排斥时,每个人专属的组织器官都能随时打出,这就相当于为每个人建立了自己的组织器官储备系统。
五、3D打印技术带来的影响
随着3D打印技术的成熟,以零售为主的实体店与网店将失去很大部分的客
流量,而且由于许多商品更贴近消费者的需求,物质产品的生产和分配开始全球化。因为出口国的盈余减少和进口国对进口的依赖缩小,一种新形式的“进口替代”占据了上风,所以这种生产的本地化可能会减少全球经济失衡。生产各种精密的3D打印机很可能是一个新的行业。从个人家用打印机到制造中心的创建,从商店打印到政府机构打印,将出现了一个不断增长的客户群。等到3D打印技术全面推广,每户人家只要拥有一台3D打印机就可以打印出自己想要的产品,足不出户就可以享受各种各样的物质资源。3D打印技术的广泛推广,不仅能降低不可再生资源的使用,降低生产成本,也能大大提高生产力,缩小欠发达国家与发达国家之间的距离。
六、结束语
众所周知,第一次工业革命和第二次工业革命分别以蒸汽机的发明和电气化的使用为标志,以其强大的生产力解放为基础,深刻地改变了西方资本主义国家甚至整个世界的面貌,有力地推动了世界现代化的历史进程。显而易见,科学技术是第一生产力,更是当今世界格局下各国综合国力比较的核心指标之一,可以说,最新最前沿的科学技术的掌握和最早应用推广,将是未来国家间竞争的重要体现和地位分水岭。那么,当下最值得关心注目的科学技术是什么呢?毫无争议,3D打印技术将占一重要席位且有愈演愈烈之势。
3D打印技术是方兴未艾的在可预见未来的核心技术革命之一,在全世界社会大生产领域内势必将引发深刻的革命性意义,我国应高瞻远瞩,及时果断地把握好时代气息,积极有效地应对好3D打印技术并使之为实现中国梦和中华民族的伟大复兴而服务。
参考文献
[1]张继德:“中国3D打印技术的发展现状、问题及对策”,《会计之友》,2013第4期下。
[2]祁名,张天文:《3D打印:社会化制造的新时代》,电子版。
[3]王月圆,杨萍:《3D打印技术及其发展趋势》,电子版。
[4]郭政,昭崝:《3D打印技术的前景及影响》,电子版。
范文三:自然科技发展概论期末论文要求
期末课程论文选题范围
1. 人类的起源和科技的萌芽介绍 2. 古印度科技成就 3. 古埃及科技成就 4. 古两河流域科技成就 5. 古中国科技成就 6. 纳米技术的发展趋势 7. 材料技术的发展趋势 8. 能源技术的发展趋势 9. 海洋开发技术的发展趋势 10. 空间技术的发展趋势 11. 生命本质遗传学探索 12. 遗传密码与中心法则研究 13. 节能与新能源的开发现状 14. 化学对和平利用核能的贡献研究 15. 非线性物理的发展 16. 相对论与现代时空观研究 17. 海洋高新技术进展 18. 数字城市建设技术研究
期末论文要求
1.字数要求:不少于3000字。 2.格式:
正文字体:小四,宋体,行距1.5倍;
摘要:“摘要”两字小四黑体;其余小四,楷体; 关键词:“关键词”两字小四黑体;其余小四,楷体;
标题:一级标题以三号字黑体居中打印;二级标题以四号黑体左起空二格打印;三级标题以小四号黑体左起空二格打印。 3.内容:内容充实,切忌空泛!
4.形式:选择各人独立完成的学生,请上交论文一份;选择小组集体完成的
学生,以小组上交论文一份,并且打印汇报的PPT(A4纸打印,每页打印6个PPT)。 5.上交纸质版
6.上交时间:6月11日
浙江财经大学东方学院
课程论文
题目
学生姓名 指导教师 王华
分 院 专业名称
班 级 学 号
年 月 日
浙江财经大学东方学院
课程论文
题目
小组成员 专 业 指导老师 王华
年 月 日
范文四:科技发展概论论文
题目:生物工程的主要分支及其发展总结
学生姓名 吴汉钦
学 号 150107100333
学院 金融学院
专业名称班 级 金融工程二班
手机15869150691
2016年12月
生物工程的主要分支及其发展总结
摘要:生物工程是起源于上个世纪七十年代。它以细胞学,分子生物学,生物化学等学科为基础学科,并运用了当下科学领域叫前沿的化工,机械,电子计算机等技术,通过对生物微观层面的操作,来改变生物的遗传物质,最终获得人们所需要的性质。生物工程看似是门高深的学科,实则早已与我们生活息息相关,如杂交水稻,转基因大豆等作物的开发,青霉素的批量生产,都与生物工程息息相关。可以说,我们生活中享受到的科技发展带来的好处,很大程度上得益于生物工程的发展。但同时,生物工程也带来了许多问题:如转基因食品的安全性,克隆人问题等。可以说基因工程是一把双刃剑,而我们则要好好利用生物工程来为自己谋求福利
关键字:生物工程,新兴应用性学科,遗传,生活,双刃剑
一、生物工程的主要分支
1.1 基因工程
基因工程又称基因拼接技术和DNA 重组技术。基因工程大致研究方法是,通过工具酶,将目标DNA 从供体的DNA 中提取出来,再将目标DNA 与载体DNA 相连接,最终导入到受体细胞中,使其生长繁殖,最终表达目标DNA ,从而获得目标性质或者产物。这一过程的实现,得益于美国生化学家沃森和英国物理学家克里克发现的基因的双螺旋结构,使得提取分离基因有了理论基础。到1969年时,科学家成功分离出了第一个基因,到1980年时,科学家们培育出了第一个转基因动物——转基因小鼠,打开了人们运用基因技术来达成目的大门。
基因工程同那些直观地电子工业相比,似乎同我们生活距离太远,其实我们早已在在享用基因工程带来的好处,只是由于基因工程带来的那些改变大多贴近生活,以致我们早已习以为常,忽略了其背后那默默奉献者“基因工程”。
在农牧业食品业方面,如抗虫棉的研制,给棉花产量带来了可观的提升。抗虫棉的研制机理是:人们将外源Bt 基因通过载体整合到棉株体中后,使得棉株体产生一种叫δ-内毒素的伴孢晶体蛋白,该结晶蛋白被鳞翅目等敏感昆虫幼虫摄取后,会在其肠道中的碱性条件下水解成毒性肽,并很快发生毒性,从而杀死幼虫。抗虫棉的推广,是的棉花的生产过程中省去了的购买成本,和喷洒农药的人工成本,同时也使棉花的产量提升,减少了农药对环境的污染。
而基因工程在医学方面也发挥着不可小视的作用。在运用基因技术之前,治疗糖尿病的胰岛素一直只能从猪,牛身上提取。其低产量的特点导致无法满足广大糖尿病患者的需求。而后来,科学家们将合成的胰岛素基因导入了大肠杆菌,将大肠杆菌作为胰岛素的来源,使胰岛素的产量大幅增加,最终导致胰岛素价格下降了30%~50%,大大造福了糖尿病患者。
1.2 酶工程
酶是一种能催化特定反应的蛋白质,RNA 或者是其复合体,酶在反应中能加快化学反应的进行,但是并不能改变反应的平衡点。酶的应用在制药,食品工业,轻工业中发挥着重要的作用。而酶工程就是将酶或者微生物细胞,动植物细胞,细胞器等在一定的生物反应装置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手
段将相应的原料转化成有用物质并应用于社会生活的一门科学技术。酶工程的应用,提高了生产中产品的质量,同时也节约了原料和能源,即将提了成本,又使生产者的到了超额回报。同时由于酶作为催化剂有着绿色无污染的特点,因而酶工程的出现与发展,同时也减低污染改善了环境。可以说酶工业作为一项新兴产业,有着不可小视的前景。
酶工程的应用,较为普及的应该属用固定化酶水解牛奶中的乳糖了。牛奶含有4.3%~4.5%乳糖,而那些体内缺乏乳糖酶的人饮用牛奶后常会产生意外后果。因此在牛奶生产过程中,可用乳糖酶将乳糖分水解为两个单糖:半乳糖和葡萄糖,从而缺乏乳糖酶的人也能应用牛奶。乳糖水解技术早在1977年就已经实现工业化,当今市场上品目繁多的印有乳糖水解技术的乳制品其实用的就是该技术。而乳糖水解酶除了用于牛奶生产过程中的乳糖水解,还可用于冰淇淋生产,是在低温下较易结晶的乳糖水解为两个单糖,从而提升冰淇淋的口感。
而酶在现在养猪生产中也发挥着重要的作用。单晶养猪产业中,普遍对子猪实施早期断奶甚至超早期断奶,但子猪在早期断奶中会有应激反应,子猪的消化系统发育和消化酶的分泌不足是断奶子猪生长阻滞的主要因素之一。因此人们常会在日常幼畜中添加外源性脂肪酶,来补充体内的消化酶,从而减轻猪的断奶应激。外源性脂肪酶在养殖生产中的应用并不只限于畜类,杨新文等对鳗养殖的研究中发现,0.2g/kg的脂肪酶能显著提高鳗的日增重率28.53%-71.38%,显著降低饵料系数14.69%-20.98%,这说明,脂肪酶能提高个体对脂肪的消化吸收能力,从而使单位产量的成本降低,提高产率。
1.3细胞工程
细胞工程是生物工程中的一个重要分支,它包括了细胞培养,细胞融合,细胞拆合,染色体操作及基因转移等方面。细胞工程是按照人们的需求对细胞的进行遗传改造,并且大量繁殖的一个学科。细胞工程为许多领域提供了技术支持,如细胞克隆,胚胎工程,转基因生物等方面,都涉及到了细胞融合,细胞体外培养等方面。细胞工程为许多科学实验提供了技术条件,在科研领域中发挥着重要作用。
细胞工程为生物制药提供了便利。类淋巴细胞干扰素就是一个很好的例子, 他是从一株由Burkitt 淋巴瘤患者身上的Namalva 细胞分泌的干扰素。该干扰素由英国Fante 和Finter 研制成功,并且与1986年获准进入市场,最终大量生产。这是第一次的到批准的用肿瘤细胞系生产的人用药品,这在动物细胞发展技术史上是一个很重要的里程碑。而类淋巴细胞干扰素的广泛应用,为许多疾病的治疗,如乙型肝炎,丙型肝炎,肿瘤病,毛细血管白血病等提供了途径。
除了制药业,细胞工程在胚胎培育上的运用,与生活最为密切相关的应属试管婴儿。试管婴儿技术是由爱德华兹开创的,现已经历了三十余年,全球通过体外受精出生的人数已达400,为众多不育夫妇提供了一个养育后代的机会。由于大多不孕不育是由于女性的的生殖管道异常,因而体外受精,再将受精后的早期胚胎进母体,便能很好的解决这一难题。试管婴儿的发展历程可以分为四代,第一代是体外授精胚胎移植,第二代是体外显微授精胚胎移植技术,第三代是胚胎筛选预防遗传病,而第四代则是将A 卵子中的细胞核取出和另一去核卵细胞结合进行受精发育,当今学术界对第四代技术上有争议,因为涉及到了伦理问题(去核卵细胞中的细胞质仍有遗传物质)。但无可否认的是,细胞工程带来的试管婴儿技术为千万家庭达成了属于自己的育儿梦。
二. 发展总结
2.1
生物工程的发展,给人们带来了重大的好处:例如利用生物技术改良品质,提高作物产量,选育优良品种;利用生物工程制药,生产更多的抑制素,胰岛素,干扰素等满足患者需要;利用生物技术减少农药的使用量保护环境等。但是生物工程也给社会带来了许多问题,我们手中握着的生物工程这一技术,是一项可以改变上千万年进化成果的一项工具,在我们通过基因工程成功研制了转基因大豆时,我们无法确认新品种大豆在达到人们目的的同时是否还所产生了一些其他毒素,而在转基因过程中新品种或许包含了会使消费者过敏的物质,但消费者无法事先得知,而在克隆人这一充满争议的问题上,也反映出了生物工程的成果若乱加使用,会使人类社会产生巨大的伦理问题。可以说,我们手中的生物工程是一把双刃剑,它在给我们社会带来便利的同时也会给我们社会带来许多问题,如何好好使用生物工程这一技术需要被我们重视,在一昧发展科技的同时,我们人要冷静思考我们所研究的究竟会带来什么改变。
1. 杨新文 杨毅 冷向军 吴江 脂肪酶对南方鲇生长性能、消化酶活性及血液生化指标的影响
2. 项伟波 脂肪酶的研究进展及其在饲料中的应用
3. 陈红霞 酶工程研究及应用
4. 吴梧桐 下一个十年的生物技术与生物制药
5. 柴卫东. 科学研究新发现:含有草甘膦的转基因大豆严重危害健康
6. 丁盼盼 生物技术带来的利弊
范文五:亲近自然—人类生存发展之道 权威资料-科技哲学概论
亲近自然—人类生存发展之道
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亲近自然
人类生存发展之道
【作 者】蒙培元
【作者简介】蒙培元 中国所 100732
新世纪的人类社会面临着许多新问题,有些是未曾预料或难以预料的,但发生了,如
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quot;爆炸事件;有些已经直接威胁到人类的生存与发展,如生态、手段是不行的,还必须进行文化价值观的调适。全球化使这个问题更加突出和尖锐了,迫使人类不得不进行认真的反思。
反思的一个重要课题,就是调动人类一切文化。不仅要有本土文化的认同,而且要积极贡献于人类社会。这也是一种全球意识。
所谓生态、环境问题,实质上是人与自然的问题,这是人类文化中最原初,也是最基本的问题,永远不能逃避的问题。但是,长时间以来,这个问题以人类征服自然的方式被认为完满地解决了。只是当人类受到有史以来最严重的惩罚时,才意识到问题的严重性,也意识到人类生存方式要不要改变。
这就不能不回到文化首先提出来并传到东方的,是一个现代的问题。但西方生态学的提出,首先是对西方以来的文化进行反省、批判的基础上提出来的。人类中心论、认识的主体性、独立的自我意识,成为西方文化的重要传统,征服自然成为西方文化的重要特征。理性成为的重要标志,而人的情感则成为纯粹个人或私人的东西。伴随着生态环境的严重恶化,在西方出现了生态学,它使人们对西方传统文化特别是现代文化逐渐有了一些比较清醒的认识。
首先是生态科学,进而是生态文学,当这些问题陆续提出的时候,问题就不断地深入了。在我们重新反思儒家文化的时候,才认识到,这正是儒学的基本价值所在。有意思的是,人们对于儒学的关注,大都着眼于社会层面的内容及其功能,并把儒学是否有利于现代化作为儒学是否具有现代价值的重要标志。这与西方现代社会政治学说的发展、成熟分不开,也是值得我们反省的,但又是远远不够的。事实上,儒学作为多层面的文化传统,决不仅仅限于非自然的社会政治层面,正好相反,它的原发性的或原创性的理论价值正是人与自然的关系问题,是究天人之际的问题。即使是它的社会政治理论,也是以此为其基本的理论依据和理想追求的。在这里,人既是个体的人,又是社会的人,具有双重意义,而个体性更具有根本性的意义,因为他是直接与天发生关系的,或者说,是与天直接对话的,也就是说,这是一个心灵与境界的问题,而不是一般科学文化层面上的生态问题。
这当然不是意味着回到过去的农耕社会,回到纯粹田园式的文化是很难倒退回去的。但是,人类一方面无限制地掠夺自然,另方面却又远离自然,这样的生活
方式已经出现了严重的问题。从文化的角度而言,重新认识与理解自然界,重新反思人与自然的关系,则是至关重要的,也是刻不容缓的。这是一个最重要的课题。
在这个问题上,我们要有一种自觉意识,这可以说是儒家的核心价值。我们不能因为儒学没有解决现代化的问题而否定它的价值。它能够在开放、包容的意识下吸收科学、解决现代化的问题,但是它不能被别的宗教所代替。如果真正有了这种自觉,就能够避免现代化所带来的破坏生态、污染环境的问题。
首先的问题是,自然界有没有价值,儒家的回答是肯定的。天地之大德曰生,创造生命就是自然界的内在价值。再进一步讲,自然界是人类生命之源,也是人类价值之源。正因为如此,人与自然界的关系是内在的,目的性的,不是外在的,因果性的。也正因为如此,人对自然界有亲近感,有敬畏之心,有报本之情,并把人与自然界的生命和谐视为人类的生存方式和生活目的。这好象是一种很原始、很初级的文化,如同萨满教的万物有神论,其实大不然。
毫无疑问,天有超越性的层面,所谓天道、天德,就是超越的本体存在或存在本体,但它不是绝对超越的实体(我同牟宗三先生的不同仅在于此),而是在自然界的生生不息的流行过程之中存在的,它既是天之所以为天者,又是不知其然而然者,这就是儒家所说的道体流行、与道为体或道体之本然,道体在流行中而流行以道为体,道体本来就是如此,不是在自然界的万物流行之上还有一个独立存在的道体。与此相应,人也有自我超越的层面,即天命之谓性以及天人合一之境,天所赋予人者,有形有性,性在形中,即在人的生命形体及其活动之中,在人与自然界万物的相处与交往之中。人与万物的关系,不是人与他者的关系,而是人与自身生命存在组成部分之关系。
儒学以自己的方式回答了终极性的问题:只有宇宙自然界才是最高存在,它是无限的、永恒的,与天地合德才是人的终有关怀。天有超越的层面,但超越层面的价值之源是生命整体的组成部分,不是超自然的创造主。人只能在身体存在中实现自我超越,提升生命,净化心灵,完成天地万物一体之仁。人自天地而来,又到天地,这不仅是人生的命运,而且是人生的归宿。
儒学是理性的。儒学的理性是情感理性,不是知识理性,概念理性。儒学也讲形式,但是有内容的形式,而不是空的形式。仁是儒学的核心,仁的内容就是满腔子恻隐之心。在这里,没有情感与理性的二元对立。关爱万物、关爱生命,是一种伟大的情感,也是道德理性。实现普遍的生命关怀,是人类生存的需要,也是精神境界的追求。造次必于是,颠沛必于是,如同水火一样时刻不能离。孟子讲义理,朱子讲性理,但他们所说,都是情感理性,即有内容的形式。正如朱子所说,爱是情而不是性,性是爱之理,但爱之理只能在爱上见,性只能在情上见,一句话,道德理性只能在道德情感中存在。从上说,二者有先后;从存在上说,二者是合一的。儒学不是唯理性主义的,也不是非理性主义的。既不是本质先于存在,也不是存在先于本质,而是本质即存在,即生命存在与理性的统一。这就是儒家的生命哲学,也是一种生态哲学。人对自然界的山水、草木、飞禽、走兽有一种出自生命的关怀,而不是为了满足欲望而去控制、统治、占有、主宰,这样才能得到人生的乐趣。
天地是无私的,但又有等次之分,形成一个生命序列。正如荀子所说,山水土石之物有气而无生,树木花草之物有生而无知
,飞禽走兽之物有知而无义,惟人有气有生有知又有义,故最为天下贵。在这一序列中,每一高级序列具有前一序列的要素,又有前一序列所没有的新要素,而人则居于最高序列。这一学说能说明两个道理:
一,人与自然界的其他生命有一种连续性,人并不比其他生命优越多少。孟子的人禽之辨也只是说,人与禽兽的区别就那么一点点(几希),人没有权利统治和主宰万物。在天地生物这一点上,人与万物是平等的,人与万物都是天地的儿女。张载说:乾坤父母,民胞物与,就是这一学说的最好表述,包涵着深刻的宗教精神。将万物看成是人类的朋友和伴侣,这就从深层生态学的意义上确定了人在自然界的地位。程颢说:放在万物中一例看,大小大快活,也是指平等地看待万物,看待自己。
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二,人又是万物之灵,天下之贵。这说明自然界的生命进化是有目的性的,其目的就是人,人就是目的。天地只是生,人则有仁,其最初表现就是亲亲之爱,孝从根本上说是仁的发露,在社会层面上则表现为人间关怀,但仁必须扩充到自然界的万物,从自然到社会又回到自然。只有这样,才是仁的完全实现,即人的心灵的全部畅开和一种无我的境界。
由此可见,人之所以为灵为贵,并不是居于万物之上,对万物实行暴力,而是关爱万物,养育万物,完成参赞化育之功,以此实现人的价值。灵与贵固然体现了人的价值,而人的价值在于自觉地进行理性反思,将自己的仁心仁性推之于万物,实现天地万物一体之仁,将万物视为自己身体的一部分,如同爱护自己的身体一样爱护万物。孟子说,君子之于禽兽也,见其生而不忍见其死,闻其声而不忍食其肉。这就是将人的道德情感推之于万物,实现普遍的生命关怀;亲亲而仁民,仁民而爱物,这就是差异性与普遍性的统一。程颢从观鸡雏而体会到万物生意,体会到仁,并以麻木不知痛痒为不仁,说明他有非常深切的生命关怀。朱子、阳明都说过万物本吾一体,他们都有普遍的生命关怀。这种生命关怀是处理人与自然关系的基本原则,也是人性的真正实现。
这就再一次告诉我们,人与自然的关系不只是认知关系,还有一种生命的情感联系、价值联系。价值不是由纯粹的认识决定的,根本上是由情感决定的。有一位探索自然奥秘的西方学者说过,认识中的自然是不完整的,人应当从情感中感受和爱戴自然。这话是有道理的。人类以自己具有知识而自豪,并对人类的认知理性充满了自信,以为能够获得自然界的一切真理,并将目的变成手段,对自然进行控制。其片面发展必然丧失人的本性。后现代主义对现代理性的批判,不过是揭穿了这个秘密。
儒家的爱物,不只是对有生命之物即动植物要爱,而且对无生命之物,包括人造之物与自然之物也要爱。因为这样的物,其本身虽然没有生命,但它们与生命有非常密切的关系,它们是一切生命赖以存在的基础,其本身亦包涵着生命的因素。自然之物如山水土石就是大地的象征,也是一切生命的根基。说:仁者乐山,知者乐水。仁知之人所以能够以山水为乐,首先是能爱,即热爱自然界的山水,不爱何以能乐,一个缺乏爱心、情感淡漠的人,是不懂山水之乐的,他的生活也是乏
味的。至于人造之物,当然更需要爱惜,而不可随意毁坏。儒家有一个传统,凡是自己使用过的东西,都要加倍爱惜,这些物不仅是使用工具,而且有情感上的联系。秦腔《卖酒》中有一个情节,正德皇帝私访到民间酒店,看上酒店女子李凤姐,要千方百计与凤姐搭讪,最后要凤姐替他斟酒,但凤姐不允,他便起劲地敲打桌子。凤姐说,你敲坏了我的桌子怎么办,正德皇帝说,敲坏了我赔你新的。凤姐说,你有钱固然能赔新的,但原来的桌子却毁坏了,也不能使用了。现代文化是一种消费文化,主张尽情消费,为了满足人们的消费,不断创新,不断更新换代,新的出来了,旧的便成了垃圾,人们的消费赶不上供应。这不仅污染了环境,而且浪费了资源。试问,人们所使用的任何一件物品,不都是由自然界提供给我们原料和资源的吗,如果真有爱物之心,就不会无止境地破坏资源、浪费物品了。
这只是就日常生活而言。其实,现代的生活方式,与产品已经成为人类制造垃圾的来源,只要拥有金钱,这一切都是能够轻易得到的。至于人类的生活质量如何,似乎没有人再关心了。
这就直接涉及到人类的生活方式问题。我们不能拒绝媒介,而不是征服自然的工具。人类的生活方式需要进行根本性的转变。最近,的一项调查研究表明,金钱和财富并不能换来幸福。这是值得人们深思的。有人说,儒家是乐感文化,但这并不等于盲目的乐观主义。儒学有强烈的忧患意识,其最大的忧患就是:人民有疾苦而不能解救,万物遭残害而不能保护。真正的乐是万物各遂其生,各顺其性之乐,是体会万物生意而上下与天地同流之乐。这既是审美的,又是的,是美与善的统一。对大自然的热爱与敬仰,是儒学中最有生命力的部分,实现人与自然整体和谐的境界,是儒学的最高理想。它将为21世纪人类的发展作出自己的贡献。在这里,将传统与现代对立起来是一种自限,关键在于能不能自觉。
人们都很关心儒家的人文精神,这确实是值得关心的。但是,儒家的人文精神绝没有离开自然而谈论人的问题,其基本精神就是天人合一、人文化成,即实现人与自然的和谐统一,而不是天人对立。东西方文化有共同的问题,但是解决问题的方式和价值取向是不同的,两种人文主义的精神内涵也不尽相同。西方人文主义从复兴开始就与科学有一种天然的联系,儒家的人文主义则是解决人的心灵问题,安身立命的问题,它本身就包涵着宗教诉求。我认为,中西文化的对话应当从这里开始。
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