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现代科技成就 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 199 8 年哈勃望远镜探测到距地球 12 0 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—— DN A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。大