第一篇：科学简史：科学革命篇论文

科学简史 结课论文

2011-06-07 16:04:51| 分类： 默认分类|字号 订阅

摘要：懂得人类历史的发展与近代物理学的关系，用近代物理学从发生到发展的全部知识来充实自己的头脑，了解爱因斯坦、普朗克、玻尔等许多杰出科学家的贡献，以加深对物理学规律的理解，并学习他们的科学研究方法和科学思维的方法。同时通过学习，了解我国物理学工作者对近代物理学的贡献，激发我们的爱国热情，这对使我们成为适应现代科学技术发展需要的人才，具有重要的意义。

关键词：科学 物理近代物理学 物理学家

在两千多年前，伟大的物理学家阿基米德首先发现了力学杠杆的巨大作用。他曾夸下海口：“给我一个可以依靠的支点，我就能把地球挪动。”而在一百多年前，伟大的思想家马克思第一次指出了科学技术这个社会杠杆的巨大作用。他深刻的分析道：分工、蒸汽力和机器，这是18世纪中叶起工业用来摇撼旧世界基础的三个伟大杠杆。所以纵观人类社会几千年来的发展，与科学技术是分不开的。在一定意义上甚至可以说，正是科学技术决定了人类社会的进程。人类的历史，同时又是一部科学技术发展史。而在人类科学史中，物理学无疑是最辉煌的那一篇章。近代物理学作为物理学的重要组成部分，是每个想有作为的当代大学生都应了解的历史。

第一章 发展中物理学

回顾一下十七世纪以来物理学的历史，令人感到，其中自始至终贯穿着一个根深蒂固的观点。这就是这样一种认识世界的方法，首先要寻找这些要素，要阐明这些要素所服从的规则。类似于这种想法，以下称之谓要素论。当然，构成近代物理学基础的原子论无疑是最典型的要素论的自然观。迄今几乎所有的物理学的理论体系都具有要素论的结构。1.相对论

相对论是现代物理学的重要基石。它的建立是20世纪自然科学最伟大的发现之一，对物理学、天文学乃至哲学思想都有深远的影响。相对论是科学技术发展到一定阶段的必然产物，是电磁理论合乎逻辑的继续和发展，是物理学各有关分支又一次综合的结果。相对论经迈克耳逊、莫雷实验、洛伦兹及爱因斯坦等人发展而建立。

2.量子力学 19世纪末的一系列重大发现，揭开了近代物理学的序幕。1900年普朗克为了克服经典理论解释黑体辐射规律的困难，引入了能量了概念，为量子理论奠定了基石。随后爱因斯坦针对光电效应实验与经典理论的矛盾，提出了光量子假说，并在固体比热问题上成功地运用了能量子概念，为量子理论的发展打开了局面。1913年，玻尔在卢瑟福有核模型的基础上运用了量子化概念，对氢光谱作出了满意的解释，使量子论取得了初步的胜利。之后经过玻尔、索末菲海森堡、薛定谔、狄拉克等人开创性的工作，终于在1925年-1928年开成了完整的量子力学理论。

3.原子核及基本粒子 原子核物理学起源于放射性的研究，是19世纪末兴起的崭新课题。1932年对于从原子核到基本粒子这一研究方向来讲，是具有特别重要意义的一年。在1932年，由于安德森（C.D.Anderson，1905年）发现了正电子。从那个时候起，又经历了1934年费米（E.Fermi，1901-1954年）β蜕变的理论、1935年汤川秀树（1907年）的介子理论，方才形成了以基本粒子的相互转变为中心问题的基本粒子理论。而成为上述理论研究基础的量子场论是海森堡及泡利在1929年建立的。

原子核物理学是卢瑟福在1919年发现用放射性物质放出的α射线轰击氮原子核后获得氢原子核及氧原子核作为前兆而开始的。但是，真正的发展应该讲是从有一系列重要发现的1932年开始的。这一年，科克洛夫特（J.S.Cockcroft，1899-1976年）同沃尔顿（E.T.S.Walton，1903年）用70万伏的高电压加速质子撞击锂核，成功地实现了第一次人工的原子核转化。还是在1932年，查德威克发现了中子，明确了原子核的构成要素，海森堡立即开展了由质子同中子组成的原子核模型的理论研究。在前一年的1931年，劳伦斯（E.O.Lawrence，1901-1958年）发明了回旋加速器。在1934年，约里奥.居里夫妇（Frederic，1900-1958年；Irene，1897-1956年）发现了人工放射性。作为刚开始的核反应研究的成果之一，是哈恩，迈特纳（L.Meitner，1878年）以及史脱拉斯曼（F.Strassmann，1902年）在1938年末所发现的铀核裂变。当时的这一发现，由于受到第二次世界大战前夕那种紧张形势的影响，立即促使人们花了很大力量来从事开发原子能的研究。

自从P居里测量了镭的热值时起，人们都普遍认识都原子核中蕴藏着极大的能量。人们尽管害怕可能出现原子弹，却开始了制造原子弹发研究工作。经过努力，在1942年12月研制了第一台原子炉，并在1945年7月制造成功了原子弹。第二次世界大战以后，当然核物理学作为国家最重要的科学耗费了巨额的资金，并一举成了所谓的重大科研项目之一。

4.固体物理学 20世纪初，固体物理学就开始深入到微观领域，人们开始利用微观规律来计算实验观测量。量子力学首先应用于简谐振子及简单的原子上，并显示了其正确性，其次又在化学键的问题上取得了效果。海特勒（W.Heitler，1904年）同伦敦（F.London，1900-1954年）在1927年把量子力学应用于由两个氢原子所组成的系统，成功地说明了氢键的问题，并导入了“交换力”的概念，如此，在建立量子论的化学键理论基础的同时，在第二年的1928年，交换力的概念在铁磁性的理论上也获得了成功。海森堡根据电子的相互交换作用，澄清了韦斯以来没有弄清楚的分子场产生的原因。在1928年，布洛哈（F.Bloch，1905年）用量子力学论述了晶体晶格内电子的运动，奠定了能带理论的基础。20世纪20年代后固体物理学作为一门学科在物理学领域中诞生了。

5.物理学与技术 从上述情况开始发展的固体物理学，成了第二次世界大战后各种技术革新的基础。特别是在1948年发明的晶体管，它使电子的面貌焕然一新，这也纯粹是固体物理学研究的产物。此外，诸如铁氧体、量子放大器、莱塞（激光）等对于当今电子学所不可缺少的要素也都是物质结构学发展的产物。当然，如果没有以高分子科学为支柱的许多基础科学的成果，与电子学并驾齐驱、支撑着现代技术革新的合成化学工业也是不可能出现的。但是，综合起来说，这些研究广义地讲应属于物质结构学的范围。

以上所讲的是物理学的发展为新技术提供了基础，当然，与此相反的关系也完全存在。假如不采用电子技术的各式各样的机器，今天的物理学，甚至整个科学研究都可能连一天也存在不下去。同时还应注意到，由于对技术进步的不断要求，作为这些技术基础的物理学的研究也正在日益加强。因而，世界各国在物理学上有关教育以及对研究成果的奖励方面的费用支出也增加了。可以说，没有上述各方面的条件，就不可能存在今天这种大规模、多方面的物理学研究。6.物理学的未来 但是，在物理学历史上象这样普遍认为基本的定律都已被找到了，而研究要走向常规化的情况并非第一次碰到。而实际上对基本粒子的研究是以寻找超出量子力学范围的新的规律性作为目标。同时，对于宇宙的构成和天体的各种现象直至有关生命现象的物理学研究还只是刚刚开始。期待今后会有真正的发展。今后所期待出现的物理学的变革，或许会要征服指导立刻迄今物理学的基本观点的要素论本身。现在，有关要素论的自然探讨已经涉及到生物的构造和功能。也有不少物理学家预见，今后的物理学中最有兴趣的领域一定是生物物理学。同时，在另一方面，分解生命体的所有成分，然后将这些成分组合起来形成一个整体，靠这种物理学的方法来求得要素这件事果真有可能吗或者是否有意义，医学界及生物学方面的一部分人对此提出了十分深刻的问题。

第二章近代物理学的序幕

19世纪末，物理学已经有了相当的发展。物理学主要的分支：力学、热学和分子运动论、电磁学以及光学都已经建立了完整的理论体系，在应用上也取得了巨大成果。然而，正在这个时候，从实验上陆续发现了一系列重大的发现，把人们的注意力引向更深入、更广阔的天地，从而揭开了近代物理学革命的序幕。从伦琴发现X射线的1895年开始到1905年爱因斯坦发表三篇著名论文为止，就有十几项重大发现，这一系列的发现集中在世纪之交的年代里不是偶然的而是生产和技术发展的必然产物。同时随着科研方法的改进，更是加速了物理学的发展。

1.电子的发现

电子的发现起源于对阴极射线的研究。1858年德国物理学家普吕克尔在观察放电管中的放电现象时发现正对阴极管壁发出绿色的荧光。1876年，另一位德国物理学家哥尔茨坦认为这是从阴极发出的某种射线，并命名为阴极射线。英国物理学家克鲁克斯以及舒斯特根据各自的实验及解释都认为阴极射线是由粒子组成的。

从1890年起，英国剑桥大学卡文迪许实验室主任J.J.汤姆生就带领自己的学生研究阴极射线，他将定性研究和定量研究相结合，认为阴极射线是带电微粒子。

⒈定性研究。J.J.汤姆生将佩兰实验作了一些改进。他把联到静电计的电磁接受器（法拉第圆桶）安装在真空管的一侧（可参见＜物理学史＞p184），平时没有电荷进入接受器，用磁场使射线偏折。当磁场达到某一值时，接受器接受到的电荷猛增，说明电荷确实来自阴极射线。同时J.J.汤姆生还改进了赫兹的静电场偏转实验，他进一步提高了真空度，并且减小极间电压，以防止气体电离，终于获得了稳定的静电偏转。

⒉定量研究。J.J.汤姆生用不同方法测出阴极射线的荷质比。一种方法是用静电场偏转管在管子两侧各加一通电线圈以产生垂直于电场方向的磁场，然后根据电场和磁场分别造成的偏转，计算出阴极射线的荷质比e/m，另一种方法是测量阴极的温升。因为阴极射线撞击到阳极，会引起阳极的温度升高。J.J.汤姆生把热电偶接到阳极，测量它的温度变化，根据温升和阳极的热容量可以计算粒子的动能，再从阴极射线在磁场中偏转的曲率半径，推算出阴极射线的荷质比与速度，两种不同的方法得到的结果相近，荷质比都是e/m=10 库仑/千克。

⒊普遍性证明。J.J.汤姆生还用不同的材料作为阴极和不同气体做实验，结果荷质比也都是同一数量级。证明各种条件下得到的都是同样的带电粒子流，与电极材料无关，与气体成分也无关。

1897年4月30日，J.J.汤姆生以《论阴极射线》为题发表论文。1899年，J.J.汤姆生采用了斯坦尼于1891年时提出“电子”一词来表示他的“载荷子”电子的发现，打破了“原子是物质结构的最小单元”的观念，揭示了电的本质，汤姆生也因此被誉为“最先打开通向基本粒子物理学大门的科学家”。

2.X射线的研究 19世纪末，阴极射线研究是物理学的热门课题。在德国的维尔茨堡大学，伦琴教授也对这个问题感兴趣。1895年11月8日，他在一次偶然实验中，突然发现在不超过一米远的小桌上有一块亚铂钡做成的荧光屏发出闪光。他很奇怪就移远荧光屏继续试验。只见荧光屏的闪光，仍随放电过程的节拍断续出现。他取来各种不同的物品，包括书本、木板、铝片等等，放在放电管和荧光屏之间，发现不同的物品效果很不一样。有的挡不偏偏住，有的起阻挡作用。显然从放电管发出了一种穿透能力很强的射线。为了确证这一新射线的存在，伦琴用了6个星期深入研究这一现象。1895年底，他以通信的方式将这一以现公之于众。由于这一射线有强大的穿透力，能够透过人体显示骨骼和薄属中的缺陷，在医疗和金属检测上有重大的应用价值，因此引起了人们极大的兴趣。伦琴在他的论文中把这一新射线称为X射线。

3.放射性的发现 对阴极射线研究引起了放射性物质的发现。法国物理学家亨利·贝克勒尔开始考虑荧光与X射线是否同时产生，产生的机制是否相同。贝克勒尔在实验上排除了由于太阳光线的热从磷光物质会发射一种辐射，能贯穿对光不透明的纸面使银盐还原。贝克勒尔这一发现，说明原来以为荧光（和磷光）与X射线属于同一机理的设想不符合实际并继续进行各种实验，他还发现纯金属比铀化合物强好多倍，铀盐的这种辐射不仅能使底片感光，还能使气体电离变成导体，只要有铀这种元素存在，就会自发产生贯穿辐射。1896年5月18日，贝克勒尔与在法国科学院的例会上再次做了报告，以后将这种辐射称为贝壳勒尔射线。贝克勒尔发现放射性为后来居里夫妇、卢瑟福等对放射性研究发展开辟了道路。

第三章 相对论的建立

相对论的研究起源于“以太漂移”的探索以及光行差的观测。在古希腊时代，亚里士多德认为天体间一定充满有某种媒质。笛卡儿1644年发表的《哲学原理》中就引用了以太的观念。他认为“虚空”是不可能存在的，整个宇宙充满着一种特殊的易动的物体——以太。由于太阳周围以太出现旋涡，才造成行星围绕太阳的运动。1678年惠更斯把光振动类比于声振动，看成是以太中的弹性脉冲，光是一种以态波。但是后来牛顿就认为不需要以太，他主张超距作用，于是光的微粒说占了上风，以太理论受到压抑。1800年以后，由于波动说成功地解释了干涉、衍射和偏振等现象，以太学说重新抬头。在波动说的支持者看来，光既然是一种波，就一定要有一种载体，这就是以太。他们把以太看成是无所不在，绝对静止，极其稀薄的刚性“物质”。

1725——1728年，英国天文学家布拉德雷在对恒星研究的基础上，发现了光行差的现象。19世纪初法国著名物理学家阿拉果从牛顿力学速度叠加原理出发，认为如果发光体和观测者的运动速度不同，光速应有差别，即经典的速度叠加原理不适用于光的传播。利用光的粒子理论，很容易解释光行差现象。光行差现象恰好如同雨滴垂直落下时，以速度V行进的汽车上的观察者所看到雨滴倾斜情形一样。利用光的波动理论，若假定以太完全不被地球所拖曳，也同样可以解释光行差现象。若以太完全被运动的地球所拖曳，以太相对地球为静止，也就不出现光行差，望远镜自然不必倾斜。

狭义相对论建立之后，爱因斯坦并没有止步，从1907年到1916年的九年时间，爱因斯坦先后发表了好几篇论文，使广义相对论逐步完备。1916年，爱因斯坦发表了《广义相对论的基础》，对广义相对论的研究作了全面的总结。在论文中，爱因斯坦证明了牛顿理论可以作为相对论引力理论的第一级近似，并且组给出了谱线红移、光线弯曲、行星轨道近日点进动的理论预言。

第四章 量子力学的发展

1.黑体辐射的研究 热辐射是19世纪发展起来的一门新学科，它的研究得到了热力学和光谱学的支持，同时用到了电磁学和光学的新兴技术，而对热辐射的研究导致了量子论的诞生。

1859年，基尔霍夫证明物体热辐射的发射本领e(,T)和吸收本领a(,T)的比值都相等，并提出了黑体辐射的概念。根据基尔霍夫理论，只要知道黑体的辐出度以及物体的吸收比，就能了解一般物体的热辐射性质，因此，以实验和理论上确定黑体的单色辐出度就是研究热辐射问题的中心任务。

1879年，斯特潘根据实验总结出黑体辐射总能量与黑体温度四次方成正比的关系：。1884年这一关系得到斯特潘的学生波尔兹曼从电磁理论和热力学理论的证明。1893年，维恩也根据实验提出辐射能量分布定律?。这就是维恩分布定律，其中?表示能量随波长 分布的函数，也叫能量密度，T表示绝对温度，a,b为两个任意常数，并由此可以得到经验式子，b 为某一常数，这一结果称为维恩的位移定律。这些定律都反映出热辐射能量随着温度的升高而迅速增加，而且热辐射的最大波长，还随着温度的增加而向短波方向移动。

1900年12月4日普朗克德国物理学会宣读了一篇题为《关于正常光谱的能量分布定律》的论文，该日就视为量力论的诞生日。量子化提出具有重大的意义。量子概念是为克服经典物理学在对黑体辐射解释上等困难而提出来的，是人类认识自然的又一重大飞跃。

3.玻尔理论 电子的发现证明存在着比原子更小的粒子。在发生放射性蜕变时放射性物质发射出电子，阴极射线是由阴极发射出来的电子，光电效应中也会放出电子，因此电子是构成原子的一部分，原子应当是由电子和某种带正电荷的东西所组成。因此原子的模型如何成为20世纪初研究的热点。

1912年玻尔在曼彻斯特大学卢瑟福的实验室里工作，其时正值卢瑟福发表有核原子理论并组织大家对这一理论进行检验。玻尔坚信有核原子模型是符合客观事实的。认为要解决原子的稳定性问题，唯有靠原子假说，必须对经典概念进行一番彻底改造。1914年，也就是玻尔的原子理论发表的第二年，虽然量子论的观念还在争论当中，夫兰克和G．赫兹以能量分立的指导思想，进行电子与原子的碰撞实验。他们利用慢电子与稀薄水银蒸气碰撞方法，来确定银原子的激发电位或电离电位。从而证实原子只能处在一定的分立能量状态当中。由此在实验上突破了“自然无飞跃”能量连续性的经典物理观点。这个实验成为玻尔原子理论的一个重要证据之一，极大地推动了原子物理学的发展。

玻尔的理论不仅能成功地说明氢原子的光谱，对类氢离子的光谱也能很好地说明，从而建立了能基本用于原子现象的定态跃迁原子模型。

4.量子力学的建立 玻尔的量子理论尽量取得了不少令人惊奇的成果，但也遇到严重困难，需要重新认识电子的行为，建立新的概念，对玻尔理论作进一步改造。1924年泡利（W.Pauli）提出不相容原理。这个原理促使乌伦贝克（G.E.Uhlenbeck）和高斯密特（S.A.Goudsmit）在1925年提出电子自旋的设想，从而使长期得不到解释的光谱精细结构、反常塞曼效应和斯特恩—盖拉赫实验等难题迎刃而解。正好在这个时候，海森伯创立了阵矩力学，使量子理论登上了一个新的台阶。

1923年德布罗意提出物质波假设，导致了薛定谔在1926年以波动方程的形式建立了新的量子理论。不久薛定谔证明，这两种量子理论是完全等价的，只不过形式不同罢了。

1928年狄拉克提出电子的相对论性运动方程——狄拉克方程，奠定了相对论性量子力学的基础。他把量子论和相对论结合在一起，很自然地解释了电子自旋和电子磁矩的存在，并预言了正负电子对的湮没与产生。

1933年狄拉克还提出量子力学的第三种表达方式，这就是后来由费因曼发展的路径积分量子化形式。费因曼用这种量子理论研究电子和光子的相互作用，为量子电动学的发展打开了了新局面。

量子论和相对论是现代物理学的两大基石。如果说相对论给我们提供了新的时空观，就可以说量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法。量子力学揭示了微观物质世界的基本规律，为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础。

第五章 中国物理学者对近代物理学的研究

在中国，系统得物理学从19世纪末20世纪初开始。明末至清季近代物理学知识在中国的传播，中国的封建教育体系逐步走向近代教育体系，物理学研究机构和学术团体也相继建立。这三方面的因素为近代物理学在中国的肇始与发展打下了初步基础。

1.出国留学 中国学者出国留学可追溯到，在19世纪中叶，清朝赴欧留学得就达一百多人。清朝洋务活动的“求强”、“求富”过程中，为训练新式陆海军和创办近代军事工业和民安企业，曾陆续派出许多学生到各国求学。但主要是学习语言、驾驶、架线、电工、炮术、造船、铸造、采矿、机织等实用技术和军事技术，当时不可能也没有眼光派学生去学习数理化基础学科。

2.物理学教育的发展 在1895年和1897年分别创办了天津西学堂和上海南洋公学。包括在此之前创办的京师文馆、福建船政学堂、上海机器学堂在内，它们都是中国近代教育机关的肇始。戊戌变法运动之后，清政府被迫实施新政、兴办学堂，科学知识才正式列为课程。1903年，清政府规定在小学设理化课，高等学堂分政艺两科，艺科中有力学、物性、声学、热学、光学、电学和磁学等物理内容。辛亥革命后，北京、南京、武昌、广州等高等师范学堂先后设立数理化部。1920年前后，南京高等师范学校和北京大学首先建起物理实验室。从此改变了学习物理学只读课本不作实验的教学状态。

1898年创办的京师在大学堂，于1902年在格致科下设天文、地质、高等算学、化学、物理学、动植物学六目。1912年，私立金陵大学设物理系。1918年北京大学改物理门为物理系，这些是中国大学设立物理系的肇始。随后，1919年私立大同大学。1924年北京师范大学，1925年清华大学、燕京大学，1926年四川大学，1927年中山大学，1928年浙江大学、武汉大学，1930年及以后山东大学、安徽大学等等先后设立数理系或理化系或物理系

30年代中，清华大学物理系开设的物理学理论和实验课程有37门，还建立了普通物理、热学、光学、电学和近代物理5个实验室。不仅如此，物理学工作者逐渐根据自己教学积累的经验。用中文编写了物理学教材，改变了长期来使用外文教科书的局面。如叶企孙编写的《初等物理实验》，萨本栋编著的《普通物理学》和《普通物理实验》，严济慈与李晓方合编《理论力学》等等。

抗日战争期间，战区学校辗转内迁，虽十分艰苦，仪器设备与图书均大量散失，但仍努力坚持教学。如北京大学、清华大学和南开大学迁到昆明组成西南联合大学。师生们在极度困难条件下坚持教学、开展学术活动，此期间培育出的学生中，如西南联大的杨振宇、李政道、黄昆、朱光亚、林家翘等，后来都成为优秀物理学家。

3.研究机构的建立 我国20年代后期开始逐渐地建立起专门的物理学研究机构。1928年3月在上海成立国立理化实业研究所，同年6月中央研究院创立，同年11月理化实业研究所之一部分改名为物理学研究所，隶属中央研究院，由丁燮林任所长。该所在丁燮林领导下，先后还是建立了南京紫金山地磁台、物性、x射线、光谱、无线电、标准检验、磁学等实验室及金木工场。1929年9月在北平建立了北平研究院，副院长李书华创办了该院物理研究所，由严济慈任所长，开展了光谱、感光材料、水晶压电现象、水晶侵蚀图像、重力加速度、经纬度测量与物理探矿等研究工作。尤以应用光学、应用地球物理方面成绩卓著。

20世纪20年代末，国家批准有条件大学设立研究部，在教学同时开展科学研究。清华大学于1929年成立研究院，招收研究生，开展科学研究，试办物理研究所。1935年该物理所扩展为理科研究所，所下按学科设研究部，物理学部由物理系负责。在短期内建立了x射线、无线电、光学、磁学等研究室。以后陆续设立研究部的学校有燕京大学、北京大学、中央大学、武汉大学、北京大学、南开大学、金陵大学等学校。

抗日战争期间，由北京大学、清华大学和南开大学组成的西南联合大学继续开辟科研工作。1939年，清华大学在原有的金属研究室、无线电研究室的基础上，还新办了5个特种研究所，由叶企孙任特种研究所委员会主任委员。其中有无线电研究所（所长任之恭），金属研究所（所长吴有训）。

据教育部调查统计，直至1935年初，我国主要研究机构有142个，属自然科学的34个。

4.国外物理学家对我国近代物理学发展的作用（1）国外物理学家对我国物理学者得培养与帮助。

我国许多物理学家都得到了国外著名物理学者的培养，特别是我国中期的物理学者。如第一位物理学博士李复几1907年师从德国光谱学家凯瑟尔的指导；浙江籍物理学家何育杰，1903年，在曼彻斯特师从舒斯特，后又得到卢瑟福的指导。赵忠尧师从密立根等等。从他们那里，我国物理学者不仅学到了最新知识，而且学到了科研方法，促进了我国物理学的发展。（2）国外物理学家来华讲学极大地促进了我国物理学的发展。

1921年蔡元培和夏元瑮访问爱因斯坦，并邀请他来中国讲学，爱因斯坦很乐意。1922年11月爱因斯坦经上海去日本向学讲学，原计划在北大讲学两周，但因种种原因未能成行。尽管如此，在国内还是掀起了相对论的狂潮。

1937年5月31日至6月4日，玻尔来华进行了讲学。在北平作了三次讲演：《原子核Ⅰ》（北京大学二院大讲堂）；《原子核Ⅱ》（清华大学科学馆）；《物理中的因果律》（北京大学二院大讲堂）。在浙江大学也进行了讲学。

5.我国物理学者在近代物理学中的主要贡献

吴有训在美国研究Compton效应著称，他的关于Compton效应中变线与不变线的能量分布比率的两篇实验论文，确凿地证明了Compton效应的存在，丰富的和发展了Compton工作，并加速国际学术界对Compton效应的认识。

早在1930年，赵忠尧在研究硬 射线的吸收系数及其散射的实验中，最早观察到正负电子对的产生和湮没现象。他的发现是在C.D.Anderson发现正电子之前二年做出的。他对于人们确立正电子和正负电子对的概念以及对其性质了解起到了重要作用。

谢玉铭于1932-1934年间在美国与W.V.Houston合作研究氢原子光谱Balmer系的精细结构，发现了在40年代后期才得以肯定的“Lamb”移位，并提出了40年代后期有关重整化理论的发展方向相同的大胆建议。W.E.Lamb于1947-1948年间所作的类似实验及发现而获得1995年诺贝尔物理学奖。

萨本栋在30年代关于三相电路并矢代数的研究,是属于数学、物理和电机的三角地带，被美国电气工程师学会评为1937年度“理论和研究最佳文章荣获”。40年代萨本栋从事交流电机研究，以标么值系统分析交流电机问题。他根据在厦门大学和美国讲课的素材编写的《交流电机基础》一书，被英国、美各国高等院采作教材。开创了中国科学家编写的教材被国外采用的先例。

1949年，张文裕在吸收介子的云室研究中，发现了 子和 子辐射现象，开拓了奇异原子物理研究的新领域。国际上曾称此二发现为“张辐射”和“张原子”。

早期的这些成果的取得绝大多数是在国外获得，这些成果有的接近了诺贝尔奖，也为物理学在我国的发展打下基础。

牛顿曾说过，他之所以会比别人看的远一些，那是因为站在巨人的肩膀上。事实上，牛顿力学就是在吸收了伽利略、开普勒、笛卡尔等人的研究结果的基础上建立起来的。所以科学的历史表明，善于积累、继承和借鉴前人的优秀成果，是科学技术工作者有所发现和发明的重要前提。

我们的祖国正向现代化迈进，站在历史的瞭望台上，更清楚我们这一代人所肩负的历史重任。国家的先进与落后，关系于“科技”二字。哪个国家重视科学技术的发展，哪个国家拥有先进的生产力和强大的国力，就能对世界的发展产生巨大的影响。反之，就会落后。通过了解近代物理发展史，我们可以更深刻的领会“科学技术是第一生产力”这一论断的意义。找出落后的原因，明确奋斗的方向，以积极投身“科教兴国”事业，刻苦钻研科学技术的实际行动建设我们的祖国，以比前人更优异的成就，迎接东方又一次壮丽的日出！

主要参考资料

1)郭奕玲、沈慧君编著.物理学史.[M].1993.07.北京；清华大学出版社.（P218----P266、P306----P317、P401----P402）

2)方华基、叶高翔.科学家的互动与玻尔研究所的发展.[J] 2002.5 科学学研究

3)方华基、叶高翔.近代物理学发展初期创新物理实验研究的启示.[J] 2003.4 实验技术与管理

4)魏凤文、王士平、申先甲编著.当代物理学进展[M].1997.8.江西； 江西教育出版社(P312----P330)

第二篇：科学革命的结构 论文

关于托马斯 库恩 《科学革命的结构》的认识

摘要：

本文从托马斯库恩的《科学革命的结构》一书出发，论述了我对库恩的关于科学的发展，革命的分析和理解的认识，以及我从中得到的启发和认识。

常规科学是在范式引导下迅速发展的过程，而在面临范式不能解决的危机，新范式突显与旧范式发生不可调和的冲突，于是常常发生了所谓的科学的革命。

新旧范式，常常是不可通约的。科学的革命，是以新范式替代旧范式的过程，实则是令旧传统的科学共同体改宗，使其改变其在旧范式引导下形成的思想规则和世界观。

科学的发展，并非传统观点中的线性的累积的发展过程。前后理论之间并非有后者理论是对前者的统筹概括的说法，两者不可通约。科学的发展，也并非有具体的目标和方向，只是一个相对进步的过程。

科学共同体在范式之下形成的世界观使我认识到科学知识于我们的意义和价值。知识经验会影响我们看世界的方式，我们的学习，实则是在试图在我们的认识中营造一个更全面的世界。通过库恩的论述，我们以一种更客观的方式看待科学和科学的发展。

关键字：

范式 科学 革命 世界观 非线性

很多人,包括我在内，都一度认为，科学的发展过程，是一个不断地向真理接近的过程。可是，在托马斯库恩看来，这却是不正确的。库恩通过对科学发展和革命的过程的细致分析，告诉我们，科学的发展并不是线性的。他“把科学发展描绘成一个由一连串相续的为传统限

1定的时期并间以非积累性的间断点的过程”。尽管库恩承认科学是进步的，但他认为“这一进化过程不朝向任何目标”，认为在亚

3里士多德力学到牛顿力学到爱因斯坦力学的“前后相继中看不出本体论发展的一贯方向”。

范式

库恩认为，“范式是共有的范例”。就像我们学习物理时一样，当我们得知一个定理之后，我们需要通过学习例题的解答过程，通过具体对物理定律的应用来了解如何真正掌握物理的知识，能够学以致用。同时，我们在此基础上，当遇到新的问题时，我们与已知的知识技能进行类比，从而推知新的结论。譬如牛顿第二定律，我们需要知道在具体的情况下，什么是物体的加速度，如何对其进行受力分析，通过课本上的例题，我们学会分析小车的运动，物体的下落，而后我们才逐步推演到其他的事物上。

由此，我觉得，我们或许可以看到，学习科学的过程，不是“完全依赖文字媒介，而是

4文字表述与具体应用实例结合在一起”。我们的学习，常常需要以实践基础为依托，以现实情况为依托，而后才能真正的理解知识以及它的价值。“纸上谈兵终觉浅，绝知此事要躬行”。学习的过程，不但是学习理论的过程，有时付诸实践才是我们的源头活水。12引自库恩《科学革命的结构》后记

187页 书 153页 3书 185页 4书 171 页 范式与世界观

库恩认为，每个科学家，在不同范式的引导下，有着不同的世界观。范式是一套完整的概念系统，其被共同体完全地相信并作为依据。在此之上，科学共同体们看待世界的方式也受其影响。我们在观察世界时会因个人的知识而有自己的观察视角，我们不可能由我们不知道的知识引导下来思考当前的问题。就像没有学过牛顿力学的人，看到苹果从树上掉落，不会想到地球的引力一样。就像格塔式实验中，在不知道会出现异常牌的时候，我们常常辨识不出异常的牌。有时我们的思想，决定了我们所认知的世界。

由此，我得出的启发，是我们学习的目的。我们探索这个宇宙，探索一切未知的动力在何处。正如通俗的说法，我们是为了增长见识。而其内在的意义，或许就是，我们可以通过学习，通过知识和经验的不断获得，从而获得认识世界的一个全新的视角。我们可以凭知识和经验发现一个更完整的世界。芝诺认为，人的知识就是一个圈，我们知道得越多，圈越大，就越意识到我们的无知。我们在不断地学习探索之中，认识到宇宙世界的伟大和个人的渺小，于是我们找到了自己的存在的价值，找到了自己的永恒。

当然，我们也必须承认，有时知识和经验也会使人盲目，就像定向思维一样，有时会造成对新思路的抑制。可是我总相信，利大于弊。就像范式的存在一样，它使得常规科学迅速发展，也使得最终发现问题使自己被质疑，也使自己的科学共同体不愿轻易改宗。可是，这一切都是历史发展所必然需要的。

范式与常规科学

常规科学是科学共同体在范式的承诺之下的不断解谜的过程。在范式的指引下，科学家们热情而专注地去扩大范式所能应用的范围和精确性。他们倾心于完成一系列的扫尾工作。于是，常规科学得以迅速地发展起来。“常规科学是一种旨在修饰、扩散和精练早已存在的5范式的事业。”“给定范式之后，探究这一范式的事业的中心就是数据的诠释。”范式为科学共同体们画了一个圈，而科学共同体的任务，就是在这个圈里不断地挖深，不断地进行精加工。

科学革命

然而，当常规科学的发展遇到了公认的反常的现象、遇到新的理论，有时则会遇到不可避免的危机。当旧的范式不能很好的解决一个日益引起关注的问题之时，危机就日益开始加重。而科学革命的过程则是旧范式与新范式之间发生冲突而最终被取代的过程。

在书中，库恩细说了在两个不同的范式之间，新范式的共同体试图劝说旧范式的共同体时所存在的困难。

两大传统，依库恩之言，因为在两个不同的范式之下，科学共同体们，常常坚定地守着自己的范式，这是作为科学家不可避免地需要的思想。毕竟，只有在相信承诺、相信所有的谜都有规则，都有答案的前提之下，科学共同体们才能如此沉迷于科学探索的领域。这种坚定，本是作为范式发展的基石，以防被不值得在意的危机所推翻，可是，太过坚实的基石，也会意味着，当新范式试图取代旧范式时，所面临的重重困难。让科学共同体们放弃现有的范式，就像是让他们改宗，可想而知其艰难的程度。5书 111 页 不同的范式，常有自己的一套完整的概念系统，也因此在不同科学共同体中形成不同的世界观。像长期闭关自守的中国看到西方人一样，他们不能理解为什么这些外国人早饭吃面包，见到官僚不下跪，不理解他们的望远镜是做什么用途，因为他们生活在两个不同的世界。他们几乎没有相同的世界观，构成了他们的相互交流理解的鸿沟。不同范式的科学共同体们在争论时，有时同一个词在他们不同的世界内有着不同的用法，于是便造成了隔阂。

况且权衡不同的范式，并不存在共识的标准。没有可行的标准可以告诉我们放弃自己的范式而选择另一范式的原因。

范式之间，没有妥协，终只能以一种取代另一种的革命的方式，才能解决冲突。

革命的解决，是首先，科学共同体的少部分人，出于对新范式解题能力的信任或是纯粹的美感，或是对其未来发展的信念而改宗，进而在该领域中，为之不断寻找论据以说服其他科学共同体的过程。

科学的非线性发展

库恩在全书中，最想告诉我们的是，科学的发展，并不是积累性的线性发展。

可是在我们的思想中，我们常常会这么认为，就像力学从牛顿力学到爱因斯坦的相对论一样，我们会相信，爱因斯坦力学在生活中的运用的特例就是牛顿力学。

可是库恩并不这么认为，虽然加上物体速度远小于光速的条件，我们得到的结论与牛顿定律完全相同，可是，实质上，这两种力学有着两种完全不同的概念网络，爱因斯坦的理论在一定条件下的阐述也仍旧是爱因斯坦理论。两种理论不可通约。比如我们不能说某一事物经过一定修饰像另一事物，然后就说它此时就是那个事物。牛顿力学与爱因斯坦力学是两个不同的领域，爱因斯坦力学不是牛顿力学积累的成果。

还有许多别的例子也像这样，我们而今看来的日心说替代地心说，光的波粒二象性代替微粒说和波动说，看似是科学不断向前发展的成果，实则在前后理论之间其内在概念都发生了巨大的颠覆。这些都表明“科学革命就是科学家据以观察世界的概念网络的变更”。

另外，库恩还提到，科学的发展并不曾有一个确定的方向。但他同时也相信，科学是进步的。这两者其实并不矛盾。科学进步，未必意味着是向着既定方向的进步。就像达尔文的进化论一样，生物的进化并非有着一个既定的将要实现的目标，只是一种自然选择的结果。新旧理论替代的过程中，新理论未必就是沿着旧理论的方向发展的，它完全可以再开拓自己的领域。它可以在某一领域不予解答，也可以重新探讨某一曾经不予解答的领域。

我同意本书的很多观点，尽管有些思想与我们的传统观念很不一样。或许，这也是对我的世界观的一大影响吧。我们曾经获得的科学知识，绝大部分都是由教科书所提供的，而教科书的目的，则是以尽可能快的方式培养出新一代的科学共同体。因而其会省去科学发展的很多细节，而以形式上线性的方式传授给我们知识。这当然无可厚非，可是我觉得，当库恩以更细致的方式剖析了科学的发展及改革，我们便可以以一种更加客观的方式看待科学，看待那些在科学事业中作出贡献的科学家们。这于我们是获益匪浅的。

第三篇：科学简史结课论文手写1000字

工业机器人发展史

摘要：我国的工业机器人研制虽然起步晚，但是有着广大的市场潜力，有着众多的人才和资源基础。在十一五规划纲要等国家政策的鼓励支持下，在市场经济和国际竞争愈演愈烈的未来，我们一定能够完全自主制造出自己的工业机器人，并且将工业机器人推广应用到制造与非制造等广大的行业中，提高我国劳动力成本，提高我国企业的生产效率和国际竞争力，从整体上提高我国社会生产的安全高效，为实现伟大祖国的复兴贡献力量。

关键字：工业机器人；日本；日本工业机器人协会；制造。

据美国电气和电子工程师协会（IEEE）统计，日本机器人数量据世界首位。他们的算法基于制造工人与机器人的比例，即每万名工人拥有多少台制造机器人。其中日本的工业机器人密度达到了世界平均水平的10倍，也比排在第二位的新加坡多出了一倍。其中日本每万名工人拥有295台工业机器人，新加坡169台，韩国164台，德国163台。虽然排在前三位的国家都在亚洲，不过欧洲却是世界上工业机器人密度最大的地区。欧洲国家工业机器人密度为每万名工人50台，美洲为平均31台，亚洲平均27台。

日本是当今的工业机器人王国，既是工业机器人的最大制造国也是最大消费国。但实际上工业机器人的诞生地是美国。机器人的启蒙思想其实很早就出现了，1920年捷克作家卡雷尔·恰佩克发表了剧本《罗萨姆的万能机器人》，剧中叙述了一个叫做罗萨姆的公司将机器人作为替代人类劳动的工业品推向市场的故事，引起了世人的广泛关注。于是在1959年美国的英格伯格和德奥尔制造出了世界上第一台工业机器人，他们发现可以让机器人去代替工人一些简单重复的劳动且不需要报酬和休息，任劳任怨。接着他们两人合办了世界上第一家机器人制造工厂，生产unimate工业机器人。

与此同时，十九世纪七十年代的日本正面临着严重的劳动力短缺，这个问题已成为制约其经济发展的一个主要问题。毫无疑问，在美国诞生并已投入生产的工业机器人给日本带来了福音。1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进机器人及技术，建立生产厂房，并于1968年试制出第一台日本产unimate机器人。经过短暂的摇篮阶段，日本的工业机器人很快进入实用阶段，并由汽车业逐步扩大到其它制造业以及非制造业。1980年被称为日本的“机器人普及元年”，日本开始在各个领域推广使用机器人，这大大缓解了市场劳动力严重短缺的社会矛盾。再加上日本政府采取的多方面鼓励政策，这些机器人收到了广大企业的欢迎。1980年-1990年日本的工业机器人处于鼎盛时期，后来国际市场曾一度转向欧洲和北美，但日本经过短暂的低迷期又恢复其昔日的辉煌。

1993年末，全世界安装的工业机器人有61万台，其中日本占60%，美国占8%，欧洲占17%，俄罗斯和东欧占12%。是什么使得日本的工业机器人产业有如此快速的发展，现理出几点原因：

(1)根本原因是日本的基本国情，人口少，劳动力严重短缺。日本每年的人口增长率在1.1%左右，而日本人都想接受高等教育导致其劳动力的增长速度却始终停留在0.7%。为了满足国民经济3%的增长要求，必须提高生产效率。

(2)1973年十月爆发的第一次石油危机提高了劳动力成本，日本政府不得不鼓励私营企

业向自动化领域投资，提高生产效率，以抑制由石油危机带来的成本型通货膨胀。

(3)工业机器人可以代替劳动者从事可能危害身体健康的劳动，避免了大量的工伤事故和

职业病，受到了人们的欢迎。

(4)日本自80年代起就采用推动工业机器人的普及和促进研究与发展的政策。

世界上的机器人供应商分为日系和欧系。瑞典的ABB公司是世界上最大机器人制造公司之一。1974年研发了世界上第一台全电控式工业机器人IRB6，主要应用于工件的取放和物料搬运。1975年生产出第一台焊接机器人。到1980年兼并Trallfa喷漆机器人公司后，其机

器人产品趋于完备。ABB公司制造的工业机器人广泛应用在焊接、装配铸造、水切割等领域。

日系是工业机器人制造的主要派系，其代表有FANUC、安川、松下等国际知名公司。FANUC是世界上最大的机器人制造商之一。FANUC的前身致力于数控设备和伺服电机系统的研制和生产。1972年从日本富士通公司的计算机控制部门独立出来成立了FANUC公司。FANUC公司的主要业务分为两部分：工业机器人和工厂自动化。

机器人技术是具有前瞻性、战略性的高技术领域。国际电气电子工程师协会IEEE的科学家在对未来科技发展方向进行预测中提出了4个重点发展方向，机器人技术就是其中之一。

1990年10月，国际机器人工业人士在丹麦首都哥本哈根召开了一次工业机器人国际标准大会，并在这次大会上通过了一个文件，把工业机器人分为四类：⑴顺序型。这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；⑵沿轨迹作业型。这类机器人执行某种移动作业，如焊接。喷漆等；⑶远距作业型。比如在月球上自动工作的机器人；⑷智能型。这类机器人具有感知、适应及思维和人机通信机能。

我国工业机器人起步于70年代初，其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。目前我国已生产出部分机器人关键元器件，开发出弧焊、点焊、码垛、装配、搬运、注塑、冲压、喷漆等工业机器人。一批国产工业机器人已服务于国内诸多企业的生产线上；一批机器人技术的研究人才也涌现出来。一些相关科研机构和企业已掌握了工业机器人操作机的优化设计制造技术；工业机器人控制、驱动系统的硬件设计技术；机器人软件的设计和编程技术；运动学和轨迹规划技术等。某些关键技术已达到或接近世界水平。和有着“机器人王国”之称的日本相比，我国有着截然不同的基本国情，那就是人口多，劳动力过剩。刺激日本发展工业机器人的根本动力就在于要解决劳动力严重短缺的问题。所以，我国工业机器人起步晚发展缓。但是正如前所述，广泛使用机器人是实现工业自动化，提高社会生产效率的一种十分重要的途径。我国正在努力发展工业机器人产业，引进国外技术和设备，培养人才，打开市场。参考文献：

【1】 王握文.世界机器人发展历程[J].国防科技, 2001,(01)

【2】 陈爱珍.日本工业机器人的发展历史及现状[J].机械工程师, 2008,(07)

【3】 陈佩云.日本振兴工业机器人的政策[J].机器人技术与应用, 1994,(01)

【4】 陈佩云.我国工业机器人技术发展的历史_现状与展望[J].机器人技术与应用,1994,(02)

【5】 李红.日本的工业机器人为什么发展特别快[J].机器人技术与应用, 1995,(02)

【6】 吕学诗.工业机器人在生产和生活中的应用[J].机械制造, 1980,(07)

【7】 顾振宇.全球工业机器人产业现状与趋势[J].机电一体化, 2006,(02)

第四篇：时间简史读后感科学精神

《时间简史》读后感

——科学精神

浩瀚的宇宙充满许多令人费解地谜。可读完本书后，我发现具有科学精神比科学最新的突破更有意义。

对于宇宙的探索从公元前就已经开始了，到现在还没有结束。甚至我们对地球的探索也是一波三折。也许有一天我们能发现一族相对完整的理论。

彭齐亚斯和威尔逊检测一个微波探测器，无意中发现了宇宙微波背景辐射（可是开始时他们并没有意识到这个），直到剑桥一个研究小组提出了这个理论，彭齐亚斯和威尔逊才就自己的发现写了一篇论文，得到了诺贝尔物理学奖。多数人会觉得这纯粹是偶然、幸运，而我却不这么认为。普通人通常不能做到把自己观测到的结果同他人提出的理论联系起来，即使能做到，也不会去注意它们;而彭齐亚斯和威尔逊却能把观测和理论联系起来。要善于把两个截然不同的条件结合起来思考，从而得出新的结论。不同的条件之间总会有相似之处。

人的思维总是受到直觉的控制。比如，在20世纪之前，普遍认为宇宙是不变的，存在了很长时间，没人提出过不同意见。这就是所谓的思维定式。直到哈勃观测到红移现象才表明，宇宙是在膨胀的。我们生活中总会对部分事物产生这样的想法：“它必须这样发展，不可能那样发展。”我们应当想想为什么必须这样而不能那样。这种想法也许是错误的。

面对科学，我们确实应当避免思维定式。应当注意。不能只朝着

一个方面思考；要知道思考的方向不只有一条。多做几种假设，选择一个符合观测到的事实的假设。这样会离事实比较接近。思路要不拘一格，万不可墨守陈规。一昧地模仿他人，那样永远只能成为第二个；而且还不一定能成功。

人类对事物的探索并不是一帆风顺的；当他人得出结论时，并不可盲目认同。要敢于质疑；纵使是受到群众认可的权威也是一样。哥白尼质疑地心说；伽利略·伽利雷否认亚里士多德的部分学说。权威也许在今天还能解释地头头是道，明天便成了荒诞不经的事情。同时也不能轻易否认。肯定或否认都需要足够的证据。

以上是我读后对科学精神的理解。其实史蒂芬·霍金先生本身就是部分科学精神的体现。他虽然患有严重的疾病，可依旧对宇宙进行着深刻的思考。他对科学有着执著的追求。只有有着锲而不舍的精神的人才可能在科学界获得成功。如果遇到困难便停止前进，那么永远不可能在这方面取得成就；遇到困难积极思考，遭到挫折依然充满勇气的人，“才有希望到达光辉的顶点”。勇气也是必不可少的。直面障碍，不被困难之大给吓退，而要勇往直前。“追求科学需要特殊的勇气。”

科学精神比科学研究成果更重要。

第五篇：《科学革命的结构》读书笔记

《科学革命的结构》读书笔记

一言以蔽之，库恩用范式这个概念来解释科学的产生与发展。科学是通过革命（范式的转变）而发展。

全书分三个部分：常规科学，危机的出现，科学革命。用范式来解释这三个现象就分别对应于：范式的产生，范式的转变，范式的竞争。

库恩的“范式”比较模糊，他是从历史中总结出来的这么一个用语，而不是从逻辑分析得出的词语。所见到的是科学发展的一个方面而已。

其实，亨普尔的逻辑主义更能够揭示出范式的真正逻辑内涵。如果只读库恩书会抓不到重点，因为范式太模糊了。结合亨普尔的书可以更好的把握库恩的思想本质，说出库恩所没说出的话。

第一章 绪论：历史的作用

库恩开篇提出我们接受的一般科学教育使我们产生了错误的科学观。他反两种科学观，其一科学是由科学方法通过逻辑运作得出的，其二科学是一个积累的过程。其余部分库恩介绍了全篇布局。

第二章 通向常规科学之路

本章库恩要用范式说明是常规科学如何产生的。

首先，在库恩看来，所谓“常规科学”是指坚实地建立在一种或者多种过去的科学成就基础上的研究，这些科学成就为某个科学共同体在一段时期内公认为使进一步实践的基础。

库恩认为，在一门学科成为科学之前，学派林立，争论不休，而范式建立使得研究得以聚焦。从逻辑实证分析，范式的成立有助于发展搜集更集中的资料，设计精准的实验，才指引科学发展，正所谓“真理从错误中比从混乱中更容易出现”。

第三章 常规科学的本质

上一章库恩提出一个得到公认的范式是辨别常规科学的标准，这一章库恩则要说明这种范式所容许的研究的本质究竟是什么。换句话说，如果一门学科已经有了一个公认的范式，那么还会剩下什么东西供人研究呢？

库恩先给范式做了定义：其一有范例的意思，同时还有一个意思就是有待澄清的对象。在一个范式最初出现的时候，它的应用范围和精确程度都是极其有限的。

因此，库恩认为常规科学的目的既不是去发现新现象和新理论，而只是为了澄清范式所已经提供的的那些现象和理论。

无论是在现象上还是在理论上，常规科学的研究有且只有三类问题：确定事实、理论与事实一致、阐明理论。

第四章 常规科学即是解谜

库恩认为，常规科学的吸引力，可以用“解谜”来比喻。

既然有谜题，就一定存在解谜的规则。库恩认为，解谜的规则既包括此前已经确立的观点，也包括其它的有着丰富内容的东西。简言之，科学家作出的各种承诺：概念的、理论的、工具的、方法论的，都可以归入规则的行列之中。

第五章 范式的优先性

这一章，库恩主要解释了他为什么要用“范式”一词，而不用规则一词，他说出了若干理由。

他引入了缄默知识理论或者家族相似理论来说明。之后又做了实践分析。

第六章 反常与科学发现的突现

六七两章联系比较紧密

常规科学的研究目的既然只在于澄清范式所已经提供的的那些现象和理论，不是发现新现象和新理论，可是事实上科学史上会不时伴随新发现和发明，那么如何解释科学中的“新”发现和发明呢？

范式如何解释这些发现呢？这是第六章回答的问题，在这一章里，库恩通过氧气与X射线发现的例子阐述了他的观点。

科学发现不仅仅是发现一个事物，更要质地发现的事物是什么。这就需要先有打破范式的理论认识。

第七章 危机与科学理论的突现

由于常规科学不是发现新理论，那么新理论如何可能呢？范式起什么作用？这是第七章的问题。

正是因为反常的逐渐增多，使得科学家共同体不安，科学面临危机，于是寻找新的范式成为可能。库恩在这里提出了三个例子：哥白尼天文学、拉瓦锡燃烧理论、牛顿时空问题。

这三个例子有几个特征：新理论只有在常规问题解决活动失败时才出现；理论的崩溃和增生是危机的一个信号；导致理论崩溃的问题其实早已经被意识到了；造成危机的问题的解早已经被遇见过。

第八章 对危机的反应

本章写科学家对危机的反应。

之前有很大篇幅写科学家面对反例不愿意承认，以至于有人甚至为此退出科学（不过，这也有情可原，因为迷和反例之间没有明确界限。）。

从“让我们回到最初的问题上”之后，作者开始正式写科学家的反应。刚开始，科学家会等待。但是，逐渐就会因为种种情况而把反常视之为反例，这时就会出现很多对科学现象的理论解释，以及有特设性假设出现；此时范式变得模糊，可以说危机出现了。于是科学进入非常规研究阶段。

从“前面的论述可能有助于我们认识危机是新理论突现的适当前奏。”下面，库恩探讨了非常规研究的特点：

有思辨研究出现，研究过程很像逻辑实证主义的了；有科学哲学探索出现；等等。

第九章 科学革命的本质与必然性

本章写的主题是科学“革命”只所以称之为革命的原因。首先作者说它与政治革命有两点相似之处。

从“为了了解范式选择„„”之后作者剖析了其深层的“革命”原因，那就是“范式”无法通约。

第十章 革命是世界观的改变

如第九章库恩所说，目的是为了说明“范式”为何不可通约。那是因为世界观已经不同了。

第十一章 革命是无形的本章主要目的在于从一个侧面支持库恩的科学革命说，主要是“去蔽”，他认为人们都被教科书蒙蔽了，所以感觉不到科学革命的存在，因此题目为“革命是无形的”。

他指出革命之所以被人感觉不到，主要是因为教科书编写的问题，往往教科

书只是有选择的提起以往科学家的工作，或歪曲早期科学家的工作，给人们造成科学是累积发展的感觉；更深一层的原因，就是“对历史事实的蔑视，深深的且成功的根植于科学行业的意识形态中”，怀特海说“不敢忘记其创始者的科学是个死掉的科学”。

最后，库恩还不解气，用波义尔的例子来指责教科书影响了我们对科学发展的印象。

第十二章 革命的解决

虽然范式不可通约，但是科学如何实现发展呢？范式如何实现转变呢？总要有个结果啊，这章就解释一个问题：为什么有的科学家接受了新范式？

通过对实证主义、概概率实证主义和波普尔的反驳。提出来这些都不是接受新范式的原因。

新范式不可通约（科学的标准不同，科学概念不同，科学世界观不同），那么科学家如何实现转变呢？

最初，科学家接受新范式可能有很多理由：如科学家的国籍，信仰等。还有：他们解决了旧范式的困难；他们更精确；它们遇见了新现象；它们的简洁性等。

之后，慢慢的，由于科学家整个是讲逻辑的，讲道理的，随着新证据增加，他们会慢慢改变的。

虽如此，但是仍然有科学家至死不渝地坚持旧范式。

（这里加粗的字很重要，最初坚持范式的科学家往往就如库恩所说的，有很多的信仰成分。但是随着证据逐渐增加，随后就会有越来越多的人去接受它。）第十三章 通过范式而进步

革命胜利了，于是科学得到了进步。但是，为什么进步会成为科学的一个显著特性？这就是库恩提出的进步问题。

库恩将其分为两个问题解决：1.为什么像常规科学一样的事业会进步？（有三条原因：没有竞争学派；科学家与世隔绝；科学教育因素）

2.为什么进步明显伴随着革命？

最后库恩讨论了科学进步的有无最终目的的问题。