自然科学是研究自然界物质形态、结构、性质和运动规律的科学。包括数学、物理、化学、天文学、地球科学、生命科学等。它不仅是巨大的生产力,推动经济的发展,而且对人类思想文明的进步起着巨大的推动作用,成为提高人类认识世界能力的源泉、建立科学世界观的重要基础、加强道德建设的重要条件,培养人们勇于为科学真理献身的精神。
自然科学、社会科学、技术科学之间相互渗透、相互交叉,并通过这种交叉和渗透形成一批边缘学科或综合学科,如控制论、信息论、系统论、技术经济论、技术美学、数理语言学、行为科学等。它们的相互结合与渗透形成的重大课题,具有高度综合和跨学科的性质,这些课题的解决所产生的社会经济效益在日益显著提高。这种跨学科的研究,不但可以提高研究的效率,而且可以保证研究成果具有广泛的应用性。没有自然科学的知识,就不能适应交叉学科发展的要求,更不能学好人文社会科学。

(二)大爆炸宇宙论的宇宙诞生与演化
大爆炸宇宙理论认为,宇宙处在周而复始的膨胀和收缩的循环之中。在一个循环周期的初始,宇宙物质在万有引力的作用下相互吸引,高度聚集在一起,形成一个高密度的球体。由于放射性物质所释放的热量在球体内的积累,球体的初始温度高达数十亿度。因此,宇宙的开端是一个致密酷热的原始火球。原始火球形成后,内部温度进一步提高,当热量蓄积到一定程度,便发生了爆炸,宇宙从而进入膨胀期。在大爆炸发生后数分钟的极短时间内,膨胀使宇宙的温度迅速下降至数亿度,导致大量氦和氢的形成。宇宙膨胀的前2.5亿年内,宇宙物质以辐射为主,保持稀薄气体的分散形式,宇宙空间内充满了炽热的电离气体。电离气体对于辐射是不透明的,辐射只能不断地遭到吸收和再发射,从一个原子传到另一个原子上。后来.宇宙电离气体的温���继续下降,达到数千度,原子核开始俘获自由电子而形成稳定的中性原子,宇宙开始变得透明,使辐射几乎可以自由地穿行其中。2.5亿年之后,辐射物质逐渐凝聚而形成星云,进而演化为今天的各种天体,从而使宇宙膨胀转为以实物为主。
引起宇宙膨胀的宇宙大爆炸的能量毕竟是有限度的,宇宙膨胀不会永远持续下去。引力在不断地减慢膨胀的速度,并*终将使膨胀停止,导致宇宙的坍缩,转而进入收缩期。随着收缩的进行,星系和恒星将要相撞,*后它们重新聚集到一起,天空将再次以数千度黑体辐射的温度燃烧。在此高温下,所有的复合原子都将分裂成为氢原子。十万年以后,所有物质的密度和温度将被挤压到无限大,一个新的致密酷热的“宇宙蛋”将形成,同时一场新的宇宙大爆炸已经酝酿成熟,宇宙的一个新的振荡周期又将开始。
根据哈勃定律,我们可以计算各星系退行的速度,并由此来推算出我们所在的这一宇宙膨胀期的起始时间和终止时间。回溯计算的结果是,宇宙大爆炸开始于200亿年以前,这就是我们所处的宇宙的年龄,它是哈勃常数的倒数。以上计算忽略了作用在膨胀物上的万有引力。如果宇宙没有物质,它的年龄是200亿年。由于宇宙具有物质,它的膨胀率一定会越来越慢。如此推算,宇宙膨胀退行的速度应是过去比现在快,所以它的年龄应小于200亿年。考虑到这一因素,推算出的宇宙年龄为130亿年左右。 自然科学是研究自然界物质形态、结构、性质和运动规律的科学。包括数学、物理、化学、天文学、地球科学、生命科学等。它不仅是巨大的生产力,推动经济的发展,而且对人类思想文明的进步起着巨大的推动作用,成为提高人类认识世界能力的源泉、建立科学世界观的重要基础、加强道德建设的重要条件,培养人们勇于为科学真理献身的精神。
现代学科高度综合、相互渗透,要求人文学科学生学习自然科学
自然科学对人文社会科学的渗透表现在:自然科学的研究方法和技术手段被应用于研究人文、社会科学。例如,语言学,开始作为纯粹的人文学科,在现代已经日益广泛地使用实验和数学方法,以至于有成为“语言科学”的倾向,科学技术的发展,使计算机、多媒体以及其他现代化研究手段为人文、社会科学的研究提供了极为便利的条件,大大提高了研究效率。经济学的研究更离不开自然科学的支持。
在人文、社会科学中开始引入自然科学的概念和命题,来证明“价值”合理性和科学性,自然科学中的概念,如信息反馈、控制、系统、机制等日益渗入社会科学中,有些社会科学,如教育学、社会学等都日益向定量化发展。自然科学的命题、判断已广泛应用于社会科学之中;心理学的成果应用于教育学之中,从而使人文、社会科学日益走向科学化。因此,从科学相互渗透的趋势来看,不了解自然科学的一些基本知识,不掌握一些现代科学技术,就不能很好地从事人文、社会科学的学习和研究。
素质教育要求人文学科学生学习自然科学
大学生素质教育就是以高尚的人格主体精神为核心,身心健康为前提,人文教育和科学教育为两翼,注重对学生的创新意识和创造能力的培养,从而适应时代的发展和社会的需求。现代社会生活的日益复杂化决定了对现实问题的研究和解决,单一的文科或理科知识已不能有效地担当起这一责任,它需要工程技术与人文、社会科学的紧密结合,协同作战。如能源的发展、环境污染的治理、城市的规划、人工智能的开发等,这些问题既不是单纯的技术问题,也不是单纯的社会问题,解决这些问题需要自然科学、工程技术以及社会学、人口学等许多社会科学的知识。即便不是这些庞大复杂的问题。

**章 绪论
**节 自然科学的对象、性质和作用
一、自然科学的研究对象
二、自然科学的性质和特点
三、自然科学的社会作用
第二节 自然科学的体系结构
一、自然科学结构的演化
二、自然科学的层次结构
三、自然科学的学科结构
四、自然科学的知识结构
第三节 自然科学的历史演进
一、科学的起源
二、古代自然科学的形成
三、近代自然科学的产生及其特点
四、现代自然科学的产生及特点

第二章 宇宙世界
**节 宇宙的形成和演化
一、大爆炸宇宙论
二、天体系统及其演化
三、银河系
第二节 太阳和太阳系
一、太阳系的结构与起源
二、太阳的特征与演化
三、太阳系的行星和卫星

第三章 地球环境系统
**节 地球环境
一、地球的圈层构造
二、大地构造理论
三、地表形态及其演化
四、地球大气
五、地球上的水圈
六、地球的土壤与生物
第二节 地球环境的演化与自然地理分异
一、地壳演变过程与现代自然地理环境的形成
二、人类与自然地理环境的相互作用
三、自然地理环境的地域分异
第三节 环境科学与生态学
一、环境问题和环境科学的产生
二、环境科学的研究内容
三、生态学的产生与研究内容

第四章 物质世界的统一性
**节 物质构造之谜
一、古人对物质本源问题的探索
二、物质结构的层次
第二节 物质的运动和力
一、力学的起源
二、运动学基本原理
三、运动定律
第三节 分子运动和热
一、热学的起源
二、热学基础知识
三、热力学定律
四、统计物理学简介
第四节 电磁与光
一、电磁学
二、光

第五章 物质的化学
**节 化学反应的实质及类型
一、化学与物质
二、化学反应的实质
三、化学反应的类型
四、化学反应的基本定律
第二节 无机界与无机化学
一、元素与元素周期律
二、放射性与同位素
三、晶体与金属
第三节 有机物与有机化学
一、人类对有机化合物的认识
二、有机经典结构理论的建立
三、有机化学反应的类型
四、高分子材料及应用
五、生命物质与生物化学
第六章 地球上的生命
第七章 现代自然科学综述
第八章 自然科学研究与科学家
后记
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