正在探索的五大科学前沿
2012-7-10 10:27:13更新 来源:本站原创 作者:佚名 
  1、宇宙科学
  这是人类向“大”的方向进行的探索,即宇宙观的科学。无边无际的宇宙是怎么样的?它是怎样形成的?又是怎样演化的?
  宇宙科学主要是探索宇宙的起源和演化,包括星系的形成和演化,太阳系的形成和变化等等。科学家们探索的主要方面有:膨胀学说、宇宙爆炸说以及黑洞理论等等。
  现在的哈勃望远镜,可以测到140亿光年的天体。这个距离光也要走140亿年。换句话说,当我们看到它时,已是140亿年前的模样。现在是什么样子,尚不得而知。靠光,永远也看不到它现在的样子。
  1929年科学家哈勃发现,宇宙的各星系正在远离我们而去,且扩散的速度与星系离我们的距离成正比。科学家们还发现宇宙间的物质都有25%左右的氦丰度。于是科学家们提出了宇宙爆炸和宇宙膨胀的理论。他们认为,我们的宇宙起源于一次大爆炸,经历了漫长的由热到冷的演化史,宇宙膨胀成今天这个样子已经花了100亿年~200亿年的时间,也就是说宇宙的年龄有100亿~200亿年。它还在继续膨胀之中。
  那么宇宙爆炸前是什么样子?它无限膨胀下去又会怎样?这些科学的未知领域还有待于科学家的进一步研究。
  2、基础物质科学这是人类向“小”的方向探索,即微观的科学。世界是物质的,那么物质是由什么组成的呢?各种不同的粒子是怎样结合起来的呢?
  科学研究已经证明,各种物质都是由分子组成,分子又由原子组成。1932年又证明了原子由电子、中子和质子组成。1964年,美国盖尔曼新理论发现更基本的粒子——夸克。10年后得到证实,并发现了“上夸克”、“下夸克”、“奇夸克”等,1994年发现了最后一个“基本粒子”——“顶夸克”的存在。可是,到1996年2 月,科学家又宣布,夸克还具有某种未料的结构。为了解释科学的种种新发现,科学家又提出一个新的理论——“弦论”。弦论假定物质的基本组成不是点状的粒子而是延伸的弦。弦论是一种把科学家早已发现的自然界的四种力——重力、电磁力、弱力和强力,作为一种现象的多种表现形式加以描述的理论。
  3、地球科学
  即对人类直接生活的空间进行探索,人类产生在地球上,从目前来看,地球是适合人类生存的唯一场所。而人类对地球的了解还不够,我们还不能准确地预报地震,无法控制天气的变化。人类在变革自然的同时也在破坏自然。全球性环境问题,正在威胁着人类的生存。如环境污染、温室效应、海平面上升、臭氧层破坏、气候异常、植被破坏、水土流失、土地沙化、水资源减少等等。人类现在比任何时候都更需要对地球和地球系统有深入的了解,为保护地球,也为了保护人类自身。
  4、生命科学
  即生物尤其是人类自身的科学生命究竟是怎样产生的?生命的本质是什么?为什么偏在地球上出现生命?在众多的生物中,为什么唯有人具有智慧?智慧是如何产生和发展的?1997年,人类在探索生命的起源方面又前进发了一大步。“探路者”的火星之旅,带来了火星在遥远的古代曾经温暖而潮湿、气候与地球类似的若干发现。伽利略号探测器发现木卫二冰冻的表层下有海洋。这一切为人类探索生命起源创造了条件。
  5、非线性科学
  我们所研究的科学现实是错综复杂的。例如,湍动的大气、奔腾的河流、起伏的山脉、大量原子结合起来的固体、生命和大脑的本质等等,我们能不能真正认识这些复杂的现象和事物呢?对复杂现象应该如何进行科学的刻画?所谓的非线性科学就是一门以探索复杂性为目标的新科学。它将对人类的自然观产生巨大的影响,使人类的思维方式发生根本的转变。
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