第十七篇現(xiàn)代自然科學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科

　　錢學(xué)森

　　一、作者介紹

　　錢學(xué)森(1911.12.11～2009.10.31)著名科學(xué)家。祖籍浙江杭州。生于上海。1958年10月加入中國共產(chǎn)黨。1934年上海交通大學(xué)鐵道機(jī)械系畢業(yè)。1935年留學(xué)美國，入麻薩諸塞州理工學(xué)院航空系學(xué)習(xí)，后轉(zhuǎn)入加州理工學(xué)院學(xué)習(xí)航空工程理論。1939年獲美國加州理工學(xué)院航空與數(shù)學(xué)博士學(xué)位，曾任加州理工學(xué)院副教授，麻省理工學(xué)院空氣動(dòng)力學(xué)教授，加州理工學(xué)院教授和噴氣推進(jìn)中心主任。1955年沖破重重阻力返回中國。后任中國科學(xué)院力學(xué)研究所所長，國防部第五研究院院長、副院長。1964年任第七機(jī)械工業(yè)部副部長，1970年任國防科學(xué)技術(shù)委員會(huì)副主任。1982年任國防科學(xué)技術(shù)工業(yè)委員會(huì)科學(xué)技術(shù)委員會(huì)副主任。1988年被聘為國防科工委科技委高級顧問。是中共第九至第十二屆中央候補(bǔ)委員，第六、第七、第八屆全國政協(xié)副主席，中國力學(xué)學(xué)會(huì)、中國自動(dòng)化學(xué)會(huì)第一屆理事會(huì)理事長，中國宇航學(xué)會(huì)、中國系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)名譽(yù)理事長，中國科學(xué)院主席團(tuán)執(zhí)行主席、數(shù)學(xué)物理學(xué)部委員，中國科學(xué)院院士，中國工程院院士。1986年當(dāng)選為中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)第三屆全國委員會(huì)主席。1991年被中國科協(xié)四屆一次全委會(huì)授予中國科協(xié)名譽(yù)主席稱號。在應(yīng)用力學(xué)、噴氣推進(jìn)、工程控制論、物理力學(xué)和系統(tǒng)工程等領(lǐng)域有開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。1956年初，主持制訂1956～1967年科學(xué)技術(shù)發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃綱要第37項(xiàng)國家重要科學(xué)技術(shù)任務(wù)《噴氣和火箭技術(shù)的建設(shè)》報(bào)告書，并在1956年2月向國務(wù)院提出《建立我國國防航空工業(yè)的意見書》，最先為中國火箭和導(dǎo)彈技術(shù)的建立與發(fā)展提出了極為重要的實(shí)施方案。參與領(lǐng)導(dǎo)創(chuàng)建火箭、航天科學(xué)研究機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)工程隊(duì)伍;長期擔(dān)負(fù)火箭、導(dǎo)彈和航天器研制的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)職務(wù)，為組織領(lǐng)導(dǎo)中國運(yùn)載火箭和航天器的研制工作發(fā)揮了巨大作用，對中國導(dǎo)彈與航天事業(yè)的迅速發(fā)展做出了卓越貢獻(xiàn)，并對中國科學(xué)技術(shù)事業(yè)許多領(lǐng)域的發(fā)展都做出了貢獻(xiàn)。1957年獲中國科學(xué)院自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。1985年獲國家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。1989年6月獲得“小羅克韋爾獎(jiǎng)?wù)隆薄ⅰ笆澜缂壙萍寂c工程名人”和“國際理工研究所名譽(yù)成員”稱號。1991年10月獲國務(wù)院、中央軍委授予的“國家杰出貢獻(xiàn)科學(xué)家”榮譽(yù)稱號和一級英雄模范獎(jiǎng)?wù)隆Ｖ小豆こ炭刂普摗贰ⅰ段锢砹W(xué)講義》、《星際航行概論》、《論系統(tǒng)工程》等。

　　二、背景介紹

　　錢學(xué)森同志的《現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)》一文，除引言外，共有五大部分，課文節(jié)選自第三部分。這篇課文指出了現(xiàn)代自然科學(xué)的重要特點(diǎn)，簡要地介紹了現(xiàn)代自然科學(xué)體系的構(gòu)成，重點(diǎn)介紹了化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)的發(fā)展和它們跟物理、數(shù)學(xué)的關(guān)系，從而強(qiáng)調(diào)物理和數(shù)學(xué)這兩門根本的基礎(chǔ)學(xué)科在現(xiàn)代自然科學(xué)體系中的重要位置。

　　三、課文內(nèi)容分析

　　課文主要說明什么是現(xiàn)代自然科學(xué)中的基礎(chǔ)學(xué)科和它們之間的密切關(guān)系。為了說明現(xiàn)代自然科學(xué)體系中的基礎(chǔ)學(xué)科及其相互之間的關(guān)系，文章十分注意說明的順序和說明的條理性。作者精心設(shè)計(jì)、巧妙安排了全文結(jié)構(gòu)，以較短的篇幅，準(zhǔn)確、明晰地介紹豐富的內(nèi)容。

　　全文采用了“總—分—總”的結(jié)構(gòu)形式：開頭總起，中間分述，篇末作結(jié)，使文章渾然一體。課文始終緊扣現(xiàn)代自然科學(xué)縱的(指研究事物、現(xiàn)象的變化發(fā)展過程)和橫的(指研究事物相互之間的關(guān)系)兩個(gè)方面指出其特點(diǎn)，使讀者明確認(rèn)識到自然科學(xué)之所以“成為嚴(yán)密的綜合起來的體系”的原因所在。

　　第一部分(1自然段)現(xiàn)代自然科學(xué)的重要特點(diǎn)。

　　研究事物、現(xiàn)象的變化發(fā)展過程(縱)，研究事物相互之間的關(guān)系(橫)。

　　一開始就指出現(xiàn)代自然科學(xué)的特點(diǎn)。用“不是……而是……”的句式，指出現(xiàn)代自然科學(xué)與過去只是孤立地研究個(gè)別事物的現(xiàn)象的自然科學(xué)有本質(zhì)的區(qū)別，現(xiàn)代自然科學(xué)是研究“事物、現(xiàn)象的變化發(fā)展過程”，是研究“事物相互之間的關(guān)系”，這是全文的總綱。

　　第二部分(2自然段)現(xiàn)代自然科學(xué)工程技術(shù)學(xué)科中的基礎(chǔ)學(xué)科。

　　第2段就提出“從嚴(yán)密的綜合科學(xué)體系講，最基礎(chǔ)的是兩門學(xué)問。一門物理……一門數(shù)學(xué)……”全文在說明的過程中也緊緊扣住和物理、數(shù)學(xué)的關(guān)系來寫，都是為了突出這兩科的重要性。

　　第三部分(3─6自然段)分述，具體說明化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)四門基礎(chǔ)學(xué)科的新發(fā)展和它們跟物理、數(shù)學(xué)的關(guān)系。這一部分是重點(diǎn)。作者抓住物理和數(shù)學(xué)是最基本的兩門學(xué)科這個(gè)要點(diǎn)，依次介紹其他四門基礎(chǔ)學(xué)科：化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)。在介紹每一種學(xué)科時(shí)，都作三個(gè)方面的闡述：①研究的內(nèi)容;②研究的成果(包括各科研究的新發(fā)展和分支學(xué)科);③研究中對物理和數(shù)學(xué)的依賴關(guān)系。緊扣首段“發(fā)展變化”、“相互關(guān)系”(即縱與橫)兩點(diǎn)來介紹，重點(diǎn)是介紹后兩個(gè)方面。這可以舉介紹天文學(xué)那一段為例來說明。先指出天文學(xué)研究的內(nèi)容：“現(xiàn)在的天文學(xué)，不是光研究太陽、月亮、星星在天上的位置和運(yùn)行規(guī)律，還要研究星星里頭的變化，研究宇宙的演化。”再介紹研究的方法是研究可見光和看不見的頻段，暗示這些研究都要依靠物理中的光學(xué)。后面重點(diǎn)介紹研究成果，即發(fā)現(xiàn)星的爆發(fā)、“中子星”和“黑洞”的存在，此外還發(fā)現(xiàn)星系爆發(fā)等天文現(xiàn)象。同時(shí)也得出“要了解這些天文現(xiàn)象，沒有物理學(xué)是不行的”的結(jié)論。

　　第四部分(7自然段)現(xiàn)代自然科學(xué)體系的構(gòu)成。

　　這一部分是對全文的總結(jié)。它仍舊從現(xiàn)代自然科學(xué)縱、橫兩個(gè)方面著眼，勾畫出現(xiàn)代自然科學(xué)體系的輪廓和內(nèi)部層次，并且再一次強(qiáng)調(diào)指出物理和數(shù)學(xué)為現(xiàn)代自然科學(xué)體系中根本的基礎(chǔ)學(xué)科這一核心問題。

　　總之，全文的結(jié)構(gòu)是先從整體說到局部，再從局部回到整體。在講局部時(shí)，又緊扣化學(xué)、天文學(xué)、地學(xué)和生物學(xué)各科的研究發(fā)展對物理、數(shù)學(xué)兩科的依賴關(guān)系，使說明的重點(diǎn)非常突出。作者在按學(xué)科類別分段時(shí)又兼顧了新興學(xué)科出現(xiàn)的順序：量子化學(xué)出現(xiàn)在30年代，所以把化學(xué)放在前面;射電天文、宇宙線天文的重大發(fā)現(xiàn)，分子生物學(xué)的興起，都是50年代以后的事，放在中間;最近幾年取得進(jìn)展也是“轟動(dòng)世界”的遺傳工程學(xué)，則放在最后。

　　四、文章重點(diǎn)分析

　　1.本文運(yùn)用了哪些說明方法?

　　《現(xiàn)代自然科學(xué)中的基礎(chǔ)學(xué)科》在說明事理時(shí)，重點(diǎn)用了下定義的說明方法，這是由文章的內(nèi)容決定的。這篇文章的概念多而復(fù)雜，要準(zhǔn)確把握其本質(zhì)屬性，既要搞清概念間的聯(lián)系，又要分清概念的區(qū)別，必須從定義入手。

　　下定義就是用最簡明確切的語言把事物包含的意義概括起來，給人一個(gè)明確完整的概念。下定義的方法是：被定義者加特征加類別。如“物理”的定義，它的類別是“學(xué)問”，特征是“研究物質(zhì)運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律”;再如，“遺傳工程”的定義，它的類別是“技術(shù)”，特征是“可以把影響遺傳的信息，掛在一種叫去氧核糖核酸的高分子化合物的某一段上傳下去。……改變遺傳的某一特征，創(chuàng)造新的物種”;“工程技術(shù)科學(xué)”、“化學(xué)地球觀”等的定義也可以這樣來下。

　　本文還用了分類別和舉例子的說明方法。分類別如把現(xiàn)代自然科學(xué)分成兩大類：應(yīng)用學(xué)科和基礎(chǔ)學(xué)科，又把基礎(chǔ)學(xué)科分成一般學(xué)科和根本學(xué)科兩類;還有第5自然段研究地學(xué)的三個(gè)時(shí)代的分類。舉例子如第四段“比如研究太陽內(nèi)部、恒星內(nèi)部”，第6自然段“如把胰島素的遺傳信息切下來”。

　　本文還運(yùn)用了詮釋說明：“客星”，實(shí)際上就是星的爆發(fā);又如“黑洞”，其實(shí)不是洞，是光出不來的星。也運(yùn)用了下定義和詮釋結(jié)合的說明：“中子星”，是由中子組成的密度非常大的星，一顆芝麻點(diǎn)大小的中子星物質(zhì)就有幾百萬噸重，而且轉(zhuǎn)得很快，轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)出的X光強(qiáng)度不一樣，變化周期不到一秒。

　　2.下定義要注意什么?

　　下定義要抓住事物本質(zhì)特征，并用簡潔而明確的語言概括出事物的本質(zhì)特征和所屬范圍，并要注意：①定義不能過寬;②一般不能用否定形式;③不用比喻;④概念上不能前后重復(fù)。特別要注意的是，平時(shí)說話或?qū)懳恼拢蠖嘀皇墙沂靖拍畹牟糠直举|(zhì)，只是作解釋而不是下定義。

　　3.作者在介紹每門學(xué)科時(shí)是如何體現(xiàn)對物理、數(shù)學(xué)的依賴關(guān)系的?

　　課文在介紹每一種學(xué)科時(shí)，都是先介紹研究的內(nèi)容，接著介紹研究成果(包括各科研究的新發(fā)展和分支學(xué)科)，再著重介紹研究中對物理與數(shù)學(xué)的依賴關(guān)系。比如現(xiàn)在已靠量子力學(xué)解決化學(xué)問題，天文學(xué)的研究則要靠光譜分析來研究恒星內(nèi)部，地學(xué)上的板塊理論的研究，生物學(xué)研究分子運(yùn)動(dòng)、組合變化，這些都離不開物理學(xué)，當(dāng)然也離不開數(shù)學(xué)的推理、演算。