自然科學重大問題

① 十九世紀自然科學三大發現有什麼意義

1、細胞學說的意義
細胞學說論證了整個生物界在結構上的統一性，以及版在進化上的權共同起源。這一學說的建立推動了生物學的發展，並為辯證唯物論提供了重要的自然科學依據。恩格斯曾把細胞學說譽為19世紀最重大的發現之一，其中心思想廣泛而深刻地影響了後來生物學的發展，任何生物學的重要問題都必須從細胞中尋求最後的解答。
2、能量守恆定律的意義
能量守恆定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學到地質、生物，大到宇宙天體。小到原子核內部，只要有能量轉化，就一定服從能量守恆的規律。從日常生活到科學研究、工程技術，這一規律都發揮著重要的作用。人類對各種能量，如煤、石油等燃料以及水能、風能、核能等的利用，都是通過能量轉化來實現的。能量守恆定律是人們認識自然和利用自然的有力武器。
3、生物進化論的意義
（1）對歐洲思想界產生了巨大影響，挑戰了封建神學創世說。
（2）進化論開創生物科學發展的新時代。
（3）對處於國家危亡時期的中國思想界也產生了巨大的震動。

② 當代自然科學中的重大基本問題是什麼

人與自然的和諧相處

③ 科學史上的重大事件

火車：
16世紀下半葉，在英國和德國的礦山和採石場鋪有用木材做成的路軌。在軌道上行走的車是靠人力或畜力推動的。1767年，英國的金屬大跌價，有家鐵工廠的老闆看到堆積如山的生鐵，既賣不出去賺不了錢，又佔用了很多地方，就令人澆鑄成長長的鐵條，鋪在工廠的道路上，准備在鐵價上漲的時候再賣出去。可是，人們發現車輛走在鋪著鐵條的路上，既省力，又平穩。這樣，鐵軌先於火車誕生了。

鐵條上行車畢竟不是很方便的，於是，鐵條得到了改進，做成凹槽形的鐵軌。這種軌道可以防止車輪滑出，但容易在凹槽中積上石子、煤屑，鐵軌很容易損壞。於是，人們把鐵軌做成了上下一樣寬，中間略窄的形狀，這樣垃圾不易積起，鐵軌也不容易損壞。可是這種軌道不是很穩的，鐵軌受到沖擊容易翻倒而導致車輛出軌翻車。人們又把鐵軌的下面加寬，造成像漢字的「工」字形，這種形狀的軌道既穩定又可靠，一直沿用到今天。

那個時代鐵路已誕生，可是行走在鐵路上的車大部分是用馬拉的。1783年，瓦特的學生默多克造出了1台用蒸汽機作動力的車子，但效果不好，沒人用。1807年，英國人特里維希克和維維安製造成功用蒸汽機推動的車子，可是這車子太笨重了，難以在普通的道路上行走，而他們也沒想到把這輛車放到鐵軌上去，所以不久也就棄之不用了。直到1814年，放牛娃出身的英國工程師斯蒂芬森造出了在鐵軌上行走的蒸汽機車，正式發明了火車。

斯蒂芬森出生於1781年，父親是煤礦上的蒸汽機司爐工。母親沒有工作。一家8口全靠父親的工資收入生活，日子過得很艱難。14歲那年，斯蒂芬森也來到煤礦，當上了一名見習司爐工。他很喜歡這個工作，別人下班了，他卻認真地擦洗機器，清潔零部件。多次的拆拆裝裝，使他掌握了機器的結構。他渴望掌握更多的知識，辛勤工作一天後，就去夜校上課。他從沒上過學，開始學習時困難重重，他聰明好學，勤奮鑽研，很快掌握了機械、制圖等方面的知識。一次，他用書本上學到的知識，結合工作的實際，設計了一台機器。煤礦上的總工程師看到他設計的機器草圖，大加贊賞，這給了斯蒂芬森很大的鼓勵。他學習工作更加努力。勤奮了，不久便成了名熟練的機械修理工。

1907年，特里維希克和維維安造出了在普通道路上行走的蒸汽機車，但由於車子過於笨重，在普通道路上難以行駛，他們放棄了這個發明。斯蒂芬森總結他們失敗的教訓，開始研製蒸汽機車，他改進了產生蒸汽的鍋爐，把立式鍋爐改成卧式鍋爐；並作出了一個極有遠見的重大決斷，決定把蒸汽機車放在軌道上行駛；在車輪的邊上加了輪緣，以防止火車出軌；又在承重的兩條路軌間加裝了一條有齒的軌道。因為當時考慮蒸汽機車在軌道上行駛，雖可避免在一般道路上因自身太重而難以行走的缺點，可在軌道上也會產生車輪打滑的問題，所以，在機車上裝上棘輪，讓它在有齒的第三軌上滾動而帶動機車向前行駛。

1814年，斯蒂芬森的蒸汽機車火車頭問世了。他發明的這個鐵傢伙有5噸重，車頭上有一個巨大的飛輪。這個飛輪可以利用慣性幫助機車運動，斯蒂芬森為他的發明取了個名字叫「布魯克」。這個布魯克可以帶動總重約30噸的8個車廂。在以後的10年中，他又造了11個與布魯克相似的火車頭。

斯蒂芬森的新發明也有很多缺點，首先是震動太大。有一次，甚至震翻了車；其次是速度不快。因此，斯蒂芬森經過改進，重新設計了一輛火車。在設計製造火車的同時，他說服了皮斯先生。當時，1821年，皮斯先生正在籌劃鋪設從斯托克頓到達靈頓供馬拉車用的鐵軌，皮斯聽了斯蒂芬森的建議，就委託他製造一台火車頭。斯蒂芬森受委託後，加緊了工作的步驟。終於造出了一輛新的更先進的蒸汽機車，他將它命名為「旅行號」。

1825年9月27日，在英國的斯托克頓附近擠滿了4萬余名觀眾，銅管樂隊也整齊地站在鐵軌邊，人們翹首以待，望著那卧榻碗蜒而去的鐵路。鐵路兩旁也擁擠著前來觀看的人群。忽然人們聽到一聲激昂的汽笛聲，一台機車噴雲吐霧地疾駛而來。機車後面拖著12節煤車，另外還有20節車廂，車廂里還乘著約450名旅客。斯蒂芬森親自駕駛世界上第一列火車。火車駛近了，大地在微微顫動。觀眾驚呆了，簡直不相信自己的眼睛，不相信眼前的這鐵傢伙竟有這么大的力氣。火車緩緩地停穩，人群中爆發出一陣雷鳴般的歡呼聲。銅管樂隊奏出激昂的樂曲，七門禮炮同時發放，人們在慶祝世界上誕生了火車。這列火車以每小時24公里的速度，從達靈頓駛到了斯托克頓，鐵路運輸事業從這天開始。

到此時，火車的優越性已充分體現出來了，它速度快、平穩、舒適、安全可靠。隨即在英國和美國掀起了一個修築鐵路、建造機車的熱潮。僅1832年這1年，美國就修建了17條鐵路。蒸汽機車也在這段時間前後有了很大的改進，從最初斯蒂芬森建造的兩對輪子的機車，一直發展到5對，甚至6對輪子。而斯蒂芬森繼續作為這個革命性運輸工具的發明者和倡導者，解決了火車鐵路建築、橋梁設計、機車和車輛製造的許多問題。他還在國內和國外許多鐵路工程中擔任顧問。就這樣，火車在世界各地很快發展起來了。直到今天，火車仍然是世界上重要的運輸工具，在國民經濟中發揮巨大的作用。

汽車：
1885年德國工程師卡爾.本茨在曼海姆製成了的一輛汽車,該車為三輪,採用一台兩沖程單缸0.9馬力的汽油機,具備現代汽車的基本特點,如火花點火、水冷循環、鋼管車架、鋼板彈簧懸架、後輪驅動、前輪轉向等。人們一般都把卡爾.本茨製成第一輛三輪車的1885年視為汽車誕生之年。

飛機：
就在美國的航空航天名人忙於慶祝萊特兄弟成功試飛第一架動力飛行器100周年的時候,巴西人卻認為阿爾貝托·桑托斯·杜蒙特才是真正的動力飛行之父。
威爾伯·萊特和奧維爾·萊特兄弟1903年12月17日在北卡羅來納州基蒂霍克使第一架動力飛行器「飛行者一號」成功升空12秒。但桑托斯·杜蒙特的支持者們則認為他們的英雄1906年10月23日在巴黎一家公園里的飛行才算得上真正的第一次。

桑托斯·杜蒙特出生在巴西,父親是一位法國珠寶商。18歲時他回

到了其家鄉法國,並且很快痴迷上了飛行。在和熱氣球打了幾年交道後,桑托斯·杜蒙特開始把目光轉向飛機的動力飛行。1906年10月23日,在一群觀眾仰慕的目光注視下,桑托斯·杜蒙特在巴黎西郊的巴加泰勒公園駕駛「雙14」雙翼飛機,開始了他的第一次飛行。這次飛行距離為60米,離地高度約為2米。「雙14」飛機的骨架由鋁和竹子做成,上面蒙有絲綢,飛機的汽油發動機由桑托斯·杜蒙特自行設計製造。而萊特兄弟的第一次飛行是在基蒂霍克海灘完成,飛機靠了斜坡的幫助得以起飛,而且現場只有很少人觀看。

同年11月21日,桑托斯·杜蒙特再度駕駛「雙14」起飛。這次他在6米的高度上飛行了220米。國

際航空聯合會將這兩次飛行登記為最早的航空紀錄。

後來桑托斯·杜蒙特還曾建造了一架叫「蜻蜓」的新飛機,但這一工作令他精疲力竭、心力交瘁。他於1909年重返巴西。桑托斯·杜蒙特一直希望飛機能被當做交通工具來使用,但事實卻並非如他想像。在第一次世界大戰期間,飛機第一次被用來投擲炸彈,此舉加劇了他的失落情緒。1932年7月23日,也就是他得知飛機被用來鎮壓巴西境內的武裝起義後不久,他自殺身亡,時年59歲。

時至今日,桑托斯·杜蒙特在

巴西仍然享有很高聲譽。巴西空軍正式承認他是自行完成飛行的第一人。里約熱內盧兩個民用機場之一也以他的名字來命名。

其實,桑托斯·杜蒙特並非是惟一挑戰萊特兄弟地位的人。法國人克萊門特·阿代爾就曾宣稱:1890年10月9日,他駕駛蒸汽動力飛機在他朋友位於巴黎郊區的庄園里飛過大約48米。在法國,很多人將他稱做「法國航空業之父」。

行為古怪的紐西蘭農民理查德·皮爾斯也曾於1903年3月31日爬進了他自製的單翼飛機。據他自己講,在最後一頭扎進自家的籬笆之前,他的飛機也曾飛了大約140米。

青黴素是抗菌素的一種，是從青黴菌培養液中提制的葯物，是第一種能夠治療人類疾病的抗生素。

青黴素的發現者是英國細菌學家弗萊明。1928年的一天，弗萊明在他的一間簡陋的實驗室里研究導致人體發熱的葡萄球菌。由於蓋子沒有蓋好，他發覺培養細菌用的瓊脂上附了一層青黴菌。這是從樓上的一位研究青黴菌的學者的窗口飄落進來的。使弗萊明感到驚訝的是，在青黴菌的近旁，葡萄球菌忽然不見了。這個偶然的發現深深吸引了他，他設法培養這種黴菌進行多次試驗，證明青黴素可以在幾小時內將葡萄球菌全部殺死。弗萊明據此發明了葡萄球菌的剋星—青黴素。

青黴素發明者、英國科學家弗萊明在他的實驗室內 澳大利亞病理學家霍華德.弗羅里因進行
青黴素化學制劑的研究，而與弗萊明
1945年諾貝爾生理學和醫學獎,

1929年，弗萊明發表了學術論文，報告了他的發現，但當時未引起重視，而且青黴素的提純問題也還沒有解決。

1935年，英國牛津大學生物化學家錢恩和物理學家弗羅里對弗萊明的發現大感興趣。錢恩負責青黴菌的培養和青黴素的分離、提純和強化，使其抗菌力提高了幾千倍同，弗羅里負責對動物觀察試驗。至此，青黴素的功效得到了證明。

圖中央是青黴菌，周圍是致病細菌。距青黴素最遠的細菌個大、色濃，
活力十足；距青黴菌較近的細菌個較小、色較淺，活力較差；而最接近青黴
菌的細菌個最小、色發白，顯然已經死亡

由於青黴素的發現和大量生產，拯救了千百萬肺炎、腦膜炎、膿腫、敗血症患者的生命，及時搶救了許多的傷病員。青黴素的出現，當時曾轟動世界。為了表彰這一造福人類的貢獻，弗萊明、錢恩、弗羅里於1945年共同獲得諾貝爾醫學和生理學獎。

葡萄球菌這些形如珍珠的東西就是危害人體健康的葡萄菌，青黴素能消滅它們。

第二次世界大戰促使青黴素大量生產。1943年，已有足夠青黴素治療傷兵；1950年產量可滿足全世界需求。青黴素的發現與研究成功，成為醫學史的一項奇跡。青黴素從臨床應用開始，至今已發展為三代。

特別具體，圖片都有
參考資料：http://211.99.42.6/wssc/kj1.files/qms.htm

在自然科學方面，有一位科學家的名字是時常被人們提起的，這就是伊薩克·牛頓。如果你學過物理，就一定知道牛頓關於力學的一些著名定律；如果你是個天文愛好者，你也許使用過牛頓發明的反射望遠鏡來觀察星星；如果你自學過高等數學，那你准知道牛頓是微積分學的創始人之一。牛頓的知識又廣又深，它對於自然科學的發展作出了巨大的貢獻。

這里，我們著重來介紹一下這位科學家發現萬有引力定律的故事。1665年英國正流行著瘟疫。劍橋大學暫時關閉了。牛頓也被迫離開學校回到了家鄉。傳說第二年秋天的一個黃昏，牛頓正坐在果園里深思著，突然間一個熟透的蘋果從樹上掉了下來。這件很平常的小事觸動了牛頓的思緒，使他聯想到科學上的一個很重要的問題來。

原來那時候，他正在研究地球的引力有多大。他通過初步的研究後，產生了一個大膽的科學假設：地球不僅吸引著蘋果，也吸引著地球表面上的一切物體，而且它還吸引著遙遠的月亮和其他星體。他認為這種吸引力可以達到很遠很遠的地方；但隨著距離的增加，吸引力會逐漸減弱。

牛頓為了證實自己的假定，仔細地研究月亮的運動。因為月亮是地球僅有的一顆衛星，比起其他星體來，它最接近於地球。牛頓認為，月亮在不停地運動，由於慣性的緣故，它時刻要擺脫地球，然而地球對於月亮具有一種吸引力，就像一根無形的繩子拉住了月亮，使它不能逃脫而乖乖地在目前的軌道上圍繞著地球運行。要是地球的吸引力突然消失的話，月亮就會逃之夭夭；要是月亮停止運動，它也會像蘋果一樣地掉到地球上來。

在牛頓以前，著名的天文學家開普勒發現了行星繞日運動的三大定律，伽利略也發現了力學的一些基本原理。牛頓繼承了他們的工作，想通過數學方法計算出地球對月亮的引力究竟有多大，從而來證明自己的設想。在當時的條件下，計算這個問題很不容易，困難像一座大山似的橫在它的面前。

牛頓花了整整六年的時間，對地月間的引力進行繁復的計算，始終沒有得到預期的結果，成功似乎還遙遙無期。但他毫不氣餒，繼續奮斗著，並不斷地改進計算方法。

有一次，牛頓無意中發現過去引用的一個數據有問題，於是他根據皮卡兒測量地球大小所得的最新數據重新計算，結果完全證實了他的假設是對的。他乘勝追擊，又計算了太陽對各大行星的引力，計算結果進一步證明了太陽作用於行星的引力也正好是迫使這些行星在各自軌道上運行的力量。

就這樣，牛頓通過大量的研究，充分證明了引力作用並不是地球所獨有的。宇宙間所有的物體，無論是巨大的星體，還是微小的塵粒，都是相互吸引的。他把這種無處不有的引力，稱作「萬有引力」，並把它總結成為定律：「任何兩個質點之間存在著相互吸引的力量，其大小和它們質量的乘積成正比，並和它們的距離平方成反比。」

「萬有引力定律」的創立，對以後的天體研究起了極大的推動作用。牛頓的好朋友哈雷根據這一定律，算出了1682年出現的那顆大彗星將於1758年重新出現。後來，這顆彗星果然又回來了，因此被命名為哈雷彗星。若干年後，天狼伴星、海王星和冥王星也都是藉助於牛頓的萬有引力定律才發現的。

牛頓的這一偉大的發現，不但很好地解釋了當時的許多疑難問題，而且對以後的科學發展，直至現代的天體物理和宇宙航行，都具有非常重大的意義。
參考資料：http://www.n318.com/e/freeja/cz/jnj/rjbxjcywxc/200605/e_339791.html

④ 19世紀自然科學三大發現是什麼

細胞學說的創立，達爾文的進化論，能量守恆定律

1 細胞學說

【簡介】細胞學說[1]是1838～1839年間由德國的植物學家施萊登（Schleiden）和動物學家施旺（Schwann）所提出,直到1858年才較完善。它是關於生物有機體組成的學說，主要內容有： ① 細胞是有機體， 一切動植物都是由單細胞發育而來， 即生物是由細胞和細胞的產物所組成； ② 所有細胞在結構和組成上基本相似； ③ 新細胞是由已存在的細胞分裂而來； ④ 生物的疾病是因為其細胞機能失常。 ⑤.細胞是生物體結構和功能的基本單位。 ⑥.生物體是通過細胞的活動來反映其功能的。 細胞學說的生物體意義是：
【歷史】在18世紀的德國 ，自然哲學非常盛行。這個體系的內容之一是描述他們認為是組成有機世界多樣性的典型單位。歌德認為葉子是各種不同植物的典型單位結構，而奧肯則主張脊椎節是一般動物原型結構的基本單位。奧肯還進一步認為有機體由粘液囊泡或活的單位所組成，並在它們暫時所屬的有機體死亡後繼續生存著，形成另一個生物的一部分。在19世紀早期，這樣一種觀點相當流行，並且同對動植物結構的顯微鏡觀察結合在一起，導致了細胞學說的發展。 在17世紀初胡克、馬爾比基和列文胡克，都曾用顯微鏡看到了植物細胞，但是並沒有被認為是植物世界的獨立的、活的結構單位。 在19世紀初期，植物解剖的研究復活了，德國植物學家特雷維拉努斯和馮·莫爾認識到細胞是植物的結構單位。19世紀20年代， 義大利的亞米齊和其他人製成了改進的消色差顯微鏡，使人們得以觀察到有機細胞的詳細情況。一個倫敦醫生羅伯特·布朗於1831年觀察到植物細胞一般具有一個核，不過他對自己的發現並不怎樣重視。 捷克人普金葉在1835年用顯微鏡觀察了一個母雞卵中的胚核，並指出動物的組織在胚胎中是由緊密裹在一起的細胞質塊所組成，這些細胞質塊與植物的組織很類似。 這些觀察導致耶拿大學的植物學教授馬提阿斯·施萊登於1838年宣布，細胞是一切植物結構的基本活動單位和一切植物藉以發展的根本實體的學說。盧萬大學的解剖學教授泰奧多爾·施旺於1839年把細胞說擴大到動物界。 19世紀40年代許多研究者糾正了他們其中的一些錯誤觀點，特別是植物學家馮·莫爾，耐格里和霍夫邁斯特以及動物學家克里克爾、萊迪希和雷馬克，他們證明新細胞是靠分裂形成的， 細胞核先在母細胞內分裂為二，然後是母細胞分裂為兩個子細胞。
【意義】細胞學說論證了整個生物界在結構上的統一性，以及在進化上的共同起源。這一學說的建立推動了生物學的發展，並為辯證唯物論提供了重要的自然科學依據。恩格斯曾把細胞學說譽為19世紀最重大的發現之一。 施萊登和施旺的細胞學說為19世紀細胞的研究指出了方向。然而，他們雖然正確地指出新的細胞可以由老的細胞產生，卻提出了一個錯誤的概念即新細胞在老細胞的核中產生，由非細胞物質產生新細胞，並通過老細胞崩解而完成。由於這兩位科學家的權威，使得這種錯誤觀點統治了許多年。 許多研究者的觀察表明，細胞的產生只能通過由原先存在的細胞經過分裂的方式來完成，1858年德國病理學魏爾肖概括為「一切細胞來自細胞」的著名論斷，這不僅在更深的層次上揭示細胞作為生命活動的基本單位的本質，而且通常被認為是對細胞學說的重要補充，甚至有人認為直至於此細胞學說才全部完成。 盡管細胞學說的某些部分已成為歷史的陳跡，然而其中心思想仍廣泛而深刻地影響了後來生物學的發展，任何生物學的重要問題都必須從細胞中尋求最後的解答。


2 達爾文進化論【生物進化論】簡稱進化論，是生物學最基本的理論之一。進化（Evolution），是指生物在變異、遺傳與自然選擇作用下的演變發展，物種淘汰和物種產生過程。地球上原來無生命，大約在30多億年前，在一定的條件下，形成了原始生命，其後，生物不斷的進化，直至今天世界上存在著170多萬個物種。生物進化論最早是由查爾斯·羅伯特·達爾文提出的，在其名著《物種起源》有詳細的論述。 進化論有三大經典證據：比較解剖學、古生物學和胚胎發育重演律。 生物進化可以分成三個層次：微進化（生物群體中基因頻率的改變）、新種生成和大進化（從一個類型到另一個類型的躍變，比如從魚類進化到兩棲類）。現代綜合學說完美地解釋了微進化和新種生成，並認為由微進化和新種生成的研究所得的結果可以進一步推廣到大進化。但是一些生物學家對這個推論表示懷疑，他們認為生物大進化可能有屬於自己的機理。按照他們的觀點，生物新類型的產生是在生物胚胎發育過程中基因突變的結果。胚胎發育時的微小突變可以導致成體的巨大變化。最近發育生物學的研究似乎證明了這一點：如果在胚胎發育過程中，某種基因的表達速度變慢，就會使魚鰭變成肢足。可以預見，隨著發育生物學的發展，越來越多的大進化難題將被解決。

3. 能量守恆與轉化定律定律內容能量既不會憑空產生，也不會憑空消失，它只能從一種形式轉化為別的形式，或者從一個物體轉移到別的物體，在轉化或轉移的過程中其總量不變。能量守恆定律如今被人們普遍認同，但是並沒有嚴格證明。 (1)自然界中不同的能量形式與不同的運動形式相對應：物體運動具有機械能、分子運動具有內能、電荷的運動具有電能、原子核內部的運動具有原子能等等。 (2)不同形式的能量之間可以相互轉化：「摩擦生熱是通過克服摩擦做功將機械能轉化為內能；水壺中的水沸騰時水蒸氣對壺蓋做功將壺蓋頂起，表明內能轉化為機械能；電流通過電熱絲做功可將電能轉化為內能等等」。這些實例說明了不同形式的能量之間可以相互轉化，且是通過做功來完成的這一轉化過程。 (3)某種形式的能減少，一定有其他形式的能增加，且減少量和增加量一定相等．某個物體的能量減少，一定存在其他物體的能量增加，且減少量和增加量一定相等。 能量守恆的具體表達形式 保守力學系統：在只有保守力做功的情況下，系統能量表現為機械能（動能和位能），能量守恆具體表達為機械能守恆定律。 熱力學系統：能量表達為內能，熱量和功，能量守恆的表達形式是熱力學第一定律。 相對論性力學：在相對論里，質量和能量可以相互轉變。計及質量改變帶來能量變化，能量守恆定律依然成立。歷史上也稱這種情況下的能量守恆定律為質能守恆定律。 總的流進系統的能量必等於總的從系統中流出的能量加上系統內部能量的變化,能量能夠轉換，從一種形態轉變成另一種形態。 系統中儲存能量的增加等於進入系統的能量減去離開系統的能量
能量守恆定律的重要意義能量守恆定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學到地質、生物，大到宇宙天體。小到原子核內部，只要有能量轉化，就一定服從能量守恆的規律。從日常生活到科學研究、工程技術，這一規律都發揮著重要的作用。人類對各種能量，如煤、石油等燃料以及水能、風能、核能等的利用，都是通過能量轉化來實現的。能量守恆定律是人們認識自然和利用自然的有力武器。

⑤ 當代自然科學中的重大基本問題是什麼

1當代地理科學的前沿領域與發展趨勢 一、當代地理科學研究的前沿領域
1．全球變化及其區域響應研究
全球變化研究是20世紀80年代國際學術界為迎接人類所面臨的資源、環境和發展問題而設計和實施的研究計劃,是人類歷史上最為龐大的超級科學計劃.研究學科涵蓋大氣、海洋、地理、地質、地球物理、環境、生物、生態、能源、人口、經濟等諸多學科,研究人員涉及自然科學界和社會科學界的科學家以及政府和企業界的管理人員,研究方法強調學科的交叉和理論的集成,並將地球系統科學作為其研究的新方法.全球變化研究目前由世界氣候研究計劃(WCRP)、國際地圈生物圈計劃(IGBP)、全球環境變化人文因素計劃(IHDP)、生物多樣性計劃(DIVER SITAS)等4個正在執行的研究計劃組成,每個計劃包含有一系列核心計劃和交叉計劃.為保障各項計劃的順利進行,相應地設計了一系列數據觀測與採集系統作為技術支撐,主要有：地球觀測系統(EOS)、全球氣候觀測系統(GCOS)、全球海洋觀測系統(GOOS)、全球陸地觀測系統(GTOS)、全球環境監測系統(GEMS)、全球環境調查系統(GOES)等.
全球變化研究在過去、現在和未來,都是地理學的重要研究領域,在國際地圈生物圈計劃和國際全球變化人文因素的推動下,不斷開拓新的研究領域.全球變化及其區域響應涉及古地理環境演變、土地利用和土地覆被變化、減輕自然災害、典型區域環境定位研究以及全球環境變化的對策等眾多領域.我國的青藏高原、黃土高原等區域和全球環境變化關系密切,正是地理學研究可以發揮特長、顯示才乾的領域.
2．陸地表層過程和格局的綜合研究
地理學的傳統研究領域是發生在陸地表層各種自然和人文現象的空間分異和空間組織.認識這種分異和組織的規律,對於合理布局經濟活動,開發利用和保護自然資源,避免和減輕自然災害有著重要的價值.然而,停留在經驗性、描述性范圍的空間格局研究,所能達到的視野有很大的局限性,不能提供為認識和預測地理環境變化所必須的資料.因此20世紀60年代以來,國內地理學界發展了地表熱量與水分平衡、地理環境中化學元素的遷移轉化以及生物群落與其環境之間的物質、能量的交換等三個過程研究的方向,國內外地理學界也發展了用社會科學理論解釋空間格局的人文地理方向.在這些方向上,自然地理學研究注重野外定點觀測和室內的實驗研究,人文地理注重地理空間人流和物流的調查分析.近年來,國內外許多地理學者認識到,要推動地理學的發展,必須在格局與過程的相互作用方面加強研究,地理學家必須強調格局和過程及其間的關系.發生在各種類型和各種尺度的區域中的過程必然產生一定的格局,而格局的變化又會影響到自然、生態、社會發展的進程.這就產生了不同尺度區域之間的相互依賴性.陸地表層系統包括與人類密切相關的環境、資源和社會經濟在時空上的結構、演化、發展及其相互作用,是地球表層最復雜、最重要、受人類活動影響最大的一個子系統.因此,對它的研究是地理科學未來發展的重要趨勢.當前,人們日益關注與人類生存密切相關的陸地表層環境的狀況和變化趨勢.從本質上看,陸地表層的環境變化是特定地域上地表過程的方式和強度在人為或自然因素作用下發生改變的結果.陸地過程的研究將朝微觀深化和宏觀綜合兩個方向發展,關鍵在於地理系統中界面過程的綜合研究.其主要意義在於：能有效地研究開放系統間物質、能量和信息的交換,從而促進地理學向理論方面深入；界面過程研究實際上是系統間介面的研究,將促進發展地理學的綜合方法,導致跨學科、跨部門的相互滲透和相鄰學科成就的引進.

⑥ 在自然科學史上具有重大影響的十大科學發現是什麼

1、畢達哥拉斯公元前500年發現勾股定理。
2、哥白尼公元1543年發現日地運轉侓，創立「日心說」。
3、哈維公元1628年發現血液循環。
4、牛頓公元1678年發現萬有引力定律。
5、富蘭克林公元1752年發現雷中帶電。
6、琴納公元1796年發現牛痘免疫。
7、達爾文公元1858年發現生物進化規律，創立「進化論」。
8、倫琴公元1895年發現X射線。
9、居里夫婦公元1898年發現鐳。
10、愛因斯坦公元1905年與1915年發現空間、時間、物質的統一關系，分別創立「狹義相對論」和「廣義相對論」。

⑦ 當代自然科學的重大基本問題是什麼

環境

⑧ 當代自然科學中有哪五大重大問題

一、宇宙由什麼構成；
二、人到底能活多少歲；
三、哪些基因變化使我們進化為人類；
四、人類在宇宙中是獨一無二的嗎；
五、意識的生物學基礎是什麼

⑨ 在自然科學史上具有重大影響的十大科學發現分別是什麼

六年級品德書上的是：日心說，萬有引力定律，進化論，微生物，元素周期律，電磁感應定律，原子核的秘密，相對論，大陸漂移說和基因