自然科学重大问题

① 十九世纪自然科学三大发现有什么意义

1、细胞学说的意义
细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及版在进化上的权共同起源。这一学说的建立推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。恩格斯曾把细胞学说誉为19世纪最重大的发现之一，其中心思想广泛而深刻地影响了后来生物学的发展，任何生物学的重要问题都必须从细胞中寻求最后的解答。
2、能量守恒定律的意义
能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。
3、生物进化论的意义
（1）对欧洲思想界产生了巨大影响，挑战了封建神学创世说。
（2）进化论开创生物科学发展的新时代。
（3）对处于国家危亡时期的中国思想界也产生了巨大的震动。

② 当代自然科学中的重大基本问题是什么

人与自然的和谐相处

③ 科学史上的重大事件

火车：
16世纪下半叶，在英国和德国的矿山和采石场铺有用木材做成的路轨。在轨道上行走的车是靠人力或畜力推动的。1767年，英国的金属大跌价，有家铁工厂的老板看到堆积如山的生铁，既卖不出去赚不了钱，又占用了很多地方，就令人浇铸成长长的铁条，铺在工厂的道路上，准备在铁价上涨的时候再卖出去。可是，人们发现车辆走在铺着铁条的路上，既省力，又平稳。这样，铁轨先于火车诞生了。

铁条上行车毕竟不是很方便的，于是，铁条得到了改进，做成凹槽形的铁轨。这种轨道可以防止车轮滑出，但容易在凹槽中积上石子、煤屑，铁轨很容易损坏。于是，人们把铁轨做成了上下一样宽，中间略窄的形状，这样垃圾不易积起，铁轨也不容易损坏。可是这种轨道不是很稳的，铁轨受到冲击容易翻倒而导致车辆出轨翻车。人们又把铁轨的下面加宽，造成像汉字的“工”字形，这种形状的轨道既稳定又可靠，一直沿用到今天。

那个时代铁路已诞生，可是行走在铁路上的车大部分是用马拉的。1783年，瓦特的学生默多克造出了1台用蒸汽机作动力的车子，但效果不好，没人用。1807年，英国人特里维希克和维维安制造成功用蒸汽机推动的车子，可是这车子太笨重了，难以在普通的道路上行走，而他们也没想到把这辆车放到铁轨上去，所以不久也就弃之不用了。直到1814年，放牛娃出身的英国工程师斯蒂芬森造出了在铁轨上行走的蒸汽机车，正式发明了火车。

斯蒂芬森出生于1781年，父亲是煤矿上的蒸汽机司炉工。母亲没有工作。一家8口全靠父亲的工资收入生活，日子过得很艰难。14岁那年，斯蒂芬森也来到煤矿，当上了一名见习司炉工。他很喜欢这个工作，别人下班了，他却认真地擦洗机器，清洁零部件。多次的拆拆装装，使他掌握了机器的结构。他渴望掌握更多的知识，辛勤工作一天后，就去夜校上课。他从没上过学，开始学习时困难重重，他聪明好学，勤奋钻研，很快掌握了机械、制图等方面的知识。一次，他用书本上学到的知识，结合工作的实际，设计了一台机器。煤矿上的总工程师看到他设计的机器草图，大加赞赏，这给了斯蒂芬森很大的鼓励。他学习工作更加努力。勤奋了，不久便成了名熟练的机械修理工。

1907年，特里维希克和维维安造出了在普通道路上行走的蒸汽机车，但由于车子过于笨重，在普通道路上难以行驶，他们放弃了这个发明。斯蒂芬森总结他们失败的教训，开始研制蒸汽机车，他改进了产生蒸汽的锅炉，把立式锅炉改成卧式锅炉；并作出了一个极有远见的重大决断，决定把蒸汽机车放在轨道上行驶；在车轮的边上加了轮缘，以防止火车出轨；又在承重的两条路轨间加装了一条有齿的轨道。因为当时考虑蒸汽机车在轨道上行驶，虽可避免在一般道路上因自身太重而难以行走的缺点，可在轨道上也会产生车轮打滑的问题，所以，在机车上装上棘轮，让它在有齿的第三轨上滚动而带动机车向前行驶。

1814年，斯蒂芬森的蒸汽机车火车头问世了。他发明的这个铁家伙有5吨重，车头上有一个巨大的飞轮。这个飞轮可以利用惯性帮助机车运动，斯蒂芬森为他的发明取了个名字叫“布鲁克”。这个布鲁克可以带动总重约30吨的8个车厢。在以后的10年中，他又造了11个与布鲁克相似的火车头。

斯蒂芬森的新发明也有很多缺点，首先是震动太大。有一次，甚至震翻了车；其次是速度不快。因此，斯蒂芬森经过改进，重新设计了一辆火车。在设计制造火车的同时，他说服了皮斯先生。当时，1821年，皮斯先生正在筹划铺设从斯托克顿到达灵顿供马拉车用的铁轨，皮斯听了斯蒂芬森的建议，就委托他制造一台火车头。斯蒂芬森受委托后，加紧了工作的步骤。终于造出了一辆新的更先进的蒸汽机车，他将它命名为“旅行号”。

1825年9月27日，在英国的斯托克顿附近挤满了4万余名观众，铜管乐队也整齐地站在铁轨边，人们翘首以待，望着那卧榻碗蜒而去的铁路。铁路两旁也拥挤着前来观看的人群。忽然人们听到一声激昂的汽笛声，一台机车喷云吐雾地疾驶而来。机车后面拖着12节煤车，另外还有20节车厢，车厢里还乘着约450名旅客。斯蒂芬森亲自驾驶世界上第一列火车。火车驶近了，大地在微微颤动。观众惊呆了，简直不相信自己的眼睛，不相信眼前的这铁家伙竟有这么大的力气。火车缓缓地停稳，人群中爆发出一阵雷鸣般的欢呼声。铜管乐队奏出激昂的乐曲，七门礼炮同时发放，人们在庆祝世界上诞生了火车。这列火车以每小时24公里的速度，从达灵顿驶到了斯托克顿，铁路运输事业从这天开始。

到此时，火车的优越性已充分体现出来了，它速度快、平稳、舒适、安全可靠。随即在英国和美国掀起了一个修筑铁路、建造机车的热潮。仅1832年这1年，美国就修建了17条铁路。蒸汽机车也在这段时间前后有了很大的改进，从最初斯蒂芬森建造的两对轮子的机车，一直发展到5对，甚至6对轮子。而斯蒂芬森继续作为这个革命性运输工具的发明者和倡导者，解决了火车铁路建筑、桥梁设计、机车和车辆制造的许多问题。他还在国内和国外许多铁路工程中担任顾问。就这样，火车在世界各地很快发展起来了。直到今天，火车仍然是世界上重要的运输工具，在国民经济中发挥巨大的作用。

汽车：
1885年德国工程师卡尔.本茨在曼海姆制成了的一辆汽车,该车为三轮,采用一台两冲程单缸0.9马力的汽油机,具备现代汽车的基本特点,如火花点火、水冷循环、钢管车架、钢板弹簧悬架、后轮驱动、前轮转向等。人们一般都把卡尔.本茨制成第一辆三轮车的1885年视为汽车诞生之年。

飞机：
就在美国的航空航天名人忙于庆祝莱特兄弟成功试飞第一架动力飞行器100周年的时候,巴西人却认为阿尔贝托·桑托斯·杜蒙特才是真正的动力飞行之父。
威尔伯·莱特和奥维尔·莱特兄弟1903年12月17日在北卡罗来纳州基蒂霍克使第一架动力飞行器“飞行者一号”成功升空12秒。但桑托斯·杜蒙特的支持者们则认为他们的英雄1906年10月23日在巴黎一家公园里的飞行才算得上真正的第一次。

桑托斯·杜蒙特出生在巴西,父亲是一位法国珠宝商。18岁时他回

到了其家乡法国,并且很快痴迷上了飞行。在和热气球打了几年交道后,桑托斯·杜蒙特开始把目光转向飞机的动力飞行。1906年10月23日,在一群观众仰慕的目光注视下,桑托斯·杜蒙特在巴黎西郊的巴加泰勒公园驾驶“双14”双翼飞机,开始了他的第一次飞行。这次飞行距离为60米,离地高度约为2米。“双14”飞机的骨架由铝和竹子做成,上面蒙有丝绸,飞机的汽油发动机由桑托斯·杜蒙特自行设计制造。而莱特兄弟的第一次飞行是在基蒂霍克海滩完成,飞机靠了斜坡的帮助得以起飞,而且现场只有很少人观看。

同年11月21日,桑托斯·杜蒙特再度驾驶“双14”起飞。这次他在6米的高度上飞行了220米。国

际航空联合会将这两次飞行登记为最早的航空纪录。

后来桑托斯·杜蒙特还曾建造了一架叫“蜻蜓”的新飞机,但这一工作令他精疲力竭、心力交瘁。他于1909年重返巴西。桑托斯·杜蒙特一直希望飞机能被当做交通工具来使用,但事实却并非如他想像。在第一次世界大战期间,飞机第一次被用来投掷炸弹,此举加剧了他的失落情绪。1932年7月23日,也就是他得知飞机被用来镇压巴西境内的武装起义后不久,他自杀身亡,时年59岁。

时至今日,桑托斯·杜蒙特在

巴西仍然享有很高声誉。巴西空军正式承认他是自行完成飞行的第一人。里约热内卢两个民用机场之一也以他的名字来命名。

其实,桑托斯·杜蒙特并非是惟一挑战莱特兄弟地位的人。法国人克莱门特·阿代尔就曾宣称:1890年10月9日,他驾驶蒸汽动力飞机在他朋友位于巴黎郊区的庄园里飞过大约48米。在法国,很多人将他称做“法国航空业之父”。

行为古怪的新西兰农民理查德·皮尔斯也曾于1903年3月31日爬进了他自制的单翼飞机。据他自己讲,在最后一头扎进自家的篱笆之前,他的飞机也曾飞了大约140米。

青霉素是抗菌素的一种，是从青霉菌培养液中提制的药物，是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。

青霉素的发现者是英国细菌学家弗莱明。1928年的一天，弗莱明在他的一间简陋的实验室里研究导致人体发热的葡萄球菌。由于盖子没有盖好，他发觉培养细菌用的琼脂上附了一层青霉菌。这是从楼上的一位研究青霉菌的学者的窗口飘落进来的。使弗莱明感到惊讶的是，在青霉菌的近旁，葡萄球菌忽然不见了。这个偶然的发现深深吸引了他，他设法培养这种霉菌进行多次试验，证明青霉素可以在几小时内将葡萄球菌全部杀死。弗莱明据此发明了葡萄球菌的克星—青霉素。

青霉素发明者、英国科学家弗莱明在他的实验室内 澳大利亚病理学家霍华德.弗罗里因进行
青霉素化学制剂的研究，而与弗莱明
1945年诺贝尔生理学和医学奖,

1929年，弗莱明发表了学术论文，报告了他的发现，但当时未引起重视，而且青霉素的提纯问题也还没有解决。

1935年，英国牛津大学生物化学家钱恩和物理学家弗罗里对弗莱明的发现大感兴趣。钱恩负责青霉菌的培养和青霉素的分离、提纯和强化，使其抗菌力提高了几千倍同，弗罗里负责对动物观察试验。至此，青霉素的功效得到了证明。

图中央是青霉菌，周围是致病细菌。距青霉素最远的细菌个大、色浓，
活力十足；距青霉菌较近的细菌个较小、色较浅，活力较差；而最接近青霉
菌的细菌个最小、色发白，显然已经死亡

由于青霉素的发现和大量生产，拯救了千百万肺炎、脑膜炎、脓肿、败血症患者的生命，及时抢救了许多的伤病员。青霉素的出现，当时曾轰动世界。为了表彰这一造福人类的贡献，弗莱明、钱恩、弗罗里于1945年共同获得诺贝尔医学和生理学奖。

葡萄球菌这些形如珍珠的东西就是危害人体健康的葡萄菌，青霉素能消灭它们。

第二次世界大战促使青霉素大量生产。1943年，已有足够青霉素治疗伤兵；1950年产量可满足全世界需求。青霉素的发现与研究成功，成为医学史的一项奇迹。青霉素从临床应用开始，至今已发展为三代。

特别具体，图片都有
参考资料：http://211.99.42.6/wssc/kj1.files/qms.htm

在自然科学方面，有一位科学家的名字是时常被人们提起的，这就是伊萨克·牛顿。如果你学过物理，就一定知道牛顿关于力学的一些著名定律；如果你是个天文爱好者，你也许使用过牛顿发明的反射望远镜来观察星星；如果你自学过高等数学，那你准知道牛顿是微积分学的创始人之一。牛顿的知识又广又深，它对于自然科学的发展作出了巨大的贡献。

这里，我们着重来介绍一下这位科学家发现万有引力定律的故事。1665年英国正流行着瘟疫。剑桥大学暂时关闭了。牛顿也被迫离开学校回到了家乡。传说第二年秋天的一个黄昏，牛顿正坐在果园里深思着，突然间一个熟透的苹果从树上掉了下来。这件很平常的小事触动了牛顿的思绪，使他联想到科学上的一个很重要的问题来。

原来那时候，他正在研究地球的引力有多大。他通过初步的研究后，产生了一个大胆的科学假设：地球不仅吸引着苹果，也吸引着地球表面上的一切物体，而且它还吸引着遥远的月亮和其他星体。他认为这种吸引力可以达到很远很远的地方；但随着距离的增加，吸引力会逐渐减弱。

牛顿为了证实自己的假定，仔细地研究月亮的运动。因为月亮是地球仅有的一颗卫星，比起其他星体来，它最接近于地球。牛顿认为，月亮在不停地运动，由于惯性的缘故，它时刻要摆脱地球，然而地球对于月亮具有一种吸引力，就像一根无形的绳子拉住了月亮，使它不能逃脱而乖乖地在目前的轨道上围绕着地球运行。要是地球的吸引力突然消失的话，月亮就会逃之夭夭；要是月亮停止运动，它也会像苹果一样地掉到地球上来。

在牛顿以前，著名的天文学家开普勒发现了行星绕日运动的三大定律，伽利略也发现了力学的一些基本原理。牛顿继承了他们的工作，想通过数学方法计算出地球对月亮的引力究竟有多大，从而来证明自己的设想。在当时的条件下，计算这个问题很不容易，困难像一座大山似的横在它的面前。

牛顿花了整整六年的时间，对地月间的引力进行繁复的计算，始终没有得到预期的结果，成功似乎还遥遥无期。但他毫不气馁，继续奋斗着，并不断地改进计算方法。

有一次，牛顿无意中发现过去引用的一个数据有问题，于是他根据皮卡儿测量地球大小所得的最新数据重新计算，结果完全证实了他的假设是对的。他乘胜追击，又计算了太阳对各大行星的引力，计算结果进一步证明了太阳作用于行星的引力也正好是迫使这些行星在各自轨道上运行的力量。

就这样，牛顿通过大量的研究，充分证明了引力作用并不是地球所独有的。宇宙间所有的物体，无论是巨大的星体，还是微小的尘粒，都是相互吸引的。他把这种无处不有的引力，称作“万有引力”，并把它总结成为定律：“任何两个质点之间存在着相互吸引的力量，其大小和它们质量的乘积成正比，并和它们的距离平方成反比。”

“万有引力定律”的创立，对以后的天体研究起了极大的推动作用。牛顿的好朋友哈雷根据这一定律，算出了1682年出现的那颗大彗星将于1758年重新出现。后来，这颗彗星果然又回来了，因此被命名为哈雷彗星。若干年后，天狼伴星、海王星和冥王星也都是借助于牛顿的万有引力定律才发现的。

牛顿的这一伟大的发现，不但很好地解释了当时的许多疑难问题，而且对以后的科学发展，直至现代的天体物理和宇宙航行，都具有非常重大的意义。
参考资料：http://www.n318.com/e/freeja/cz/jnj/rjbxjcywxc/200605/e_339791.html

④ 19世纪自然科学三大发现是什么

细胞学说的创立，达尔文的进化论，能量守恒定律

1 细胞学说

【简介】细胞学说[1]是1838～1839年间由德国的植物学家施莱登（Schleiden）和动物学家施旺（Schwann）所提出,直到1858年才较完善。它是关于生物有机体组成的学说，主要内容有： ① 细胞是有机体， 一切动植物都是由单细胞发育而来， 即生物是由细胞和细胞的产物所组成； ② 所有细胞在结构和组成上基本相似； ③ 新细胞是由已存在的细胞分裂而来； ④ 生物的疾病是因为其细胞机能失常。 ⑤.细胞是生物体结构和功能的基本单位。 ⑥.生物体是通过细胞的活动来反映其功能的。 细胞学说的生物体意义是：
【历史】在18世纪的德国 ，自然哲学非常盛行。这个体系的内容之一是描述他们认为是组成有机世界多样性的典型单位。歌德认为叶子是各种不同植物的典型单位结构，而奥肯则主张脊椎节是一般动物原型结构的基本单位。奥肯还进一步认为有机体由粘液囊泡或活的单位所组成，并在它们暂时所属的有机体死亡后继续生存着，形成另一个生物的一部分。在19世纪早期，这样一种观点相当流行，并且同对动植物结构的显微镜观察结合在一起，导致了细胞学说的发展。 在17世纪初胡克、马尔比基和列文胡克，都曾用显微镜看到了植物细胞，但是并没有被认为是植物世界的独立的、活的结构单位。 在19世纪初期，植物解剖的研究复活了，德国植物学家特雷维拉努斯和冯·莫尔认识到细胞是植物的结构单位。19世纪20年代， 意大利的亚米齐和其他人制成了改进的消色差显微镜，使人们得以观察到有机细胞的详细情况。一个伦敦医生罗伯特·布朗于1831年观察到植物细胞一般具有一个核，不过他对自己的发现并不怎样重视。 捷克人普金叶在1835年用显微镜观察了一个母鸡卵中的胚核，并指出动物的组织在胚胎中是由紧密裹在一起的细胞质块所组成，这些细胞质块与植物的组织很类似。 这些观察导致耶拿大学的植物学教授马提阿斯·施莱登于1838年宣布，细胞是一切植物结构的基本活动单位和一切植物借以发展的根本实体的学说。卢万大学的解剖学教授泰奥多尔·施旺于1839年把细胞说扩大到动物界。 19世纪40年代许多研究者纠正了他们其中的一些错误观点，特别是植物学家冯·莫尔，耐格里和霍夫迈斯特以及动物学家克里克尔、莱迪希和雷马克，他们证明新细胞是靠分裂形成的， 细胞核先在母细胞内分裂为二，然后是母细胞分裂为两个子细胞。
【意义】细胞学说论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上的共同起源。这一学说的建立推动了生物学的发展，并为辩证唯物论提供了重要的自然科学依据。恩格斯曾把细胞学说誉为19世纪最重大的发现之一。 施莱登和施旺的细胞学说为19世纪细胞的研究指出了方向。然而，他们虽然正确地指出新的细胞可以由老的细胞产生，却提出了一个错误的概念即新细胞在老细胞的核中产生，由非细胞物质产生新细胞，并通过老细胞崩解而完成。由于这两位科学家的权威，使得这种错误观点统治了许多年。 许多研究者的观察表明，细胞的产生只能通过由原先存在的细胞经过分裂的方式来完成，1858年德国病理学魏尔肖概括为“一切细胞来自细胞”的著名论断，这不仅在更深的层次上揭示细胞作为生命活动的基本单位的本质，而且通常被认为是对细胞学说的重要补充，甚至有人认为直至于此细胞学说才全部完成。 尽管细胞学说的某些部分已成为历史的陈迹，然而其中心思想仍广泛而深刻地影响了后来生物学的发展，任何生物学的重要问题都必须从细胞中寻求最后的解答。


2 达尔文进化论【生物进化论】简称进化论，是生物学最基本的理论之一。进化（Evolution），是指生物在变异、遗传与自然选择作用下的演变发展，物种淘汰和物种产生过程。地球上原来无生命，大约在30多亿年前，在一定的条件下，形成了原始生命，其后，生物不断的进化，直至今天世界上存在着170多万个物种。生物进化论最早是由查尔斯·罗伯特·达尔文提出的，在其名著《物种起源》有详细的论述。 进化论有三大经典证据：比较解剖学、古生物学和胚胎发育重演律。 生物进化可以分成三个层次：微进化（生物群体中基因频率的改变）、新种生成和大进化（从一个类型到另一个类型的跃变，比如从鱼类进化到两栖类）。现代综合学说完美地解释了微进化和新种生成，并认为由微进化和新种生成的研究所得的结果可以进一步推广到大进化。但是一些生物学家对这个推论表示怀疑，他们认为生物大进化可能有属于自己的机理。按照他们的观点，生物新类型的产生是在生物胚胎发育过程中基因突变的结果。胚胎发育时的微小突变可以导致成体的巨大变化。最近发育生物学的研究似乎证明了这一点：如果在胚胎发育过程中，某种基因的表达速度变慢，就会使鱼鳍变成肢足。可以预见，随着发育生物学的发展，越来越多的大进化难题将被解决。

3. 能量守恒与转化定律定律内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。能量守恒定律如今被人们普遍认同，但是并没有严格证明。 (1)自然界中不同的能量形式与不同的运动形式相对应：物体运动具有机械能、分子运动具有内能、电荷的运动具有电能、原子核内部的运动具有原子能等等。 (2)不同形式的能量之间可以相互转化：“摩擦生热是通过克服摩擦做功将机械能转化为内能；水壶中的水沸腾时水蒸气对壶盖做功将壶盖顶起，表明内能转化为机械能；电流通过电热丝做功可将电能转化为内能等等”。这些实例说明了不同形式的能量之间可以相互转化，且是通过做功来完成的这一转化过程。 (3)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等。 能量守恒的具体表达形式 保守力学系统：在只有保守力做功的情况下，系统能量表现为机械能（动能和位能），能量守恒具体表达为机械能守恒定律。 热力学系统：能量表达为内能，热量和功，能量守恒的表达形式是热力学第一定律。 相对论性力学：在相对论里，质量和能量可以相互转变。计及质量改变带来能量变化，能量守恒定律依然成立。历史上也称这种情况下的能量守恒定律为质能守恒定律。 总的流进系统的能量必等于总的从系统中流出的能量加上系统内部能量的变化,能量能够转换，从一种形态转变成另一种形态。 系统中储存能量的增加等于进入系统的能量减去离开系统的能量
能量守恒定律的重要意义能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体。小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒的规律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。人类对各种能量，如煤、石油等燃料以及水能、风能、核能等的利用，都是通过能量转化来实现的。能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器。

⑤ 当代自然科学中的重大基本问题是什么

1当代地理科学的前沿领域与发展趋势 一、当代地理科学研究的前沿领域
1．全球变化及其区域响应研究
全球变化研究是20世纪80年代国际学术界为迎接人类所面临的资源、环境和发展问题而设计和实施的研究计划,是人类历史上最为庞大的超级科学计划.研究学科涵盖大气、海洋、地理、地质、地球物理、环境、生物、生态、能源、人口、经济等诸多学科,研究人员涉及自然科学界和社会科学界的科学家以及政府和企业界的管理人员,研究方法强调学科的交叉和理论的集成,并将地球系统科学作为其研究的新方法.全球变化研究目前由世界气候研究计划(WCRP)、国际地圈生物圈计划(IGBP)、全球环境变化人文因素计划(IHDP)、生物多样性计划(DIVER SITAS)等4个正在执行的研究计划组成,每个计划包含有一系列核心计划和交叉计划.为保障各项计划的顺利进行,相应地设计了一系列数据观测与采集系统作为技术支撑,主要有：地球观测系统(EOS)、全球气候观测系统(GCOS)、全球海洋观测系统(GOOS)、全球陆地观测系统(GTOS)、全球环境监测系统(GEMS)、全球环境调查系统(GOES)等.
全球变化研究在过去、现在和未来,都是地理学的重要研究领域,在国际地圈生物圈计划和国际全球变化人文因素的推动下,不断开拓新的研究领域.全球变化及其区域响应涉及古地理环境演变、土地利用和土地覆被变化、减轻自然灾害、典型区域环境定位研究以及全球环境变化的对策等众多领域.我国的青藏高原、黄土高原等区域和全球环境变化关系密切,正是地理学研究可以发挥特长、显示才干的领域.
2．陆地表层过程和格局的综合研究
地理学的传统研究领域是发生在陆地表层各种自然和人文现象的空间分异和空间组织.认识这种分异和组织的规律,对于合理布局经济活动,开发利用和保护自然资源,避免和减轻自然灾害有着重要的价值.然而,停留在经验性、描述性范围的空间格局研究,所能达到的视野有很大的局限性,不能提供为认识和预测地理环境变化所必须的资料.因此20世纪60年代以来,国内地理学界发展了地表热量与水分平衡、地理环境中化学元素的迁移转化以及生物群落与其环境之间的物质、能量的交换等三个过程研究的方向,国内外地理学界也发展了用社会科学理论解释空间格局的人文地理方向.在这些方向上,自然地理学研究注重野外定点观测和室内的实验研究,人文地理注重地理空间人流和物流的调查分析.近年来,国内外许多地理学者认识到,要推动地理学的发展,必须在格局与过程的相互作用方面加强研究,地理学家必须强调格局和过程及其间的关系.发生在各种类型和各种尺度的区域中的过程必然产生一定的格局,而格局的变化又会影响到自然、生态、社会发展的进程.这就产生了不同尺度区域之间的相互依赖性.陆地表层系统包括与人类密切相关的环境、资源和社会经济在时空上的结构、演化、发展及其相互作用,是地球表层最复杂、最重要、受人类活动影响最大的一个子系统.因此,对它的研究是地理科学未来发展的重要趋势.当前,人们日益关注与人类生存密切相关的陆地表层环境的状况和变化趋势.从本质上看,陆地表层的环境变化是特定地域上地表过程的方式和强度在人为或自然因素作用下发生改变的结果.陆地过程的研究将朝微观深化和宏观综合两个方向发展,关键在于地理系统中界面过程的综合研究.其主要意义在于：能有效地研究开放系统间物质、能量和信息的交换,从而促进地理学向理论方面深入；界面过程研究实际上是系统间接口的研究,将促进发展地理学的综合方法,导致跨学科、跨部门的相互渗透和相邻学科成就的引进.

⑥ 在自然科学史上具有重大影响的十大科学发现是什么

1、毕达哥拉斯公元前500年发现勾股定理。
2、哥白尼公元1543年发现日地运转侓，创立“日心说”。
3、哈维公元1628年发现血液循环。
4、牛顿公元1678年发现万有引力定律。
5、富兰克林公元1752年发现雷中带电。
6、琴纳公元1796年发现牛痘免疫。
7、达尔文公元1858年发现生物进化规律，创立“进化论”。
8、伦琴公元1895年发现X射线。
9、居里夫妇公元1898年发现镭。
10、爱因斯坦公元1905年与1915年发现空间、时间、物质的统一关系，分别创立“狭义相对论”和“广义相对论”。

⑦ 当代自然科学的重大基本问题是什么

环境

⑧ 当代自然科学中有哪五大重大问题

一、宇宙由什么构成；
二、人到底能活多少岁；
三、哪些基因变化使我们进化为人类；
四、人类在宇宙中是独一无二的吗；
五、意识的生物学基础是什么

⑨ 在自然科学史上具有重大影响的十大科学发现分别是什么

六年级品德书上的是：日心说，万有引力定律，进化论，微生物，元素周期律，电磁感应定律，原子核的秘密，相对论，大陆漂移说和基因