第4章-科学家的成功之路-3学时.ppt

1精选第4章科学家的成功之路2精选第一节国家最高科技奖获奖者风采3精选国家科学技术奖 为了奖励在科学技术进步活动中做出突出贡献的为了奖励在科学技术进步活动中做出突出贡献的公民、组织，调动科学技术工作者的积极性和创造性，公民、组织，调动科学技术工作者的积极性和创造性，加速科学技术事业的发展，提高综合国力，国务院颁加速科学技术事业的发展，提高综合国力，国务院颁布布国家科学技术奖励条例国家科学技术奖励条例,设立下列国家科学技设立下列国家科学技术奖：术奖：（一）国家最高科学技术奖；（一）国家最高科学技术奖；（二）国家自然科学奖；（二）国家自然科学奖；（三）国家技术发明奖；（三）国家技术发明奖；（四）国家科学技术进步奖（四）国家科学技术进步奖;（五）中华人民共和国国际科学技术合作奖。（五）中华人民共和国国际科学技术合作奖。4精选国家科学技术奖 国家最高科学技术奖授予在当代科学技术前沿国家最高科学技术奖授予在当代科学技术前沿取得重大突破或者在科学技术发展中有卓越建树、取得重大突破或者在科学技术发展中有卓越建树、在科学技术创新、科学技术成果转化和高技术产业在科学技术创新、科学技术成果转化和高技术产业化中创造巨大经济效益或者社会效益的科学技术工化中创造巨大经济效益或者社会效益的科学技术工作者，国家最高科学技术奖每年授予人数不超过作者，国家最高科学技术奖每年授予人数不超过2 2名。国家最高科学技术奖不分等级。名。国家最高科学技术奖不分等级。国家最高科学技术奖报请国家主席签署并颁发国家最高科学技术奖报请国家主席签署并颁发证书和奖金。奖金数额由国务院规定。获奖者的奖证书和奖金。奖金数额由国务院规定。获奖者的奖金额为金额为500500万元人民币。该奖项万元人民币。该奖项20002000年设立。年设立。5精选2000年度国家最高科学技术奖：著名数学家吴文俊院士，在拓扑学和数学机械化领域开创的“吴公式”、“吴示性类”、“吴示嵌类”至今被国际数学界广泛应用。6精选2000年度国家最高科学技术奖：水稻专家袁隆平院士，堪称“杂交水稻之父”，是我国杂交水稻研究领域的开创者和带头人，为中国粮食生产和农业科学的发展作出杰出贡献。7精选2001年度国家最高科学技术奖：著名固体物理学家黄昆著名固体物理学家黄昆院士院士20052005年年7 7月月6 6日日1616时时1818分在北京逝世，享年分在北京逝世，享年8686岁岁，中国固体物理学和半导体，中国固体物理学和半导体物理学的奠基人之一，对固物理学的奠基人之一，对固体物理学作出了许多开拓性体物理学作出了许多开拓性的重大贡献。的重大贡献。8精选2001年度国家最高科学技术奖：计算机专家王选院计算机专家王选院士士20062006年年2 2月月1313日日1111时时0303分在北京逝世，享年分在北京逝世，享年7070岁岁，致力于文字、图，致力于文字、图形和图像的计算机处理形和图像的计算机处理研究，多项成果国内首研究，多项成果国内首创并位居国际领先水平。创并位居国际领先水平。9精选2002年度国家最高科学技术奖：巨型计算机专家金巨型计算机专家金怡濂院士，为我国高性怡濂院士，为我国高性能计算机赶超世界先进能计算机赶超世界先进水平作出了卓越贡献。水平作出了卓越贡献。10精选2003年度国家最高科学技术奖：地球环境科学研究地球环境科学研究专家刘东生院士（右），专家刘东生院士（右），使中国在古全球变化研使中国在古全球变化研究领域中跻身世界前列究领域中跻身世界前列航天技术专家航天技术专家11精选2003年度国家最高科学技术奖：中国载人航天工程中国载人航天工程总设计师王永志院士总设计师王永志院士（左），神舟系列中国（左），神舟系列中国载人航天工程总设计师。载人航天工程总设计师。12精选2004年度国家最高科学技术奖首次出现空缺。13精选2005年度国家最高科学技术奖九十高龄的中国科学院九十高龄的中国科学院大气物理研究所名誉所长叶大气物理研究所名誉所长叶笃正院士，建立青藏高原气笃正院士，建立青藏高原气象学、大气环流的突变的发象学、大气环流的突变的发现、提出大气能量频散理论、现、提出大气能量频散理论、倡导与可持续发展相联系的倡导与可持续发展相联系的全球变化研究和人类有序活全球变化研究和人类有序活动对全球变化影响的适应等。动对全球变化影响的适应等。14精选2005年度国家最高科学技术奖中国人民解放军第二军医中国人民解放军第二军医大学东方肝胆外科医院院长吴大学东方肝胆外科医院院长吴孟超院士，他的主要科技成就孟超院士，他的主要科技成就有：创立肝脏外科的关键理论有：创立肝脏外科的关键理论和技术体系；开辟肝癌基础与和技术体系；开辟肝癌基础与临床研究的新领域；创建世界临床研究的新领域；创建世界上规模最大的肝脏疾病研究和上规模最大的肝脏疾病研究和诊疗中心，培养了大批高层次诊疗中心，培养了大批高层次专业人才。专业人才。15精选2006年度国家最高科学技术奖：我国遗传学家、小麦育种专家，中国科学院院士、中国科学院遗传发育所研究员李振声院士。16精选2007年度国家最高科学技术奖石油化工催化剂专家。四川成都石油化工催化剂专家。四川成都人。人。19461946年中央大学化工系毕业。年中央大学化工系毕业。19511951年获美国俄亥俄州立大学博士年获美国俄亥俄州立大学博士学位。学位。19931993年当选第三世界科学院年当选第三世界科学院院士。院士。19941994年当选中国工程院院士。年当选中国工程院院士。中国石油化工股份有限公司石油化中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院学术委员会主任、高工科学研究院学术委员会主任、高级工程师。级工程师。闵恩泽17精选2007年度国家最高科学技术奖中国科学院院士，我国著名的、中国科学院院士，我国著名的、具有国际声誉的植物学家，植物区系具有国际声誉的植物学家，植物区系研究的权威学者，从事植物科学研究研究的权威学者，从事植物科学研究已逾已逾6060年。年。19161916年出生在江西九江。年出生在江西九江。19371937年毕业于清华大学生物系，现任年毕业于清华大学生物系，现任中国科学院资深院士，中国科学院昆中国科学院资深院士，中国科学院昆明植物研究所名誉所长兼研究员，明植物研究所名誉所长兼研究员，中国植物志中国植物志(中、英文版中、英文版)主编。主编。吴征镒18精选第二节袁隆平的成功之路19精选 科学技术方法论是关于科学技术研究中常用的一般方法的理论，是关于科学研究和工程技术研究一般方法的性质、特点、内在联系和变化发展的理论体系。20精选21精选从袁隆平的成功谈科学方法论22精选“杂交水稻之父”袁隆平袁隆平是世界上第一个研制成袁隆平是世界上第一个研制成功杂交水稻并让它的大面积种功杂交水稻并让它的大面积种植成为现实的人，因此被称为植成为现实的人，因此被称为 杂交水稻之父杂交水稻之父。据统计，目前，。据统计，目前，杂交水稻种植面积占我国水稻杂交水稻种植面积占我国水稻总种植面积的总种植面积的51%51%，而产量占总，而产量占总产量的产量的60%60%。中国能用占世界。中国能用占世界10%10%的耕地养活占世界的耕地养活占世界22%22%的人的人口，解决大多数人的温饱问题，口，解决大多数人的温饱问题，袁隆平功不可没。袁隆平功不可没。23精选袁隆平谈获得美国科学院院士感受.339袁隆平谈杂交稻的产量与品质 602袁隆平谈世界引种情况 550 袁隆平谈家庭关系 40524精选袁隆平的第一个科研项目 最初他按照米丘林、李森科“无性杂交”学说进行教学和科学试验。按照他们经典的理论，以及当时国际上的普遍观点，水稻作为自花授粉的植物没有杂交优势，实验没有任何意义。袁隆平袁隆平对这些学说产生了怀疑，而沿着当时被批判的孟德尔、摩尔根遗传基因和染色休学说进行探索，这是需要很大勇气的。25精选袁隆平的杂交稻选题开始 袁隆平是新中国第一代大学生，1953年毕业于西南农学院，被分配到偏远落后的湘西雪峰山麓安江农校教书。1960年，罕见的人祸天灾降临中国。大饥荒夺去数千万人的生命。袁隆平新眼目睹了这场遍布神州大地、来势凶猛的灾难。严酷而沉痛的现实使他感到深深不安。他开始了他的水稻高产育种研究。26精选杂交水稻的历史研究背景 当时学术界流行的经典遗传学观点认为，水稻是自花授粉作物，经过长期的自然选择和人工选择，许多不良的因子已经被淘汰，积累下来的多是优良的因子，所以自交不会退化，杂交也不会产生优势，从而断言搞杂交水稻没有前途。27精选袁隆平杂交水稻研究的第一步实验 “年，我在一块田里发现一株稻鹤立鸡群，穗特年，我在一块田里发现一株稻鹤立鸡群，穗特别大，而且结实饱满、整齐一致，我是有心人，没有放过它。别大，而且结实饱满、整齐一致，我是有心人，没有放过它。第二年我把它种下去，辛苦培育，满怀希望有好的收获，不料第二年我把它种下去，辛苦培育，满怀希望有好的收获，不料大失所望，再长出来的稻子高的高，矮的矮，穗子大小不一。大失所望，再长出来的稻子高的高，矮的矮，穗子大小不一。这时候一般人感到失败就放弃了，我坐在田埂上想为什么失败这时候一般人感到失败就放弃了，我坐在田埂上想为什么失败了呢，我想到第一年选出的是一棵天然杂交种，不是纯种，因了呢，我想到第一年选出的是一棵天然杂交种，不是纯种，因此第二年遗传性状出现分离，而如果按照那棵原始株杂交种的此第二年遗传性状出现分离，而如果按照那棵原始株杂交种的产量来计算，亩产能达到斤，这在年代是非常了产量来计算，亩产能达到斤，这在年代是非常了不起的不起的我突发灵感，既然水稻有杂交优势，我为什么非要我突发灵感，既然水稻有杂交优势，我为什么非要选育纯种呢？从此我致力于杂交水稻育种。选育纯种呢？从此我致力于杂交水稻育种。”28精选袁隆平杂交水稻研究的第一篇论文 论文虽然发表了，但学术界权威的质疑与反对，使袁隆平承受着巨大的舆论压力。有人甚至说研究杂交水稻是“对遗传学的无知”。然而无论是科学道路上的挫折、失败，还是人为的干扰、破坏，所有的磨难都无法动摇袁隆平执着的梦想。29精选野败的发现毅力与运气 但是，到哪里去找水稻雄性不育性呢？袁隆平迈开双腿，与他的助手们走进水稻王国的茫茫绿海，去寻找天然的水稻雄性不育株。1970年的一天，他们在海南岛一片沼泽地的小池塘边发现了雄性败育的野生稻-“野败”。30精选杂交水稻三系法的成功 到1972年，第一个雄性不育系和保持系培育成功了，继而育成了恢复系。1973年实现了“三系”配套，第一个具有较强优势的杂交组合“南优2号”获得成功，并立刻显示了它的增产效应，亩产达到623公斤，单产一般比常规稻增产20%左右。31精选“杂交水稻之父”袁隆平袁隆平与同行们历经9年的艰难探索，走过了困境，取得了两个方面的重大突破：一是育成了适合长江流域作双委早稻的优质、高产双委早稻组合；二是选育了超高产亚种间苗头组合，这些苗头组合达到了每公顷日产量100公斤的超高产指标，比曾经轰动一时的国际水稻研究所制定的超级稻育种计划提前了6年达标。32精选袁隆平学农的起源 年月，袁隆平出生于江西德安。他年月，袁隆平出生于江西德安。他的童年及青少年时代主要是在武汉和重庆度过。对的童年及青少年时代主要是在武汉和重庆度过。对于这样一个生长在大城市，并自小就上教会学校的于这样一个生长在大城市，并自小就上教会学校的人来说，在风华正茂的时候违背母亲的意愿选择学人来说，在风华正茂的时候违背母亲的意愿选择学农，实在是出人意料。农，实在是出人意料。“大约我岁时一次郊游，曾在武汉郊区参观大约我岁时一次郊游，曾在武汉郊区参观了一个园艺场。满园里郁郁葱葱，到处是芬芳的花了一个园艺场。满园里郁郁葱葱，到处是芬芳的花草和一串串鲜艳的果实。我觉得那一切实在是太美草和一串串鲜艳的果实。我觉得那一切实在是太美丽了！美得我当时就想，将来我一定要去学农。丽了！美得我当时就想，将来我一定要去学农。”33精选两系法的提出 袁隆平对杂交水稻育种的战略设想，分为三个战略发展阶段：即三系法品种单间杂和优势利用；二系法亚种间杂种优势利用；一系法远缘杂种优势利用。水稻育种更高层次的发展是通过生物技术利用远缘杂种优势。34精选两系法的成功 二系法因发现了光敏核不育特性，在夏季长日光和秋季短日光下分别表现为雄性不育和雄性可育，可用来制种和自身繁殖，养活了工作量，降低了生产成本，而且优质、高产、高抗，是一大进步。而一系法不再需要年年制种，种子优势没有变异，更是一个由繁而简，由低级向高级进步的过程。35精选超级稻梦想的提出 “超级稻计划超级稻计划”又称水稻超高产育种计划，最早是由日本又称水稻超高产育种计划，最早是由日本人于人于19801980年提出实施的。日本计划用年提出实施的。日本计划用1515年的时间，育成单产达到年的时间，育成单产达到1212吨吨/公顷的超高产水稻品种。公顷的超高产水稻品种。19891989年，国际水稻研究所提出培年，国际水稻研究所提出培育育“超级水稻超级水稻”，后定名为，后定名为“新株型育种计划新株型育种计划”，计划于，计划于20002000年年育成产量育成产量1212吨吨/公顷的超级稻。此后，世界各水稻生产国竞相追公顷的超级稻。此后，世界各水稻生产国竞相追随，提出并实施自己的随，提出并实施自己的“超级稻计划超级稻计划”。由于技术路线选择失当，。由于技术路线选择失当，均未达到预期的目标，而不得不把实现计划的时间推迟到均未达到预期的目标，而不得不把实现计划的时间推迟到20052005年。年。中国的中国的“超级稻计划超级稻计划”始于始于19961996年。当时袁隆平院士提议，在年。当时袁隆平院士提议，在“九五九五”期间育成超高产杂交水稻新品系，高产指标为每公顷日期间育成超高产杂交水稻新品系，高产指标为每公顷日产稻谷产稻谷100100公斤，以生长期为公斤，以生长期为120120天计算，也是天计算，也是1212吨吨/公顷。提议公顷。提议被国家有关部门采纳，作为被国家有关部门采纳，作为“超级杂交稻选育超级杂交稻选育”立项，进入了国立项，进入了国家家“863”863”计划。计划。36精选超级稻计划的成功袁隆平袁隆平袁隆平袁隆平说：说：“一个品种的研究要经过一个品种的研究要经过8 8个世代，个世代，一个世代通常需要一个世代通常需要5 5个月的时间。海南岛可以搞个月的时间。海南岛可以搞2 2个代。这样，就需要个代。这样，就需要4 4年的时间。我的目标是年的时间。我的目标是20102010年前全国的水稻亩产达到年前全国的水稻亩产达到900900公斤。你想想，全国公斤。你想想，全国4.54.5亿亩的水稻种植面积，如果有亿亩的水稻种植面积，如果有5050推广种超级推广种超级稻，每亩就算增产稻，每亩就算增产150150公斤的话，一年就可以增产公斤的话，一年就可以增产150150亿公斤呐。这相当中国一个中等省的全年的粮亿公斤呐。这相当中国一个中等省的全年的粮食产量，可以解决食产量，可以解决30003000万人口哩！万人口哩！”37精选袁隆平的荣誉观 把科研成果当作全社会所有袁隆平，当年刚刚发现把科研成果当作全社会所有袁隆平，当年刚刚发现“野败野败”最新材料的时候，就及地地毫无保留地向全国育种专最新材料的时候，就及地地毫无保留地向全国育种专家和技术人员报告，又慷慨地把辛勤培育的宝贵家和技术人员报告，又慷慨地把辛勤培育的宝贵“野败野败”材材料奉献出来，分送给全国有关单位协作攻关。到料奉献出来，分送给全国有关单位协作攻关。到19711971年，全年，全国共有国共有1313个省、市、自治区的个省、市、自治区的5050多名农业科学工作者来到海多名农业科学工作者来到海南参加试验。南参加试验。多年来，袁隆平把自己与美国水稻技术公司合作所得的多年来，袁隆平把自己与美国水稻技术公司合作所得的每年每年1.51.5万美元顾问费全捐献出来，设立了万美元顾问费全捐献出来，设立了“袁隆平杂交水袁隆平杂交水稻奖励基金稻奖励基金”，一有科研人员取得较有希望和潜力的苗头时，一有科研人员取得较有希望和潜力的苗头时，他都给予扶持，几乎每年都有近十个课题组获得他都给予扶持，几乎每年都有近十个课题组获得5.85.8万元的万元的资助。资助。38精选杂交水稻走向世界 现在，已有现在，已有2020多个国家引种杂交稻，联合国粮农组织把多个国家引种杂交稻，联合国粮农组织把在全球范转内推广杂交稻技术作为一项战略计划，在全球范转内推广杂交稻技术作为一项战略计划，9090年代以年代以来专门立项支持在世界一些产稻国家发展杂交水稻。袁隆平来专门立项支持在世界一些产稻国家发展杂交水稻。袁隆平受聘为联合国粮农组织的首席顾问，这些年他每年都出国指受聘为联合国粮农组织的首席顾问，这些年他每年都出国指导，还派出了许多专家担任顾问，多次赴印度、越南、缅甸、导，还派出了许多专家担任顾问，多次赴印度、越南、缅甸、孟加拉等国指导，并为这些国家培训技术专家。从孟加拉等国指导，并为这些国家培训技术专家。从19811981年至年至19981998年，湖南杂交水稻研究中心共举办了年，湖南杂交水稻研究中心共举办了3838期国际杂交水稻期国际杂交水稻培训班，培训了来自培训班，培训了来自1515个以上国家的个以上国家的100100多各科技人员。多各科技人员。1998 1998年，越南和印度种植面积已分别超过了年，越南和印度种植面积已分别超过了1010万公顷和万公顷和2020万顷，并且取得了每公顷增产万顷，并且取得了每公顷增产1 1吨吨-2-2吨的效果。杂交水吨的效果。杂交水稻在解决世界饥饿问题上正日益显示出强大的生命力。稻在解决世界饥饿问题上正日益显示出强大的生命力。39精选19 袁隆平谈个人性格和梦想 62020_袁隆平谈失败和突破 104840精选第三节科学发现和技术发明方法概说41精选一、什么是科学技术方法论？42精选 科学技术方法论是关于科学技术研究中常用的一般方法的理论，是关于科学研究和工程技术研究一般方法的性质、特点、内在联系和变化发展的理论体系。43精选44精选科学技术研究的一般方法1 1、搜集信息的方法；、搜集信息的方法；2 2、选题方法；、选题方法；3 3、获取科学事实的方法、获取科学事实的方法11观察方法观察方法4 4、获取科学事实的方法、获取科学事实的方法22实验方法实验方法5 5、观察实验中的机遇、观察实验中的机遇 6 6、进行思维加工的方法、进行思维加工的方法11逻辑方法逻辑方法7 7、进行思维加工的方法、进行思维加工的方法22非逻辑方法非逻辑方法8 8、直觉和灵感、直觉和灵感9 9、创建科学理论的方法、创建科学理论的方法假说方法假说方法45精选二、科学发现的一般思路46精选什么是科学？如果我们要问这样三个问题：第一，什么是科学？第二，科学开始于何处？第三，作为一个优秀的科学家，他最重要的品质首先是什么？你该如何回答呢？47精选我们可以这样回答：第一，科学是对于未知的一种远征；第二，科学开始于好奇，科学开始于猜谜，猜谜就是假说！第三，作为一个优秀的科学家，他最重要的品质首先是要有神圣的好奇心。科学家最高的奖赏，不在于奖金和赞扬，而在于他的好奇心得到了满足。48精选科学发现的一般思路 假说选题、观察试验选题、观察试验 求证观察实验逻辑思维观察实验逻辑思维 新的假说或理论创新思维创新思维 验证观察实验观察实验49精选三系法两系法超级稻 袁隆平迈出的每一步，都是假说在前，实验在后，在“知识汗水灵感机遇”的循环中最终取得成功的。袁隆平曾经做过一个梦，梦见水稻长得像高粱一样高，稻穗长得像扫把一样长，米粒长得像花生米那么大。然后，几个朋友坐在水稻下面乘凉这也可以看作是一种假说呀！50精选三、技术发明的一般思路51精选科学的两个来源 科学一开始就有两个来源，首先是好奇心，以及获得一个整体世界观的内在要求。人类永远需要为自己的心灵创造一个家园，一个不会因为千变万化的眼前现象而经常改变的理解框架，一种系统地理解世界的方式。这种内在的要求构成科学史上的哲学家传统。52精选 第二个来源是，为满足人类的物质生活需要，人类必须提高自己制造、使用和改进工具的技艺和能力，广而言之，人类需要提高自己支配自然界为自己服务的能力。在这里形成了技术和工艺的进步，以及近代大工业的发展，这构成了科学史上的工匠传统。53精选什么是技术？科学史上的哲学家传统与工匠传统的区别在于：前者在于“有所发现”，不管这种发现是否有用（如哥德巴赫猜想）；后者则在于“有所发明”，制造出来的产品必须有用，最好能为公众所用。所以，技术的实质就在于依据一定的科学原理，发明或改进、创新某种人们需要的产品。因此，技术发明的一般思路，与科学发现就有所不同。54精选技术发明的一般思路提出创意或创新寻求科学原理或技术路线反复试验或试制投放市场获取反馈55精选本章思考题一、名词解释：1、袁隆平 2、杂交水稻 3、水稻远缘杂交 4、三系法 5、两系法 6、超级稻 7、米丘林学派 8、摩尔根学派 56精选本章思考题一、名词解释：1、科学技术方法论 2、选题方法3、观察方法 4、实验方法5、观察实验中的机遇 6、逻辑方法7、非逻辑方法 8、直觉和灵感9、假说和猜想 10、科学理论11、科学发现 12、技术发明 57精选本章思考题二、简答题：1、袁隆平是怎样走上学农之路的？2、袁隆平的第一个科研项目是什么？3、袁隆平为什么要搞水稻育种研究？4、袁隆平为什么要走水稻远缘杂交之路？5、袁隆平之前，学术界是否看好远缘杂交？58精选6、袁隆平是否从未遇到过失败？他对此怎么看？7、袁隆平是否遇到过机遇？这些机遇都是他自己发现的吗？8、袁隆平怎样看待灵感？9、袁隆平是不是一个冒险家？他为什么永不满足已有成绩？为何不功成身退？59精选10、袁隆平是怎样看待自己的科研成果的？他为什么会有如此强大的科研团队？11、袁隆平的成功秘诀是什么？12、什么是科学？科学开始于何处？作为优秀的科学家，他首先应当具有什么样的优秀品质？请举例说明你的观点。60精选本章思考题13、怎样对科学方法进行分类？14、什么是技术发明？它和科学发现有何不同？15、试论述科学发现与技术发明方法论上的相同与不同之处。61精选62精选