20世紀基礎科學四大理論

現代科技的四大基礎理論是

量子論

量子論是現代物理學的兩大基石之一。量子論提供了新的關於自然界的觀察、思考和表述方法。量子論揭示了微觀物質世界的基本規律，為原子物理學、固體物理學、核物理學、粒子物理學以及現代信息技術奠定了理論基礎。它能很好地解釋原子結構、原子光譜的規律性、化學元素的性質、光的吸收與輻射，粒子的無限可分和信息攜帶等。尤其它的開放性和不確定性，啟發人類更多的發現和創造。

2、達爾文—孟德爾—道金斯進化論（基因理論）

基因理論是研究生物體的遺傳和變異的科學，是生物學的一個重要分支。

史前時期，人們就已經利用生物體的遺傳特性通過選擇育種來提高穀物和牲畜的產量。而現代遺傳學，其目的是尋求瞭解遺傳的整個過程的機制，則是開始於19世紀中期孟德爾的研究工作。雖然，孟德爾並不知道遺傳的物理基礎，但他觀察到了生物體的遺傳特性，某些遺傳單位遵守簡單的統計學規律，這些遺傳單位現在被稱為基因。

基因位於DNA上，而DNA是由四類不同的核苷酸組成的鏈狀分子，DNA上的核苷酸序列就是生物體的遺傳信息。天然DNA以雙鏈形式存在，兩條鏈上的核苷酸互補，而每一條鏈都能夠作為模板來合成新的互補鏈。這就是生成可以被遺傳的基因的複製方式。

基因上的核苷酸序列可以被細胞翻譯以合成蛋白質，蛋白質上的氨基酸序列就對應着基因上的核苷酸序列。這種對應性被稱為遺傳密碼。蛋白質的氨基酸序列決定了它如何摺疊成為一個三維結構，而蛋白質結構則與它所發揮的功能密不可分。蛋白質執行細胞中幾乎所有的生物學進程來維持細胞的生存。DNA上的一個基因的改變可以改變其編碼的蛋白質的氨基酸，並可能改變此蛋白質的結構和功能，進而對細胞甚至整個生物體造成巨大的影響。

雖然遺傳學在決定生物體外形和行為的過程中扮演着重要的角色，但此過程是遺傳學和生物體所經歷的環境共同作用的結果。例如，雖然基因能夠在一定程度上決定一個人的體重，人在孩童時期的所經歷的營養和健康狀況也對他的體重有重大影響。

3、相對論

相對論是關於時空和引力的基本理論，主要由阿爾伯特·愛因斯坦創立，依據研究的對象不同分為狹義相對論和廣義相對論。相對論的基本假設是相對性原理，即物理定律與參照系的選擇無關。

狹義相對論和廣義相對的區別是，前者討論的是勻速直線運動的參照系（慣性參照系）之間的物理定律，後者則推廣到具有加速度的參照系中（非慣性系），並在等效原理的假設下，廣泛應用於引力場中。相對論極大地改變了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念，提出了“同時的相對性”、“四維時空”、“彎曲時空”等全新的概念。它發展了牛頓力學，推動物理學發展到一個新的高度。

狹義相對性原理是相對論的兩個基本假定，在目前實驗的觀測下，物體的運動與相對論是吻合很好的，所以目前普遍認為相對論是正確的理論。

4、系統理論

系統理論屬於錢學森院士倡立的系統科學，是研究系統的一般模式，結構和規律的學問，它研究各種系統的共同特徵，用系統理論知識定量地描述其功能，尋求並確立適用於一切系統的原理、原則和模型，主要對計算機、應用數學、管理等專業的某一方向有專門研究，掌握系統思維方法，能夠從整體上系統地思考和分析問題，是具有邏輯和數學性質的一門新興的科學。

系統一詞，來源於古希臘語，是由部分構成整體的意思。通常把系統定義為：由若干要素以一定結構形式聯結構成的具有某種功能的有機整體。在這個定義中包括了系統、要素、結構、功能四個概念，表明了要素與要素、要素與系統、系統與環境三方面的關係。