四號字作業帶開課班號7152郵箱：.cn科學技術史第一講：科學史學科的奠基人喬治·薩頓:1912創辦科學史雜志ISIS科學技術的定義 ——科學：對自然規律的認識技術：是人發揮主觀能動性、改變自然科學史的功能——科學史可以帶來對科學本身及與其相關因素的更全面，更深刻的認識?？梢宰鳛槠渌嚓P人文學科的基礎（科學哲學、科學社會學）教育功能——對人類自身的認識和對自然科學與人文學術兩種文化之分裂的彌合。內史：研究學科本身發展的過程外史以及該學科在歷史上的社會功能和文化性質【科學不等于正確：判斷是否科學，是依據它所用的方法，所遵循的程序】第二講：古希臘的科學與哲學（公元前八世紀到公元五世紀柏拉圖→亞里士多德希臘科學的背景吸取了巴比倫為你們能夠和埃及文明的精華城邦制造成的統一，但又具有多樣性的文化奴隸制度下奴隸主有條件從事只是的創造各科學家的理論與成就——泰勒斯：萬物本源是水 阿那克西萊尼：萬物本源是空氣 齊諾弗尼斯：物本源是土赫拉克利特：萬物本源是火思培多克勒：四元素說亞里士多德：四元素說 歐幾里德（幾何學《幾何原（歐式幾何學，理化體系）阿基米德：杠桿定律 蓋倫（醫生：系統地總結了希臘醫學的成就 創了自身體系的醫學理論 托勒密：天文學家第三講：中國古代的科學技術自然觀是人們對自然界總的認識中國傳統科學的思維模式陰陽（向陽，背陰《詩經》 西周末：陰陽二氣解釋 春秋末：老子“萬物負而抱陽”五行說 產生：殷商《尚書·洪范》水火木金土 五行相生，五行相克五行無常勝八卦說 天風水山地雷火澤代表自然界常見物質八卦互搭得六十四卦元氣說（宋代張載元氣學說）否極泰來天人關系天人感應 夏：對超自然因素的崇拜，從“萬物有”到“上帝”的產生 商“受于天，王與上帝聯系方式：占卜 周：天人感應學說天人相分 “天人有常，不為堯存，不為桀亡”——荀子天人相交 “天之能，人故不能也；人之能，天亦有所不能也。故余曰：天與相交勝耳?！薄獎⒂礤a第四講：中國古代的科技成就農學—— 中國傳統農業的特點 農牧并舉，偏重于農作物 耕作制度：連作復種，高度節約耕種技術：精耕細作中國古代農學體系以《呂氏春秋篇農學論文基礎《齊民要術醫藥學以肺腑，經絡，氣血，津液為內容的生理病理學 ②以四診（望聞問切）進行診斷，以八綱（陰陽，表里，虛實，寒熱）歸納治療的辯證施治的治療學③四氣（寒熱溫涼、五味（酸甘苦辛甜）概括藥物的性能的藥物學佐使”為原則配伍方劑學⑤以經絡，腧穴為主的針灸學⑥此外還有推拿術，氣功等治療方法①采用陰陽合歷，不斷以測算日月食、推朔、驗氣、推校五星行度等手段校驗歷法的準確程度在世界古代天文史中獨樹一幟③渾天儀（天文觀測儀器（渾儀、渾象等）數學——以《九章算術》為代表，以解決實際問題為主要內容，以算籌為主要計算工具（明中葉→珠算，以十進位值制為記數系統 ②宋元：中國數學體系高峰在高次方程和高次方程組的數值解法、高階等差級數求和、內插法、一次同余式等方面取得了比西方早出數百年以上的優異成果 ③顯著特點：以計算，解決實際問題見長二、中國科技在近代落后的原因代科學形成障礙封建主義的充分發展——①封建統治者“重農抑商”，資本主義生產方式無發展，近代科技發展失去最根本的推動力。②封建專制的思想統治，對科技發展起阻礙作用。③科技事業官辦——（目的）滿足封建統治者的需要官僚式管理，限制科技發展④年的思想基礎⑥中國古代科學技術體系一經產生，就星辰一個無形的堡壘，具有一定的獨立性、保守型和排他性。第五講：近代科學產生的背景一．對中世紀的簡要回顧中世紀的定義——歐洲大約從公元五世紀到十五世紀時期，史稱“中世紀”。與之前成就輝煌的古希臘時期和之后生氣勃勃的文藝復興時期相比權。教會使用暴力統治人們的思想：設立宗教裁判所。從概念到概念，沉溺于玄想空談之中。亞里士多德思想的影響。二．文藝復興（14-16C發源于意大利，后來擴散到歐洲各國）文藝復興的定義——文藝復興以弘揚人文主義為核心，歌頌人性，反對神性，提倡人權，反對神權，提倡個性自由，反對宗教桎梏，贊頌世俗生活，反對來世觀念和禁欲主義。它不只是一場復興古典文化的運動，更是一場新時代的啟蒙運動。文藝復興的本質——是正在形成的資產階級在復興希臘羅馬古典文化的名義下發起的弘揚資產階級思想和文化的運動。文藝復興對科學的影響生活觀的改變（部分學家覺得人無所不能《論人尊嚴） ②人文主義與科學復興：經院學人文語+修詩+道德哲學文學藝術的改變和科學復興——①但丁《神曲》 ②從象征主義到現實主義達芬奇的機械學、解剖學研究第六講近代科學革命之天文學革命一．托勒密的天文學體系古希臘天文學家，他把前人的全部“地心”思想系統化，并巧妙地運用幾何模型方法，建立了一個完整的地心體系，使古代天文學發展到高峰。他撰寫的13著作。的組合。托勒密的天體運行模型（本輪（均輪）二．哥白尼和他的《天體運動論》哥白尼：波蘭天文學家，在其偉大著作《天體運行論》中，提出了“日心說”理論，沉重打擊了教會的宇宙觀。哥白尼的革命意義——（使自然科學獨立）我們今天以愉快和感激的心情來紀念這樣一個人，他對于西方擺脫教權統治和學術統治枷鎖的精神解放所做的貢獻幾乎比誰都要大?！獝垡蛩固梗ㄓ钪娴臒o限的，沒有中心）意大利哲學家，因捍衛和宣傳哥白尼的日心說，反他的新年的哲學思想自由的殉難者。三．伽利略的天文發現伽利略：意大利物理學家，天文學家，他創制了望遠鏡，用來觀測天體，獲得許多重要1632年四．第谷的精密天文學第谷（·布拉赫丹麥天文學家，杰出的天文觀測家，近代天文學的奠基人之一。亮圍繞地球旋轉，地球仍是宇宙的固定不動的中心。（瑞典汶島天文臺）五．開普勒的行星運動定律開普勒：德國天文學家，發現了行星運動的三大定律，其簡單性超過前人。開普勒定律為哥白尼日心說提供了可靠的證據，為牛頓發現萬有引力定律奠定了基礎。第一定律：行星沿橢圓軌道繞太陽運動，太陽位于橢圓的一個焦點。第二定律：從太陽到行星的矢徑在相等時間里掃過相等的面積。第三定律：各行星公轉的周期的平方與軌道半長徑的立方成正比。作業：比利時的解剖學家維薩留斯（維薩里（1514-1564）的事跡 1543年《人體結構》第七講近代科學革命之新物理學革命一．經典力學的建立——①牛頓的奇跡年（1665-1666）②三棱鏡實驗、彗星觀測、顏理論、重力研究 ③二項式定理、微分與積分計算牛頓：英國物理學家，數學家，天文學家，《自然哲學的數學原理》中提出萬有引力（1661-1665，劍橋大學三一學院讀書，獲得文學學士學位。牛頓早期的學習和科學研究活動萬有引力定律的發現F=m（F=Gm1m2/r^）①開普勒發現行星運動三定律，解決了天體運動學方面的問題②（實驗—科學方法，研究了地球上物體運軌跡的理論，奠定了動力學的基礎（伽利略斜面實驗）③惠更斯——a得出物體做圓周運動時的向心加速度公（a=v^2/r） b發現物體持圓周運動需要一種向心力，并得出了加速度公式。④胡克是最接近發現萬有引力的科學家 1674年提出了三個關于萬有引力的假設，只是由于數學知識不夠而喪失了發現的優先權⑤哈雷，雷恩等人都對引力、問題研究做出了貢獻3、牛頓物體運動三大定律：、慣性定律（伽利略實驗結果推演，笛卡爾明確提出，牛頓整理完善；2（演而出；3、作用于反作用力（概括）（與胡克的關于光學的研究通信中立在前人的基礎上。建立經典體系的意義：經典力學體系把過去一向認為是截然無關的地球上的物體運動規律和天體運動規律概的大綜合。1727年3月20日，牛頓逝世，葬于倫敦威斯敏斯特大教堂之內，與英國的英雄們（赫舍爾、法拉第、賴爾、達爾文、開爾文、麥克斯韋、湯姆孫、盧瑟福等）（第八講近代科學革命之化學革命1、 西方從古希臘到中世紀的煉金術的。煉金術師們相信：1、普通金屬是不完善的，他們需要在煉金藥（哲人石）金一樣盡善盡美。2、既然煉金藥能醫治患病的金屬，那么同樣地也能夠醫治患病的身體。西方的煉金術：波義耳（近代化學的奠基者之一英國物理學家和化學家，皇家學會的發起人之一，其著作《懷疑的化學家》為化學學科的誕生奠定了理論基礎貢獻：1、 提出了新的化學概念“鑒于從事化學的人普遍認為化學幾乎只是為了制備藥物或者改善金屬，我倒很愿意把從事這門技藝的人不是看做醫士或者煉金士，而是看做一個哲學家。2、 破除了傳統元素概念（元素說，亞里士多德：性質比物質更重要亞里士多德的四元素說；帕拉塞爾蘇斯（瑞士煉金術師）的三要素說（鹽，汞，硫）十七世紀中期法國的五要素說；波義兒的元素概念：某些原初的和單純的即絲毫沒有混合過的物體，這些物體不物體都是直接由它們化合而成，最終也分解成它們。3、 引入了化學的實驗方法確立了科學實驗的一個原則——可重復原則。4、 《懷疑派化學家》二、燃素說的興起原因——1、對燃燒現象進行大量研究的歷史背景（引起變化必須燃燒）A、認識上的誤解；B、工業生產的發展；2、波義兒的“火微?！闭f（認為火是一種微粒，有形的物質）3、燃素說的奠基人：貝歇爾：把固體話啊紛紛成三種類型的土，稱其中一種為“油狀土燃的要素學生斯塔耳：在西區和總結前人關于燃燒問題的認識的基礎上，于1703年系統地提（天氣很熱，燃素很多）近代化學之父——拉瓦錫（法國化學家，近代化學的奠基人之一）使精密測量方法成為化學的傳統；建立氧化反應理論，推翻燃素說；促成化學反應中質量守恒定律的建立；統一化學術語命名方法；撰寫《初等化學概論第九講、第一次工業革命第一次技術革命發生在18世紀30年代到18世紀末的英國，它以紡織機的改革為起點，蒸汽機的發明與使用為標志，二紡織機的改革和蒸汽機的發明與使用，又導致了產業革命一、第一次技術革命的起點——紡織機的改1、 飛梭的發明1733年，英國鐘表匠約翰·凱伊發明飛梭，使織布機速度提高了一倍，出現了織布織料的“紗慌”2、 紡紗機1764變以家庭為單位組織生產的家庭工業模式。整你紡紗機最適合用來紡緯紗。1768年,英國理發師阿克萊特發明了水里紡紗機，更適合用來紡經紗。水里紡1771年，阿克萊特在曼徹斯特建立了第一座水力面紡紗廠。到1779年，它有幾千的紗錠并雇傭了300個工人。到1790年，阿克萊特式的水力棉紡紗廠已達150家之多，大部分工廠擁有七八百名工人，資本主義工廠制度取代了家庭手工業。、1779年，英國青年工人克隆普頓發明騾機mule，將珍妮紡紗機和水力紡紗3、 1785年英國牧師卡特萊特發明水力推動的臥式自動織布提高效率幾十倍到他1823年去世時，這種織布機不僅在英國，而且在歐洲已經普遍采用了。4、 在紡紗機和織布機革新的過程中與之配套的一系列機（如凈棉機、梳棉機、自動卷紗機、漂白機、染整機等等）也都先后發明出來了，實現了棉紡織業整個部門都機械化。二、第一次技術革命的標志——蒸汽機的發明與使用1、 蒸汽機從科學理論上起源于對真空和大氣壓力的認識。16431647年，法國數學家和物理學家帕斯卡出版了《關于真空的新實驗士多德以來認為“自然界厭惡真空”的錯誤觀念。、1654年，德國的格里凱在馬德保進行了著名的實驗：他在費迪南皇帝和眾多觀眾面前，將兩個銅半球合起來，抽出其中的空氣，然后用16氣壓力的威力。1662年，波義兒發現了氣體的體積與壓力的關系（波義兒定律）2、 蒸汽機發明的奠基工作1、1690年，法國物理學家巴本（帕潘）發明了第一臺活塞式蒸汽機，雖然不實用，卻實踐了蒸汽機的基本工作原理。2、1698年，法國工程師薩佛里（塞維利）發明了第一臺實際用于礦井抽水的蒸汽機。3、1705年，英國工程師紐科門發明了新型蒸汽機。4、1765-1790年，英國工程師改良了蒸汽機。到1790年，瓦特的蒸汽機完全取代了老式紐科門蒸汽機。在1800年，大約有500臺瓦特的蒸汽機在英國運轉，瓦特開始被看作是蒸汽機的發明者“瓦特的偉大天才——————”馬克思三、從技術革命到工業革1、 鋼鐵工業的發展1788年，英國鐵產量為69300噸，到1791年就上升到125079噸，三年時間將近翻了一番。2、 各種工作母機相繼發明，使機器制造業發展成為一個強大的工業部門。3、 1807年，美國富爾頓（1765-1815）在美國建造了“克勤蒙號”輪船，使用18馬力蒸汽機在哈得遜河上試航成功，標志著輪船時代的開始1825年，英國史蒂芬森駕駛自己制造的“旅行者”機車安全行駛。四、蒸汽技術革命造成近代環境污染到19世紀20采打破了生態平衡，所有這一切，都給自然環境造成巨大污染和破壞。第十講能量守恒定律的建立一、歷史上關于熱的本質的不同認識1、 熱動說認為，熱是一種物質運動形式。這種思想并不是19世紀的產物世紀許多杰的科學家都是這樣主張的。2、 熱質說認為，熱是一種物質18世紀，熱質說占絕對的統治地位。拉瓦錫是熱質說的代表人物。熱質說可以解釋人們碰到的大部分熱學現象二、能量守恒定律的發現能量守恒定律的發現是由多個國家的多個科學家總結得出1、 倫福德的發現（美國物理學家）17992、 戴維冰塊摩擦，結果冰塊融化了。3、 卡諾1824年提出理想熱機理論，雖然結論是正確的，但借以論證的思想基礎是熱質說從1830年起，拋棄了熱質說轉向熱動說，并且得出了能力守恒原理。在1878年（卡諾去世近半個世紀4、 邁爾，德國科學家1840年，從認識人的體力和體熱源于食物中所含的化學能1842年，測定熱功當量。5、 焦耳焦耳是個測量迷，他對大量有熱量產生的過程進行測量，發表了一系列論文。有關電、熱、磁、機械等能量當量轉化6、 赫姆霍茲德國科學家赫姆霍茲在力學、熱學、電磁學，進行了多次熱功當量的測量，對能量守恒定律的確立貢獻最大1854年赫姆霍茲在《自然里的相互作用》中提出能量守恒定律的思想三、能量守恒定律發現的意義第二次大綜合。對歷史的思考早在十七世紀，法國哲學家、數學家笛卡爾就已經明確提出運動不滅的思想。他還提出，宇宙間動量的總和是守恒的，應當作為運動的量度此后，德國哲學家，數學家萊布尼茲又發現了宇宙間“活力（*速度的平方）守恒現就像洪水缺口一樣，從四面八方奔騰而來。條件（包括社會、生產和科學狀況）則更為根本。這也體現了歷史的必然性。第十一講、第二次技術革命第二次技術革命的定義——第二次技術革命發生在19世紀下半葉，其主要標志是電給工業生產提供了更為強大而方便的能源，電氣時代迅速取代了蒸汽時代。一、 電磁學理論的建立1、 電磁學理論建立的前奏奧斯特的發現1819年，偶然發現電流使附近磁針發生偏轉現象。經過試驗，確證電流磁效應的存在。1820年，公布這一發現，在科學界引起爆炸性反響，成為近代電磁學的突破“電學中的牛頓”——安培研究電流和電流之間的作用：……平行通電直導線間的互相作用。3、 電磁學理論建立三部曲法拉第（好學工人）奠定基礎發現電磁感應定律，提供了產生強大電力的可能。提出“力線”和電磁場概念，直接促進了電磁理論的建立。發現電解定律，為電化學的奠定基礎麥克斯韋建立理論1873自然界存在著電磁波，其傳播速度和光速一樣而且揭示了光電磁現象的本質統一，完成了物理學的第三次大綜合。赫茲的驗證衍射，偏振等光波所具有的各種特性，證明了電磁理論的正確二、 電力的應用2、 發電機和電動機的發明西門子（德國科學家、工程師、商人）18661867年向柏林科學院遞交論文的重大意義，被譽為近代德國科學技術之父西門子這種科學家，工程師，商人混為一體得到性格，是19世紀下尼茨等性格不同。3、電燈的發明斯旺（英國物理、化學家）研究如何用電照明。1879年2月3（實驗室電燈）愛迪生（美國發明家）愛迪生希望每隔10天能做出一項新的發明，他一生獲得了1300多項發明專利。被譽為發明大王。……1879年10月21日，發明了碳化棉線作等死的燈泡，連接點了40小時，在當時是壽迪生獲得了發明電燈的優先權（做出了社會產品）4、 電話的發明貝爾（蘇格蘭——美國）發明電話，當眾演示，大概150米。貝爾電話于1876年在紀念美國獨立100周年的費城博覽會上展出，并且進行了相距150米的通話表演，引起了轟動。價值將是有限的”