大連理工大學科學技術史復習概要第一章原始技術的起源和科學的萌芽石器制造標志著人類掌握了第一種最基本的材料加工技術，因此，它可以作為古代技術創造的第一個標志。新石器時代，除了石器的制造技術有很大發展外，還發明了陶器。冶金技術時間順序：紅銅，青銅，鐵。古埃及根據太陽活動確定年，古巴比倫根據月亮活動確定月。第二章奴隸時代的科學技術古巴比倫人根據月亮的盈虧制定了太陰歷，把一個月定為29或30日，大小相間，一年12個月共354日。這與一回歸年相差11日左右，所以他們采用置閏辦法，每隔幾年加一個閏月。確定一個星期共7天。古埃及采用以10為基數的記號組合計數方式。古巴比倫記數系統的特點，是以60為基數并采用了進位記號。古印度約在公元前3世紀初，已經有10進位計數法，當時還沒有零和進位記法，公元前3世紀以后，印度出現了零的符號，使10進位制記法趨于完備，并逐漸演變為通用的阿拉伯記數法。工程師希羅（約生于公元20年，卒年不詳）是里程計和蒸汽玩具以及許多測量儀器的發明者。第三章封建時代的科學技術中國古代的宇宙論思想有宣夜說、渾天說和蓋天說。宣夜說由東漢前期的郗萌提出來的，他主張天無定形，日月星辰都依靠“氣”漂浮在空中蓋天說認為天圓地方，“天圓如張蓋，地方如棋局。”主張半圓形的天，拱形大地，日月星辰附天而平轉。渾天說的集大成者是東漢的張衡，渾天說是以地球為中心的一種宇宙理論。數學繼劉徽之后，杰出的數學家祖沖之將圓周率準確計算到小數點之后第七位數字。宋元之際，秦九韶著《數術九章》，楊輝著《詳解九章算法》，李冶著《測圓海鏡》、《益古演段》，朱世杰著《算學啟蒙》、《四元玉鑒》，這些都是中國古代研究高次方程方面的杰出著作，此四人被稱為中國算學四大家。第四章近代自然科學的產生（背景）航海大發現哥倫布發現新大陸麥哲倫環球航行3.葡萄牙人達?伽馬（1460?1524年）曾于1497年沿非洲西海岸繞過好望角，通過印度洋到達印度。文藝復興這一運動發端于意大利，隨后波及歐洲的很多國家。由于它以復興古典學術和藝術為口號，所以被稱作文藝復興。人文主義是文藝復興運動的靈魂和指導思想。宗教改革近代自然科學向宗教神學挑戰，爭取獨立生存發展權利斗爭的第一個革命行動，是波蘭天文學家哥白尼于1543年出版了他的《天體運行論》。2.1543年比利時的科學家維薩留斯（1514?1564年）的著作《人體的構造》問世，和10年后西班牙醫生塞爾維特（1511?1553年）關于人體血液小循環理論的提出，開辟了近代自然科學反對宗教神學的另一戰場。第五章天文學革命和經典力學體系的完成哥白尼的太陽中心學說哥白尼的太陽中心學說4個特點：內容真實性；邏輯簡單性；結構和諧性；思想革命性。太陽中心學說的傳播：布魯諾、伽利略。開普勒天文力學的貢獻第谷?布拉赫：發現新星；用肉眼觀察；開普勒的老師。開普勒指出，所有行星分別在大小不同的橢圓軌道上運行，太陽位于橢圓的兩個焦點之一。這便是行星運動第一定律，亦稱軌道定律。在同樣的時間里，行星向徑在其軌道平面上所掃過的面積相等。這便是行星運動第二定律，亦稱面積定律。行星運動第三定律，亦稱周期定律。其內容是：行星公轉周期的平方與它同太陽距離的立方成正比。T2/R3伽利略對經典力學的貢獻發現了擺的等時性導出了自由落體定律提出了慣性理論分析了拋物體運動過程表述了相對性原理牛頓與經典力學體系的完成1.“牛頓由于發明了萬有引力定律而創立了科學的天文學，由于進行了光的分解而創立了科學的光學，由于創立了二項式定理和無限理論而創立了科學的數學，由于認識了力的本性而創立了科學的力學。”第六章數學和物理學的初期發展對韋達的符號體系作出決定性改進的是法國哲學家、數學家和物理學家笛卡爾（1596?1650年）。2.17世紀法國的大數學家、數論的創始人費爾馬（1601?1665年）和笛卡爾分別創立了解析幾何學。數學發展到這里，微積分學的產生應該說已“瓜熟蒂落”。偉大的科學家牛頓和萊布尼茨分別完成了這項工作。荷蘭的馬森布羅克（1692?1761年）和德國的克萊斯特（1700?1748年）分別發明了能貯存靜電電能的萊頓瓶。德國的蓋里克（1602?1686年）制造了靜電起電機。美國的政治家、科學家富蘭克林（1706?1790年）用萊頓瓶作了一系列實驗，其中著名的就是1752年他用自制的風箏進行了捕捉雷電的試驗。第一支實用水銀溫度計是德國人華倫海特（1686?1736年）在1709年制成的。他發明了凈化水銀的方法，使水銀在溫度計中普遍使用。他把冰、水、氨水、鹽的混合平衡溫度定為0°F,冰的熔點定為32°F,水的沸點定為212°F。這就是至今美國等地仍在使用的華氏溫標。8.1742年瑞典的攝爾修斯（1701?1744年）又提出一種新的溫標，用水銀作測溫物質，采用百分刻度法，把水的冰點定為零度，水的沸點定為100度。這就是我們現在使用的攝氏溫標。9.直到18世紀末，美國人倫福德（1753?1814年）在一篇論文《關于用摩擦產生熱的來源的研究》中，報導了他用機械功產生熱的實驗。他指出，熱是物質的一種運動形式，是粒子振動的一種宏觀表現。幾乎同時，英國科學家戴維（1778?1829年）進行了冰的比熱大于冰”的實驗。他們的工作否定了“熱質守恒”，宣告“熱質”是不存在的，這才為以后熱質說的最終崩潰提供了有力的實驗證據。第七章化學的奠基和17世紀前后的生物學醫療化學瑞士科學家帕拉塞爾蘇斯（1493?1541年）是醫療化學的創立者。比利時的范?赫爾蒙脫（1580?1644年）是繼帕拉塞爾蘇斯之后影響較大的醫療化學家。在化學史上他得到“氣體化學之父”的美名。化學波義耳對化學的主要貢獻是把化學確立為科學。波義耳給化學的基本概念——元素下了科學的定義，從而把化學確立在科學的基礎上。燃燒和大氣性質的早起興起德國哈雷大學的醫學與化學教授、貝歇爾的學生斯塔爾（1660?1734年）繼承了他老師的觀點，提出了燃素說。首先找到氧氣的人是瑞典科學家舍勒（1742?1786年）。舍勒是世界上第一個制得氧氣的人，但他成果的發表卻比英國化學家普利斯特列要晚，所以普利斯特列在化學史上與舍勒分享制備氧氣的榮譽。法國著名化學家拉瓦錫（1743?1794年）以科學的燃燒理論推翻了燃素說，澄清了化學界的思想混亂，奠定了近代化學的基礎。（1）運用系統的定量實驗方法重做前人實驗，為實現化學革命準備可靠的實驗資料。（2）注重理論思維，以氧化說推翻燃素說。血液循環的建立維薩留斯《人體的構造》的發表，首先向古代生理學權威蓋倫提出挑戰。塞爾維特發現心肺小循環。哈維建立血液循環理論，第一個把血液運動的原因歸之于某種機械運動，即心臟的肌肉收縮。細胞的發現1.1665年，英國物理學家胡克（1635?1703年）用自制的顯微鏡觀察軟木切片，發現有很多小室、很象蜂巢，他稱之為“細胞”并繪出了軟木質細胞結構圖。2.1675?1683年，荷蘭的一個特別善于磨制顯微鏡的政府公務員列文霍克（AntonievanLeeuwenhoek，1632-1723年），從顯微鏡的觀察中發現了原生動物和細菌，第一次繪出骨細胞和橫紋肌的細胞圖。物種的分類瑞典學者林耐（1707?1778年）在對動植物的分類中最廣泛地采用了“人為分類法”，并取得了當時最杰出的成就。他把植物分為綱、目、屬、種四個等級從屬的分類單位，以雌蕊的數目決定某一植物應歸入的目，以雄蕊的數目決定它應歸入的綱。就這樣，林耐把全部植物分為24綱。在動物分類方面，他基本上繼承了前人的見解，把動物分為四足類、鳥類、兩棲類、魚類、昆蟲類和蠕蟲類共6大類。他還采用雙名法作為動植物命名的規范，即對每一種動植物的名稱都用拉丁文把它的種名和屬名寫在一起來表示，稱為該物種的學名。第八章近代工業的興起與第一次技術革命紡織業棉紡織工業的一個重大技術發明是1733年蘭開夏的織布業者約翰?凱伊（1704?1764年）發明了織布用的“飛梭”。2.1764年蘭開夏的紡織工人哈格里夫斯（1720?1778年）發明了手搖紡紗機——珍妮機。蒸汽機發明與應用1.德國的蓋里克進行了著名的馬德堡半球實驗。2.1690年，法國的物理學家巴本（1647?1714年）受德國數學家和哲學家萊布尼茨關于活塞的力學原理的啟發，制成了第一部實驗性蒸汽機。托馬斯?塞維利（1650?1715年）的蒸汽機可以說是人類歷史上第一部可供實際應用的蒸汽機。4.1712年英國的一位鐵匠托馬斯?紐可門（1663?1729年）成功地制造了一種更加實用的蒸汽動力機。瓦特改進蒸汽機:a） 第一，分設冷凝器。b） 第二，改豎直運動為橫向運動。c） 第三，改單向進汽為雙向進汽。d） 第四，改直線往復運動為旋轉運動。e） 第五，安裝離心式蒸汽調節器。第九章18、19世紀的天文學1.1755年，德國哲學家康德（1724?1804年）的《宇宙發展史概論》一書出版。他在書中提出了太陽系起源于原始星云的假說，這是天文學關于天體起源問題的第一個具有科學價值的學說。在康德之后，法國數學家、天文學家拉普拉斯（1749?1827年）于1796年出版了《宇宙體系論》一書，獨立地提出了關于太陽系起源的星云假說。赫舍爾發現天王星。勒維烈、亞當斯發現海王星。第十章地質學中關于巖石成因的爭論水成論到18世紀下半葉，水成論學派得到了很大發展，其代表人物和集大成者是德國地質學家阿伯拉罕?維爾納（1749?1817年）。火成論詹姆斯?赫頓（1726?1797年）。與維爾納相反，赫頓主要強調地球內熱的地質作用。災變論法國古生物學家、巴黎自然歷史博物館比較解剖學教授喬治?居維葉（1769?1832年）是災變論的代表人物。漸變論賴爾的《地質學原理》是一部劃時代的著作，為近代地質學奠定了科學的基礎。第十一章19世紀的生物科學細胞學說德國的植物學家施萊登（1804?1881年）和動物學家施旺（1810?1882年）被認為是細胞學說的創始人。生物進化論最早提出生物進化論學說的是法國的博物學家拉馬克（1744?1829年）。2.19世紀中葉，達爾文用大量的事實和系統的理論，沖破神創論的束縛，提出了以自然選擇為核心的生物進化理論。微生物學巴斯德通過不讓空氣中的塵粒接觸曲頸瓶里的肉汁等實驗，徹底地駁倒了自然發生說，證明只有在已經具有生命原基的基礎上，才有可能出現生命。他找到了預防炭疽病以及狂犬病和雞霍亂病的辦法，為免疫生物學奠定了基礎。遺傳學遺傳學的奠基人孟德爾。第十二章19世紀的化學道爾頓——原子論阿伏伽德羅——分子論門捷列夫——元素周期律凱庫勒——苯環結構第十三章經典物理學的高速發展能量守恒和轉化定律的發現德國醫生邁爾（1814?1878年）是較早提出能量守恒思想的科學家之一。2.1847年德國物理學家赫爾姆霍茨在《論力的守恒》一書中，從生物學現象出發，正確地得出各種不同形式的能可以相互轉化和守恒的思想。英國曼徹斯特的釀酒商兼業余科學家焦耳（1818?1889年）是最先以精確測定熱功當量的科學實驗確立能量守恒和轉化定律的人。威廉湯姆遜（即后來的開爾文勛爵，1824?1907年）確定能量守恒和轉化定律，熱力學第一定律。熱力學和熱機效率的研究克勞修斯（1822?1888年）對熱力學第二定律的表述是：熱量自發地從較熱的物體向較冷的物體傳遞，而不能相反。因此，如果外界不對系統做功，就不可能利用循環過程把熱量無限地從低溫物體傳向高溫物體。熱力學第二定律發現后，1857年克勞修斯用理想氣體的模型對氣體的壓強、溫度、擴散等宏觀性質的本質作了氣體分子運動論解釋，認為它們都是大量氣體分子無規則運動的某種表現。波動光學的興起第一個給微粒說造成嚴重困難的是英國物理學家托馬斯 ?楊（1773?1829年）進行的光的干涉實驗。光的波動說的決定性勝利，是由法國工程師、物理學家菲涅耳（1788?1827年）在1815至1824年之間取得的。3.19世紀中葉，法國科學家斐索（1819?1896年）和傅科（1819?1868年）在1849到1862年測定了光在各種不同介質中的速度。電學的發展意大利醫生伽伐尼（1737?1798年）從1780年起用蛙腿作“動物電”實驗，發現電流。2.1799年伏打發明了第一個產生一定電流的伏打電堆，這就是今天使用的電池的雛形。經典電磁理論的完成1.奧斯特的實驗證明了電流的磁效應，即一根通電的導線繞磁極旋轉，反之，一個磁鐵繞一根固定的通電導線旋轉。安培發現不但磁針受電流周圍力的作用發生偏轉，而兩電流也互相發生作用，即兩條平行的通電導線同向相吸，異向相斥，兩段通電導線之間的作用力與它們的電流強度成正比，與它們之間的距離平方成反比。安培定律決定了兩電流間的相互作用力。法拉第總結出了電磁感應定律：在導體回路中產生的感生電動勢的大小與回路中磁通量的變化率成正比。麥克斯韋建立了完整的電磁理論體系，預言電磁波的存在。赫茲證實電磁場。第十四章近代技術的發展與第二次技術革命鋼鐵技術1.貝塞麥（1813?1898年）獨立地發明了“轉爐煉鋼法”。2.1861年，W?西門子改用發生爐煤氣作燃料以代替焦炭。并取得此項專利。1864年，法國的馬丁父子和W?西門子合作，用蓄熱提高爐溫的方法，終于用生鐵和一些廢熟鐵煉出了優質鋼。這種方法被稱為“