科学技术史

科学技术史张密生武汉大学政治与公共管理学院绪论一、科学技术史的研究对象和内容•科学技术史是一门研究科学技术的历史发展及其客观规律的科学。•科学技术史的研究内容：一是研究科学技术的发展，揭示其内在规律；二是研究社会因素对科学技术发展的影响，揭示科学技术发展的社会历史条件；三是研究科学技术对社会的反作用，预测科学技术未来的发展。二、科学技术史的发展历程•科学技术史是一门古老而年轻的学科。•欧得曼斯，古希腊数学家和天文学家，著有《算术史》、《几何史》和《天文学史》，是世界上第一位科学史家。•惠威尔，1837年发表了《归纳科学的历史》，这是世界上第一部综合性科技史专著。二、科学技术史的发展历程•1912年萨顿创办科学史刊物Isis•1924年美国科学史学会成立•1929年第一届国际科学史大会召开•1936年英国剑桥大学创立科学史系•2005年第22届国际科学史大会在北京召开•学科史——综合史•内史——外史第22届国际科学史大会爱因斯坦------宇宙大师三、学习科学技术史的意义•学习科学技术史，有利于我们理解科学技术在人类社会发展中的作用。•学习科学技术史，有助于我们掌握科学技术发展的规律性，更好地为全面建设小康社会服务。•学习科学技术史，有助于我们掌握科学方法，培养科学精神，强化科技意识。•学习科学技术史，有助于我们优化知识结构。钱学森第一章、科学技术的起源•第一节、古代技术的发端•一、古代技术发端的第一个标志：打磨石器•二、古代技术发端的第二个标志：人工取火•三、古代技术发端的第三个标志：创造文字•四、古代技术发端的意义第二节、古代科学的萌芽•一、科学知识的起源•二、原始科学和宗教第二章、古代河流文明的科学技术•第一节、古代巴比伦的科学技术•一、古代巴比伦的变迁•二、古代巴比伦的数学和天文学•三、古代巴比伦的技术•苏美尔人的楔形文字•腓尼基人创造了世界上第一批字母文字•铁器时代的到来第二节、古代埃及的科学技术•一、古埃及的历史•二、古埃及的数学、天文学和医学•三、古埃及的技术•文字和纸草书•金字塔•神庙金字塔第三节、古代印度的科学技术•一、古印度的回顾•二、古印度的天文学、数学和医学•天文学：《太阳悉檀多》《五大历书》•数学：《准绳经》、《圣使集》、《计算精华》、《算法概要》等。•医学：《阿柔吠陀》、《妙闻集》、《阇罗迦集》•三、古印度的技术第四节、古代中国的科学技术•一、古代中国的兴衰•二、古代中国的天文学和数学•盖天说——浑天说——宣夜说•《周髀算经》、《九章算术》、《九章算术注》、《数书九章》•三、古代中国的医药学和地学•《黄帝内经》、《伤寒杂病论》、盖天说浑天说张衡的浑天仪张衡的地动仪第四节、古代中国的科学技术•《神农本草经》、《本草纲目》•地学：《山海经》、《汉书·地理志》、《水经注》、《梦溪笔谈》•裴秀的《禹贡地域图》、朱思本的《舆地图》、清朝的《皇舆全览图》、《郑和航海图》第四节、古代中国的科学技术•四、古代中国的技术•1、农业和农业技术•2、纺织和瓷器制造•3、四大发明及其意义•4、建筑技术和水利工程•5、冶金和造船技术青瓷白瓷红瓷彩瓷郑和海船郑和郑和海船都江堰都江堰图京杭大运河第三章、古希腊罗马的科学技术•第一节、古希腊的科学技术•一、古希腊的科学•1、古希腊的自然哲学•米利都学派：泰勒斯，阿那克西曼德、阿那克西米尼、赫拉克利特等•毕达哥拉斯学派：毕达哥拉斯等•德谟克利特学派：德谟克利特等2、古希腊的天文学•毕达哥拉斯学派：设想地球、天体和宇宙都是球形，天体的运动为均匀的圆周运动。•阿利斯塔克：两千多年前的日心说。•埃拉托色尼：对地球的形状和大小做了定量描述。•希帕克：提出本轮和均轮运动。3、古希腊的物理学和数学•亚里斯多德：形式逻辑的创始人，著有《工具论》，《物理学》•阿基米德：《论浮力》，《论平板的平衡》，《论杠杆》，《论重心》•泰勒斯：创立了几何学。•欧几里德：《几何原本》•阿基米德，阿波罗尼的数学研究百科全书式的学者亚里斯多德4、古希腊的生物学和医学•亚里斯多德：古代生物学的开拓者•希波克拉底：西方的医学之父，提出了：“体液说”医学理论。•赫罗菲拉斯：第一个区分了动脉和静脉，指出大脑是智慧之府。•埃拉西斯特拉塔：生理学研究的第一个希腊人。二、古希腊的技术•冶金技术：•公元前1900年左右开始使用青铜器•公元前16世纪左右有了铁器•造船业相当发达•建筑遗产十分丰富雅典卫城第二节、古罗马的科学技术•一、古罗马的科学•1、古罗马的自然哲学•卢克莱修：《物性论》•2、古罗马的天文学•托勒密：《天文学大成》《地理学》•3、古罗马的医学•盖仑：古希腊医学知识系统化。托勒密的地心体系古罗马时代的科学巨人托勒密二、古罗马的技术•加图：《论农业》西方最早的农书。•赫伦：著名的工程师。•维特鲁维奥：《论建筑》，世界第一部建筑学著作。•古罗马的斗兽场，万神庙。•古罗马的公路建设。古罗马的斗兽场第三节、古代中、西科学技术的发展特点•一、古代西方科学技术的发展特点•1、善于吸收先进的科学文化•2、运用理性探讨自然界的本质和规律•3、科学方法的初步确立及应用•4、形式逻辑成就科学典范二、古代中国科学技术的发展特点•1、古代中国独立地创造了举世瞩目的科学技术成就•2、古代中国形成了独特的实用科学体系•3、古代中国形成了大一统的技术结构第四章、近代科学的兴起与第一次技术革命第一节、近代科学技术产生的历史背景一、资本主义生产方式的兴起二、航海探险和地理大发现1487年葡萄牙人迪亚士到达非洲1492年意大利人哥仑布到达中美洲1497年葡萄牙人伽马到达印度1517年葡萄牙人麦哲仑完成第一次环球航行三、文艺复兴和宗教改革运动第二节、近代科学的独立宣言•一、日心说的创立•哥白尼：1543年出版《天体运行论》•二、日心说的传播和发展•布鲁诺：1548年出版《论无限性、宇宙和诸世界》•伽利略：1632年出版《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》哥白尼第三节、经典力学体系的建立•一、观察实验方法的确立和实验科学的兴起•伽利略对经典力学的贡献：•发现了自由落体定律•发现了惯性运动•发展了抛物体运动轨迹理论•创立了实验和数学相结合的科研方法伽利略(1564---1642)望远镜二、牛顿对经典力学体系的贡献•开普勒1609年出版《新天文学》，1619年出版《宇宙的和谐》，发现了行星运动三定律。荣获“太空律师”•牛顿：万有引力定律的发现；1687年出版《自然哲学的数学原理》，创立了运动三定律，建立了经典力学体系，实现了自然科学的大综合。牛顿三、16-18世纪物理学的其它成就•热学：布莱克提出“热质说”•电磁学：•1785年库仑发现库仑定律，标志着电学研究从定性进入定量阶段。•1780年伽伐尼发现电流，静电–动电。•光学：牛顿的微粒说—惠更斯的波动说第四节、近代生物学、化学和数学的形成一、血液循环的发现与植物分类体系的建立•维萨里：1543年出版《人体的构造》•塞尔维特：1553年发现血液小循环。•哈维：1628年确立血液循环理论，“近代生理学之父”。•林耐：1735年建立植物分类法。二、科学化学的确立与燃烧的氧化理论•氧化燃烧理论取代燃素说•1669年柏策首先提出了燃素说。•1703年施塔尔发展了燃素说。•1666年波义耳出版《怀疑的化学家》•1789年拉瓦锡出版《化学纲要》，提出氧化燃烧理论，近代化学的起点。三、数学的发展•解析几何的创立•笛卡儿1637年出版《方法论》，标志着解析几何的诞生。•微积分的创立•牛顿——莱布尼兹瓦特(1736---1819)第五节、第一次技术革命一、蒸汽机的发明与技术革命的兴起•第一次技术革命的起点：纺织机改革•第一次技术革命的标志：蒸汽机的发明与使用•发明蒸汽机的前奏：•巴本、塞维利、纽可门的奠基工作•瓦特的双向通用蒸汽机瓦特的蒸汽机蒸汽机车模型二、第一次技术革命的历史意义1、第一次技术革命导致了工业革命胜利完成，促进了社会生产力的迅速发展。2、第一次技术革命推动了新兴产业部门的崛起和工业生产体系的全面改革。•促进了机器制造业、钢铁工业和交通运输业的发展。3、第一次技术革命对科学、教育的发展产生了重大影响。第五章、近代科学的发展与第二次技术革命第一节、19世纪的天文学和地质学一、天文观测技术的进步和天体演化理论的提出望远镜的改进天体照相术的发明光谱学技术的发明：基尔霍夫三定律第一节、19世纪的天文学和地质学•科学史上第一个天体演化理论：•1775年康德（1724---1804）出版了《宇宙发展史概论》，提出了太阳系起源的星云假说。•1796拉普拉斯（1749---1827）出版了《宇宙体系论》康德二、地质学的确立•水成论和火成论之争：•水成论：魏纳（1749---1817）•火成论：赫顿（1726---1797）•灾变论与渐变论之争：•灾变论：居维叶（1796---1823）•渐变论：赖尔（1797---1875），1830年出版《地质学原理》。第二节、19世纪的物理学和数学•一、能量守恒定律的发现及热力学研究•热的本质的认识：•热质说：热是“一种特殊形态的没有重量的物质”，当热质进入物体后物体会发热。•热的运动说：热是物质粒子的运动。一、能量守恒定律的发现及热力学研究•1842年迈尔发表论文《论无机界的力》，首次论述了能量守恒定律。•1847年赫姆霍兹写成《力的守恒》一文，证明了普遍的能量守恒原理。•1840年焦耳发现焦耳定律，揭示了电与热之间的联系和转化。•热力学第一、二定律的发现二、经典电磁学理论的建立•1820年奥斯特的课堂实验第一次揭示了电与磁的本质关系。•1820年安培确定了右手定则，研究了电流产生的磁效应。•1827年欧姆提出欧姆定律。•1821---1831年法拉第完成“磁生电”实验，发现电磁感应定律，奠定了电磁学实验基础。•1873年麦克斯韦出版《电磁学通论》。麦克斯韦三、波动光学的建立•光的波动说和微粒说之争•1801年托马斯·杨的实验。•1808年马吕斯发现了光的偏振现象。•1862年傅科测得真空中的光速为298000千米/秒。•麦克斯韦的电磁理论进一步揭示了光的波动本质•1888年赫兹证实了电磁波具有光的一切性质。四、近世代数的发展和非欧几何的诞生•伽罗华(1811---1832)的群•布尔(1815---1864)的代数•高斯(1777---1855)•罗巴切夫斯基(1792---1856)•黎曼(1826---1866)第三节、19世纪的生物学和化学•一、细胞学说、进化论的提出和遗传学的萌芽•1665年胡克发现细胞•1838年施来登发表《论植物的发生》•明确提出细胞是植物结构最基本的单位和实体。•1839年施旺发表论文发现动物的细胞一、细胞学说、进化论的提出和遗传学的萌芽•1855年微耳和创立细胞病理学，提出细胞是生命的基本单位。•1809年拉马克出版《动物哲学》1859年达尔文出版《物种起源》1854年孟德尔开始豌豆杂交实验，历时11年，提出分离定律和独立分配定律。达尔文二、原子论、元素周期律的提出和有机化学的发展•1803年道尔顿引入了化学元素原子概念•1808年道尔顿出版《化学哲学新体系》，正式发表了原子论。•1811年阿伏伽德罗引入分子的概念。•1824---1828年维勒人工合成尿素。•1869年门捷列夫提出元素周期律。门捷列夫第四节、第二次技术革命•一、电机的发明和电能的开发•电动机---发电机---变压器---高压远程输电•二、远程通讯技术的飞跃•有线电报---无线电报，电话的发明•三、内燃机的发明和使用•内燃机---柴油机第六章、近代科学技术的特点与趋势第一节、近代科学的发展特点一、实验科学方法论的确立•培根：倡导实验方法和归纳方法•笛卡儿：倡导数学方法和演绎方法•伽利略：科学方法的实践者•牛顿：实验科学大师二、机械自然观的兴盛与衰落•笛卡尔：自然图景是一种受着精确数学法则支配的完善的机器。•拉美特利：人是机器。•三、科学共同体的形成•标志：学会和科学院的建立•科学研究呈现职业化、机构化、社会化和体制化第二节、世界科技中心的转移及其启示一、世界科技中心的转移（汤浅