世界科技强国发展简史

1第二章世界科技强国发展简史本章导读世界科学技术的发展经历了：古代（15世纪以前）、近代（16～19世纪）、现代（20世纪至今）三个发展阶段，它充分体现了科学技术与社会的相互作用和科学技术发展的规律性。翻开世界科学技术发展史，我们可以看到，在每一个历史时期，都有一个国家的发明创造特别多，科研成果硕果累累，科学技术人才济济，处于科学技术发展的辉煌时期，从而使这个国家成为那个时期的世界科技强国。而且，随着科学技术的强盛，都伴随着经济上的高速发展，说明科学技术走在前面，经济发展紧跟其后。这是历史的规律，也是事物发展的必然。因此，了解历史上世界科技强国的发展历程和成功经验，对加快我国科学技术的发展步伐、将我国建设成为社会主义现代化强国，具有重要的参考价值和借鉴作用。2第一节古代世界科技强国--古希腊、中国15世纪之前，在奴隶社会，世界科学技术发展的高峰在古希腊，古希腊著名的科学家有亚里士多德、欧几里德、阿基米德等，他们对科学技术作出了卓越的贡献。在封建社会，世界科学技术发展的高峰在中国。中国率先进入封建社会，以发达的农业、先进的技术、灿烂的文化走在世界的前列。一、古希腊的科学技术在奴隶社会，科学技术发展的高峰在古希腊。从公元前6世纪到公元前1世纪，是古希腊科学技术的繁荣时期。这一时期，古希腊涌现出一批世界著名的科学家，不仅为古代科学技术，也为近代科学技术的发展做出了重要贡献。古希腊著名的科学家亚里士多德(公元前384～前322)在当时科学界的影响极大，亚里士多德的一生撰写了大量的著作，他的著作被当作古代世界学术的百科全书。马克思称他为“古代最伟大的思想家”。恩格斯称他是古希腊最博学的人。他最著名的著作是《工具论》，主要论述了演绎法，为形式逻辑奠定了基础。在物理学上的贡献是撰写了世界上最早的力学专著《物理学》。但亚里士多德的物理学研究没有实验根据，因而结论大多不正确，直到近代力学诞生后才纠正了他的错误。亚里士多德同时也是古希腊对生物学贡献最大的科学家。他在生物学史上首创了解剖和观察的方法，记录了近500种动物,亲自解剖了其中的50种,并按形态、胚胎和解剖方面的差异创立了8种分类方法。欧几里德（约公元前330─公元前275），以其所著的《几何原本》闻名于世。《几何原本》成书于公元前300年左右。共有13卷。它是最早运用公理化方法演绎数学体系的典范，也是古希腊数学的最高成就。目前我们在初中和高中的平面几何和立体几何中的大部分内容都来自《几何原本》。在《几何原本》中，采用了数学公理化的模式。即由少数的几个定义、公设、公理出发，通过逻辑推理，得出其它一系列的定理。如：在《几何原本》的第一卷中，首先给出23个定义、5个公设和5个公理，由这些公设和公理通过3逻辑推理，以严密的逻辑演绎推导出467个定理。为近代各学科理论体系的建立提供了一种科学的方法和手段。另外，欧几里德对光学的研究具有重要的成就,他写的《光学》和《论镜》两书被认为是最早的光学专著。古希腊另一本对近代数学的发展具有重大意义的著作是丢番图的《算术》，约成书于公元前250年。《算术》和《几何原本》是古代数学的两本经典著作。《算术》对数学的深远影响在于它把文字描述的代数学，通过代数符号，变成了简洁、抽象的代数方程，为解析几何、微积分等近代数学的发展打下了基础。阿基米德不仅是一位数学家,也是古希腊成就最大的物理学家,被后人誉为力学之父。他在静力学方面的一系列研究成果,如：杠杆原理的证明、阿基米德定律的发现、王冠之谜的破解等,达到了当时世界的最高水平。他还发明过很多机械,包括螺旋提水器、抛石机之类的比较复杂的生产工具和武器。阿基米德的贡献不仅在于他取得的科技成果,还在于他的科学研究方法。他既注重逻辑论证和数学计算,又注重观察和实验,这为后来的近代科学研究作了良好的示范。对数学做出突出贡献的还有毕达哥拉斯(约公元前560～前480)。其著名的成就是对勾股定理的证明和无理数2的发现。毕达哥拉斯也是最早提出宇宙模型的学者。古希腊科学技术比较发达的领域有天文学、数学、物理学、生物和医学以及建筑、手工业、炼铁等。古希腊的天文学始于学者们对天体运行的观察和思辨。构建宇宙模型是古希腊天文学的重要内容。古希腊的天文学虽不乏缺陷和错误,但与其他文明古国相比,它理论性最强,体系也最完整,测算方法也达到了古代的高峰。它对后世的天文学产生了深远的影响。古希腊非常重视数学的理论研究，古希腊的辉煌的数学成就对近代数学的发展起到了重要的作用。二、古代中国的科学技术封建社会，科学技术发展的高峰在中国。中国高举文明火炬率先进入封4建社会，以发达的农业、先进的技术、灿烂的文化走在世界的前列。我国的文学艺术在唐代发展到高峰，我国的科学技术则在宋朝最成熟，寻找中国科技史的轨迹，往往会发现各项发明创造的主焦点都在宋代。古代东方科学是在与西方科学几乎完全独立的情况下发展起来的。因此，方法上有显著不同。中国古代的科学技术十分辉煌，其成就主要体现在：天文学、数学、医药学、农学四大学科；陶瓷、丝织、建筑三大技术；以及世界闻名的造纸、印刷术、火药、指南针四大发明。特别是中国的四大发明对世界文明产生了巨大的影响。从公元前3世纪至公元15世纪之间，在相当长的历史时期，中国一直处于世界科技强国的位置。中国的科学技术比欧洲（除古希腊之外）要进步得多。在16世纪近代科技兴起之前，中国的科学技术不但自成体系，而且对其他国家产生巨大影响。中国古代天文学的成就主要表现在天文观测和历法。中国古代天文观测的连续性、资料保存的完整性是世界上绝无仅有的。《汉书·五行志》上的太阳黑子记录,早于欧洲800多年。精密的仪器是精确观测天象的基础,我国古代天文仪器也达到了很高水平。如：东汉张衡(78～139)发明的水运浑天仪、唐代僧一行(683～727)等人研制的黄道游仪和浑天铜仪都是同时期世界上第一流的天文观测仪器。宋代苏颂(1020～1101)建造的“水运仪象台”集观测、计时和表演功能于一身；元代郭守敬(1231～1316)创制的简仪,其设计和制造水平在世界上领先了300多年。中国古代天文观测的主要目的在于制定较好的历法，我国天文历法之多为世界第一，前后共制有100多种历法。中国古代数学有着相当长的辉煌时期，对数学的发展做出了重要的贡献。早在春秋战国时期，中国就有了数学研究的萌芽，战国时的《墨经》中提出了点、线、方、圆等几何概念的定义。公元前1世纪的《周髀》是我国最早的天文数学著作。成书于公元1世纪东汉初年的《九章算术》是中国古代数学体系形成的标志，许多人曾为它作过注释，其中最著名的有刘徽（公元263年），他在注释《九章算术》时创造了割圆术，提出初步的极限概念。《九章算术》在古代一直作为我国数学的典范，其影响犹如欧几里德的《几何原本》对西方数学的影响。中国古代数学家在圆周率的研究上取得了重大成就。例如：南北朝的祖冲之（429—500）他算出圆周率π值，比欧洲人早5近一千年。宋元时期中国古代数学发展到了顶峰。例如：北宋贾宪约在公元1050年左右提出了求任意高次幂正根的增乘开方法,他还列出了指数为正整数的二项式定理系数表,这两项成果均早于欧洲人6～7百年；南宋秦九韶（约1202～1261）发展了增乘开方法,他在《数书九章》一书中提出了高次方程的数值解法和一次同余式理论。这些研究都达到了当时的世界先进水平。宋元间的李治(1192～1279)和元代的朱世杰相继在代数学尤其在解高次方程的研究方面作出了突出的贡献。到了明代,我国古代数学发展的势头消失,宋元时期重要的数学典籍几乎全部散失,实为科学史上的憾事。中国古代数学大多致力于对由实际应用产生的具体几何问题和代数方程的求解方法的研究，缺少对数学本质的探讨和公理式的逻辑演绎，所以中国古代数学对近代数学的发展影响不大，但是中国古代数学在实际应用中所体现出的构造性、计算性、程序化和机械化的特点，对现代数学的影响正日益扩大。如：在计算机的算法理论中就有秦九韶算法。中国古代医药学著作居各门科技著作之首,现存约8000多种。不仅文献丰富、分科齐全,而且医理独特,形成了完整的理论体系。春秋战国时成书的《黄帝内经》,是我国第一部最重要的医学著作。此外还有：东汉张仲景（约150～219）的《伤寒杂病论》；汉代时出现的《神农本草经》；明代李时珍(1518～1593)的《本草纲目》等，《本草纲目》载药1892种,方剂11000个,内容涉及生物、化学矿物、天文等多个学科,是世界科技史上的名著之一。中国古代著名的医学家有：战国时期的名医扁鹊(约公元前401～前310)、晋代的皇甫谧(215～282)、汉末的华陀等。中国古代农业发达,农业技术发展全面,无论是耕作技艺、品种改良、水肥管理,还是各种农具的发明和改进,都达到古代世界的先进水平。在不同的历史时期,都有一些学者和官员重视对农业生产技术的概括和总结,撰写了大量的农学著作。我国古代农学著作之多,为世界各国之冠,共有370多种。现存最早的农学著作是公元前3世纪后期的吕不韦《吕氏春秋》一书中的《上农》、《任地》、《辨土》和《审时》4篇。公元6世纪北魏贾思勰(约480～550)所著的《齐民要术》,是世界现存的最早、最完整系统的农学著作。全书共692篇,包括农作物栽培育种、果树林木育苗嫁接、家畜饲养和农产品加工等内容。书中所载一些农学和生物学知识在世界上保持领先地位达1000多年。此外,汉代的《汜胜之书》、南宋陈濛(1076～1156)的《农书》、元代王祯(1271～1368)的《王祯农书》和明代徐光启(1562～1633)的《农政全书》等都是我国古代著名的农学著作。古代中国的三大技术：1.陶瓷技术。据考古发现,早在1万年前中国人就已经开始制造陶器，以后逐渐发展成为瓷。瓷器的发明也是我国对世界科技的独特贡献。中国的瓷器早在隋唐时期即远销国外,10世纪以后制瓷技术陆续传到亚洲一些国家。欧洲人则是在15世纪下半叶学会制瓷的。2.丝织技术。中国是最早养蚕和织造丝绸的国家。商代的丝织物已有斜纹、花纹等一些复杂纹样。我国的丝织物在公元前4世纪就远销国外,公元5～6世纪间波斯曾派专人来我国学习,其后丝织技术才又传到欧洲。3.建筑与交通。中国古代建筑技术在战国时期以后,逐渐形成了自己的独特风格,留下了许多不朽的杰作。万里长城是世界建筑奇迹之一。唐代长安城,明清两代的北京城,其建筑的宏伟、规划的严整,代表了我国古代都市建设与宫殿建筑的高超水平。我国古代许多桥梁和水利设施的建设形式多样、构思精巧、结构合理，体现出高水平建筑技术。如：隋代工匠李春设计的河北赵州桥、北宋时期的洛阳桥、战国时的四川都江堰等等。北宋时李诫编著的《营造法式》是一部重要的建筑技术专著,该书全面地总结了古代建筑经验,对设计和规范、技术和生产管理等都有系统论述,是世界建筑史上的珍贵文献。古代中国的四大发明：1、造纸术最早出现在西汉时期，12世纪传至欧洲。纸的发明极大地推动了人类的信息传播和文化交流。2、雕板印刷约发明于6世纪的隋唐之际,唐宋时期大量应用于印刷佛经、农书、医书和字帖等。北宋时期(1041～1048)毕升发明了胶泥活字印刷术,使印刷技术产生了一个飞跃。毕升之后活字印刷术不断改进,元代王祯发明了木活字,以后还出现过磁活字、锡活字和铜活字。1450年欧洲仿照中国活字印刷制成铅合金活字。3、火药是唐代炼丹术士在炼丹过程中偶然发现的。北宋时火药已开始用于战争,制成了火箭、火球、火羡黎等武器。13世纪火药和火药兵器传到欧洲，欧洲人于14世纪中期制造出了火药兵器。4、春秋战国时期中国人7已记录了磁石吸铁现象。稍后又发明了磁石磨针而制成真正意义上的指南针。11～12世纪南宋时期中国人已将指南针用于航海,不久又传到欧洲。古代中国的科学技术在相当长的历史时期中，一直居于世界领先的地位,但是自16世纪即中国明代中期起,传统科学技术总体上发展停滞,逐渐衰落了。而且随着时间的推移,与世界先进水平的差距越来越大。8第二节近代世界科技强国--意大利、英国、法国、德国16世纪，随着欧洲文艺复兴运动的兴起，意大利的科学技术迅速崛起，，导致近代科学技术有了第一次飞跃性的发