大连理工大学科学技术史资料.doc

第 1 章 原始时代技术的起源和科学的萌芽 第一节 原始时代的技术创造1、 石器制造和弓箭发明 石器制造标志着人类掌握了第一种最基本的材料加工技术，因此，它可以作为古代技术创造的第一个标志。 历史上把早期人类社会统称为石器时代，更细的又划分为旧石器、中石器 和新石器时代。2、 人工取火 在旧石器时代，人类已经注意到了火的用途 。人工取火说明人类已经在实践中懂得了机械能可以转化为热能的经验知识3、 驯养动物和栽培植物 恩格斯曾指出：“野蛮时代的特有标志，是动物的驯养、繁殖和植物的种植。” 这里说的“野蛮时代”相当于新石器时代。人类完成了从狩猎捕食 动物到驯养繁殖家畜和从采集野生植物到有意识地种植植物的重大转折，开始 了人类真正意义上的生产实践。4、 烧制陶器和冶炼金属 在新石器时代，除了石器的制造技术有很大发展外，还发明了陶器 顺序青铜、铁第2节 原始时代科学的萌芽 1、 天文学知识的萌芽 2、 数学知识的萌芽 3、 力学知识 第3节 原始时代的宗教自然观 原始宗教自然观的主要内容是万物有灵论和图腾崇拜第 2 章 奴隶时代的科学技术第一节 古埃及、古巴比伦、古印度的科学技术 1、 河流文明即城市文明的出现，是人类历史的一个重大转折。古埃及、古巴比伦、古印度和中国是世界文明的发祥地，在这些地区先后出现了最早的奴隶制国家。古埃及和古巴比伦的文明对奴隶时代科学技术的高峰古希腊的科学技术有直接影响。2、 文字的发明 埃及在早期王朝时期就有了以表形符号、表意符号和标声字母相结合的象形文字，其中有单辅音符号24 个，这是人类最早创造的标声字母，书写在形状似芦苇的植物纸草上。 巴比伦：字形呈楔形，所以被称为楔形文字 3、 天文学和数学 埃及人此时已经认识到行星和恒星的区别，并且已经能用图画来表示星体在天空的位置。 古巴比伦人根据月亮的盈亏制定了太阴历，把一个月定为 29 或 30 日，大小相 间，一年 12 个月共 354 日。这与一回归年相差 11 日左右，所以他们采用置闰 办法，每隔几年加一个闰月。 把 7 天作为一星期；把一周天定为 360 度；一度定为 60 分；一分定为 60 秒，这种测时和度量单位直到现在仍在使用。巴比伦人绘成了世界上最早的星图。他们把黄道附近的一些恒星划分为若干星座，即黄道十二宫。 古印度把一年分为 12 个月，每月 30 天，每 5 年置一闰月。据记载，他们把黄道附近恒星划分为 27 宿（月宫），以此来表明月亮每天在天穹上所处的位置。 古埃及采用以 10 为基数的记号组合计数方式。古巴比伦记数系统的特点，是以 60 为基数并采用了进位记号。巴比伦的数 制是 10 进制和 60 进制的混合数制。能解二次方程和三次方程。巴比伦人已掌握了分数表 示法，倒数表的制定可以简化除法运算为乘法运算。巴比伦人研究几何是为了解决实际问题，他们已经懂得勾股定理、相似三角形。古印度约在公元前 3 世纪初，已经有 10 进位计数法，当时还没有零和进位 记法，公元前 3 世纪以后，印度出现了零的符号。4、 医学 古埃及在数学和天文学上落后于巴比伦，但在医学方面却遥遥领先。古埃及遗留的医学纸草书完整的共 7 部，最著名 的是公元前 1 600 年左右的埃伯斯纸草书卷。第一个留下名字的医生叫伊姆荷特普（Imhotep ）他被后人奉为医神，传说他是埃及医学的奠基人。世界上最早的医疗立法条文载于汉谟拉比法典中，表明巴比伦医学也深受原始宗教自然观的影响。 妙闻（生平年代不详）和闍罗迦（120 年？162 年？）是古印度最著名的医生。他们的集著妙闻集和闍罗迦 本集都是集古印度医学之大成，后者被誉为古印度医学百科全书。5、 建筑和其他工艺技术 新巴比伦城的三道城墙与其上的 300 多座塔楼相互衬托，城内的 建筑物及其装饰被称之为“空中花园”。第2节 古希腊的科学技术 一、古希腊最早的文明即爱琴文明，是指克里特岛和希腊半岛南端的迈锡尼文 明，特斯比乌斯曾发明 了压力泵、水风琴、水钟等。工程师希罗（约生于公元 20 年， 卒年不详）是里程计和蒸汽玩具以及许多测量仪器的发明者。希罗的自动门 ， 希罗的蒸汽球 。二、1，希腊早期：亚里士多德将“四根说”加以改造，提出“以太”。 毕达哥拉斯第一次 用演绎法证明了毕达哥拉斯定理（勾股定理）。根据这个定理，他们发现了无理数，扩大了数的概念。把数的和谐思想推至天文学研究， 认为圆形和球形是各种形体中最完美的； 10 是数目中最完美的。 公元前 5前 4 世纪的希波克拉底，达到了这个时期医学的高峰。他们把医学看作服从于自然法则的一种技术。整理出版的希氏医学著作集成共 10 卷。2，雅典时期 柏拉图学派强调几何的抽象性，关心证明和推理过程的方法。柏拉图是第一个把严密推理法 则加以系统化的人，他的思想对欧几里德有着直接影响。 亚里士多德为逻辑学发 展奠定了基础。 3.希腊化时期 欧几里得完成了 几何原本。 阿波罗尼乌斯按欧几里得 的方法和精神，写成了圆锥曲线一书。力学做出突出贡献的是阿基米德。 古希腊占统治地位的天文学理论是地心。 欧多克斯首先提出了地球是宇宙中心的思想。 天文学家亚里斯塔克提出了太阳位于宇宙的中心，日心说体系。他认为地球的自转形成昼夜，绕日公转的周期为一年。他第一次计 算了日、月、地之间的距离。3、 古希腊人的自然观和科学方法 古希腊的几何学不同于古埃及和古巴比伦的经验知识，自泰勒斯之后的几何学研究，大多注重于逻辑推理和演绎证明第3节 罗马时期的科学技术一、罗 马人在建筑和水利工程上贡献最大，世界第一部建筑学专著建筑学十讲是由建 筑师维特鲁维奥所著。标志着古代欧洲建筑的技术已经达到了相 当高的水平。二、罗马时期科学技术进展缓慢的原因 为了军事目的，只注重实用技术， 忽略了希腊科学的思想和精神是罗马时代科学技术进展缓慢的一个原因。 奴隶制本身带来的危机。 为国教的基督教的出现，也是罗马时期科学衰落的原因 。 第 3 章 封建时代的科学与技术 中国古代的科学成就 ：1天文学 夏朝可以确定春分、夏至、秋分和冬至四个节气。商代已经 知道二个朔望月为 59 天，并置闰月来调整望月和回归年的长度，形成一直延续 到今天的阴阳合历的历法体系，商代把闰月一般置于年终。 周代已经确定了天文坐标系统二十八星宿，每一星宿中取一恒星为标志。 战国时期，最著名的天文学家为石申和甘德。甘石星经，其中有世界上最早的星表。秦汉时期的各种天象记录 趋于齐备并且是日趋详尽、精细。如出现了准确的太阳黑子的记录 。中国历代对于哈雷彗星的记载尤为详备。中国古代的宇宙论思想有宣夜说、浑天说和盖天说。浑天说的集大成者是东汉的张衡，浑天仪图注是浑天说的代表作。祖冲之制订“大明历”。 到唐代，古代历法体系已完全成熟，公元 727 年天文学家一行和尚完成“大 衍历”，一行把太阳在一个回归年内所走的度数分为 24 等份，这就是二十四节 气的位置。 2.数学 周髀算经是中国一部较早的数学著作。 九章算术成书于汉代，九章算术的出现标志着中国古代数学体系的形成。宋元之际，秦九韶，杨辉，李冶，朱世杰，此四人被称为中国算学四大 家。朱世杰对多元高次方程的求解已达到惊人的程度。3中医药学 黄帝内 经大致成书于春秋战国，扁鹊善于运用汤药、针灸等方法治疗疾病，已经奠定 了中医“四诊”望、闻、问、切的基础。张仲景著有伤寒杂病论，华佗精通内、 外、妇、儿、针灸各科，他发明了麻醉药“麻沸散”。他还发明了“五禽戏”，开创 了保健体操的先例。 李时珍完成本草纲目。4.传统农学 北魏贾思勰系统总结了南北朝以前传统农业生产和畜牧生产经验，写成齐民要术。明代徐光启农政全书集中国农学之大成。5.地理学和其他科学 ，战国时期就出现了山海经 北魏郦道元完成地理学名著 水经注 明代徐霞客著徐霞客游记。隋代大型石拱桥 赵州桥堪称世界桥梁建筑史上的杰作。第2节 中世纪欧洲科学的衰落 奴隶制度最终必将阻碍窒息科学的发展，社会分化出现了极端，统治者陷入奢侈和堕落。意大利的波伦亚大学，法国巴黎大学，这是欧洲最早的两所大学。第3节 阿拉伯的科学技术 阿尔巴坦尼著星的科学一书。 他测定岁差值为 54.5（现代值为 50.2），比古希腊希帕克的数值准确，测 定黄道与赤道交角 2335（现代值为 2327），他还测得地球远日点的运动。2.数学 自 10 世纪到 15 世纪，阿拉伯的数学继承了希腊与印度的数学精华，为数 学的发展做出了杰出的贡献，尤其是在代数与三角方面更是突出，使三角学脱 离天文学而独立。 3.医学 医典译成 30 多 种拉丁版本，阿维森纳享有“医学 之王”的盛名达数百年之久。 伊本阿尔纳菲发现了心肺 之间的血液小循环。4.化学和物理学 近代化学是从炼金术中脱颖而出的，阿拉 伯科学在世界文明史上的作用是不可磨灭的，它沟通了东方和西方，联系了古 代和近代，为近代自然科学的产生架筑了一座必要的桥梁。第 4 章 近代自然科学的产生 社会背景：一、资本主义生产方式的形成和发展 地理大发现，对于欧 洲资本主义生产方式的发展和生产力的提高起到了巨大的作用。二、文艺复兴运动 文艺复兴是以学习古希腊的古典文化开始的。文艺复兴的意义：大批古希腊 优秀的科学文化遗产再现于欧洲，重新得到传播和发扬。 资产阶级反对封建阶级的斗争还通过宗教改革运动表现出来。 文艺复兴时期在思想文化和宗教领域里发生的资产阶级反封建运动， 实现了人类思想的解放，推动了近代自然科学的产生和发展。 三、自然科学同宗教神学的斗争 哥白尼学说打破了托勒密 地心说在天文学领域长达千余年的主导地位，使天文学真正成为科学。第 5 章 天文学革命和经典力学体系的完成 第1节 哥白尼的太阳中心说 天体运行论 哥白尼的太阳中心说有四个特点：内容的真实性。逻辑的简单性。结构的和谐性。思想的革命性 太阳中心说经伽利略、意大利布鲁诺等人传播。第2节 开普勒在天体力学上的成就 第谷主要擅长精确的天文观测 发现了月球运动的“二均差”，对彗星及其轨道也进行过观测和解释。 天文学上的杰出成就，赢得了“星学之王”的美誉。 二、 “天空立法者”开普勒 第谷和一开普勒却走到了一起，后来开普勒发现了行星运动三定律，从而赢得了“天空立法者”的美称。 第3节 伽利略对经典力学的贡献 、“近代科学之父”伽利略 二、伽利略的力学成就 1发现了摆的等时性 2导出了自由落体定律 3提出了惯性理论 4分析了抛物体运动过程 5表述了相对性原理 三、伽利略的科学研究方法 伽利略十分注重观察和实验。强调了定量分析和数学演绎。第4节 牛顿与经典力学体系的完成 1、 巨人肩上的巨人牛顿 贡献：创立的 微积分、发现了万有引力定律，进行了分解日光的三棱镜实验，并得到了太阳 光谱等等，他制成了反射望远镜，认识了力的本性，2、 万有引力定律的发现 英国物理学家卡文迪许（17311810 年）才准确地测定出 G 的值， 定律意义：计算 出它们之间的相互作用力。它可以解释以往无法解释的许多自然现象。通过万有引力定律可以检验和修正开普勒的三定律。说明天上物体的运动与地上物体的运动之间无任何本质差异。3、 划时代的伟大综合 牛顿总结了机械运动的三个基本定律。 第一定律的物理表述是：物体在没有外力作用的情况下，保持静止或匀速 直线运动状态。 第二定律的物理表述是：物体在外力作用下作加速运动，加速度的大小与 外力大小成正比，运动方向与力的方向保持同一直线。 第三定律即“作用与反作用定律”是牛顿的创造性贡献。 表述就是：物体的作用力与反作用力大小相等，方向相反。第 6 章 数学和物理学的初期发展 第1节 数学的进展 代数：16 世纪末，法国数学家韦达引入的符号体系使代数学发 生了质的飞跃。著作分析法引论建立代数上实用的符号，使用了字母。 解析几何：17 世纪法国的大数学家、数论的创始人费尔马和笛卡尔分别创立了解析几何学。 微积分学：牛顿和莱布尼茨都是微积分的发明者。第2节 物理学的初期发展 一、光 学 开普勒设计天文望远镜，作为近代实验光学奠定了基础。1621 年荷兰的数学家斯涅尔提出了光的折射定律。笛卡尔当时设想光是由微粒形成的，并且是速度很快的直线运动，光的反射就是光微粒根据力学定律从一个弹性面上弹了回 来。费尔马曾质疑。主张波动说的有格里马尔迪、胡克和惠更斯等人，主张微粒说的有伽桑狄和牛顿等人。 牛顿是 17 世纪光学的集大成者，利用三棱镜进行了著名的光 的色散实验，发现白光由不同颜色的光组成，而单色光不能继续分解。牛顿还 计算出各种颜色光的折射率，定量精确地说明了色散现象 。设计并制造了第一架反射望远镜，倾向微粒说。直到托马斯杨重新提出光 的波动说，才动摇了微粒说的统治地位。 二、电学和磁学 吉尔伯特提出电磁学，发表了磁石论 。富兰克林由此发明了保护建 筑物的避雷针。三、热 学 第一支实用水银温度计是德国人华伦海特制成的。他发明了净化水银的方法，使水银在温度计中普遍使用。量热学的创立受到了热质说观念的影响。拉瓦锡改进了蒸汽机 四、声 学 伽利略认为音调的高低是由它的振动频率决定的。第 7 章 化学的奠基和 17 世纪前后的生物学 第一节 化学确立为科学 、炼金术及其传播 阿拉伯炼金家格伯制得硫酸、硝酸与王水 2、 医疗化学时期 瑞士科学家帕拉塞尔苏斯是医疗化学的创立者。贡献：，批判了炼金术的旧方向，建立了医疗化学学派，使化学走上了与社 会生产、社会生活实际相结合的道路。认识了不少无机药物的性质和用途，并制取了许多 化学药剂，使有效药物的种类大增。 促进了对疾病的 专科研究，也有助于将有益和有害的药物加以区别。 2范.赫尔蒙脱 制取了二氧化碳、二氧化硫、氢气等气体。在化学史上他得到“气体化学之父”的美名。 3、 英国波义耳把化学确立为科学 4、 燃烧和大气性质的早期研究 。贝歇尔的著作土质物理 观点通常被认为是燃素说的前身。贝歇尔的学生斯塔尔，提出了燃素说。布莱克的实验构成了对燃素说的有力冲击。卡文迪许制取“氢气。瑞典科学家舍勒氧气的发现，是对燃素说最有力的冲击。普利斯特列也制得了氧气。5、 拉瓦锡与近代化学基础 法国著名化学家拉瓦锡以燃烧理论推翻了燃素说，澄清了化学界的 思想混乱，奠定了近代化学的基础。 第2节 生理学和生物学的成就 一、血液循环理论的建立 维萨留斯人体的构造的发表，到塞尔维特心肺小循环的发现，哈维建立血液循环理论 。二、细胞的发现及渐成说的胜利 胡克发现“细 胞”并绘出细胞结构图。荷兰列文霍克 从显微镜的观察中发现了原生动物和细菌，第一次绘出骨细胞和横纹肌的细胞图。沃尔夫发表了发育 论，沃尔夫被誉为“近代胚胎学的创始人”。 三、动植物分类 。瑞典学者林耐著作自然系统第 8 章 近代工业的兴起与第一次技术革命 第1节 英国近代工业的兴起 为什么第一次技术革 命会首先发生在英国呢？1英国是最早完成资产阶级革命的国家 2在资本主义生产的初期建立了简单协作，即资本主义工场手工业的生产方式，资本主义工场手工业的高度发展，要求技术的专门化。工场手工业培养出了许多熟练的技术工人和具有一定科学知识的技师，这就为近代技术革命打下了必要的技术基础。 第三，要实现资本主义的机器大生产，就需要有资本的原始积累，即要有 能够投资办厂所必需的财富。第四，英国资本主义商业霸权的确立，迫切要求从手工工场生产过渡到机器工厂制生产。2、 纺织业的机械化 第一次技术革命具有代表性的技术变革就是蒸汽动力技术。棉纺织工业的一个重大技术发明是约翰.凯伊发明 了织布用的“飞梭”。哈格里夫斯发明了珍妮机。 牧师卡特莱特发明了水力织布机.第2节 蒸汽机的发明与应用 德国的盖里克进行了著名的马德堡半球实验。巴本的实验性蒸汽机是“第一个把热能转化为真正有用的机械运动的装置”，它为以后可实际应用的蒸汽机的研制开辟了道路。 塞维利和纽可门的蒸汽机 3.瓦特对蒸汽机的重大改进： 1分设冷凝器 2，改竖直运动为横向运动 3，改单向进汽为双向进汽 4改直线往复运动为旋转运动。5，安装离心式蒸汽调节器 二、蒸汽机在机器制造业、采煤业、交通运输业的应用 广泛地应用到机器制造、 采煤和交通运输等部门，使社会生产力以前所未有的速度和规模发展起来。 蒸汽动力技术也用于水上运输。机器制造业、采矿业和交通运输业蓬勃发展。第3节 第一次技术革命的实质 技术革命的实质就是把技术引入生产过程，用机器代替人的部分体力劳动 三、第一次技术革命的后果 ：蒸汽机的应用实现了由手工业向机器大工业的过渡。，蒸汽技术革命带来了社会生产力的巨大发展。第 9 章 18、19 世纪的天文学 一、18 世纪德国康德宇宙发展史概论的星云假说 二、法国拉普拉斯的宇宙体系论 星云假说 比较：，对“原始星云”概念的理解不同。康德认为原始星云是弥散的固体 微粒；而拉普拉斯则认为原始星云是炽热的气体云。 对“原始星云”运动原因的解释不同。，拉普拉斯作在他的假说中 更多地考虑了太阳系的动力学特征，并利用力学数学方法为其假说提供了更严格的科学论证，更合理。 三、星云假说的科学和哲学意义： 标志着天体演化学的诞生，打开了近代前期形而上学自然观的第一个缺口，把发展的观念终于还给了自然界。 第二节 天王星和海王星的发现 赫舍尔宣布发现天王星不是恒星，是彗星。法国勒维烈发现海王星。 海王星的发现使天王星的越轨行为得到了科学的解释。第3节 光行差的发现和恒星视差的确认 布拉德雷虽然没有发现他所期待的恒星视差，但光行差的发现仍然具有重要意义。 英国天文学家亨德森测出半人马座 星的视差，恒星视差得到了确认，有力地证实了地球相对于恒星的运动。第 10 章 地质学中关于岩石成因的争论第1节 关于岩石成因的研究 维尔纳与水成论 ：确定了地壳的存在，但夸大了水的作用； 赫顿与火成论 ：强调地球内热的地质作用第2节 关于地壳运动方式的研究 一、法国居维叶的灾变论：一种保守 的、试图与宗教相调和的理论。 二、赖尔的地质渐变论 地质学原理 ：缓慢的自然力的长期综合作用的结果。第 11 章 19 世纪的生物科学 第一节 19世纪细胞学说的建立 德国施莱登和施旺被认为是细胞学说的创始人。二、细胞学说的意义 ：在生物学发展史上具有划时代意义。1促进了生物学的发展。细胞学才很快发展成为一门新的独立学科。生物学的许 多重要成果，都是在对细胞深入研究的基础上发展起来的。推动生物学新分支的形成。2推动了自然观的进步。证明了世界物质的统一性，使唯物主义的自然观建立在更加牢固的自然基础上。 第二节 19世纪生物进化论的产生 一、拉马克的进化思想 二、达尔文生物进化理论的创立 达尔文的生物进化论：1生物普遍具有变异现象 2过度繁殖 3在生存斗争过程中，对生存有利的变异被保存下来，不利的个体被淘汰。“自然选择”或“适者生存”。4自然选择使有利的条件世代积累，形成物种 5自然选择使生物更加适应环境，促进生物向着从简单到复杂，从低级到高级的方向发展。 三、生物进化论的胜利 意义： 达尔文学说的创立和发展，推翻了长期统治着生物学领域的特创论和目的论，沉重地打击了宗教唯心主义和形而上学对自然科学的统治，使辩证唯物主义哲学获得了更加丰富、更加生动的自然科学新内容，为马克思主义理论提供了自然史的基础。它揭示的各种生物之间，生物与非生物之间的普遍联系。看到生物界的辩证法。阐明了生物产生、发展的过程，揭示了一种生物向另一种生物转化的客观规律。第3节 微生物学的兴起 一、巴斯德对微生物学的巨大贡献：长颈瓶对发酵的研究2、 柯赫微生物学研究 ：发现免疫现象，认识传染病病因第4节 遗传学的奠基 、早期遗传学研究 ：古希腊，希波克拉底，德国魏斯曼2、 遗传学的奠基人奥地利孟德尔 ：豌豆杂交试验。 三、孟德尔遗传定律 四、早期的染色体遗传学研究 ：最早发现染色体的是德国的生物学家弗莱明 第 12 章 19 世纪的化学 第1节 原子分子学说的建立 一、英国道尔顿的原子论 ：1元素的最终组成称为简单原子 2同一元素的原子，其形状、质量及各种性质都是相同的，不同元素的 原子在形状、质量及各种性质上则各不相同 3不同元素的原子以简单数目的比例相结合，就形成化学中的化合现象 二、阿伏伽德罗的分子论 第2节 门捷列夫