科学技术史概论

科学技术史概论 科学技术史概论 北美殖民地早期科学上的相对蛮荒状况实用技术概况学校教育殖民地晚期到独立战争时期第一个北美科学巨匠 富兰克林新教伦理与资本主义精神 科学上的相对蛮荒状态 17到18世纪 正是欧洲第一次科学革命的收获时期 从哥白尼 开普勒 伽利略开启的革命 到牛顿1668出版 自然哲学的数学原理 完成了一次大综合 从此确立了机械自然观及其基本原理 欧洲人开始收获这次科学革命的种种成果 而与此同时 从五月花号到达北美 到独立战争的将近两个世纪的大部分时间里 由于北美殖民地人数很少 而且人人都在为生存而斗争 无暇顾及其他 因此在这近两个世纪的时间里 北美几乎与科学革命完全隔膜了 但科学的种子已经播下 五月花号上的大副 名叫托马斯 克拉克 也是个逃难的新教徒 他便是后来美国的著名光学仪器制造商阿尔万 克拉克的祖先 1640年 一个英国农夫托马斯 海耳 因宗教信仰的原因 卖掉了自己仅有的一点儿财物 离开英国来到马萨诸塞 在他的后裔中 出现了开启美国大科学历史先河的天文学家乔治 埃勒理 海耳 而在1682年因不肯信奉英国国教而遭迫害 不得不从北安普敦逃难到波士顿的乔赛亚 本杰明 就是美国历史上的第一个杰出科学家富兰克林的父亲 科学上的相对蛮荒状态 虽然北美殖民地在与欧洲的贸易中只是担任了一个原材料提供者的角色 但还是从欧洲学习了一些 并在了解自己的独特环境的过程中积累到了有用的基本知识 例如地质 博物和一些实用技术等 但在科学上处于比较落后和相对蛮荒的状态 主要是收集和积累了一些直接的观察资料而已 殖民地时期的主要科学学科 博物学 北美殖民地时期 被英国皇家学会吸收为会员的有45人 几乎都是记录了北美特殊植物和动物的一些医生 牧师和官员 这些人可以称为前美国的第一批科学研究人员 当然这些业余科学家所收集的资料也是很宝贵的 填补了欧洲人所不了解的新大陆的情况 瑞典博著名物学家林奈 CarlvonLinne 1707 1778 出版的世界植物和动物志 1735 1753 中 有三分之一的物种来自北美殖民地博物学研究者的记录 实用技术概况 除了从欧洲带来的诸如建筑 日用手工业 造船 作物种植和牲畜养殖等方面的传统技术之外 北美殖民地自己所发展的技术主要包括用当地的一些植物制作药物 改良玉米和棉花的种植等技术 还有其他一些诸如交通工具 枪械制造等 也有缓慢的发展 学校教育 由于新教的教育传统 使得北美殖民地各地广泛兴办教会学校 几乎每个教区都会创办自己的学校 其中在马萨诸塞的坎布里奇和康涅狄格的纽黑文创办的两所教会学校 它们后来成为美国最早的两所著名私立大学 即哈佛大学和耶鲁大学 未有美国 先有哈佛 美国的第一所大学 1636年 后来美国第一所大学的前身 马萨诸塞学校在波士顿附近的坎布里奇镇成立 它比美国的历史还早140年 该学校是由当时的马萨诸塞海湾殖民地议会通过决议设立的 该校于1638年在马萨诸塞的坎布里奇正式开学 但第一批学生只有可怜的4名 教师也只有一个人 是当地的一位牧师 哈佛学院的来源 1638年9月 当地的一位牧师J 哈佛病逝了 他生前立下遗嘱 把自己的部分遗产和400余册图书捐赠给这所学校 于是 开始被称为马萨诸塞学院的这所学校 遂被命名为哈佛学院 建校百年时 毕业生捐赠哈佛铜像 哈佛铜坐像铸于1736年 哈佛大学简史 在建校的最初两个世纪中 学校体制主要是仿照英国的大学 特别是牛津和剑桥大学 设立 以教授拉丁文 希腊文和神学等传统科目为主 毕业生从到学校建立到1700年间的60多年中 总共只有500多名 每年平均不到9人 其中一半以上后来担任了牧师 学校至1727年才开始设立数学和自然科学教职 1780年扩建成哈佛大学 1816年设立了第一个学院 神学院 1817年成立法学院 以后各学院相继在19世纪建立 教育学院成立于1990年 1936年又成立了政治学院 1966年命名为J F 肯尼迪政治学院 美国大学改革 CharlesWilliamEliot 1834 1926 哈佛第21任校长 任期1869 1909 longestpresidencyinHarvardhistory 他推行了丰富大学教学内容的改革 使得科学技术在大学教育体系内的比例大大提高 他也成为美国大学教育第一次跨越发展时期的代表性人物之一 从教士 绅士到实用技术人才 独立战争前 美国共创办了九所学院 主要是仿效英国的模式 独立战争后 美国开始出现专业学院 1802年开办的西点军校 WestPoint 是美国第一所设有技术学科的学校 1824年伦塞勒综合技术学院 RensselaerPolytechnicInstitute 的建立 开启了民间技术学校的先河 自此 各州也开始创办一些州立学院 强调培养实用技术人才 从仿英到学德 在德国新型大学 特别是1810年创办的柏林大学的影响下 美国1876年建立了约翰 霍普金斯大学 创办研究生院 设置和引入高水平研究生课程 提倡教师搞科研等措施 在它的带动下 包括诸如哈佛 哥伦比亚 耶鲁等一些老式学校也相继仿效 逐渐改造成真正意义上的现代大学 如今的哈佛大学 1966年以来 哈佛大学共设10个研究生院 即文理 商业管理 设计 牙科医学 神学 教育 法学 医学 公共卫生和肯尼迪政治学院 另有2个招收大学本科生的学院 即哈佛学院和拉德克利夫学院 并设继续教育办公室 专门负责暑期学校 附设课程和终身学习中心 除牙科医学 医学 公共卫生等3个研究生院设立在波士顿外 其余各学院均集中于坎布里奇 哈佛传统是各学院都具有相对的独立性 推荐阅读 徐飞 细看哈佛 辽宁教育出版社 2005 戈鲲化 1838 1882 1879 1882任哈佛中文教授 殖民地晚期到独立战争时期 第一个北美科学巨匠 富兰克林新教伦理与资本主义精神 本杰明 富兰克林 BENJAMINFRANKLIN 1706 1790 1706年1月6日 富兰克林出生于波士顿一个新教加尔文派教徒家庭 兄弟姐妹有13个 他受到的家教是勤俭 刻苦 努力工作 小时候 去读波士顿的拉丁学校读书 10岁时辍学 他后来的学识大部分是靠阅读自学得来 12岁时 他 离家出走 来到费城 在他的哥哥开的印刷店当学徒 在那里 他开始写作 后来开了自己的印刷店 读书是我唯一的娱乐 他刻苦自学 说 读书是我唯一的娱乐 他常常去找别人或书店借书 利用深夜读书 清晨就去归还 他不仅从书本上学习各种知识 还辗转到纽约 伦敦 费城等地流浪 在社会生活中学习 21岁时 他在费城创办了北美第一个青年自学团体 共读社 组织工人 技师 鞋匠 瓦匠 诗人等每周星期五来讨论哲学 科学 技术 文艺问题 这个团体后来发展为1743年创立的美国哲学会 1769年他被选为该会的会长 25岁时他又在费城创办了北美第一个公共图书馆 以后发展为北美公共图书馆 45岁时 他又创办费城学院 即后来的宾夕法尼亚大学 从暴君处夺得民权 1776 1785年他出使法国 他的科学声誉和广博的知识 十分有利于他的外交使命 在他的努力下 1778年缔结了美法联盟 1787年当选为制宪会议代表 担任宾夕法尼亚州最高行政议长 1753年获得英国皇家学会颁发的科普利奖章 同年获得哈佛大学和耶鲁大学的荣誉学位 1756年当选为英国皇家学会会员 1772年当选为法兰西科学院的外国院士 1789年当选为彼得堡科学院的外国院土 参与起草 独立宣言 和 美国宪法 科学贡献 富兰克林在40岁前 因生活所迫 主要精力都放在经营印刷所和社会活动方面 而真正开始从事一些科学研究 特别是电学实验是在其将近40岁的时候 兴趣的来源 他的主要科学工作是在电学方面 这在他的一生中只占十年左右 1743 1744年间 富兰克林在费城和波士顿看到了来自苏格兰的斯宾塞 A SPence 博土利用玻璃管和莱顿瓶所做的简单的电学实验时 心中激起强烈的探求欲望 兴趣的来源 他买下了全部展品 一位他在伦敦英国皇家学会结识的朋友柯林森 PeterCdlinson 得知后 又给他寄来了大批书籍 电学著作和某些摩擦起电的设备 富兰克林和费城哲学会的朋友们一起进行了许多电学实验和理论探索 富兰克林时代的电学知识概况 从古代直到1600年前后 人们对于电的认识 基本只限于摩擦可以使琥珀等一些物体带电 而带电体可以吸引一些碎屑等 但在1600年之后 在包括吉伯 卡比奥 古里克 豪克斯比 牛顿等人的研究推动下 电学知识开始有了一些进展 其中最重要的就是发明了摩擦起电机 使电的来源有了保障 促进了关于电学的各种实验研究 据说摩擦起电机曾成为风靡一时的畅销产品 很多人都买回去玩 这就大大普及了电学知识 也推动了广泛的电学研究 静电起电机 电学的进展 之后 特别是与富兰克林几乎同时代的几位科学家 包括英国的格雷 Gray 1666 1736 法国的迪费 Dufay 1698 1739 荷兰莱顿的穆欣布罗克 Musschenbreok 1692 1761 和法国的诺勒 Nollet 1700 1770 等对于电学有了一些精湛的实验研究 他们发现了绝缘体和导体的区别 也发现了电的传播效应 特别是迪费发现了两种不同类别的电 即他自己所称的 玻璃电 和 树脂电 这即是我们今天所知的阳电和阴电 当然最重要的穆欣布罗克和诺勒所发明莱顿瓶 使得电可以被储存起来了 莱顿瓶 富兰克林的电学研究 总体而言 到了富兰克林的时代 人类关于电学的知识有了很大进展 但仍然比较混乱 而富兰克林对这些知识作了比较系统的清理 他曾把多个莱顿瓶联结起来 储存更多电火 他用实验证明莱顿瓶内外金属箔所带电荷数量相等 电性相反 1747年5月25日他在给柯林森的信中 提出了电的单流质理论 并用数学上的正负来表示多余或缺少这种电流质 他还认为摩擦起电只是使电火转移而不是创生 所生电火的正负必须严格相等 这个思想后来发展为电学中的基本定律之一 电荷守恒定律 他自己则利用这一理论说明了带介质的电容器工作原理 电学研究的重要贡献 提出了 正电 和 负电 概念 以及同性相斥 异性相吸 接近提出电荷守恒定律 证明了人工电和自然雷电的同一性 并设计出避雷针 从苍天处获得雷电 当时的人们认为摩擦产生的电和天上的雷电是不同的 普遍相信雷电是上帝发怒的说法 学术界比较流行的是认为雷电是 气体爆炸 的观点 富兰克林从妻子不小心踫到了莱顿瓶被击中倒地的意外事件中 想到了空中的雷电 他经过反复思考 断定雷电也是一种放电现象 它和在实验室产生的电在本质上是一样的 于是 他写了一篇名叫 论天空闪电和我们的电火相同 的论文 并决心用事实来证明 富兰克林父子捕捉天电 1752年6月的一天 阴云密布 电闪雷鸣 一场暴风雨就要来临了 富兰克林和他的儿子威廉 在费城做了举世闻名的风筝实验 证实了 天电 和 地电 的性质是一样的 统一了天电和地电 影响 这些工作无疑是当时物理学所取得的最大成就 打开了18世纪电学的广阔前景 特别是他对雷电的研究 使人类从对雷电的冥思苦想和畏惧中解放出来 19世纪德国著名科学家洪堡说 从这个时代起 电学的发展由思辨物理学领域进入了对宇宙考虑的阶段 从幽深的书斋走进了自由的大自然界 电学的后续进展 富兰克林之后 最重要的进展是法国的库伦做出的 在富兰克林发现正电和负电 及其同性相斥 异性相吸的性质基础上 库伦利用其自己发明的扭称 定量的测定了电之间的作用力大小 并发现了库伦定律 使电学进入了定量科学研究阶段 此后 通过伽伐尼 伏打 奥斯特 安培 比奥和萨伐尔 欧姆 法拉第等伟大科学家的努力 最后由麦克斯韦全面总结 经典电学理论和实验的研究 达到了其最高境界 对富兰克林实验的怀疑 据研究 第一个付诸于实践的是法国科学家 他像图中那样观察到了铁棒上的火花 不过没有用身体近距离去碰铁棒 在传说中的富兰克林实验的第二年7月26日 俄国科学家罗蒙诺索夫和他的朋友李赫曼重做这个实验 李赫曼却当场被闪电击毙 富兰克林能安然无恙的完成实验 实在是天大的侥幸 其他科学兴趣 富兰克林对大自然有着广泛的兴趣 他研究过物体 尤其是金属 的热传导 声音在水中的传播 利用蒸发取得低温的方法 他还研究过植物的移植 传染病的防治 在横渡大西洋时 他观察了海湾暖流对气候的影响 测量了海水的流速和温度 等等 注重科学的实际效用 富兰克林的科学研究是十分讲究效用的 他发明的避雷针 平行板电容器 双焦距眼镜 玻璃口琴 以及他发现的磁化钢针 电的同一性实验 他与哈特莱共同利用乙醚的蒸发得到低温而创立的蒸发制冷理论等 都说明富兰克林的科学研究是注重实际效用 100美元 1928之后 上的头像就是本杰明 富兰克林 技术发明 作为发明家 他发明了高架取书器 老年人使用的双焦距眼镜 三轮钟 避雷针 新式火炉等几十种新东西 从苍天处取得雷电 从暴君处夺得民权 1790年4月17日 这位北美时期的伟大人物在美国费城病故 享年84岁 与其妻合葬在费城ChristChurch公墓之中 Hetorefromtheskiesthelightningandfromtyrantsthesceptre 墓志铭的故事 在他和妻子合葬的墓碑上 只有简简单单的两排字 BenjaminandDeborahFranklin 1790 关于他的墓碑上刻着 印刷工富兰克林 的传说 来自他17岁时给自己写的一个墓志铭 17岁的富兰克林给自己写的墓志铭 TheBodyofB FranklinPrinter LiketheCoverofanoldBook ItsContentstornout AndstriptofitsLetteringandGilding Lieshere FoodforWorms ButtheWorkshallnotbewhllylost Foritwill ashebeliev d appearoncemore Inanew moreperfectEdition CorrectedandAmendedBytheAuthor HewasbornonJanuary6 1706 Died17 印刷工班 富兰克林的身体 像一本旧书的封皮 书页已撕破 烫金的字样已磨去 躺在这里 被虫子吃 但是他的工作没有白费 如他所信 将再现于更新更完美的版本 由作者加上了修改和订正 他出生于1706年1月6日 死于17岁 费城独立宫富兰克林的铜雕 费城富兰克林科学博物馆 博物馆里富兰克林的坐像 2003年时代杂志特刊的封面 富兰克林与新教伦理 富兰克林的父亲是个虔诚的新教加尔文派教徒 这也影响到了富兰克林本人 使他一生谨记宗教教义 恪守新教伦理 品德高尚 勤勉工作 是个无可非议的伟大人物 他集政治家 科学家 官员 工人 社会活动家等各种角色于一身 有广泛的代表性 另外 他生前就出版了自传 以及大量的格言 使人们能够清晰地了解他的各种见解 这些都使得他成为新教加尔文派的代表性人物 德国社会学家马克斯 韦伯将其作为一个新教伦理的典型案例进行了研究 得出了重要的结果 马克斯 韦伯 马克斯 韦伯 MaxWeber 1864一1920 德国著名的社会学家 政治经济学家和伦理学家 同时也是西方宗教社会学的创始人之一 他一生致力于考察 世界诸宗教的经济伦理观 强调宗教等非经济因素在近代资本主义的产生过程中的作用 对于这个问题的直接讨论是在他的著作 新教伦理与资本主义精神 新教伦理与资本主义精神 该书最初分两部分发表于杂志 1904 1905 1920年重新出版 在新版本中 韦伯做了许多修改 并在注释中加了不少新的材料 同时要回答各种批评 在这部著作中韦伯讨论了伴随欧洲宗教改革运动而出现的新教伦理以及后者对现代资本主义的起源和整个西方理性化进程的影响 对马克斯 韦伯的评价 马克斯 韦伯是德国杰出的社会学家 历史学家 经济学家和政治学家 是古典社会学的主要奠基人之一 也是现代文化比较研究的先驱人物 在西方 他的名字经常和卡尔 马克思以及法国社会学家埃米尔 杜尔克海姆的名字联系在一起 被奉为当代社会学的三位精英 他以其渊博的学识 精深的造诣 极为丰富的著述成为西方近代思想文化界的巨人 被西方学术界一致奉为宗教社会学研究的开创者 宗教社会学理论的鼻祖 在20世纪 很少有学者能像韦伯那样对社会科学具有如此巨大的影响 什么是新教伦理 新教的三个主要宗派 即马丁 路德创立的路德宗 加尔文创立的归正宗和作为英格兰国教的安立甘宗 其中的加尔文派 是韦伯重点论述的对象 因为这个宗派在人数上占新教徒的大多数 而韦伯所论及的加尔文派伦理的代表人物 就是本杰明 富兰克林 精神决定物质 韦伯命题 新教伦理决定社会文明形态经过分析 韦伯指出 在作为新教重要教派的加尔文教的教义内容和宗教实践中 包含了资本主义精神发展的因素 客观上推动了资本主义及整个西方文明的发展过程 并初步建立其宗教观念与一定的经济伦理 社会结构之间的相关性 加尔文教的命定说 整个加尔文教中最典型的特征是它的命定说 这种教义宣称 一个人甚至在他出生前就已被上帝判决了他的来世命运 而且 作为尘世中的人 他无法获得对上帝这种判决的了解 因为采取任何世俗的手段都无法窥知天意 这样 人与上帝 尘世与天国之间便存在着一道不可逾越的鸿沟 从世俗如何建立获救信心 这种教义的逻辑结论便是 基督徒在尘世中的活动 包括为日常服务的职业劳动 都只是为了遵从上帝的戒律 完成上帝的旨意 于是 紧张的从事世俗活动 争取获得职业上的成功 便成为建立获救信心的惟一手段 世俗活动有其合理性和崇高意义 在韦伯看来 加尔文教就是这样为人的世俗活动的意义找到了答案 使全部的世俗生活彻底的合理化了 加尔文教作为宗教教派 使尘世活动 主要是职业劳动 具有了某种宗教上的合理性和崇高意义 即世俗的日常工作被视为荣耀上帝的行为 富兰克林的道德伦理观 在韦伯看来 富兰克林的言行 最清晰地反映出新教的伦理特征 切记 时间就是金钱 切记 信用就是金钱 要当心 不要把你现在拥有的一切都视为己有 生活中要量入为出 富兰克林给父母的墓志铭 1744年 富兰克林的父亲约赛亚 富兰克林去世 8年后 富兰克林的母亲阿拜亚 富兰克林也去世了 富兰克林在波士顿他们合葬的墓前立了一块大理石墓碑 碑文如后 约赛亚 富兰克林和他的妻子阿拜亚共葬于此 在婚后的五十五年中他们相亲相爱地生活着 他们既无田产 又无官职 靠不断的劳动和勤勉 以及上帝的赐福 他们维持了一个人口众多的家庭 安乐度日 并抚养了十三个子女与七个孙子孙女 颇有佳誉 由此看来 读者 你当自勉 努力勤谨 切勿不信上帝 约赛亚是一个虔诚谨慎的男子 阿拜亚是一个贤淑善良的妇人 他们的幼子立此碑铭以表孝意和怀念 十三种美德 富兰克林在他的自传里写道 我的目的是养成所有美德的习惯 最好还是在一个时期内集中精力掌握其中的一种美德 当我掌握了一种美德后 接着就开始注意另外一种 这样下去 直到我掌握了十三种为止 因为先获得的一些美德可以便利其他美德的培养 十三种美德 1 节制 食不过饱 饮酒不醉 2 寡言 言必于人于己有益 避免无益的聊天 3 生活秩序 每一样东西应有一定的安放地方 每件日常事务当有一定的时间去做 4 决心 当做必做 决心要做的事应坚持不懈 5 俭朴 用钱必须于人或于己有益 换言之 切戒浪费 6 勤勉 不浪费时间