技术史笔记.doc

技术史绪论一、科技史学科的确立学科正式诞生的标志是：刊物、组织、课程。萨顿(Gorge Sarton)：掌握14种语言（包括汉语和阿拉伯语，创办了ISIS OSIRIS。1924年美国科学史学会成立，是世界上第一个科学史学术组织。国际科学史界的最高荣誉：萨顿奖章二、科技史的功能功能大致分为四类：帮助人们理解科技本身及其应用；作为其他相关人文学科的基础；教育功能；作为科学决策的基础（科技政策史）。教育功能以美国为例 改革物理学教程、普及科学美国2061计划、国家科学教育标准三、科技史的三种研究方法实证主义的编年史方法；思想史学派的概念分析方法；社会学方法：黑森牛顿力学的社会经济根源（1931）、默顿17世纪英国的科学、技术与社会（1938）、贝尔纳科学的社会功能（1939）及历史上的科学（1954）。四、科技史研究中的内史和外史五、科技史在中国的情形六、参考文献李思孟等科学技术史华中理工大学出版社吴国盛科学的历程湖南科技出版社1997宋子良等理论科技史湖北科技出版社贝尔纳历史上的科学、科学的社会功能默顿十七世纪英格兰的科学、技术和社会英科林斯等人人应知的科学江苏人民出版社，2000年北京大学科学史与科学哲学(简称科科网)： /hps/三思科学网站 ：科学网：四大文明古国一、埃及希罗多德：埃及是尼罗河的赠礼纸草文书、木乃伊、金字塔二、美索不达米亚(美索不达米亚文明.ppt)发达的天文学（黄道十二宫）三、印度四、中国神农氏炎帝、“神农始尝百草，始有医药”，医不三世，不服其药1、农业技术和农学，生物学贾思勰：齐民要术宋应星：天工开物（“香稻一种，取其芳气，以供贵人，收实甚少，滋养全无，不足尚也！”）徐光启：农政全书2、化工技术和化学：(中国瓷器.ppt) 葛洪抱朴子3、水利工程技术(都江堰的奇迹.ppt)4、冶金和采矿技术5、机械、造船和纺织技术东汉张衡：水运浑象6、天文学7、医药学扁鹊：原名秦越人(骄恣不论于理,一不治也;轻身重财,二不治也;衣食不能适,三不治也;阴阳并藏、气不定,四不治也;形赢不能服药,五不治也;信巫不信医,六不治也.)张仲景：伤寒论、金匮要略华佗：青囊经孙思邈(581-682)(中国药王孙思邈.ppt)：备急千金要方 千金翼方 “读书三年，便谓天下无病可治；及治病三年，便谓天下无方可用”。大医精诚“朝野士庶，咸耻医术之名。多教子弟诵短文，构小策，以求出身之道。医治之术，阙而弗论。”金元四大家：刘完素，张从正，李杲，朱震亨李时珍：本草纲目孙真人卫生歌春寒莫放绵衣薄，夏月汗多宜换着。秋冬衣冷渐加添，莫待病生才服药。惟有夏月难调，伏在内忌冰水。 瓜桃生冷宜少食，免至秋来成疟痢。孙真人养生铭怒甚偏伤气，思多太损神。神疲心易役，气弱病相侵。勿使悲欢极，当令饮食均。再三防夜醉，第一戒晨嗔。安神宜悦乐，惜气保和纯。8、数学周髀算经，九章算术刘徽、祖冲之：3.1415926-3.1415927，密率:355/113，约率:22/7。安托尼兹率、祖率宋元（古代数学发展的高潮时期）数学四大家：秦九韶，李冶，扬辉，朱世杰李约瑟难题：既然从古代至中世纪的中国能有这么多科技方面的重大成就（姑且先举火药、印刷与磁针这三件），为什么现代科学却是只从欧洲发展起来的呢？约瑟夫尼达姆博士，取汉名为李约瑟，字丹耀，号十宿道人1、科举制度 2、自满保守：利玛窦，徐光启3、中国古代科技发展自身的缺陷：4、儒家文化尤其是程朱理学的消极影响：5、科学信息交流的匮乏：古希腊与古罗马的科技(一)、古希腊前希腊（雅典） 希腊化（亚历山大城） 托勒密他们讨论的题目，我们还在讨论，他们开始为之奋斗的大问题，今天仍然摆在我们的面前，他们的著作是我们的曙光。一、自然哲学1、物质观(1)、米利都派的观点：泰勒斯:水;阿那克西曼德：“无定形”; 阿那克西美尼：气(2)、毕达哥拉斯派的观点：数是万物的本原(3)、赫拉克利特的观点：火是万物的本原(4)、恩培多克勒的“四根说”：世界万物都是由火、水、土、气生化而来(5)、阿那克萨哥拉的“种子说”(6)、留基伯和德谟克里特的原子论：伊壁鸠鲁继续发展原子论思想。(7)、亚里士多德及其“四因说” ：逍遥学派 质料因、形式因、动力因、目的因2、运动观和朴素的辩证法思想(1)、米利都派的观点(2)、毕达哥拉斯派的观点(3)、赫拉克利特的观点(4)、爱利亚派的观点：巴门尼德和他的门徒芝诺 “存在”概念(5)、留基伯和伊壁鳩鲁的观点(6)、亚里士多德的观点：外因论者二、成就辉煌的数学泰勒斯；毕达哥拉斯学派；柏拉图学派欧多克斯；欧几里得几何原本；阿基米德；阿波罗尼乌思圆锥曲线论化圆为方问题; 倍立方问题；三等分任意角三、物理学亚里士多德物理学；欧几里得光学论镜；阿基米德四 生物学和医学亚里士多德； 希波克拉底 （二）古罗马卢克莱茨盖伦：灵气说托勒密：天文大全-至大论老普林尼：自然史古代阿拉伯和欧洲中世纪的科技一、古代阿拉伯1、阿拉伯文化繁荣的内在背景辽阔的疆域；不甘心落后的民族意识；（学问虽远在中国，亦当求之）统治者、有产者的大力支持 。2、阿拉伯的主要学者花拉子模与阿拉伯数学 复原和化简的科学阿尔.巴塔尼与阿拉伯天文学 天文大全至大论阿尔.哈曾与阿拉伯物理学论视觉阿维森纳与阿拉伯医学 医典3、古代阿拉伯科技的特征及地位二、欧洲中世纪古希腊文化的衰落（柏拉图学园封闭，亚历山大图书馆焚烧）女数学家希帕蒂娅的死亡罗吉尔.培根；奥卡姆剃刀；冲力学派；大学的兴办第一次科学革命一、社会历史条件1、欧洲资本主义生产方式的产生和发展2、东方国家先进的科技传入后对欧洲社会发展的促进作用二、远航探险和地理大发现马可.波罗掀起的“黄金渴望”迪亚士，哥伦布,达.伽马,麦哲伦三、文艺复兴(文艺复兴.ppt)四、近代天文学革命1、托勒密“地心说”的危机2、哥白尼创立“日心说”：天体运行论3、布鲁诺和伽利略在传播哥白尼学说方面的贡献1632年关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话五、行星运动三定律 (开普勒.ppt)六、伽利略的贡献伽利略的主要贡献：第一，创立了实验与数学相结合的科学研究方法，这对近代科学的产生和发展有着重大意义；第二，在天文学方面，他的工作对哥白尼学说地确立和发展起了关键的作用；第三，在经典力学的创立方面，他做了先导的基础性工作。伽利略对经典力学的创立主要贡献有以下三方面。1、静力学方面 研究物体的中心和平衡，研究材料的强度问题，利用阿基米德浮力定律制造过流体力学天平，还用实验证明空气是有重量的。2、动力学方面 发现了摆的等时性，研究过自由落体和抛物体的运动规律，为牛顿的综合工作奠定了基础。3、提出了力学的相对性原理 对于一个相对于惯性参照系作匀速直线运动的系统，其内部所发生的一切力学过程，都不会受到系统作为一个整体而作匀速直线运动的任何影响。或者说，不可能借助于任何力学实验来确定惯性参照系作匀速直线运动的速度。这个原理是伽首先提出的，又称为伽利略相对性原理，是经典力学的一个基本原理。关于力学和位置运动的两种新科学的对话与数学证明，简称关于两种新科学的对话八、牛顿创立经典力学(经典物理学大师.ppt)科学中心移到英国：格雷山姆学院，1662年成立英国皇家学会（第一任秘书威尔金斯）先驱者：培根、笛卡尔、伽利略、胡克、惠更斯等牛顿以后的经典力学继续沿两个方向发展。第一是结合生产实际和工程技术不断扩大经典力学的应用范围，从而先后创立了诸如理论力学、地质力学、土力学等许多应用力学的分支学科；第二是由于欧勒、拉格朗日等科学家的共同努力，创立了分析力学。分析力学是经典力学的新发展，是由经典力学过渡到近代力学的桥梁。九、近代医学革命1、维萨留斯：人体结构盖仑（复活骨）2、塞尔维特：基督教的复兴心肺循环：右心室的血是流经肺部，并通过迂回曲折的途径而到达左心室。3、哈维：心血运动论 帕多瓦大学16世纪-18世纪的科技一、数学16-18世纪是从常量数学到变量数学的转折时期1、解析几何学的创立费尔马 平面和立体的轨迹引论（1629年写成， 1679年发表）笛卡儿 更好地指导推理和寻求科学真理的方法论（1637年出版）2、对数的发明耐普尔奇妙的对数定律说明书（1614年出版）布里格斯发展常用对数3、微积分学的创立与发展基础：开普勒，笛卡儿、费尔马、巴罗、卡瓦列利（伽利略学生）等。牛顿(流数术)与莱布尼茨的优先权之争。不列颠的数学家们继续研究牛顿的流数术，他们中的优秀代表有泰勒、麦克劳林。麦克劳林之后，英国数学陷入长期停滞的状态。在从17世纪到18世纪的过渡时期，推广莱布尼兹学说的任务主要是由雅各布伯努利和约翰伯努利担当。18世纪微积分最大的进步是由欧拉作出的，其次则首推法国学派。欧拉:无限小分析引论、微分学、积分学(f(x)、e、i)哥德巴赫猜想：每个偶数是两个素数之和；每个奇数是三个素数之和。法国学派: 达朗贝尔、拉格朗日、蒙日、拉普拉斯和勒让德等.18世纪末数学家们存在一种普遍的悲观情绪。拉格朗日在1781年至信达朗贝尔：“在我看来似乎（数学的）矿井已经挖掘很深了，除非发现新的矿脉，否则迟早势必放弃它，、科学院中几何学（指数学）的处境将会有一天变成目前大学里阿拉伯语的处境一样，那也不是不可能的。”17、18世纪数学与天文力学的紧密结合，使部分数学家把天文与力学看成是数学发展的几乎唯一的源泉，而一旦这种结合变得相对滞缓和暂时进入低谷，就会感到迷失方向。二、物理学1、热学2、电学和磁学莱顿瓶 富兰克林 卡文迪许：做开创性工作，提出静电电容、电容率、电势等概念。库仑：根据万有引力定律用类比方法得到库仑定律（电荷作用力与距离的平方成反比），是电学史上第一个定量规律，使电学研究从定性进入定量。伽伐尼：提出“生物电”假说，使电学由静电转向动电研究，1791年论肌肉运动中的电作用标志电流的发现。伏打：1800年制成伏达电堆，是电池的雏形。3、光学：微粒说、波动说三、化学巴拉塞尔斯（瑞士，1493-1541，认为物质由汞、硫、盐组成）荷尔蒙脱（比利时，柳树实验）波义耳将化学从炼金术中解放出来，确立为一门科学。怀疑派化学家（1661）燃素说：燃烧的物质=灰渣+燃素普利斯特列：脱燃素空气 拉瓦锡（1743-1794）：发现氧气；化学纲要四、生物学1、“渐成说”的胜利2、生物分类学林耐 植物种志3、进化思想的肇始布丰自然史第一次技术革命一、社会历史背景1、政治条件：1640-1660年英国资产阶级革命2、经济条件：消除封建制度和小农经济 圈地运动3、国际条件：海外劳动贸易和对外扩张加速原始积累4、技术条件：分工发达，工人技巧熟练二 第一次技术革命的动因1、社会生产发展的需要：英国棉纺织业、采煤业急需新的动力2、自然科学新成就：大气压，真空和热力学理论化学家布莱克的潜热，比热和热容量理论。三、蒸汽机的发明和完善：纽可门，罗巴克，博尔顿（月社）瓦特对蒸汽机的重大改进：发明分离冷凌器，大大降低蒸汽消耗量，耗煤量比纽可门机减少了3/4，1769年瓦特的具有历史意义的第一项专利在火力发动机中减少蒸汽和燃料的消耗的一种新方法被批准；1781年他发明了行星式齿轮，将蒸汽机的往返运动改为旋转运动，1782年发明双作用蒸汽机使活塞沿两个方向的运动都产生动力，效率提高了4倍；1788年发明自动控制蒸汽机速度的离心调速器；1790年发明压力表。 四、蒸汽时代的技术革命1、蒸汽船的发明和改进：菲奇，富尔顿2、蒸汽机车的发明和改进：特勒维西克，斯蒂芬逊3、冶金 4、采矿5、机械6、化工19世纪的科技一、天文学1、天文观测的新发现赫歇耳发现天王星；亚当斯、勒维烈，海王星2、太阳系的起源和演化星云假说：太阳起源于一团旋转着的巨大星云，由于引力作用，星云气体不断收缩，较外围的星云则因离心力的作用保持在外轨道上绕中心转动，并且自身继续在引力作用下收缩成行星，星云的核心则收缩成太阳。康德自然通史和天体论（1755）、拉普拉斯宇宙体系论（1796）二、地学1、早期的水成论与火成论之争水成论代表人物：伍德沃德、维尔纳。火成论代表人物：雷伊、赫顿2、关于岩石成因的灾变说和渐变说之争居维叶、赖尔地质学原理三、化学1、近代原子分子学说的创立道尔顿 盖吕薩克 阿弗加德罗2、近代有机化学的兴起维勒、李比希、诺贝尔3、门捷列夫发现元素周期律4、物理化学的形成四、生物学1、细胞学说2、生物进化论赫胥黎：“达尔文的斗犬”，1893年进化论与伦理学被严复译为天演论海克尔：1874年人类的进化斯宾塞：社会学家，创立社会达尔文主义3、遗传学孟德尔、魏斯曼4、微生物学与现代医学的诞生巴斯德.ppt五、物理学1、热学卡诺奠定热力学基础迈尔 焦耳 开尔文勋爵 克劳修斯 热寂说 2、波动光学的胜利3、经典电磁学的创立谢林：电、磁、光、热是相互联系的。奥斯特 法拉第：电学实验研究麦克斯韦：论电和磁附卡文迪许实验室简介传统：实验是基础（“那个用自做的，常引起错误的仪器的学生，比那用仔细调整过，因而他易于相信它而不敢弄坏它的仪器的学生，学得常要多点”）；实验和理论结合；教学和研究结合；校内外和国内外的学术交流（“保持我们的工作与剑桥其他自由研究之间的活跃联系，不论是文化的、语言学的、历史的还是哲学的，是其主要目的之一。”）学风：献身科学事业的一丝不苟精神；尊师爱生；民主的学风；互助合作集体研究；高尚的品德和务实的学风。 第二次科学革命一、20世纪初物理学革命的序幕危机：以太漂移实验的零结果（麦克尔逊-莫雷实验）；黑体辐射的“紫外灾难”三大发现：X射线，放射性、电子（J.J.汤姆逊）二、相对论的建立狭义相对论的两个基本原理：相对性原理（物理学定律在所有惯性系中是相同的，不存在一种特殊的惯性系。光速不变原理（在所有惯性系内，真空中的光的速度相同）狭义相对论的结论：运动着的尺子要缩短；运动着的时钟要变慢；光速是物质运动的极限速度；同时性的相对性；如果物体速度比光速小很多，相对论力学变为牛顿力学。广义相对论把相对性原理推广到加速运动系统。等效原理：一个加速度为a的非惯性系，等效于含有均匀引力场的惯性系。广义相对论预言的三个重要效应：水星轨道近日点的进动；光线在引力场中的偏转；光谱线的红向移动。爱因斯坦的科研方法.ppt三、量子概念的提出与发展普朗克，瑞利-金斯公式，紫外灾难，哥本哈根学派四、量子力学的创立1、德布罗意提出物质波假说2、海森伯创立矩阵力学，玻恩3、薛定谔创立波动力学五、量子力学中的几个问题1、玻恩对波函数的统计解释2、海森伯提出“测不准关系”微观客体的位置和动量不能同时精确地测量3、玻尔提出“并协原理”互补原理：波动和粒子是描述两种宏观现象的经典概念，二者在宏观上不能相容，是相互矛盾的，但任何一个单独的概念又都不足以完整地描述同一个微观现象，必须将这两种概念的描述结合在一起才能勾画出所描述微观现象的统一图景。即二者互相排斥，又互相补充。 第二次技术革命一、电动机与发电机二、电灯与电影：爱迪生，斯旺（最先发现用碳丝做灯丝材料）三、电报与电话：莫尔斯、贝尔四、无线电：赫兹，马可尼，波波夫，费森登系统科学的兴起及形成一、系统科学的兴起1、一般系统论的产生与发展一般系统论是20世纪40年代，由美籍奥地利裔生物学家贝塔朗菲创立。1972年，法国科学家委员会提名他为诺贝尔奖候选人，可惜贝塔朗菲不幸去世1937 年，贝塔朗菲在芝加哥大学哲学讨论会上首次提出了一般系统论的基本思想，但迫于压力未能发表。1947年他通过在美国讲学的机会向人们阐述了研究多年的系统论，终于使人们接受。2、控制论的产生和发展1948年，美国数学家维纳发表专著控制论，标志着这一新兴学科的诞生。控制论的发展经历了三个阶段。第一个阶段是古典控制论阶段，这一时期基本上是常变量、常系数微分方程。1960年前后开始了向第二阶段即现代控制的转变，其重要标志是状态空间法的系统引入。第三阶段是自适应控制，即70年代后期诞生的模糊控制，这是一种从行为上模拟人的模糊推理和决策过程的一种实用控制方法。随着控制论研究领域的扩大，陆续出现了一些新的分支。1954年，钱学森发表工程控制论的奠基性著作工程控制论，此后人们又提出了生命系统控制论、经济控制论、社会控制论等新理论。3、信息论美国数学家申农于1948年发表通讯的数学理论，提出了用数量描述信号特征的方法。申农、维纳和统计学家费希尔等人几乎同时提出信息量的度量公式。信息论经过十多年的发展，已经远远超出申农信息论的范围，并形成了一门崭新的学科信息科学。信息科学是在信息论、控制论、计算机科学、系统工程学和人工智能等科学技术基础之上发展起来的一门边缘学科。二、系统科学的形成老三论之后出现了以系统的自组织（系统自发地从无序状态过渡到有序状态）为研究对象的耗散结构理论、突变论、协同学，还形成了以应用为直接目的的系统工程，所有这些学科构成了以系统为研究对象的综合性学科群系统科学。1、耗散结构理论由比利时布鲁塞尔学派领导人普里高津1969年提出，并因此荣获1977年诺贝尔化学奖。该理论指出，一个远离平衡的开放系统，通过不断地与外界交换物质和能量，在外界条件的变化达到一定閾值时，有可能从无序状态转变为有序状态。新的有序结构被称为“耗散结构2、突变论由1972年法国数学家托姆提出。第一次揭示了突变过程的奥秘，使人类对突发性事件的规律有了一定认识，从而有可能对它们进行预测和控制。3、协同学由德国理论