科学中心转移课件.ppt

科学中心转移诸问题 1 汤浅现象 1962年 日本学者汤浅光朝在前人工作的基础上 用统计的方法发现了 科学活动中心转移 的规律 他认为 衡量一个国家科学是否发达的主要标志 是科学研究成果的多寡 若某国家在某一时期内的科学成果数超过全世界总数的1 4 即成为 科学中心 2 关于科学活动中心的研究科学活动中心的转移进程对科学活动中心转移现象的分析关于未来科学中心的预测问题 3 1 关于科学活动中心的研究 1 1 贝尔纳的 历史上的科学 1954 1 2 汤浅光朝的 解说科学文化史年表 1962 1 3 赵红州 科学能力学引论 1984 4 1 1 贝尔纳的 历史上的科学 英国科学学家贝尔纳在他的名著 历史上的科学 一书中 首先提出了科学活动中心的概念 并描绘了科学活动中心在世界范围内随时间流动的概貌 贝尔纳认为 科学的进步是不平衡的 在几个迅速进展的时期之后 隔有更长的停顿时期甚至衰退时期 5 1 1 1 文艺复兴运动前 巴比伦 埃及和印度都是古代科学活动的活跃点 希腊继承了文明古国的传统 开创了古代科学发展的黄金时代 6 埃拉托色尼 埃拉托色尼 前276 前193 生于北非 青年时代在雅典柏拉图学园留学 后被托勒密邀请到亚历山大里亚图书馆任馆长 埃氏是位百科全书式的学者 在数学上 他发明了确定素数的埃拉托色尼筛法 在天文学上 他测定了黄道与赤道的交角 他编写了一部希腊科学编年史 失传 在地理学上 他绘制了当时最完整的世界地图 因而被称为地理学之父 测定地球大小 7 8 一个夏至的中午 在上埃及的syene城 太阳正位于当地天顶 一个垂直竖立的指示器刚好没有影子 阳光射进一个专门为此而挖好的井的井底 与此同时 埃拉托色尼在亚历山大里亚测量垂直指示器投下的影子 发现其倾角是圆周的1 50确信亚历山大里亚在syene城北面5000 stade古埃及长度计量单位 地球的周长是50X5000 stade 即250 000stade 有人认为相当于29000英里 现代值25000英里 9 古希腊科学的特点 古希腊科学是哲学的一个方面 所以它一开始就有重视理论思维 重视理性探索的特征 由于毕达哥拉斯主义和柏拉图主义的影响 古希腊科学中含有特别重的数学尤其几何学的成分 公理化和演绎推理的方法被运用到各门学科中去 在科学研究方法上 在希腊化时代的阿基米德那里 也已经达到了相当高的水平 逻辑推理的方法 严格定量的数学方法都已趋成熟 实验的方法也初露端倪 这些都为近代自然科学的形成做好了准备 近代自然科学就是从古希腊自然科学演进而生 10 历史的安排 但是历史似乎有她自己的安排 近代自然科学产生的时机似乎还没有到来 古希腊自然科学象是一个早产的婴儿 被放入了隔离箱中 在接下来漫长的一千多年间 罗马帝国征服希腊 基督教西进 北方蛮族入侵文明世界等等事件的发生 几乎让这个早产儿夭折 11 罗马学术的衰落 当然 罗马人中间也并不是没有可与希腊天才比肩的科学家和技术家 我们可以看到有自然哲学家卢克莱修 博物学家普林尼 建筑学家维特鲁维奥 农业学家瓦罗和医学家盖伦等 但与古希腊群星璀璨 百家争鸣的局面相比 毕竟大大逊色 12 古希腊的自由民可以有思索的闲暇 罗马的奴隶主虽然也有闲暇 但是他们把闲暇用在消耗从新征服土地上掠夺来的巨额财富 观看角斗表演 他们驱使着一群比他们自己的知识程度还要高的奴隶 自然科学家被当作奴隶驱使 13 今天西方科技发展的重要理论基础是率先在希腊建成的 但是 人类历史上这个令人惊叹的前进运动还没等到古典时代城邦国家的衰亡就已告终 经历漫长的所谓中世纪黑暗时代之后 也即到了文艺复兴运动之时 科学活跃期才再次兴起 14 1 1 2 文艺复兴运动后 贝尔纳认为 文艺复兴运动后科学的发展可以依稀分辨出四个主要进展期 第一期集中于意大利第二期扩展到荷兰 法兰西和不列颠第三期以爆发工业革命的不列颠和政治革命的巴黎为中心第四期就是 我们的现代科学革命期 15 1 1 2 1 第一期 第一期主要集中于意大利 以达 芬奇 维萨留斯和哥白尼为代表这一时期力学 解剖学和天文学发生了巨大变革 并由此摧毁了古代有关人体和宇宙中心学说的权威 16 1 1 2 2 第二期 第二期由意大利扩展到荷兰 法兰西和不列颠 它是从弗兰西斯 培根 伽里略和笛卡尔开始 至牛顿结束的这一时期形成了一种新的 数学 力学的世界模型 确立了一整套严密的科学方法 17 1 1 2 3 第三期 第三期和第二期之间有一个中断期 这一中断期结束后 以爆发工业革命的不列颠和政治革命的巴黎为中心 科学再次获得快速发展这一时期把希腊人未曾接触过的电学等园地开放给了科学 通过驱使新型动力 机器和化学品 科学决定性地改变了生产和运输的方式 18 1 1 2 4 第四期 第四期 如果仅就规模和功效而论 乃在所有各期中最为重大的那一期 也就是 我们的现代科学革命期 我们正目击着一种世界性科学的兴起 科学不仅创造了新工业 而且渗透到了生活的每一方面 也正是在目前这个过渡时期 科学直接卷入了由战争和社会革命组成的猛烈而可怕的话剧中来了 19 1 1 3 贝尔纳分期评论 是二战后 大科学 在美苏率先兴起之前的研究成果 但是 贝尔纳敏锐地揭示了科学活动中心转移这个课题 这项工作后来给日本学者汤浅光朝以启发 促使汤浅在1962年系统地提出了科学活动中心转移学说 20 1 2 汤浅光朝的 解说科学文化史年表 21 1 2 1 汤浅研究的特点 汤浅研究的特点在于对科学增长情况按国别进行了细致地计量分析 并用图表来说明16世纪到20世纪科学活动的现象 这个统计调查给出了有关意大利 英国 法国 德国 美国等国家相继成为科学活动中心的明确结论 用汤浅的话说就是 科学活跃时期比起每一个国家的历史要短得多 就如同玫瑰花和少女很容易丧失自己的青春一样 22 1 2 2 汤浅研究的方法 汤浅利用的资料主要是1956年日本平凡社出版的 科学技术编年表 和1951年出版的两本 威伯斯特人物传记辞典 科学技术编年表 收集了1501 1950年间2064项条目 每项条目记载一个重要科学成果 这些科学成果的分布情况如下表所示 23 表1 2 1世界科学中心不同时期重大科学成果数 24 1 2 2 1 科学技术编年表 中的成果分布 汤浅把 科学技术编年表 收录的2064项科学成果 每十年一计 分为45个阶段 再按照国家分阶段编制编年材料 每阶段每个国家的成果数除以全世界当时的成果总数 得到一系列的百分比数 然后分别画出意大利 英国 法国 德国和美国在1501 1950年间相对成果数的变化曲线 见图1 2 1 25 图1 2 1依据 科学技术编年史 得出的曲线 26 1 2 3 汤浅研究的结论 汤浅的科学活动中心定义 一个国家的重大科学成果数如果超过了同期全世界重大科学成果总数的25 则成其为世界科学活动中心 其持续的时间称作为科学兴盛期 根据上述科学活动中心的定义 汤浅从各国科学成果数和科学家数的分布图中得出的结论是每一国家的科学兴盛期为80年左右 具体顺序是意大利 英国 法国 德国 美国 详见表1 3 1 27 表1 3 1世界科学活动中心的转移情况 28 1 3 赵红州 科学能力学引论 赵红州1941年生于河南省温县 1964年毕业于南开大学物理系 同年到北京大学西语系出国班短期学习 之后在中央马列主义研究院及中共中央研究室工作 文革时在河南罗山干校劳动 1974年8月起 先后在中科院物理所 高能物理所 中国科协科技培训研究中心 中国管理科学研究院工作 29 1 3 1 赵红州74年的独立发现 1974年在河南罗山干校劳动期间 赵红州根据 复旦大学学报 所载的 自然科学大事记 也曾独立地发现了汤浅所描述的现象 但是周期略有不同 当时赵根据 自然科学大事记 得出的重大科学成果编年曲线如下图所示 30 1 3 1 1 赵74年得出的科学成果编年曲线 31 1 3 1 2 赵从科学成果编年曲线中得出的结论 各国科学中心 高潮 转移顺序为 意大利 1540 1620 英国 1660 1750 法国 1760 1840 德国 1840 1910 美国 1920 现在 中心的转移周期为 80年左右 中心的峰值为 1620年 1710年 1790年 1870年 1950年 32 2 科学活动中心的转移进程 16 17世纪的意大利17 18世纪的英国18 19世纪的法国19 20世纪的德国20 21世纪的美国 33 2 1 意大利 第一个科学活动中心在意大利 1540 1610年 意大利是文艺复兴运动的第一个大舞台 是需要巨人也产生了巨人的地方 以达 芬奇和伽里略为代表的意大利科学家 继承和发展了古希腊的科学文化 开创了实验科学的传统 使自然科学开始从神学中解放出来 但是 随着教会把布鲁诺送上火刑柱 1600年 意大利的光荣就成了昔日黄花 34 2 2 英国 第二个科学活动中心在英国 1660 1730年 其标志是1662年英国皇家学会的成立 在皇家学会周围云集了牛顿 虎克 波义耳 哈雷 布拉德雷 瓦利斯 哈克等一大批科学家 在1660 1730年间 英国共有60余名杰出的科学家 约占当时全世界科学家总数的36 以上 他们的科学成果占总数的40 英国成为世界科学中心与牛顿有很大的关系 他的名著 自然哲学的数学原理 出版于1687年 被认为是近代科学臻于成熟的里程碑 1727年牛顿死后 英国科学便开始急剧衰落 35 2 3 法国 法国科学的全盛时期在百科全书时代和拿破仑一世时期 1792年 法国创办了欧洲最早的一批技术专科学校 建立了国家的综合教育体制 此后便有了专职的科学家 这时期 法国为世界贡献了以拉格朗日和拉普拉斯为代表的一大批卓越的科学家和出色的科学成果 此外 还贡献一大批出色的工程师 可以说 是法国大革命促使法国科学走向繁荣的 36 2 4 德国 德国科学的兴隆 是随着柏林大学成立的1809年开始的 直到第一次世界大战德国失败 绵延110年 由国家组织科学研究数德国最早 1873年德国建立 国立物理研究所 1877年建立 国立化工研究所 1879年又建立了 国立机械研究所 德国科学发展虽然起步较晚 但有一支基础扎实 训练严格的科技队伍 这支队伍取得了许多科技突破 并对英美科技界产生了重大影响 37 2 5 美国 第一次世界大战后科学活动中心转移到美国 19世纪美国主要是搞技术发明 技术引进 这一时期的代表人物当属爱迪生 一战后 美国成为最强大的资本主义国家 逐渐走上科技全面发展的轨道 并趁希特勒排犹之际大量引进人才 爱因斯坦 弗兰克 费米等 都是被迫流亡由德国美国的 这些人到美国后 为美国的科学事业作出了宝贵的贡献 美国建立了一套独特的科研体制 并且能够运用系统科学的成果进行科学的组织管理 他们用 曼哈顿工程 研制了原子弹 用 阿波罗计划 完成了登月飞行 迄今 美国在计算机 太空 能源 通讯以及基本粒子 分子生物学等领域仍居于优势地位 38 3 对科学活动中心转移现象的分析 社会革命与科学中心社会生产与科学活动中心社会的科学能力与科学中心的转移 39 3 1 政治革命与科学活动中心 支持的理由 文艺复兴 带来了意大利科学的春天英国革命期间 伦敦成了世界科学的中心 法国大革命促进了法国科学的崛起1848年革命使德国科学的天空群星灿烂 如果注意到美国科学的兴起 也是南北战争以后的事情 40 反对的理由比如 1848年革命 曾经席卷欧洲大陆 它在德国的确引起了科学的兴隆 但是 它在法国不但没有促进科学的高张 甚至在扼制法国科学的衰落方面 也没有起到明显的效果 政治革命的高潮与科学高潮的时间间隔 对于不同的国家来说相差甚大 在英国 社会革命与科学高潮相距七十年 在法国只有十一年 在德国二十二年 而在美国却相距将近一个世纪 41 42 3 2 社会生产与科学活动中心 恩格斯指出 科学的发生和发展一开始就是由生产决定的 由于生产力的发展给近代科学提供了强有力的研究手段和物质条件 因此 各国社会生产的发达往往会带来科学事业的高涨 但是 科学中心的转移不能单单归因于社会生产的发展 社会生产的发展和科学活动中心的转移并不是成简单正比的关系 43 历史上 一个国家虽然生产十分发达 但科学却落后于别的国家十八世纪末到十九世纪初的英国正值产业革命高潮 但是 英国科学却衰落得很厉害 素称世界学术权威机构 英国皇家学会 也得靠国外学者支撑门面 相反 法国当时无论在工业和农业方面都不如英国 而法国科学却一举成为世界科学的中心 十九世纪中期 当法国完成了产业革命 生产力逐渐强大起来的时候 法国科学却衰落到谷底 44 45 3 3 社会的科学能力与科学中心转移 在现代 决定一个国家科学技术发展速度的 已经不是个人的力量 而是社会的力量 是由规模宏大的科学家队伍 由先进的实验技术装备 由效率极高的 图书 情报 网络系统 由构成合理的科学劳动结构所提供的巨大的集体力量 46 近代科学发展之初当时各个国家科学的发展 只要依靠几个或十几个杰出的科学大师 就足以将本国科学推向科学中心地位 因此 判断一个国家的科学能力高低 主要看它拥有的杰出的科学家人数和质量 而这一批杰出科学家的老化和逝世 往往又带来这个国家科学能力的减退和科学事业的衰落 象意大利 英国和法国的科学 都具有这种特点 47 马克思主义认为 世界上的一切事务中 人是最宝贵的 科学劳动也不例外 科学劳动是一项复杂的劳动 创造性的劳动 它需要科学家发挥高度的创造力和耗费巨大的精力 因而无论什么时候 不管什么国家 科学人才 科学家队伍都是科学发展速度的决定性因素 48 4 关于未来科学中心的预测问题 美国科学的未来下一个科学活动中心将向何处 49 4 1 美国科学的未来 汤浅认为美国的科学同样遵守欧洲科学的发展规律 即科学兴隆期也是80年左右 也就是说 从1920年开始成为科学活动中心 到2000年前后退出科学活动中心的舞台 汤浅的工作与普赖斯不谋而合 普赖斯在描述美国科学的 饱和增长 的现象时说 我们应当期望 美国科学从1950年开始 已经度过自己的鼎盛年代 大约再经过30一45年时间 就可能导致完全的衰落 因此 我们现在正处于这个衰落时期的一半或三分之一的阶段 50 赵红洲也认为 美国的科学能力 从60年代起开始出现明显的衰退现象 或者说 出现许多不适用 大科学 发展的因素 51 52 53 54 55 56 57 58 赵红州千禧年的结论 尽管目前美国科学还十分发达 并且还要在二三十年内控制着科学中心的地位 但是 美国科学衰落的历史命运似乎是注定了 争论的不过是时间的早晚问题 59 4 2 下一个科学中心是谁 贝尔纳50年代预言苏联可能成为未来世界科学的中心 但是 现在苏联已经解体 俄罗斯的经济和政治秩序还没有步入稳定发展阶段 日本和中国短期内也不具备成长为世界科学活动中心的条件 美国科技仍居于世界领先地位 60 61 62 63 无中心 在未来很可能不会有任何一个国家能达到世界科技成果的四分之一 各个国家在不同学科方面具有各自的优势 世界科技已呈现出向多极化方向发展的趋势 64 中国 1 古老的中国曾经是古代世界科技和经济的中心中国 巴比伦 埃及和印度被人们称为世界四大文明古国 其中中国是唯一保持完整文化传统的国家秦汉直到中世纪 中国封建社会有过一段科教得到迅速发展的时期 在唐宋时期发展到一个顶峰 四大发明 火药 造纸 印刷 指南针 中的三大发明是在唐宋 中国 农 医 天 算 四大实用科学成就为我国古代农业社会和中华民族的繁荣发挥了巨大作用 65 衰落 元代流传的说法是人分十等 一官 二吏 三倡 四道 五医 六工 七猎 八民 九儒 十丐李约瑟问题 66 科技中心转移的条件和规律 分析世界上科技中心转移的情况 可以看出 科技中心转移的开放往往是 这个地区或国家由于战争或革命得到特殊的条件 人们的思想得到一个前所未有的解放 然后出现了大规模的先进科学技术和智力的引进 充分利用先进地区和国家的科技成果推动这个地区生产力的飞速发展 从而使整个社会和政府积累了大量的资金 能够对科教这一比较长远才能有效益的领域进行大规模的投资 能够为科学家创造一个宽松的政治和研究环境 67 在这种情况下 如果政府和社会能重视科教 重视人才 摆正应用和基础研究的关系 政府的政策和社会的观念推动科技人员和生产的结合 就有可能接着出现教育发展高潮和人才涌现高潮 本地区或本国的科教队伍和成果大批涌现 包括出现杰出的人才和划时代的重大科学发现 自身的科技成为自身的第一生产力 在这些重大的科技成果的基础上发展起被这一地区或国家垄断的产业 获取巨额利润 推动经济文化的全面腾飞 实现了世界科技中心的转移 在很多情况下 随之而来的是世界经济中心的转移 经济中心和科技中心的形成相互促进 68 邓小平提出的科技是第一生产力 科教兴国的战略 九五 开始 在高等教育 工程 工程政府对科教的投入也在逐步地增长 在最近10年中先后成立了自然科学基金会 支持基础和应用基础的研究 建立了一批国家重点实验室 为科技人员提供了科研基地 跟踪世界高新技术的发展 实施了 863计划 政府吸取先进国家在科技和经济结合方面的经验 科技体制正在向适应社会主义市场经济体制和科技自身发展规律的新体制转变 69 1 关于 20世纪以前的科学发展 三个发展阶段古希腊的三大发现从哥白尼到牛顿 牛顿时代 自然科学的全面发展1 从古希腊看到近代科学精神的起源2 哥白尼革命 怀疑 战胜 信仰 近代科学的唯物主义传统和形而上学 机械论的局限性 3 科学由搜集材料走向整理材料 由经验走向理论 成为辩证唯物主义自然观的基础 70 2 关于 世纪之交的物理学革命 微观领域的三大发现X射线 放射性 电子理论上的两大突破相对论 量子力学这里要抓住20世纪科学革命的特点谈 科学观念的革命 20世纪物理学精英图 71 3 现代自然科学的全面发展 现代科学理论的介绍 则其重要 四个领域远不能概括全面 对人类一些 不解之谜 的探究 物质之谜 原子物理学 核物理学宇宙之谜 现代宇宙论生命之谜 分子生物学思维进步 系统科学 李可染 核子重如牛 对撞生新态 72 二 关于 技术的历史发展 20世纪以前的技术