科学技术发展史课件整理

管中窥豹课程介绍科学技术发展史是关于科学技术发展过程及其规律的科学。它以科学技术发展的史实为基础，按照历史进程进行分析和概括，向人们展示了它的过去、现在和未来。本课程以科学技术的历史发展为线索，史论结合，在重点介绍科学技术发展史上的重大事件以及著名科学家在科学思想、科学方法方面的突出成就的基础上，阐明科学技术和人类自然观的发展规律，并根据科学技术的最新进展，介绍新学科、新技术的基本内容、思想方法和现实意义，以帮助大家更好地认识历史，把握规律，开拓未来。2012年度中国科技十大进展1“神九”载人飞船与天宫一号成功对接神舟九号飞船于2012年月日时分从酒泉卫星发射中心发射升空，先后与天宫一号目标飞行器在轨成功进行了两次交会对接，第一次为自动交会对接，第二次由航天员手动控制完成。在轨飞行期间，航天员景海鹏、刘旺、刘洋按计划开展了一系列空间科学实验和技术试验，取得了丰富成果。月日时分，在经过近天太空飞行后，神舟九号载人飞船返回舱在内蒙古主着陆场安全着陆，3名航天员身体状况良好。天宫一号与神舟九号载人交会对接任务获得圆满成功。天宫一号与神舟九号载人交会对接任务的圆满成功，实现了我国空间交会对接技术的又一重大突破，标志着我国载人航天工程第二步战略目标取得了具有决定性意义的重要进展。这是建设创新型国家取得的新成就，是中国人民在攀登世界科技高峰征程上铸就的新辉煌，是中华民族为人类探索利用外层空间作出的又一卓越贡献。神舟十号飞船是是中国第五艘搭载太空人的飞船。飞船由推进舱、返回舱、轨道舱和附加段组成。升空后再和目标飞行器天宫一号对接，并对其进行短暂的有人照管试验。对接完成之后的任务将是打造太空实验室。任务将是对“神九”载人交会对接技术的“拾遗补缺”。神舟十号在酒泉卫星发射中心“921工位”，于2013年6月11日17时38分02666秒，由长征二号F改进型运载火箭（遥十）“神箭”成功发射。在轨飞行15天，并首次开展中国航天员太空授课活动。飞行乘组由男航天员聂海胜、张晓光和女航天员王亚平组成，聂海胜担任指令长；6月26日，神舟十号载人飞船返回舱返回地面。交会对接2013年6月13日13时18分，天宫一号目标飞行器与神舟十号飞船成功实现自动交会对接。这是天宫一号自2011年9月发射入轨以来，第4次与神舟飞船成功实现交会对接。开展科研在天宫一号与神舟十号组合体飞行期间，3名航天员开展多项空间科学实验和技术试验活动，为后续空间站工程建设积累经验。手控对接2013年6月23日10时07分，在航天员聂海胜的精准操控和张晓光、王亚平的密切配合下，天宫一号目标飞行器与神舟十号飞船成功实现手控交会对接。交会试验2013年6月25日，天宫一号与神舟十号成功分离，神舟十号从天宫一号目标飞行器上方绕飞至其后方，并完成近距离交会，这是中国首次成功实施航天器绕飞交会试验。这次试验将为后续空间站工程建设积累经验。太空授课航天员王亚平于6月20日上午10041055授课，聂海胜担任指令长，张晓光担任摄像师，为中国青少年演示讲解失重环境下的基础物理实验。包括少数民族学生、进城务工人员随迁子女及港澳台地区学生代表在内的330余名中小学生，参加地面课堂活动，中国8万余所中学6000余万名师生同步组织收听收看太空授课活动实况。10时11分，地面课堂建立与天宫一号的双向通信链路，太空授课正式开始，在大约40分钟的授课中，航天员通过质量测量、单摆运动、陀螺运动、水膜和水球等5个基础物理实验，展示了失重环境下物体运动特性、液体表面张力特性等物理现象，并通过视频通话形式与地面课堂师生进行了互动交流。太空授课活动是中国载人航天飞行中首次开展的教育类应用任务，体现了载人航天工程直接为国民教育服务的理念，必将进一步激发广大青少年崇尚科学、热爱航天、探索未知的热情与梦想。2“蛟龙”号下潜突破7000米月日，“蛟龙”号再次出征，向米发起冲击，这是人类首次载人深潜米级海试。月日上午时许，“蛟龙”号成功在米深海底坐底，再创我国载人深潜新纪录。作为拥有自主知识产权的第一台深海载人潜水器，“蛟龙”号方案设计和关键核心技术，像耐压结构、生命保障、远程水声通讯、系统控制等，以及总装联调和海上实验都是由我国独立完成。拥有大深度载人潜水器和具备精细的深海作业能力，是一个国家深海技术竞争力的体现。“蛟龙”号米的重大突破，标志着我国具备载人到达全球以上海洋深处进行作业的能力，体现了我国在深海技术领域的重大进步，对于促进我国海洋科学研究和海洋装备制造业发展，提升我国认识海洋、保护海洋、开发海洋的能力，推动我国从海洋大国向海洋强国迈进，促进人类和平利用海洋等方面将产生重大而深远的影响。3世界首条高寒地区高速铁路突破三大技术难题12月1日，哈（尔滨）大（连）客运专线正式开通运营。据参与设计的铁道第一勘察设计院专家介绍，这是我国目前在高纬度严寒地区设计的标准最高的一条高速铁路，也是世界上首条高寒地区建成运营的高速铁路。突破了防冻胀路基、接触网融冰、道岔融雪等国际公认的三大技术难题。哈大高铁纵贯东北三省，营业里程921公里。基础设施按时速公里建设，运营时速采用冬季公里、夏季公里运行图运营。铁一院先后完成了高寒地区深季节冻土路基与涵洞防冻胀技术、无砟轨道关键技术、接触网融冰及道岔融雪等多项课题研究，设计具有防冻层、隔断层、防冻胀护道、抗冻胀填料的防冻胀路基；设计了具备实时监测、智能分析功能的大电流热融冰接触网及道岔融雪系统；研发了多种适应不同基础及设备类型的严寒地区无砟轨道型式；设计了主跨米的钢箱叠拱特大桥等，保证了哈大高铁按计划开通运营。4嫦娥二号7米分辨率全月影像图发布国防科技工业局2月6日发布探月工程嫦娥二号月球探测器获得的7米分辨率全月球影像图。目前除中国外，还没有其他国家获得和发布过优于7米分辨率、100覆盖全月球表面的全月球影像图，这表明我国探月工程又取得了一项重大成果。此次制作完成的7米分辨率全月球分幅影像图产品，共746幅，总数据量约800GB。同时，科研人员还制作完成了50米分辨率标准分幅影像图产品和全月球数据镶嵌影像图产品。相关领域专家评审后一致认为嫦娥二号7米分辨率全月球影像图的数据处理和制图质量得到了严格、有效控制，影像图的空间分辨率、影像质量、镶嵌精度、数据一致性和完整性等优于国际同类产品，达到国际领先水平。目前，嫦娥二号月球探测器正环绕距离地球约150万公里的日地拉格朗日L2点，继续开展空间环境探测和工程技术试验，不断迈出我国深空探测新步伐。5首台国产CPU千万亿次高效能计算机系统通过验收月日，“十一五”国家“”计划“高效能计算机及网格服务环境”重大项目“神威蓝光千万亿次高效能计算机系统”通过科技部专家组验收，这标志着我国成为继美国、日本之后第三个能够采用自主构建千万亿次计算机的国家。验收专家组认为，“神威蓝光”在高密度组装技术、全系统水冷技术等方面达到世界先进水平。“神威蓝光千万亿次高效能计算机系统”共个，全部采用自主设计生产的申威处理器，整个系统的峰值运算速度为千万亿次。“神威蓝光”的性能功耗比超过/（百万次浮点运算/秒瓦）。这意味着1瓦的电灯泡亮1秒的电量，神威蓝光能进行亿次浮点运算。基于“神威蓝光”系统成立的国家超级计算济南中心，已为多家单位、多项国家及省部科技课题提供计算服务，计算资源利用率峰值在以上，取得了一批科技成果。6戊肝疫苗研制成功科技部1月11日在京宣布，由厦门大学、养生堂万泰公司联合研制的“重组戊型肝炎疫苗（大肠埃希菌）”已获得国家一类新药证书和生产文号，成为世界上第一个用于预防戊型肝炎的疫苗。这是全世界戊肝预防与控制领域的一个重大突破。厦门大学的戊肝疫苗项目课题组努力攻关，取得了多项核心原创发现，在国内外率先研制成功戊型肝炎疫苗，并逐步构建起了独特的原核表达类病毒颗粒疫苗的核心技术体系。其团队先后在柳叶刀等学术刊物发表了26篇学术论文，并多次应邀在国际学术及疫苗产业会议上报告进展。课题组与企业合作，进行了三期临床试验。其中，第三期试验在10万健康人群中接种。美国疾病预防控制中心病毒性肝炎部流行病与监测分布主任SCOTTDHOLMBERG发表评论认为“戊肝在发展中国家的发病率和死亡率都很高，因此该戊肝疫苗临床试验是非常令人鼓舞的。”7新一代大推力火箭发动机研制成功由国防科工局协调组织，航天科技集团公司所属航天推进技术研究院研制成功吨级液氧煤油高压补燃循环发动机，将作为我国新一代运载火箭的动力系统，为载人航天、月球探测等国家重大专项任务提供有力保障。这是我国首型拥有自主知识产权的高压补燃循环发动机，具有高性能、高可靠、无毒无污染等特点。它的研制成功，意味着我国成为继俄罗斯之后第二个掌握液氧煤油高压补燃循环火箭发动机核心技术的国家。据介绍，该型发动机工程在研制过程中,突破了液氧煤油高压补燃循环发动机设计、制造、试验关键技术余项，获得了近项国防科技成果及相关专利授权；形成了比较完备的发动机研发体系；围绕该型发动机研制所需的近种新材料攻关，促进了相关领域基础技术的发展。8可扩展量子信息处理获重大突破中国科大潘建伟小组利用自主发展的高亮度、高纯度量子纠缠源技术，在国际上首次实现了八光子薛定谔猫态。该项研究成果2月12日发表在自然光子学上。随后，他们利用八光子纠缠，在国际上首次实验实现了拓扑量子纠错，取得了可扩展容错性量子计算的重大突破，成果以长文形式发表在2月23日自然杂志上。自然杂志专门为此发布了新闻简报，审稿人认为“非常重要的原理性实验，一个艰苦卓绝的英雄主义的量子光学实验，是对拓扑纠错这一当前量子信息处理最引人注目的范例中关键一环的实验验证。”潘建伟小组还与中科院上海技物所、光电所等合作发展了高精度的光跟瞄技术。在国际上首次实现了百公里量级的自由空间量子隐形传态和双向纠缠分发，通过地基实验证明了实现基于卫星的全球量子通信网络的可行性，成果以封面标题的形式发表在8月9日的自然杂志上。9大亚湾实验发现中微子新的振荡模式中微子共有三种类型，它可以在飞行中从一种类型转变成另一种类型，称为中微子振荡。前两种振荡模式已被实验证实，但第三种振荡则一直未被发现。由于科学意义重大，国际上先后有7个国家提出了8个实验方案，最终进入建设阶段的共有3个。中微子混合角是物理学中28个基本参数之一，它的大小关系到中微子物理研究未来的发展方向，并和宇宙起源中的“反物质消失之谜”相关，是国际上中微子研究的热点。由中国科学院高能物理研究所等来自全世界6个国家和地区38个科研单位组成的大亚湾反应堆中微子实验国际合作组，在3月8日宣布，发现中微子新的振荡模式，并测得其振荡振幅，精度世界最高。该结果加深了人类对中微子基本特性的认识，得到国际高能物理学界的高度评价，并被科学杂志评选为2012年度十大科学突破之一。10亚洲第一射电望远镜建成10月28日，总体性能名列全球第四、亚洲第一的上海65米射电望远镜在中国科学院上海天文台松江佘山基地落成。该射电望远镜高70米、重2700吨，是我国目前口径最大、波段最全的一台全方位可动的高性能射电望远镜，总体性能仅次于美国的110米射电望远镜、德国的100米射电望远镜和意大利的64米射电望远镜。上海65米射电望远镜是中国科学院和上海市人民政府重大合作项目。据介绍，上海65米射电望远镜工作波长从最长21厘米到最短7毫米共8个频段，涵盖了开展射电天文观测的厘米波波段和长毫米波波段。该射电望远镜采用修正型卡塞格伦天线，坐落在采用无缝焊接技术全焊接而成的直径为42米的方位轨道上，能在方位和俯仰两个方向转动，以高精度指向需要观测的天体和航天器，最高指向精度要求优于3角秒。量子隐身衣美军最新投资研制了一种“量子隐身”材料，能够弯曲覆盖者身体上的光波，从而使人们实现类似哈利波特的隐形斗篷效果。该材料被称为“量子隐身”伪装材料，通过弯曲人体周围的光波，从而使覆盖该织物的人们处于完全隐身状态。第一节关于科学素养一、科学素养的概念（1）科学素养（SCIENTIFICLITERACY）的定义科学素养是社会公众所应当具备的最基本的对于科学技术的理解能力。（2）科学素养的内容认识和理解一定的科学知识和概念的能力，比如分子、辐射、DNA等是理解科学技术的基础；跟上科学推理的基本水平的能力，即对科学研究的一般过程和方法要有所了解，具备科学的思维习惯；理解包含科学及技术内容的公共政策议题的能力，即能全面正确地理解科学技术对社会的广泛影响，能够对个人及社会生活中出现的科技问题作出合理反映。（3）怎样才算具备科学素养国际上普遍将科学素养概括为三个组成部分即对于科学知识达到基本的了解程度；对于科学的研究过程和方法达到基本的了解程度；对于科学技术对社会和个人所产生的影响达到基本的了解程度。公众的科学素养是评价一国竞争力的重要指标，在一个迷信和愚昧的国度里，建设不了现代化。二、全民科学素质2006年2月和3月，国务院相继发布了国家中长期科学和技术发展规划纲要（20062020年）和全民科学素质行动计划纲要（200620102020年）。两个“纲要”的发布，不仅描绘了未来15年加强科技创新、建设创新型国家的宏伟蓝图，而且也吹响了加强科学普及、提高全民科学素质的进军号角。我国颁布全民科学素质行动计划纲要（200620102020年），标志着我国公民科学素质建设正式纳入了全党全国工作大局，开始了政府推动、全民参与的历史新时期。纲要提出，“科学素质是公民素质的重要组成部分。公民具备基本科学素质一般指了解必要的科学技术知识，掌握基本的科学方法，树立科学思想，崇尚科学精神，并具有一定的应用它们处理实际问题、参与公共事务的能力。”这是在综合分析国内外多方面观点的基础上，从我国基本国情出发，对科学素质内涵作出的界定和定性的描述。乔恩米勒（JONMILLER），美国人。在他长期的研究中，解决了在学术界长期争论的关于公众科学素养标准的问题。1990年，美国学者米勒首先提出了公众科学素养的标准应该由三个部分组成1对科学术语和概念的基本了解；2对科学过程和科学方法的基本了解；3对科学与社会之间的关系的基本了解。与此同时，他认为，公众的科学素养是可以测量的，同时提出了测试科学素养的一系列指标体系和测试方法。在米勒的体系中，科学素养首先是以一定的科学知识为基础。米勒认为对一个公民而言，并不需要他了解很多的科学知识，但是第一，要知道基本术语和基本观点；如果不知道DNA是与生物学有关，电脑软件绝不是电脑中很软的零件，那么这个公民就丧失了通过大众媒介获得科学技术信息的能力；他的科学素养的提高也就无从谈起。第二，掌握基本的科学方法是科学素养的表现和要求。科学方法不仅是科学探究、获取未知领域真相的钥匙，也是学习、接受、传授已知领域知识的途径和方法，更是揭露伪科学、反科学、弄虚作假等一切假象的工具。第三，正确认识科学技术与社会关系是真正理解科学的体现。科学严谨的、不容欺骗的本质，宽容和论证的风格影响到人类生活的各个领域，给人类的政治、社会、文化和生活带来了一种新的价值观，这就是公正和平等。另一方面，科学技术的作用日益强大，为了让科学技术真正造福人类，我们必须重视科学技术与社会的关系。技术一旦错用，带来的后果是十分巨大的；避免这种现象的正确做法，就是把科学交给大众，让公众理解科学。第二节科学与技术一、什么是科学科学，是当今社会使用频率很高的词汇。但是，正如许多常说常听的词，我们并不一定真正理解它；一般人类意识对科学的理解，是经不起多问几句的。历史上，第一个有系统地思考“科学是什么”的人，当推古希腊的亚里士多德。亚里士多德说“所谓科学知识，是指只要我们把握了它，就能据此知道事物的东西。”即是说，科学知识是对事物的认识。到了近代，科学认识活动发展为比较系统、比较成熟的认识活动。与日常认识活动相比，科学认识活动具有了下列特点有一批专门从事科学认识活动的科学家，具有丰富的专业知识；组成一定的群体，进行各种形式的学术交流活动；采用一套专门的认识方法、研究方法和认识工具；采用一套专门术语、专门符号，并以此建构一定的理论体系；不仅能成功地解释已出现的自然现象，并对尚未出现的自然现象作出预言，并可以通过观察、实验来验证。科学是由人类对认识客体自然界、社会界、思维过程及其它各种事物的知识体系、产生知识的活动、科学方法、科学的社会建制、科学精神等按一定层次、一定方式所构成的一个动态系统。科学的社会建制是科学活动（即产生知识的活动）开展的社会组织形式，也可以说是科学活动进行的社会组织基础。科学活动（即产生知识的活动）是知识体系建立或形成的过程，知识体系则是科学活动的结果。科学方法是科学活动所运用的手段（硬件及软件），即建立知识体系的必要条件。科学精神则是科学活动、科学建制、科学方法、知识体系的思想升华，也可以说是渗透在科学的社会建制、科学方法、科学活动及科学内容（知识体系）中的思想财富。3科学的本质特征关于自然现象及其规律的系统化的知识体系；探索自然现象及其规律的认知活动；推动生产力发展和社会进步的革命性力量；以生产科学知识为行为特征的社会事业，是一种特殊的社会建制；科学代表一种精神求实和创新；科学还是一种方法体系；科学最本质的特征是客观性、可重复性；科学至关重要的概念就是“证错”，而不是“证对”（波谱尔）。二、什么是技术对技术的本质和意义进行考察研究，始于古希腊。亚里士多德曾把技术看作是制作的智慧。在罗马时代，工程技术发达，人们对技术不只看到“制作”这实的方面，也看到了是“知识形态”虚的方面。17世纪，英国培根15611626曾提出要把技术作为操作性学问来研究。到18世纪末，法国哲学家狄德罗17131784在他主编的百科全书条目中开始列入了“技术”条目。他指出“技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系”。这是较早给技术下的定义，至今仍有指导意义。技术是人类在实践包括生产、生活、交往等方面活动中，根据实践经验或科学原理所创造或发明的各种物质手段及方式方法之总和。技术可分为经验性技术与科学性技术。经验性技术主要是依据长期实践经验没有上升到理论高度而创造或发明的各种物质手段以及方法、技能、技巧等。科学性技术指的是依据科学原理而不是一般性的实践经验所创造或发明的各种物质手段、方式与方法等。技术既包括实体性存在方式，如机器、设备、仪器、仪表等；也包括非实体性存在方式，如战略策略、设计方案、运行法则、操作规程等。三、科学与技术的关系现代科学的“大科学”特征，使科学与技术的关系十分密切，科学与技术经常联系起来用，简称为“科技”。但是，应该注意，科学与技术是有区别的，漠视二者的区别，会引起一系列的失误。我们只有在明晰地把握两者的区别基础上，才能真正把握好两者的联系。科学是“知”，技术是“行”。科学的任务是研究对象“是什么”、“为什么”问题；技术的任务是解决“做什么”、“怎样做”问题。科学属于认识范畴，它的主要任务是回答有关“是什么”、“为什么”的问题，建立起相应的知识体系；技术属于实践范畴，它的主要任务是解决客观世界（作用对象）“做什么”、“怎样做”的问题，建立起相应的操作体系。第三节关于科学技术史一、科学技术史的学科发展历史就研究对象而言，科学技术史是一门研究科学技术的发展历史及其客观规律的科学。一是研究科学技术的发展，揭示其内在规律；二是研究社会因素对科学技术发展的影响，揭示科学技术发展的社会历史条件；三是研究科学技术对社会的反作用，预测科学技术未来的发展。科学技术史是一门特殊的历史科学，是横跨自然科学和社会科学的一门综合性科学。科学技术史作为一门相对独立的学科，它的真正发展始于近代科学革命的兴起之后。在西方，18世纪中叶才开始出现较多的科学史著作，如德国曼得拉的数学史，普利斯特列的电学的历史和现状等。在早期的科学史学家中最杰出的人物是英国的惠威尔17941866，他于1837年发表了归纳科学的历史，这是世界上第一部综合性科技史专著。到20世纪初，科学技术史成为一门独立的学科，其主要标志是科学技术史从大量的史料搜集整理、简单记述日益走向理论化，有了比较完整的体系。1912年萨顿18841956创办科学史刊物。1924年，美国科学史学会成立，这是世界上第一个科技史学术组织。1929年，第一届国际科学史代表大会召开。1936年，在李约瑟19001995博士的积极倡导下，英国剑桥大学创立了科学史系。随后，许多大学相继设立了科学史系或科学史专业，有的还设有分科史系，如数学史系、化学史系等。由此，科学技术史进入全面发展时期，所以它又是一个非常年轻的学科。从各学科史到综合性的科学史，是科学史发展历程中的一个重要转变；从内史到外史，是科学史发展历程中的又一个重要转变。所谓内史，是指把科学史的研究对象局限干科学内部，把科学史仅看做是科学知识体系形成和发展的历史。所谓外史，是把科学看做是社会的一个组成部分，研究它与社会其他部分的相互关系，诸如与经济、教育、政治、文化等方面的关系。从学科史到综合科学史18世纪开始，科学史研究的典型作法是选择某一个已经确立的学科或学科分支作为对象，并描述构成了该学科当代主题的各种因素是在何时、何地形成以及怎样形成的。在这种背景下，一些细致的学科史研究开始出现。学科史的发展，可以沿着两条不同的线索。一条线索是，从更早的时期以来，甚至从古代开始，许多专业学术文献和著作中就包含有叙述该学科历史的章节。学科史发展的另一条线索是，从世纪中叶开始，出现了一批对一些专业学科的发展作了较系统研究的著作，当然，作者们仍是科学家，而不是（而且在当时也还没有）职业科学史家。科学史的总体发展来看，一个重大的转折是综合性科学史的出现。在19世纪，出现了第一部综合科学史，即英国科学史家休厄耳（WWHEWELL）的归纳科学的历史（1837）。综合科学发展的另一线索可以从法国实证主义者孔德（ACOMTE）讲起。与实证主义的哲学纲领相一致，孔德强调了统一的科学和统一的、综合性的科学史。作为孔德思想的继承者，“在上世纪末本世纪初坦纳里可以说是最伟大的、而且实际上是第一位科学史家是最早充分研究科学史的人。”独立科学史学科的形成对于科学史的发展、对于确立了科学史作为一门独立学科的地位作出最大贡献的，应该说是萨顿（GSARTON）这位杰出的科学史家。在科学史作为一门现代的、独立的专业学科这种意义上，萨顿是真正的奠基者。萨顿的不朽功绩在于，“他创造了一门学科的工具、标准以及批判的自觉性”，“现在科学史已是一个稳定的学术领域。乍一看来显不出萨顿影响的痕迹，然而他不仅通过英雄般的劳动业绩创造并收集必要的的建筑材料，而且他也把自己看成将科学史建成一个独立的和有条有理的学科的第一个深思熟虑的建筑师，他的确是科学史的第一位建筑师。”二、学习科学技术史的目的与意义学习目的通识教育其目标是培养完整的人（又称全人），即具备远大眼光、通融识见、博雅精神和优美情感的人，而不仅仅是某一狭窄专业领域的专精型人才。在通识教育模式下，学生需要综合、全面地了解人类知识的总体状况（包括主要知识领域的基本观点、思维方式和历史发展趋势）。一言敝之，就是提高学生的科学素质；包括掌握一定的现代科技知识，了解基本的科学过程和科学方法，了解科学与社会之间的基本关系。学习意义第一，学习科学技术史，有利于我们理解科学技术在人类社会发展中的作用。第二，学习科学技术史，有助于我们掌握科学技术发展的规律性。第三，学习科学技术史，有助于我们掌握科学方法，培养科学精神，强化科技意识。第四，学习科学技术史，有助于我们优化知识结构，提高人才素质。多角度理解科学1器物技术层面科学的应用部分2解释层面科学的具体化3社会层面科学的社会基础和文化功能4精神层面科学的灵魂第一讲古代科学技术从人类诞生到中世纪（MEDIEVAL；MIDDLEAGES）（约公元476年公元1453年）一、原始社会中的人与自然关系人是自然生存。自然提供什么，人们就利用什么，利用什么，就认识什么。人类的原始生存主要是依赖生物生存，先民认识自然也就从认识生物开始。（采摘、狩猎、捕鱼、畜牧、定居种植。）木器利用木、草、竹、藤工具石器旧石器/新石器古代科学技术创造文字原始人创造文字主要是因为生活中需要记忆的事情越来越多，如节日和祭祀日不同、集团之间的协议和誓约。实物记事（结绳记事）图画文字象形文字书写文字拼音文字苏美尔文字象形楔形埃及字母象形腓尼基字母希腊字母拉丁字母和斯拉夫字母（泥板草纸羊皮中国纸）二、古代社会中的人与自然关系1古代科学的发生2古代科学产生的基础常识3各文明源头（四大文明古国古巴比伦古埃及古印度中国）巴比伦古埃及古希腊古罗马阿拉伯古印度中国4500BC3500BC3000BC30BC1453AC600AC3000BC2100BC1古代科学的发生基础原始自然知识如普林尼的自然史和中国的诗经。神话成年人的童话。巫术是科学的近亲2古代科学产生的基础常识古代科学知识是最早的专门知识，专门知识是科学研究的产物，需要通过教育才能普及。最初的专门知识来自于非专门知识；古代的非专门知识就是古代的常识；古代常识是古人在日常生活中获得的，并被人们所普遍接受的感性知识。古人的生存方式是自然生存，因此古人常识的主体古代科学家用什么来解释常识1用常识解释常识就是在两个常识之间建立联系，认为一个常识同另一个常识相似，就可以用一个常识来解释另一个常识。这是古代科学的第一阶段。2用非常识来解释常识就是古代科学家用自己制造的概念来解释常识，这是进一步的创造。这是古代科学的第二阶段。古代科学虽原始而质朴，却是一片肥沃的土壤，孕育着许多科学思想的种子，有的刚刚萌发，有的还深埋在土中。只要具备一定条件，这一颗颗珍贵的种子就会相继萌芽、开花、结果、成材。正因为如此，后来许多科学理论大都可以在古代科学思想中找到它的萌芽和雏形。它像一本古老的画册，保存了不少后世科学理论在孩提时代的画像。二、古代社会中的人与自然关系3各文明源头巴比伦人类文明的源头（1）巴比伦人类文明的源头幼发拉底河和底格里斯河从现今土耳其境内的亚美尼亚高原发源向东南注入波斯湾。这里孕育了两河流域文明（又称美索不达米亚文明）。公元前4500年，这里就有了最早的居民苏美尔人。他们创造了灿烂的苏美尔文明，最能反映这种文明特征的是他们的文字楔形文字。青铜冶炼技术和生铁冶炼技术也被掌握。（2）古埃及尼罗河由南向北流入地中海。这里孕育了古代埃及文明3500BC在尼罗河下游三角洲一带建立了下埃及王国，在尼罗河河谷地带建立了上埃及王国。3000BC，埃及统一，第一王朝开始。世界最早的拼音文字起源于埃及，该文字影响了地中海东岸的腓尼基人，腓尼基人创造的字母再传入古希腊，产生了希腊字母，希腊字母再派生出拉丁字母和斯拉夫字母，遂成为欧洲各种文字字母的共同来源。从地理上看，埃及的东西两面均为沙漠，南边有几个大险滩，同外界交往甚难，只有通过东北端的西奈半岛与西亚来往较为方便。所以，古代埃及具有较大的孤立性古埃及的几何学尼罗河的泛滥，导致埃及人的数学很发达，特别是几何学上。他们有计算三角形、正方形、圆形和梯形面积的方法，圆周率31605，但未形成系统的数学理论体系。如果与前面讲过的美索不达米亚（巴比伦）人相比，埃及人的天文学和数学都不算杰出，但埃及的医学成就比较突出。这与埃及人因为宗教信仰上的需要制作木乃伊有关。初等数学算术、几何、代数（3）古希腊古希腊包括希腊半岛、爱琴海（AEGEANSEA）诸岛和小亚细亚半岛西部沿岸。希腊半岛是古代希腊的主要部分，位于巴尔干半岛南端。古希腊是科学精神的发源地。在古代世界所有的民族中，少有像希腊人那样对近代世界发生如此大的影响。希腊影响不是在希腊人创造的物质文明方面希腊人既没有留下造福于后人的伟大工程，也没有作出什么杰出的技术发明而是在精神方面他们热爱自由，不肯屈服于暴君，其民主体制年轻而富有活力；他们热爱生活，天性乐观，每四年举行一次奥林匹克竞技会是他们欢乐生活的写照；他们崇尚理性和智慧，热爱真理，对求知有一种异乎寻常的热忱。希腊人开启了哲学也开启了科学，说到底，哲学是科学的纯粹意识形态。从公元前500年左右开始，希腊人中出现了一批才智卓越的哲学家和科学家，他们是以后许多学科的鼻祖。古希腊科学史，可以分为4个时期爱奥尼亚时期600BC泰勒斯、毕达哥拉斯、德谟克利特雅典时期480BC330BC柏拉图、亚里士多德、希波克拉底亚历山大时期330BC250BC欧几里德、阿基米德、喜帕恰斯罗马时期250BC500AC托勒密、盖仑不仅在哲学和科学领域，在文学、历史和艺术方面，希腊人也同样毫不逊色。著名的维纳斯雕像是希腊雕刻艺术的写照。两千多年前希腊人所创造的光辉夺目的文化成就，为现代文明奠定了基础。拉斐尔作品雅典学园在某种程度上是当时希腊人追求科学的写照。古印度的科学400BC古印度人就会炼钢。古印度是棉花的最早种植者。最早烧砖造房。北方邦雅格拉附近的泰姬陵即是典范。最早发明数字0以及10进制计数法，传至欧洲被称为“阿拉伯数字”，算出周率31416。在印度河流域城市遗址中发现的青铜器有刀、斧、镰、锯、矛和剑，这些无不表明当时人们已经掌握了锻打、铸造和焊接技术。公元前9到前8世纪，古印度开始使用铁，他们的冶铁技术可能是有外地传入的。在公元5世纪初笈多王朝期间制造的一根铁柱现仍矗立在德里，高725M，重约65T，至今还几乎未锈蚀，可见当时冶铁技术之高超。中国古代的科学源于春秋战国时期，确立于汉，形成了以“太初历”为雏形的天文历法体系；以九章算术为范本的数学体系；以黄帝内经、伤寒杂病论和神农本草经为标志的医学体系。（一）都江堰水利工程建于战国时期的都江堰水利工程，是全世界建造年代最久，惟一留存至今，以无坝引水为特征的宏大水利工程。该水利工程历时2250余年仍然发挥着巨大作用，是中国和世界历史上的奇观。都江堰水利工程被誉为活的“水利博物馆”和“水文化的摇篮”。（二）自然科学及数学天文学成果多、时间长、资料保存完整数学代数学成就很大物理学实践积累了不少知识，没有形成理论化学及化工技术制陶、炼丹术及火药的发明地学管子中地员是世界上最早的植物地理学著作；有9000多种古地方志；沈括制成世界上最早的立体地图。医药学丰富的医药学文献；独特的医疗方法；有世界上最早的药典本草纲目。中医药学的六大特点有丰富的医药学文献；有自己的独特体系；注重整体分析；独特的疗法和效能；世界上最早的药典本草纲目；从未被西方医学所替代，从未停止过前进的步伐。中国传统医学四大经典著作黄帝内经、难经、伤寒杂病论、神农本草经中医药学的独特体系生理病理学脏腑、气血、经络治疗学四诊（望、闻、问、切）八纲归纳治疗的辩证施治药物学四气（寒、热、温、凉）五味（辛、甘、酸、苦、咸）概括药性配伍方剂学君臣佐使、七情和合针灸学经络、穴位临床医学推拿术、气功、导引等治疗方法近代自然科学没有在中国产生的原因宏观层面经济基础社会政治制度中国古代科学的社会建制微观层面一是中国没有具备宜于科学成长的自然观；二是中国人太讲究实用，很多发现滞留在了经验阶段；三是中国的科举制度扼杀了人们对自然规律探索的兴趣，思想被束缚在古书和名利上，“学而优则仕”成了读书人的第一追求。社会、个人的价值取向，根深蒂固的文化传统，学而优则仕。三、古代科学思想的基本特征1古人对自然界的认识是从最简单的外部现象开始的。2古代科学是从最简单的现象开始的，所以它就尽可能把自然界想象得简单一些，尽量避免把自然界复杂化。3古代科学要达到的另一个目的就是同人的直观4古人在试图揭示自然界一些主要现象时，基本上已猜到了各种可能提出了各种可能的方案。5古代的科学本质上是农业文明的一部分，是自然生存的产物。6古代科学知识的主要来源是日常生产和生活经验，是常识的积累和解释。古代科学虽原始而质朴，却是一片肥沃的土壤，孕育着许多科学思想的种子，刚刚萌芽，有的还深埋土中。只要具备一定条件，这一颗颗珍贵的种子就会相继萌芽、开花、结果、成才。（85页）近代科学技术的发展哥白尼太阳中心说向宗教神学的挑战哥白尼NICOLAUSCOPERNICUS，1473一154315061512期间，用6年时间写下了代表作天体运行论，创立了近代天文学。成书后又用了30年的时间进行修改，书中所有27个例子，有25个是他自己观察所得。天体运行论标志系统的太阳中心说的形成。血液循环的发现及其对宗教的冲击哈维确立血液循环理论1628年，哈维出版了动物的心血运动及解剖学研究，阐明了他的血液循环理论。由于哈维贡献，他被誉为“近代生理学之父”。哈维去世后，意大利解剖学家马尔比基、荷兰科学家列文虎克分别于1660年和1688年通过显微镜观察发现了毛细血管，证实了哈维的在动、静脉末端有通过毛细血管把二者相连的预言。经典力学体系的形成伽利略对经典力学的贡献发现了自由落体定律发现了惯性运动发展了抛物体运动轨迹理论伽利略在动力学上的成就，集中反映在他的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一书中，这本书的出版标志着经典力学作为一门独立学科的诞生。伽利略创立的实验和数学相结合的科学研究方法也成为经典方法，对整个近代科学产生了深远影响。开普勒对天体之间作用力的研究及其影响开普勒JOHANNESKEPLER，15711630是德国第一位伟大的新教徒数学家和天文学家。1596年，他发表了宇宙的奥秘。1609年，开普勒发表了新天文学一书和论火星运动一文，公布了两个定律第一定律（轨道定律）所有行星都沿椭圆轨道运行，太阳位于这些椭圆的一个焦点上。第二定律（面积定律）太阳至行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积。1619年，他又在宇宙的和谐一书中，阐明了行星运行的第三定律，即周期定律。他发现，行星绕日运行周期的平方与它到太阳的平均距离的立方成正比。开普勒运用这一定律算出了当时已知的太阳系六大行星水星、金星、地球、火星、木星、土星的运行周期和与太阳的平均距离，荣获“太空律师”的美名。在研究火星运动的真实轨道时，发现观察值与按照哥白尼学说推算出的值有0133即约8的差数。他大胆地改用椭圆进行计算，结果与观察值完全吻合。万有引力定律的发现牛顿发现万有引力定律的特殊功绩在于第一，他把其他科学家以为只是局部天体之间的引力作用推广到宇宙中一切具有质量的物体之间；第二，从理论上精确计算出这种引力的大小；第三，证明了任何两个物体间的万有引力可以看作集中作用于物体的质点上；第四，从万有引力定律可以推出行星运动的三定律。当代科学技术之生物技术一、生物技术的兴起二、基因工程三、细胞工程四、克隆技术五、生物芯片技术六、人类基因组计划七、生物技术面临的严峻挑战生物技术将是未来经济发展的新动力第一次技术革命工业革命解放人的双手第二次技术革命信息技术扩展人的大脑第三次技术革命生物技术改造生命本身生物技术的显著特点高技术高效能高投入高利润生物技术的主要内容基因工程、细胞工程、发酵工程、蛋白质（酶）工程此外还有基因诊断与基因治疗技术、克隆动物技术、生物芯片技术、生物材料技术、生物能源技术、利用生物降解环境中有毒有害化合物的技术等。直接相关联的学科分子生物学、微生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、化学工程学、医药学等。对人类和社会生活各方面影响最大的生物技术领域农业生物技术、医药生物技术、环境生物技术、海洋生物技术。三、细胞融合、细胞重组、杂交瘤技术细胞融合是将不同种类的两种细胞经过特殊处理后放在一起，在某些促融因子作用下发生融合，形成杂种细胞。细胞重组是把不同种类的细胞的部件重新组合装配，包括核的移植、叶绿体移植、核糖体重建及线粒体装配等。杂交瘤技术是通过细胞融合产生特异杂交瘤细胞，产生单克隆抗体。四、克隆技术核移植，就是利用一个动物的体细胞的细胞核（供体核）来取代受精或未受精卵中的细胞核，形成一个重建的“合子”。克隆原意是无性繁殖。克隆动物就是不经过生殖细胞的受精过程而直接由体细胞获得新的动物个体，这个新个体是原核供体动物的拷贝。视频多莉羊的诞生人类基因组计划的基本的工作，就是完成全部人类基因的测序。（1）遗传图谱利用人类家族遗传史和染色体上基因交换频率的试验数据，推断任何两个已知性状的基因之间的距离，根据点测试验确定各基因在基因组中的相互位置和排列顺序。（2）物理图谱在特定染色体区域内确定基因在染色体上的实际排列顺序，对基因定位。（3）序列图谱进行DNA的核苷酸测序分析。找出30亿个碱基对的准确位置或测出30个核苷酸的整个序列，并在基因图谱上表示出来。这相当于在北京到上海的公路旁种30亿棵树，而且是四种树，要把每一棵树的准确位置标出来。这是人类基因组计划最繁重、耗时最多的工作，是人类基因组计划的核心部分。（4）基因图谱鉴定DNA上所有基因的位置、结构、功能，分析其作用方式，解读人类的全部遗传信息。基因是生命遗传的基本单位，人类基因组包含30亿个碱基对，绘制出人类基因组序列图就意味着掌握了探索人类“生命迷宫”的路标。这是一本人类生命的百科全书。如果把人类的全部遗传信息都破译，人类便在分子水平上看透了自己。21航空器固定翼航空器、飞机、滑翔机、旋翼航空器、直升飞机、旋翼飞机、扑翼机22航天器通信卫星通信卫星的种类有很多，按轨道分由静止轨道通信卫星，非静止轨道通信卫星；按用途分有广播电视直播卫星，跟踪与数据中断卫星和军用通信卫星等。第六章第一节、科学、技术与社会（STS）STS研究是关于科学技术及其发展以及科学技术与社会相互关系的总看法、总观点，是科学技术发展史的重要内容之一。本章将重点分析讨论（1）科学技术的社会功能与价值；（2）科学技术的社会组织与条件；（3）科学技术的社会运行等。以求把握马克思主义科学技术与社会研究的基本内容。科学技术对人类社会的积极影响（1）促进了经济的发展；（2）改善了人们的生活方式；（3）促进了人们思维方式的变革；（4）推动了社会的进步与人的发展。第二节、科学技术的社会价值观科学技术是天使抑或魔鬼对科学技术社会价值的反思科学技术在社会发展中所带来的双重效应，反映到思想文