科学史在自然科学教学中的地位与作用

1、科学史在自然科学教学中的地位与作用类比：宇宙46亿年24小时。则在前面的23个小时59分钟的时间里人类都没有露面，只是在最后一分钟才匆匆赶到，而在23小时59分59秒之后，人类的文明史才刚刚揭幕。一、近代自然科学史概论（上）张瑞琨 华东师大出版社1.“推动地球的巨人”哥白尼：天体运动论布鲁诺（1600年2月17日被烧死在“鲜花广场”）2.盖伦：用狗、猴做解剖实验“腿骨是弯的”塞尔维特（被烧死）：1546年发现肺循环维萨里乌：人体的构造，解剖学（维萨里乌的老师“雷尔维斯”说：“盖伦时代的人，脚骨是弯的，只是后世人穿了狭腿裤，致使弯曲的腿骨变直了”）哈维：17世纪生理学18世纪病理学19世纪医学。

2、3.亚里士多德：生物分类方面贡献很大。4.中国炼丹术：1545年，汞+雄黄+砒霜+丹砂+铅、锡李时珍取其化学制药方法，本草纲目（15521578年），190多万字，乃“医书、物理”；另有贡献：动植物分类法，矿物学，动、植物学。1/4 中国：历法、青铜。托勒密毕达哥拉斯亚里士多德欧几里得阿基米德加利略。他以系统的实验和观察推翻了以亚里士多德为代表的、纯属思辨的传统的自然观，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。因此，他被称为“近代科学之父”。墨经，400年A.C.：力学差动滑轮；升学；天文观察；地学；生物分类。秦汉：九章算术；恒星期：27.3218504日，误差17秒/年；太阳黑子

3、，超新星爆发。6.中世纪（唐朝）：祖冲之，=3.1415926-3.1415927；沈括：梦溪笔谈；郭守敬（1280年）：授时历、太阳回归年：365.2425天，误差26秒/年。1970年国际天文联合会“月球背面环行山郭守敬山”，1977年，中国科学院紫金山天文台“小行星郭守敬行星”。7.1500S，哥伦布、麦哲伦：地理大发现。8.伽利略：1632年，关于托勒密和哥白尼两大体系的对话9.第一个做落体实验的科学家：史特芬（1586年或稍早）。30feet高，2只铅球（一只G，一只10G），根据落在木板上发出的声音的差别来判断是否同时。结果：“听上去好象是一个声音”。结论：下落时间与物体质量无关。

4、（亚里士多德：反比）。10.伽利略斜面实验斜面长L=11米50°(1) 相同的时间间隔，通过的长度间隔与1、3、5、7成正比；（2）通过的总长度分别与1、1+3、1+3+5、1+3+5+7成正比，即与时间的平方成正比；（3）与小球的质量无关；（4）与斜面的角度无关；（3、4两结论通过几百次实验重复无误。）（5）外推：当角度=90°时，即得自由落体运动；（6）发现机械能守恒，惯性；（7）再接放另一斜面，推得惯性原理。加利略：抛射体的速度越大，落点越远，大于某一阈值，下落为地球弯曲弥补，将绕地球转动。11.（第谷·“开普勒定律”，1619年。12.哈维：血液循环（1）

5、盖伦（肝右心房右心室左心室肺）：血液似潮汐在血管中往返流动维萨里乌：解剖发现，心室间无“微孔”哥伦布：肺循环血液由大静脉分支流到全身切沙比诺：类比天体循环、水循环提出：血液循环？（2）法布里修：静脉瓣：反向关闭（1598年）（法布里修得学生）哈维（15781657）从“日心说”得启示：循环，并设计解剖实验验证：冷血动物a. 定性实验：结扎单向流动：心房心室动脉、静脉心房；b. 定量实验：人心脏输出量约56.7克/次，每分钟72×56.7克=4082克，每小时约245.54千克；c. 测总量：羊：4磅多，牛：0.5小时颈动脉中血液流完。结论：血液在循环流动。（3）（老师）法布里修的说法

6、：静脉瓣阻止血液回流太快哈维：破坏静脉瓣，血液反而不能流回心脏。结论：静脉瓣作用时、是防止血液倒流。（4）问题：动、静脉交接处，血液如何流动？当时解剖没有发现动、静脉有连接。所以猜想：有微血管连接后马尔辟基和列文霍克实验证实之。（5）1615年，哈维：心脏及血液循环论，1928年出版（1926年培根也不信）。（1632年1651年胚胎学“受精”）。13.马尔辟基：1660年首次（用显微镜）在蛙肺上发现“毛细血管”；1666年，发现红细胞。不同意“体表换气”，但无证据。14.列（刘）文虎（霍）克：磨镜片（其方法至今仍是秘密），1683年首次在牙垢中“看到”微生物。15.胡克：1665年，发现木栓

7、“蜂巢样”“空格”结构为检验放大率，“显微空洞”名“小室”（cellulate）偶然。16.徐霞客 15861641：实地考察，1613年游天台山，1632年再游，1636年游浙江。（宋应星：论气，天工开物）17.笛卡儿：运动量概念mv、守恒； 莱布尼兹： mv2；恩格斯：mv持续的机械运动； mv2/2消失（转化）了的机械运动。1840S：5、6个国家，7、8种职业，10多位科学家能量守恒定律。笛卡儿：解析几何解释自然现象的几何（1637年，几何学；欧几里得： 330275A.C.几何原本）。韦达代数中引入“字母”。18.牛顿时代(1) 惠更斯：1655年发现土星环；1656年制成摆钟；16

8、78年光论。(2) 卡西尼：1665年，测火星自转周期为24时40分；1668年，制木卫星历表；1675年，发现土星光环空隙。(3) 雷默：测光速。(4) 开普勒：引力平方反比类比光强度（布里阿德）。(5) 罗伯特·胡克：万有引力（1679年）；平方反比（1680年写信给牛顿，但他缺乏数学方法和技能）。(6) 牛顿（1642-1727，英国）：诗人亚历山大·波普颂曰：Nature and Natures laws lay hid in nightGod said“let Newton be”and all was light1670年，光学；16691676年，微积分学；1

9、6791687年，自然哲学的数学原理；1727年3月20日逝世，享年85岁。墓志铭：“他以几乎神一般的思维力，最先说明了行星的运动和图象、彗星的轨道和大海的潮汐”。19.炼金术：把普通金属变成金、银或仙丹。20.阿格里阿拉（1949-1555，德）：1556年，金属学。21.比林格西奥（1480-1539，意大利冶金家）：1540年，火焰术，反对炼金术，认为金属间根本不能转换。22.霍亨海姆（医生，化学家）：三要素说“盐、硫、汞”，发现：铁屑+醋会反应。23.范·赫尔蒙特：1648年，论医学的发展；2要素说“水、空气”。（1） 助燃实验；（2） 柳树实验：200磅干土+5磅柳树苗5年

10、后，柳树169磅，土几乎没有消耗。“水是最根本的。”（3） 沸水后只剩下一点沉淀物：认为是水变成了土。（4） 分离气体：CO2、NO2、SO2、H2、CH4、CO等。（5） 制硫酸、硝酸、盐酸。24.波义耳（1627-1691年）：实验、定量研究。（1）“元素”的定义：“某种原始的、简单的，一点也没有搀杂的物体。元素不能用任何其他物体造成，也不能彼此相互造成。元素是直接合成完全混合物的成分，也是完全混合物最终分解成的要素。”（2）指示剂、焰色：硝酸（盐酸）+氨白烟；亚铁（铁）盐+X（陪子酊）黑色；钙盐+硫酸白色沉淀；银盐+氯化物沉淀。（3）中和反应：酸、碱性质。（4）燃烧：火焰不能离开空气而存

11、在。（5）动物无空气会死真空中立即断气，类似燃烧。（6）金属经过焙烧变成金属灰而增重“燃素说”。 拉瓦锡，1743-1794年，发现氧气：Hg+O2加热HgO（红）（加热，温度更高）Hg 。25.16世纪以前的中国：（1）缺理论根蒂，又无人去提升；（2）商人没能取得统治地位（李约瑟）；（3）理论鸿儒未能与“工匠”艺术合作，工具没有转化成仪器。结论：中国百姓缺少理念上的“震动”的机遇？缺近代科学启蒙！26.16-17世纪，欧洲（英国等）统一规范用术语； 1663年4月22日，查里2世：“我不必追随任何权势，我不必要求上帝保佑，我不必遵从大师的格言。”英国、法国相继：科学院。27.哲学的作用： 1

12、492年10月12日，哥伦布到达巴哈马群岛 开端 自然是可第谷·布拉赫 追踪到太阳系以外“天外有天” 的。破除了生物体并不“玄奥微妙”到不可研究 迷信“权布鲁诺：“神就是自然界” 威”。理 培根（英国）：现代实验科学的真正始祖。 性思维形成。约翰·洛克（英）：“那么我们且设想心灵是白纸，没有一切文字，不带任何观念；它何以装备上了这些东西呢？它从哪里获得有全部的推理材料赫知识？对此我用一句话回答，从经验：我们的一切知识都在经验里扎着根基，知识归根结底由经验而来。”28.科学革命近代科学的诞生 哥白尼：科学不再是上帝的附属物：规范。 第谷·布拉赫：观察、记录（30年）

13、：数据。 开普勒：数学分析、经验定律。 牛顿：集大成，统一了“天上”与“地下”。 哈雷：预言彗星：实证（判定）。科学代替了迷信，“智慧”的诞生。18世纪的科学29.牛顿力学+数学：形而上学自然观。用力学观点解释一切。18世纪处。（1） 卡文迪许（17311810年）：化学家、电学。水的成分、氢气及性质、静电力正比与1/r2，测定引力常数扭秤。（2） 1738年，伯努利、欧拉、达兰贝尔：动力学、刚体、加速度矢量与力的方向一致。（3） 1772年，拉格朗日：论三体问题、1788年，分析力学。（4） 哈密顿（1805-1865年）；分析力学。（5） 德布罗意（1892-）（6） 布拉得雷（英）：光行

14、差（1729年）：证实地球绕太阳转。（7） 康德（德国）：星云假说（拉普拉斯）。30.燃素说：（1）金属+火微粒=煅灰a.金属：含燃素的化合物；b.煅灰：去燃素的纯净物。 （2）定量实验天平在化学实验中的应用：煅灰的质量>金属的质量。 （3）燃素具有“负质量”。 （4）拉瓦锡（法）：1772年，燃烧实验研究，提出“提取燃素”的实验验证方法。（5）“反常”现象：CO2、H2、N2、O2、Cl2的发现。1755年，布拉克（英）（1728-1799）实验：石灰石+镁石（碳酸镁）混合煅烧，发现碳酸气（CO2）+苛性石灰。（6） 卡文迪许：1760年，实验Fe(Zn)+HCl(H2SO4)H2（排

15、水法收集），认为：“H2”即燃素，因为氢气球会飞，具有“负质量”，后证明是浮力所致、且H2有重量。（7） 1772年，卢瑟福（1749-1819）：研究空气性质+动物时，发现N2及性质不能维持生命且能灭火。（8） 1773年，舍勒（瑞典，1742-1786年）：分解硝酸盐及氧化物时发现，燃着的蜡烛放入，会更明亮。XCO3O2（9）1774年，普里斯特利（英，1733-1804）：发现某物质在凸透镜聚焦下分解出气体，且能助燃：HgOO2。结论：以上各位均未能突破认识上的局限：燃素说，以致与真理失之交臂。31.生物的分类：亚里士多德林耐1692年发现有性繁殖；1676年发现雄蕊是雄性生殖器官；16

16、94年雌蕊子房内有卵子；1660年，马尔辟基（意大利）：发现蚕的身体布满小管道，与体表的气孔相连空气供动物呼吸的发现。按呼吸气管从小大、从低级高级分类。误认为植物导管也是气管林耐（1707）：确定种的概念、命名规则双名制。32.地质：罗蒙诺索夫，1763年论地层。（1）1657年，惠更斯（荷兰）发明摆钟；（2）1673年，法国考察队从巴黎圭亚那（近赤道）：发现钟慢了2.5分钟/天；（3）1670年，法国测子午线长度：发现不均匀；（4）723年，中国（唐朝），张遂（僧一行）测子午线长、1707年，康熙主持三角测量1717年完成。33.电相互作用（1）1750年，米歇尔（英）：磁力与距离的平方成反

17、比；（2）1778年，布鲁格曼斯：抗磁性铋被斥；（3）1734年，格雷：摩擦起电、导体分类；（4）1745-1746年，莱顿（城市）瓶；（5）1752年，富兰克林（美）：正、负电，风筝实验：浸过盐水的细绳“闪电”与“静电”相同；（6）1767年，普里斯特利：静电屏蔽；（7）1785年，库仑（法，1736-1806年）：平方反比关系、电量概念；（8）1780年，伽伐尼（意大利医生）：电肌肉；（9） 伏打：1775年发明起电盘、1800年，发明第一个化学电池伏打堆；（10） 1800年，利特尔（法）：电的化学说。34.拉瓦锡（法，1743-1794年）近代化学奠基人。（1） 1774年（定量实验、

18、质量守恒、物质不灭）：(Sn)Pb+O2PbO2（金属灰）；（2） 假说：金属灰是金属与部分空气的混合物；期间普里斯特利HgO加热得O2科学史表明：“新科学仪器的应用及其获得的成就要能为人们所接受，必须清除存在于人们脑中的陈旧见解和习惯势力。”（3） 空气是有氧气和氮气组成：曲甑瓶实验。汞+O2（空气）结论：定量实验分析+理论思维。A1777年燃烧概论氧化说：a. 燃烧时发光和热；b.物体只有在氧气存在时才能燃烧； c.空气是由两种成分组成。物质在空气中燃烧时，吸收了其中的氧，因而加重，所增加之重量恰好为其所吸收的氧重；d.一般的易燃物（非金属）燃烧后，通常变为酸，氧是酸的本质，一切酸中都含有

19、氧元素；而金属煅烧后即变为煅灰，它们是金属的氧化物。B1781年，得出水是化合物（O、H）。C1789年化学纲要：a.酸碱盐命名法；b.质量守恒律；c.化学方程式的雏形比例计算；d.有机化学分析：CxHyOz+O2CO2+H2O；e.营养化学：呼吸作用升体温。35.布丰：生命的起源、进化（詹·斯旺迈达：1672年，昆虫繁殖类比动物的卵也是“胎体套匣”；1677年发现“精子”普遍存在于动物界但通过显微镜说“看到”“小人”。“精原论”，习惯认为：人目力有限，所以显微镜放大也有限，许多“小人”只是看不见而已。36.沃尔夫（俄，1734-1794年）：1764年，发生论，否定预成论。面对压力

20、，他1768年再次实验研究鸡胚发育：（1） 鸡胚肠：薄层凹陷管道状分化出肝、消化道等；（2） 神经：薄层外胚细胞凹陷神经管前端臌大脑泡脑。37.神创/自创？（1）“由腐生蛆、白石化羊”；（2）雷迪医生（意，1626-1698年）实验：a. 将新鲜肉分数份，分投洁净容器；b. 控制变量：加牛皮罩/蒙纱布并扎住/敞口；c. 结果：都腐败；但敞口容器之中肉表面有蛆，牛皮罩住的则无蛆，纱布内无虫，布上则有。结论：腐肉表面的蛆是外面苍蝇所排的卵变来的并非由腐肉直接产生的。（3） 列文霍克：1683年9月14日用自制显微镜看到雨水中、浸液中、牙秽中的“微生物”。“以最怪方式转动的许多小动物有长的、直径相等

21、的棍棒、弯曲的、直的。”（4） 在雷迪实验无蛆内表面发现“微生物”，错误地推论为“腐肉生蛆”不可能，“生菌”还是可以的。（5） 斯帕朗扎尼（意大利长老、博物学家，1729-1799年）：重复雷迪的实验设计a.瓶+煮沸的肉汁（封口）不变质；b. 瓶+煮沸的肉汁（开口）变质：浑浊、发臭分离出细菌。结论：生命不能自生。溶液在用火煎熬以后，使之不与空气接触，任何微小的生命体也不会自生或出现。 但是，自生论者不承认实验结论，他们的理由是由于封住了口，没有空气呼吸，煮沸时“生机”死了。斯弟芬·图尔明：“在任何科学领域中，进步和变革不会产生于老一代的伟大学者的思想变化，相反，进步和变革必然是年轻一

22、代打破了他们的老师们的传统而取得的。”38.地质的水成/火成说（1） 魏尔纳（德，1750-1817年，采矿世家300年，矿物学家、教育家）：水成说。1774年矿物的外部特征。原始海洋矿物结晶原始岩石，认为火山是“煤、硫”在地下燃烧所致。（2） 詹姆斯·赫顿（苏格兰地质学家）：1785年地球理论（60岁）。A第一类岩石不可能结晶而成，而是熔融物冷凝而成；B霍尔（英皇家学会会员，1762-1831年）：反对三年，后支持。1790年，用实验验证：a.绿色玻璃融化后冷却白色玻璃、再熔化后速冷绿色；若白色玻璃再熔化后缓慢冷却不透明。b.暗色岩石或火山岩，高温熔化速冷：玻璃状；缓慢冷却玄武岩（

23、晶体）。结论：自然界的暗色岩（玄武岩）就是熔融的岩浆缓慢冷却的产物。C.洪堡和布赫（均是魏尔纳的学生）：目睹大量事实后转而支持“火成说”。39.热学的定量化（1） 区分“热量”与“温度”：温度计的问世比较热的程度从定性定量；（2） 引入“比热”；（3） “热质说”的局限、矛盾性；（4） 1709年，华伦海特（德）温标（华氏），室内实用温度计；（5） 1742年，摄尔西（修）斯（瑞典）；（6） 1744年，李赫曼（俄，1711-1753年）冰水混合温度；（7） 1756年，布拉克（英，1728-1799年）区分温度与热量；从蒸馏酒精实验中发现：冰水（沸腾）水蒸气：热被大量吸走，但温度不变。为了定

24、量地阐明温度和热量的不同比热，Q=cmt（8） 罗蒙索夫：“热是分子转动而致”。 培根、笛卡儿：“热是微粒的运动”。（9） 热质说的矛盾：不能说明“摩擦生热”。1798年，本·汤姆森（1753-1814年）钻造炮筒发巨热，而周围环境未变冷，Q与W成正比。1799年，化学家戴维的实验：两块冰互作简单的摩擦后使冰融化。40.数论、概率论费马、帕斯卡、拉普拉斯、欧拉、高斯、拉格朗日、伽罗华、歌德巴赫（1690-1764年）、泊松。41.拉普拉斯（法）：太阳系起源假说1796年，星云假说，天体力学1825年宇宙体系论。42.赫歇尔（1738-1822年）：恒星天文学 双星的偶然发现：“机遇只

25、偏爱有准备的头脑巴斯德”。 观察证实：万有引力可推广到太阳系以外。43.“化学变化最普遍赫最基本的特点是：当物质发生化学变化时，它们始终是以严格的比例，而不是任意的或经常变化的比例化合的。”44.PtO2（加热）Pt+，Pt和O2比PtO2更简单，是元素吗？（1） 定比定律：PtO2所用的PtO2样品的重量（克）回收物质的重量产物的总重量（克）重量比（克Pt：克O）Pt元素（克）O元素（克）10.08.591.4110.06.09：112.510.71.7612.56.08：115.012.92.1215.06.08：1平均比6.08：1（2）倍比定律：PtO所用的PtO样品的重量（克）回收物

26、质的重量产物的总重量（克）重量比（克Pt：克O）Pt元素（克）O元素（克）10.09.240.7610.012.1：115.013.91.1415.012.2：118.016.61.3618.012.2：1平均比12.2：145.道尔顿的原子论：假说：（1）物质是由原子构成的atom不可分割的。质量守恒：（2）原子是不可分割的。化学反应只不过原子重新排而已。定比倍比（3） 同种元素的所有原子质量、性质相同；（4） 不同种元素的所有原子质量、性质不同；（5） 元素形成化合物时，每一元素一定量的、但为数不多的 原子组成化合物的更为复杂的基本粒子。46.离子键：+、-吸引重排；活动性弱潜能大C+O2

27、=CO2上游静水 下游动水活动性强潜能少共价键：共用，“C”是唯一能与大多数别的元素组合成共价的元素生命元素。47.化学反应放热：类比反应过程ABCEA到C放出的净能量活化能CO2C+O2反应过程ABCB到C的总能量点燃！A（1）催化剂：本身不因化学反应而发生永久性变化。通常它能恢复到原样（有时还可以再用）。（2）催化剂作用的本质是：减少活化能加快反应速度。 （打通“隧道”，走另一条路）（3）无催化剂（酶），即无生命。（4）汽车尾气净化：催化净化器铂陶瓷CO、CHx转化为CO2、H2O。不能穿过血管壁48.溶液：0.050.25（×10-9m） 浊液：固体粒子达10，000×

28、;10-9m时，需要过滤； 胶体：1001000×10-9m时。49.大气氧循环：自1910年测定大气O%=20.946%以来，至今几乎没有变化。（0.02ppm的O3即能被人嗅到）（1）同温层臭氧的破坏： 制冷发发胶牙膏等1975年世界产量2000万吨氟里昂11：CFCl3（沸点23.7） 氟里昂12：CF2Cl2（沸点-29.8） 反应：（紫外光）uv+CFCl3CFCl2+Cl uv+CF2Cl2CF2Cl+Cl Cl+O3ClO+O2 ClO+OCl+O2（2） SO2+O2（阳光、其它污染物：尤其尘埃的催化作用）SO3（+H2O）H2SO4。伦敦著名的古埃及方尖塔，经过80

29、年（酸潮湿、烟雾）的侵蚀量>在埃及3000年的侵蚀量。O2+SO2+（湿的）CaCO3CaSO3+CaSO4+CO250.氮循环（1） 生物、工业固氮：N2+H2NH3（或NH4+）蛋白质、氨基酸尿素；（2） 4NH3+7O2（亚硝化杆菌）4NO2-+6H2O；9O2+4 NH3（硝化杆菌）4NO3-+6H2O；（3） 交通（占40%）、锅炉（占50%）、超音速飞机、火箭：N2+O2NO；NO+O3NO2+O2；2NO+O22NO2（光化学烟雾之一）NO2（低能紫外线）NO+O2、O+O2+O3、O3+NONO2+O2；O+CHxH2O+CO2；NO+ONO2，S使NO不足而致使NO2大

30、增光化学烟雾。51.碳循环（1） 过去100多年，CO2%从290ppm320ppm；（2） 海洋中的碳酸钙是饱和的，但是循环周期长达：几个世纪。（3） 吸烟：CO：20，00040，000ppm,一支烟可吸入400ppm；一次性吸入120ppm即引起头痛、眼花、呼吸困难。52.炼钢：矿石生铁（碎）+O2钢（表面氧化）酸洗（硫酸或盐酸）4.1吨硬磁铁矿+0.9吨炼焦煤（可制0.6吨焦炭）1吨钢。53.铝：1886年，发明电解铝法（Al2O3·xH2O中国、非洲），铝价跌100倍用熔融的冰晶石（Na3AlF6，熔点1000，比铁低）能溶解阳极C：4Al3+6O2-+3C（通电）4Al+

31、3CO2（副气：HF、F2）。2吨矾土（Al2O3）可制得1吨Al，耗电15000千瓦时。54.铅：矿（PbS）S+3O2（空气）2PbO+2SO2；2PbO+C2Pb+ 2CO2；（铅的沸点：1744），伴生矿ZnO；ZnO+CZn+ CO2；（Zn的沸点：907，因而可与铅分开）。Pb+与人体内某些酶反应使之失去活性；并损中枢神经系统。55.白铁：镀锌钢（1） 伽伐尼（1737-1798）：铁钉钉铝门框，钉处的铝先腐蚀而不牢固。（2） 输油、气管下轨锌条，以防腐（直径1.2cm）56.有机物的单手性：选择/偶然？57.光合作用： 陆地植物每年消耗CO2约200-300亿吨，叶绿素（分即步反

32、应）利用阳光约0.04%，海洋微生物约固定CO2>=400亿吨/年，森林每年蓄积约150亿吨木材。58.维生素辅酶；激素控制某分子进入细胞或脏器的速度。二、科学进化史美雅布伦诺斯基/著，李斯/译（一）、天使之下，万物之上1 人类是唯一一种不受环境局限的动物，不是因其生物进化，而是文化“攀升”。2 人类具有想象力，他有计划、能发明创造、有新的发现，可以把不同的才能投入到一起发挥作用，人类的发现不断精细且穿透力越来越高，因为人类学会了以越来越隐蔽的方式综合自己的才能。 因此，不同时代和不同文化在技术、科学、艺术等方面的伟大发明（现），都在自身的进展当中表达出人类越来越丰富和越来越复杂的智力联

33、合，就象搭架子一样把自己的天赋运用到越来越高的平台上。 3.知识不是微雕品，因为人类的成就，尤其是科学的成就，并不是已经完工的众多建筑物的博物馆，而是一个过程。 4.200万年前的化石林羊角与现代并无大的变化，而人类却变化很大，但改变人类的却不是狩猎本身。或其它别的追求（如数猫）。 5.人类的先祖并未很好地适应“非洲气候干旱时，湖泊缩小，森林稀薄成大草原”是一件幸运事。6.环境从“适者生存”原则中索取了很高的代价：她捕捉住它们（林羊们）。当格里维的斑马适应了大草原之后，她就成了空间与时间上的一个陷阱。7.1924年，非洲塔昂：200万年前婴儿头骨化石5-6岁。雷蒙德达特（1） 直立行走；（2）

34、牙不大说明用手、工具猎食。1950S末发现几乎完整的化石（坦桑尼亚）。8.运动员与瞪羚比较：运动员兴奋、探索、想象未来、确定目标； 瞪羚逃避眼前危险。9.缺公元前500万1000万年类人猿的化石（现代猿有）人的化石；前200万100万期间的石具形状几乎不变。10.前100万年，人类寿命约20岁，但婴儿期很长集体抚养社会、“教育”？“人类”？11.前40万年，“北京人”用火（穴居、第一冰期），最早发现用火。进化的真实内容（无论是生物学的还是文化意义上的）就是新行为的细化。12.生命史30亿年，每种动物都会留下自己是什么的痕迹，惟有人类才留下他的创造物的痕迹。13.素食杂食（空闲）团体狩猎、合作交

35、流（食物不足，大草原只能养活2人/KM2）迁徙中国和欧洲（冰期）发明创造游牧（猎）岩画艺术、平面（想象）立体。科学？14.科学与艺术是只有人类才有的行为。（二）、四季的收获关键词：一旦起飞2万年前狩猎1万年前驯化动物、栽培植物（最后一个冰期结束）生物革命定居植物遗传变异（农业？）中东小麦：野生杂交2粒种杂交小麦）文明、战争？（前6000年，杰里柯）围墙、塔堡、砖（贝都因人）以色列人侵入（前1400年）圣经、旧约（前700年写成）新工具：镰刀、犁、轮子前1400年灌溉系统（滑轮、坎儿井）公元1200-1300年，成吉思汗定居。（城市建设）（三）、石中之纹1 冰川期（前10-3万年）迁徙：中美洲、

36、南美洲（印第安人血型全为O型）；/另一些人A型10-15%，其余为O型。陶器（公元1000年）。2 “人是会制作工具的动物”本杰明富兰克林（1778年）。3 手是思想的刀刃。文明并不是一批成品，而是过程的精细化。到最后，人类的前进就是行动中手的精细化。4 建筑“想象”思想的外化，艺术？5 火金属（四）、隐藏的结构1火：辰砂（HgS，红）：加热Hg：加热HgO（红）：加热Hg：加热HgO（红）“体验永生循环”。火既可“毁灭”，也可“变化”火的魔力。2.9000年前，利用自然界的生铜块7000年前，反应得铜。铜盐孔雀石，绿；锡+铜=青铜（更硬、更耐久）中国商朝，前1500年；中东，前3800年。熔

37、点：铜1000，铁1500。3.铁：前2500年，天然陨铁（生铁）前1500年，炼铁公元1800年，炼钢工业化开始。4.金：密度大、柔顺，不生锈，色泽永生的符号、象征。 检验？灰皿/酸处理。5.医学：（1） 帕拉塞尔苏斯（1493-1541，苏黎世）：反传统：确认工业病。“治疗取决于诊断，也取决于医生本人的直接应用。”（2） 1571年，路德：新教运动（巴塞尔）。（3） 1543年，改变欧洲人思想的三本书：a.维塞利亚斯人体结构；b.哥白尼天体运行论；c.阿基米德的物理及希腊数学的译入。（4） 帕拉塞尔苏斯：“科学不能往回看”，250年后普里斯特利（1791年被驱逐）发现O2空气。（5） 人类

38、的攀升并非是由一帮可爱的人完成的，而是由两种品性的人完成的：极高水平的诚实和至少一部分天赋（普里斯特利兼具二者）。6.化学（1） 1777年8月1日，抽取O2，普里斯特利发现蜡烛在里面燃烧得多么耀眼！10月去巴黎告诉拉瓦锡，1778年3月8日返回，将一只老鼠放进氧气里，才意识到人们在那个气体里由多么顺畅得呼吸。（2） 2天后，普里斯特利写信给富兰克林：“到目前为止，只有两只老鼠和我本人得到了吸入这种气体的欢乐。”（3） 发现植物在阳光下呼出氧气，氧气为动物的诞生奠定了基础。（在1770S无人考虑这种气体）（4） 拉瓦锡重做普里斯特利的实验，并定量实验：Hg+O2(加热)HgO,测O气含量；Hg

39、O（加热）Hg+O2，测氧气量，发现两实验中的氧相等。“两种物质固定量的合并与分解。”“精华、本原、燃素”无所遁形。（5） 道尔顿（色盲）：1803-1808年（小学校长）原子学说。（期间发现10种元素）a. 为什么？如果水是氧和氢构成的，一模一样的量合在一起总能构成同样量的水吗？合成CO2的时候、CH4的时候，重量为什么总是一致？b. 1803年夏天：“我应该明白，这种可以合适地称为基本粒子的东西的数量应该不少，一种粒子永远也不能够变成另外一种。” “终极基本粒子都是差不多的，跟其它元素的原子却有不同。” “可以用物理方法比较，比如重量不一样。” c. 1805年，发表（No.1）原子说。“

40、最低量的C、一个原子，合并起来构成CO2，那么它与事先规定量的O2合并的时候总是一样的，这就是氧的两个原子。” “若H2O是2个O原子构成的，每个O都与必要的H 相混合，它一定是从一个O原子中得到一个H2O和从另一个O中得到的一个H2O。” “重量是正确的：制造1个单位的CO2的O的重将造出2个 单位重的H2O。那么，对于里面没有O的一个化合物来说，重量是对的吗？CH4？是的！若你从单一的CO2分子中取去2个O，那么，物理的平衡是准确的：CH4的H、C数量正确。” 7.巴斯德（Pasteurised已消毒巴氏灭菌法。葡萄酒55既灭菌又保持酒味。不收一分钱）： 动物的左旋-右旋结构生物体提取物对

41、光的右旋（偏振）猜想：是否与基本的化学组成有联系？ 他是第一个提出化学进化可能性的科学家。8.（1）1950年，斯坦利米勒美实验：CH4+NH3+H2O（沸腾、闪电、电荷）氨基酸（2） 冰冻过程有助于有机物的形成：莱斯利奥格尔：氢氰酸+阿摩尼亚（水溶液、冰冻）氨基酸（腺嘌呤）。（3） 星际空间发现：氢氰酸、丙炔腈和甲醛。9.德特里伊万诺维奇门捷列夫（俄）：（1） NaCl、KCl、NaBr 、NaF、LiF等结晶（自然界的）极其相似，肉眼分不出。这些元素有类似性？（1859年参观盐矿）（2） 1805年，道尔顿：每个元素都有一个特征的原子重量；（3） 门捷列夫：那些使元素相似或不同的属性是如何

42、由那单一给定的常数或参数决定的？a. 按原子量排列H 1Li 7Na 23 K 39Be 9Mg 24Ba 40B 11Al 27?C 12Si 28Ti 48N 14P 31O 16S 32F 19Cl 35?Bi 80 b.1871年，发现“缺失”，跳过！（4） 原子量中到底蕴藏着什么呢？（内部结构）（5）10.原子核：（1）不可分（2）1930年：原子核质量电荷数的固定整数倍。（3）詹姆斯.查德威克，1932年证明：原子核中有带正电荷的质子、不带电的中子，两者质量很接近。 （4）恩里科.费迷（罗马）：中子轰击各元素，现代原子物理开始。三、中国古代科技成就中青出版社（一）冶炼 何堂坤1.生

43、铁的发明早期熟铁：矿石（800-1000）+木炭熟铁（海绵状固体，夹杂大量非金属，不能流出，效率低）。春秋前，生铁：矿铁石（1150-1300）生铁（液态、流，可连续生产，杂质少，质硬）。2.可锻铸铁：白口铁（高温退火）强度高，分白心：脱碳、硬和黑心：石墨化，硬、韧3.球墨铸铁：硬、韧、可塑性强。4.百炼铁5.炒钢：生铁（加热）液、半液+精矿粉（使Si、Mn、C氧化）低碳钢。6.铸铁脱碳钢7.灌钢8.有色冶金（1） 六齐（合金）（2） 黄铜（铜、锌合金）、锌（倭铅）：炉甘石（ZnO）+C（高温）Zn+CO2（3） 含镍白铜：白镍矿（NiAs2）、砒石（砒霜）+赤铜白铜。（4） 水力鼓风技术（5

44、） 燃料的发展：发热剂、还原剂。木炭（杂质少）煤焦炭（明末清初，方以智物理小知识）。（二）水法冶金：胆铜法“曾青得铁则化为铜”。曾青，又名空青/白青/石胆/胆矾/五水硫酸铜。“ 鸡屎矾（碱式碳酸铜/碱式硫酸铜）投若酒（醋）中涂铁，皆作铜色”。（三）力学杠杆、欹器、“力，行之所以奋也”、形变和应力、浮力和比重：曹冲称象、表面张力、虹吸管和大气压力、共振、晶体知识、运动学：张衡地动仪，惯性。中国的汉字制约了数学的发展？符号化系统的形成不能传播，中国近代少思想家。“时空陷阱”？（四）声学：波和振动概念，音律学（五）指南针、磁学（六）光学2.镜面成象3.光的折射、色散（冰制透镜）。（七）火药黑火药：硝

45、石（硝酸钾）+硫磺+炭（前2者均是“药”）。雄黄：As2S2（八）瓷器、漆（九）化学（炼丹术）1.铅、汞齐（氯化亚汞HgCl）；2.胡粉：碱式硫酸铅；3.火法/水法；4.黄金的溶解：醋、硝石、或盐、玄明龙膏。溶于王水、无水硒酸；氯水AuCl3；溶于水银汞齐Au%<15%时，液态；有氧时，溶于碱性金属氰化物的稀溶液Au（CN2）-（二氰金酸根络离子）。5.丹砂（硫化汞）的溶解：硫化汞+酸+硝石（+硫酸铜溶液中）溶解。6.硫的溶解。7.冷却热饱和溶液结晶硫酸钾。8.砒霜（四氧化二砷）水银霜：氯化汞，卤碱：氯化镁中毒：蛋白质凝固，明矾催吐。（十）免疫法：种痘。痘衣、痘浆、旱苗法、水苗法。卡介苗

46、制作：20世纪初。有毒力的牛型结核杆菌+牛胆汁每三周换，直至传代至230多次（相当13年）无毒菌株。四、科学的故事 林成滔 中国档案出版社（一）知识的人性化：强调人类社会、科学和思想进步而不仅仅是政治事件的“新历史”（二）威尔.杜兰特：人类知识的重负太大了，已经不能为人类的心灵所承受了。剩下的便只是对越来越少的问题知道的越来越多的科学专门家和对越来越多的问题知道的越来越少的哲学思辨家了。当专门家们蒙上自己的双眼，以便对整个世界不闻不问，而把眼光仅仅盯在鼻子底下的那一小块地方时整体消失了，“事实”取代了理解。而被分割得七零八落互不相关联的知识已不再产生智慧和力量了。（三）知识的“非人化”，使一般

47、大众逃避“非人的折磨”而对知识心生畏惧，敬而远之，使大量的知识陷入僵死的状态。（四）、“希腊奇迹”原因：1.地理位置：文化交汇点（欧、亚、非）； 2.政治制度：城帮民主制。泰勒斯赫拉克利特毕达哥拉斯芝诺（运动悖论有限与无限、连续与“量子化”）恩培多克勒（“种子”说）德谟克利特（“原子论”不可分割）希波克拉底苏格拉底（哲学家，“知识就是善”）柏拉图（苏格拉底的学生，“柏拉图学园”，“理念”）亚里士多德（学园学生，“百科全书”式科学家。“我爱我师，我更爱真理。”）欧几里德（几何原本：科学演绎法的丰碑）阿里斯塔克阿基米德（静力学，“最早把观察、实验同数学方法融为一体的科学家。”）盖伦（名医）托勒密中

48、国古文化中历来缺少对世界整体的美学/形而上学上的抽象把握，中华文化太讲究“实用”了？罗马的入侵：注重实用，轻视自然科学理论和哲学古希腊文明衰落（五）世界使什么“七贤人”） “日食”。双方以为使神灵惩罚，停止战争。因为事先有人劝告过他们泰勒斯。2.相似三角形：测量大金字塔的高度、146m（2000多年无人知道）与人身高、影子构成三角形。阳光45时，影子长等于身高。3.希腊几何学先驱。4.用天文学知识预测来年的橄榄必定大丰收，于是在头年冬天租下米利多和开俄斯俩地榨油机，别人不知，租价极低来年，价爆涨。向人证明：哲学家发财是容易的，只是他的兴趣不在于此，而在于寻求知识而已。（六）毕达哥拉斯学派：数学

49、1.人文精神毕达哥拉斯定理的证明，“百牛宴”，无实际利益。内心的快乐！2.为“科学”献身：希伯斯毕达哥拉斯的学生，发现在“整数和分数”之外的另一种数无理数：正方形对角线的长度的研究。被师兄弟抛入大海处死。后学派创立“反证法”证明希伯斯是对的。（七）中世纪欧洲几乎停滞了1000年，但中国却发展：实用，少理论。古希腊数学：偏几何，“形象思维”科学；中国古代数学：偏代数，“算”实用，但缺少系统理论支撑，无堪与几何原本比美的著述。张衡：科学、哲学、文学、绘画“东方的亚里士多德”，全面发展与达.芬奇似。（八）为什么近代科学没有诞生在中国？1.零散、没有理论系统的经验知识。自然哲学的发展有两种结果：（1）

50、进一步理论化，形成严密的符号化的逻辑系统，并和严格的实验相结合，形成自然科学理论。（西方）（2）进一步抽象概括，并和政治伦理道德观念相结合，形成远离自然科学的社会政治伦理观念系统，走向政治伦理哲学。（中国：成为封建统治者进行宣传和说教的工具。）2.实用取向的科技价值观：极端的实用性。（黄帝内经是中医理论著作，至今未被西医取代，说明原创理论之巨大价值发展性、自生性）3.过于稳固的传统文化包袱、惰性体系。科学技术的核心和灵魂创新。结论：中国封建的传统文化使科学易于生存但不易于革命（“半死不活”），而西方的却正好相反。启示：1.开放（地域上的和思想观念上的）的系统才有活力：a.历史证明正例：古希腊、

51、当前中国；反例：古代中国、古印度、中世纪的欧洲。；b.封闭的系统会逐渐滑向平衡态。反之，普利高津：耗散结构理论2.一个人力资源为主的系统，需要四种人才组成一个相对完整的结构：a.创新的人，起理念主导作用；b.精细化的人，起创造性地落实到具体行动中去，主干作用；c.经营推广的人（公关）；d.管理、协调的人。3.需要保持适度竞争。今天起主导作用的人，并不意味着明天仍能起同样作用，要有让“新手”可能起主导作用的内部机制。4.先进的文明可能被落后的、野蛮的文明打倒（如罗马进攻古希腊，蒙古族进驻中原等）。但先进文明往往少侵略性，如何自我保护？两难处境如美国？应该到系统外营造有利于自身系统发展的更大的环境

52、。5.中国传统文化重结果远甚于重过程：中国的科学技术记载的多是成果，极少有科学家、工程师、发明家等在创造过程中的思维轨迹的描写、报道、传记（应鼓励在职的科学家说出自己的真实有时尽管可能显得与正统的思想不一致，而这正是创造性思维的批判性、独创性特征思维轨迹偶然/类比联想/长期思考一朝豁然/合作帮助？），乃至趋事、逸事、偶然的触发性事件、对失误的讨论、反思，所用的科学方法、或受益的哲学思想等。媒体和公众关注的是结果、且是成功的结果；研究都是很辛苦的，学习都必须要刻苦的，惟独缺少从主体体验角度出发的情感体验神秘、好奇、兴奋！而对过程的冷漠、对失败的意义认识上的缺失和“成者为王、败为寇”的传统文化氛围

53、造就了的只能是追求眼前可预期利益的“高级工匠”，而不是基础性创造性人才。（大国、乃至大集团公司无不对未来的“概念”产品开发投入巨大的人力和财力！，已知有可能在相当长的时间内引领世界消费潮流。）所以，在中国的科学（姑且说科学，依本人看，只能算是技术史）发展史上，几乎找不出可深刻影响国人观念或提升民族智慧的理论/事件。中华文明/化欠缺的是什么？问题意识/危机意识-安于现状？太稳定了/心灵和智慧麻木了？启示：需时时“制造”新鲜感？6.科学未能与艺术联姻。少象达芬奇，爱因斯坦等深具艺术造诣的科学大师，中国科学史中缺少“美、和谐”的介入：如地球的形状，中国人以己所见，认为是半球，而希腊科学家则认为半球是不美的，所以尽管也看不见，但提出的假设就是球形的；又如爱因斯坦就认为所有物理规律在一切参照系中的形式都“应该”是有相同的形式的相对论的发现。科学与艺术都是有写神秘、可触发个体体验、要靠丰富的想象才能理解的、都与右脑密切相关