科学基础技术历史 11

世界科学技术史Aworldhistoryofscienceandtechnology,文明的起点！

导言：

为什么“科学技术史”值得学习？理由实在很多，而且关系到一些很大、或根本的问题。

广义的历史是所有人的生活历程。科学探索和技术创造是人类生活的一个重要方面。在很大程度上，正是由于技术和科学的产生，才使人类的生活和其他动物的生活产生了质的区别。

技术的历史反映人类生存和发展状况的变化轨迹；科学的历史同人类精神、文化和世界观的进步密切相关。因而，科学技术史是人类历史的一个重要部分。深层看与科技史相关的“人文关怀”问题：地球之所以成为这个样子，人类之所以统治了地球，都是因为人类发展了科学技术。正面看，人类依靠科学技术构建、装扮了文明的大厦。反面看，人类依靠科学技术改变和糟蹋了地球。这意味着无数其他物种灭绝。人类要问：我们是从哪里来的？我们是谁？到哪里去？这本来就是科学技术发展的根源，回答这些问题，同样都离不开科学技术。事实上，人类进化之路漫漫，发展之路曲折，前途似乎光明，但却变化莫测。认识这个基本的事实，把握这个历史的趋势，都离不开科技史的视野。

还有理由：现代文明大厦的基础部分，是由古代科技打造的！在整个古代，技术发展的水平不高，科学也没有达到系统的程度，不同地域的人民之间还未建立起长期稳定的经济、文化联系，但许多古代的科学技术成果，如阳历和阴历，节气、月、星期和其他时间单位的划分，恒星天区的划分和名称，数学的基础知识和十进制位值记数法、印度-阿拉伯数字，轮车技术、杠杆技术、造纸术、印刷术等等，都已深深镶入了整个人类文明大厦的基础。科学技术史是世界史的一部分！原始社会以来，古代世界相对先进的技术和科学知识先后分别在北非的尼罗河流域、西亚的两河流域、地中海沿岸的希腊和罗马地区、南亚的印度河和恒河流域、东亚的黄河和长江流域产生。公元7世纪在亚洲西部开始扩张的阿拉伯人也曾迅速掌握了古代世界的先进科学技术，沟通了欧亚大陆的西方和东方。学习科技史，是要知道：

人类最重要那部分知识是什么？

它又是怎样被发现的？

从15世纪起，欧洲从中世纪进入近代，科学的发展逐步实现了革命性突破，并在20世纪成为一种具有世界性特色的全球文化。在这一发展过程中，天文学的主要成就是日心说、行星运动定律、万有引力定律、对太阳系的进一步认识、对银河系的初步认识、射电天文学、对太阳发光发热机理的解释、关于恒星和太阳系乃至宇宙演化的假说等。在地球科学方面从考察岩石的成因开始，产生了大陆漂移、海底扩张的学说，直到建立了关于地壳结构的板块构造理论。在力学方面从自由落体定律和牛顿运动三定律开始，产生了理论力学、流体力学、材料力学等分支学科，并且还产生了给力学带来革命的相对论力学。物理学方面探究了热的本质，发现了热力学的三个定律，研究了电磁现象，发现了电和磁相互转化的关系，并探讨了光的特性和本质。由于对热辐射和光电效应的研究导致了量子说的产生，并最终建立了量子力学。另外，对电子和放射性的研究导致了原子核物理学乃至基本粒子物理学的产生。近代以来化学研究重建了元素的概念，认识了燃烧现象，并用原子-分子学说解释了化学反应，发现了元素周期律和元素的放射性衰变，有机化学和量子化学得到了发展和应用。

生命科学在个体研究方面从认识人体结构开始，发现了血液循环、细胞，进而探究了基因、染色体和生物大分子，认识了核酸的结构，发现了遗传密码，还实施了人类基因组计划，并开始了对脑的研究；在群体研究方面确立了分类体系，提出了进化论，探讨了生物进化的动力、模式和机制。另外，由于微生物的发现，诞生了微生物学。近代以来数学的主要成就是微积分、非欧几何学、线性代数、概率论和运筹学，以及对数学基础的新认识。另外，20世纪产生了材料、能源、环境等应用性科学以及系统论、控制论、信息论等综合性科学和非线性系统的理论科学。实际上，以上各门科学从不同的角度和层次描绘了人类眼里和心中的自然图景，它们的历史发展反映了人类对自然界看法的改变和进步。学习科学史才能更好地理解科学的本质：科学探索之船从港口出发，驶向无尽的海洋，永不靠岸！

现代科学提出新概念、新理论的同时否定了许多旧理论，如天文学中的地心说、热力学中的热质说、化学中的燃素说和元素不变的观念。

现代科学在不断推出新定律、新原理时又不断重新界定着已有定律和原理的适用范围，如相对论对牛顿力学的界定，耗散结构理论对热力学第二定律的界定，非线性力学对经典力学体系适用范围的界定。这一发展过程似乎表明，科学探索既是一个不断破译自然之谜的过程，也是一个不断发现新的自然之谜的过程，解决问题常常就是提出问题，发现事实往往挑战理论。这个探索的过程在增加我们关于自然的知识的同时，也揭示了科学与人自身的相对关系，肯定着人类在科学发展过程中形成的某些观念，也否定着人类认识自然界终极真理的可能性。科学一边解答问题，

一边发现更多的问题。科学认识，就好像吹气球。气球里面是已知的知识，外面是未知的世界。气球越大，对外接触面越大。这意味着知识越多，接触到的未知也越多。

学习科学史，有助于理解自然的本质：如此之伟大，如此之复杂，如此之丰富！

人类总是在创造各种特殊境况让自然界倾诉它内心的秘密，但近现代科学的发展表明，大自然之“心”也是深不可测的，人类的科学是一个不断地从多层次、多维度、多角度和多尺度洞察自然界完整全貌的过程，探索自然之谜的结果便是面对新的自然之谜，发现问题和找到答案有着同等重要的意义。

只有沿着科学发展的历史，走到科学前沿，才会瞭望到未知世界的风景！

例如，对光本质认识的深入，导致今天无法用一个统一的理论来描述光现象。科学家在量子力学中追求精确测量时遇到了测不准原理，在核物理学中查找宇宙之砖时遇到了夸克禁闭,在宇宙学中寻往追远时则碰到了因时空分割所致的不可企及的宇宙界限，还碰到了所谓难以直接探测到的黑洞、暗物质和反物质。在追求精确数量和体系严整的数学领域，人们一方面可以构造三维以上的思维不能想象的空间，一方面又遇到了揭示数学形式系统不完备性的哥德尔定理。这表明所有已知的领域还存在着未知因素，而发现未知就意味着科学前沿的推进。在涉及人类本身的生命科学领域，科学的锋芒逐步指向生命的本质，但目前也仍然无法用进化论、遗传学、灾变论和生物化学等理论完整描绘出神奇的生命演化过程。人类基因组计划的推进，又使科学理性逼近了社会伦理和人文价值的边界。正是由于科学发展过程中这种不断探索自然之谜的境况，使人类的智慧受到了不断的挑战；也正是科学的这种始终面对新的自然之谜的特质，使科学的前沿成了人类理性和好奇心的无界边疆。正因为如此，科学史的学习和研究也就成了一种具有挑战性的求知活动。技术史

18世纪30年代之后，首先在英国发生了以机器生产为特征的工业革命，热能通过蒸汽机被应用到机器工业之中。

19世纪，以机器生产为标志的工业革命浪潮先后在欧洲大陆、北美乃至全世界的扩展，世界性的贸易市场、铁路和轮船航运逐渐打破了世界各地区之间在经济、技术和文化等方面的相对隔绝状况，电力作为一种崭新的二次能源被应用到工业中，有线和无线电通信技术出现，内燃机车得到普遍使用，化学知识被有效地应用于工业生产。

20世纪，航空、火箭和航天技术飞速发展；雷达、电视、卫星通信将世界变成了“地球村”；电子计算机及互联网改变人类智力劳动和相互交往方式。

核技术在发电，尤其是在军事方面的应用，使人类不得不重新认识战争与和平。

克隆技术则直接亵渎了生命的神圣与独特。另外，科技的巨大力量，通过人类活动对地球生态环境造成明显破坏性改变……

总的看，技术已全面改变并将继续改变人类的生活方式和价值观念，创造技术的人类本身并不能完全确定技术最终会将世界引向何方。尽管如此，任何人都会承认，从历史角度整体上了解技术发展，对了解和理解我们这个时代生活的某些方面有助益。了解过去是人类追问自然和社会奥秘一个重要方面。历史过程不可逆性，无所不包，丰富性，对它的任何描述都只能是不完备甚至是粗陋的。科学技术通史研究不追求且无法达到对以往科学发展过程的全方位完整描述，只在历史长河里尽力扫描人类理解自然与解读神秘的过程、角度和程度，回味和欣赏先哲前贤与造化万物对话问难的方式、内容和结果，追寻人类通过技术发挥自身创造力的途径或踪迹，借以把握技术改变人类生活的趋势。这一追往溯源基于一个简单的信念：即了解过去有助于理解今天和创造未来；这一探索的尽头，是当今科技的前沿，从这里可以眺望科技发展和人类文明的远景。教学方法–考核方式-教材每次教师做专题讲解，最后10-15分钟，学生提问解答。教师讲解的内容，为某一地区科技发展的概况（古代），或某一学科（近现代）发展的主线索。课堂讨论围绕讲解专题进行，鼓励提出与专题相关的其他问题，扩展课程的文化内涵。考核方式：

平时听课和课堂讨论表现，记入平时成绩，根据学校规定，在总成绩中占有一定比例。最后考核在课堂闭卷进行，内容注重科技发展中的问题、线索，以及对这