《科學技術概論》全套PPT課件

科學技術概論科學技術概論課程的定位課程的定位 科學技術概論科學技術概論是為提高大學是為提高大學生科學技術素養(yǎng)而開設的公共選修課。通生科學技術素養(yǎng)而開設的公共選修課。通過本課程的學習，能使學生了解近代科技過本課程的學習，能使學生了解近代科技發(fā)展的歷程、現(xiàn)代自然科學的基本內(nèi)容、發(fā)展的歷程、現(xiàn)代自然科學的基本內(nèi)容、當代高科技領域的發(fā)展狀況以及科學技術當代高科技領域的發(fā)展狀況以及科學技術發(fā)展與社會、經(jīng)濟和人類自身發(fā)展的相互發(fā)展與社會、經(jīng)濟和人類自身發(fā)展的相互影響，理解科學技術及其發(fā)展進程所蘊涵影響，理解科學技術及其發(fā)展進程所蘊涵的科學思想、科學精神以及科學技術的社的科學思想、科學精神以及科學技術的社會功能，進而提高學生的科技素養(yǎng)。會功能，進而提高學生的科技素養(yǎng)?？茖W技術概論科學技術概論學習重點學習重點掌握基本概念：如科學、技術、科學中心、當代高技術等。熟悉重要科學與技術事件：如近代科學的突破、牛頓及其萬有引力定律、達爾文及其生命起源學說等。分析和理解科技發(fā)展歷程及其與社會、經(jīng)濟和人類自身發(fā)展的關系：近代科技發(fā)展的背景、環(huán)境問題與可持續(xù)發(fā)展理論等。如何學習如何學習科學技術概論科學技術概論？宏觀上，把握科技發(fā)展不同階段的特征：近代、現(xiàn)代、當代、未來。宏觀上，把握科技發(fā)展不同階段的特征：近代、現(xiàn)代、當代、未來。中觀上，熟悉主要學科發(fā)展的進程：天文學、物理學、化學、數(shù)學、中觀上，熟悉主要學科發(fā)展的進程：天文學、物理學、化學、數(shù)學、生物學、生命科學、信息與計算機科學、納米技術、地學與環(huán)境科學生物學、生命科學、信息與計算機科學、納米技術、地學與環(huán)境科學等。等。微觀上，掌握重要科技事件和主要科技概念。微觀上，掌握重要科技事件和主要科技概念。課程考試（課程考試（100100分）：分）：-百分制考題，題型包括：名詞、填空、簡答、論述；百分制考題，題型包括：名詞、填空、簡答、論述；-開卷考試，但只能帶一張抄寫的開卷考試，但只能帶一張抄寫的A4A4紙幅面的筆記。紙幅面的筆記。課外閱讀：課外閱讀：-國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要（2006-20202006-2020年）；年）；-中共中央中共中央國務院關于實施科技規(guī)劃綱要增國務院關于實施科技規(guī)劃綱要增強自主創(chuàng)新能力的決定。強自主創(chuàng)新能力的決定。科學技術概論科學技術概論課程成績課程成績教材：胡顯章、曾國屏主編，科學技術概論（面向21世紀課程教材），高等教育出版社，1998?？茖W技術概論科學技術概論導論導論近代科學技術的發(fā)展近代科學技術的發(fā)展現(xiàn)代科學技術及其發(fā)展現(xiàn)代科學技術及其發(fā)展當代科學技術及其發(fā)展當代科學技術及其發(fā)展科學技術與社會科學技術與社會導導論論1 1、科學（、科學（ScienceScience）與技術與技術（TechnologyTechnology）的概念及其相互關系的概念及其相互關系（RelationshipRelationship）；）；2 2、我國古代的科技成果（數(shù)學、天文、我國古代的科技成果（數(shù)學、天文、地學、農(nóng)學、醫(yī)學）與科技發(fā)展。地學、農(nóng)學、醫(yī)學）與科技發(fā)展。科學是指反映自然和社會發(fā)展規(guī)律的知識體系科學是指反映自然和社會發(fā)展規(guī)律的知識體系科學（Science），源于拉丁文Scio，取知識之意。中國典籍禮記大學中有“致知在格物，格物而后知至”，用“格物致知”表示實踐出真理的概念。在明治維新時，日本著名科學啟蒙大師、教育家福澤瑜吉把“Science”譯為“科學”。1893年，康有為在中國引進并使用“科學”。科學是指反映自然和社會發(fā)展規(guī)律的知識體系科學發(fā)展脈絡1）1543，哥白尼，天體運行論，標志著自然科學開始從神學的束縛中走出來。2）1687，牛頓，自然哲學的數(shù)學原理，科學的主要成就是力學，并形成機械自然觀：-18世紀，法國拉普拉斯的機械決定論，如果全能的智者能知道物體的“現(xiàn)在”，就能推知“過去”和預測“未來”；-用機械論解釋生命現(xiàn)象，如法國的笛卡爾“動物就是機械”，拉美利特“人是機械”；-用機械論解釋社會現(xiàn)象，英國斯賓塞“社會靜力學”?？茖W與技術、科學與社會經(jīng)濟的聯(lián)系沒有體現(xiàn)出來。3 3）1919世紀，世紀，“科學新世紀科學新世紀”。-從天體演化到地質(zhì)演化、從數(shù)學到物理、從化學到生從天體演化到地質(zhì)演化、從數(shù)學到物理、從化學到生物學，天、地、生各領域展示了一個發(fā)展演化的宇宙，物學，天、地、生各領域展示了一個發(fā)展演化的宇宙，“發(fā)展演化發(fā)展演化”的觀念既帶給自然科學，也帶給了思想文化領域；的觀念既帶給自然科學，也帶給了思想文化領域；-科學對新技術產(chǎn)生和發(fā)展、對生產(chǎn)力和經(jīng)濟發(fā)展的意科學對新技術產(chǎn)生和發(fā)展、對生產(chǎn)力和經(jīng)濟發(fā)展的意義也逐步顯露?？茖W的大廈已經(jīng)建立？義也逐步顯露。科學的大廈已經(jīng)建立？4 4）1919世紀末世紀末2020世紀初，完美的物理學大廈面臨著強烈的世紀初，完美的物理學大廈面臨著強烈的沖擊，沖擊，“物理學危機物理學危機”到物理學革命爆發(fā)，愛因斯坦的到物理學革命爆發(fā)，愛因斯坦的“相對相對論論”、普朗克的、普朗克的“量子力學量子力學”、現(xiàn)代宇宙學；、現(xiàn)代宇宙學；科學是指反映自然和社會發(fā)展規(guī)律的知識體系科學是指反映自然和社會發(fā)展規(guī)律的知識體系科學是指反映自然和社會發(fā)展規(guī)律的知識體系當代科學的發(fā)展，使科學不僅是一種知識體系，也是一項基本的社會事業(yè)和一種社會發(fā)展過程。5)20世紀中葉以來，信息論、控制論、系統(tǒng)論、耗散結構論、協(xié)同論等；DNA雙螺旋結構模型到克隆羊“多莉”的誕生；GMP。6)科學技術發(fā)展的反思：科學技術的哲學問題和科學技術的社會學問題。技術（技術（TechnologyTechnology）是指人類在是指人類在利用、改造和保護自然的過程中通過創(chuàng)新利用、改造和保護自然的過程中通過創(chuàng)新所積累的經(jīng)驗、知識、技巧以及為某一目所積累的經(jīng)驗、知識、技巧以及為某一目的共同協(xié)作組成的工具和規(guī)則體系。的共同協(xié)作組成的工具和規(guī)則體系。技術的原意是木匠，木匠能按人們的需求和意志將木料加工、組合并制成物品。所以，古希臘思想家亞里士多德稱：技術是制造的智慧。我國魯國木匠魯班是技藝高超的匠人化身和祖師。東西方的技術都與木材的利用有淵源。18世紀，英國鐘表匠約翰世紀，英國鐘表匠約翰.凱伊發(fā)明飛梭；瓦特發(fā)凱伊發(fā)明飛梭；瓦特發(fā)明蒸汽機，這是近代史上第一次技術革命與產(chǎn)業(yè)革命。明蒸汽機，這是近代史上第一次技術革命與產(chǎn)業(yè)革命。19世紀世紀70年代，電動機和發(fā)電機問世；年代，電動機和發(fā)電機問世；20世紀世紀80年代，電力遠距離傳輸，內(nèi)燃機技術改進與應用。這年代，電力遠距離傳輸，內(nèi)燃機技術改進與應用。這是近代史上第二次技術革命與產(chǎn)業(yè)革命。是近代史上第二次技術革命與產(chǎn)業(yè)革命。20世紀中葉以來，原子能、電子計算機和空間技世紀中葉以來，原子能、電子計算機和空間技術的發(fā)展，開始第三次技術革命（現(xiàn)代技術革命）；術的發(fā)展，開始第三次技術革命（現(xiàn)代技術革命）；20世紀世紀70年代以后，進入新技術革命，微電子信息技術、年代以后，進入新技術革命，微電子信息技術、生物技術、材料、激光、遙感、海洋、人工智能、多媒生物技術、材料、激光、遙感、海洋、人工智能、多媒體信息技術等以及可持續(xù)發(fā)展技術迅猛發(fā)展。體信息技術等以及可持續(xù)發(fā)展技術迅猛發(fā)展?？茖W與技術的聯(lián)系與區(qū)別科學與技術的聯(lián)系與區(qū)別自然科學表現(xiàn)為自然的系統(tǒng)化、理論化的知識，不是依賴于特定經(jīng)濟基礎之自然科學表現(xiàn)為自然的系統(tǒng)化、理論化的知識，不是依賴于特定經(jīng)濟基礎之上的上層建筑，沒有階級性，沒有國界，沒有民族性。上的上層建筑，沒有階級性，沒有國界，沒有民族性。技術有自然和社會屬性。人們在運用技術來改變和控制自然的過程中，必須技術有自然和社會屬性。人們在運用技術來改變和控制自然的過程中，必須遵循自然規(guī)律，技術根本的內(nèi)在要素是科學知識，這是其自然屬性；人們?nèi)缱裱匀灰?guī)律，技術根本的內(nèi)在要素是科學知識，這是其自然屬性；人們?nèi)绾芜\用技術、用于何種目的卻受社會因素（經(jīng)濟、政治、軍事等需要）制約，何運用技術、用于何種目的卻受社會因素（經(jīng)濟、政治、軍事等需要）制約，這是其社會屬性。這是其社會屬性?？茖W中心，是指這樣的國家和地區(qū)，其科學中心，是指這樣的國家和地區(qū)，其科學成果超過全世界的科學成果超過全世界的25%25%。科學興隆期（科學興隆期（維持科學中心的時間維持科學中心的時間）與）與“歐歐洲中心論洲中心論”：-1540-1610，意大利，中心城市：佛羅倫薩、威，意大利，中心城市：佛羅倫薩、威尼斯、帕多瓦；尼斯、帕多瓦；-1660-1730，英，中心城市：倫敦；，英，中心城市：倫敦；-1770-1830，法，中心城市：巴黎；，法，中心城市：巴黎；-1870-1920，德，中心城市：柏林；，德，中心城市：柏林；-1920-，美，中心城市：新英格蘭、加利福尼，美，中心城市：新英格蘭、加利福尼亞。亞。科學技術發(fā)展與社會生產(chǎn)力水平密切相關；其在時空上的不均勻性同社會生產(chǎn)力的不均勻性緊密相關。愛因斯坦：愛因斯坦：“西方科學的發(fā)展是以兩個偉大的西方科學的發(fā)展是以兩個偉大的成就為基礎，那就是：成就為基礎，那就是：-希臘哲學家發(fā)明的形式邏輯體系希臘哲學家發(fā)明的形式邏輯體系-發(fā)現(xiàn)通過系統(tǒng)的實驗可能找出因果關系。發(fā)現(xiàn)通過系統(tǒng)的實驗可能找出因果關系。在我看來，中國的賢哲沒有走向這兩步，那是在我看來，中國的賢哲沒有走向這兩步，那是用不著驚奇的。要是這些發(fā)現(xiàn)果然都作出了，那倒用不著驚奇的。要是這些發(fā)現(xiàn)果然都作出了，那倒是令人驚奇的事。是令人驚奇的事?！睔W洲中心論與西洋科學：-反映14世紀以來中國文明尤其是科技落后于西方；-西方學者對中國古代文明的偏見：只有在西方才出現(xiàn)普遍意義和確切意義的文化形式；-中國學人的自卑：無視中國古代文明，“西洋科學”。中國古代到底有沒有科學技術中國古代到底有沒有科學技術？英國科學家、科學史家李約瑟-中國科學技術史使中國古代科學技術昔日風采重現(xiàn)；-論證說明，歷史上東亞文明尤其是中國古代文明曾遠遠領先于西方?！爸袊倪@些發(fā)明和發(fā)現(xiàn)往往遠超過同時代的歐洲，特別是15世紀之前更是如此?！眴栴}：15世紀之前，我們國家經(jīng)歷了那些朝代?中中 國國 古古 代代 科科 技技數(shù)學-商朝，公元前14世紀，十進位制；-公元前2世紀，負數(shù)，西漢的九章算術是我國數(shù)學體系形成的標志；-圓周率的計算：公元前3世紀劉徽算出為3.14159，已比希臘先進；公元5世紀初祖沖之推出為3.14159263.1415927之間，保持了千年的記錄；-求解高次方程根的近似法一直被稱為中國對數(shù)學的最有代表性的貢獻。公元7世紀，王孝通第一個實際解出了三次方程，比歐洲早600年。-易經(jīng)是二進制的前身，而二進制的“開與關”設計是現(xiàn)代計算機運行的基礎。天文-完成了一種有天極的赤道坐標系；-提出了一種早期的無限宇宙概念，認為恒星是懸浮在空虛無物的空間中的實體；-發(fā)展了數(shù)值計算天文學和星表，比其他任何可與之媲美的著作的古代文明早兩個世紀；把赤道坐標用于星表，并堅持使用2000年之久；-制作的天文學儀器一件比一件先進；發(fā)明了望遠鏡的前身帶窺管的轉(zhuǎn)儀鐘；-連續(xù)正確記錄了月食、新星、彗星、太陽黑子等天文現(xiàn)象，持續(xù)時間比任何其他文明古國都長。中中 國國 古古 代代 科科 技技地學-魏晉時期裴秀創(chuàng)立“制圖六體”，標志著中國傳統(tǒng)制圖的規(guī)范化，制成了全國地圖地形方丈圖。-山經(jīng)、海經(jīng)、大荒經(jīng)構成的山海經(jīng)；山經(jīng)成書最早，科學價值最大，是我國現(xiàn)存最早的地理著作。-隋朝隋煬帝開鑿大運河，使水運在我國歷史上發(fā)揮重大作用。唐代水經(jīng)式是我國第一部國家級水法。-唐代玄奘西游寫下大唐西游記，是最早一部全面、系統(tǒng)記錄印度次大陸的著作。-唐賈耽繪制的海內(nèi)華夷圖是魏晉以來最大一幅地圖；唐竇叔蒙海濤志是最早潮汐學專著；明朝徐霞客游記描寫山、石、地形、地貌、植被等。中中 國國 古古 代代 科科 技技農(nóng)學-春秋戰(zhàn)國時期：開始使用鐵農(nóng)具和牛耕并大量使用肥料；農(nóng)學著作呂氏春秋中上農(nóng)是中國保存下來的最早的農(nóng)業(yè)政策論文，任地、辨土、審時奠定了我國農(nóng)業(yè)精耕細作的理論基礎。-西漢農(nóng)學家氾勝之氾勝之農(nóng)書，總結一系列具體的耕作栽培技術措施。-魏晉南北朝賈思勰齊民要術是世界現(xiàn)存最早最完整的農(nóng)學著作。中中國國古古代代科科技技農(nóng)學-唐代陸羽茶經(jīng)是最早的茶學著作，中國是茶樹的原產(chǎn)地，是世界上最早飲用茶葉的國家。-宋朝秦觀著蠶書是中國保存下來最早的蠶桑業(yè)專著。-北宋陳旉的陳旉農(nóng)書是我國第一部關于南方稻區(qū)農(nóng)業(yè)技術的農(nóng)書。-元代王楨著農(nóng)書是第一部兼論南北農(nóng)業(yè)技術的農(nóng)書。-明代徐光啟農(nóng)政全書是一部集中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)之大成的總結性著作。中中 國國 古古 代代 科科 技技醫(yī)學醫(yī)學-黃帝內(nèi)經(jīng)黃帝內(nèi)經(jīng)是最早的醫(yī)學經(jīng)典，是醫(yī)學發(fā)展到兩漢之交的集大成之作，是最早的醫(yī)學經(jīng)典，是醫(yī)學發(fā)展到兩漢之交的集大成之作，表現(xiàn)了兩千前中國古代醫(yī)學的博大精深。表現(xiàn)了兩千前中國古代醫(yī)學的博大精深。-神農(nóng)本草經(jīng)神農(nóng)本草經(jīng)是中國最早的藥物學專著。是中國最早的藥物學專著。-中國醫(yī)圣張仲景的中國醫(yī)圣張仲景的傷寒雜病論傷寒雜病論是理、法、方、藥俱全的經(jīng)典著作。是理、法、方、藥俱全的經(jīng)典著作。-神醫(yī)華佗使用神醫(yī)華佗使用“麻沸散麻沸散”施行全身麻醉來進行外科手術。施行全身麻醉來進行外科手術。中中國國古古代代科科技技中國古代科技醫(yī)學-610年，巢方編纂諸病源候論對疾病性狀進行分類描述，比西方同類著作早1000年。-藥王孫思邈著千金方，含中醫(yī)基礎理論、臨床診斷以及本草、傷寒、中風雜病等。-1247年，宋慈洗冤集錄是所有文明中最早的一部法醫(yī)學專著。-明代李時珍本草綱目是中國傳統(tǒng)醫(yī)藥學總結性著作。-16世紀中葉，中國人首先應用人痘接種預防天花。新中國成立的第二個月，中國科學院成立，800多名海外科學家回國。上世紀50年代中后期，“向科學進軍”，制定和實施第一個（195667）中長期科技發(fā)展規(guī)劃，我國科技體系基本框架初步形成；第二個（196372）科技發(fā)展中長期規(guī)劃，“兩彈一星”；1978年3月，全國科學大會召開，科學技術是生產(chǎn)力；1985年中共中央關于科技體制改革的決定，科學技術是第一生產(chǎn)力；1995年5月，中共中央、國務院關于加速科學技術進步的決定，實施科教興國戰(zhàn)略；21世紀，實施科教興國戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。中國科技的迅速發(fā)展中外歷史年表中外歷史年表時間時間中國中國世界世界7-8世紀618年唐朝建立，713-741年，開元盛世。伊斯蘭教興起、朝鮮半島統(tǒng)一、阿拉伯帝國強盛。10世紀960年北宋建立962年羅馬帝國建立11世紀1069年王安石變法歐洲十字軍東征13世紀1206年，成吉思汗統(tǒng)一蒙古；馬克波羅來華。蒙古人西征歐洲，建立蒙古大帝國。14世紀1368年明朝建立。歐洲文藝復興、英法百年戰(zhàn)爭。時間時間中國中國世界世界15世紀1405-1433年，鄭和下西洋。印第安人印加文化興盛；印成歐洲第一部圣經(jīng)1492年哥倫布到達美洲。16世紀1553年葡萄牙殖民者攫取澳門居住權非洲奴隸貿(mào)易出現(xiàn)；歐洲海外殖民和宗教改革；麥哲倫環(huán)球航行；1588年，英國稱霸海洋。17世紀1624年荷蘭占領臺灣，1644年李自成起義，1662年鄭成功收復臺灣。1600年英國東印度公司成立；1618-1648年歐洲三十年戰(zhàn)爭；1640年英國資產(chǎn)階級革命；1689年英國君主立憲制確立。18世紀1727年清朝設駐藏大臣。歐洲啟蒙運動；俄國改革、英國工業(yè)革命、北美獨立戰(zhàn)爭、美國誕生（1789年）、法國資產(chǎn)階級革命。中華民族的興盛史中華民族的興盛史時間時間簡簡況況公元前8世紀周朝天子向外分封諸侯，諸侯擁戴周朝王室，達成封建統(tǒng)一。周公攝政7年，建立很多美好的制度，是有史以來首度繁榮的盛世。公元前1世紀漢武帝劉徹把封建的統(tǒng)一改為郡縣的統(tǒng)一，強硬對付入侵的匈奴，大漢聲威遠播，成為強盛的帝國。公元7世紀唐太宗李世民及其曾孫唐玄宗李隆基，鑄就大唐帝國盛世，國力雄厚，獨步亞洲。唐太宗的貞觀之治聞名于世，唐代的律令集前代之大成，成為東亞諸國法典的根本。公元14世紀明太祖朱元璋出身平民，十余年間推翻元朝蒙古人的統(tǒng)治，恢復中華王朝。其創(chuàng)業(yè)之艱難、勝利之快速，在中國歷史上僅這一次。他以家族道德為中心，再興漢族，造成漢族的中興大業(yè)。14世紀700年“21世紀是中國人的世紀！”近近 代代 科科 學學 技技 術術近代自然科學的發(fā)展近代自然科學的發(fā)展技術與產(chǎn)業(yè)革命技術與產(chǎn)業(yè)革命背背 景景14-1514-15世紀的歐洲處于社會變革之世紀的歐洲處于社會變革之中，面臨著新時代的到來。中，面臨著新時代的到來。波及整個歐洲的文藝復興運動文藝復興運動是一場思想文化解放運動，為近代自然科學的誕生創(chuàng)造了非常有利的文化氛圍。宗教改革運動（宗教改革運動（14、15世紀開始，在西歐和中歐）世紀開始，在西歐和中歐）動搖了羅馬教會至高無上的權力，打破了教會的精神獨裁，為自然科學從神學中解放出來創(chuàng)造了必要的社會前提。背 景手工廠的產(chǎn)生促進了生產(chǎn)技術的改進、分工與協(xié)作。意大利航海家哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸（1492），葡萄牙海員麥哲倫實現(xiàn)環(huán)球航行（1519-1522），遠航探險和地理大發(fā)現(xiàn)，促進了歐洲社會和科學技術的發(fā)展。中國、印度和阿拉伯等東方國家的科學技術的傳入推動了歐洲社會發(fā)展和科學技術進步。培根：“三大發(fā)明”改變了整個世界事物的面貌和狀態(tài)，沒有一個帝國，沒有一個教派，沒有一個大人物對人類事務的影響，能像這三種發(fā)明那樣巨大和深遠。馬克思：“火藥、指南針、印刷術這是預告資產(chǎn)階級社會到來的三大發(fā)明?；鹚幇羊T士階層炸得粉碎，指南針打開了世界市場并建立殖民地，而印刷術則變成新教的工具，總的來說變成科學復興的手段，變成了對精神發(fā)展創(chuàng)造前提的最大的杠桿。”背 景近代自然科學的初步發(fā)展近代科學首先在天文學和醫(yī)學生理學兩大領域取得突破性勝利。1543年出版的哥白尼的天體運行論和維薩里的人體的結構，成為近代自然科學革命的開端。近代自然科學的初步發(fā)展近代自然科學的初步發(fā)展 天文學天文學：一門古老的學科，研究廣闊空間中天體的位置、分布、運動、形態(tài)結構、物理狀態(tài)、化學組成和演化規(guī)律。-古代天文學：有目的的天文記錄，如古埃及、古巴比倫、中國、古印度等。-古希臘天文學：注意研究行星的位置及其運動規(guī)律。柏拉圖，用幾何系統(tǒng)表示天體的運動，提出地球中心思想；亞里士多德，發(fā)展柏拉圖的思想；托勒密，對其系統(tǒng)化，形成“地心說”，即：地球處于宇宙的中心，靜止不動，太陽及其他行地球處于宇宙的中心，靜止不動，太陽及其他行星圍繞著地球運行星圍繞著地球運行。地心說地心說成為上帝創(chuàng)世說一個不可缺少的組成部分和教會權威的理論支柱。近代自然科學的初步發(fā)展-波蘭天文學：哥白尼認為托勒密的體系存在嚴重缺陷，經(jīng)過數(shù)十年的觀察和研究，建立起以太陽為中心的宇宙體系-日心說，即：地球并非靜止不動，也不處于宇宙的中心，地球是一顆普通的行星，既有繞自轉(zhuǎn)軸的自轉(zhuǎn)，又與其他行星一起繞宇宙中心太陽的旋轉(zhuǎn)。近代科學史上劃時代的大事：是科學天文學誕生的標志：顛倒了占統(tǒng)治地位的日地關系，描述了太陽系的結構，為天文學的進一步發(fā)展奠定基礎；是近代科學誕生的標志：推動力學研究的發(fā)展；動搖了神學宇宙觀的支柱，成為自然科學從神學中解放出來的宣言書。近代自然科學的初步發(fā)展醫(yī)學生理學：研究疾病產(chǎn)生、性質(zhì)和治療以及人體結構和功能。-西方醫(yī)學的特點：對外科的研究和以解剖學為基礎。達芬奇，為確定人體的正確比例和結構，解剖尸體，曾畫出尸體解剖圖和心臟瓣膜圖，表述了血液循環(huán)的概念；1543年，比利時醫(yī)生維薩里發(fā)表人體的結構，確定男女肋骨數(shù)目相等，動搖天主教會的教條；1553年，西班牙醫(yī)生塞爾維特，提出血液小循環(huán)理論；英國醫(yī)生哈維提出血液大循環(huán)理論，1628年出版心血循環(huán)運動論，標志著人體血液循環(huán)理論的建立。近代自然科學的初步發(fā)展經(jīng)典力學1）天體力學：從力學角度研究天體運動和形狀的天文學分支學科。天文學家對兩個體系進行的長期爭論中：第谷.布拉赫，用畢生精力觀測行星運動；德國開普勒，繼續(xù)觀測并充分利用第谷.布拉赫的資料，確立行星運動三定律，為天體力學誕生提供堅實的基礎，被稱為“天空的立法者”：-第一定律，行星的運動軌道不是正圓形，而是橢圓形；太陽處于橢圓形焦點之一的位置上。-第二定律，行星繞日運動的距離和速度的不均勻變化是有規(guī)律的，行星和太陽連線掃過的面積與時間成正比?；虮硎鰹椋合嗤瑫r間內(nèi)，行星和太陽連線在任何地點掃過的面積相等。-第三定律，行星公轉(zhuǎn)周期的平方等于軌道半長軸的立方。近代自然科學的初步發(fā)展經(jīng)典力學2）伽利略對科學的貢獻：-青年時代即對科學觀察和實驗發(fā)生濃厚興趣，1587年發(fā)現(xiàn)了一種測定固體重心的方法；-1609年，親手制作望遠鏡作天文觀測，發(fā)現(xiàn)地球是太陽系的一顆普通行星，1632年出版關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話，批判亞里士多德時代的自然哲學；-最主要貢獻之一是對地面物體運動研究，1638年出版關于兩門自然科學的對話和數(shù)學證明，為牛頓的進一步綜合奠定了基礎。3）經(jīng)典力學體系的建立，近代科學史上的第一次大綜合。牛頓在哥白尼、開普勒和伽利略的基礎上予以分析、綜合和概括，提出地面物體運動三大定律（自學三大定律）和萬有引力定律。近代自然科學的初步發(fā)展萬有引力定律：-定義：任何兩個物體間都存在著相互作用的吸引力；引力的方向沿著兩個物體連線的方向，力的大小與兩個物體質(zhì)量乘積成正比，與兩個物體之間的距離的平方成反比。-意義：使天體運動和地面運動統(tǒng)一起來；實現(xiàn)了近代科學史上第一次重大綜合。其他學科其他學科：數(shù)學，數(shù)學，16161818世紀是常量數(shù)學世紀是常量數(shù)學到變量數(shù)學的轉(zhuǎn)折時期。到變量數(shù)學的轉(zhuǎn)折時期。-17世紀上半葉，法國笛卡爾創(chuàng)立的解析幾何把代數(shù)同幾何學有機聯(lián)系在一起，推動了數(shù)學以至自然科學的發(fā)展。-17世紀上半葉，英國耐普爾發(fā)明對數(shù)，改進和簡化計算。-17世紀下半葉，牛頓和萊布尼茨各自獨立地創(chuàng)立微積分。近代自然科學的初步發(fā)展近代自然科學的初步發(fā)展 其他學科其他學科：化學化學-近代化學的前身：煉丹術和煉金術；冶煉化學。-1661年，英國化學家玻意耳出版懷疑派的化學，將化學確定為獨立的學科，提出化學元素的定義。-對燃燒現(xiàn)象的正確認識是18世紀化學領域中的最重要進展，被稱為一場“化學革命”：燃素說；1777年，法國化學家拉瓦錫推翻燃素說提出燃燒的氧化學說，發(fā)表化學綱要并提出了包括33種元素的化學史上的第一張元素表。近代自然科學的初步發(fā)展近代自然科學的初步發(fā)展 其他學科：其他學科：物理學物理學光學：光學：-開普勒，第一個對光現(xiàn)象進行系統(tǒng)研究，提出了光度學理論、研究了光的折射和透鏡成像；-17世紀初，荷蘭數(shù)學家斯涅耳發(fā)現(xiàn)光的反射和折射定律；-牛頓進行日光分光實驗解釋了光的折射和反射；-惠更斯創(chuàng)立光波動說解釋光的折射、反射和衍射。電磁學電磁學-美國富蘭克林提出正電、負電及電荷守恒；-1785年法國物理學家?guī)靵鎏岢鰩靵龆桑?17751800年間意大利伏打發(fā)明伏打電池。近代自然科學的初步發(fā)展近代自然科學的初步發(fā)展 其他學科其他學科：生物學生物學-胡克用自制的顯微鏡初步發(fā)現(xiàn)了細胞。-瑞典博物學家林耐，描述了1.8萬種植物；1735年出版名著自然系統(tǒng)，闡述他的分類原則和見解，把植物分為綱、目、屬、種。-生命起源：有生源說和無生源說；-生命個體形成：預成論和漸成論。近代自然科學的初步發(fā)展近代自然科學的初步發(fā)展 科學方法科學方法-培根實驗歸納法，培根提出培根實驗歸納法，培根提出“知識就是力量知識就是力量”，他是歸納科學方法論的創(chuàng)始人，是整個現(xiàn)代實，他是歸納科學方法論的創(chuàng)始人，是整個現(xiàn)代實驗科學的始祖；驗科學的始祖；-笛卡兒數(shù)學演繹法，強調(diào)數(shù)學方法是最主要的笛卡兒數(shù)學演繹法，強調(diào)數(shù)學方法是最主要的普通科學方法；普通科學方法；-伽利略數(shù)學與實驗結合，伽利略數(shù)學與實驗結合，“大自然這本書是用大自然這本書是用數(shù)學語言寫成的數(shù)學語言寫成的”；-牛頓論科學方法，牛頓論科學方法，自然哲學的數(shù)學原理自然哲學的數(shù)學原理；先分析、后綜合。先分析、后綜合。-形而上學的機械唯物主義，形而上學的機械唯物主義，動物是機器動物是機器、人是機器人是機器、社會靜力學社會靜力學。近代自然科學的初步發(fā)展近代自然科學的初步發(fā)展背背 景：景：產(chǎn)業(yè)革命時期。產(chǎn)業(yè)革命時期。1818世紀下半葉開始，生產(chǎn)或產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，世紀下半葉開始，生產(chǎn)或產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，既為自然科學發(fā)展提供新材料、新工具，又拓寬了研究領既為自然科學發(fā)展提供新材料、新工具，又拓寬了研究領域。開始了科學和大工業(yè)緊密結合的新時期。域。開始了科學和大工業(yè)緊密結合的新時期。1919世紀末，科學與技術的關系表現(xiàn)為：世紀末，科學與技術的關系表現(xiàn)為：-技術實現(xiàn)早于理論揭示。生產(chǎn)問題的解決主要依靠經(jīng)技術實現(xiàn)早于理論揭示。生產(chǎn)問題的解決主要依靠經(jīng)驗和手藝，并沒有迫切地意識需要依靠自然科學成果。驗和手藝，并沒有迫切地意識需要依靠自然科學成果。-理論沒有在技術上體現(xiàn)?？茖W理論的發(fā)現(xiàn)卻沒有在技理論沒有在技術上體現(xiàn)。科學理論的發(fā)現(xiàn)卻沒有在技術上實現(xiàn)。術上實現(xiàn)。近代自然科學的全面發(fā)展近代自然科學的全面發(fā)展恩格斯說：事實上，直到上一世紀（恩格斯說：事實上，直到上一世紀（1818世紀）世紀）末，自然科學知識主要是搜集材料的科學，關末，自然科學知識主要是搜集材料的科學，關于既成事物的科學，但是在于既成事物的科學，但是在2020世紀，自然科學世紀，自然科學本質(zhì)上是整理材料的科學，關于過程、關于這本質(zhì)上是整理材料的科學，關于過程、關于這些事物的發(fā)生和發(fā)展以及關于把這些自然過程些事物的發(fā)生和發(fā)展以及關于把這些自然過程結合為一個偉大的整體的聯(lián)系的科學。結合為一個偉大的整體的聯(lián)系的科學。從18世紀下半葉開始，自然科學由運用觀察、實驗、解剖等經(jīng)驗方法收集積累材料階段，進入到對所獲得的經(jīng)驗材料進行綜合整理并從理論上加以概括說明的階段。1）天文學天文學-17551755年，德國哲學家康德提出關于太陽系起源的星云年，德國哲學家康德提出關于太陽系起源的星云假說，本質(zhì)上給形而上學的自然觀打開了一個缺口；假說，本質(zhì)上給形而上學的自然觀打開了一個缺口；-1796-1796年，法國數(shù)學家、天文學家拉普拉斯出版了年，法國數(shù)學家、天文學家拉普拉斯出版了宇宇宙系統(tǒng)論宙系統(tǒng)論，獨立提出了更為完善、嚴密太陽系起源的，獨立提出了更為完善、嚴密太陽系起源的星云假說；星云假說；-康德（德國）康德（德國）-拉普拉斯（法國）星云假說，太陽系拉普拉斯（法國）星云假說，太陽系及其行星都有一個歷史演化過程，它們是由原始彌漫物及其行星都有一個歷史演化過程，它們是由原始彌漫物質(zhì)星云逐漸凝聚而成的，不斷收縮的星云中心部分凝集質(zhì)星云逐漸凝聚而成的，不斷收縮的星云中心部分凝集成太陽，同一平面上環(huán)狀彌漫星云物質(zhì)收縮凝聚成行星。成太陽，同一平面上環(huán)狀彌漫星云物質(zhì)收縮凝聚成行星。近代自然科學的全面發(fā)展近代自然科學的全面發(fā)展天地演化天地演化近代自然科學的全面發(fā)展近代自然科學的全面發(fā)展天地演化天地演化2）地質(zhì)學地質(zhì)學，1818世紀開始成為獨立的科學，世紀開始成為獨立的科學，1818世紀中期到世紀中期到1919世紀中期被稱為地質(zhì)學的英雄時代。世紀中期被稱為地質(zhì)學的英雄時代。-威廉威廉.史密斯，史密斯，1919世紀初取得顯著成就的地質(zhì)學家，稱世紀初取得顯著成就的地質(zhì)學家，稱“英國地質(zhì)學之父英國地質(zhì)學之父”，創(chuàng)立了生物地質(zhì)學，提出，創(chuàng)立了生物地質(zhì)學，提出“化石組合化石組合”鑒定地層的層位和層序的方法為歷史地質(zhì)學奠定了牢固的基礎；鑒定地層的層位和層序的方法為歷史地質(zhì)學奠定了牢固的基礎；繪制了第一批地質(zhì)圖和地質(zhì)剖面圖。繪制了第一批地質(zhì)圖和地質(zhì)剖面圖。-法國杰出動物學家、古生物學家居維葉研究了巴黎盆地法國杰出動物學家、古生物學家居維葉研究了巴黎盆地沉積地層，在沉積地層，在論地球表面的運動論地球表面的運動中提出中提出災變論災變論，強調(diào)，強調(diào)地質(zhì)過程的突變和飛躍，甚至提出神變說。地質(zhì)過程的突變和飛躍，甚至提出神變說。-英國地質(zhì)學家賴爾受拉馬克的影響，在劃時代地質(zhì)學著英國地質(zhì)學家賴爾受拉馬克的影響，在劃時代地質(zhì)學著作作地質(zhì)學原理地質(zhì)學原理中提出中提出“漸變論漸變論”，指出地殼變化是在漫，指出地殼變化是在漫長進程中內(nèi)力和外力長期作用而發(fā)生的。長進程中內(nèi)力和外力長期作用而發(fā)生的。恩格斯說“賴爾才第一次把理性帶進了地質(zhì)學中”地質(zhì)學原理地殼變化物種變化-物種起源能量守恒定律與熱力學能量守恒定律與熱力學-能量守恒定律能量守恒定律發(fā)現(xiàn)：發(fā)現(xiàn)：10多位科學家工作，主要貢獻者有三：多位科學家工作，主要貢獻者有三：（1 1）18421842年，德國醫(yī)生邁爾提出年，德國醫(yī)生邁爾提出“力力”轉(zhuǎn)化和守恒的概念；轉(zhuǎn)化和守恒的概念；（2 2）英國業(yè)余物理學家焦耳，）英國業(yè)余物理學家焦耳，18411841年提出焦耳定律，年提出焦耳定律，18431843年首次發(fā)表用實驗測定的熱功當量值；年首次發(fā)表用實驗測定的熱功當量值；18471847年用其他測得新年用其他測得新的熱功當量值。的熱功當量值。（3 3）德國醫(yī)生和生理學家亥姆霍茨）德國醫(yī)生和生理學家亥姆霍茨18471847年發(fā)表小冊子年發(fā)表小冊子論活論活力守恒力守恒，全面闡述能量守恒定律及其普遍意義并被科學界，全面闡述能量守恒定律及其普遍意義并被科學界接受。接受。意義：意義：19世紀世紀40年代建立的年代建立的能量守恒定律能量守恒定律，實現(xiàn)牛頓力學以，實現(xiàn)牛頓力學以后科學發(fā)展的第二次大綜合；是物理學的重大事件，也是整后科學發(fā)展的第二次大綜合；是物理學的重大事件，也是整個科學史上的重大事件；它揭示機械能、熱能、電能和生物個科學史上的重大事件；它揭示機械能、熱能、電能和生物能等都是相互聯(lián)系，并可相互轉(zhuǎn)化的。能等都是相互聯(lián)系，并可相互轉(zhuǎn)化的。近代自然科學的全面發(fā)展近代自然科學的全面發(fā)展物理學物理學近代自然科學的全面發(fā)展物理學能量守恒定律與熱力學-熱力學：能量守恒定律在熱力學上的應用。（1）克勞修斯、湯姆孫，熱力學第一定律，不可能制造出永動機。（2）1850年，克勞修斯分析卡諾熱機理論，提出熱力學第二定律，即熱不可能自發(fā)地從較熱物體轉(zhuǎn)移至較冷物體；1865年，他提出“熵”的概念，將第二定律表述為：孤立系統(tǒng)的熵總是會自發(fā)地趨于極大，揭示了自然界過程的不可逆性；兩年后，闡述著名的“熱寂說”，即宇宙發(fā)展到最終將達到一個永恒的死寂狀態(tài)。（3）熱力學與熱機：1862年，法國工程師德羅夏提出內(nèi)燃機的4沖程原理；1876年，德國工程師奧托試制成功第一臺內(nèi)燃機。內(nèi)燃機與電機成為第二次工業(yè)革命的核心技術近代自然科學的全面發(fā)展物理學-電磁現(xiàn)象：三個方向，即電池產(chǎn)生電的原理、電在導體中的傳導規(guī)律、電流的各種作用（電與自然現(xiàn)象）。（1）電池。1800年，發(fā)明伏打電堆是19世紀電學上的第一個成就；電池產(chǎn)生電流，“接觸說”、“化學說 ”。（2）電流、電壓、電阻的關系。1821年，德國化學家歐姆發(fā)現(xiàn)歐姆定律（3）電解反應。英國化學家戴維制造電池組。（4）電磁關系。1920年，奧斯特發(fā)現(xiàn)；安培提出電流是電荷沿導線運動的思想；法拉第電磁感應現(xiàn)象，1931年實現(xiàn)“磁生電”，1933年發(fā)現(xiàn)電解定律，提出磁力線的概念，成為現(xiàn)代電磁理論的基礎；（5）麥克斯韋，1856年，“論法拉第的力線”，渦旋電場假說；1862年，“論物理的力線”，位移電流學說；1864年，“電磁場的動力學原理”，電磁現(xiàn)象的完整方程；1865年，論電和磁，標志電磁學的大綜合和物理學第三次大綜合。麥克斯韋電磁理論，預言電磁波的存在；揭示光、電、磁的統(tǒng)一性，標志物理學第三次大綜合；為以電力應用為中心的第二次技術革命奠定了理論基礎；也給機械論的形而上學的自然觀以有力的打擊。化學的成就：原子分子論、有機合成與結構、元素化學的成就：原子分子論、有機合成與結構、元素周期表。周期表。-原子分子論原子分子論（1 1）原子論：原子論：1919世紀初，英國科學家道爾頓提出，世紀初，英國科學家道爾頓提出，指出每種元素都以其原子量為最基本的特征；指出每種元素都以其原子量為最基本的特征；18031803年，提出原子論的基本觀點；年，提出原子論的基本觀點；18081808年，出版年，出版化學化學哲學新體系哲學新體系，論述科學原子論，是化學發(fā)展中的，論述科學原子論，是化學發(fā)展中的一次大綜合。一次大綜合。（2 2）分子論：）分子論：18111811年意大利化學家阿伏加德羅首先年意大利化學家阿伏加德羅首先提出，認為分子是比原子復雜的粒子。但分子論直提出，認為分子是比原子復雜的粒子。但分子論直到到18601860年才得以承認。年才得以承認。近代自然科學的全面發(fā)展近代自然科學的全面發(fā)展化學化學道爾頓原子論的基本觀點：化學元素由原子微粒組成，在化學變化中保持不變；同元素的原子性質(zhì)、重量相同，以重量為基本特征；不同元素原子以簡單數(shù)目比結合，形成化合物，其重量等于簡單原子重量之和。-有機物合成與結構有機物合成與結構（1 1）18281828年德國化學家維勒實現(xiàn)人工合成尿素，填平了有機年德國化學家維勒實現(xiàn)人工合成尿素，填平了有機物和無機物之間的鴻溝，促進有機化學的發(fā)展；物和無機物之間的鴻溝，促進有機化學的發(fā)展；（2 2）有機基團。）有機基團。1919世紀世紀3030年代，提出有機化合物由年代，提出有機化合物由“基基”組組成；英國化學家弗蘭克林研究金屬與有機基團的結合，成；英國化學家弗蘭克林研究金屬與有機基團的結合，18521852年提出年提出“原子價原子價”；（3 3）有機化學結構。德國化學家凱庫勒和英國化學家?guī)扃晏幔┯袡C化學結構。德國化學家凱庫勒和英國化學家?guī)扃晏岢鎏嫉乃膬r學說，成為有機化學結構理論的基礎；出碳的四價學說，成為有機化學結構理論的基礎；18611861年，年，俄國化學家布特列洛夫提出化學結構理論，物質(zhì)性質(zhì)反映物俄國化學家布特列洛夫提出化學結構理論，物質(zhì)性質(zhì)反映物質(zhì)結構，反之亦然。質(zhì)結構，反之亦然。-元素周期表，德國化學家邁爾和俄國化學家門捷列夫幾元素周期表，德國化學家邁爾和俄國化學家門捷列夫幾乎同時獨立發(fā)現(xiàn)了元素周期表。乎同時獨立發(fā)現(xiàn)了元素周期表。近代自然科學的全面發(fā)展近代自然科學的全面發(fā)展化學化學人工合成尿素的意義：填平有機物、無機物之間的鴻溝，促進有機化學的發(fā)展；再次沖擊形而上學自然觀。恩格斯說：它證明了對無機物適用的化學規(guī)律對有機物同樣是適用的，而且把康德認為是無機界和有機界之間永遠不可逾越的鴻溝大部分填起來了。近代自然科學的全面發(fā)展近代自然科學的全面發(fā)展生物學的飛躍生物學的飛躍生物學的飛躍：細胞學說和生物進化論生物學的飛躍：細胞學說和生物進化論-細胞學說的建立細胞學說的建立（1 1）胡克）胡克1717世紀用顯微鏡觀察到植物細胞；世紀用顯微鏡觀察到植物細胞；（2 2）細胞學說的產(chǎn)生，歸功于德國自然哲學的興起細胞學說的產(chǎn)生，歸功于德國自然哲學的興起和消色差顯微鏡的使用和消色差顯微鏡的使用：德國哲學家謝林和生物學：德國哲學家謝林和生物學家奧肯，認為有機界由一些具有某些共同特性的基家奧肯，認為有機界由一些具有某些共同特性的基本單位構成；采用消色差顯微鏡，本單位構成；采用消色差顯微鏡，18311831年英國醫(yī)生年英國醫(yī)生發(fā)現(xiàn)植物細胞的細胞核，發(fā)現(xiàn)植物細胞的細胞核，18351835年捷克人普金野發(fā)現(xiàn)年捷克人普金野發(fā)現(xiàn)母雞卵細胞的細胞質(zhì)。母雞卵細胞的細胞質(zhì)。（3 3）德國植物學家施萊登和動物學家施旺于）德國植物學家施萊登和動物學家施旺于18381838年年和和18391839年先后創(chuàng)立細胞學說，細胞是生命的基本單年先后創(chuàng)立細胞學說，細胞是生命的基本單元。元。細胞學說認為一切生物體都由細胞實體發(fā)育而成，從而基礎結構統(tǒng)一性方面對包括動、植物體在內(nèi)的生命以統(tǒng)一解釋；標志著細胞學學科的興起，促進生物學各分支學科的迅速發(fā)展。-生物進化論生物進化論（1 1）法國博物學家拉馬克率先提出生物進化理論，）法國博物學家拉馬克率先提出生物進化理論，18091809年出版年出版動物哲學動物哲學：“用進廢退和獲得性遺用進廢退和獲得性遺傳傳”，為生物進化理論作出重要貢獻；，為生物進化理論作出重要貢獻；（2 2）18591859年達爾文發(fā)表不朽巨著年達爾文發(fā)表不朽巨著物種起源物種起源，提，提出生物進化學說：出生物進化學說：“物競天擇，適者生存物競天擇，適者生存”，揭，揭示生物變異的普遍性。示生物變異的普遍性。達爾文進化論，是生物學領達爾文進化論，是生物學領域的一次重大綜合，有力地推動生物學的發(fā)展；正域的一次重大綜合，有力地推動生物學的發(fā)展；正確地解釋了生物的適應性，不僅是生物學中一次劃確地解釋了生物的適應性，不僅是生物學中一次劃時代的偉大事件，也給唯心主義以沉重的打擊，為時代的偉大事件，也給唯心主義以沉重的打擊，為辯證唯物主義提供了基礎。辯證唯物主義提供了基礎。近代自然科學的全面發(fā)展生物學的飛躍恩格斯 把能量守恒定律、細胞學說和達爾文的進化論 稱為19世紀自然科學的三大發(fā)現(xiàn)。技術和產(chǎn)業(yè)革命技術和產(chǎn)業(yè)革命第一次技術和產(chǎn)業(yè)革命從英國開始：第一次技術和產(chǎn)業(yè)革命從英國開始：背景背景（1）資產(chǎn)階級取得國家政權，完成君主立憲政體，為資本主義發(fā)展開辟道路；（2）經(jīng)濟發(fā)展引發(fā)技術需求，推動科學發(fā)展：科學社團產(chǎn)生；（3）圈地運動帶來了資本主義的土地所有制，消滅自耕農(nóng)，推進農(nóng)業(yè)耕作技術的改良和農(nóng)機具的改進，為工業(yè)革命做準備。（4）海上霸權，掠奪財富，加速資本積累，為工業(yè)革命奠定物質(zhì)基礎。技術、產(chǎn)業(yè)和市場是互動的。英國產(chǎn)業(yè)革命始于紡織業(yè)的機械化，以蒸汽機的廣泛應用為標志，帶動工業(yè)的全面發(fā)展，使英國率先成為工業(yè)國。第一次技術和產(chǎn)業(yè)革命從英國開始：成就第一次技術和產(chǎn)業(yè)革命從英國開始：成就-紡織技術紡織技術：產(chǎn)業(yè)革命的源頭，1733年凱伊發(fā)明飛梭、織布工人1770年哈格里沃斯發(fā)明豎錠紡車（珍珍妮紡車妮紡車）、1769年阿克賴特發(fā)明水力紡車。-鋼鐵工業(yè)鋼鐵工業(yè)：用木材冶煉礦石導致英國南部森林減少；1709年達比發(fā)明焦炭煉鐵法避免煤硫進入生鐵中，1784年科特取得“攪式煉鐵法”專利，1750年亨茨曼建立煉鋼廠。-蒸汽機蒸汽機：起因于排除礦井積水。軍事工程師塞維爾制成第一臺蒸汽機并獲專利（1698）；鐵匠紐可門獲得“大氣蒸汽機”專利（1702），米頓對其加以改進；儀器維修工瓦特瓦特1769年獲得外加冷凝器的蒸汽機蒸汽機專利；蒸汽機的廣泛應用，蒸汽技術革命。技術和產(chǎn)業(yè)革命技術和產(chǎn)業(yè)革命機械發(fā)明帶動紡織工業(yè)革命，化學發(fā)明推動冶金工業(yè)變革，蒸汽機的發(fā)明、改進和廣泛應用推動整個工業(yè)的發(fā)展。蒸汽技術革命蒸汽技術革命帶來社會生產(chǎn)力的巨大發(fā)展-帶動紡織、冶金、煤炭、交通、制造業(yè)的飛躍發(fā)展。英國發(fā)明家史蒂芬森繼承前人成果，1814年成功設計第一臺實用蒸汽機車被用來運煤，1824年造出“旅行號”機車在他設計的一條鐵路上運營，是世界上第一條公共交通鐵路，并帶來了鐵路建設熱潮。-空前提高勞動生產(chǎn)率。引起生產(chǎn)關系的重大變革-改變了工人的地位，資本主義的雇傭制度得到鞏固和發(fā)展。法國的產(chǎn)業(yè)革命與科學興衰法國的產(chǎn)業(yè)革命與科學興衰-背景背景：英國既是榜樣，又是挑戰(zhàn)，更是機會；引進飛梭、紡織機、蒸汽機等；數(shù)千名技工人員來法國工作；思想啟蒙運動和“百科全書派”的哲學思潮提供理論準備；重用科學家、發(fā)展教育、改革科學機構。其衰敗的原因又是什么？政局動蕩、科其衰敗的原因又是什么？政局動蕩、科研集權。研集權。技術和產(chǎn)業(yè)革命技術和產(chǎn)業(yè)革命思想啟蒙運動：英國資產(chǎn)階級革命成功后，法國出現(xiàn)了一批著作家，強調(diào)：新時代迫切需要由知識來掃蕩人心中的迷信和無知，需要由理性的力量來支配人類生活的一切；理性是衡量一切事物的尺度和準繩。啟蒙運動的代表人物：伏爾泰。百科全書：系統(tǒng)地整理零散的知識，介紹給公眾，被稱為啟蒙偉業(yè)。敘述人類已經(jīng)取得的自然科學知識、技術和工藝過程，強調(diào)技術在人類知識領域中的重大作用。百科全書派的領袖是狄德羅，被稱為杰出的思想家、天才的組織者和堅強的戰(zhàn)士。法國的產(chǎn)業(yè)革命與科學興衰法國的產(chǎn)業(yè)革命與科學興衰-科學發(fā)展科學發(fā)展：劃時代的化學革命-化學家拉瓦錫燃燒理論（1772）；電學發(fā)展中第一次飛躍化學家?guī)靵龅膸靵龆桑?785）；世界上第一部專利法（1791）；經(jīng)典天體力學的發(fā)表，拉普拉斯宇宙系統(tǒng)論（1796）、天體力學（1799-1826）等。-法國成為世界科學發(fā)展中心法國成為世界科學發(fā)展中心：1770-1830年，法國的重大科學成果占世界25%以上，尤其是大革命后的30年甚至接近或超過40%。技術和產(chǎn)業(yè)革命技術和產(chǎn)業(yè)革命以內(nèi)燃機和電力技術應用為標志的第二次產(chǎn)業(yè)革命，在人類歷史上第一次真正顯示了科學技術理論研究、技術發(fā)明對生產(chǎn)力的直接的、有意識的推動作用，體現(xiàn)了科學技術作為生產(chǎn)力的重要性。從此，科學技術開始成為現(xiàn)實的生產(chǎn)力，而且在生產(chǎn)力中所起的作用越來越大。德國是最能體現(xiàn)科學技術是生產(chǎn)力、在第二次產(chǎn)業(yè)革命中獲益最多的國家。技術和產(chǎn)業(yè)革命技術和產(chǎn)業(yè)革命 德國崛起：背景德國崛起：背景-經(jīng)過經(jīng)過1919世紀前世紀前5050年的基礎科學的全面發(fā)展。年的基礎科學的全面發(fā)展。17401740年，腓特烈二世繼位，實行年，腓特烈二世繼位，實行“開明專制開明專制”，重視發(fā)展商品經(jīng)濟、保護科學文化事業(yè)、重金，重視發(fā)展商品經(jīng)濟、保護科學文化事業(yè)、重金聘請名家；聘請名家；1818世紀后期，一批新的大學在德國誕生，世紀后期，一批新的大學在德國誕生，如柏林大學、波恩大學，直接面向科學技術和工業(yè)如柏林大學、波恩大學，直接面向科學技術和工業(yè)培養(yǎng)人才。培養(yǎng)人才。-19-19世紀世紀60-7060-70年代技術科學的興盛，工業(yè)生產(chǎn)年代技術科學的興盛，工業(yè)生產(chǎn)和社會經(jīng)濟的迅速崛起。和社會經(jīng)濟的迅速崛起。18751875年，世界科技中心轉(zhuǎn)移至德國；年，世界科技中心轉(zhuǎn)移至德國；18951895年，年，世界經(jīng)濟中心由英國轉(zhuǎn)移至德國。德國用約世界經(jīng)濟中心由英國轉(zhuǎn)移至德國。德國用約4040年的年的時間（時間（1860-19001860-1900）完成了英國）完成了英國100100多年的事業(yè)，實多年的事業(yè)，實現(xiàn)了工業(yè)化?，F(xiàn)了工業(yè)化。技術和產(chǎn)業(yè)革命技術和產(chǎn)業(yè)革命 德國崛起：成就德國崛起：成就-李比希（李比希（LiebigLiebig）學派與德國化學工業(yè)。）學派與德國化學工業(yè)。李比希，有機化學之父，李比希，有機化學之父，18241824年從巴年從巴黎學成回國，擔任吉森大學化學教授。創(chuàng)建化學黎學成回國，擔任吉森大學化學教授。創(chuàng)建化學實驗室讓學生自己動手以培養(yǎng)化學人才，這種教實驗室讓學生自己動手以培養(yǎng)化學人才，這種教學方法吸引大批學生、培養(yǎng)了大批高級人才（學學方法吸引大批學生、培養(yǎng)了大批高級人才（學術泰斗）術泰斗），使吉森很快成為當時歐洲的化學研，使吉森很快成為當時歐洲的化學研究中心；究中心；其科學成就包括提出有機基團理論、其科學成就包括提出有機基團理論、巨著巨著化學在農(nóng)業(yè)和生理學上的應用化學在農(nóng)業(yè)和生理學上的應用等；推動等；推動德國化學工業(yè)發(fā)展，染料工業(yè)等。德國化學工業(yè)發(fā)展，染料工業(yè)等。李比希學派發(fā)展三個階段第一階段：科學教育方法的發(fā)展和完善。擔任吉森大學教授，解決用什么方法造就一代化學家；第二階段：從無機化學領域拓展到有機化學領域，提出有機基團、有機多元酸理論等，奠定有機化學基礎。第三階段：解決化學理論在生產(chǎn)上的應用，出版化學在農(nóng)業(yè)和生理學上的應用，提出礦質(zhì)營養(yǎng)學說和歸還學說。德國崛起：成就德國崛起：成就-內(nèi)燃機的發(fā)明與應用（蒸汽機是外燃機，其缺點內(nèi)燃機的發(fā)明與應用（蒸汽機是外燃機，其缺點？）？）第一臺實用內(nèi)燃機（雷諾，第一臺實用內(nèi)燃機（雷諾，18691869）、第一臺四沖）、第一臺四沖程復式活塞內(nèi)燃機即煤氣機（奧托，程復式活塞內(nèi)燃機即煤氣機（奧托，18761876）、汽油）、汽油機（戴姆勒，機（戴姆勒，18831883）、煤油機（戴姆勒，）、煤油機（戴姆勒，18861886）、）、柴油機（狄塞爾，柴油機（狄塞爾，18921892）。廣泛應用于汽車制造、）。廣泛應用于汽車制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（拖拉機）、軍事（輪船和飛機）等。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)（拖拉機）、軍事（輪船和飛機）等。-電力技術革命（核心之一，電能的產(chǎn)生和利用）電力技術革命（核心之一，電能的產(chǎn)生和利用）近代電磁學的偉大奠基人法拉第及其電動機近代電磁學的偉大奠基人法拉第及其電動機（18211821）和發(fā)電機（）和發(fā)電機（18311831）實驗模型；第二次工業(yè)）實驗模型；第二次工業(yè)革命的英雄、著名電學工程師西門子革命的英雄、著名電學工程師西門子18671867年發(fā)明普年發(fā)明普遍應用的發(fā)電機；遍應用的發(fā)電機；18851885年，法拉里旋轉(zhuǎn)磁場原理，年，法拉里旋轉(zhuǎn)磁場原理，交流發(fā)電機發(fā)展史上決定性的理論；愛迪生發(fā)明白交流發(fā)電機發(fā)展史上決定性的理論；愛迪生發(fā)明白熾燈（熾燈（18791879）。）。技術和產(chǎn)業(yè)革命技術和產(chǎn)業(yè)革命同第一次工業(yè)革命比，理論科學和實驗科學成果轉(zhuǎn)化為直接社會生產(chǎn)力的速度大大加快了。問題：美國是如何崛起的？美國崛起的經(jīng)驗？技術和產(chǎn)業(yè)革命技術和產(chǎn)業(yè)革命 背景背景-1789-1815-1789-1815年，歐洲戰(zhàn)事頻繁，移民帶來了技術和人年，歐洲戰(zhàn)事頻繁，移民帶來了技術和人才；才；-1776-1783-1776-1783年，美國獨立戰(zhàn)爭，推動技術的發(fā)展；年，美國獨立戰(zhàn)爭，推動技術的發(fā)展；-1787-1787年，通過憲法促進科學和技術進步；年，通過憲法促進科學和技術進步；17901790年，年，通過專利法，獎勵科學發(fā)明和技術創(chuàng)新。通過專利法，獎勵科學發(fā)明和技術創(chuàng)新。技術和產(chǎn)業(yè)革命技術和產(chǎn)業(yè)革命美國美國1860年以前，殖民地的落后經(jīng)濟；1880年，西方第二經(jīng)濟大國；1890年，躍居世界第一，黃金儲量占70%，成為經(jīng)濟霸主。經(jīng)驗-重視農(nóng)業(yè)、工業(yè)和農(nóng)業(yè)緊密聯(lián)系。18世紀末開始農(nóng)業(yè)機械化運動，軋棉機、收割機、播種機、脫粒機等。-建設基礎設施。鐵路、公路網(wǎng)等。-組織創(chuàng)新。托拉斯。-加強科技與經(jīng)濟的結合。愛迪生創(chuàng)辦第一個工業(yè)實驗室。-技術引進與創(chuàng)新相結合。如鋼鐵生產(chǎn)技術體系的建立。-管理出效益。現(xiàn)代管理學誕生于美國機械工業(yè)發(fā)展過初中。1903年，美國機械學會發(fā)表泰羅的工廠管理法；1911年，泰羅發(fā)表科學管理原理。如果說如果說1919世紀是科世紀是科學的世紀的話，學的世紀的話，2020世紀則被稱作是世紀則被稱作是科學革命的世紀！科學革命的世紀！19 19世紀理論科學的巔峰狀態(tài)及其隱含的危世紀理論科學的巔峰狀態(tài)及其隱含的危機以物理學最為典型，牛頓力學無比強大的理論威機以物理學最為典型，牛頓力學無比強大的理論威力，光學、電磁學、力學的統(tǒng)一使物理學顯示出一力，光學、電磁學、力學的統(tǒng)一使物理學顯示出一種形式上的完整，被譽為種形式上的完整，被譽為“一座莊嚴雄偉的建筑體一座莊嚴雄偉的建筑體系和動人心弦的美麗廟堂系和動人心弦的美麗廟堂”。以致普朗克的老師曾。以致普朗克的老師曾勸他說勸他說“年輕人，物理學是一門已經(jīng)完成了的科學，年輕人，物理學是一門已經(jīng)完成了的科學，不會再有多大的發(fā)展了，將一生獻給這門學科，太不會再有多大的發(fā)展了，將一生獻給這門學科，太可惜了?？上Я?。”19001900年年4 4月月2727日，英國著名物理學家開爾文日，英國著名物理學家開爾文勛爵作了題為勛爵作了題為熱和光的動力理論上空的熱和光的動力理論上空的1919世紀之世紀之烏云烏云的長篇講演。的長篇講演。現(xiàn)代自然科學現(xiàn)代自然科學物理學物理學背景背景-物理學大廈的落成與危機物理學大廈的落成與危機物理學晴朗天空的物理學晴朗天空的“兩朵烏云兩朵烏云”把物理學由經(jīng)典階段推進到現(xiàn)代階段，把物理學由經(jīng)典階段推進到現(xiàn)代階段，以太漂移實驗以太漂移實驗和和黑體輻射現(xiàn)象黑體輻射現(xiàn)象。相對論和量子力學構成現(xiàn)代物理相對論和量子力學構成現(xiàn)代物理學的兩大理論支柱。學的兩大理論支柱。以太漂移：以太被稱為一種介質(zhì)，按照當時科學界的說法，人們可以由光速在不同方向的差異，判定一個慣性系相對于靜止以太的運動狀態(tài)，并確定以太的存在。實驗卻明白無誤地表明，光速是完全不變的。紫外災難：黑體是物理學中為了研究物體吸收和輻射規(guī)律而構造的一種理想模型，能百分子百吸收輻射到它上面的電磁波，同樣溫度下，它所發(fā)出的熱輻射也比其它任何物體都強。德國維恩和英國瑞利得到相反的公式、結果而無法解釋。相對論相對論：是關于物質(zhì)運動與時間空間關系的理論，是現(xiàn)代物理學和科學技術：是關于物質(zhì)運動與時間空間關系的理論，是現(xiàn)代物理學和科學技術的重要理論基礎之一。的重要理論基礎之一。-背景：以太及以太漂移實驗。背景：以太及以太漂移實驗?，F(xiàn)代自然科學現(xiàn)代自然科學物理學物理學-狹義相對論（1905）（1）理論基礎：光速不變理論(在彼此相對作勻速直線運動的任一慣性參考系中，所測得的光速都是相同的）和狹義相對性理論（一切彼此作勻速直線運動的參考系，對描述