科学技术史教学大纲

科学技术史教学大纲内容摘要：

分的创立： 牛顿：力学研究的工具。 莱布尼兹（ 16461716，德）创立微积分，并创 造了比牛顿微积分更科学的符合系统。 微积分发明后，还有漫长道路要走。 瑞士“数学家族”（出了 11 位数学家）的贡献： 第一代贝努利兄弟： 雅克（ 16541705）变分法、极值问题 约翰（ 16671748）微积分系统化理论化研究 第二代贝努利兄弟： 尼古拉（ 16951726） 丹尼尔（ 17001782） 偏微分方程 贝努里方程 欧拉（ 17071783）、哥德巴赫（ 16901764）在微积分领域也有重大贡献。 （评： 理学院、工学院、经贸学院的同学要修数学，请注意《 数学分析》中那些和微积分有关的定义和定理：科西定理、罗必塔法则、拉格郎日中值定理……。 牛顿、莱布尼兹同时独立发现微积分，那才是个开头，以后的道路还很漫长， 200 年后，它才真正在理论上完善 科学征程路漫漫。 ） 西方数学在 1718 世纪（末）的两百多年里，主要是微积分建立与完善的历程。 但微积分的基本概念 无穷小量该怎样表述。 渐近于 0 又不等于 0。 第二次数学危机。 引发革命， 19 世纪初建立了严密的思想理论基础。 二， 对光的本性的研究（ P173174） 几何光学：成像 波动光学： 干涉、衍射、偏振、测波长。 光的本质。 波。 粒子。 牛顿坚持“微粒说”，由于牛顿的地位，该说曾经占统治地位。 19 世纪才开始波动光学的英雄时期。 三， 科学化学的建立（ P174176） 炼金术（ kim）与 chemistry：炼金术是伪科学，但与化学的诞生有千丝万屡的联系。 中国 阿拉伯 欧洲，硫、盐类、有些金属 认识它们的化学性质。 波义尔（ 16271691 英）：化学独立；实验方法；给元素下了清楚的定义。 “燃素说”： 17 世纪末，德国化学家贝歇尔和他的学生施塔尔创立。 可燃物中有微粒 “燃素”，燃烧过程就是释放燃素的过程。 随着时间的推移，人们看到它的问题。 怀疑它了。 寻找“燃素”、以证明“然素”的、欲推翻“燃素说”的，活跃、登台、表演： 布莱克（ 17281799，英）煅烧石灰石，得二氧化碳 不是燃素。 卡文迪许（ 17311810）得氢气，认为是 “ 燃素 ”。 卢瑟福（ 17491819）得氮气。 席勒（ 17421786，瑞典）得氧气。 普里斯特利（ 17331804） 1774，得氧气 拉瓦锡（ 17431794，法）。 拉瓦锡定量分析实验，封 瓶、前后称重，等重。 1777 年 9月 5 日《燃烧通论》 燃烧氧化理论诞生了。 （对学生评论：燃素说最终被证明是错了，它统治近百年后被燃烧的氧化说取代。 其实燃素说还是有功的：科学的进步从假说开始，假说提出后，有人找证据试图维护，有人找证据试图推翻，最后不外是两个结果：证实与证伪。 此二者对于科学来说，都是进步。 ） 四， 近代生物学的发展（ P176178） 预成说 渐成说 英国科学家哈维（ 15781657）研究心脏、动脉、静脉、瓣膜 血液只能朝一个方向流动。 左心室容量 2 盎司，每小时进入主动脉的血流量2X72X60=8640 盎司（ 24442 公斤），三倍于人体重。 1628《心血运动论》，（维萨留斯之后一个半世纪）比维萨留斯更从根本上动摇了盖仑学说。 动脉血怎样进入静脉。 哈维猜想：有小血管连接。 1661 年，马尔比基（ 16281694，意）发现毛细血管，证实。 （自学） 第三节：科学中心的产生和转移（ P178184） 意大利：资产阶级生产起步最早，文艺复兴策源地。 但宗教法廷太残酷，科学中心转移到相对宽松的地区。 德国后来者居上，但纳粹摧残，犹太人 科学家的中坚 逃亡美国。 德国人：严谨、自 律、乐于工作。 哲学大国、数学王国、化学强国，大型机组与精密仪器世界称道。 “天生的战士”。 犹太人：希伯莱文明的传统。 他们认为，财产能被抢，知识抢不走。 这是一个伟人辈出的民族。 美国人：没有思想框框，人可自由发展。 （提醒： 由于生产方式、气候、历史、文化传统等因素，不同民族的性格、习惯差别很大：一所国际公寓着了火：日本人先把丈夫拉出、犹太人先把钱柜搬出、中国人先把母亲背出、法国先把情人抱出。 一根针落地，中国人根据落地声音去找，德国人在地上画格子，找一格划去一格。 德国人的严谨、俄国人的勇猛与坚韧不拔，是很值得学 习借鉴的） 第九章：工业革命（ P185209） 第一节：工业革命的背景 （ P185189） （自学：资产阶级革命、手工业发展、原始积累） 思考题：谈近代科学技术中心的转移 第十二次课 第二节：蒸汽机的发明（ P185189） 直接推动力：社会生产 1． 实验科学基础： 古希腊：玩具蒸汽机 伽利略：思考大气压与真空 1654，格里凯（ 16021686，德） “ 马德堡半球实验 ” 大气压力实验、蒸汽压力实验、真空作用实验 实验科学基础 2． 瓦特前的蒸汽机 巴本（ 16471712，法） 蒸汽泵 近代蒸汽动力技术的第一次突破 赛维利（ 16501715，英）蒸汽泵 近代蒸汽动力技术的第二次突破 纽可门（ 16631729）等，第一台真正算的上是动力机的蒸汽机 近代蒸汽动力技术的第三次突破 3． 瓦特的贡献（ 23 年艰难历程） 分离冷凝 瓦特的第一次跃进（以免气缸一冷一热空耗能） 变往复运动为旋转运动 瓦特的第二次跃进（动力，曲轴连杆，但别人抢先专利） 双向装置 瓦特的第三次跃进（效率翻倍） （说明： 1， “看到沸水的蒸汽顶开壶盖，想到发明蒸汽机” ，不可能。 蒸汽机的心脏是汽缸，先懂大气压力、蒸汽压力和真空，然后才可研究汽缸。 瓦特之前，人们已研究、改进蒸汽机。 瓦特也是站在巨人肩上。 2，由于有了蒸汽机，资本主义生产从工场手工业进步到机械化大生产，资本主义生产关系更得以巩固。 诸如封建宗法意识等中世纪封建残余被蒸汽机的轮子碾得粉碎。 从这个意义上来讲，蒸汽机的发明推进了社会进步。 ） 第三节：蒸汽机时代技术的发展（ P193202） 1． 工业生产迅猛发展 2． 造船 菲奇（美）：首次将蒸汽机安装在船上 福尔顿（ 17651815，美）：取消帆 /改用螺旋桨 /以铁板 做船壳 3 火车 马车在道轨上走，拖重三倍于普通路 1759，罗比森（ 17391850，英）设想蒸汽机做车的动力机 1759，默多克（ 17541837，英）第一辆蒸汽机牵引的车 1814，史蒂芬逊（ 17811848，英）第一台有实用价值的蒸汽机车。 试车时还没马车快。 18141825 步步改进，成熟、推广。 第四节：科学技术的体制化 （ P202209） （ 三、四自学 ） 第十章：自然科学的全面发展及新自然观的确立（ P210239） 第一节：自然科学的全面发展（ P210234） 1．天体演化理论（ P210） 2．地质进化理论（ P212） （ 以上自学，注意一个“变”字 ） 3． 19世纪化学的三大发现 A．科学原子论的确立（ P216217）： 燃烧氧化理论创立后，许多元素相继发现。 燃烧氧化理论不能解释所有化学反应。 道尔顿（ 17661844，英）从 1787 年起，进行气体分析研究， 1803 年提出原子论。 原子与“ 复杂原子（分子） ”。 继燃烧氧化理论之后，在理论化学中取得的最大进步。 化学真正奠定了科学基础，真正成为科学。 从哲学的到科学的原子论 科学前进的历程。 思考题：从哲学的原子论到科学的原子论 谈古希腊科学对世界近代科学的贡献 第十三次课 B．周期律的发现 贝齐力乌斯（ 17791848，瑞典）创用元素符号、测原子量、发现新元素 矿业发展，分光镜 利用光谱发现新元素 元素大发现 数位科学家发现元素的化学性质有规律性 门捷列夫（ 18341907，俄） 1869，周期表。 他聪明在于：料到有未发现的元素，为它们预留 “ 座位 ”。 门捷列夫：锌与砷之间有“类铝” 镓 “类硼” 钪 “类硅” 锗 布瓦普德朗（ 18351912，法）发现镓，多数指标与门捷列夫推想的 “ 类铝 ” 惊人相似。 只有金重差较大，门捷列夫估算的是 , 布瓦普德朗测的是。 门捷列夫立刻写信祝贺他的发明，但又说比重错了，请他再测。 布瓦普德朗感奇怪：我最早，他手中没有。 但还是重新提纯后再测，结果是 ，正好在。 伟人的智慧。 C． 合成尿素（ P219220） “活力论”认为：有机与无机之间的界限是不可逾越的。 合成尿素，标志着“活力论”的破产 有机化 学的壮丽日出。 李比希（ 18031873，德）马上转向有机化学。 德国聚集了一批年轻化学家。 凯库勒（ 18291896，德）苯环结构。 帕金（ 18381907） 18 岁，听别人说想合成奎宁，觉得有两种物质 丙烯甲基苯胺、重铬酸 的组成与奎宁接近，就拿这两种化学物质往一起掺，未得到奎宁，出来的是紫色闪光粘液 苯胺紫，染花布效果好。 他申请专利，办厂， 23岁成了世界染料权威。 诺贝尔（ 18331898，瑞典）用硫酸、硝酸处理甘油时，得硝化甘油。 同时发生强烈爆炸，他差点遇难。 此物太危险。 桑拜恩（ 1798— 1868）不慎搞洒了一瓶硝酸、硫酸混合物，他用棉布围裙擦，烤围裙时起火，围裙没了。 得到的是硝基纤维。 诺贝尔产生了研制安全炸药的愿望。 起初，工厂炸毁、弟弟炸死。 最终，他以硝化甘油 +硅藻土降低灵敏度，再利用雷管、导火索引爆，制出安全炸药。 赫普（ 18511915，德）三硝基甲苯（ TNT） 更适合造炮弹 4． 能量守恒和转化定律的发现（ P220227） 蒸汽机的发明促进热现象的研究。