科学技术史重点

科学技术史重点内容摘要：

“能源革命的第一个工具”。 最后，水磨房的出现不仅节省了人力而且提高了劳动生产率。 （ 2）武器。 战争的需要又使军事 技术得到发展。 军事技术在十字军东征中又进一步得到发展和传播。 （ 3）手工业。 随着手工业从农业中日益分离出来，手工业技术以相当快的速度发展起来。 造纸术在公元前 1150年穆斯林占领西班牙时已经很发达了。 纺织业上，纺车在 13世纪发展起来了。 13世纪时，水力被利用来锯木头和推动铁匠煅炉的风箱， 14世纪时用于铸锤和磨石，15世纪时被用于开矿抽水。 水力利用上最重要的一项可能是发动锻铁炉的风箱，水力被用于冶金，使冶金业有了新的发展。 帆船以及磁针和罗盘的使用，大大促进了航海事业的发展。 （ 4）建筑业。 中世纪欧洲在建筑科技 方面有比较突出的成绩。 技术方面的发展无疑为中世纪晚期文化和近代早期学术复兴提供了基础。 假如没有这些技术的进步，近代的力学、物理 中世纪阿拉伯科学在世界科技史上的地位和作用是什么。 阿拉伯人的科学成果十分零散，不成体系。 简单介绍一下阿拉伯人在数学、化学、天文学、地理学、物理学和医学方面的具体贡献。 十进位制、阿拉伯数字是由于阿拉伯人广泛的贸易而传播到整个欧洲的， 10世纪基本上为欧洲所接受。 代数学、三角学的创立也归功于阿拉伯人。 炼金术为后来化学的产生和发展准备了条件，并积累了很多化学知识，也的确出现了很多有用的药品。 有很多化学名词和在后来化学发展中经常使用的许多化学器具（比如蒸馏器）及化学药品都是那个时期阿拉伯人所发明的。 天文学上主要是天文观测和对星宿的命名为后来天文学的发展作出了贡献。 地理学上的贡献主要是精确测量和地球仪的制作。 物理学上的突出成绩是光学，对入射角与反射角的关系、折射现象以及凸透镜和凹透镜的反射都作了研究。 医学上的成就最为突出，达到了某种理论化、系统化的程度，设立了世界上第一所医院，创立了制药学，等等。 阿拉伯文明的价值，就在于它是世界文 明史上的重要枢纽，它在古希腊科学与近代科学之间起了承上启下的作用，而在东、西方文化之间则起了桥梁作用。 用八个字来概括它，就是 “纵贯古今、横通东西”。 不少科学史家均认为，中国的四大发明是通过阿拉伯人传到欧洲的，或者至少是对欧洲的这四项技术 (造纸、活字印刷术、指南针和火药 )的发展有直接的影响。 同时，中国也从阿拉伯国家吸取了科学文化的成果，如眼镜和经过蒸馏的酒精就是从阿拉伯传到中国的。 怎样认识基督教的“上帝创世说” 关于上帝如何创造世界的问题，传统神学根据《创世记》第 1～ 2章的记载，认为是在 6天 时间内按一定的次序“各从其类”创造的﹔最后上帝用泥土按照自己的形象造人。 随着自然科学的发展，特别是达尔文发表《物种起源》，提出进化论后，基督教神学界内曾发生对创世说应如何理解的争辩。 基要主义根据“圣经文字灵感说”，坚持必须按照圣经的字句来相信，坚决反对进化论。 也有人认为《创世记》所说的 6天，可解释为 6个阶段﹔因而圣经所载创造过程和进化论的主张大体吻合。 现代派神学家则认为，圣经反映古代希伯来人的自然观，带有神话成分，从而摈弃文字灵感说而只接受圣经的宗教灵性的涵义﹔并认为圣经不是自然科学的著作，而是宗教经典，故 基督徒在自然科学方面，完全可以接受进化论。 这一派神学家多认为上帝的创造不是在历史上某一特定时间一次完成，而是贯穿于整个宇宙进化演变的过程中﹔宇宙进化和人类历史发展，都是上帝创造的体现。 这一观点常被称为持续创造论。 如何看待炼金术的思想原则 ﹕思辨性的，即论述如何从要素生成各种物体，包括亚里士多德和拉丁著作家所不知的各种金属﹑矿物﹑盐等，也就是说探讨宇宙万物的起源﹑构成和变化﹔实践性的，即研究如何用人工方法制造比天然产物更为完善之物 (当然包括黄金 )，以及如何用蒸馏﹑升华等 方法提纯物质，制造有效药剂和各种颜料。 他强调炼金术应为医学服务，提供有效药物。 1267年他写成《大著作》一书，详述了他的全部见解。 所以可以说，他是使欧洲炼金术向医药化学过渡的先驱者。 中世纪欧洲的炼金术，由于缺乏科学基础，既不能制成万应灵药“哲人石”，又不能制成真正的人造金银，在无数次失败和人们对它失去信心后，逐渐消亡。 到 15和 16世纪，由炼金术中获得的知识开始在其它许多领域中得到实际应用，尤其是在医药和冶金方面最为显著，化学方法得到充分的发挥。 此时期内，医药化学方面的代表人物有帕拉采尔苏斯和海尔蒙特等人﹔冶 金化学方面有阿格里科拉等人。 这些成就为近代化学开辟了前进的道路。 基督教文化对于近代科学兴起的二重性作用。 消极作用 :禁欲主义对人性的束缚。 积极作用 :（ 1）基督教利用神学大一统的力量促进了数学唯理主义和机械主义新自然观的形成和普及。 基督教自然观一反古代物活论的自然观，把神（上帝）、人和自然按不同等级截然分开，认为自然是一个“不分灵犀”的独立的第三者，是纯粹的外物，是人从外部进行实验操作并使之“招供”的对象，这无疑为“自然”从神的统治下走向独立奠定了基础。 （ 2）基督教的苦行主义尽管用严厉 而繁杂的仪式和行为规范扼杀人性和抑制人的情欲，但在客观上却开发了精华人物的意识功能和理性思维能力，这是后中世纪汲取古典遗产、从事自然研究的前提之一。 （ 3）经院哲学的内部论争则为近代科学直接提供了思想材料和方法论准备。 在论证信仰合理化的过程中 ,由于理性的怀疑精神 ,使理性和信仰的矛盾一直贯穿于经院哲学的始终。 这样一来，独立思考精神的原则、理性的自我意识的原则被引进 ,或者至少是为这一原则作了准备。 13世纪以后实验方法和逻辑方法的发展 ,为近代科学的兴起提供了有力的思想武器。 哈维血液循环理论的简要内容及其方法论 特点 哈维在塞尔维特提出的“肺循环”理论的基础上，通过严格的科学实验，提出了“体循环”理论，从而建立了完整而正确的血液循环途径的理论。 其主要内容为：血液从心脏的左心室出发，沿主动脉、动脉、小动脉到全身的毛细血管进行物质交换，再循着静脉、大静脉、腔静脉回到右心房而入右心室；接着再从右心室沿肺动脉进入肺，然后经过肺静脉，流入左心房，并且进一步又流入左心室。 当然，他没有能够说明在肺部血液是怎样从肺动脉流向肺静脉的。 这个过程可表示为：左心室→主动脉→动脉→小动脉→全身的毛细血管→静脉→大静脉→腔静脉→右心房→右心室 →肺动脉→肺→肺静脉→左心房→左心室。 此外，他还提出血液运动的动力在于心肌的收缩，心脏起到推动血液流动的机械作用，从而指出了血液循环的真正动力。 并且通过精确的数学计算，指出心脏一个小时挤出的血量相当于 3个成年人的总血量，因此血液必须是循环的。 由于确立了血液循环学说，盖伦的各种“元气”说被人们彻底地抛弃了；而随着越来越多的以分解、分析为特征的科学实验的出现，关于消化吸收、营养、生理化学等新陈代谢功能得到了研究，生理学从此确立为一门科学。 哈维也因这一成就而被誉为近代生理学之父，他被选为英国皇家医学院 院长，人们还在他在世时就为他塑造了雕像。 哈维在方法论上的创新主要体现为大力提倡科学实验方法和数学方法。 他把数学用于生物学中，通过分析分解实验提出了自己的理论。 简述第谷〃布拉赫折中的宇宙体系 丹麦天文学家第谷〃布拉赫 (Tycho Brahe,1546～ 1601)尽管由于神学上的理由以及观测不到恒星的周年视差等原因而反对哥白尼的地动说，但是，他也不赞成托勒密关于地球是所有天体中心的主张。 在大量观测资料基础上他还是接受了哥白尼关于行星绕日运行的思想，并于 1582年构造了一个折中的天文学体系。 在这个 体系中，地球是宇宙的固定不动的中心，日、月和恒星围绕它运转，但其他行星则围绕太阳运转。 笛卡儿的物理学及评价 1637年笛卡儿在以信的形式寄给惠更斯的一篇题为《说明一种借助它可用很小力提起很重货物的机器》短文中，笛卡儿阐述了滑轮、斜面、楔形物、绞车、螺丝和杠杆的理论。 笛卡儿是清晰地陈述惯性定律的第一人。 笛卡儿曾写道：“一件物体，在它静止的时候，具有保持静止并抵抗每一件能使它变化的事物的能力。 同样，一件物体，在它运动的时候，具有继续以同一速度和同一方向运动的能力。 ” 笛卡儿探讨了大量的碰 撞问题。 他认为，违反惯性定律的惟一原因只可能是相撞。 他用第三、第四自然规律阐述了相撞时物体动量的传递规律。 笛卡儿还借助神提出了作为能量守恒定律先声的动量守恒定律。 此外，笛卡儿和伽利略一样，还在自然科学中最早使用“物体”、“位移”、“运动”等概念。 简述并评价伽利略的科学思想 伽利略最先将古代分离的学者传统和工匠传统结合起来，建立了实验 — 数学法，并为牛顿所继承和发展，开创了实验科学摆脱自然哲学而向精密科学发展的先河。 在运动学方面，伽利略驳斥了亚里士多德的落体理论和运动观念，讨论 了匀速运动、加速运动、单摆和抛射体运动的规律，得出了惯性的概念，建立了“力是改变运动的原因”的思想，为牛顿的运动第一和第二定律的最终表达奠定了基础。 伽利略对近代天文学革命的贡献就在于他借助望远镜和力学 (主要是动力学 )思想证实和捍卫了哥白尼日心体系。 他发现木星有四个较小的“行星”，发现月球表面并不是平坦、均匀的圆球形，而是凹凸不平和粗糙的，有的山脉高达 4英里。 这个发现加上他后来观测到的太阳黑子存在的事实打破了自柏拉图、亚里士多德以来关于天上事物是完美无瑕的神话，驳斥了“月上世界”与“月下世界”属于截 然不同的两个世界和“天贵地贱”的神秘主义的 简述蒸气机革命的历史进程 蒸汽机最初是为了满足深矿井排水的迫切需要而由法国物理学家帕潘于 1690年设计的。 它只有汽缸和活塞，通过蒸汽冷凝获得真空后借助大气压而抽水。 这种早期的蒸汽机难于在实际中应用。 1698年英国军事工程师萨弗里发明了第一种可实用的蒸汽抽水机并经过纽克门和他的同乡考利的改进而广泛应用于矿山抽水。 然而对蒸汽机进行划时代的改革，使之成为“大工业中普遍应用的发动机”的是瓦特。 第一阶段是 18世纪 60年代。 1764年他发明了独立的冷凝器，从而把纽克门蒸汽机改造成“单独凝汽引擎”，使热效率提高了 4倍，并于 1769年获得专利。 第二阶段是 18世纪 80年代。 瓦特于 1784年发明了双向旋转式蒸汽机，从而使专门的泵用蒸汽机变成作为各工业部门普遍动力的万能发动机。 1788年他又设计了离心调速器， 6年后他又在发动机上装入蒸汽指示器，以对蒸汽机的运转加以适当控制，从而使第二种蒸汽机进一步 从科学技术史的角度看，蒸汽机的出现具有划时代的意义：它作为新的动力机而区别于以往动力的本质特征在于，它从过去对自然力 (人 、畜、风、水等 )的直接应用而过渡为对于经过能量形式转换的巨大自然力的应用。 从技术原理的层次看，把自然力作为推动工具运行的直接动力不过是力学原理在技术实践中的体现，而自工业革命以来把蒸汽作为推动工具机。 试比较产业革命和第二次工业革命的主要特点 产业革命是用以机器为主体的工厂制度代替以手工技术为基础的手工工场的革命，以蒸气机的广泛使用为主要标志。 第二次工业革命则以电力的广泛应用为主要标志，同时，内燃机取代了蒸气机成为新动力机。 二者的不同之处在于，在第一次工业革命中，并未呈现出科学领先于技术的关系，技术上 的革新主要是依靠熟练工匠的经验积累而完成。 但是随着科学、技术与社会的发展，技术与社会上的需要联系起来，技术与科学的原理相互联系起来，从而改变了 18世纪中叶以前科学与技术彼此割裂的状况。 随着机械制造技术成为主导，技术的发展与变革势必要按照科学的理论原理而进行。 这使得，在第二次工业革命中，科学发现开始领先于技术的创新，电力技术完全是在电磁理论形成与发展的基础上产生和逐步完善的。 作为人类历史上第一工业革命，产业革命最为根本的特征，也是最具意义之处在于，它奠定了用机器生产机器这一最基本的工业化生产方式，从而宣告了工 业化时代的来临。 在第二次工业革命时期，人类开发和完善了钢铁、化工和电力生产三大技术，建立和发展了汽车、飞机和无线电技术三大产业，生产力的发展实现了又一次飞跃，科学技术和生产的关系日益紧密，在传统的“生产 —— 技术 —— 科学”发展模式仍在发挥主导作用的同时，出现了“科学 —— 技术 —— 生产”的发展趋势。 达尔文进化论思想及其意义 达尔文总结了自己和别人进行科学考察和研究的结果，得出结论：现存的生物物种都是从原始的简单生物经过长期的变异和遗传、经过生存斗争和自然选择发展而来的。 自然选择学说是达尔文进化论的核心原 理。 自然选择包括三个始终综合发生作用的因素 —— 变异性、遗传性和由繁殖过剩而引起的生存斗争。 自然选择的结果，则是旧种的消灭和新种的形成。 达尔文肯定了自然选择是生物进化的根本动因。 自然选择是指生物都有繁殖过剩的倾向，而生存空间和食物是有限的，所以生物必须“为生存而斗争”。 在同一种群 (群体 )中的个体存在着变异，那些具有能适应环境的有利变异的个体将存活下来，并繁殖后代，不具有有利变异的个体就被淘汰。 如果自然条件的变化是有方向的，则在历史过程中，经过长期的自然选择，微小的变异就得到积累而成为显著的变异。 由此可能导致亚 种和新种的形成。 达尔文革命的影响之一在于把进化论用于人类起源研究的一系列成果的出现。 达尔文革命的影响实际上远远超出了生物学和自然科学的领域。 达尔文的贡献不仅在于提出了物种进化的理论，更在于提出了一种进化的模式，以致许多学科只要涉及进化问题，就可以用这一模式来分析。 比如马克思就曾把达尔文用于解释动物器官的概念用于分析人类工具发展的技术史研究之中。 这表明进化。