科学革命、技术革命、产业革命与工业革命.doc

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1、科学革命、技术革命、产业革命与工业革命武宁本文是关于科学革命、技术革命、产业革命与工业革命的概念、内容及其相互关系的讨论。一、科学革命与技术革命以及产业革命1什么是科学？1.1科学是由人类对认识客体（自然、社会、思维及其他各种事物）的知识体系、产生知识的活动、科学方法、科学的社会建制、科学精神等按一定层次、一定方式所构成的一个动态系统。对认识客体的知识体系在这个系统中，占据着核心位置。1.2科学作为一种知识体系，其成熟的形态，一般由以下几个部份有机构成：(1)实验事实（这是整个知识体系的基础）(2)基本概念（由实验事实中抽象出概念，再从诸多概念中提炼出或挑选出基本概念）(3)原理及定律（基本概

2、念之间的关系，一般通过逻辑的或非逻辑的方法以假说的形式提出，它们将作为理论体系的逻辑基础）(4)逻辑演绎系统（由逻辑基础出发利用逻辑法则或数学运算推理） (5)一系列具体结论（逻辑演绎的结果，可与实验事实直接比较）这个理论体系必须经过实践检验，即看它推出的一系列具体结论是否与实验相符；若不相符，就必须修改理论体系的逻辑基础（因为它足以假说形式提出的，科学中的错误多由此引起或产生），直到理论体系的各种具体结论都完全与实验事实相符为止。就科学是一种知识体系这一规定来说，零散的知识或经验都不能称为科学，最多只能说包含科学的因素。科学作为如识体系，应具有逻辑和谐性，可预见性及可检验性。2.什么是技术？

3、技术是人类在实践（包括生产、交往等）活动中，根据实践经验或科学原理所创造或发明的各种物质手段（如工具、机器、仪表等）及经验、方法、技能、技巧等。技术又可以分为经验性技术与科学性技术。经验性技术主要是依据长期实践经验（没有上升到理论高度）而创造或发明的各种物质手段以及方法、技能、技巧等。科学性技术指的是依据科学原理（而不是一般性的实践经验）所创造或发明的各种物质手段、方式与方法等。按上述对技术的理解，技术既包括实体性存在方式（如机器、设备、仪器、仪表之类），也包括非实体性存在方式（如战略策略、设计方案、运行法则、操作规程等）在现代，实体存在方式的技术往往称为硬技术，而非实体存在方式的技术一般称为

4、软技术。 3什么是科技革命？3.1什么是革命（revolution）？革命是一种正在成长中的新传统取代一种旧传统的活动或过程。这里所谓的取代不是全盘否定，而是辩证扬弃，即用一种新模式取代一种旧模式但在新模式中包含着旧范式中被实践证实了的有效因素，同时，又包含着旧模式中没有的创新内容。传统则指的是思想、观念、制度、体制、规范、标准、方式、方法的集合。3.2什么是科学革命？科学革命指的是正在成长申的新科学传统（科学的基本思想与观念、科学的社会建制、科学活动的方式及方法、科学的规范及标准等）取代旧科学传统的活动或过程；这种科学传统的变换，意味着人类认识的飞跃。欧洲近代科学在方法论、理论形式和宇宙观上

5、区别与欧洲古典科学和其他文明的前现代科学。柯瓦雷首创“科学革命”一词以概括16、17世纪欧洲思想所发生的激进变革。美国科学史家托马斯塞缪尔库恩（Thomas Sammual Kuhn）曾创立了范式（paradigm）理论，用范式革命来概括近代欧洲科学变革。 参看托马斯库恩科学革命的结构，.金吾伦、胡新和译，北京：北京大学出版社，2003年。一言以蔽之，近代科学区别于古代及中世纪的特征是它严格依赖实验的倾向和概括推理的形式。 See Lawrence Principe ,the Scientific Revolution: A Very Short Introduction,Oxford:Oxf

6、ord University Press,2011.中文版参看普林西比：科学革命，张卜天译，南京：译林出版社，2013年12月。3.3什么是技术革命？技术革命指的是正在成长中的新技术传统（技术的理论基础、技术结构、技术活动的方式及方法、技术的规范及标准、技术应用的形式及规模等）取代旧技术传统的活动或过程，这种技术传统的变换，意味着人类实践手段或方式的飞跃。 以上主要依据钱时惕：当代科技革命的特点及发展趋势，哲学研究1998年第7期，第3-9页；阎康年：科学技术和产业革命的内在机制与世界历史发展，历史研究1992年第2期，第134-144页。3.4科学革命、技术革命与产业革命有何种关系？马克思历

7、史唯物主义认为，人每时每刻都在进行生产，生产的社会形式是产业。亚当斯密在国民财富的性质与原因的研究提出，社会分工提高劳动生产率，从而促进财富增长，学界将此称为“斯密动力”。正是社会分工使得产业出现。而产业是在当时的技术和生产经验的指引下展开的，应用科学正是在新技术的产生和应用上发挥了重要作用。科学技术是第一生产力，它们通过产业的发展而呈现为社会发展的重要动力。 阎康年：科学技术和产业革命的内在机制与世界历史发展，历史研究1992年第2期，第134-144页。总体而言，人类文明史上经历了两次科学革命与四次技术革命，即科学革命（16-19世纪）、物理学革命（19世纪末-20世纪初）与第一次技术革命

8、（18世纪中叶-19世纪初）、第二次技术革命（19世纪中叶-20世纪初）、第三次技术革命（20世纪40-60年代）及第四次技术革命（20世纪70年代至今）。以下将对历次科技革命作简要的回顾。科学革命（16-19世纪），以1534年哥白尼天体运行论（De Revolutionibus）的发表为开端，以1687年牛顿自然哲学的数学原理的发表为近代科学诞生的标志，以1859年达尔文物种起源的发表为高潮，贯穿着三条基本线索：天文学力学物理学、解剖学医学动植物博物学生物进化学说和占星术炼金术赫尔墨斯主义现代实验化学。哥白尼天文学体系废黜了地球在宇宙中的中心地位，而达尔文生物进化学说废黜了人类在地球历史上

9、的中心地位，深刻冲击了欧洲的思想世界。它使得以实证科学范式取代古代自然哲学范式，把科学从神学统治下解放出来，走上独立发展道路。（一）天文学经典力学物理学1.哥白尼与伽利略科学革命的开端 已有学者提出近代科学凡是所蕴含的因素可以追到文艺复兴时期，学术史讨论参看何平：意大利文艺复兴艺术家与近代科学革命以达芬奇和布鲁内勒斯基为中心，历史研究2011年第1期，第159-171页。是哥白尼（1473-1543）采纳某些古代哲学家的观点，认为太阳而非地球是宇宙的中心。正是这种观点为天体运动提供了一个比以往的托勒密体系更为简洁的理论模型。 但哥白尼学说被接受主要是因为新柏拉图主义的思想的影响。就实测而言，第

10、谷在哥白尼以后提出自己的折衷的宇宙体系（1588）成为主流。1534年，哥白尼发表天体运行论全面阐释了自己的理论体系，史称“哥白尼迥转”。中世纪的欧洲，亚里士多德的学说长期被教会奉为教条 必须要加以说明的是，亚里士多德的学说直到十三世纪仍被基督教欧洲视为异端。1323年教皇宣布托马斯阿奎那（T. aquinas）为圣徒，及至此时结合了亚里士多德和基督教哲学的经院哲学体系方才获得了官方认可，亚里士多德的水晶球体系说才取得钦定地位。西方天文学发展的根本思路是：在已有的实测资料基础上，以数学方法构造模型并预言新的天象。如果预言被新的观测证实，就表明理论模型成功。否则就修改理论模型。从托勒密、哥白尼、

11、第谷到创立行星运动三定律的开普勒，其方法皆无不同（只不过从几何模型转向了物理模型）。这就是最基本的科学方法，它创立于古希腊，而托勒密的至大论第一次完整、全面、成功地展示了这种思想的结构与运用，故而其在科学史上的地位远高于哥白尼及其学说。参看江晓原：科学史十五讲，北京：北京大学出版社。后来意大利科学家伽利略通过观察、实验和推理创立了自由落体定律，从而推翻了亚里士多德的学说。而其实验、观察和理论推理和演绎的基本方法则成为近代科学最重要的特点，所以，伽利略被视为“近代科学之父”。2、牛顿经典力学：（1）背景：近代科学诞生后，亚里士多德的力学不断受到质疑，以伽利略、笛卡尔、开普勒为代表的科学家奠定了经

12、典力学的理论基础。1687年，牛顿发表自然哲学的数学原理，标志着近代科学的诞生。（2）基本内容：牛顿力学三大定律：惯性定律、加速度定律、作用力和反作用力定律；万有引力定律。（3）牛顿经典力学的特征：注重试验和数学化（4）历史地位：理论：牛顿力学体系正确的反映了宏观物体低速度运动的客观规律，对自然界的力学现象做出了系统、合理的说明，从而完成了人类对自然界认识史上的第一次理论大综合。影响：经典力学体系的建立标志着近代科学的形成。牛顿力学是经典物理学和天文学的基础，也是现代工程力学以及与之有关的工程技术的理论基础。实践：a.根据万有引力定律，人们准确的算出地球的平均密度和扁平率；正确的揭示了潮汐的成

13、因；于1846年发现了海王星。b.牛顿力学和热学的运用，引发了第一次技术革命和第一次工业革命。c.牛顿力学体系用数学方法描述宇宙运行的自然法则，为法国启蒙思想和唯物主义哲学奠定了科学基础。（二）解剖学医学动植物博物学生物进化学说1、科学基础：（1）拉马克 拉马克，法国博物学家。生物学伟大的奠基人之一，生物学一词是他发明的，最先提出生物进化的学说，是进化论的倡导者和先驱。他还是一个分类学家，林奈(Carl von linne 17071778)的继承人。主要著作有法国全境植物志、无脊椎动物的系统、动物学哲学等。等人的的进化思想；（2）达尔文的实践：1831年，参加“贝格尔”号军舰的环球考察；2、

14、诞生标志：1859年物种起源出版。 3、进化论的内容：自然界中生物的物种（包括人类）是不断进化的，是不断由简单到复杂，从低级向高级发展的；进化规则是物竞天择适者生存。生物进化理论的基础是自然选择。4、1863年，赫胥黎发表人类在自然界中的位置，通过比较解剖学的研究，使人猿同祖论进一步得到了确立，促进了进化论的传播。1871年，进一步论证了人类是由古猿进化而来的观点。5、影响：（1）从根本上改变了19世纪以来人类和其它生物在自然界中位置的看法，引起了教会的恐慌与仇恨；（2）促进了欧洲思想的解放，是人类思想史上划时代的大事；（3）为马克思主义提供了自然科学基础（4）斯宾塞将自然选择学说引入社会领域

15、，据此创立了社会达尔文主义；19世纪又衍生出了种族主义与马歇尔的人口论；（5）对落后国家民族危亡中的思想启蒙起了重要作用。以中国为例。晚清严复系统译介西方自然科学和社会科学理论，就吸收了进化理论。孙中山吸收了这一思想，梁启超则发展出了新史学。物理学革命（19世纪末20世纪初），以量子理论（1900-1926年）和相对论（1905-1915）为两大支柱，它们相继产生，打破了原子不可再分的形而上学观念和牛顿经典物理学的绝对时空观，把人类的认识引到微观粒子世界和宏观宇宙中。1、爱因斯坦和相对论（1）狭义相对论提出：1905年，爱因斯坦发表论物体的电动力学，在相对性原理和光速不变原理的基础上，创立了狭

16、义相对论。内容：时间和空间都与物质的运动有关，随着物质运动速度的变化而变化。认识：否认了牛顿力学的绝对时空观，是对牛顿力学的继承和发展。（2）广义相对论提出：1916年，爱因斯坦把狭义相对论推广到加速运动的参考系中，建立了广义相对论。内容： 物质存在的现实空间不是平坦的，而是弯曲的；空间弯曲的程度体现为引力场强度；时间、空间不是独立的是在，它们是物质存在的形式。认识：它第一次阐述了四维时空和物质的分布相联系的重要思想。（3）相对论建立的意义爱因斯坦相对论的建立，是对近代学理论框架的重大突破，他不仅揭示了空间、时间的可变性，而且说明，时空的变化和时空结构同物质的运动和状态密不可分。这种全新的时空

17、观、运动观和物质观的形成，是人类思想发展史中的一次根本性变革，是人类思想史上最伟大的突破之一，对整个自然科学和哲学都产生了深远的影响。相对论同量子理论一起，构成了现代物理学的基本理论框架。2、量子论（1）量子理论的诞生基础：奥地利物理学家史蒂芬对黑体的研究成果。诞生：1900年，德国物理学家普朗克提出了量子概念，即物体在发射辐射和棘手辐射时，以一定数值的整数倍进行能量交换。正如物质是由一个个原子组成的一样，能量也是由一份份“能量源子”构成的。普朗克把每一份能量称作“能量子”，简称“量子”。并在关于正常光谱能量分布定律的理论中阐述了这一思想，标志着量子理论的诞生。（2）量子理论的发展爱因斯坦：将

18、量子推广到光学中，成功解释了光电效应，得出光具有波粒二象性的结论。法国德布罗意：提出物质波理论。奥地利、德国的物理学家建立了量子力学。（3）量子理论和量子力学产生的意义量子力学标志着人类对客观规律的认识开始从宏观世界深入到微观世界。量子理论让人们从根本上改变了近代物理学中的传统观念，使物理学乃至整个自然科学的观念都发生了重大变革。二、产业革命与工业革命开始于18世纪中叶英国的工业革命，因其在世界历史上具有“头等的重要性” 见L.S.斯塔夫里阿诺斯：全球通史：从史前史到21世纪（下）1500年以后，北京：北京大学出版社（备考）。，而被视为“把人类历史分开的分水岭” 见彭慕兰：大分流：中国及现代世

19、界经济的发展，史健云译，南京：江苏人民出版社，2003年。（备考）。实际上，工业革命的定义本身在学术界存在着激烈的争论 具体讨论参看舒小昀：工业革命定义之争，2006年第3期，第113-123页。英国工业革命究竟包括哪些内容？为什么能够发生？在过去的两百多年中，一直是世界经济史研究中最重要的课题。学者们做出了各种各样的解释，从而形成了许多不同版本的“工业革命”说。这些版本随着英国经济史研究的进展而不断被修正，因此人们对“工业革命”的看法也总是处在不断的变化之中。目前为较多学者所接受的是迪安( Philis Dean)和诺斯(DouglasNorth)的观点。迪安说：“工业革命一词，一般用来指复

20、杂的经济变革，这些变革蕴含在由生产力低下、经济增长速度停滞不前的、传统的、工业化前经济向人均产量和生活水平相对提高、经济保持持续增长的现代工业化发展的转变过程。”他接着指出：“这一转变的性质，可以通过一系列相互关联的变革来说明：(1)经济组织变革，(2)技术变革，(3)工业结构变革。这些变革和（既是原因又是结果的）人口、总产值及人均产量（即使不是立即、但是最终将实现的）持续增长有着一定的联系。”卡洛奇波拉主编欧洲经济史4卷上册工业社会的兴起第3章英国工业革命（迪安执笔）中译本，商务印书馆，1989年，131页。诺斯则说：工业革命由组织变革和技术变革构成，是一个“组织变革和技术进步相互影响的过程

21、” Douglas North, Structure and Change in Economic History, W. W. Norton & Company (New York), 1981年, pp158-159。综上所述，技术革命是工业革命的前提，但工业革命是涵盖了生产力进步（技术革命）与生产关系发展（现代企业制度、工业结构等）的一个复杂综合型进程。简言之，工业革命是近代工业化 “近代工业化”是与“早期工业化”相对应的，具体讨论参看李伯重：江南的早期工业化（1550-1850年），“第一章 导论本书题解”，北京：社会科学文献出版社，2000年。李伯重先生关心工业革命与大分流问题，近十

22、几来发表了文，主要有资本主义萌芽与现代中国史学，历史研究2000年第2期；英国模式、江南道路与资本主义萌芽，历史研究2001年第1期，第117-126页；楚才晋用：中国水转大纺车与英国阿克莱水利纺纱机，历史研究2002年第1期，第62-74页；“江南经济奇迹”的历史基础新视野中的近代早期江南经济，清华大学学报（哲学社会科学版）2011年第2期，第68-80页。的实际开端，是传统经济向现代经济转变的标志 参看吴承明：从传统经济向现代经济的转变，中国经济史研究2003年第1期，第3-5页；什么是自然经济？，经济研究1983年第9期，第20-23页。，是传统农业社会向近代工业社会过渡的转折点。因此，

23、工业革命也是现代化进程中的关键，正是工业革命触发了近代工业化进程，从而引发了社会的城市化、政治民主化 以英国为例的研究，参看潘润涵、张执中：工业革命与英国社会的近代化，历史研究1983年第6期，第106-120页；王章辉：近代英国城市化初探，历史研究1992年第4期，第29-40页。，经济基础与上层建筑相互作用，先进国家与后发国家相互作用，推进了人类文明的现代化进程。鉴于技术革命与产业革命内含于工业革命，以下的讨论将不再非常具体地进行区分。第一次技术革命（18世纪中叶-19世纪初），建立在16、17世纪的科学革命的理论基础上（但更多来自于生产实践，技术促进科学发展），起源于18世纪的英国而后扩

24、展到整个欧洲，首先是各种纺织器械的发明，然后是蒸汽机的改进（瓦特1768年）及其应用，实现了早期工业化向近代工业化的转变，生产方式从手工作坊方式转向机器大生产。（1）棉纺织业的技术创新：发明：凯伊发明飞梭后，造成全国性的纱荒；1765年，哈格里夫斯发明“珍妮机”；1769年，阿克莱特发明水力纺纱机，具有实用价值的阿克莱水利纺纱机定型并推广；1779年，克隆普顿将阿克莱水利纺纱机与珍妮机加以改进并结合，发明出更为优良的水利纺纱机“骡机” 见李伯重：楚才晋用：中国水转大纺车与英国阿克莱水利纺纱机，历史研究2002年第1期，第63页。；1785年，卡特莱特研制出水力织布机。 意义：揭开了工业革命的序

25、幕；棉纺织业在技术上完成了由手工业向机器大工业的过渡。（2）“万能的原动机”蒸汽机的发明原因：社会生产的直接推动和实验科学的长期孕育。蒸汽机的发明过程：法国工程师巴本发明的带有活塞的实验性气缸，可以把热能转变为机械能。纽可门等人合作制造出大气活塞式蒸汽机，被称为纽可门蒸汽机。1782年，瓦特研制的连杆曲柄传动装置。1785年“万能蒸汽机”投入使用并推广，成为一切生产部门和交通运输部门“万能的原动机”。影响：推动了工厂建立，人类历史由此跨入了“蒸汽时代”。 交通运输工具的改进： 蒸汽机的发明和应用有力的推动了交通运输工具的改进。1803年，美国人富尔顿制成了一艘汽船；1814年英国人史蒂芬孙研制

26、成蒸汽机车，昭示着“铁路时代”的到来。机械加工制造业的诞生：1794年，莫兹利发明了移动刀架；1797年，支撑带有移动刀架和导轨系统的车床；19世纪初，刨床、铣床、磨床和气锤相继问世。第一次工业革命的影响：极大地提高了社会生产力，实现了从工场手工业到机器大工业的飞跃，新的生产组织形式工厂出现，人类进入“蒸汽时代”工业在国民经济的地位提高，城市化进程加快。促进社会关系的重大改革，产生了工业资产阶级和无产阶级，工业资产阶级成为资产阶段的主体，无产阶级社会主义运动兴起。造成了亚非拉地区的贫穷落后，客观上传播了先进的生产方式和思想观念。资本主义世界市场初步形成，东方开始从属于西方。造成环境污染，人际关

27、系冷漠和残酷的殖民统治。（消极）第二次技术革命（19世纪下半叶-20世纪初），建立在19世纪中叶电磁理论的理论基础上，以电力技术与无线电通讯技术为主要内容，实现了生产方式从蒸汽传统向电气传统的转变。（1）电力的发明和广泛应用时间：19世纪下半叶至20世纪初。理论：1826年发现电流磁效应；1831年法拉第发现电磁感应 电磁感应（Electromagnetic induction）现象是指放在变化磁通量中的导体会产生电动势。现象，提出发电机的理论基础；1865年电磁场理论建立。发明：1838年俄国物理学家雅可比制成了第一台实用的电动机；866年，德国工程师西门子制成发电机；1870年，比利时人格

28、拉姆制成了直流电动机；1882年，爱迪生创建了第一个中心发电厂，把输电线连接成网络。影响：推动了电力工业和电气设备工业的发展；使世界跨入“电气时代”。（2）内燃机的发明和应用发明：19世纪80年代前期，德国人卡尔本茨和戴姆勒各自独立制成以汽油为燃料的内燃机；1887年狄塞尔发明了柴油机。影响：对交通运输领域的发展产生了巨大影响。汽车、远洋轮船、飞机陆续出现；推动了石油开采业的发展和石油化学工业的产生。(3)化学工业的建立：1867年，诺贝尔发明了炸药。（4）立体交通的诞生条件：从19世纪70年代开始，高效率的内燃机进入推广使用阶段，推动了汽车工业、航空工业的产生和发展。成就：1885年，德国工

29、程师卡尔本茨和戴姆勒分别独立制成了最早的汽车；1887年，人们把内燃机装配到轮船上；1903年，美国莱特兄弟制成一架飞机并试飞成功，开创了人类交通事业的新纪元。影响：推动了全世界交通运输业的发展，人类进入了立体交通的新时代；加强了世界各地的联系，促进了世界市场的形成。（5）穿越大洋的电波条件：19世纪电磁感应现象和电磁波的发现以及发电机和电动机的发明。成就：1837年，美国人莫尔斯发明了有线电报机；1876年美国人贝尔发明电话机；马可尼将电磁波的理论首先运用到无线电通信上，被后人称为“无线电之父”。1902年，马可尼横跨大西洋传送无线电信息的试验获得了成功；1916年，马可尼在一次完成了传播科

30、技史上的重大突破短波试验，从而奠定了几乎所有现代远距离无线电通信的技术基础。影响：促进了电信事业的发展，为快速传递信息提供了方便，是世界的政治、经济联系进一步密切。影响提高了生产力，人类进入电气时代推动了农业变革（向现代农业转化），城市化进程加快。促进垄断组织的产生，使主要资本主义国家进入帝国主义阶段，掀起瓜分世界的狂潮。资本主义世界体系最终形成。促进了无产阶级的社会主义运动，出现了新时代的马克思主义列宁主义。第三次技术革命（20世纪40-60年代），建立在物理学革命的理论基础微观粒子运动理论之上，实现了生产方式的自动化和标准化。背景：以计算机和通信技术为核心的现代信息科学技术的发展为其奠定了

31、基础。20世纪40-50年代，电子技术异军突起，电子管（1927年）、（晶体管1948年）、（电子计算机1946年）和（集成电路1961年）为其代表。“冷战”时期美国出于与苏联争夺世界霸权的需要，直接推动了互联网的产生。2、互联网的形成、功能和特点（1）形成：1946年，美国研制出世界上第一台电子计算机。（2）功能：收发电子邮件、资料检索、浏览新闻、休闲游戏、网上购物、网上远程教育、远程医疗、网上聊天等等。（3）特点：使信息能够大量、高速并行。3、互联网的影响互联网给世界带来了翻天覆地的变化，大大缩小了全球空间距离，使全人类进行相互间的信息交流与共享、信息传递与汇集成为可能；这种高效率的信息传

32、输网络，被称为“信息高速公路“；改变着人类文明的进程。第四次技术革命（20世纪70年代至今），以微型计算机的出现为标志，代表人物为比尔盖茨和史蒂夫乔布斯，代表性的技术是3D打印与人工智能（A.I）。第四次技术革命迥异于往常，主要内容是信息技术、新能源技术、新材料技术、新制造技术、生物技术、空间开放技术和海洋开发技术等高技术群落的崛起和其不断推动生产向全球化、定制化和智能化发展。主要特点是：主导技术是整体相关的技术群落；科学技术化，技术科学化，两者深度融合对人类社会生活各方面产生前所未有的广泛而深刻的影响，引发人民对于科技本身价值的思考。可以说，第一次技术革命和工业革命实现了大规模生产（蒸汽动力的发明和应用），第二次技术革命和工业革命实现了电气化生产（电力的广泛应用），第三次技术革命和工业革命实现了产品的自动化和标准化生产，而当代的第四次技术革命和工业革命正在导向全球深度合作和定制化、智能化生产。 参看水木然：工业4.0大革命，北京：电子工业出版社，2015年。2016年5月11日星期三初稿 容安馆