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1、第二节 古代中国的科学技术,大约公元前22前21世纪鸦片战争（1840）汉代发展宋代高峰时期明代以后停滞,一、古代中国科学技术成就,四大学科三大技术四大发明,（一）古代中国的四大学科,1.天文学主要成就表现在：天文观测和历法汉书五行志太阳黑子记录，早于欧洲800多年苏州石刻天文图世界上最早的星表：甘石星经 公元前3前2世纪，行星的观测,东汉张衡：水运浑天仪水运浑象仪是世界上有明确记载的第一台用水力发动的天文仪器。通过它的演示，形象地表达了浑天说思想，从而使浑天说宇宙论得以传播和推广，并得到了社会的广泛承认。,唐代曾一行：浑天铜仪、黄道游仪 宋代苏颂：水运仪象台（英国科学家李约瑟等人认为水运仪象
2、台“可能是欧洲中世纪天文钟的直接祖先”。）元代郭守敬：简仪,历法的制定商代：置闰的方法汉代：阴阳历体系南北朝：何承天的“元嘉历”南宋：统天历,宇宙结构盖天说浑天说宣夜说,2.数学商代已使用10进制春秋战国时期：位值法和分数的概念零的符号的使用墨经周髀我国最早的天文数学著作东汉九章算术，是我国古代数学体系形成的标志,三国时的刘徽：提出初步的极限概念南北朝的祖冲之：对圆周率值的计算北宋的贾宪南宋的秦九昭：数学九章宋元间的李治元代的朱世杰,3.医药学春秋战国时期的黄帝内经是我国第一部最重要的医学著作东汉张仲景伤寒杂病论汉代的神农本草经现存最早的药学专著明代李时珍本草纲目，世界科技史名著之一,战国时期
3、扁鹊，以精通针灸而著称于世皇甫谧甲乙经，是最早的针灸著作汉末华佗 麻佛散，世界上最早的麻醉剂,4.农学现存最早的农学著作吕氏春秋中上农、任地、辨土和审时世界上现存最早、最完整系统的农学著作：北魏贾思勰齐民要素汉代汜胜之书南宋陈濛农书、元代王祯王祯农书、明代徐光启农政全书,（二）中国古代的三大技术,1.陶瓷技术,陶器,瓷器,2.丝织技术中国是最早养蚕和织造丝绸的国家商代：复杂纹样的出现西汉：丝织技术、织物品种、制作方法和颜色图形的发展，提花织机的发明唐宋时期：织锦和缂丝元代：织金锦明清时期：妆花,3.建筑技术奴隶制时代相比是落后的战国时期以后，开始形成自己的风格以木构架结构为主要特点桥梁和水利设
4、施的建筑北宋时李诫营造法式,（三）古代中国的四大发明,造纸术印刷术火药指南针,造纸术,印刷术欧洲最早模仿中国活字印刷术的是的古人古腾堡，于1450年制成铅合金活字。,火药火箭、火球突火枪手榴弹等,发明于隋唐时期，距今已有一千多年了 发明于隋唐时期，距今已有一千多年了,指南针春秋战国时期已记录磁石吸铁现象司南勺指南鱼磁石磨针制成的真正意义上的指南针,我国典籍记载指南针用于航海，始于宋代,二、中国古代科学技术的特点,（一）发展的延续性与其他国家的古代科技文明不同的是，古代中国的科学技术发端于本国的奴隶制社会，直至近代西方科学技术传入后才逐渐衰落时间跨度之大，是世界上绝无仅有的,（二）与封建社会同兴
5、衰,奴隶制社会,春秋战国,秦汉时期,明清,宋代,（三）注重实用，理论薄弱农学大多数是农业生产具体经验的记载天文学是为制定历法服务，没有统一的宇宙结构模型数学始终以计算见长，注重解释实际问题例外：医学,三、中国科学技术在近代落后的原因,李约瑟难题：”：“如果我的中国朋友们在智力上和我完全一样，那为什么像伽利略、托里拆利、斯蒂文、牛顿这样的伟大人物都是欧洲人，而不是中国人或印度人呢？为什么近代科学和科学革命只产生在欧洲呢？为什么直到中世纪中国还比欧洲先进，后来却会让欧洲人着了先鞭呢？怎么会产生这样的转变呢？”,（一）自然经济的阻碍个体农业和家庭手工业相结合的自然经济注重实用，理论薄弱缺乏对新技术的
6、要求阻碍了资本主义经济和社会的产物,（二）、专制制度的束缚儒家学说科举取士，学而优则仕（三）科技自身的缺陷实用化倾向科学实验方法没有确立科技的保守性和排他性,第三节 近代科学技术,15世纪下半叶19世纪末总结近代科学把自然界划分为不同的领域和侧面依靠科学实验来检验和发展科学理论近代科学与技术开始相互联系，逐步走向密切结合,一、近代科学技术产生的社会条件,（一）资本主义生产方式的出现欧洲中世纪晚期，资本主义生产方式萌芽促进了生产技术的改进、生产工具的改革,（二）航海探险和地理大发现1492年哥伦布发现美洲大陆1497年达伽马开辟了通往印度的新航路1519年麦哲伦的船队完成了全球航行推动了天文学、
7、大地测量学、地理学、数学、力学、技术问题。推动了科学观念上的突破和新学科的建立,（三）文艺复兴性质：是一场资产阶级在思想文化领域领导的反封建文化运动。核心：人文主义精神，人文主义精神的核心是提倡人性，反对神性，主张人生的目的是追求现世的幸 福，倡导个性解放，反对愚昧迷信的神学思想 产生的根本原因：生产力的发展，资本主义萌芽的出现。,文艺复兴运动不仅造成了欧洲近代文学和艺术的繁荣，也有力促进了自然科学的解放培育了自由研究的精神,（四）宗教改革运动首先开始于德国，马丁路德发起欧洲基督教里“新教”的产生,二、近代科学的发展,1617世纪，牛顿力学体系的建立为近代科学奠定基础18世纪，平稳发展时期19
8、世纪，进入繁荣的时代19世纪末20世纪初，近代科学的终结，进入现代发展时期,（一）近代科学革命,1.哥白尼日心说近代科学革命的开端天体运行论，阐明了其日心说,这一学说推翻了神学宇宙观布鲁诺和伽利略的传播德国开普勒的完善，于1609年和1619年提出行星运动的三条定律,2.哈维血液循环理论近代科学革命的重要标志基础：比利时的维萨里于1543年人体构造 西班牙瑟尔维特发现了血液心肺循环英国生理学家，1616年公布血液循环理论从此，生理学发展成科学，哈维被称为“生理学之父”,3.牛顿力学体系近代科学革命的成功是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家，其研究领域包括了物理学、数学、天文学、神
9、学、自然哲学和炼金术。牛顿的主要贡献有发明了微积分，发现了万有引力定律和经典力学，设计并实际制造了第一架反射式望远镜等等，被誉为人类历史上最伟大，最有影响力的科学家。为了纪念牛顿在经典力学方面的杰出成就，“牛顿”后来成为衡量力的大小的物理单位。,背景：伽利略的自由落体定律 笛卡尔、惠更斯和开普勒等人的研究成果三大定律和万有引力定律的提出，标志着经典力学的成熟1687年自然哲学的数学原理，近代科学史上最伟大的著作,（二）近代数学的发展,16世纪开始常量数学逐步想变量数学发展17世纪创立了解析几何、微积分和概率论18世纪产生许多分支学科，代数学的方程论取得了进展19世纪微积分的理论基础被精确化，诞
10、生了非欧几何,1.解析几何和微机分的创立费尔马最早用代数方程来表示几何曲线的性质笛卡尔把几何图形看作是函数关系变量和函数的概念被引入数学，由此创立了解析几何,牛顿和莱布尼兹各自独立发明了微积分,2.概率论的产生和发展概率论是研究大量随机现象的统计规律的一门数学概率论的起源与赌博问题有关 1657年发表的论赌博中的计算，是概率论最早的著作,18世纪：瑞士的伯努利、法国的布丰19世纪：法国的拉普拉斯、德国的高斯和俄国的切比雪夫数理统计的发展,3.代数学的发展最早的代数符号是16世纪法国数学家维艾特创造的1614年英国数学家耐普尔发明了对数方法19世纪挪威数学家阿贝尔，证明高于四次的一般方程不能用根
11、式来求解法国数学家伽罗瓦，可以用根式求解n次方程的类型问题，开辟了代数学的新领域群论，进入抽象代数的阶段,4.非欧几何的出现欧几里得的几何原本提出了五条公设，第五条公设说：同一平面内一条直线和另外两条直线相交，若在某一侧的两个内角的和小于两直角，则这两直线经无限延长后在这一侧相交。,俄国数学家罗巴切夫斯基创立了罗巴切夫斯基几何，简称罗氏几何。这是第一个被提出的非欧几何学。,1854年，德国数学家黎曼创立了另一个非欧几何学黎曼几何学近代黎曼几何在广义相对论里得到了重要的应用。在物理学家爱因斯坦的广义相对论中的空间几何就是黎曼几何,（三）近代物理学的发展,1.热学的发展近代对热现象的实验研究是从研
12、制温度计开始18世纪制成了水银温度计，改进了标记刻度的方法：华氏、摄氏和勒氏温标18世纪英国科学家布莱克和他的学生提出“比热”、“潜热”，瓦特在改进蒸汽机时就应用了其理论。,19世纪主要成就是发现了热力学第一定律和第二定律以及新的分支统计力学的产生热力学第一定律：即能量守恒和转化定律，经由焦耳、开尔文、迈尔和赫尔姆霍兹等总结出来。热力学第二定律：起始于法国工程师卡诺提高蒸汽机热效率的论论探索,统计力学的产生：19世纪60年代，英国的麦克斯韦和奥地利的波尔兹曼把统计方法和几率的概念引入热学,2.电磁学的发展英国的吉尔伯特，首先研究了摩擦起电的现象1718世纪静力学和雷电方面有许多发明和发现18世
13、纪80年代，法国科学家库仑的发现1800年意大利科学家伏特发明了直流电池，进而促进了电和热相互转化的发现,1826年，德国物理学家欧姆总结出了欧姆定律（V=IR）。19世纪，电和磁之间相互转化现象的发现1820年丹麦物理学家奥斯特偶：电产生磁作用的证明1831年英国科学家法拉第发现了电磁感应现象英国科学家麦克斯韦，成立了电磁学理论,3.光学的发展近代最早较系统研究光学现象的是开普勒，指出光的强度和光源的距离的平方成反比，1611年，开普勒发表了折光学一书，阐述了光的折射原理，开普勒式望远镜的设计,牛顿用三菱镜分解了太阳光发现了牛顿环现象提出光的粒子说,惠更斯：光的波动说，在1678年给巴黎科学
14、院的信和1690年发表的光论一书中都阐述了他的光波动原理，即惠更斯原理 托马斯杨：干涉实验菲涅尔：波动说对衍射现象的解释傅科麦克斯韦预言光是一种电磁波1888年赫兹证明了电磁波具有光的一切性质,（四）近代化学的发展,1618世纪，化学成为独立学科19世纪，重大成就：原子分子学说的创立和元素周期表的发现化学学科的成熟：有机化学和物理化学等分支学科的建立,1.化学科学的确立波义耳：1661年怀疑派化学家，化学史家都把它作为近代化学的开始年代，波义耳马略特定律元素概念的新定义,1718世纪，燃素说18世纪下半叶，二氧化碳、氢气、痰气和氧气的发现拉瓦锡，“燃烧的氧学说”的提出者，拉瓦锡根据化学实验的经
15、验，用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在化学中的运用近代化学之父 在1780年出版的历时四年写就的化学概要里，拉瓦锡列出了第一张元素一览表。,2.原子分子学说的创立道尔顿：1808年继承古希腊朴素原子论和牛顿微粒说，提出原子学说其要点：（1）化学元素由不可分的微粒原子构成，它在一切化学变化中是不可再分的最小单位。,（2）同种元素的原子性质和质量都相同，不同元素原子的性质和质量各不相同，原子质量是元素的基本特征之一。（3）不同元素化合时，原子以简单整数比结合。推导并用实验证明倍比定律。如果一种元素的质量固定时，那么另一元素在各种化合物中的质量一定成简单整数比。但是存在缺陷,意大利科学家阿伏加德罗
16、首先引入了“分子”概念，并把它与原子概念相区别。要点：（1）指出原子是参加化学反应的最小粒子，分子是能独立存在的最小粒子。（2）单质的分子是由相同元素的原子组成的，化合物的分子则由不同元素的原子所组成 直到1860年才被科学界接受,3.元素周期律的发现1869年，化学家们已认识了69种元素对原子量的测定也日益精确1869年，俄国化学家门捷列夫提出了周期律，并发表了世界上第一份化学元素周期表,贡献：改变了化学上的一些旧的观点，揭示了自然界物质多样性与统一性的关系以及物质由量变到质变的过程 奠定了现代无机化学的基础，对化学和哲学的发展起到巨大的作用,4.有机化学和物理化学的建立1828年，德国化学
17、家维勒将无机物氰酸与氨溶液混合，制得了有机物尿素，否定了生命力论基因论、类型论、立体有机化学理论相继产生19世纪下半叶，产生了化学热力学、化学动力学和催化理论；电化学、溶液理论等,（五）近代生物学的发展,1.生物分类学的发展1617世纪人为分类法：生物是不连续的、界限分明的类群自然分类法：生物之间存在连续性,瑞典生物学家林耐是人为分类法的集大成者1735年出版了自然系统，“纲目属种”，双名法林耐采用阶梯等级分类法，自然界分为“三界”，即动物界、植物界和矿物界,18世纪后期，开始按照物种的亲缘关系进行分类生物进化论的产生，补充了生物分类学,2.细胞学说的创立17世纪，发现了细胞19世纪初，对细胞
18、有了初步的了解19世纪30年代，发现了细胞核、细胞质等,法国植物家施莱登和动物学家施旺共同建立了细胞学说19世纪50年代，发现了细胞分裂过程，并将细胞应用于病理学研究,3.微生物学的建立,17世纪发现了细菌,自然发生说,1857年巴斯德的实验,微生物学的产生,19世纪下半叶，得到广泛应用,4.达尔文生物进化论的创立1809年，法国生物学家拉马克动物哲学，第一个用科学的语言表述进化论思想，被称为获得性遗传学说1859年，英国科学家达尔文物种起源，确立了生物进化论的地位,进化论的主要内容：意义：,（六）近代天文学的发展,1.太阳系起源和演化的星云假说的提出1755年，康德宇宙发展史概论提出星云假说
19、1796年，拉普拉斯宇宙体系论，独立提出了星云假设康德拉普拉斯星云假说,2.太阳系研究的新成果1781年赫歇耳发现天王星1846年加勒发现海王星1772年德国天文学家波德提出“波德定律”19世纪初，皮阿杰发现谷神星,3.对恒星和银河系的研究最早获得了对银河系的构成和形状的认知发现太阳的自行对双星和聚星有研究恒星天文学的创始人，被誉为恒星天文学之父,4.天文物理学的兴起19世纪中叶以后，天文学从观察、研究天体的机械运动探索天体的本质，产生了天体物理学1839年，照相技术应用于天文学19世纪50年代，光度测量和光谱分析的方法的发明,（七）近代地学的发展,古代地理学发展最早近代地质学，研究地球的岩石
20、圈,1.地质学各分支的形成,（1）地层学17世纪对化石的研究与地质的研究直接结合，形成地层学1816年史密斯用生物化石鉴定地层,（2）地槽学说19世纪，许多地质学家致力于探讨山脉的成因和变化的历史1873年，美国地质学家达纳提出地槽说（3）矿物学和岩石学19世纪，矿物晶体的分类方法和矿物的化学分类方法的建立,（4）地球物理学和地球化学地球物理学兴起于1819世纪，研究对象为地球整体及其各组成部分的物理学性质和物理过程地球化学起步于19世纪后期，70年代以后得到发展，主要研究化学元素在地球中的迁移、富集及其在时空上的分布规律,2.近代地质学的一些争论,（1）岩石成因的水成论和火成论之争火成论的集
21、大成者：赫顿，地质学进化思想的先驱，“近代地质学之父”（2）地壳运动变化的灾变论和渐变论之争灾变论：居维叶渐变论：赖尔地质学原理,三、近代技术进步与产业革命,（一）蒸汽技术革命17世纪，蒸汽抽水机18世纪初，纽可门制造的较为实用蒸汽机18世纪60至80年代，瓦特对蒸汽机的改进19世纪30年代，在工业生产和交通运输中普遍使用,（二）电力技术革命以电机的发明和电力的应用为标志19世纪30年代，法拉第发现电磁感应现象1865年第一台永久磁铁式发电机问世1866西门子使用电磁铁制成了自激式直流发电机1882年，爱迪生建立第一座直流发电站,1882年，德普勒成功的进行了高压直流远距离输电实验1888年，
22、建成了第一个交流供电系统,（三）其他技术进步,1.技术革命直接导致的新技术蒸汽技术首先刺激了机床制造技术的发展交通运输技术：轮船和火车通讯技术：电报、电话和无线电通讯装置电器的发明：电灯、留声机、电影,2.钢铁冶炼技术1855年，贝塞麦发明了转炉炼钢法1865年，西门子和马丁发明了平炉炼钢法1879年，托马斯发明了碱性转炉炼钢法,3.内燃机技术1876年，奥托制成了煤气内燃机1883年，戴姆勒发明汽油内燃机1892年，狄赛尔发明柴油内燃机1886年，制成了实用汽车,卡尔本茨是现代汽车工业的先驱者之一，人称“汽车之父”。取得了世界上第一个“汽车制造专利权”,4.化工技术起步于18世纪，发展于19世纪酸碱制造工艺：1746年，罗巴克发明了铅室法制硫酸 1806年英国完成了硫酸的生产工艺 1789年用食盐和硫酸制取纯碱 1862年苏尔维发明了氨碱法,19世纪初，发明了合成染料、香料、精油及各种药品的工艺方法1863年，诺贝尔发明了安全炸药,（四）近代产业革命,第一产业革命：蒸汽技术革命引起的生产体系的重大变革第二产业革命：电力技术革命带来的新的经济飞跃,
