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1、科学技术革命的历程本讲稿第一页，共九十二页 第一讲第一讲 近现代科学革命和技术革命的历程近现代科学革命和技术革命的历程本讲稿第二页，共九十二页近代科学革命和近代科学革命和技术革命的历程技术革命的历程v哥白尼哥白尼v伽利略伽利略v牛顿牛顿v爱因斯坦爱因斯坦本讲稿第三页，共九十二页近代科学革命和技术革命的历程近代科学革命和技术革命的历程v引言引言:近代和现代的划界近代和现代的划界v近代第一次科学革命和技术革命近代第一次科学革命和技术革命v近代第二次科学革命和技术革命近代第二次科学革命和技术革命v近代第三次科学革命和技术革命近代第三次科学革命和技术革命v现代第四次科学革命和技术革命现代第四次科学革命

2、和技术革命本讲稿第四页，共九十二页引言引言:近代和现代的划界近代和现代的划界v近近代代科科学学技技术术(Neoteric Science and Technology)与与现现代代科科学学技技术术(Modern Science and Technology)的的划划分分,是是相相对对而而言言的的,没没有有绝绝对对分分明明的界线。的界线。“Modern”一词亦可译为一词亦可译为“近代近代”。v科科学学技技术术史史的的近近代代和和现现代代,跟跟社社会会史史的的近近代代和和现现代代划划分分并并不不完完全全一一样样,而而且且中中国国近近代代史史、现现代代史史的的分分期期同同世世界界近近代代史史、现现代

3、代史史也也不不相相同。同。v恩恩格格斯斯把把哥哥白白尼尼的的天天文文学学革革命命作作为为“现现代代自自然然科科学学”的的起起点点,主主要要是是将将实实验验的的、理理论论的的、并并得得到到系系统统全全面面发发展展的的“科科学学的的自自然然科科学学”同经验的、零散的古代科学加以区别。同经验的、零散的古代科学加以区别。本讲稿第五页，共九十二页v现现在在人人们们通通常常将将2020世世纪纪科科学学技技术术看看成成现现代代科科学学技技术术,其其缘缘由由在在于于以以2020世世纪纪初初相相对对论论和和量量子子力力学学为为代代表表的的物物理理学学,与与牛牛顿顿经经典典物物理理学学在在科科学学观观念念与与规规

4、范范(paradigm)上上的的本本质质区区别别,由由此此作作为为近近代代科科学学与与现现代代科科学学的的分分期期。因因此此,广广义义上上的的现现代代科科学学技技术术起起始始于于1919世世纪纪末末2020世世纪纪初初,即即近代以来第三次科学革命和技术革命。近代以来第三次科学革命和技术革命。v2020世世纪纪中中叶叶,分分子子生生物物学学、系系统统论论、控控制制论论和和信信息息论论的的产产生生与与发发展展,导导致致自自然然科科学学由由物物理理科科学学单单一一学学科科主主导导向向生生命命科科学学、信信息息科科学学、系系统统科科学学与与物物质质科科学学等等全全面面变变革革,而而7070年年代代初初

5、基基因因技技术术、信信息息技技术术为为主主导导的的高高技技术术也也区区别别于于以以往往的的传传统统技技术术。因因此此,严严格格说说来来,狭狭义义的的现现代代科科学学与与现现代代技技术术主主要要指指2020世世纪纪后后半半叶叶以以来来的的科科学学技术。技术。本讲稿第六页，共九十二页v第一次科学革命(15431755)v第一次科学革命的特点v第一次技术革命(17331823)v第一次技术革命的特点1.1 1.1 近代第一次近代第一次科学革命和技术革命科学革命和技术革命本讲稿第七页，共九十二页1.1 1.1 近代第一次科学革命和技术革命近代第一次科学革命和技术革命 第一次科学革命(15431755)

6、v1543,1543,哥哥白白尼尼(Copernicus,Nicholaaus(Copernicus,Nicholaaus 1473-1543)1473-1543)天天体体运运行行论论,维萨留斯维萨留斯(Vesalius,Audreas 1514-54)(Vesalius,Audreas 1514-54)人体构造人体构造v1576,1576,第第谷谷布布拉拉埃埃(Tycho,Brahe(Tycho,Brahe 1546-1601)1546-1601)建建立立天天文文观观测测站站,系系统统进进行天体观测行天体观测v15831583、1590,1590,伽伽利利略略(Galilei,Galileo

7、(Galilei,Galileo 1564-1642)1564-1642)先先后后发发现现摆摆的的等等时时性性和和落落体体定定律律(论论运运动动),),晚晚年年在在幽幽禁禁中中完完成成两两大大“对对话话”:天天文文对对话话(即即16321632年年的的关关于于托托勒勒密密和和吾吾哥哥白白尼尼两两大大世世界界体体系系的的对对话话)、力力学学对对话话(即即16381638年年的的关关于于力力学学以以及及地地上上运运动动的的两两个个新新科学中的对话和数学证明科学中的对话和数学证明本讲稿第八页，共九十二页v1599,1599,开开普普勒勒(Kepler,Johannes(Kepler,Johannes

8、 1571-1630)1571-1630)作作为为第第谷谷助助手手开开始始研究火星运行研究火星运行,于于16191619年发表行星运动三定律年发表行星运动三定律v1628,1628,哈维哈维(1578-1657)(1578-1657)心血运动论阐述了血液循环原理心血运动论阐述了血液循环原理v16691669、1680,1680,牛牛 顿顿(Newton,Sir(Newton,Sir Isaac Isaac 1642-1727)1642-1727)、莱莱 布布 尼尼 兹兹(Leibniz,G.W,Freiberr(Leibniz,G.W,Freiberr von von 1646-1716)16

9、46-1716)先先后后各各自自独独立立创创立立微微积积分分(1686(1686发明积分发明积分)v1687,1687,牛牛顿顿自自然然哲哲学学的的数数学学原原理理载载有有万万有有引引力力定定律律和和运运动动三三定定律律,完成了自然科学理论上的第一次大综合完成了自然科学理论上的第一次大综合v1738,1738,贝努利流体力学贝努利流体力学v1743,1743,达朗贝尔力学原理达朗贝尔力学原理v1744,1744,莫泊图自然规律的一致性、欧勒求极大极小的方莫泊图自然规律的一致性、欧勒求极大极小的方法均提出最小作用原理法均提出最小作用原理v1748,1748,欧勒无限解析概论欧勒无限解析概论,从数

10、学上完善了经典力学从数学上完善了经典力学,发展为发展为分析力学分析力学,为力学的广泛应用创造了理论前提为力学的广泛应用创造了理论前提本讲稿第九页，共九十二页第谷布拉赫（1546154616011601）v第第谷谷布布拉拉赫赫是是丹丹麦麦天天文文学学家家，他他用用肉肉眼眼观观测测行行星星运运动动，比比以以前前的的观观测测几几乎乎准准确确了了20倍倍。而而后后，他他的的助助手手约约翰翰尼尼斯斯开开普普勒勒采采用用他他对对火火星星的的观观测测资资料料，推推导导出出了了几几个个关关于于行行星星运运动动的的定定理理。他他反反对对哥哥白白尼尼的的日日心心说说，并并努努力力发发展展他他自自己己的的观观点点，

11、即即所所有有其其它它行行星星都都围围绕绕太太阳阳运运行行，而这一体系的全部天体都围绕地球运转。而这一体系的全部天体都围绕地球运转。本讲稿第十页，共九十二页Johannes Kepler1571-1630本讲稿第十一页，共九十二页近代第一个伟大的自然科学家牛顿(Newton,Sir Isaac 1642-1727)v16421642年年,伟伟大大的的伽伽利利略略逝逝世世而而诞生了伟大的牛顿诞生了伟大的牛顿v16691669年年,牛牛 顿顿(Newton,Sir(Newton,Sir Isaac Isaac 1642-1727)1642-1727)创创立立微微积积分分(1686(1686发明积分发

12、明积分)v16871687年年,牛牛顿顿自自然然哲哲学学的的数数学学原原理理载载有有万万有有引引力力定定律律和和运运动动三三定定律律,完完成成了了自自然然科科学学理理论论上上的的第一次大综合第一次大综合本讲稿第十二页，共九十二页第一次科学革命的特点第一次科学革命的特点:第一次科学革命从哥白尼革命到牛顿力学体系的第一次科学革命从哥白尼革命到牛顿力学体系的完善完善,长长达两个多世纪。其特点是达两个多世纪。其特点是:v近近代代科科学学作作为为一一种种革革命命力力量量,在在血血与与火火的的洗洗礼礼中中走走上上历历史史舞舞台台,争争得得了了崇崇高高的的社社会会地地位位。日日心心说说一一问问世世就就被被禁

13、禁止止、布布鲁鲁诺诺被被火火焚焚、伽伽利利略略被被监监禁禁,表表明明近近代代自自然然科科学学是是在在同同反反动动封封建建教教会会和和宗宗教教神神学学的的斗斗争争中中诞诞生生的的,16,16世世纪纪文文艺艺复复兴兴运运动动和和宗宗教教改改革革所所确确立立的的新新教教精精神神为为科科学学和和资资本本主主义义发发展展提提供供了了社社会会土土壤壤,而而科科学学又又成成为为新新兴兴资资产产阶阶级级反反封封建建的的革革命命力力量量,科科学精神成为支撑资本主义社会的强大精神力量学精神成为支撑资本主义社会的强大精神力量本讲稿第十三页，共九十二页布鲁诺被焚404年v中中世世纪纪异异端端裁裁判判的的酷酷烈烈程程度

14、度是是惊惊人人的的,以以最最严严重重的的西西班班牙牙为为例例，据据统统计计,从从1483年年以以后后300多多年年的的时时间间里里,被被判判处处的的异异端端分分子子达达38万万多多人人,被被火火刑刑处死者达处死者达10万余人！万余人！v1600年年2月月17日日,比比哥哥白白尼尼更更坚坚定定的的乔乔尔尔达达诺诺布布鲁鲁诺诺(1548-1600)在在罗罗马马花花卉卉广广场场被被宗宗教教裁裁判判所所处处以以火刑火刑本讲稿第十四页，共九十二页伽利略（15641642）地球仍然在转动地球仍然在转动!v1616年年，被被传传唤唤到到罗罗马马的的宗宗教教裁裁判判所所。宗宗教教裁裁判判所所谴谴责责了了哥哥白

15、白尼尼的的学学说说，并并责责令令伽伽利利略略保保持持沉沉默默。1632年年，伽伽利利略略发发表表两两种种世世界界观观的的对对话话一一书书，被被教教会会认认为为违违反反了了1616年年的的禁禁令令。伽伽利利略略被被召召到到罗罗马马囚囚禁禁了了几几个个月月，受受到到缺缺席席审审判判，遭遭到到苦苦刑刑和和恐恐吓吓，并并被被迫迫当当众众跪跪着着表表示示“公公开开放放弃弃、诅诅咒咒和和痛痛恨恨地地动动学学说说的的错错误误和和异异端端”，最最后后被被判判处处终终身身监监禁禁，他他的的书书也也被被列列为为禁禁书书。1983年年，罗罗马马教教廷廷正正式式承承认认，350年年前前宗宗教教裁裁判判所所对对伽伽利利

16、略略的的审审判判是错误的。是错误的。本讲稿第十五页，共九十二页地球仍然在转动地球仍然在转动!伽利略受审本讲稿第十六页，共九十二页v近近代代科科学学作作为为一一种种实实验验科科学学,在在实实验验与与理理性性认认识识的的基基础础上上实实现现科科学学理理论论体体系系的的第第一一次次变变革革。望望远远镜镜、温温度度计计、气气压压计计和和显显微微镜镜等等仪仪器器设设备备的的发发明明与与改改失失,为为自自然然科科学学研研究究提提供供了了有有效效的的实实验验技技术术手手段段;弗弗朗朗西西斯斯培培根根(1562-1626)的的新新工工具具(1620)和和笛笛卡卡儿儿(1596-1650)的的方方法法论论(16

17、37)为科学探求真理提供了科学方法论原则。为科学探求真理提供了科学方法论原则。v近近代代科科学学作作为为一一种种社社会会建建制制,率率先先在在欧欧洲洲国国家家确确立立起起来来,开开创创了了科科学学社社会会化化的的发发展展道道路路。意意大大利利佛佛罗罗伦伦萨萨科科学学社社(1657)、英英国国皇皇家家学学会会(1662)、法法国国皇皇家家科科学学院院(1666)和和德德国国柏柏林林科科学学院院(1700)等等科科学学组组织织纷纷纷纷相相继继建建立立,使使科科学学活动成为有组织的、独立的社会职业和崇高事业。活动成为有组织的、独立的社会职业和崇高事业。本讲稿第十七页，共九十二页第一次技术革命(173

18、3-1823)纺织机的发明纺织机的发明,成为近代第一次技术革命和发端于英国的工业革命的导成为近代第一次技术革命和发端于英国的工业革命的导火线与先导技术火线与先导技术,主要发明有主要发明有:v1733,1733,约翰约翰凯伊发明飞梭凯伊发明飞梭,改进了纺织机改进了纺织机v1738,1738,约翰约翰惠特和路易斯惠特和路易斯鲍尔制造了滚轮式纺织机鲍尔制造了滚轮式纺织机v1764,1764,哈格里夫斯发明了多滚轮纺织机哈格里夫斯发明了多滚轮纺织机(珍妮纺织机珍妮纺织机)v1768,1768,阿克莱特制造了桨叶式纺织机阿克莱特制造了桨叶式纺织机(水力推动水力推动)v1779,1779,克朗普顿制造了走

19、锭精纺机克朗普顿制造了走锭精纺机(骡机骡机,综合了珍妮机和水力织机综合了珍妮机和水力织机)v1787,1787,卡特赖特制造了蒸汽织机卡特赖特制造了蒸汽织机(蒸汽作动力的织布机蒸汽作动力的织布机)马克思说马克思说:“17381738年年,约翰约翰惠特提供了他的纺织机惠特提供了他的纺织机,18,18世纪的产业革世纪的产业革命就由此开始了。命就由此开始了。”本讲稿第十八页，共九十二页蒸汽机的发明与创新蒸汽机的发明与创新,把近代第一次技术革命和产业革命推向高把近代第一次技术革命和产业革命推向高潮。但这有一个历史过程潮。但这有一个历史过程:v1695,1695,丹尼斯丹尼斯巴本巴本(法法)发明活塞蒸汽

20、机发明活塞蒸汽机(用作抽水装置用作抽水装置)v1698,1698,托马斯托马斯萨弗里萨弗里(英英)发明蒸汽抽水机发明蒸汽抽水机v1705,1705,托马斯托马斯纽可门纽可门(英英)发明常压蒸汽机发明常压蒸汽机v1765-17821765-1782年年,瓦特瓦特(Watt,James 1736-1819)(Watt,James 1736-1819)在前人发明的基础上在前人发明的基础上,对对用于矿井抽水的蒸汽机进行了一系列改革与创新用于矿井抽水的蒸汽机进行了一系列改革与创新,在蒸汽机上加了一在蒸汽机上加了一个冷凝器个冷凝器,完成了普遍用作工业动力机的高效率的往复式蒸汽机完成了普遍用作工业动力机的高

21、效率的往复式蒸汽机,成成为一项划时代的发明。其最大功绩之一是减少燃料消耗为一项划时代的发明。其最大功绩之一是减少燃料消耗,显著提高了显著提高了热效率。热效率。每小时每一马力的耗煤量每小时每一马力的耗煤量:萨弗里蒸汽机萨弗里蒸汽机:80:80公斤公斤 纽可门蒸汽机纽可门蒸汽机:25:25公斤公斤 瓦特的蒸汽机瓦特的蒸汽机:4.3:4.3公斤公斤恩格斯说恩格斯说:“蒸汽机是一项真正的国际发明。蒸汽机是一项真正的国际发明。”本讲稿第十九页，共九十二页詹姆斯詹姆斯瓦特瓦特JamesJamesJamesJames Watt,1736-1819Watt,1736-1819v詹姆斯詹姆斯瓦特之墓瓦特之墓v瓦

22、特塑像瓦特塑像本讲稿第二十页，共九十二页瓦特与蒸汽机发明瓦特与蒸汽机发明v第一次工业革命第一次工业革命本讲稿第二十一页，共九十二页第第一一次次技技术术革革命命中中蒸蒸汽汽机机的的发发明明和和应应用用,引引起起机机器器制制造造和和相相关关技技术术领领域域的的重重大大发发明明与与变变革革,从从而而迅迅速速从从纺纺织织领领域域扩扩散散到到其其他他领领域域,其其中中1919世世纪纪初初蒸蒸汽汽动动力力运运输输工工具具的的发发明与实用化最为突出明与实用化最为突出:v1802,1802,特里维西克特里维西克(英英)发明蒸汽机车发明蒸汽机车v1807,1807,富尔顿富尔顿(美美)发明蒸汽轮船发明蒸汽轮船,

23、1814,1814年蒸汽军舰年蒸汽军舰v1814,1814,史蒂文森史蒂文森(英英)发明蒸汽火车头发明蒸汽火车头v1819,1819,萨凡纳号萨凡纳号(美美)蒸汽帆船横渡大西洋蒸汽帆船横渡大西洋v1825,1825,“旅旅行行”号号(英英)火火车车在在斯斯托托克克顿顿和和达达林林顿顿之之间间第第一一条公用铁路条公用铁路(25(25公里公里)行驶行驶蒸蒸汽汽动动力力运运输输技技术术为为英英国国的的这这次次技技术术革革命命和和产产业业革革命命,扩扩展展到到大大西西洋洋两两岸岸的的欧欧洲洲大大陆陆和和美美洲洲大大陆陆创创造造了了条条件件,促促进了发达资本主义社会的形成。进了发达资本主义社会的形成。本

24、讲稿第二十二页，共九十二页近代第一次技术革命的特点近代第一次技术革命的特点:v这这次次技技术术革革命命形形成成了了以以纺纺织织技技术术为为先先导导、以以蒸蒸汽汽动动力力技技术术为为主主导导的的技技术术体体系系,在在微微观观上上出出现现了了工工厂厂普普遍遍采采用用的的由由工工作作机机-传传动动机机构构-动动力力机机三三环环节节构构成成的的机机器器体体系系,这这导导致致一一种种新新的的普普适适性性技技术术规规范范建建,使使这这场场革革命命从从纺纺织织领领域域扩扩散散到到机机械械、冶冶金金、运运输输等等领领域域,从从英英国国传传播播、转转移移到到欧欧洲大陆和北美洲。洲大陆和北美洲。v这这次次技技术术

25、革革命命是是以以第第一一次次科科学学革革命命中中的的牛牛顿顿力力学学为为基基础础的的,在在长长达达200200多多年年的的力力学学革革命命似似乎乎没没有有引引起起技技术术上上重重大大变变革革,但但毕毕竟竟在在牛牛顿顿力力学学完完善善并并向向应应用用力力学学发发展展的的时时代代,把把技技术术革革命命和和产产业业革革命命召唤起来了召唤起来了,而且造就了科学与技术之间的新型关系。而且造就了科学与技术之间的新型关系。v这这次次技技术术革革命命直直接接导导致致产产业业革革命命,前前者者超超前前后后者者不不多多,二二者者几几乎乎同同步步发发生生,但但二二者者既既相相联联系系又又相相区区别别,前前者者是是技

26、技术术体体系系的的根根本本变变革革,后后者者则则是是生生产产体体系系与与产产业业结结构构的的变变革革,不不仅仅包包含含生生产产力力的的革革命命,而而且且包包含含生产关系的革命。生产关系的革命。本讲稿第二十三页，共九十二页v第二次科学革命第二次科学革命(17551895)v第二次科学革命的特点第二次科学革命的特点1.2 1.2 近代第二次近代第二次科学革命和技术革命科学革命和技术革命v第二次技术革命第二次技术革命(18231902)v第二次技术革命的特点第二次技术革命的特点本讲稿第二十四页，共九十二页1.2 1.2 近代第二次科学革命和技术革命近代第二次科学革命和技术革命第二次科学革命第二次科学

27、革命(17551895)1818世纪下半叶至世纪下半叶至1919世纪世纪3030年代初年代初,自然科学革命自然科学革命:v1755,1755,康德宇宙发展史概论提出了星云说康德宇宙发展史概论提出了星云说v1796,1796,拉普拉斯宇宙体系论进一步完善了天体演化说拉普拉斯宇宙体系论进一步完善了天体演化说v1783,1783,拉瓦锡创立氧化燃烧说拉瓦锡创立氧化燃烧说,引起化学革命引起化学革命v1803,1803,道尔顿提出原子论道尔顿提出原子论v1811,1811,阿伏加德罗创立分子论阿伏加德罗创立分子论v1830-33,1830-33,赖尔地质学原理提出地质渐变论赖尔地质学原理提出地质渐变论本

28、讲稿第二十五页，共九十二页1919世纪世纪3030年代至中叶年代至中叶,自然科学三大发现自然科学三大发现:v18381838、1839,1839,施施莱莱顿顿和和施施旺旺分分别别提提出出植植物物、动动物物的的细细胞胞学学说学学说v1824,1824,卡卡诺诺发发表表关关于于火火的的动动力力及及产产生生该该动动力力的的机机器器之之研究研究,提出卡诺循环提出卡诺循环v1842,1842,罗罗伯伯特特迈迈尔尔论论无无机机自自然然界界的的力力最最先先发发现现能能量守恒定律量守恒定律v1843,1843,焦焦尔尔测测定定热热功功当当量量,发发现现热热力力学学第第一一定定律律,1847,1847,赫尔姆霍

29、茨论力的守恒将该定律定型赫尔姆霍茨论力的守恒将该定律定型v18501850、1851,1851,克劳修斯、开尔芬分别提出热力学第二定律克劳修斯、开尔芬分别提出热力学第二定律v1854,1854,达尔文物种起源提出达尔文物种起源提出生物进化论生物进化论本讲稿第二十六页，共九十二页进化论创立者达尔文Charles DarwinCharles Darwin本讲稿第二十七页，共九十二页1919世纪下半叶世纪下半叶,有机化学与电磁理论的创立有机化学与电磁理论的创立:v18231823、1837,1837,维维勒勒、凯凯库库勒勒、李李比比希希先先后后建建立立有有机机化化学学、合成化学与农业化学合成化学与农

30、业化学v1869,1869,门捷列夫发现元素周期律门捷列夫发现元素周期律v1821,1821,安培建立电动力学基础安培建立电动力学基础,法拉弟建立电动机原理法拉弟建立电动机原理v1831,1831,法拉弟通过实验发现电磁感应定律法拉弟通过实验发现电磁感应定律v1837,1837,法拉弟建立电磁场理论的基础法拉弟建立电磁场理论的基础v1864,1864,麦麦克克斯斯韦韦从从理理论论上上建建立立了了电电磁磁场场的的基基本本方方程程式式,并并预预见见了了电电磁磁波波的的存存在在(1888,(1888,赫赫兹兹用用实实验验证证明明),),后后来来又又推推断断光光和和热热都都属属于于电电磁磁波波,这这样

31、样便便形形成成完完整整的的的的电电磁磁理理论论,完成了近代自然科学理论上的第二次大综合完成了近代自然科学理论上的第二次大综合本讲稿第二十八页，共九十二页实验物理学家法拉弟实验物理学家法拉弟实验物理学家法拉弟实验物理学家法拉弟 Michael FaradayMichael Faraday(1791(17911867)1867)电磁理论创立者电磁理论创立者法拉弟与麦克斯韦法拉弟与麦克斯韦本讲稿第二十九页，共九十二页第二次科学革命的特点第二次科学革命的特点:v这这次次科科学学革革命命是是自自然然科科学学的的全全面面变变革革。从从1818世世纪纪中中叶叶到到1919世世纪纪末末的的一一个个半半世世纪纪

32、中中,以以星星云云说说为为开开端端的的又又一一次次天天文文学学革革命命,引引发发地地质质学学、生生物物学学、化化学学、热热力力学学、电电动动力力学学及及电电磁磁学学等等各各个个学学科科领领域域的的全全面面变变革革,揭揭示示了了自自然然界界的的演演化化过过程程与与普普遍遍联联系系,构筑起自然科学知识体系的宏伟大厦。构筑起自然科学知识体系的宏伟大厦。v这这次次科科学学革革命命同同第第一一次次技技术术革革命命相相交交织织而而同同步步进进行行。化化学学、热热学学的的最最初初成成果果哺哺育育了了蒸蒸汽汽动动力力技技术术,而而蒸蒸汽汽机机提提高高热热效效率率的的需需要要,又又推推动动了了热热力力学学的的发

33、发展展,热热力力学学成成果果再再次次诱诱发发了了内内燃燃机机的的发发明明,并并同同电电磁磁学学、化化学学一一起起导导致致第第二二次次技技术术革革命命的的到到来来。这这样样,科科学学革革命命与与技技术术革革命命形成新型的互动关系。形成新型的互动关系。本讲稿第三十页，共九十二页v这这次次科科学学革革命命席席卷卷欧欧洲洲大大陆陆,扩扩大大了了科科学学的的社社会会影影响响。它它使使世世界界科科学学中中心心继继1717世世纪纪由由意意大大利利转转移移到到英英国国后后,转转移移到到法法国国与与德德国国,重重新新回回到到欧欧洲洲大大陆陆,并并同同整整个个欧欧洲洲的的哲哲学学革革命命、民民主主革革命命和和产产

34、业业革革命命一一起起构构成成欧欧洲洲社会的历史交响乐。社会的历史交响乐。本讲稿第三十一页，共九十二页第二次技术革命第二次技术革命(18231902)v1823,1823,布朗发明最初的实用内燃机布朗发明最初的实用内燃机v1829,J.1829,J.亨利制作最早的电动机、公开实验电机亨利制作最早的电动机、公开实验电机v1832,1832,皮克希制作最早的发电机皮克希制作最早的发电机v1835,T.1835,T.达文波林利用亨利的电磁铁制造实用电动机达文波林利用亨利的电磁铁制造实用电动机v1836,1836,莫尔斯制作最早的电报机莫尔斯制作最早的电报机,W.F.,W.F.韦伯、韦伯、K.F.K.F

35、.高斯、高斯、W.F.W.F.库库克各自设计电报方案克各自设计电报方案v1840,C.1840,C.巴贝奇设计机械式计算机巴贝奇设计机械式计算机,阿姆斯特朗制作水力发电机阿姆斯特朗制作水力发电机v1840,1840,李比希提出合成肥料理论李比希提出合成肥料理论,合成过磷酸肥料合成过磷酸肥料v1862,1862,索尔维发明氨碱法索尔维发明氨碱法,1890,1890,德国格雷斯海姆公司创建电德国格雷斯海姆公司创建电解制碱法解制碱法本讲稿第三十二页，共九十二页v1855,1855,贝塞麦贝塞麦(英英)炼钢法炼钢法(精炼技术精炼技术),1860,),1860,贝塞麦转炉贝塞麦转炉;v1865,1865

36、,马丁马丁(法法)发明平炉炼钢法发明平炉炼钢法v1866,W.1866,W.西门子对发电机重大改进西门子对发电机重大改进,1870,1870,电力炼钢炉电力炼钢炉v1876,1876,奥托发明奥托循环内燃机奥托发明奥托循环内燃机v1879,1879,爱迪生发明真空炭丝灯爱迪生发明真空炭丝灯,1881,1881年建立火力发电站年建立火力发电站,v1879,W.1879,W.西门子发明最早的电车西门子发明最早的电车v1883,1883,戴姆勒发明用于汽车的燃油发动机戴姆勒发明用于汽车的燃油发动机v1893,1893,狄塞尔发明柴油机狄塞尔发明柴油机(压燃法创始压燃法创始)v1896,1896,马可

37、尼发明无线电马可尼发明无线电v1901,1901,马可尼横越大西洋无线电报收发成功马可尼横越大西洋无线电报收发成功本讲稿第三十三页，共九十二页“科学家工程师企业家”集成式人才代表:W.西门子和爱迪生vW.西西门门子子完完成成对对电电工工技技术术革革命命具具有有转转折折点点意意义义的的发发电电机机发发明明,建建立立第第一一条条有有轨轨电电车车系系统统,成成立立了了对对德德国国发发展展有有重重大大影影响响的的西门子公司。西门子公司。v爱爱迪迪生生的的大大量量发发明明中中的的两两大大划划时时代代发发明明:1879,爱爱迪迪生生发发明明真真空空炭炭丝丝灯灯,1881年年建建立火力发电站。立火力发电站。

38、本讲稿第三十四页，共九十二页第二次技术革命的特点第二次技术革命的特点v由由经经验验、规规则则性性技技术术向向以以理理论论为为基基础础的的科科学学性性技技术术转转变变。比比起起上上一一次次技技术术革革命命来来，这这一一以以电电工工技技术术为为标标志志的的技技术术革革命命尽尽管管仍仍然然有有着着它它自自身身的的经经验验因因素素，但但却却在在更更大大程程度度上上是是第第二二次次自自然然科科学学革革命命超超前前发发展展的的直直接接结结果果。这这次次科科学学革革命命大大约约历历时时一一个个世世纪纪，而而超超前前第第二二次次技技术术革革命命却却不不到到半半个个世世纪纪。这这表表明明科科学学对对技技术术的的

39、作作用用加加快快了了、加加强强了了。就就作作为为先先导导和和主主导导技技术术的的电电气气技技术术和和无无线线电电技技术术来来说说，它它们们主主要要依依赖赖于于电电磁磁感感应应现现象象的的发发现现和和电电磁磁学学基基本本规规律的确立。律的确立。本讲稿第三十五页，共九十二页v形形成成以以电电工工技技术术为为主主导导的的各各种种技技术术全全面面变变革革的的新新技技术术体体系系。其其主主导导技技术术是是电电力力技技术术和和电电报报、电电话话及及无无线线电电通通信信技技术术,其其他他重重大大技技术术变变革革包包括括内内燃燃机机技技术术及及新新交交通通工工具具技技术术、钢钢铁铁冶冶金金技技术术、化化工工技

40、技术术,为为2020世世纪纪技技术术革命奠立了坚实的基础。革命奠立了坚实的基础。v产产生生了了“科科学学家家工工程程师师企企业业家家”风风格格的的集集成成式式转转化化型型人人才才。如如西西门门子子(德德)、克克虏虏伯伯(德德)、蔡蔡斯斯(德德)、爱爱迪迪生生(美美)、贝贝尔尔(美美)和和马马可可尼尼(英英、意意)等等。他他们们与与1717世世纪纪帕帕斯斯卡卡(法法)、笛笛卡卡儿儿(法法)和和莱莱布布尼尼兹兹(德德)等等人人那那种种“科科学学家家数数学学家家哲哲学学家家”复复合合型型人人才才风风格格显显著著不不同同,反反映映出出1919世世纪纪科科学学技技术术与与经经济济日日趋趋密密切切结结合的

41、时代新特征。合的时代新特征。本讲稿第三十六页，共九十二页v这这是是一一次次席席卷卷欧欧洲洲和和北北美美大大陆陆、震震撼撼世世界界的的技技术术革革命命。在在这这一一时时期期，法法国国和和德德国国主主要要是是在在本本国国科科学学兴兴隆隆的的基基础础上上完完成成第第一一次次革革命命，而而超超过过英英国国，并并进进而而实实现现第第二二次次技技术术革革命命的的。美美国国则则主主要要是是利利用用欧欧洲洲和和本本国国的的科科学学成成果果，在在完完成成两两次次技技术术革革命命中中形形成成本本国国的的技技术术兴兴隆隆，进进而而成成为为下下一一时时期期的的世世界界科科学学中中心心。这这些些国国家家在在电电工工技技

42、术术革革命命的的基基础础上上，又又完完成成第第二二次次产产业业革革命命（1880-19401880-1940），出出现现电电气气工工业业、钢钢铁铁工工业业、汽车工业、化学工业等新兴工业的大发展。汽车工业、化学工业等新兴工业的大发展。本讲稿第三十七页，共九十二页v第三次科学革命第三次科学革命(18951953)v第三次科学革命的特点第三次科学革命的特点v第三次技术革命第三次技术革命(19031970)v第三次技术革命的特点第三次技术革命的特点1.3 近代第三次科学革命和技术革命本讲稿第三十八页，共九十二页诺贝尔奖百年20世纪科学发展缩影世纪科学发展缩影世纪科学发展缩影世纪科学发展缩影左图为左图为

43、19011901年首次诺贝尔奖颁年首次诺贝尔奖颁奖仪式奖仪式下图为下图为20012001年的诺贝尔奖百年年的诺贝尔奖百年盛典盛典本讲稿第三十九页，共九十二页1.3 近代第三次科学革命和技术革命第三次科学革命第三次科学革命(18951953)1919世世纪纪末末2020世世纪纪初初以以来来，自自然然科科学学的的最最新新革革命命超超过过以以往往任任何何一一次次科科学学革革命命。首首先先,物物理理学学三三大大实验发现，导致物理学的深重危机实验发现，导致物理学的深重危机。v1895,1895,伦琴伦琴发现发现X射线射线,1901年获首次诺贝尔奖年获首次诺贝尔奖v1896,1896,贝贝克克勒勒尔尔发发

44、现现放放射射性性(铀铀矿矿););塞塞曼曼发发现现塞塞曼曼效效应应v1897,J.J.1897,J.J.汤汤姆姆逊逊发发现现阴阴极极射射线线由由电电子子组组成成,并并于于18991899年深入研究电子年深入研究电子v1898,1898,居里夫妇发现放射性元素居里夫妇发现放射性元素镭镭、钋钋本讲稿第四十页，共九十二页 接接着着,以以19001900年年普普朗朗克克的的量量子子论论为为起起点点，在在2020世世纪纪初初掀起了一场划时代的物理学革命。掀起了一场划时代的物理学革命。v1900,1900,普普朗克建立朗克建立量子论量子论基础基础,引入普朗克常数引入普朗克常数h hv1901-1913,1

45、901-1913,开开尔尔芬芬,长长冈冈半半太太郎郎,J.J.J.J.汤汤姆姆逊逊,卢卢瑟瑟夫夫和和玻玻尔尔先先后建立后建立原子结构模型原子结构模型;卢瑟夫、索迪提出原子嬗变说卢瑟夫、索迪提出原子嬗变说v1904,1904,洛伦兹建立洛伦兹变换式洛伦兹建立洛伦兹变换式v1905,1905,爱因斯坦建立爱因斯坦建立狭义相对论狭义相对论,光量子说光量子说,布朗运动理论布朗运动理论v1911,1911,爱爱因因斯斯坦坦提提出出光光线线在在引引力力场场弯弯曲曲理理论论;1915,;1915,爱爱因因斯斯坦坦建建立立广广义义相对论相对论;1919;1919英国皇家学会艾丁顿在非洲南美日全食观测到光线弯曲

46、英国皇家学会艾丁顿在非洲南美日全食观测到光线弯曲v1923,l.1923,l.德德布布罗罗意意引引入入物物质质波波概概念念,于于19241924年年奠奠立立波波动动力力学学基基础础,1926,1926,薛定谔建立完整的薛定谔建立完整的波动力学波动力学v1925,1925,海海森森堡堡创创立立量量子子力力学学,狄狄拉拉克克提提出出量量子子力力学学基基础础方方程程式式,玻玻恩、约尔丹建立恩、约尔丹建立矩阵量子力学矩阵量子力学本讲稿第四十一页，共九十二页 在量子力学和原子物理学的指导下在量子力学和原子物理学的指导下在量子力学和原子物理学的指导下在量子力学和原子物理学的指导下,人们深入到原子人们深入到

47、原子人们深入到原子人们深入到原子核内部核内部核内部核内部,作出一系列新发现作出一系列新发现作出一系列新发现作出一系列新发现:v1932,1932,查查德威克发现德威克发现中子中子,安德逊发现安德逊发现正电子正电子,考克饶夫考克饶夫特及沃尔顿发现原子核的人工嬗变特及沃尔顿发现原子核的人工嬗变,海森堡建立海森堡建立原子核结原子核结构理论构理论v1935,1935,汤川秀树引入汤川秀树引入介子介子概念概念(核子力理论核子力理论)v1937,1937,内特麦耶、安德逊发现介子内特麦耶、安德逊发现介子v1937,1937,佩利亚等用回旋加速器得到锝佩利亚等用回旋加速器得到锝T Tc c(43(43号元素

48、号元素)v1938,1938,哈恩和史特拉斯曼发现哈恩和史特拉斯曼发现铀原子核裂变铀原子核裂变现象现象v1939,1939,玻尔、惠勒建立玻尔、惠勒建立原子核裂变理论原子核裂变理论v1942,1942,费米实现费米实现原子核链式反应原子核链式反应本讲稿第四十二页，共九十二页原子核内蕴藏的巨大能量原子核内蕴藏的巨大能量 (图为世界第一颗原子弹试爆图为世界第一颗原子弹试爆图为世界第一颗原子弹试爆图为世界第一颗原子弹试爆)v1 1克克镭镭的的放放射射能能为为170170卡卡/小小时时,按按平平均均寿寿命命23002300年年计计,其其释释放放的全部能量为的全部能量为:170243652300=241

49、0 170243652300=2410 为为1 1克煤燃烧产生的热量克煤燃烧产生的热量(7000)(7000)的的5050万倍。万倍。v按按质质能能相相当当式式E=mcE=mc尔尔格格(c=310(c=310cm/sec),1cm/sec),1克克煤煤的的全全部部原子彻底裂变会产生原子彻底裂变会产生210210卡卡,是通常燃烧产能的是通常燃烧产能的3030亿倍。亿倍。在在相相对对论论的的指指引引下下,人人们们深深入入探探测测宇宇宙宙,提提出出各各种种宇宙天体起源与宇宙结构理论宇宙天体起源与宇宙结构理论,产生了宇宙学。产生了宇宙学。本讲稿第四十三页，共九十二页第三次科学革命中的其他成就第三次科学

50、革命中的其他成就v1895,1895,弗洛伊德弗洛伊德(Sigmund Freud)(Sigmund Freud)开开创精神分析理论与方法创精神分析理论与方法;1915,;1915,弗洛弗洛伊德发表伊德发表精神分析学精神分析学v1910,1910,魏格纳发表海陆的起源魏格纳发表海陆的起源,提出提出大陆漂移说大陆漂移说v1926,1926,摩尔根发表基因论摩尔根发表基因论,建建立立生物遗传的基因理论生物遗传的基因理论本讲稿第四十四页，共九十二页第三次科学革命的特点第三次科学革命的特点v这这次次科科学学革革命命主主要要是是一一场场划划时时代代的的物物理理学学革革命命,实实现现了了物物理理学学史史上