常識判斷之自然科技史課件

1、第一章：古代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展古代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展第一章 人猿揖別始于工具的制造和使用。原始社會人類改造自然和認識自然的發(fā)展首先表現(xiàn)在工具的演進方面，原始社會最主要的工具是石器。原始人制造工具經(jīng)歷了從打制石器的舊石器時代（距今250萬年）到磨制石器的新石器時代（距今1.8萬年）的發(fā)展。新石器時代1.2火的使用 完成從猿到人轉(zhuǎn)換的另一個標志性的關(guān)鍵步驟是火的使用，這是人類誕生過程當中所征服和利用的第一種自然力。 舊石器時代中期，早期智人發(fā)明了人工取火的方法：燧石相擊生火、鉆木取火。摩擦生火第一次使人支配了一種自然力，最終把人從動物界分開。農(nóng)業(yè)技術(shù)與社會分工 原始農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了從刀耕火種的農(nóng)業(yè)發(fā)

2、展到鋤耕農(nóng)業(yè)，原始畜牧業(yè)的出現(xiàn)導(dǎo)致人類社會的第一次大分工。制陶技術(shù) 制陶技術(shù)的發(fā)展促成了人類社會的第二次大分工。文明古國 流域文明 尼羅河流域、兩河流域 印度河流域、黃河流域四大文明古國的科學(xué)技術(shù)一.古代兩河流域和古埃及的科學(xué)技術(shù) 信息技術(shù)萌芽文字的發(fā)明： 公元前3500年左右兩河流域的蘇美爾人使用一種楔形文字寫在潮濕的泥版上，然后曬干，這就是泥版文書。拼音文字的祖先公元前1500左右腓尼基人發(fā)明了字母，成為后來西方拼音文字的祖先。世界上最早制造鐵器的,是小亞細亞的赫梯人, 公元前1400年左右。米利都學(xué)派阿拉克西米尼認為萬物的本原是空氣；阿拉克西曼德則認為萬物來源于“未規(guī)定的物質(zhì)”。赫拉克利

3、特認為組成世界的基本元素是“火”恩培多克勒提出了關(guān)于水、火、土、氣的“四根說”赫拉克利特恩培多克勒畢達哥拉斯學(xué)派 以薩摩斯島的畢達哥拉斯（Pythagoras，約前570497/6）命名的這個學(xué)派最典型的特征就是對數(shù)最感興趣，把數(shù)作為一個形而上學(xué)原則。畢達哥拉斯 萬物皆數(shù)，宇宙萬物的結(jié)構(gòu)及其運行服從數(shù)的和諧，意義深遠原子論思想 原子論是古希臘自然哲學(xué)的最大的成就之一。這個派別的創(chuàng)始人是留基伯，主要闡述者是德謨克利特和伊壁鳩魯.伊壁鳩魯與他的哲學(xué)2.天文學(xué)日心說：阿利斯塔克最早提出日心說（前310-230年左右）太陽到地球的距離大于地球到月球距離的18倍，但小于20倍；太陽與月球的直徑比大于18

4、，小于20太陽與地球的直徑之比大于19:3，小于43:6物理知識 阿基米德把觀察和數(shù)學(xué)推理、理論研究和實際應(yīng)用相結(jié)合，發(fā)現(xiàn)了杠桿原理和浮力定律，給出了求解復(fù)盡雜物體重心的方法。他的研究方法已接近現(xiàn)代的研究方法，被譽為“力學(xué)之父”。阿基米德4.生物和醫(yī)學(xué)知識 希波克拉底被認為是醫(yī)學(xué)之父，有全集59篇，集古希臘醫(yī)學(xué)之大成。該派的理論和醫(yī)術(shù)走在了現(xiàn)代以前任何時代的見解前面。 希波克拉底認為疾病是人體的自然過程，主張用觀察和實驗方法研究疾病并創(chuàng)立了“四體液說”。 赫羅菲拉斯是第一個公開進行人體解剖的醫(yī)生，揭示了人腦是智慧之府，而不是亞里士多德所認為的是心。蓋倫(129-199) 蓋倫是古羅馬時期最著名

5、最有影響的醫(yī)學(xué)大師，被認為是僅次于希波克拉底的第二個醫(yī)學(xué)權(quán)威。 蓋倫是最著名的醫(yī)生和解剖學(xué)家。一生寫了131部著作，其中論解剖過程、論身體各部器官功能兩書闡述了他自己在人體解剖生理上的許多發(fā)現(xiàn)。1856年威尼斯出版的蓋倫選集2.古羅馬技術(shù)標志性建筑: 羅馬斗獸場 （7082年） 君士坦丁凱旋門 312年 龐培城 公元前6世紀，公元79年毀于維蘇威火山大爆發(fā) 萬神廟 （120124年）建筑學(xué)理論 維特魯維奧是羅馬著名建筑師，著有建筑學(xué)10卷，涉及建筑的一般理論、設(shè)計原理、建筑師的教育以及建筑施工和施工設(shè)備等多方面的問題，是現(xiàn)存最早的建筑學(xué)著作。第四節(jié)：中國封建時代的科學(xué)技術(shù)中國歷史概覽夏（前20

6、70前1600）商（前1600前1046）周（前1046前256）秦（前221前206）漢（前206220）三國（220280）晉（265-420）隋（581-618）唐（618-907）宋（960-1279）元（1206-1368）明（1368-1644）清（16161911）一. 技術(shù)創(chuàng)造與重大工程1. 水利工程技術(shù)2. 建筑工程技術(shù)3. 冶金技術(shù)4. 三大獨創(chuàng)技術(shù)5. 四大發(fā)明6. 航海造船技術(shù)水利工程技術(shù)1)春秋戰(zhàn)國時期的芍陂、漳水十二渠、都江堰、鄭國渠2)漢代的龍首渠3)隋代的大運河 上述工程從設(shè)計、施工到管理大都體現(xiàn)了系統(tǒng)工程方法的應(yīng)用。建筑工程技術(shù)1)道路橋梁工程：萬里長城、絲綢

7、之路、趙州橋2)宮殿建筑與都市建設(shè)：阿房宮、秦都咸陽、長安城、明故宮，體現(xiàn)了以木結(jié)構(gòu)為核心的磚木建筑特色 阿房宮冶金技術(shù) 中國冶金技術(shù)后來居上，春秋戰(zhàn)國時期率先掌握鑄鐵技術(shù) 生鐵煉鐵技術(shù)是我國人民的重大發(fā)明 漢代炒鋼技術(shù)的發(fā)明、百煉鋼工藝品成熟、鑄鐵脫碳鋼技術(shù)的進步，形成不同于歐洲塊煉鐵滲炭鋼的鋼鐵冶煉體系，與現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)工藝相一致4.三大獨創(chuàng)技術(shù) 制茶、絲織和制瓷是中國的三大獨創(chuàng)技術(shù) 1)絲織（silk），商周以來絲織技術(shù)延綿不斷地發(fā)展，6世紀傳到東羅馬帝國，中國被譽為“產(chǎn)絲之國”。絲織技術(shù)12世紀末傳到意大利，14世紀法國人開始養(yǎng)蠶，16世紀末傳到英國。 2)陶瓷（China)，中國是瓷的

8、故鄉(xiāng)，自古制陶技術(shù)發(fā)達，東漢發(fā)明燒制青瓷技術(shù)，唐代形成南方青瓷和北方白瓷兩大瓷系，宋代形成八大窯系。制瓷技術(shù)通過絲綢之路傳到西方，11世紀傳到波斯和阿拉伯，1470年傳到意大利。 3)茶（tea），中國是茶的原產(chǎn)地，唐代的蒸青制法工藝、宋代的炒青綠茶工藝、元代的花茶制作工藝、明代的紅茶制作工藝。5.四大發(fā)明（火藥）煉丹家與火藥的發(fā)明：硫磺與硝石相配制。唐代道家煉丹家孫思邈（581682）丹經(jīng)中第一次提到火藥的配方。宋代曾公亮1040年發(fā)明炸藥，北宋年間，火藥大量用于戰(zhàn)爭。在12、13世紀，火藥首先傳入阿拉伯國家，稱“中國雪”，波斯人稱“中國鹽”。14世紀，阿拉伯人將火藥技術(shù)傳入歐洲。5.四大發(fā)

9、明 （指南針）前3世紀韓非子提到“先王立司南以端朝夕”1世紀初東漢王充論衡“司南之杓，投之于地，其柢指南”1044年北宋曾公亮和丁度武經(jīng)總要提到指南魚沈括夢溪筆談有系統(tǒng)的指南針制造技術(shù)說明，同時發(fā)現(xiàn)磁偏角航海技術(shù)。鄭和（13711435）七下西洋，船只200多艘，人數(shù)兩萬多眾，超過100米的大船有50多艘。而哥倫布只有88人，3只長19米的大船。航海造船技術(shù) 造船技術(shù)：漢武帝時期的樓船、東漢時期船尾舵的發(fā)明、唐李皋始造車船、宋代的海船、元代的尖底遠海福船和窄底近海廣船。明初鄭和七下西洋，是古代規(guī)模最大的航?；顒?，“寶船”長約150米，張帆912面，是古代世界上最大的船舶。二. 實用科學(xué)天文學(xué)數(shù)

10、學(xué)中醫(yī)藥學(xué)農(nóng)學(xué)1. 天文學(xué)1.1精確、系統(tǒng)的天象觀測記錄： 中國史記中保存有2000多年來關(guān)于日蝕、月蝕、彗星、新星、太陽黑子等豐富的天象觀測記錄；對恒星的觀測成果反映在歷代的星表和星圖中。對日食和月食詳細的記載，從漢初到1785年，日食925次，月食574次異常天象的記錄，如太陽黑子（前28年）、極光、彗星（前613年1621年包括哈雷彗星）、新星、超新星（前3521604共75次）月蝕日蝕1.2 獨特、優(yōu)秀的歷法體系 1) 商代的陰陽歷 2) 戰(zhàn)國的四分歷 3) 漢代的太初歷 4) 唐大衍歷 5) 元代授時歷 6) 此外，宋代沈括的十二氣歷、明末崇禎歷陰陽合歷：日、氣、朔三要素。公元前4世

11、紀，已測出太陽年為365.25天。元朝著名天文學(xué)家和水利專家郭守敬編成授時歷，一年的周期和現(xiàn)行公歷相差無幾，但比現(xiàn)行公歷的確定早300年。1.2 獨特、優(yōu)秀的歷法體系1.3 先進、精密的天文儀器 渾儀、漏壺和圭表1) 渾儀：東漢張衡（38139）的水運渾天儀、元代郭守敬（12311316）的簡儀2) 漏壺：漢丞相府漏壺、宋代漏壺3) 圭表：周禮-考工記和元史中的有關(guān)記載石刻星圖（蘇州）2.數(shù)學(xué) 西漢九章算術(shù)（1世紀）共講述了246個問題的解法，根據(jù)所要解決的測量和計算問題分為九章即九大類， 涉及丈量農(nóng)田、不同等級谷物的兌換、建筑結(jié)構(gòu)計算、分配計算等，是中國古代數(shù)學(xué)體系的奠基作，標志著中國以計算

12、和解決實際問題見長的實用數(shù)學(xué)體系的形成，但在理論和演繹推理方面遠不及歐氏幾何學(xué)。九章算術(shù)2.數(shù)學(xué)南北朝祖沖之（429500）及其子祖暅計算了圓內(nèi)接正6144邊形和正12288邊形的面積，得出3.14159263.1415927求出精確到第七位有效數(shù)字的圓周率，領(lǐng)先世界達千年之久。3.中醫(yī)藥學(xué)1)黃帝內(nèi)經(jīng)以陰陽說和五行說為據(jù)，強調(diào)人體的有機整體性，提出了研究人體生理和病理的臟腑學(xué)說和經(jīng)絡(luò)學(xué)說。該書是中醫(yī)現(xiàn)存最早的理論著作，是中醫(yī)理論體系形成的標志。2) 東漢末年張仲景（約150219）傷寒雜病論提出中醫(yī)診斷學(xué)中的“六經(jīng)辯證”（太陽、陽明、少明、太陰、少陰、厥陰）和“八綱原理”（陰、陽、表、里、虛

13、、實、寒、熱）其“辨證施治” 原則為中醫(yī)臨床醫(yī)學(xué)奠定基礎(chǔ)。傷寒雜病論張仲景 3)西漢的神農(nóng)本草經(jīng)是我國現(xiàn)存最早的藥物學(xué)專著，收錄藥物365種，其中植物藥252種，動物藥67種，礦物藥46種。神農(nóng)本草經(jīng)4、農(nóng)學(xué)汜勝之書（公元元年左右，漢代），論及北方特別是關(guān)中地區(qū)的耕作經(jīng)驗賈思勰齊民要術(shù)（533544，北魏）10卷92篇，反映黃河中下游地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況王幀農(nóng)書（元代）綜合黃河流域旱田耕作和江南水田耕作經(jīng)驗。陳旉農(nóng)書南宋 南方水稻農(nóng)政全書明朝 徐光啟 農(nóng)桑輯要元朝 最早官修農(nóng)書齊民要術(shù)是我國現(xiàn)存最早的完整的農(nóng)書，率先提出了因時制宜、因地制宜、精耕細作、合理經(jīng)營的思想，在我國古代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生了深

14、遠的影響。4、農(nóng)學(xué)齊民要術(shù)夢溪筆談是北宋中期的政治家和科學(xué)家沈括（10311195）所著，這是中國科學(xué)史上一部重要的著作，英國科技史家李約瑟把它稱為“中國科技史上的座標”。這部舉世聞名的科學(xué)巨著涉及物理領(lǐng)域的內(nèi)容包括磁學(xué)、光學(xué)和聲學(xué)知識。夢溪筆談5.4夢溪筆談（1）磁學(xué)方面：沈括對指南針的使用作了多種試驗。世界上關(guān)于指南針的最早實驗記錄。并且沈括在實驗中已發(fā)現(xiàn)了磁偏角（2）光學(xué)方面：夢溪筆談中有許多光學(xué)方面的觀察和實驗的記錄及其分析。第一次用類比演示實驗來驗證月亮圓缺的科學(xué)道理。 （3）聲學(xué)方面6.其他成就徐霞客（15861641），徐霞客游記，記載所到之處的山川地貌、物產(chǎn)風(fēng)情宋應(yīng)星（1587

15、？），天工開物，分上中下三部分共18卷，包括農(nóng)作物栽培、農(nóng)產(chǎn)品加工、制鹽、制糖、陶瓷、冶煉、養(yǎng)蠶、紡織、染色、造紙等，是一部手工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的百科全書三、西學(xué)東漸 意大利人利馬竇（15521610），1583年來華，與徐光啟合作譯幾何原本前6卷 比利時人南懷仁（16231688），1659年來華，主持皇家天文歷法工作 德國人湯若望（15911666），1662年來華，引入光學(xué)知識和望遠鏡的制造原理和技術(shù)阿拉伯人的科學(xué)貢獻發(fā)現(xiàn)隱藏起來并且被忘記的希臘知識的寶藏 開始：注重醫(yī)學(xué)和物理學(xué)著作的翻譯， 很快轉(zhuǎn)向了天文學(xué)、數(shù)學(xué)和哲學(xué)著作: 歐幾里德的幾何原本、托勒密的至大論(Almagest，現(xiàn)所用書名就

16、是阿拉伯人定下的) 希臘文化并不是阿拉伯文化汲取的唯一源泉。第五節(jié)：古代阿拉伯的科學(xué)技術(shù)第二章近代自然科學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展第一節(jié)：近代科學(xué)的誕生近代自然科學(xué)產(chǎn)生的社會歷史背景1. 歐洲資本主義生產(chǎn)方式的興起是近代科學(xué)的原動力2.文藝復(fù)興運動3.宗教改革近代科學(xué)革命1.天文學(xué)革命2.醫(yī)學(xué)革命2.科學(xué)方法革命歐洲資本主義生產(chǎn)方式的興起是近代科學(xué)的原動力(1)手工工場的出現(xiàn)和手工業(yè)技術(shù)進步推動了近代科學(xué)的興起(2)遠航探險是近代科學(xué)的直接推動力：1487年迪亞士到達非洲南端的好望角、1492年哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸、1497年達伽馬開辟通往印度的新航路、15191522年麥哲倫船隊的環(huán)球航行。(3)預(yù)告資

17、產(chǎn)階級社會到來的中國四大發(fā)明傳入歐洲：造紙術(shù)和印刷術(shù)成為新教的工具，推動了文藝復(fù)興運動的蓬勃發(fā)展；火藥武裝了資產(chǎn)階級，把騎士階層炸得粉碎；指南針使遠航探險和地理大發(fā)現(xiàn)成為可能，開辟了資本主義世界市場。2.文藝復(fù)興運動文藝復(fù)興的先驅(qū)彼特拉克（1304-1374）倡導(dǎo)恢復(fù)良好的古典拉丁語，代替經(jīng)院哲學(xué)派的非正規(guī)拉丁語。尤其是恢復(fù)古典思想中追求理想和自由的真精神。彼特拉克走在了時代的前面。到十五世紀初，人們對古典文獻的興趣不斷增加，有許多希臘人從東方來到意大利，他們能用現(xiàn)代語教授古語。弗朗西斯克彼特拉克 (1304-1374)，意大利學(xué)者、詩人和早期的人文主義者，人文主義之父。以其14行詩著稱于世，

18、后世人尊他為“詩圣”。與但丁、薄伽丘齊名，文學(xué)史上稱為“三顆巨星”。文壇三杰雷紀奧蒙塔拉斯最早把科學(xué)和文藝復(fù)興的人文主義結(jié)合起來的是約翰米勒（14361476），在科學(xué)史上他以雷紀奧蒙塔拉斯這一名字著稱。把托勒密的著作翻譯成拉丁語。1471年在紐倫堡建立了一座天文臺。他的天文年歷是現(xiàn)代航海年鑒的前驅(qū)，曾為西班牙和葡萄牙的探險家所使用。達芬奇拉奧孔米開朗基羅晨曲圣母蒙娜麗莎藝術(shù)三杰3.宗教改革宗教改革的導(dǎo)火索：“免罪符”事件九十五條論綱1517年10月31日，維登堡大學(xué)神學(xué)教授馬丁路德在維登堡教堂門上貼出了九十五條論綱，就免罪符問題提出異議。馬丁 路德近代科學(xué)革命 1.天文學(xué)革命1.1哥白尼的日

19、心地動說1.2布魯諾和伽利略捍衛(wèi)和發(fā)展日心說2.醫(yī)學(xué)革命3.科學(xué)方法革命3.1伽利略開創(chuàng)實驗方法3.2經(jīng)驗論與唯理論哥白尼哈維伽利略1.天文學(xué)革命1.1哥白尼和他的天體運行論初版名稱托倫的尼古拉哥白尼論天體運行軌道（共六冊）后來一般簡稱為天體運行論天體運行論標志著近代科學(xué)的誕生。1.2布魯諾和伽利略捍衛(wèi)和發(fā)展日心說 布魯諾捍衛(wèi)和宣傳日心說喬爾丹諾布魯諾（1548-1600)，生于意大利那不勒斯，死于羅馬鮮花廣場1583寫作論原因、本原和太一、論無限的宇宙和多世界1592年在意大利威尼斯被捕“我愿做烈士而犧牲”望遠鏡天文學(xué)1609年伽利略造出第一臺望遠鏡，20倍，發(fā)現(xiàn)月亮上的環(huán)型山1610年發(fā)現(xiàn)

20、木星的四顆衛(wèi)星1612年發(fā)現(xiàn)太陽黑子為哥白尼辯護（直到1579年才開始相信），與教會沖突伽利略的歷史地位愛因斯坦：“伽利略的發(fā)現(xiàn)以及他所應(yīng)用 的科學(xué)推理方法，是人類思想史上最偉大的成就之一，標志著物理學(xué)的真正開端?！?980年，羅馬教會正式為伽利略平反。2.醫(yī)學(xué)革命血液循環(huán)學(xué)說的發(fā)現(xiàn) 比利時醫(yī)生維薩里1543年發(fā)表人體的構(gòu)造，糾正蓋倫醫(yī)學(xué)的一些錯誤；西班牙醫(yī)生塞爾維特1553年發(fā)現(xiàn)了人體血液的小循環(huán)；英國醫(yī)生哈維在1628年闡述了人體血液運動的大循環(huán)理論，徹底推翻了蓋倫的觀點，給教會的神學(xué)說教以沉重打擊。 塞爾維特 維薩里人體的構(gòu)造3.科學(xué)方法革命 3.1伽利略開創(chuàng)科學(xué)實驗方法 （1）發(fā)明光學(xué)

21、望遠鏡，用大量天文觀測事實論證哥白尼日心地動說； （2）開創(chuàng)實驗力學(xué)，標志著科學(xué)實驗方法的誕生 世界上第一臺折射遠鏡伽利略3.科學(xué)方法革命 3.2經(jīng)驗論與唯理論英國弗蘭西斯培根的新工具論倡導(dǎo)歸納法，成為近代科學(xué)的主要方法。法國笛卡爾方法論主張理性的普遍懷疑，其演繹法為近代科學(xué)建立理論體系提供了方法論。 培根近代哲學(xué)之父 笛卡爾第二節(jié)：力學(xué)體系的建立第二節(jié)：力學(xué)體系的建立近代力學(xué)知識的積累1.伽利略的力學(xué)貢獻2.開普勒三定律的發(fā)現(xiàn)3.惠更斯、胡克等人的貢獻牛頓力學(xué)體系的建立1.近代最偉大的科學(xué)家牛頓2.牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立一、近代力學(xué)知識的積累1564年2月15日生于比薩(1)伽利略的斜面實驗

22、，開創(chuàng)了以可控性實驗為基礎(chǔ)的近代科學(xué)的新時代。(2)伽利略的力學(xué)成就：勻加速運動定律；自由落體定律；慣性原理；拋射體運動定律。(3)將實驗研究和數(shù)學(xué)推理有機結(jié)合起來，為近代科學(xué)理論的建構(gòu)提供了基本范式。1.伽利略的力學(xué)貢獻2.開普勒三定律的發(fā)現(xiàn) 2.1星學(xué)之王第谷 第谷（Tycho Brahe 1546-1601）出生于一個丹麥貴族家庭，很小就進哥本哈根大學(xué)學(xué)習(xí)。由于有特權(quán)的出身，可以免于通常的謀職壓力。他從一個大學(xué)徘徊到另一個大學(xué)。16歲時的第谷已經(jīng)對天文現(xiàn)象十分感興趣了。第谷2.開普勒發(fā)現(xiàn)行星運動三定律開普勒（1751-1630 ）1571年12月27日出生于斯圖加特附近魏爾市的一個中等家

23、庭。進圖賓根大學(xué)，打算進入仕途，但在1594年他被提名出任格拉茨的數(shù)學(xué)教師。1600年初他應(yīng)邀到布拉格拜訪第谷；年末在格拉茨受到宗教迫害之后回到布拉格成為第谷的助手，并于1601年成為第谷的接班人。開普勒第一定律：橢圓定律 行星沿橢圓軌道繞太陽運動，太陽是位于橢圓的一個焦點上（1609新天文學(xué)）開普勒第二定律：面積定律 從太陽到行星的矢徑在相等時間里掃過相等的面積（1609新天文學(xué)）開普勒第三定律：周期定律 各行星公轉(zhuǎn)周期的平方與軌道半長徑的立方成正比（1619宇宙和諧論）開普勒行星運動三定律（1）軌道定律（2）面積定律（速率v近日v遠日） (SAB=SCD=SEK) （3）周期定律(R3/T

24、2=K) 二、牛頓力學(xué)體系的建立1.、近代最偉大的科學(xué)家牛頓2.、牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立3.、牛頓力學(xué)的重大歷史意義與局限性4.、牛頓經(jīng)典力學(xué)體系產(chǎn)生的歷史必然性5、牛頓力學(xué)的應(yīng)用與完善1、近代最偉大的科學(xué)家牛頓1.1沉靜多思的有志少年1.2開創(chuàng)“牛頓時代”的科學(xué)泰斗1.3彷徨于科學(xué)與宗教之間的神學(xué)家 牛頓環(huán)牛頓追光燈牛頓拋物線科學(xué)巨人牛頓1.2開創(chuàng)“牛頓時代”的科學(xué)泰斗 1669年巴羅鑒于牛頓的數(shù)學(xué)天才，毅然辭去“數(shù)學(xué)盧卡斯講座”教授職位而讓年僅27歲的牛頓接替。 1669-1687年，牛頓制造了反射式望遠鏡，提出了光微粒說，發(fā)展了流數(shù)法，系統(tǒng)研究了理論力學(xué)，并以1687年7月自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)

25、原理的出版而達到高潮。牛頓的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理 牛頓正在做三棱鏡分光實驗頓牛頓制作的反射式望遠鏡牛頓的微積分手稿 牛頓經(jīng)典力學(xué)體系，是以絕對化的四個基本概念空間、時間、質(zhì)量、力為基礎(chǔ)，以著名的三大定律為核心，以萬有引力定律為最高的綜合，用微積分來描述物體運動的因果律的一個結(jié)構(gòu)嚴謹、邏輯嚴密、以實驗和觀察對結(jié)果進行驗證的科學(xué)體系。原理就是這個體系的集中表現(xiàn)。2、牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的創(chuàng)立第三節(jié)：經(jīng)典物理學(xué)的全面發(fā)展光學(xué)的進展熱學(xué)的成就電磁學(xué)的建立二、熱學(xué)的成就 2.1熱的本質(zhì)拉瓦錫在1789年的初等化學(xué)概論中把熱物質(zhì)當做一種元素引入，稱之為熱素或熱質(zhì)（calorique）。熱力學(xué)的奠基人卡諾最先定量

26、地研究了熱和功相互轉(zhuǎn)化的方式，因此他被稱作熱力學(xué)的奠基人。他的方程表明最大效率只與最高溫度和最低溫度有關(guān)，與中間過程、工作介質(zhì)無關(guān)?？ㄖZ如果能繼續(xù)研究下去，很可能由此得出熱力學(xué)第二定律（熵增加定理）。而且卡諾后來還放棄了熱質(zhì)說，轉(zhuǎn)而認為熱是一種運動。但是不幸的是他在36歲就死于霍亂。2.2能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 德國人邁爾（1814-1878）作為隨船醫(yī)生在1840年去爪哇的航行中，由于考慮動物熱的問題，邁爾對物理學(xué)產(chǎn)生興趣，多次著文闡述能量守恒的信念。 1841年他完成關(guān)于無機界各種力的意見一文，被一家物理學(xué)雜志退稿后，第二年發(fā)表在了李比希主編的化學(xué)和藥學(xué)年鑒上。但是他的工作幾乎沒有引起人們注意

27、。2.2能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 英國的焦耳擅長實驗。他對所有他想得到的有熱量產(chǎn)生過程進行熱測量。 1840年他得出：電流產(chǎn)生的熱量與電流強度的平方和電阻的乘積成正比焦耳最后測量出做的功和產(chǎn)生的熱的關(guān)系為：41,450,000爾格的功產(chǎn)生1卡的熱量。 為了紀念焦耳的工作，后來規(guī)定一千萬爾格的功定義為一焦耳?，F(xiàn)在的熱功當量數(shù)值為4.18焦耳/卡。能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 對能量守恒，邁爾展開了大膽思辨，焦耳進行了扎實的實驗，而德國生理學(xué)家和物理學(xué)家赫姆霍茲（1821-1894）則立足于力學(xué)基礎(chǔ)之上，追求各種能量轉(zhuǎn)換過程的數(shù)學(xué)表述。最終被確認為能量守恒定律的確立者。論“力”的守恒1847年赫姆霍茲獨立完成論“

28、力”的守恒一文，并于7月23日在柏林物理學(xué)會的年會上宣讀1854年赫姆霍茲在自然力的相互作用一文中指出，“自然作為一個整體，是力的儲存庫，它不能以任何方法增加或減少。所以自然界中力的數(shù)量正象物質(zhì)的數(shù)量一樣永存和不變。我曾將這個普遍的定律命名為力的守恒原理”。這里明確表達了能量轉(zhuǎn)化和守恒的思想。以1850-1851年間克勞修斯和湯姆森奠定熱力學(xué)基礎(chǔ)的工作為轉(zhuǎn)機，能量守恒定律才獲得普遍承認。意義 能量守恒與轉(zhuǎn)化定律被認為是物理學(xué)的“最高定律”（法拉第），“宇宙的普遍的基本定律”（克勞修斯），恩格斯則稱之為19世紀三大發(fā)現(xiàn)之一。該定律的發(fā)現(xiàn)標志著近代物理學(xué)第二次理論大綜合。2.3熱力學(xué)第一、第二定律

29、的建立 熱力學(xué)第一定律的建立熱功當量的發(fā)現(xiàn)揭示了熱和機械功之間存在著內(nèi)在的定量關(guān)系。焦耳的實驗一方面證明了熱和機械功的作用效果是等價的，另一方面也證明了絕熱過程的功與過程進行的方式無關(guān)。在焦耳工作的基礎(chǔ)上，克勞修斯和開爾文各自深入研究了熱功轉(zhuǎn)化的機制和規(guī)律性問題，分別獲得了熱力學(xué)第一定律的各自表述。 第一定律的克勞修斯表述 1850年4月克勞修斯在物理和化學(xué)年鑒上發(fā)表了論熱的動力和可由此推導(dǎo)熱學(xué)本身的定律提出熱力學(xué)第一定律表述： “在一切熱做功的情況中，產(chǎn)生的功與消耗的熱量成比例。反之，通過消耗同樣大小的功，將能產(chǎn)生同樣數(shù)量的熱量?！?第一定律的開爾文表述 1851年開爾文發(fā)表以焦耳先生的單位

30、熱當量導(dǎo)出的大量結(jié)果和雷諾對蒸氣的觀察論熱的動力學(xué)理論一文，提出了熱力學(xué)第一定律的開爾文說法： “物質(zhì)系必須以熱的形式或以機械功的形式，給出同它得到的同樣多的能量”。 這里開爾文首次把能量一詞引入到了熱力學(xué)中，該表述也被稱為熱力學(xué)第一定律的能量表述。第二定律的克氏表述 在1854年物理和化學(xué)年鑒上發(fā)表的論機械熱理論第二基本定律的一個改變形式一文中，克勞修斯給出了通常所說的熱力學(xué)第二定律的“克氏表述”：“熱不可能由冷體傳到熱體，如果不因而同時引起其他關(guān)系的變化?！?熵1865年4月克勞修斯在關(guān)于熱的動力理論的主要方程的各種應(yīng)用的方便形式中提出了一個與變化途徑無關(guān)的狀態(tài)函數(shù)S。定義dS=dQ/T，

31、S表示物體的熱轉(zhuǎn)變含量，并用了一個與能量的德文字（Energie）相近的從希臘文轉(zhuǎn)寫過來的詞Entropie來命名S。1923年普朗克到南京東南大學(xué)作熱力學(xué)第二定律方面的講學(xué)，胡復(fù)剛為之翻譯，首次把Entropie譯作熵。“宇宙熱寂說” 1867年在法蘭克福舉行的第41屆德國自然科學(xué)家和醫(yī)生聯(lián)合會議上，克勞修斯他把整個宇宙看做一個孤立的絕熱系統(tǒng)，然后把熱力學(xué)第一定律和第二定律應(yīng)用于整個宇宙，得出： (1)宇宙的總能量是一個常數(shù)； (2)宇宙的熵趨向某一個極大值。 這就是后來引起很多爭議的“宇宙熱寂說”的正式提出。熱力學(xué)第三定律 熱力學(xué)第三定律的建立與低溫現(xiàn)象的研究直接相關(guān)，1848年湯姆遜提出

32、絕對零度可能是溫度下限的觀點，1906年德國人斯特提出任何物體都不可能冷卻到絕對零度。電磁學(xué)的建立 18世紀靜電學(xué)研究最重要的成就是美國富蘭克林提出的關(guān)于單電流體的一元論，并用著名風(fēng)箏實驗加以證明； 18世紀末電學(xué)從靜電研究向流電研究發(fā)展，意大利伽伐尼發(fā)現(xiàn)動物電流、伏打在電堆實驗和發(fā)現(xiàn)原電池的基礎(chǔ)上提出了接觸理論。法拉第的電磁學(xué)研究 法拉第（Michael Faraday 1791-1867）電磁感應(yīng)麥克斯韋的數(shù)學(xué)升華法拉第借助于巧妙的實驗和直觀的圖像，成功地用力線模型解釋了電磁現(xiàn)象。但是由于他是自學(xué)成才，不熟悉數(shù)學(xué)，因此不可能給他的理論給以數(shù)學(xué)表示。是數(shù)學(xué)天才麥克斯韋完成了這項工作，并且補充

33、了更多的內(nèi)容，從而奠定了電磁場理論的基礎(chǔ)。意義 麥克斯韋電磁理論作為宏觀電磁學(xué)的完整理論，第一次揭示了光、電、磁的統(tǒng)一性，是近代以來物理學(xué)第三次理論大綜合，標志著經(jīng)典物理學(xué)已發(fā)展到巔峰。麥克斯韋速率分布函數(shù) 麥克斯韋第四節(jié):化學(xué)的確立和長足進步 一、科學(xué)化學(xué)的形成 二、原子分子學(xué)說的誕生 三、有機化學(xué)與結(jié)構(gòu)化學(xué)的起步 四、元素周期律的發(fā)現(xiàn)一、科學(xué)化學(xué)的形成波義爾把化學(xué)確立為科學(xué)波義爾（16271691）1661年懷疑的化學(xué)家，開始了近代化學(xué)的歷程燃素說近代化學(xué)是從研究燃燒現(xiàn)象開始的。波義耳等英國化學(xué)家進行了大量的燃燒、焙燒實驗，積累了大量實驗資料。但是對燃燒現(xiàn)象的解釋還不夠成功。氧化燃燒學(xué)說

34、拉瓦錫1743年出生在一個富裕的家庭，從小就是才華出眾的學(xué)生。 父親是律師，原本希望兒子繼承他的職業(yè)，但年青的拉瓦錫在聽了一堂天文學(xué)課程后對科學(xué)產(chǎn)生了興趣。拉瓦錫拉瓦錫的貢獻(1)建立化學(xué)研究中準確測量的規(guī)范(2)推翻燃素說(3)發(fā)現(xiàn)化學(xué)變化中質(zhì)量守恒(4)確立化學(xué)命名法原子分子學(xué)說的誕生1.道爾頓原子論 英國化學(xué)家道爾頓（17661844）在前人的定組成定律、當量定律和他自己發(fā)現(xiàn)的倍比定律的基礎(chǔ)上，于1803年公布了原子論和原子量計算一文，提出了原子論思想。分子學(xué)說的建立 道爾頓原子論的最主要缺陷是沒有分清原子和分子，由此引發(fā)了與提出氣體定律的法國化學(xué)家蓋呂薩克之間的爭論。分子學(xué)說的創(chuàng)立者：

35、阿伏加德羅 意大利化學(xué)家阿伏加德羅于1811年提出分子學(xué)說使問題得以解決，但分子學(xué)說在道爾頓的壓制下被埋沒，直到1860年經(jīng)意大利化學(xué)家康尼查羅的努力才得以重見天日。三、有機化學(xué)與結(jié)構(gòu)化學(xué)的起步 合成尿素 1828年德國化學(xué)家味勒（1800-1882）首次用無機物合成了一種有機物尿素后，人們認識到形形式式的有機物質(zhì)與無機物質(zhì)并沒有本質(zhì)上的差別。李比希 1803-1873 被稱為有機化學(xué)之父的李比希確立了一套卓有成效的有機化合物的分析法，使得有機化學(xué)迅速發(fā)展。門捷列夫 1869年俄國人門捷列夫（1834-1907）發(fā)表元素屬性和原子量的關(guān)系的論文，1871年提出元素周期律。把已知的63種元素排列

36、為8個豎列12個橫列。四、元素周期律的發(fā)現(xiàn)鍆門捷列夫在政治上是個自由派，他反對政府迫害學(xué)生，因此不止一次受到申斥。并因而未能當選為俄羅斯帝國科學(xué)院院士。1906年他以一票之差沒有獲得諾貝爾獎。1955年新發(fā)現(xiàn)的第101號元素被命名為鍆，就是追認門捷列夫在研究元素方面作出的重大貢獻。第五節(jié)：生物學(xué)的重大突破與地質(zhì)學(xué)的建立分類學(xué)的進展細胞學(xué)說的建立進化論的建立林奈的生物分類法 瑞典著名科學(xué)家林奈1735年出版了自然系統(tǒng)，主張人為分類法。 界綱目屬種 林奈被譽為“分類學(xué)之父”分類等級一、分類學(xué)的進展二、細胞學(xué)說的發(fā)展 德國植物學(xué)家 施萊登于1838年提出：細胞是一切植物結(jié)構(gòu)的基本單元，它是植物賴以發(fā)

37、展的根本實體。2.1 施萊登的植物細胞學(xué)說2.2 施旺的細胞學(xué)說 德國動物學(xué)家施旺 把施萊登的觀點擴大 到動物界，認為細胞 是一切有機體構(gòu)造和 發(fā)育的基本單位。 細胞學(xué)說揭示了多樣化的生物界在細胞層次上的統(tǒng)一性，使生物進化論的形成成為不可避免的事情。拉馬克的進化論法國生物學(xué)家拉馬克 (1744-1829) 1809年出版動物哲學(xué)。 他指出：生物都是按直線系列進化而來的；存在兩種促成生物進化的動力，一是生物先天具有向上發(fā)展的內(nèi)傾力，二是環(huán)境對生物的影響；生物適應(yīng)環(huán)境的演化機制可以概括為“用進廢退”和“獲得性遺傳”。三、進化論的建立用進廢退學(xué)說達爾文1809-1882貝格爾號 1831年“貝格爾號

38、”啟航做一次科學(xué)考察旅行，達爾文被推薦擔(dān)任隨船的博物學(xué)家，開始了一次歷時5年的環(huán)球旅行。這次航行是他走向成功的橋梁。1859年物種起源全名稱作：論通過自然選擇的物種起源，或生活斗爭中適者生存。通常簡稱物種起源。自然選擇3.5物種起源的主要觀點(1)生物界與生物界普遍存在著激烈的生存競爭。(2)自然選擇是推動生物進化的外部力量。(3)變異和遺傳是促進生物進化的內(nèi)在根據(jù)。第一章：古代科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展近代技術(shù)的興起第三章第一節(jié)：近代第一次技術(shù)革命近代第一次技術(shù)革命的孕育階段技術(shù)革命的發(fā)展過程蒸汽機時代技術(shù)的發(fā)展近代第一次技術(shù)革命的特點和意義18世紀60年代 近代第一次技術(shù)革命的孕育階段技術(shù)革命的

39、直接誘因1.1英國新興的棉紡織業(yè)興起面臨兩方面的挑戰(zhàn)，一是在國內(nèi)市場受到對棉紡織品日益增長的需求的挑戰(zhàn)，二是受到品質(zhì)優(yōu)良的印度棉布的強烈競爭。1.2工作機的發(fā)展對新動力的需求技術(shù)革命的發(fā)展過程紐可門的空氣蒸汽機英國托馬斯紐可門：小五金商和鐵匠約翰卡利：管子工和玻璃工共同發(fā)明了最早的蒸汽機，以滿足當時對機動水泵的緊迫需要。約1702年，紐可門曾就帕潘關(guān)于依據(jù)抽氣機原理獲得動力的思想同胡克通信。瓦特瓦特蒸汽機1769年瓦特制造出高效率的蒸汽機。功率單位：瓦特1783年瓦特將一馬力規(guī)定為每秒550磅英尺。 這個單位現(xiàn)在仍然使用。而為了紀念這位蘇格蘭工程師，公制單位的功率單位稱為瓦特。富爾頓 Robe

40、rt Fulton真正使蒸汽船投入實際運用并獲得商業(yè)上的成功的是美國人富爾頓（1765-1815）。18世紀末富爾頓到歐洲學(xué)習(xí)繪畫，游遍了英法等國，接觸到了蒸汽船，轉(zhuǎn)而對蒸汽船的試驗發(fā)生了興趣。“克勒 蒙 特” 號1806年富爾頓回美國后建造了一條100噸的平底船，裝備了一臺20匹馬力的蒸汽機。第二年這條叫“克勒蒙特”的蒸汽船在哈德遜河逆流從紐約駛到奧爾巴尼，32小時航行了240公里。以后“克勒蒙特”就成了哈德遜河上的定期航班。明輪及其缺點當時的蒸汽船采用船側(cè)明輪推進方式。明輪有很大的缺點，一是入水部分隨船的吃水深淺而變化，影響撥水效果；二是在風(fēng)浪中行進時兩側(cè)明輪撥水的效果不一樣，影響對行使方

41、向的操縱螺旋槳的發(fā)明人們受到風(fēng)車的啟發(fā)，發(fā)明了螺旋槳。由于從風(fēng)車借過來的，所以最初的螺旋槳葉都窄而長。1837年英國人史密斯（1809-1874）在試驗螺旋槳汽船時，由于意外的事故把螺旋槳葉打斷了半截，結(jié)果反而使船速提高了。于是人們認識到船用螺旋槳應(yīng)該采用闊而短的槳葉。3.2蒸汽機車的誕生1804年崔威西克開始在道路上試驗他的高壓蒸汽機車，在一次試驗中他的機車拉動5輛四輪貨車，載著10噸鐵、70個人，時速5英里（8.05公里）。19世紀頭10年，崔威西克的高壓蒸汽機應(yīng)用于鐵路機車。斯蒂芬森蒸汽機車的大量推廣則還歸功于斯蒂芬森(George Stephenson 1781-1848)在機械方面的

42、才能和商業(yè)上的聰明才智。1829年10月在利物浦到曼徹斯特的試驗性比賽中，斯蒂芬森的火箭號機車以時速18英里（29公里）獲得勝利?；鸺柣鸺枡C車，帶有一節(jié)煤水車，長6.4米，重7.5噸，煙囪有4.5米高主要成就棉紡織（動力）：瓦特改良蒸汽機（1785年 ）交通運輸：富爾頓輪船（美、1807年） 史蒂芬孫蒸汽機車（英、1814年） 1、首先發(fā)生在英國，并以英國為主體；2、以輕工業(yè)為主導(dǎo)；3、 以蒸汽動力為主要標志；4、技術(shù)發(fā)明主要源于工人和技師的實踐經(jīng)驗第二節(jié)：近代第二次技術(shù)革命電力技術(shù)的發(fā)展內(nèi)燃機技術(shù)的發(fā)展電信技術(shù)的勃興19世紀70年代 輸電技術(shù)的發(fā)展直流輸電技術(shù)的初期發(fā)展 1882年法國德

43、普勒建造了世界上第一條遠距離直流輸電實驗線路，其中直流發(fā)電機發(fā)出1.5千瓦電力，輸電線路長57千米；由于高電壓大容量發(fā)電機制造困難，所以遠距離輸電所需的高壓電不可能從直流發(fā)電機直接獲得，盡管瑞典瑟雷等人做過技術(shù)上的改進，但直流系統(tǒng)的裝置和運行方式仍十分復(fù)雜，造價昂貴。交流輸電技術(shù) 18831885年，德國的高拉德和吉布斯、美國的威斯汀豪繼發(fā)明和改進變壓器；18901891年從法國勞芬到德國法蘭克福架起了世界上第一條三相交流輸電線路，全場170千米，在此基礎(chǔ)上，歐美各國相繼建立起遠距離交流輸電線路，三相交流的發(fā)電、變電、輸送、分配和使用上的安全、經(jīng)濟、可靠和方便性，為發(fā)展電力工業(yè)開辟了廣闊的前影

44、。二.內(nèi)燃機技術(shù)的發(fā)展 法國發(fā)明家雷諾于1860年制成了第一臺實用的內(nèi)燃機，這是一臺二沖程、無壓縮、電點火的煤氣機，它的效率不高，每馬力需要100立方英尺煤氣，熱效率僅4%，電點火也不可靠，但畢竟平穩(wěn)運行了，導(dǎo)致了內(nèi)燃機實現(xiàn)了批量生產(chǎn)。2.內(nèi)燃機的重大技術(shù)突破四沖程原理 1862年法國人德羅夏提出內(nèi)燃機的等容燃燒四沖程（吸氣、壓縮、做功、排氣）循環(huán)原理；為制造高效率內(nèi)燃機奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。第一臺四沖程內(nèi)燃機1. 1876年德國人奧托發(fā)明奧托循環(huán)機。他率先依據(jù)該原理研制成功第一臺四沖程往復(fù)式活塞內(nèi)燃機，這是第一臺單缸臥式、4馬力等容燃燒的煤氣機。2. 這是內(nèi)燃機技術(shù)的一次跨躍，擺脫了對蒸汽機的模仿

45、，獲得了更高的機械效率；3.內(nèi)燃機的重大技術(shù)改進1. 1883年德國人戴姆勒發(fā)明用于汽車的燃油發(fā)動機。在內(nèi)燃機中首次使用汽化器；2. 1890年英國人阿克羅特發(fā)明熱球式內(nèi)燃機；3. 1892年德國人狄塞爾發(fā)明柴油機，發(fā)明壓燃法。狄塞爾柴油發(fā)動機之父4.內(nèi)燃機的廣泛應(yīng)用內(nèi)燃機特別是汽油機和柴油機的出現(xiàn)，得到廣泛應(yīng)用，對農(nóng)業(yè)和交通運輸業(yè)的發(fā)展來說，內(nèi)燃機的重要性甚至于超過了電機。內(nèi)燃機的發(fā)明導(dǎo)致了一系列新興交通運輸方式的誕生：導(dǎo)致了汽車工業(yè)的崛起；鐵路運輸技術(shù)的革新；1912年第一艘柴油機驅(qū)動的遠洋輪船的建成；1903年美國萊特兄弟駕駛內(nèi)燃機驅(qū)動的飛機首次飛上天空。“第一輛”汽車1826年英國的布

46、朗制造出一臺4馬力的真空式煤氣發(fā)動機，并把它裝在一輛車上，驅(qū)動這輛車爬上了肯特郡的一個小山坡。但這輛車沒有達到實際使用的水平，也沒有引起人們的注意。不過美國吉尼斯世界記錄大全還是把布朗的車列為世界上第一輛汽車。戴姆勒 Gottlieb Daimler 1834-1900 1885戴姆勒研制成比當時一般內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速高4倍的汽油機。他先把這臺汽油機裝在一輛自行車上，1886年他又把它裝在一輛馬車上，車轅改裝成一套轉(zhuǎn)向機構(gòu)，這樣就制成了一輛汽車。本茨 Karl Benz 1844-1929德國人本茨于1885年研制成三輪汽車，這輛三輪車由一個水平單缸的汽油機驅(qū)動，因為這臺汽油機轉(zhuǎn)速較低，這輛車的時速只

47、有12公里。本茨對這種車型不斷改進，于1888年出售。1893年本茨開始生產(chǎn)四輪汽車，汽車工業(yè)從此興起。1886年作為汽車元年 卡爾本茨的三輪機動車獲得德意志專利權(quán)（專利號：37435a）。本茨戴勒姆公司從此戴勒姆的事業(yè)開始興旺發(fā)達，他不僅生產(chǎn)汽車，還生產(chǎn)大批汽油機出售，英國和法國汽車的發(fā)展就是從使用戴勒姆的發(fā)動機起步的。后來本茨公司和戴勒姆公司從競爭走向合并，建立了歷史最悠久的汽車公司。Henry Ford (1863-1947)進入二十世紀后，各種零部件的改進使得汽車的優(yōu)越性越來越明顯。汽車開始投入大量的生產(chǎn)，1913年美國人福特開辦的汽車廠采用惠特沃斯生產(chǎn)標準化零件的方法建立了裝配線，日

48、產(chǎn)1000輛汽車。福特被譽為“汽車大王”。Henry Ford and the Quadricycle, 1905福特汽車萊特兄弟早期飛機萊特兄弟“飛行者號”萊特兄弟滑翔機三、電信技術(shù)的勃興物質(zhì)基礎(chǔ)：大量電磁學(xué)實驗和理論成果。對無線電通訊來說，理論基礎(chǔ)由麥克斯韋奠定，亨利赫茲（Heinrich Rudolf Hertz 1857-1894）使得人工產(chǎn)生電磁波產(chǎn)生可能。三個方面的成果：有線電報、有線電話、無線通訊。莫爾斯電碼莫爾斯發(fā)明的精華部分是他的電碼。發(fā)報機送出的電流可以是短的或長的，它給磁鐵以相應(yīng)的作用力，并推動鋼筆在紙帶上自動記錄?！吧系壅f要有什么，就有什么?！?837年11月莫爾斯傳送

49、電報到十英里遠的地方。1843在華盛頓和巴爾的摩之間架設(shè)了最早的電報線。1844年5月24日在華盛頓最高法院首次用有線電報進行了公開通訊，電文內(nèi)容取自圣經(jīng)“上帝說要有什么，就有什么。”1845年組建了磁電報公司。到1848年，除佛羅里達州以外，密西西比和以東各州都入了電報網(wǎng)。莫爾斯1835年莫爾斯第一臺電報機莫爾斯電碼有線電話電話的發(fā)明者是美國人貝爾（ Alexander Graham Bell 1847-1922）和他的助手華生。他們在1876年2月14日向美國政府遞交電話專利申請?！叭A生，我需要你！”1876年3月10日經(jīng)過改裝后的實驗開始了。貝爾和華生呆在相距幾個房間各自的位置上。貝爾剛

50、開始實驗，不小心把電池中的硫酸濺到身上，于是呼叫起來：“華生，快來這里，我需要你！”在受話器那一頭的華生聽到了通過電流傳來的呼救聲，直奔貝爾的房間。這是人類第一次用電話機傳送的語言。這一年貝爾29歲，華生21歲。馬可尼馬可尼（Guglielmo Marconi 1874-1937）家道殷實，沒有進過大學(xué)，但是把意大利最知名的學(xué)者請到了家里來指導(dǎo)他學(xué)習(xí)物理學(xué)。1894年夏天，馬可尼在阿爾卑斯山度假時讀到一則年初去世的赫茲的工作報道，受到啟發(fā)。電報專利1894年12月第一次獲得成功的實驗把信號傳送至30英尺（9.15米）遠。到1896年2月他能把信號傳送到1.75英里（2.82公里）遠。他向意大利

51、政府請求資助而未獲準，于是帶著發(fā)報機和收報機來到英國，1896年6月2日，馬可尼向英國政府提出了電報專利申請，并獲準。馬可尼發(fā)送第一封無線電報的設(shè)備復(fù)制品馬可尼無線電報公司1897年馬可尼的收發(fā)報距離已經(jīng)達到10英里同年，以馬可尼為主要股東組建了“無線電報和信號”公司。1899年在美國成立子公司，1900年更名為“馬可尼無線電報公司”。無線電報使海上航行的安全得到保障。1898年剛裝了無線電發(fā)射機沒有多少日子的一艘燈塔船被撞翻，呼救信號發(fā)出后，及時趕來的就生船救起了船員。諾貝爾物理學(xué)獎1899年馬可尼實現(xiàn)了橫跨英吉利海峽的無線電通 信。1901年12月12日馬可尼引人注目地完成了橫渡大 西洋的

52、無線電通訊。雖然當時只用莫爾斯電碼發(fā) 送和接收了一個英文字母“S”，但這一試驗的成功 標志著無線電報開始進入遠距離通信的實用階段。馬可尼和另一位電報技術(shù)和陰極射線示波管發(fā)明 者德國人布勞恩共同分享了1909年的諾貝爾物理 學(xué)獎。主要成就電力的廣泛應(yīng)用（西門子發(fā)電機、格拉姆電動機）內(nèi)燃機和新交通工具的創(chuàng)制（卡爾本茨內(nèi)燃機驅(qū)動的汽車、萊特兄弟飛機）新通訊手段的發(fā)明（貝爾電話、馬可尼無線電報） 1.科學(xué)同技術(shù)開始密切結(jié)合2.新技術(shù)發(fā)明幾乎同時發(fā)生在幾個國家3.一些國家兩次工業(yè)革命交叉進行第四章 物理學(xué)革命第一節(jié)：經(jīng)典物理學(xué)的頂峰與危機第二節(jié)：相對論的誕生第三節(jié)：量子物理學(xué)的建立第四節(jié)：物理學(xué)革命與哲

53、學(xué)第一節(jié)：經(jīng)典物理學(xué)的頂峰與危機19世紀末物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)1. X射線的發(fā)現(xiàn)放射性的發(fā)現(xiàn)電子的發(fā)現(xiàn)1.X射線的發(fā)現(xiàn)1895年11月10日，德國物理學(xué)家倫琴（1854-1923）在做陰極射線實驗時，偶然發(fā)現(xiàn)了一種新的輻射，它能輕易穿透一些如紙張之類不透明的物質(zhì)。倫琴把它叫做X射線。神秘的X射線2.放射性的發(fā)現(xiàn)法國物理學(xué)家貝克勒爾（,1852 -1908）1896年2月發(fā)現(xiàn)鈾能自發(fā)輻射出能量。居里夫人在1898年把這種現(xiàn)象命名為放射性。釙和鐳1. 1898年7月居里夫婦從鈾礦中分離出一小點新元素的粉末，這種新元素被命名為釙，放射性比鈾強數(shù)百倍，但還不足于說明一些鈾礦石強烈的放射現(xiàn)象。2. 1898

54、年12月居里夫婦檢測出了放射性更強的物質(zhì)，并把它命名為鐳。 1902年他們經(jīng)過了無數(shù)次的結(jié)晶處理，終于成功地制出十分之一克的鐳。兩個諾貝爾獎1. 1903年居里夫人因?qū)Ψ派渚€的研究與貝克勒爾和她的丈夫分享了該年度的諾貝爾物理學(xué)獎；2. 1911年她又因發(fā)現(xiàn)兩種新元素而獲得諾貝爾化學(xué)獎。3.電子的發(fā)現(xiàn) 英國物理學(xué)家湯姆遜（ 1856-1940）在1897證實陰極射線在電場中偏轉(zhuǎn)，從而斷定陰極射線是一種帶電粒子。他進而測定了陰極射線粒子的荷質(zhì)比，發(fā)現(xiàn)這種粒子的質(zhì)量只有氫原子質(zhì)量的一個很小的分數(shù)值（現(xiàn)在值為1/1837）。3.電子的發(fā)現(xiàn)湯姆遜就這樣打破了原子不可再分的傳統(tǒng)觀念，打開了亞原子的大門。后

55、來洛倫茲把這種陰極射線粒子叫做電子。1892年，他認為一切物質(zhì)的分子都含有電子，陰極射線的粒子就是電子，電子是很小的有質(zhì)量的剛球，電子對于以太是完全透明的，以太與物質(zhì)的相互作用歸結(jié)為以太與物質(zhì)中的電子的相互作用。電子論 這在個基礎(chǔ)上，1895年他提出了著名的洛倫茲力公式。喬治丁斯通尼于1891年根據(jù)電的electric + -on“子”造的字3.湯姆遜被認為是電子的發(fā)現(xiàn)者，并因此獲得1906年諾貝爾物理學(xué)獎。4. 此后他的七個助手先后都獲得過諾貝爾獎。第二節(jié)：相對論的誕生愛因斯坦狹義相對論狹義相對論的兩條基本原理：相對性原理：一切物理定律在所有慣性系中是等價的；光速不變性原理：光在真空中的傳播

56、速度為一常數(shù)c，與光源和觀測者的運動狀態(tài)無關(guān)。拋棄了被認為是充滿空間的以太和絕對的時空觀。愛因斯坦從相對性的基本原理和洛侖茲變換得出了狹義相對論的一系列結(jié)論：1. 同時性的相對性2. 時鐘變慢3. 長度收縮4. 物體的質(zhì)量隨速度變換5. 質(zhì)能相關(guān)6. 能量、動量的統(tǒng)一廣義相對論兩條基本原理 1. 愛因斯坦以慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量相等這一實驗事實出發(fā)，通過理想升降機實驗，提出了“等效原理”的假設(shè)：引力場同參考系的相當?shù)募铀俣仍谖锢砩贤耆葍r。 2. 同時，他把相對性原理從勻速運動系統(tǒng)推廣到加速運動系統(tǒng)，提出“廣義協(xié)變原理”：自然規(guī)律同參考系的狀況無關(guān)，相對性運動原理對于作加速運動的參考系也同樣成立。

57、第三節(jié)：量子物理學(xué)的建立黑體輻射與紫外災(zāi)變普朗克的能量子假說愛因斯坦的光量子假說關(guān)于原子結(jié)構(gòu)問題的探索德布羅意的物質(zhì)波量子力學(xué)的建立一、黑體輻射與紫外災(zāi)變1. 黑體是一種能全部吸收照射到它上面的各種波長輻射的物體。帶有一微孔的空心金屬球，非常接近于黑體，進入金屬球小孔的輻射，經(jīng)過多次吸收、反射、使射入的輻射實際上全部被吸收。當空腔受熱時，空腔壁會發(fā)出輻射，極小部分通過小孔逸出。黑體是理想的吸收體，也是理想的發(fā)射體。2. 任何物體只要高于絕對零度，就會以電磁波的形式向外輻射能量，在總輻射中各種波長所占的百分比是不同的。困擾物理學(xué)界的“紫外災(zāi)變”對于由于總輻射本領(lǐng)在紫外部分趨向無窮大而形成的“紫外

58、災(zāi)變”，一位叫瓊斯的物理學(xué)家提出了“瓊斯立方體”形象地表達了這一佯謬。“紫外災(zāi)變”困擾了當時的物理學(xué)界多年。普朗克德國物理學(xué)家普朗克（18581947）普朗克常數(shù)h，普朗克于1899年5月給出它的值為6.88510-27，它是宇宙的基本常數(shù)之一。1918年普朗克因提出能量子概念而獲得諾貝爾物理學(xué)獎。二、普朗克的能量子假說光量子愛因斯坦提出，發(fā)射出的電子能量由公式：E = h- W 決定。W是與金屬有關(guān)的功函數(shù)，h是入射光量子的能量，是能量交換的最小單位。當一個光量子擊中金屬表面并與其中一個電子發(fā)生作用時，把它的全部能量都傳給了電子。三、愛因斯坦的光量子假說四、關(guān)于原子結(jié)構(gòu)問題的探索4.1湯姆遜

59、模型 電子發(fā)現(xiàn)后，英國的湯姆遜于1903年提出了著名的葡萄干蛋糕模型，認為均勻分布的正電荷球中嵌有帶負電的電子，電子在平衡位置附近振動而發(fā)出一定的光譜線。4.2 有核模型盧瑟福（1871-1937）盧瑟福1911年，盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗，發(fā)表了原子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子有一個小而重的帶電的核，在它周圍是一群在庫侖吸力作用下繞核轉(zhuǎn)動的電子。1913年玻爾發(fā)表了他的能級原子模型。4.3 玻爾的原子模型五、量子力學(xué)的建立 正當作為前期量子論（1900-1925）主干的玻爾理論面臨嚴重障礙而處于停滯狀態(tài)時，一批年輕的物理學(xué)家建立了一種新的量子力學(xué)。海森伯海森堡 1925年24歲的德國物理學(xué)家海森堡（1

60、9011976）在德國物理學(xué)家43歲的波恩（1882-1970）和23歲的約爾丹的幫助下創(chuàng)立矩陣量子力學(xué)，對運動學(xué)和力學(xué)的各個方面給出量子論的解釋。5.1矩陣力學(xué)5.2波動力學(xué)奧地利物理學(xué)界薛定諤 （1887-1961）第五章現(xiàn)代科學(xué)的大發(fā)展觀測手段的進步1. 主要指射電望遠鏡的發(fā)展和應(yīng)用。2. 1937年，美國的雷伯制造了第一臺射電望遠鏡，拋物面直徑達9米。3. 1942年，英國海伊用軍用的超高頻雷達首先發(fā)現(xiàn)了太陽射電。4. 六十年代天文學(xué)上的4大發(fā)現(xiàn) 類星體、3 K微波背景輻射、射電脈沖星和星際有機分子。第一節(jié)、天文學(xué)的豐碩成果類星體類星體是迄今為止人類所觀測到的最遙遠的天體，距離地球至少