一電子級(jí)自然科學(xué)史市公開課金獎(jiǎng)市賽課一等獎(jiǎng)?wù)n件

第6講16-18世紀(jì)自然科學(xué)第一次技術(shù)革命第1頁

一、16-18世紀(jì)自然科學(xué)(21)1、數(shù)學(xué)發(fā)展16世紀(jì)—18世紀(jì)是數(shù)學(xué)從常量數(shù)學(xué)到變量數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)折時(shí)期.在這個(gè)時(shí)期數(shù)字領(lǐng)域有三項(xiàng)重大創(chuàng)造對(duì)數(shù)創(chuàng)造，解析幾何創(chuàng)建，微積分創(chuàng)建。第2頁

1）對(duì)數(shù)創(chuàng)造16世紀(jì)以后，伴隨天文學(xué)和航海業(yè)發(fā)展，數(shù)學(xué)運(yùn)算日趨復(fù)雜，急需一個(gè)簡便計(jì)算方法。1544年德國數(shù)學(xué)家施蒂韋爾在《整數(shù)算術(shù)》一書中指出幾何級(jí)數(shù)與其對(duì)應(yīng)指數(shù)之間，有其對(duì)應(yīng)關(guān)系。第3頁1，r,r2，r3，r4①

0，1，2，3，4②

①中每兩項(xiàng)乘積指數(shù)等于②中對(duì)應(yīng)兩項(xiàng)之和

①中每兩項(xiàng)相除，商指數(shù)等于②中對(duì)應(yīng)兩項(xiàng)之差。第4頁16，英國數(shù)學(xué)家耐普爾在這種幾何級(jí)數(shù)與算術(shù)級(jí)數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系啟發(fā)下，創(chuàng)造了對(duì)數(shù)。在他之后，英國人布里格斯把對(duì)數(shù)發(fā)展為以10為底慣用對(duì)數(shù)，并作出了對(duì)數(shù)表，因?yàn)閷?duì)數(shù)能化乘除為加減，所以計(jì)算時(shí)間大為縮短。

這項(xiàng)計(jì)算技術(shù)深受人們歡迎，從而在世界范圍內(nèi)廣為傳輸，很快各種計(jì)算工具相繼產(chǎn)生，開普勒以極大熱忱出版了對(duì)數(shù)表，從而促使德國采取對(duì)數(shù)表，第5頁16英國人制成世界上第一把對(duì)數(shù)計(jì)算尺。16英國數(shù)學(xué)家布里格斯完成了第一個(gè)慣用對(duì)數(shù)表。

第6頁

科學(xué)意義：著名數(shù)學(xué)家拉普拉斯在評(píng)價(jià)對(duì)數(shù)計(jì)算方法意義時(shí)說：它“用縮短計(jì)算時(shí)間來使天文學(xué)家壽命加倍”。第7頁

2）解析幾何創(chuàng)建解析幾何是由法國數(shù)學(xué)家費(fèi)馬(1601—1665)和笛卡兒(1596—1650)創(chuàng)建。

解析幾何又稱坐標(biāo)幾何，是利用代數(shù)方法，借助坐標(biāo)來研究幾何對(duì)象一個(gè)數(shù)學(xué)方法，其中心思想就是把代數(shù)方程同曲線、曲面等幾何概念聯(lián)絡(luò)起來。第8頁

費(fèi)馬是最早用代數(shù)方法處理幾何問題。

1679年出版《平面和立體軌跡引論》一書中證實(shí)，他找到了一個(gè)用代數(shù)方程表示曲線性質(zhì)普遍方法。

他還給出了過原點(diǎn)直線方程，任意直線方程，圓方程、橢圓方程等，但費(fèi)爾馬著作比笛卡兒晚了半個(gè)世紀(jì)才發(fā)表。第9頁笛卡兒創(chuàng)建了解析幾何并提出兩個(gè)主要數(shù)學(xué)思想

第一建立了坐標(biāo)概念。在平面上建立坐標(biāo)系，這么幾何平面上一個(gè)點(diǎn)就能夠和一組有序?qū)崝?shù)相對(duì)應(yīng)。

第10頁第11頁

第二，建立了將帶有兩個(gè)變量方程與平面上曲線相對(duì)應(yīng)數(shù)字方法。第12頁

科學(xué)意義：

恩格斯說：數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)折點(diǎn)是笛卡兒變數(shù)，有了變數(shù)，運(yùn)動(dòng)進(jìn)入了數(shù)學(xué)，有了變數(shù)，辨證法進(jìn)入了數(shù)學(xué)，有了變數(shù)，微分和積分也就立刻成為必要了，而它們也就立刻產(chǎn)生了。第13頁3）微積分創(chuàng)建17世紀(jì)數(shù)學(xué)面臨著四個(gè)急需處理問題。

第一，已知物體運(yùn)動(dòng)距離是時(shí)間函數(shù)，怎樣求出物體在任意時(shí)刻速度和加速度。第二，怎樣求曲線切線。第三，怎樣求函數(shù)最大值與最小值問題第四，怎樣計(jì)算曲線圍成面積和曲面圍成體積。

牛頓和萊布尼斯幾乎同時(shí)創(chuàng)建了微積分。第14頁

牛頓和萊布尼茨是把兩個(gè)看起來不相關(guān)問題聯(lián)系起來，一是切線問題(微分)，一是求積問題(積分)，由此創(chuàng)建了微積分。

在牛頓和萊布尼茨之前，許多著名數(shù)學(xué)家，物理學(xué)家，天文學(xué)家為解決上述問題作了大量卓有成效工作，如費(fèi)馬爾、笛卡兒、巴羅、多普勒等都為微積分創(chuàng)建作出了貢獻(xiàn)。

第15頁牛頓對(duì)創(chuàng)建微積分學(xué)貢獻(xiàn)17出版《利用無窮多項(xiàng)方程分析學(xué)》中，給出了求瞬時(shí)速度普遍方法，說明了求改變率和求面積是兩個(gè)互逆問題，從而揭示了微分與積分關(guān)系，(該文于1699完成).第16頁1736年發(fā)表了《流數(shù)術(shù)和無窮級(jí)數(shù)》對(duì)他微積分理論作了更深入說明（該文于1671年完成），17發(fā)表了《求曲邊形面積》（該文寫成于1676年），文中已初步形成求極限思想方法。

牛頓上述三個(gè)論著是微積分發(fā)展主要里程碑。第17頁

萊布尼茨對(duì)創(chuàng)建微積分貢獻(xiàn)萊布尼茨(1646—1716)德國著明哲學(xué)家、數(shù)學(xué)家、他才華橫溢，早年研究法律，并從事數(shù)學(xué)、邏輯學(xué)以及計(jì)算方法研究，從1673年開始研究數(shù)學(xué)，他微積分思想最早記在他1675年數(shù)學(xué)筆記中。第18頁

1684年萊布尼茨發(fā)表了第一篇微分學(xué)論文，論文題目是：《一個(gè)求極大極小切線新方法，它也適合用于分式和無理量，以及這種新方法奇妙類型計(jì)算》這是歷史上最早公開發(fā)表關(guān)于微分學(xué)論文。1686年，他又發(fā)表了積分學(xué)第一篇論文。第19頁

萊布尼茨在創(chuàng)建微積分過程中，創(chuàng)造了一些精巧符號(hào)，它們不但能夠起到速記作用，而且更主要是能深刻準(zhǔn)確表示某種概念方法和邏輯關(guān)系。

第20頁如用dx、dy表示微分。用∫f(x)dy表示積分。符號(hào)“∫”是拉丁文Summa(求和)第一個(gè)字母拉長。萊布尼茨創(chuàng)造這些符號(hào)為今后數(shù)學(xué)發(fā)展帶來極大方便。

dx、dy、（無窮小，是以零為極限變量）。第21頁第22頁第23頁萊布尼茨和牛頓創(chuàng)建微積分學(xué)盡管采取了不一樣方法，卻都到達(dá)了同一目標(biāo)、萊布尼茨側(cè)重從幾何學(xué)來考慮，牛頓則著重從運(yùn)動(dòng)學(xué)來考慮。

第24頁

科學(xué)意義：

微積分創(chuàng)建是人類歷史上一件大事，它創(chuàng)建極大推進(jìn)了數(shù)學(xué)發(fā)展，使數(shù)學(xué)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期——變量數(shù)課時(shí)期。它提供了一個(gè)方法，能夠極準(zhǔn)確和輕易計(jì)算物理學(xué)定律?，F(xiàn)在它用途已超越了自然科學(xué)，被廣泛用于經(jīng)濟(jì)學(xué)和社會(huì)學(xué)。第25頁

2、物理學(xué)發(fā)展1）、熱學(xué)近代人們對(duì)熱研究是從測(cè)熱開始，當(dāng)初人們還不能把熱和溫度區(qū)分開來，認(rèn)為二者是一回事。

熱是一個(gè)物質(zhì)或物質(zhì)能量運(yùn)動(dòng)，是一個(gè)能量傳遞形式。氣體溫度是大量氣體分子熱運(yùn)動(dòng)集體宏觀表現(xiàn)，固體熱傳導(dǎo)是物質(zhì)原子在平衡位置附近作機(jī)械運(yùn)動(dòng)時(shí)能量傳遞，熱輻射是物體內(nèi)部帶電粒子熱運(yùn)動(dòng)時(shí)引發(fā)電磁波輻射。

第26頁熱測(cè)量與溫標(biāo)建立1593年伽利略設(shè)計(jì)了第一個(gè)空氣溫度計(jì)華氏溫標(biāo)建立：17德國人華侖海特(1686-1736)設(shè)計(jì)了一個(gè)水銀溫度計(jì)，要求：水、冰、海鹽混合物冰點(diǎn)為零度，這么水冰點(diǎn)為32°，水沸點(diǎn)為212°。

第27頁勒氏溫標(biāo)：1730年，德國人勒奧默用酒精設(shè)計(jì)為溫度計(jì)，規(guī)定溫標(biāo)為：水冰點(diǎn)為零度，沸點(diǎn)為80°

第28頁攝氏溫標(biāo)：1742年，瑞典人攝爾修斯(1701-1744)用酒精設(shè)計(jì)溫度計(jì)要求溫標(biāo)水冰點(diǎn)為100°沸點(diǎn)為0°1750年施勒默爾將這個(gè)溫標(biāo)倒了過來，成為所謂攝氏溫標(biāo)。第29頁開氏溫標(biāo)：

1852年英國科學(xué)家開爾文(1824-1907)設(shè)計(jì)開氏溫標(biāo)，零度是攝氏-273°。這就是所謂絕對(duì)零度，在絕對(duì)零度分子、原子規(guī)則運(yùn)動(dòng)將會(huì)停頓，物質(zhì)處于絕對(duì)零度時(shí)，它物理特征將出現(xiàn)很大改變。

第30頁現(xiàn)在華氏溫標(biāo)在英美比較流行，勒氏溫標(biāo)多為德國人采取，攝氏全世界通用，開氏多用于科研。各種溫標(biāo)流行首先反應(yīng)了歷史過程，實(shí)質(zhì)上則是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上競(jìng)爭(zhēng)，它給世人和科學(xué)帶來了不便。第31頁比熱概念建立

1760年布萊克做了一個(gè)試驗(yàn)：將溫度150℃金子和同重量50℃水混合在一起，到達(dá)平衡溫度為55℃，試驗(yàn)過程中水溫升高了5℃，金子溫度下降了95℃，水和金子之間吸熱，放熱能力之比為19：1，由此引出了比熱概念。第32頁熱容量概念建立

與此相關(guān)另外兩個(gè)物理概念，一個(gè)是熱容量概念，一個(gè)是熱量單位，布萊克學(xué)生麥根侖第一次明確區(qū)分了熱容量和比熱概念，以后拉瓦錫和拉普拉斯將熱量單位定義為卡(Calorie)。

第33頁

溶解熱和汽化熱

另外，布萊克還發(fā)覺冰變成水所吸收熱量能夠使一樣重量水溫度升高78℃，水蒸發(fā)為氣體時(shí)也要吸收更多熱量，于是他又提出了溶解熱和汽化熱，兩個(gè)概念。布萊克研究對(duì)當(dāng)初曾在愛丁堡大學(xué)瓦特產(chǎn)生過影響。瓦特以后成了改進(jìn)蒸汽機(jī)英雄。第34頁

2）電磁學(xué)人們對(duì)電學(xué)與磁學(xué)認(rèn)識(shí)經(jīng)歷了一個(gè)漫長過程，最初時(shí)候，磁學(xué)與電學(xué)是分開，以后在人們發(fā)覺了電流以后，才發(fā)覺了“動(dòng)電”對(duì)磁作用，開始把電與磁聯(lián)絡(luò)在一起，

開始認(rèn)識(shí)宇宙間第二種相互作用——電磁相互作用。

第35頁對(duì)磁研究英國科學(xué)家威廉·吉爾伯特(1544-1603)在研究天然磁針和地球磁場(chǎng)時(shí)做了許多試驗(yàn),斷定地球本身相當(dāng)于一個(gè)大磁石，并解釋了地磁傾角現(xiàn)象。16他出版了《論磁》一書，使他在物理學(xué)史上留下了不朽位置。有些人把他稱為關(guān)于磁學(xué)哲學(xué)之父。伽利略在提到吉爾伯特《論磁》這部科學(xué)著作時(shí)，說它“偉大到令人妒忌”。

第36頁吉爾伯特關(guān)于地磁試驗(yàn)和發(fā)覺是劃時(shí)代。（把地球上磁現(xiàn)象構(gòu)想為天外作用，對(duì)宗教神學(xué)來講是主要）

在他之前，人們?yōu)榱私忉尨裴樦副爆F(xiàn)象，夢(mèng)想在天國之外有一個(gè)含有吸引力磁點(diǎn)作用在磁針上，認(rèn)為它取向起源于“天極”還有認(rèn)為磁針轉(zhuǎn)動(dòng)是由大熊星座尾部星星引發(fā)。

第37頁對(duì)靜電研究人類對(duì)電認(rèn)識(shí)是從琥珀和皮毛，玻璃和絲綢摩擦后會(huì)吸引輕小物體開始。這實(shí)際上就是靜電吸引力，摩擦起電現(xiàn)象記載最早能夠追朔到公元前6世紀(jì)古希臘哲學(xué)家泰勒斯，我國漢代王充(27-107)也有“琥珀拾芥”記載。

英國吉爾伯特也研究過摩擦起電現(xiàn)象，“電”這一詞就是由吉爾伯特首先提出來。第38頁

法國人杜費(fèi)(1698-1739)在重復(fù)人體導(dǎo)電試驗(yàn)后發(fā)覺自然界存在兩種電荷，皮毛與樹脂摩擦后樹脂上帶負(fù)電。另一個(gè)是絲綢與玻璃摩擦后，玻璃上帶正電，他還發(fā)覺同性相斥，異性相吸電學(xué)性質(zhì)。第39頁

第一臺(tái)起電機(jī)1660年左右，德國人蓋里克(1602-1686)創(chuàng)造了第一臺(tái)靜電起電機(jī)。

用手與轉(zhuǎn)動(dòng)硫磺球摩擦，使球體和人體都帶電，利用這種方法他還發(fā)覺電能夠經(jīng)過金屬桿傳導(dǎo)給另一個(gè)物體(另外蓋里克還創(chuàng)造了抽氣機(jī)，進(jìn)行了著明馬德堡半球試驗(yàn))。第40頁第41頁

電容器1745年荷蘭萊頓大學(xué)馬森爾.羅克(1692-1761)創(chuàng)造了能夠搜集電荷萊頓瓶，這是一個(gè)儲(chǔ)存靜電設(shè)備，是電容器原始形式。第42頁

靜電屏蔽1767年英國人普列斯特里試驗(yàn)證實(shí)：空心帶電體對(duì)空腹內(nèi)電荷沒有作用，這便是所謂靜電屏蔽作用。

而且他依據(jù)牛頓萬有引力理論中空物體對(duì)內(nèi)部物體是沒有萬有引力，所以猜測(cè)電作用遵照平方反比定律。第43頁

庫侖定律1783年，法國物理學(xué)家?guī)靵?1736-1806)經(jīng)過扭秤試驗(yàn)測(cè)定了電荷之間相互作用力，得出了靜電學(xué)中第一個(gè)定量定律。第44頁

電荷守恒概念美國物理學(xué)家富蘭克林(1706-1790)對(duì)電作了大量研究，在杜費(fèi)工作基礎(chǔ)上正式把電分為“正電和“負(fù)電”同時(shí)提出了電荷守恒概念。

第45頁

避雷針創(chuàng)造:富蘭克林經(jīng)過風(fēng)箏試驗(yàn)認(rèn)識(shí)到閃電和地面上萊頓瓶放電性質(zhì)是相同，從而又一次把天地間自然現(xiàn)象統(tǒng)一起來。依據(jù)這一試驗(yàn)，富蘭克林創(chuàng)造了避雷針，這一偉大創(chuàng)造至今還在廣泛應(yīng)用。第46頁第47頁

3）、光學(xué)研究光學(xué)是一門古老科學(xué)，希臘時(shí)代歐幾里德、托勒密都對(duì)光學(xué)做過研究和貢獻(xiàn)，

第48頁幾何光學(xué)16何蘭人斯涅爾(1591-1626)發(fā)覺了光折射定律，后由笛卡兒總結(jié)并發(fā)表出來。1657年費(fèi)馬(1601-1665)首先提出極值原理。

第49頁

幾何光學(xué)基本試驗(yàn)定律：·光在均勻介質(zhì)中直線傳輸定律?！す饨?jīng)過兩種介質(zhì)界面時(shí)反射和拆射定律?！す猹?dú)立傳輸定律和光路可逆原理。第50頁以上基本定律在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中發(fā)揮過極大做用，它實(shí)際上是一切光學(xué)儀器理論基礎(chǔ)，以上定律是由17世記以前許多科學(xué)家在總堅(jiān)固驗(yàn)基礎(chǔ)上逐步完善起來。第51頁第52頁第53頁第54頁

波動(dòng)光學(xué)光學(xué)發(fā)展早期，牛頓完成了著明、讓白光經(jīng)過棱鏡得到白光光譜試驗(yàn)。以后又完成了稱之為牛頓環(huán)試驗(yàn)(聽說是胡克最早創(chuàng)造)

第55頁

光微粒說牛頓依據(jù)光直線傳輸性質(zhì)，提出了光微粒說，并以此解釋幾何光學(xué)中基本定律，但在解釋牛頓環(huán)時(shí)碰到了困難。

第56頁惠夏斯反對(duì)光微粒說，認(rèn)為光是在“以太”中傳播波、惠更斯波動(dòng)說取得了一定成功，但因?yàn)椴▌?dòng)說不完善和牛頓高尚威望，微粒說在當(dāng)初是占主導(dǎo)地位。第57頁第58頁這兩種理論爭(zhēng)論連續(xù)一百多年18英國醫(yī)生托馬斯·楊(1773-1829)發(fā)表了《關(guān)于光和聲試驗(yàn)問題》一文，對(duì)牛頓微粒說提出了異議。他說：“盡管我仰慕牛頓大名，但我并不所以認(rèn)為他是萬無一失，我遺憾地看到他也會(huì)弄錯(cuò)。而他權(quán)威可能甚至妨礙了科學(xué)進(jìn)步?！钡?9頁18，楊氏用干涉原理令人滿意解釋了白光照射下薄膜顏色由來，同時(shí)利用雙縫顯示了光干涉現(xiàn)象，第一次成功地測(cè)定了光波動(dòng)。第60頁

3、化學(xué)發(fā)展化學(xué)相對(duì)于其它學(xué)科來講是發(fā)展比較晚學(xué)科主要原因:受到煉金術(shù)影響錯(cuò)誤燃素說禁錮了人們思想生產(chǎn)力和技術(shù)水平還未到達(dá)一定水平第61頁

1）從煉金術(shù)到化學(xué)煉金術(shù)來自古代阿拉伯，用它目標(biāo)是“使賤金屬變成貴金屬”煉丹術(shù)來自中國，它追求是能使長人不老金丹。這二者代表了早期化學(xué)第62頁

文藝復(fù)興時(shí)期煉金術(shù)分化成了三個(gè)方向；一延續(xù)傳統(tǒng)煉金術(shù)，二將煉金術(shù)用于醫(yī)藥方面，形成了所謂醫(yī)藥化學(xué)，三是將煉金術(shù)知識(shí)用于冶煉，形成了早期礦務(wù)學(xué)

第63頁

波義耳（1627-1691)1661年英國科學(xué)家波義耳出版《懷疑派化學(xué)家》認(rèn)為化學(xué)應(yīng)是自然哲學(xué)研究對(duì)象，而不應(yīng)是煉金家技藝，化學(xué)主要任務(wù)是研究萬物由什么組成，萬物分解成什么?；瘜W(xué)第一次明確地作為自然科學(xué)一個(gè)獨(dú)立學(xué)科。波義耳是真正使化學(xué)成為科學(xué)人。第64頁

波義耳第一次為元素提出了科學(xué)定義。指出元素應(yīng)該是用普通化學(xué)方法不能再分解為更簡單某種實(shí)物。以波義爾提出元素定義作為起點(diǎn)，化學(xué)由煉金煉丹技藝轉(zhuǎn)化為科學(xué)。第65頁第66頁2）從燃素說到氧化燃燒理論

火焰和燃燒是早期化學(xué)家碰到最大困難。燃素說17世紀(jì)末18世紀(jì)初，德國化學(xué)家貝歇爾(1635-1682)和他學(xué)生施塔爾(1660-1734)創(chuàng)建了燃素說。

第67頁

燃素說認(rèn)為：可燃物之所以能夠燃燒是因?yàn)楸旧砗腥妓仂`氣，燃燒時(shí)可燃物失去燃素，變成灰燼；如果灰燼取得燃素，又能夠變成原來可燃物。燃素說提出以統(tǒng)一觀點(diǎn)解釋了當(dāng)初已知許多化學(xué)過程。第68頁燃素說還認(rèn)為植物從空氣中吸收燃素，動(dòng)物從植物中吸收燃素。燃素說一提出就被大多數(shù)科學(xué)家接收，并長期統(tǒng)治人們思想長達(dá)100多年第69頁燃素說有一定主動(dòng)作用，使化學(xué)有了理論，從而使化學(xué)從原始狀態(tài)煉金術(shù)解脫出來。

另外它促使眾多化學(xué)家進(jìn)行了大量試驗(yàn)，推進(jìn)了化學(xué)發(fā)展，但燃素說畢竟是錯(cuò)誤，所以有許多克服不了矛盾，最終伴隨科學(xué)氧化燃燒說建立，燃素說就被拋棄了。第70頁

燃燒氧化學(xué)建立1773年以前，瑞典化學(xué)家舍勒(1742_1786)在試驗(yàn)中得到了一個(gè)氣體、他稱之為大氣(即氧氣)。但舍勒?qǐng)?jiān)信燃素說，認(rèn)為燃燒是空氣中火氣與燃素結(jié)合過程。第71頁

1774年8月英國化學(xué)家普利斯特(1733_1804)用聚光鏡加熱氧化汞得到了氧氣，發(fā)覺這種氣體有很強(qiáng)助燃性，又尤其適宜于動(dòng)物和人呼吸。但他也因堅(jiān)信燃素說而對(duì)面前重大發(fā)覺視而不見，他把這種氣體叫“脫燃素空氣”第72頁1774年10月拉瓦錫(1743-1794)在巴黎見到了普利斯特，普利斯特將他發(fā)覺告訴了拉瓦錫。拉瓦錫立刻意識(shí)到可燃燒很可能是這種能助燃?xì)怏w化合過程，而不是象燃素說所認(rèn)為是分解過程。

第73頁拉瓦錫重復(fù)了普利斯特試驗(yàn)，從氧化汞中分解出這種氣體。1777年拉瓦錫寫出了《燃燒概論》一文詳盡敘述了燃燒氧化學(xué)說，推翻了燃素說。

拉瓦錫提出燃燒氧化理論對(duì)燃燒和煅燒過程說明恰好與燃素說相反，把燃素說形式上倒立著化學(xué)全部正立過來了，燃燒氧化理論是化學(xué)史上第一個(gè)科學(xué)理論，這個(gè)理論建立被稱為化學(xué)史上第一次革命。

第74頁第75頁第76頁

4、生命科學(xué)發(fā)展1）細(xì)胞發(fā)覺細(xì)胞學(xué)說是在19世紀(jì)30年代建立起來，不過細(xì)胞發(fā)覺及命名卻始于17—18世紀(jì)。第77頁

1665年，英國人胡克在用顯微鏡觀察軟木切片時(shí)發(fā)覺了細(xì)胞。當(dāng)初胡克用自制顯微鏡觀察軟木，發(fā)覺有許多包圍著小空隙壁，他把這種小室稱為“細(xì)胞”，一直延用至今。意大利解剖學(xué)家馬爾此基和英國植物馬家格魯(Grew1628—1712)也各自獨(dú)立發(fā)現(xiàn)了植物細(xì)胞，但他們分別稱之為“小囊”和“小胞”。第78頁與望遠(yuǎn)鏡極大開擴(kuò)了人類視野，催生了天文學(xué)革命一樣，顯微鏡在細(xì)胞發(fā)覺以至整個(gè)生命科學(xué)發(fā)展中也起到了關(guān)鍵作用。

在哈維發(fā)覺血液循環(huán)之后，人類對(duì)生命研究就愈加深入了。這種研究深入首先是源自顯微鏡應(yīng)用。

第79頁2）預(yù)成論失敗自古希臘時(shí)期人類就對(duì)生命“發(fā)生”進(jìn)行艱難探索。亞里士多德最早提出“預(yù)成論”和“漸成論”依據(jù)宗教說法，全部人原來都包含在亞當(dāng)和夏娃性器官里。

預(yù)成論認(rèn)為；在精子或卵子中存在著完整生物小體，個(gè)體發(fā)育形成只不過是這種小體長大結(jié)果。

第80頁在胡克用顯微鏡發(fā)覺了細(xì)胞后。德國學(xué)者沃爾夫(1733—1794)用顯微鏡仔細(xì)觀察了雞胚胎發(fā)育過程后發(fā)覺，雞個(gè)體上每個(gè)部分不是預(yù)成，而是在卵子組織中逐步發(fā)育而成，而這種發(fā)育是細(xì)胞變化結(jié)果。

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沃爾夫便用漸成論批駁了預(yù)成論，而且在實(shí)際上開始建立了胚胎學(xué)。沃爾夫之后，在德國從事生物學(xué)研究俄國人馮·貝爾(1792—1872)發(fā)展了胚胎發(fā)育理論，徹底打擊了預(yù)成論。

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3）生物分類學(xué)提出人類經(jīng)過觀察發(fā)覺，生物含有驚人多樣性。為了便于人們對(duì)生物進(jìn)行考查和研究，對(duì)千姿百態(tài)動(dòng)植物進(jìn)行分類、命名使其系統(tǒng)化就成為一項(xiàng)十分必要工作了。第83頁

1735年瑞典博物學(xué)家林耐出版了他科學(xué)名著《自然系統(tǒng)》一書。書中兼用兩種系統(tǒng)闡述了生物分類學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和看法林耐把植物分為：綱、目、屬、種，

以雄蕊數(shù)目決定它綱。以雌蕊數(shù)目決定植物應(yīng)歸入目以其中一個(gè)名稱代表屬以另一個(gè)名稱代表種

林耐分類方法為以后興起植物分類奠定了基礎(chǔ)。第84頁第85頁第86頁第87頁第88頁第89頁第90頁第91頁第92頁第93頁第94頁5、近代自然科學(xué)方法論(281-285)(自學(xué)）

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二、第一次技術(shù)革命(22)第一次技術(shù)革命發(fā)生于18世紀(jì)30年代——18世紀(jì)末，它是以紡織機(jī)械改造為起點(diǎn)，蒸汽機(jī)創(chuàng)造與使用為標(biāo)志一次大技術(shù)飛躍。第96頁

1、紡織機(jī)改造自哥倫布發(fā)覺新大陸以來，海外貿(mào)易發(fā)展推進(jìn)了英國毛紡織業(yè)大發(fā)展，“羊吃人”圈地運(yùn)動(dòng)為紡織業(yè)提供了足夠原料，紡織業(yè)成了英國主要產(chǎn)業(yè)。第97頁1733年英國紡織機(jī)械工人凱伊(1704-1774)創(chuàng)造了飛梭，使紡布機(jī)效率提升了一倍。1764年，紡織工人格里沃斯(1720-1778)把單綻紡車改造成了多綻紡車，

使紡車效率一下提升了十幾倍，為了紀(jì)念女兒給他啟發(fā)，他把這種紡車稱為“珍妮紡車”并申請(qǐng)了專利。第98頁1768年剪發(fā)而阿克萊特(1733-1792)制成了由水利帶動(dòng)滾簡紡紗機(jī)。它能紡出堅(jiān)實(shí)紗線，而且阿克萊特申請(qǐng)了專利，用它創(chuàng)辦紡織廠，但這種紡織機(jī)缺點(diǎn)是紡出紗不均勻。1779年當(dāng)過童工工廠主克隆普敦(1753-1827)兼珍妮機(jī)和水力紡機(jī)優(yōu)點(diǎn)，創(chuàng)造了一個(gè)新紡機(jī)，稱為騾機(jī)。

紡出紗即均勻又堅(jiān)固，大大提升了紗線質(zhì)量、于是織布機(jī)又相對(duì)落后了。第99頁1785年牧師卡特萊特(1743-1823)創(chuàng)造了用水推動(dòng)織布機(jī)使勞動(dòng)生產(chǎn)率一下提升了40倍。

但因?yàn)橐运疄閯?dòng)力必須遠(yuǎn)離城市，加之土地費(fèi)用昂貴，因而受到了自然條件限制，這就迫切需要一個(gè)新動(dòng)力機(jī)械。第100頁

2、蒸汽機(jī)創(chuàng)造和完善1）背景伴隨紡織部門機(jī)械化，人力不足以推進(jìn)這些新機(jī)器于是產(chǎn)生了對(duì)動(dòng)力新需求。當(dāng)初抽排礦井深處積水是用馬為動(dòng)力來拉動(dòng)水泵進(jìn)行。16世紀(jì)時(shí)，德國一個(gè)礦井需要用93匹馬來拉動(dòng)排水泵，到了17世紀(jì)英國用來抽水馬匹競(jìng)達(dá)500匹之多，這是令礦主們極為煩惱一件事。蒸汽機(jī)正是在這種歷史背景下產(chǎn)生，

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2）前人工作；早在公元1世紀(jì)赫倫就創(chuàng)造了一個(gè)玩具——蒸汽反沖球，這是蒸汽車最早雛形。文藝復(fù)興時(shí)期達(dá)·芬奇設(shè)計(jì)了用蒸汽開動(dòng)大炮圖紙。第102頁1690年法國物理學(xué)家巴本(1647-1712)在德國發(fā)明了第一臺(tái)蒸汽機(jī)。巴本是惠更斯學(xué)生，曾創(chuàng)造過類似高壓鍋似蒸煮器。在萊布尼茨提醒下，創(chuàng)造了一樹管式單缸活塞蒸汽機(jī)。第103頁17英國工程師紐可門(1663-1729)制成了第一臺(tái)名為“大氣機(jī)”活塞式蒸汽機(jī)。紐可門蒸汽機(jī)創(chuàng)造受到了礦主歡迎。廣泛應(yīng)用達(dá)60年之久，缺點(diǎn)是效率低、無轉(zhuǎn)動(dòng)。不能作為其它機(jī)械動(dòng)力源，紐可門機(jī)器是靠大氣壓而不是靠蒸氣壓力面工作。第104頁

3）瓦特貢獻(xiàn)真正使蒸氣機(jī)能夠作一個(gè)通用動(dòng)力機(jī)械是瓦特(1736-1819)英國格拉斯格大學(xué)儀器修理工(1736-1819)是英國一位商人兒子，19歲在倫敦學(xué)徒，21歲到格拉斯格大學(xué)當(dāng)儀器修理工。

1763年格拉斯格大學(xué)買了一臺(tái)紐可門蒸汽機(jī)，但運(yùn)轉(zhuǎn)不靈，瓦特便著手修理，在修理過程中瓦特發(fā)覺紐可門機(jī)效率低是因?yàn)槊看握羝麎嚎s活塞后，在再一次充汽之前都需冷卻汽缸，這需要浪費(fèi)很多能量(一匹馬力需25千克煤所以紐可門只無能供礦煤這種能源工場(chǎng)使用)假如聯(lián)接一個(gè)容器，保持這個(gè)容器低溫這么用過蒸汽就能夠快速進(jìn)入這個(gè)容器。使活塞在大氣壓作用下作功，這一創(chuàng)造性思維使瓦特創(chuàng)造了冷凝器，大大提升了蒸汽機(jī)效率。煤耗降低了3／4。第105頁1769年瓦特申請(qǐng)了第一項(xiàng)專利——《在火力發(fā)動(dòng)機(jī)中降低蒸汽和燃料消耗一個(gè)方法》

瓦特創(chuàng)造實(shí)際上是站在巨人肩上完成，英國工程師斯米頓(1724-1792)曾對(duì)紐可門機(jī)作了各種試驗(yàn)，寫出130多個(gè)試驗(yàn)匯報(bào)，積累了大量數(shù)據(jù)、資料，實(shí)際上是為瓦特發(fā)明奠定了基礎(chǔ)。第106頁1781年后瓦特又深入對(duì)蒸汽機(jī)進(jìn)行了幾項(xiàng)重大改進(jìn)。

①創(chuàng)造了將行星齒輪用于蒸汽機(jī)，將蒸汽機(jī)往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這么使蒸汽機(jī)做為其它行業(yè)動(dòng)力機(jī)變可行。②1782年創(chuàng)造雙作用蒸汽活塞使活塞在兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)中卻產(chǎn)生動(dòng)力、效率提升4倍，③創(chuàng)造了離心調(diào)速裝置使蒸汽機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來速度均勻。④創(chuàng)造了壓力表使蒸汽機(jī)汽壓調(diào)整變準(zhǔn)確。。第107頁這一系列創(chuàng)造使蒸汽機(jī)能耗大降，性能可靠，廣泛應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)，瓦特所以名聲大振，被人們譽(yù)為“蒸汽機(jī)大王”名字傳遍世界。

第108頁蒸汽機(jī)創(chuàng)造，使機(jī)器第一次廣泛代替了人力，人類第一次大規(guī)模利用能源，從動(dòng)力不足困境中解脫出來。世界公認(rèn)第一次技術(shù)革命旗手是瓦特。第109頁4）蒸汽機(jī)創(chuàng)造偉大意義

蒸汽機(jī)創(chuàng)造最重大意義在于把人類從繁重體力勞動(dòng)中解放出來，同時(shí)極大地提升了人類利用能量能力。從此人類以少許勞動(dòng)時(shí)間和強(qiáng)度，取得了大量食物、用具和高效交通工具。第110頁5）蒸汽機(jī)催生技術(shù)革命（影響）蒸汽船創(chuàng)造和改進(jìn)18英國創(chuàng)