常識(shí)判斷之自然科技史課件

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(huì)人類改造自然和認(rèn)識(shí)自然的發(fā)展首先表現(xiàn)在工具的演進(jìn)方面，原始社會(huì)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(shí)代（距今250萬年）到磨制石器的新石器時(shí)代（距今1.8萬年）的發(fā)展。新石器時(shí)代1.2火的使用

完成從猿到人轉(zhuǎn)換的另一個(gè)標(biāo)志性的關(guān)鍵步驟是火的使用，這是人類誕生過程當(dāng)中所征服和利用的第一種自然力。

舊石器時(shí)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(dòng)物界分開。農(nóng)業(yè)技術(shù)與社會(huì)分工原始農(nóng)業(yè)經(jīng)歷了從刀耕火種的農(nóng)業(yè)發(fā)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(huì)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(huì)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(xì)亞的赫梯人,公元前1400年左右。古希臘的自然哲學(xué)1.米利都學(xué)派2.畢達(dá)哥拉斯學(xué)派3.原子論思想4.亞里士多德主義1.米利都學(xué)派泰勒斯關(guān)于世界萬物本原是“水”的主張?zhí)├账固├账梗═hales，約前624—546）斷言所有的事物都起源于水，因此他被尊為希臘科學(xué)和哲學(xué)的鼻祖。1）泰勒斯的命題中沒有神話因素;2）泰勒斯用這個(gè)假說解釋了其它自然現(xiàn)象。如回答了大地靠什么支持這個(gè)古老問題。3）現(xiàn)代科學(xué)正是從泰勒斯和其同時(shí)代人的思想持續(xù)不斷地傳下來的。米利都學(xué)派阿拉克西米尼認(rèn)為萬物的本原是空氣；阿拉克西曼德則認(rèn)為萬物來源于“未規(guī)定的物質(zhì)”。赫拉克利特認(rèn)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(dá)哥拉斯學(xué)派

以薩摩斯島的畢達(dá)哥拉斯（Pythagoras，約前570—497/6）命名的這個(gè)學(xué)派最典型的特征就是對(duì)數(shù)最感興趣，把數(shù)作為一個(gè)形而上學(xué)原則。畢達(dá)哥拉斯

萬物皆數(shù)，宇宙萬物的結(jié)構(gòu)及其運(yùn)行服從數(shù)的和諧，意義深遠(yuǎn)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(gè)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)亞里士多德主義

1)在世界本源問題上，提出了兩種“實(shí)體”說，并用“四因說”加以論證；2)在宇宙結(jié)構(gòu)問題上，主張地心說，建立了同心球宇宙模型，第一次把幾何學(xué)和天文學(xué)結(jié)合起來；3)在物體運(yùn)動(dòng)問題上，認(rèn)為物體只有在外力推動(dòng)下才能運(yùn)動(dòng)，重物墜落的速度較輕物快。古代最偉大的哲學(xué)家、科學(xué)家和教育家之一。是柏拉圖的學(xué)生，亞歷山大的老師。公元前335年，在雅典辦學(xué)校(呂克昂)，被稱為逍遙學(xué)派。馬克思曾稱其為古希臘哲學(xué)家中最博學(xué)的人物，恩格斯稱他是古代的黑格爾。古希臘的科學(xué)知識(shí)1.數(shù)學(xué)知識(shí)2.天文知識(shí)3.物理知識(shí)4.生物和醫(yī)學(xué)知識(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)

古希臘的數(shù)學(xué)成就與畢達(dá)哥拉斯學(xué)派的幾何學(xué)成就及其數(shù)理思想直接相關(guān)。歐幾里德的《幾何原本》全面總結(jié)了前人的幾何學(xué)知識(shí)，從公理出發(fā)運(yùn)用演繹方法證明了包括467個(gè)命題的幾何學(xué)全部定理。幾何學(xué)從此成為一門科學(xué)和古代最成熟的學(xué)科。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，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(shí)阿基米德把觀察和數(shù)學(xué)推理、理論研究和實(shí)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(yù)為“力學(xué)之父”。阿基米德4.生物和醫(yī)學(xué)知識(shí)

希波克拉底被認(rèn)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(shí)代的見解前面。

希波克拉底認(rèn)為疾病是人體的自然過程，主張用觀察和實(shí)驗(yàn)方法研究疾病并創(chuàng)立了“四體液說”。

赫羅菲拉斯是第一個(gè)公開進(jìn)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(rèn)為的是心。三、古羅馬科學(xué)技術(shù)古羅馬科學(xué)古羅馬技術(shù)古羅馬科學(xué)托勒密的《至大論》集古代天文學(xué)之大成，運(yùn)用數(shù)學(xué)模型方法建立了地心說體系。蓋倫醫(yī)生提出了“靈氣論”學(xué)說。托勒密地心說和蓋倫醫(yī)學(xué)統(tǒng)治西方科學(xué)長(zhǎng)達(dá)1500年之久。托勒密地心體系簡(jiǎn)圖托勒密Ptolemy

約100-170AD

托勒密進(jìn)一步精煉和發(fā)揮了喜帕恰斯的行星理論，并寫入了它的集大成之作《至大論》(約145AD)中。蓋倫(129-199)蓋倫是古羅馬時(shí)期最著名最有影響的醫(yī)學(xué)大師，被認(rèn)為是僅次于希波克拉底的第二個(gè)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(biāo)志性建筑:

羅馬斗獸場(chǎng)（70—82年）

君士坦丁凱旋門

312年

龐培城公元前6世紀(jì)，公元79年毀于維蘇威火山大爆發(fā)

萬神廟（120—124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(jì)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(shí)代的科學(xué)技術(shù)

中國歷史概覽夏（前2070－前1600）商（前1600－前1046）周（前1046－前256）秦（前221－前206）漢（前206－220）三國（220－280）晉（265-420）隋（581-618）唐（618-907）宋（960-1279）元（1206-1368）明（1368-1644）清（1616－1911）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(dú)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(shí)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(yùn)河上述工程從設(shè)計(jì)、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(zhǎng)城、絲綢之路、趙州橋2)宮殿建筑與都市建設(shè)：阿房宮、秦都咸陽、長(zhǎng)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(shí)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(jìn)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(dú)創(chuàng)技術(shù)制茶、絲織和制瓷是中國的三大獨(dú)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(jì)傳到東羅馬帝國，中國被譽(yù)為“產(chǎn)絲之國”。絲織技術(shù)12世紀(jì)末傳到意大利，14世紀(jì)法國人開始養(yǎng)蠶，16世紀(jì)末傳到英國。2)陶瓷（China)，中國是瓷的故鄉(xiāng)，自古制陶技術(shù)發(fā)達(dá)，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(jì)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（造紙術(shù)）紙的發(fā)明：繭絲做絲綿的過程中剩余下來一層薄薄的絮片，是為原始的絮紙。制作麻料的副產(chǎn)品是植物纖維紙，約前140－87年間，陜西灞橋即已出版大麻纖維紙。東漢太監(jiān)蔡倫在皇宮中用普通原料（樹皮、麻頭、破布和魚網(wǎng)等）于105年造出蔡侯紙，自此，造紙業(yè)成為我國一大產(chǎn)業(yè)。751年，唐與阿拉伯在怛羅斯城（今吉爾吉斯）開戰(zhàn)，大敗，俘虜中有大批造紙工匠，中國的造紙術(shù)先傳到巴格達(dá)，繼而歐洲。5.四大發(fā)明

（印刷術(shù)）隋朝已有雕版印刷術(shù)，593年，有史記載敦煌唐刻《金剛經(jīng)》，868宋代雕版印刷術(shù)達(dá)到高峰，971年，成都完成5048卷的《大藏經(jīng)》，雕版達(dá)13萬塊，費(fèi)時(shí)12年宋慶歷年間（1041－1048），畢升發(fā)明活字印刷術(shù)，原材料是膠泥《王幀農(nóng)書》中專有一節(jié)談“造活字印書法”1450年，德國古登堡發(fā)明金屬活字印刷術(shù)《金剛般若波羅蜜經(jīng)》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（581－682）《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(zhēng)。在12、13世紀(jì)，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(jì)，阿拉伯人將火藥技術(shù)傳入歐洲。5.四大發(fā)明

（指南針）前3世紀(jì)《韓非子》提到“先王立司南以端朝夕”1世紀(jì)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(mèng)溪筆談》有系統(tǒng)的指南針制造技術(shù)說明，同時(shí)發(fā)現(xiàn)磁偏角航海技術(shù)。鄭和（1371－1435）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(zhǎng)19米的大船。航海造船技術(shù)

造船技術(shù)：漢武帝時(shí)期的樓船、東漢時(shí)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(yuǎn)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?dòng)，“寶船”長(zhǎng)約150米，張帆9—12面，是古代世界上最大的船舶。二.實(shí)用科學(xué)天文學(xué)數(shù)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(cè)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(cè)記錄；對(duì)恒星的觀測(cè)成果反映在歷代的星表和星圖中。對(duì)日食和月食詳細(xì)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352－1604共75次）月蝕日蝕1.2獨(dú)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(shí)歷6)此外，宋代沈括的十二氣歷、明末崇禎歷第一節(jié)：近代科學(xué)的誕生近代自然科學(xué)產(chǎn)生的社會(huì)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(dòng)力2.文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)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(dòng)力(1)手工工場(chǎng)的出現(xiàn)和手工業(yè)技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)了近代科學(xué)的興起(2)遠(yuǎn)航探險(xiǎn)是近代科學(xué)的直接推動(dòng)力：1487年迪亞士到達(dá)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(dá)·伽馬開辟通往印度的新航路、1519—1522年麥哲倫船隊(duì)的環(huán)球航行。(3)預(yù)告資產(chǎn)階級(jí)社會(huì)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(dòng)了文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)的蓬勃發(fā)展；火藥武裝了資產(chǎn)階級(jí)，把騎士階層炸得粉碎；指南針使遠(yuǎn)航探險(xiǎn)和地理大發(fā)現(xiàn)成為可能，開辟了資本主義世界市場(chǎng)。2.文藝復(fù)興運(yùn)動(dòng)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(shí)代的前面。到十五世紀(jì)初，人們對(duì)古典文獻(xiàn)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，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(jì)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（1436－1476），在科學(xué)史上他以雷紀(jì)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(tái)。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(xiǎn)家所使用。達(dá)·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哥白尼的日心地動(dòng)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(shí)驗(yàn)方法3.2經(jīng)驗(yàn)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(yùn)行論》初版名稱《托倫的尼古拉·哥白尼論天體運(yùn)行軌道（共六冊(cè)）》后來一般簡(jiǎn)稱為《天體運(yùn)行論》《天體運(yùn)行論》標(biāo)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(chǎng)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(yuǎn)鏡天文學(xué)1609年伽利略造出第一臺(tái)望遠(yuǎn)鏡，20倍，發(fā)現(xiàn)月亮上的環(huán)型山1610年發(fā)現(xiàn)木星的四顆衛(wèi)星1612年發(fā)現(xiàn)太陽黑子為哥白尼辯護(hù)（直到1579年才開始相信），與教會(huì)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(biāo)志著物理學(xué)的真正開端?！?980年，羅馬教會(huì)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(shí)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(cuò)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(yùn)動(dòng)的大循環(huán)理論，徹底推翻了蓋倫的觀點(diǎn)，給教會(huì)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(shí)驗(yàn)方法（1）發(fā)明光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，用大量天文觀測(cè)事實(shí)論證哥白尼日心地動(dòng)說；（2）開創(chuàng)實(shí)驗(yàn)力學(xué)，標(biāo)志著科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法的誕生

世界上第一臺(tái)折射遠(yuǎn)鏡伽利略3.科學(xué)方法革命3.2經(jīng)驗(yàn)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(shí)的積累1.伽利略的力學(xué)貢獻(xiàn)2.開普勒三定律的發(fā)現(xiàn)3.惠更斯、胡克等人的貢獻(xiàn)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(shí)的積累1564年2月15日生于比薩(1)伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)，開創(chuàng)了以可控性實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的近代科學(xué)的新時(shí)代。(2)伽利略的力學(xué)成就：勻加速運(yùn)動(dòng)定律；自由落體定律；慣性原理；拋射體運(yùn)動(dòng)定律。(3)將實(shí)驗(yàn)研究和數(shù)學(xué)推理有機(jī)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(xiàn)2.開普勒三定律的發(fā)現(xiàn)

2.1星學(xué)之王——第谷第谷（TychoBrahe1546-1601）出生于一個(gè)丹麥貴族家庭，很小就進(jìn)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(gè)大學(xué)徘徊到另一個(gè)大學(xué)。16歲時(shí)的第谷已經(jīng)對(duì)天文現(xiàn)象十分感興趣了。第谷2.開普勒發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)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(gè)中等家庭。進(jìn)圖賓根大學(xué)，打算進(jìn)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(yùn)動(dòng)，太陽是位于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)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(shí)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(zhǎng)徑的立方成正比（1619《宇宙和諧論》）開普勒行星運(yùn)動(dòng)三定律（1）軌道定律

（2）面積定律（速率v近日>v遠(yuǎn)日）(SAB=SCD=SEK)（3）周期定律(R3/T2=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(shí)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(shí)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(yuǎn)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)原理》的出版而達(dá)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(shí)驗(yàn)頓牛頓制作的反射式望遠(yuǎn)鏡牛頓的微積分手稿

牛頓經(jīng)典力學(xué)體系，是以絕對(duì)化的四個(gè)基本概念空間、時(shí)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(yùn)動(dòng)的因果律的一個(gè)結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)、邏輯嚴(yán)密、以實(shí)驗(yàn)和觀察對(duì)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證的科學(xué)體系?！对怼肪褪沁@個(gè)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(jìn)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(dāng)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(rèn)為熱是一種運(yùn)動(dòng)。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(dòng)物熱的問題，邁爾對(duì)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(jī)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。2.2能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)

英國的焦耳擅長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。他對(duì)所有他想得到的有熱量產(chǎn)生過程進(jìn)行熱測(cè)量。1840年他得出：電流產(chǎn)生的熱量與電流強(qiáng)度的平方和電阻的乘積成正比－－焦耳最后測(cè)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(jì)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(dāng)量數(shù)值為4.18焦耳/卡。能量守恒定律的發(fā)現(xiàn)對(duì)能量守恒，邁爾展開了大膽思辨，焦耳進(jìn)行了扎實(shí)的實(shí)驗(yàn)，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(rèn)為能量守恒定律的確立者?！墩摗傲Α钡氖睾恪?847年赫姆霍茲獨(dú)立完成《論“力”的守恒》一文，并于7月23日在柏林物理學(xué)會(huì)的年會(huì)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(gè)整體，是力的儲(chǔ)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(gè)普遍的定律命名為‘力的守恒原理’”。這里明確表達(dá)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(jī)，能量守恒定律才獲得普遍承認(rèn)。意義能量守恒與轉(zhuǎn)化定律被認(rèn)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(jì)三大發(fā)現(xiàn)之一。該定律的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著近代物理學(xué)第二次理論大綜合。2.3熱力學(xué)第一、第二定律的建立

熱力學(xué)第一定律的建立熱功當(dāng)量的發(fā)現(xiàn)揭示了熱和機(jī)械功之間存在著內(nèi)在的定量關(guān)系。焦耳的實(shí)驗(yàn)一方面證明了熱和機(jī)械功的作用效果是等價(jià)的，另一方面也證明了絕熱過程的功與過程進(jìn)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(jī)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(dòng)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?！?/p>

第一定律的開爾文表述1851年開爾文發(fā)表《以焦耳先生的單位熱當(dāng)量導(dǎo)出的大量結(jié)果和雷諾對(duì)蒸氣的觀察論熱的動(dòng)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(jī)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(jī)械熱理論第二基本定律的一個(gè)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(shí)引起其他關(guān)系的變化?！?/p>

熵1865年4月克勞修斯在《關(guān)于熱的動(dòng)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(gè)與變化途徑無關(guān)的狀態(tài)函數(shù)S。定義dS=dQ/T，S表示物體的熱轉(zhuǎn)變含量，并用了一個(gè)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(huì)議上，克勞修斯他把整個(gè)宇宙看做一個(gè)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(gè)宇宙，得出：(1)宇宙的總能量是一個(gè)常數(shù)；(2)宇宙的熵趨向某一個(gè)極大值。這就是后來引起很多爭(zhēng)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年湯姆遜提出絕對(duì)零度可能是溫度下限的觀點(diǎn)，1906年德國人斯特提出任何物體都不可能冷卻到絕對(duì)零度。電磁學(xué)的建立18世紀(jì)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(shí)驗(yàn)加以證明；18世紀(jì)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(dòng)物電流、伏打在電堆實(shí)驗(yàn)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（MichaelFaraday1791-1867）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(shí)驗(yàn)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(xiàng)工作，并且補(bǔ)充了更多的內(nèi)容，從而奠定了電磁場(chǎng)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(biāo)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(zhǎng)足進(jìn)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(jī)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（1627－1691）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(jìn)行了大量的燃燒、焙燒實(shí)驗(yàn)，積累了大量實(shí)驗(yàn)資料。但是對(duì)燃燒現(xiàn)象的解釋還不夠成功。氧化燃燒學(xué)說拉瓦錫1743年出生在一個(gè)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(duì)科學(xué)產(chǎn)生了興趣。拉瓦錫拉瓦錫的貢獻(xiàn)(1)建立化學(xué)研究中準(zhǔn)確測(cè)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（1766－1844）在前人的定組成定律、當(dāng)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(jì)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(zhēng)論。分子學(xué)說的創(chuàng)立者：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(jī)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(jī)物合成了一種有機(jī)物尿素后，人們認(rèn)識(shí)到形形式式的有機(jī)物質(zhì)與無機(jī)物質(zhì)并沒有本質(zhì)上的差別。李比希1803-1873

被稱為有機(jī)化學(xué)之父的李比希確立了一套卓有成效的有機(jī)化合物的分析法，使得有機(jī)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種元素排列為8個(gè)豎列12個(gè)橫列。四、元素周期律的發(fā)現(xiàn)鍆門捷列夫在政治上是個(gè)自由派，他反對(duì)政府迫害學(xué)生，因此不止一次受到申斥。并因而未能當(dāng)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(jiǎng)。1955年新發(fā)現(xiàn)的第101號(hào)元素被命名為鍆，就是追認(rèn)門捷列夫在研究元素方面作出的重大貢獻(xiàn)。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(jìn)展細(xì)胞學(xué)說的建立進(jìn)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(yù)為“分類學(xué)之父”分類等級(jí)一、分類學(xué)的進(jìn)展二、細(xì)胞學(xué)說的發(fā)展

德國植物學(xué)家

施萊登于1838年提出：細(xì)胞是一切植物結(jié)構(gòu)的基本單元，它是植物賴以發(fā)展的根本實(shí)體。2.1施萊登的植物細(xì)胞學(xué)說2.2施旺的細(xì)胞學(xué)說德國動(dòng)物學(xué)家施旺把施萊登的觀點(diǎn)擴(kuò)大到動(dòng)物界，認(rèn)為細(xì)胞是一切有機(jī)體構(gòu)造和發(fā)育的基本單位。細(xì)胞學(xué)說揭示了多樣化的生物界在細(xì)胞層次上的統(tǒng)一性，使生物進(jìn)化論的形成成為不可避免的事情。拉馬克的進(jìn)化論法國生物學(xué)家拉馬克(1744-1829)1809年出版《動(dòng)物哲學(xué)》。他指出：生物都是按直線系列進(jìn)化而來的；存在兩種促成生物進(jìn)化的動(dòng)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(duì)生物的影響；生物適應(yīng)環(huán)境的演化機(jī)制可以概括為“用進(jìn)廢退”和“獲得性遺傳”。三、進(jìn)化論的建立用進(jìn)廢退學(xué)說達(dá)爾文

1809-1882貝格爾號(hào)1831年“貝格爾號(hào)”啟航做一次科學(xué)考察旅行，達(dá)爾文被推薦擔(dān)任隨船的博物學(xué)家，開始了一次歷時(shí)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(zhēng)中適者生存。通常簡(jiǎn)稱《物種起源》。自然選擇3.5《物種起源》的主要觀點(diǎn)(1)生物界與生物界普遍存在著激烈的生存競(jìng)爭(zhēng)。(2)自然選擇是推動(dòng)生物進(jìn)化的外部力量。(3)變異和遺傳是促進(jìn)生物進(jìn)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(jī)時(shí)代技術(shù)的發(fā)展近代第一次技術(shù)革命的特點(diǎn)和意義18世紀(jì)60年代近代第一次技術(shù)革命的孕育階段技術(shù)革命的直接誘因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(chǎng)受到對(duì)棉紡織品日益增長(zhǎng)的需求的挑戰(zhàn)，二是受到品質(zhì)優(yōu)良的印度棉布的強(qiáng)烈競(jìng)爭(zhēng)。1.2工作機(jī)的發(fā)展對(duì)新動(dòng)力的需求技術(shù)革命的發(fā)展過程紐可門的空氣蒸汽機(jī)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(jī)，以滿足當(dāng)時(shí)對(duì)機(jī)動(dòng)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(jī)原理獲得動(dòng)力的思想同胡克通信。瓦特瓦特蒸汽機(jī)1769年瓦特制造出高效率的蒸汽機(jī)。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(gè)單位現(xiàn)在仍然使用。而為了紀(jì)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RobertFulton真正使蒸汽船投入實(shí)際運(yùn)用并獲得商業(yè)上的成功的是美國人富爾頓（1765-1815）。18世紀(jì)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(duì)蒸汽船的試驗(yàn)發(fā)生了興趣。“克勒

蒙特”號(hào)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(tái)20匹馬力的蒸汽機(jī)。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(shí)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(diǎn)當(dāng)時(shí)的蒸汽船采用船側(cè)明輪推進(jìn)方式。明輪有很大的缺點(diǎn)，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(jìn)時(shí)兩側(cè)明輪撥水的效果不一樣，影響對(duì)行使方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(zhǎng)。1837年英國人史密斯（1809-1874）在試驗(yàn)螺旋槳汽船時(shí)，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(rèn)識(shí)到船用螺旋槳應(yīng)該采用闊而短的槳葉。3.2蒸汽機(jī)車的誕生1804年崔威西克開始在道路上試驗(yàn)他的高壓蒸汽機(jī)車，在一次試驗(yàn)中他的機(jī)車?yán)瓌?dòng)5輛四輪貨車，載著10噸鐵、70個(gè)人，時(shí)速5英里（8.05公里）。19世紀(jì)頭10年，崔威西克的高壓蒸汽機(jī)應(yīng)用于鐵路機(jī)車。斯蒂芬森蒸汽機(jī)車的大量推廣則還歸功于斯蒂芬森(GeorgeStephenson1781-1848)在機(jī)械方面的才能和商業(yè)上的聰明才智。1829年10月在利物浦到曼徹斯特的試驗(yàn)性比賽中，斯蒂芬森的火箭號(hào)機(jī)車以時(shí)速18英里（29公里）獲得勝利?；鸺?hào)火箭號(hào)機(jī)車，帶有一節(jié)煤水車，長(zhǎng)6.4米，重7.5噸，煙囪有4.5米高主要成就棉紡織（動(dòng)力）：瓦特改良蒸汽機(jī)（1785年）交通運(yùn)輸：富爾頓－輪船（美、1807年）

史蒂芬孫－蒸汽機(jī)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(dòng)力為主要標(biāo)志；4、技術(shù)發(fā)明主要源于工人和技師的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)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(jī)技術(shù)的發(fā)展電信技術(shù)的勃興19世紀(jì)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年法國德普勒建造了世界上第一條遠(yuǎn)距離直流輸電實(shí)驗(yàn)線路，其中直流發(fā)電機(jī)發(fā)出1.5千瓦電力，輸電線路長(zhǎng)57千米；由于高電壓大容量發(fā)電機(jī)制造困難，所以遠(yuǎn)距離輸電所需的高壓電不可能從直流發(fā)電機(jī)直接獲得，盡管瑞典瑟雷等人做過技術(shù)上的改進(jìn)，但直流系統(tǒng)的裝置和運(yùn)行方式仍十分復(fù)雜，造價(jià)昂貴。交流輸電技術(shù)

1883——1885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(jìn)變壓器；1890——1891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(chǎng)170千米，在此基礎(chǔ)上，歐美各國相繼建立起遠(yuǎn)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(jì)、可靠和方便性，為發(fā)展電力工業(yè)開辟了廣闊的前影。二.內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展

法國發(fā)明家雷諾于1860年制成了第一臺(tái)實(shí)用的內(nèi)燃機(jī)，這是一臺(tái)二沖程、無壓縮、電點(diǎn)火的煤氣機(jī)，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(diǎn)火也不可靠，但畢竟平穩(wěn)運(yùn)行了，導(dǎo)致了內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)。2.內(nèi)燃機(jī)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(jī)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(jī)奠定了科學(xué)基礎(chǔ)。第一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)1.1876年德國人奧托發(fā)明奧托循環(huán)機(jī)。他率先依據(jù)該原理研制成功第一臺(tái)四沖程往復(fù)式活塞內(nèi)燃機(jī)，這是第一臺(tái)單缸臥式、4馬力等容燃燒的煤氣機(jī)。2.這是內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的一次跨躍，擺脫了對(duì)蒸汽機(jī)的模仿，獲得了更高的機(jī)械效率；3.內(nèi)燃機(jī)的重大技術(shù)改進(jìn)1.1883年德國人戴姆勒發(fā)明用于汽車的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)。在內(nèi)燃機(jī)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(jī)；3.1892年德國人狄塞爾發(fā)明柴油機(jī)，發(fā)明壓燃法。狄塞爾——柴油發(fā)動(dòng)機(jī)之父4.內(nèi)燃機(jī)的廣泛應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)特別是汽油機(jī)和柴油機(jī)的出現(xiàn)，得到廣泛應(yīng)用，對(duì)農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展來說，內(nèi)燃機(jī)的重要性甚至于超過了電機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明導(dǎo)致了一系列新興交通運(yùn)輸方式的誕生：導(dǎo)致了汽車工業(yè)的崛起；鐵路運(yùn)輸技術(shù)的革新；1912年第一艘柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的遠(yuǎn)洋輪船的建成；1903年美國萊特兄弟駕駛內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)首次飛上天空?！暗谝惠v”汽車1826年英國的布朗制造出一臺(tái)4馬力的真空式煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)，并把它裝在一輛車上，驅(qū)動(dòng)這輛車爬上了肯特郡的一個(gè)小山坡。但這輛車沒有達(dá)到實(shí)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GottliebDaimler1834-19001885戴姆勒研制成比當(dāng)時(shí)一般內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速高4倍的汽油機(jī)。他先把這臺(tái)汽油機(jī)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(jī)構(gòu)，這樣就制成了一輛汽車。本茨KarlBenz1844-1929德國人本茨于1885年研制成三輪汽車，這輛三輪車由一個(gè)水平單缸的汽油機(jī)驅(qū)動(dòng)，因?yàn)檫@臺(tái)汽油機(jī)轉(zhuǎn)速較低，這輛車的時(shí)速只有12公里。本茨對(duì)這種車型不斷改進(jìn)，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(jī)動(dòng)車獲得德意志專利權(quán)（專利號(hào)：37435a）。本茨－戴勒姆公司從此戴勒姆的事業(yè)開始興旺發(fā)達(dá)，他不僅生產(chǎn)汽車，還生產(chǎn)大批汽油機(jī)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(dòng)機(jī)起步的。后來本茨公司和戴勒姆公司從競(jìng)爭(zhēng)走向合并，建立了歷史最悠久的汽車公司。HenryFord(1863-1947)進(jìn)入二十世紀(jì)后，各種零部件的改進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)化零件的方法建立了裝配線，日產(chǎn)1000輛汽車。福特被譽(yù)為“汽車大王”。HenryFordandtheQuadricycle,1905福特汽車萊特兄弟早期飛機(jī)萊特兄弟“飛行者號(hào)”萊特兄弟滑翔機(jī)三、電信技術(shù)的勃興物質(zhì)基礎(chǔ)：大量電磁學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論成果。對(duì)無線電通訊來說，理論基礎(chǔ)由麥克斯韋奠定，亨利·赫茲（HeinrichRudolfHertz

1857-1894）使得人工產(chǎn)生電磁波產(chǎn)生可能。三個(gè)方面的成果：有線電報(bào)、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(bào)機(jī)送出的電流可以是短的或長(zhǎng)的，它給磁鐵以相應(yīng)的作用力，并推動(dòng)鋼筆在紙帶上自動(dòng)記錄?！吧系壅f要有什么，就有什么?！?837年11月莫爾斯傳送電報(bào)到十英里遠(yuǎn)的地方。1843在華盛頓和巴爾的摩之間架設(shè)了最早的電報(bào)線。1844年5月24日在華盛頓最高法院首次用有線電報(bào)進(jìn)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?！?845年組建了磁電報(bào)公司。到1848年，除佛羅里達(dá)州以外，密西西比和以東各州都入了電報(bào)網(wǎng)。莫爾斯1835年莫爾斯第一臺(tái)電報(bào)機(jī)莫爾斯電碼有線電話電話的發(fā)明者是美國人貝爾（AlexanderGrahamBell1847-1922）和他的助手華生。他們?cè)?876年2月14日向美國政府遞交電話專利申請(qǐng)?！叭A生，我需要你！”1876年3月10日經(jīng)過改裝后的實(shí)驗(yàn)開始了。貝爾和華生呆在相距幾個(gè)房間各自的位置上。貝爾剛開始實(shí)驗(yàn)，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(jī)傳送的語言。這一年貝爾29歲，華生21歲。馬可尼馬可尼（GuglielmoMarconi1874-1937）家道殷實(shí)，沒有進(jìn)過大學(xué)，但是把意大利最知名的學(xué)者請(qǐng)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(shí)讀到一則年初去世的赫茲的工作報(bào)道，受到啟發(fā)。電報(bào)專利1894年12月第一次獲得成功的實(shí)驗(yàn)把信號(hào)傳送至30英尺（9.15米）遠(yuǎn)。到1896年2月他能把信號(hào)傳送到1.75英里（2.82公里）遠(yuǎn)。他向意大利政府請(qǐng)求資助而未獲準(zhǔn)，于是帶著發(fā)報(bào)機(jī)和收?qǐng)?bào)機(jī)來到英國，1896年6月2日，馬可尼向英國政府提出了電報(bào)專利申請(qǐng)，并獲準(zhǔn)。馬可尼發(fā)送第一封無線電報(bào)的設(shè)備復(fù)制品馬可尼無線電報(bào)公司1897年馬可尼的收發(fā)報(bào)距離已經(jīng)達(dá)到10英里同年，以馬可尼為主要股東組建了“無線電報(bào)和信號(hào)”公司。1899年在美國成立子公司，1900年更名為“馬可尼無線電報(bào)公司”。無線電報(bào)使海上航行的安全得到保障。1898年剛裝了無線電發(fā)射機(jī)沒有多少日子的一艘燈塔船被撞翻，呼救信號(hào)發(fā)出后，及時(shí)趕來的就生船救起了船員。諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)1899年馬可尼實(shí)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無線電通訊。雖然當(dāng)時(shí)只用莫爾斯電碼發(fā)送和接收了一個(gè)英文字母“S”，但這一試驗(yàn)的成功標(biāo)志著無線電報(bào)開始進(jìn)入遠(yuǎn)距離通信的實(shí)用階段。馬可尼和另一位電報(bào)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(jiǎng)。主要成就電力的廣泛應(yīng)用（西門子－發(fā)電機(jī)、格拉姆－電動(dòng)機(jī)）內(nèi)燃機(jī)和新交通工具的創(chuàng)制（卡爾·本茨－內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車、萊特兄弟－飛機(jī)）新通訊手段的發(fā)明（貝爾－電話、馬可尼－無線電報(bào)）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(shí)發(fā)生在幾個(gè)國家3.一些國家兩次工業(yè)革命交叉進(jìn)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(jī)第二節(jié)：相對(duì)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)革命與哲學(xué)第一節(jié)：經(jīng)典物理學(xué)的頂峰與危機(jī)19世紀(jì)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(shí)驗(yàn)時(shí)，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(diǎn)新元素的粉末，這種新元素被命名為釙，放射性比鈾強(qiáng)數(shù)百倍，但還不足于說明一些鈾礦石強(qiáng)烈的放射現(xiàn)象。2.1898年12月居里夫婦檢測(cè)出了放射性更強(qiáng)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(gè)諾貝爾獎(jiǎng)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(jiǎng)；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(jiǎng)。3.電子的發(fā)現(xiàn)英國物理學(xué)家湯姆遜（1856-1940）在1897證實(shí)陰極射線在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)，從而斷定陰極射線是一種帶電粒子。他進(jìn)而測(cè)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(gè)很小的分?jǐn)?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。后來洛倫茲把這種陰極射線粒子叫做電子。1892年，他認(rèn)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(duì)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(gè)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(rèn)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(jiǎng)。4.此后他的七個(gè)助手先后都獲得過諾貝爾獎(jiǎng)。第二節(jié)：相對(duì)論的誕生愛因斯坦狹義相對(duì)論狹義相對(duì)論的兩條基本原理：相對(duì)性原理：一切物理定律在所有慣性系中是等價(jià)的；光速不變性原理：光在真空中的傳播速度為一常數(shù)c，與光源和觀測(cè)者的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無關(guān)。拋棄了被認(rèn)為是充滿空間的以太和絕對(duì)的時(shí)空觀。愛因斯坦從相對(duì)性的基本原理和洛侖茲變換得出了狹義相對(duì)論的一系列結(jié)論：1.同時(shí)性的相對(duì)性2.時(shí)鐘變慢3.長(zhǎng)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(dòng)量的統(tǒng)一廣義相對(duì)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(shí)驗(yàn)事實(shí)出發(fā)，通過理想升降機(jī)實(shí)驗(yàn)，提出了“等效原理”的假設(shè)：引力場(chǎng)同參考系的相當(dāng)?shù)募铀俣仍谖锢砩贤耆葍r(jià)。2.同時(shí)，他把相對(duì)性原理從勻速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)推廣到加速運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，提出“廣義協(xié)變?cè)怼保鹤匀灰?guī)律同參考系的狀況無關(guān)，相對(duì)性運(yùn)動(dòng)原理對(duì)于作加速運(yùn)動(dòng)的參考系也同樣成立。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(zhǎng)輻射的物體。帶有一微孔的空心金屬球，非常接近于黑體，進(jìn)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(shí)際上全部被吸收。當(dāng)空腔受熱時(shí)，空腔壁會(huì)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(duì)零度，就會(huì)以電磁波的形式向外輻射能量，在總輻射中各種波長(zhǎng)所占的百分比是不同的。困擾物理學(xué)界的“紫外災(zāi)變”對(duì)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(dá)了這一佯謬。“紫外災(zāi)變”困擾了當(dāng)時(shí)的物理學(xué)界多年。普朗克德國物理學(xué)家普朗克（1858－1947）普朗克常數(shù)h，普朗克于1899年5月給出它的值為6.885×10-27，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(jiǎng)。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=hν-W決定。W是與金屬有關(guān)的功函數(shù)，hν是入射光量子的能量，是能量交換的最小單位。當(dāng)一個(gè)光量子擊中金屬表面并與其中一個(gè)電子發(fā)生作用時(shí)，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(rèn)為均勻分布的正電荷球中嵌有帶負(fù)電的電子，電子在平衡位置附近振動(dòng)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(shí)驗(yàn)，發(fā)表了原子的核式結(jié)構(gòu)模型：原子有一個(gè)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(dòng)的電子。1913年玻爾發(fā)表了他的能級(jí)原子模型。4.3玻爾的原子模型五、量子力學(xué)的建立正當(dāng)作為前期量子論（1900-1925）主干的玻爾理論面臨嚴(yán)重障礙而處于停滯狀態(tài)時(shí)，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（1901－1976）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(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)和力學(xué)的各個(gè)方面給出量子論的解釋。5.1矩陣力學(xué)5.2波動(dòng)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(cè)手段的進(jìn)步1.主要指射電望遠(yuǎn)鏡的發(fā)展和應(yīng)用。2.1937年，美國的雷伯制造了第一臺(tái)射電望遠(yuǎn)鏡，拋物面直徑達(dá)9米。3.1942年，英國海伊用軍用的超高頻雷達(dá)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、3K微波背景輻射、射電脈沖星和星際有機(jī)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(cè)到的最遙遠(yuǎn)的天體，距離地球至少100億光年。類星體是一種在極其遙遠(yuǎn)距離外觀測(cè)到的高光度和和強(qiáng)射電的天體。類星體比星系小很多，但是釋放的能量卻是星系的千倍以上，類星體的超常亮度使其光能在100億光年以外的距離處被觀測(cè)到。據(jù)推測(cè)，在100億年前，類星體比現(xiàn)在數(shù)量更多，光度更大。微波背景輻射

來自宇宙空間背景上的各向同性的微波輻射。20世紀(jì)60年代初，美國科學(xué)家彭齊亞斯和威爾遜為了改進(jìn)衛(wèi)星通訊，建立了高靈敏度的號(hào)角式接收天線系統(tǒng)。1964年，他們用它測(cè)量銀暈氣體射電強(qiáng)度時(shí)，發(fā)現(xiàn)總有消除不掉的背景噪聲。他們認(rèn)為，這些來自宇宙的波長(zhǎng)為7.35厘米的微波噪聲相當(dāng)于3.5K。1965年，他們又訂正為3K，并將這一發(fā)現(xiàn)公諸于世，為此獲1978年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)金。射電脈沖星英國天文學(xué)家休伊什(1924～)等人于1967年首次發(fā)現(xiàn)星際有機(jī)分子銀河系或銀河系之外星際空間里存在無機(jī)分子和有機(jī)分子，首次發(fā)現(xiàn)于1963年，現(xiàn)已知有50多種，其中大部分是有機(jī)分子。星系紅移1.愛因斯坦在發(fā)展他的廣義相對(duì)論的同時(shí)，另有一群實(shí)測(cè)天文學(xué)家，他們沒有受到過太高深的數(shù)學(xué)訓(xùn)練，也不接觸愛因斯坦的理論。但是他們用當(dāng)時(shí)世界上最先進(jìn)的望遠(yuǎn)鏡孜孜不倦地觀測(cè)天空。2.大概從1910年起，天文學(xué)家們?cè)谘芯亢油庑窍档墓庾V時(shí)，發(fā)現(xiàn)星系有系統(tǒng)的紅移現(xiàn)象。到1917年，他們搞清楚了，除了少數(shù)幾個(gè)離地球近的星系，所有其他星系都顯示出紅移現(xiàn)象。星系越遠(yuǎn)，紅移越顯著。宇宙學(xué)的發(fā)展哈勃定律1.1929年美國天文學(xué)家哈勃提出了著名的“哈勃定律”：2.星系退行的速度（V）與它們離地球的距離（R）大致成正比，即V=HR，H稱為哈勃常數(shù)，3.現(xiàn)在確定其值為50公里/（秒·百萬秒差）。4.哈勃常數(shù)的倒數(shù)可以看做是宇宙年齡，不難算得宇宙年齡大概在200億年左右?！按蟊ɡ碚摗?.哈勃紅移的發(fā)現(xiàn)證明愛因斯坦的靜態(tài)宇宙模型是錯(cuò)誤的。愛因斯坦自己也把宇宙項(xiàng)稱作“一生中最大的錯(cuò)誤”。2.其中以美籍俄裔物理學(xué)家伽莫夫等人提出的后來被稱作“大爆炸理論”的最為著名。什么是黑洞

1795年，著名的數(shù)學(xué)家拉普拉斯曾指出：有一個(gè)發(fā)光體，它的密度與地球密度一樣，其直徑比太陽的直徑大250倍，可是由于被吸引的緣故，無法使其光線達(dá)到地球。黑洞與宇宙黑洞：黑洞是時(shí)空中這樣的一個(gè)區(qū)域，任何物質(zhì)一旦進(jìn)入該區(qū)域，便永遠(yuǎn)不能出來?；艚疠椛?/p>

黑洞不黑1.按照經(jīng)典廣義相對(duì)論，黑洞的面積不減；但考慮了量子效應(yīng)之后，黑洞會(huì)蒸發(fā)，面積會(huì)減少，甚至?xí)殡S著大量的γ輻射而消失。2.霍金在這里首次把二十世紀(jì)初發(fā)展起來的兩個(gè)物理理論，即廣義相對(duì)論和量子力學(xué)結(jié)合起來用在同一個(gè)對(duì)象的研究中，并看到了量子效應(yīng)能去掉經(jīng)典廣義相對(duì)論預(yù)言的奇點(diǎn)的第一個(gè)跡象。3.由于黑洞存在輻射，大大增加了黑洞被觀測(cè)到的可能性。

第二節(jié)現(xiàn)代地學(xué)的突破1.地質(zhì)學(xué)的發(fā)展階段2.大陸漂移說3.海底擴(kuò)張學(xué)說4.板塊構(gòu)造學(xué)說板塊構(gòu)造學(xué)說1.板塊構(gòu)造學(xué)說的有關(guān)理論展，從大陸漂移說開始，有六十多年的歷史。2.板塊學(xué)說引出了“板塊”的觀念3.板塊構(gòu)造的理論，地球外殼約一百公里厚的部份稱為巖石圈，由許多塊體構(gòu)成，這些塊體即稱為板塊。一、地質(zhì)學(xué)的發(fā)展階段板塊運(yùn)動(dòng)的三大學(xué)說1.大陸漂移說(continentaldrifttheory)2.海底擴(kuò)張說(seabedoutspreadtheory)3.板塊構(gòu)造學(xué)說(theplatetectonicstheory)二、大陸漂移說

1910年有人第一次提出了這種疑問：位于大西洋兩岸的南美大陸和非洲大陸的海岸線，為何如此相似？這個(gè)人就是德國地球物理學(xué)家、氣象學(xué)家阿爾弗萊德·魏格納，這個(gè)念頭成為他提出“大陸漂移說”的契機(jī)。

魏格納

大陸漂移說認(rèn)為二三億年前，地球上只有一整塊聯(lián)合古陸。后來，在地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力和天體引潮力下，這一聯(lián)合古陸開始分離，由較輕的硅鋁層組成的陸塊浮于較重的硅鎂層上。逐漸形成現(xiàn)在的海陸分布。三、海底擴(kuò)張學(xué)說1960年美國地質(zhì)學(xué)家赫斯(1906～1969)提出了海底擴(kuò)張說。認(rèn)為海嶺是新的大洋地殼誕生處，越靠近海嶺的巖石越年輕，越遠(yuǎn)就越古老，呈兩側(cè)對(duì)稱分布。地幔物質(zhì)從海嶺頂部涌出，冷郄凝結(jié)，形成新的大洋地殼。繼續(xù)上升的巖漿，將舊的大洋地殼推向兩邊，當(dāng)被越推越遠(yuǎn)的大洋地殼遇到大陸地殼時(shí)，便俯沖至大陸地殼之下的地幔中，逐漸熔化而消亡，海底由此得以不斷更新和擴(kuò)張。

四、板塊構(gòu)造學(xué)說1.60年代后期，在海底擴(kuò)張說的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的又一種學(xué)說。1968～1969年間，美國的摩根、勒比雄和英國的麥肯齊2.認(rèn)為地球巖石圈不是整體一塊，可分為六大板塊：亞歐板塊、非洲板塊、美洲板塊、太平洋板塊、印度洋板塊、南極洲板塊。3.板塊內(nèi)部是比較穩(wěn)定的區(qū)域，板塊邊界是構(gòu)造活動(dòng)地帶，板塊相互碰撞形成山脈、海溝和島弧等。

1965年，科學(xué)家運(yùn)用計(jì)算機(jī)使地球各個(gè)大陸以現(xiàn)有的形狀恰好拼合在一起。再者，海地地形、地震位置、火山等活躍部位都連接成為帶狀，于是“板塊構(gòu)造學(xué)說”這一革命性的見解應(yīng)運(yùn)而生。1.經(jīng)典遺傳學(xué)的奠基2.現(xiàn)代遺傳學(xué)的興起3.遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)4.分子生物學(xué)的誕生5.分子生物學(xué)的發(fā)展第三節(jié)生命科學(xué)的突飛猛進(jìn)一、經(jīng)典遺傳學(xué)的奠基孟德爾（1822－1884奧地利）孟德爾因子分離定律1.對(duì)于具有Rr因子的子1代而言，進(jìn)行自交的結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)四種結(jié)果：RR、Rr、Rr、rr，或者簡(jiǎn)單記作：RR＋2Rr＋rr。顯性性狀與隱性性狀之比恰好為3:1。2.并且“雜種的后代，代代都發(fā)生分離，比例為2（雜）：1（穩(wěn)定類型）：1（穩(wěn)足類型）”。3.孟德爾根據(jù)這些事實(shí)得出結(jié)論：不同遺傳因子雖然在細(xì)胞里是互相結(jié)合的，但并不互相摻混、融合，而是各自獨(dú)立可以互相分離的。后人把這一發(fā)現(xiàn)，稱為分離定律。自由組合定律1.對(duì)于具有兩種相對(duì)性狀的豌豆之間的雜交，也可以用上述原則來解釋。如設(shè)黃圓種子的因子為YY和RR，綠皺種子的因子為yy和rr。兩種配子雜交后，子1代為YyRr，因Y、R為顯性，y、r為隱性，故子1代都表現(xiàn)為黃圓的。2.自交后它們的子2代就將有16個(gè)個(gè)體，9種因子類型。因有顯性、隱性關(guān)系，外表上看有4種類型：黃圓、綠圓、黃皺、綠皺，其比例為9:3:3:1。3.據(jù)此孟德爾發(fā)現(xiàn)，植物雜交中的不同遺傳因子可以自由組合或分離，遵從排列組合定律，后人把這一規(guī)律稱為自由組合定律。孟德爾定律的重新發(fā)現(xiàn)1900年3-5月，三位生物學(xué)家?guī)缀跬瑫r(shí)獨(dú)立發(fā)現(xiàn)孟德爾遺傳定律切馬克（奧地利）柯林斯（德國）德弗里斯（荷蘭）“遺傳學(xué)”、“基因”定名1.20世紀(jì)頭的10年里，科學(xué)家們除驗(yàn)證孟德爾遺傳規(guī)律的普遍意義外，還確立了一些遺傳學(xué)的基本概念，1906年英國生物學(xué)家貝特森首次提出了“遺傳學(xué)”一詞，以稱呼這門研究生物遺傳問題的新學(xué)科。2.1909年丹麥植物生理學(xué)家和遺傳學(xué)家W·L·約翰遜稱孟德爾假定的“遺傳因子”為“基因”。1910年孟德爾遺傳規(guī)律被改稱為孟德爾定律。

摩爾根的基因理論摩爾根(美國，1866-1945)1.發(fā)展了染色體遺傳學(xué)說。摩爾根還給出了第一個(gè)果蠅染色體連鎖圖，從而確立了基因作為遺傳基本單位的概念。2.1919年和1926年摩爾根又相繼出版了《遺傳學(xué)的物質(zhì)基礎(chǔ)》和《基因論》，建立了完整的基因遺傳理論體系。摩爾根因此而獲得了1933年的諾貝爾生理學(xué)和醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。二、現(xiàn)代遺傳學(xué)的興起核酸與蛋白質(zhì)

1869年:發(fā)現(xiàn)核酸(核素,nuclein)

不被看作是遺傳信息的載體

20世紀(jì)初:植物和動(dòng)物細(xì)胞中普遍存在核酸

核酸分子含有四種堿(兩個(gè)嘌呤和兩個(gè)嘧啶),一個(gè)磷酸,一個(gè)糖。

三、遺傳物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)米切爾（瑞士）

Friedrich1844-1895)1920年代:發(fā)現(xiàn)兩類不同的核酸RNA(核糖核酸)DNA(脫氧核糖核酸,比RNA的核糖少一個(gè)氧原子)萊文（美國）

PhoebusA.T.Levene

(1869-1940)四、分子生物學(xué)的誕生1.現(xiàn)代物理學(xué)與現(xiàn)代生物學(xué)的結(jié)合20世紀(jì)40年代細(xì)胞遺傳學(xué)、微生物學(xué)和生化遺傳學(xué)領(lǐng)域取得的成就，吸引了一些物理學(xué)家投身到遺傳的分子基礎(chǔ)和基因的自我復(fù)制這兩個(gè)領(lǐng)域的研究中來，從而注入了物理學(xué)的新理論、新概念和新方法。1951年用生物物理學(xué)家威爾金斯給出了DNA纖維的X射線衍射圖，為DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)打下了基礎(chǔ)。劍橋大學(xué)的沃森-克里克小組沃森克里克4.2DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)1.1953年沃森和物理學(xué)家克里克發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)，開啟了分子生物學(xué)時(shí)代。2.分子生物學(xué)使生物大分子的研究進(jìn)入一個(gè)新的階段，使遺傳的研究深入到分子層次。3.沃森和克里克和威爾金斯共同獲得了1962年的諾貝爾獎(jiǎng)。五、分子生物學(xué)的發(fā)展1.隨著遺傳密碼的破譯誕生了一門新的學(xué)科――基因工程。2.20世紀(jì)70年代，內(nèi)森、史密斯和阿爾伯發(fā)現(xiàn)了限制性內(nèi)切酶在分子遺傳中的作用，為基因工程奠定了基礎(chǔ)。3.1973年伯格成功地實(shí)現(xiàn)了DNA的體外重組，人類開始進(jìn)入按需要設(shè)計(jì)并改造物種，創(chuàng)造自然界原先不存在的新物種的基因工程時(shí)代。4.并由此而興起了以基因工程為主體的生物工程新學(xué)科。分子遺傳學(xué)和生物工程已成為當(dāng)今生物科學(xué)中最活躍最前沿的新領(lǐng)域。

人體基因組計(jì)劃桑格于20世紀(jì)70年代發(fā)明了DNA堿基測(cè)序方法，這項(xiàng)技術(shù)為20世紀(jì)末實(shí)施的人體基因組計(jì)劃――一項(xiàng)詳細(xì)調(diào)查和破譯出人體遺傳物質(zhì)的大約30億對(duì)基因堿基、編繪出人體的全部基因圖的計(jì)劃――奠定了基礎(chǔ)。六.微生物學(xué)的創(chuàng)立

現(xiàn)代微生物學(xué)的兩個(gè)奠基人，一個(gè)是巴斯德，另一個(gè)是德國微生物學(xué)家羅伯特?科赫巴斯德（1822－1895）法國微生物學(xué)家、化學(xué)家“機(jī)會(huì)只偏愛有準(zhǔn)備的頭腦。”創(chuàng)立了發(fā)酵的生物學(xué)理論發(fā)明打防疫針的免疫方法“巴氏消毒法”狂犬病疫苗

模糊數(shù)學(xué)

1965年美國控制論學(xué)者扎德(1921～)提出了處理這類問題的“模糊集合”的概念，開創(chuàng)了模糊數(shù)學(xué)的研究，標(biāo)志著模糊數(shù)學(xué)的誕生。第四節(jié)數(shù)學(xué)的重大進(jìn)步第五節(jié)系統(tǒng)科學(xué)的誕生與發(fā)展

8.1系統(tǒng)論的創(chuàng)立貝塔朗菲(1901～1971)1937年首次提出系統(tǒng)論的概念8.2系統(tǒng)論的發(fā)展比利時(shí)科學(xué)家普里戈金于1969年提出了耗散結(jié)構(gòu)理論德國科學(xué)家H．哈肯(1927～)于1976年提出協(xié)同論德國生物物理學(xué)家艾根(1927～)于1971年創(chuàng)立的超循環(huán)理論第六章高技術(shù)的崛起第一節(jié)信息技術(shù)的率先發(fā)展1.計(jì)算機(jī)技術(shù)2.光纖通訊技術(shù)一、計(jì)算機(jī)技術(shù)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展：第一階段：電子管（1946—1957）第二階段：晶體管（1958—1964）第三階段：集成電路（1965—1971）第四階段：大規(guī)模集成電路（1972—）CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造

CAD／CAM／CAICAI(計(jì)算機(jī)輔助教學(xué))AI(人工智能)奠定現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要人物和思想香儂是現(xiàn)代信息論的著名創(chuàng)始人。1938年，香農(nóng)在發(fā)表的論文中，首次用布爾代數(shù)進(jìn)行開關(guān)電路分析，并證明布爾代數(shù)的邏輯運(yùn)算，可以通過繼電器電路來實(shí)現(xiàn)。阿塔納索夫提出了計(jì)算機(jī)的三條原則：1）以二進(jìn)制的邏輯基礎(chǔ)來實(shí)現(xiàn)數(shù)字運(yùn)算，以保證精度；2）利用電子技術(shù)來實(shí)現(xiàn)控制，邏輯運(yùn)算和算術(shù)運(yùn)算，以保證計(jì)算速度；3）采用把計(jì)算功能和二進(jìn)制數(shù)更新存儲(chǔ)的功能相分離的結(jié)構(gòu)。ClaudeShannon阿塔納索夫和貝利發(fā)明ABC計(jì)算機(jī)

圖靈與圖靈機(jī)為紀(jì)念圖靈對(duì)計(jì)算機(jī)的貢獻(xiàn)，美國計(jì)算機(jī)博物館于1966年設(shè)立了“圖靈獎(jiǎng)”計(jì)算機(jī)是使用相應(yīng)的程序來完成任何設(shè)定好的任務(wù)。圖靈機(jī)是一種思想模型，它由三部分組成：一個(gè)控制器，一條可以無限延伸的帶子和一個(gè)在帶子上左右移動(dòng)的讀寫頭組成。計(jì)算機(jī)科學(xué)之父、人工智能之父馮·諾依曼計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)程序工作原理計(jì)算機(jī)的兩個(gè)基本能力：一是能夠存儲(chǔ)程序，二是能夠自動(dòng)地執(zhí)行程序。計(jì)算機(jī)是利用“存儲(chǔ)器”（內(nèi)存）來存放所要執(zhí)行的程序的，而稱之為CPU的部件可以依次從存儲(chǔ)器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成全部指令任務(wù)為止。JohnvonNeumann馮諾依曼1949EDSACENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandComputer）埃尼阿克。1946年2月二、光纖通訊技術(shù)金屬導(dǎo)線同軸電纜金屬波導(dǎo)大氣、光纖光通信的定義：以光波作為載波進(jìn)行信息的傳輸方式。發(fā)送機(jī)接收機(jī)信道載波：射頻波微波毫米波光波信道：光通信自古就有：烽火、手旗、信號(hào)彈、紅綠燈通信系統(tǒng)框圖第二節(jié)新材料的研究與開發(fā)

1.信息功能材料半導(dǎo)體材料光電子材料2.能源功能材料超導(dǎo)材料磁性材料貯能材料燃料電池3.納米材料科學(xué)技術(shù)一、信息時(shí)代的信息功能材料仍是最活躍的領(lǐng)域信息功能材料是指信息獲取、傳輸、轉(zhuǎn)換、存儲(chǔ)、顯示或控制所需材料。半導(dǎo)體材料

導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體與絕緣體之間的物質(zhì)1947年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明半導(dǎo)體點(diǎn)接觸式晶體管，從而開創(chuàng)了人類的硅文明時(shí)代。(1)以硅為基礎(chǔ)的微電子技術(shù)仍將占十分重要位置。Si(2)第二代半導(dǎo)體材料是Ⅲ-Ⅴ族化合物砷化鎵GaAs電子遷移率是Si的6倍（高速），禁帶寬（高溫）廣泛用于高速、高頻、大功率、低噪音、耐高溫、抗輻射器件。GaAs用于集成電路其處理容量大100倍，能力強(qiáng)10倍，抗輻射能力強(qiáng)2個(gè)量級(jí)，是攜帶電話的主要材料。InP的性能比GaAs性能更優(yōu)越，用于光纖通訊、微波、毫米波器件。（3）第三代半導(dǎo)體材料是禁帶更寬的SiC、GaN及金剛石。

LED發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的，其核心是PN結(jié)。光電子材料（1）激光材料（20世紀(jì)60年代初）激光：高亮度、單色、高方向性紅寶石（Cr+++:Al2O3（2）非線性光學(xué)晶體（變頻晶體）KDP（磷酸二氫鉀）、KTP（磷酸鈦氫鉀）LBO（三硼酸鋰）…（3）紅外探測(cè)材料（軍用為主）HgCdTe、InSb、CdZnTe、CdTe（4）半導(dǎo)體光電子材料（5）顯示材料-發(fā)光二級(jí)管（LED）液晶顯示(LCD)材料(1968年發(fā)明)為21世紀(jì)上半葉主要顯示材料LED發(fā)光材料及可見光區(qū)

(6)光纖與光纜材料(網(wǎng)絡(luò))利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具.一條光纖帶寬所容納信息量相當(dāng)于全世界無線電帶寬的1000倍.(25Tbpsvs25Gbps)

高錕2009（7）記錄材料

21世紀(jì)是以信息存儲(chǔ)為核心的計(jì)算機(jī)時(shí)代。磁記錄在21世紀(jì)初仍有很強(qiáng)的生命力，通過垂直磁記錄技術(shù)和納米單磁疇技術(shù)，再加先進(jìn)磁頭（如巨磁電阻）（GMR）的采用，有可能使每平方英寸的密度達(dá)100GB，所用介質(zhì)為氧化物磁粉（γ-Fe2O3及加Co-γ-Fe2O3、CrO2)，金屬磁粉或鋇鐵氧體粉。磁光記錄：與磁記錄不同之處在于記錄傳感元件是光頭而不是磁頭。磁光盤的介質(zhì)主要是稀土-過渡族金屬，如TbFeCo、GdTbFe、NdFeCo，最新的是Pb/Co多層調(diào)制膜或Bi石榴石薄膜。磁光盤的特點(diǎn)在于可重寫，可交換介質(zhì)。（8）敏感材料

1.

計(jì)算機(jī)的控制靈敏度與精確度有賴于敏感材料的靈敏度與穩(wěn)定性。

2.敏感材料種類繁多，涉及半導(dǎo)體材料、功能陶瓷、高分子、生物酶與核酸鏈（DNA）等。二、能源功能材料

超導(dǎo)材料1.低溫（液氦溫度）2.高溫（液氮溫度）超導(dǎo)已發(fā)現(xiàn)30多種3.YBaCuO，Je≥105A/cm2（薄膜,塊體）4.(Bi,Pb)SrCaCuO(B12223/Ag)帶絲線材生產(chǎn)穩(wěn)定磁性材料

1.

硅鋼片是最重量要的軟磁材料2.鐵基非晶態(tài)合金有明顯優(yōu)越性特別用于：電焊機(jī)，節(jié)能，體積小作為結(jié)構(gòu)材料：耐磨（作磁頭），耐蝕（代不銹鋼）

貯能材料（貯氫與高能電池）

電網(wǎng)調(diào)峰與環(huán)保的需要，信息電子工業(yè)所必須，與太陽能配套。

太陽能發(fā)電電解水－氫－貯氫電－蓄電池

也是機(jī)械能動(dòng)力源

貯氫材料：金屬間化物貯氫基本成熟,但用于汽車燃料存在比重大，易中毒和價(jià)格問題。

幾種金屬間化物貯氫材料

納米碳管是最近發(fā)現(xiàn)的貯氫材料，正在研究開發(fā)中。（三）納米材料

關(guān)于納米的基本概念納米是英文nanometre的音譯.納米源自拉丁語“NANO”,意為“矮小”.納米是一種物理度量定位,是一長(zhǎng)度單位.1納米(1nm)=10-9m.第三節(jié)核能的開發(fā)和應(yīng)用1.核能開發(fā)的歷史進(jìn)程2.核能與核能利用3.我國的核能事業(yè)一次能源和二次能源一次能源：太陽能、風(fēng)能、水能、海洋能、地?zé)崮堋⒑四艿?。石油、煤、天然氣等礦物質(zhì)都是由古生物所蓄積的太陽能，也屬于一次能源。二次能源：液化氣、煤氣、焦炭、電能、蒸汽等。自然界中本來就有的各種形式的能源稱為一次能源。凡是于一次能源經(jīng)過轉(zhuǎn)化或加工制造而產(chǎn)生的能源稱為二次能源。再生能源:非再生能源

凡是可以不斷得到補(bǔ)充或能在較短周期內(nèi)再產(chǎn)生的能源稱為再生能源

凡是不可