1、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和技术革命v近代科学技术近代科学技术(Neoteric Science and Technology)与现代科学与现代科学技术技术(Modern Science and Technology)的划分的划分,是相对而言的是相对而言的,没有绝对分明的界线。没有绝对分明的界线。“Mo
2、dern”一词亦可译为一词亦可译为“近代近代”。v科学技术史的近代和现代科学技术史的近代和现代,跟社会史的近代和现代划分并不跟社会史的近代和现代划分并不完全一样完全一样,而且中国近代史、现代史的分期同世界近代史、而且中国近代史、现代史的分期同世界近代史、现代史也不相同。现代史也不相同。v恩格斯把哥白尼的天文学革命作为恩格斯把哥白尼的天文学革命作为“现代自然科学现代自然科学”的起点的起点,主要是将实验的、理论的、并得到系统全面发展的主要是将实验的、理论的、并得到系统全面发展的“科学的科学的自然科学自然科学”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。v现在人们通常将现在人
3、们通常将2020世纪科学技术看成现代科学技世纪科学技术看成现代科学技术术, ,其缘由在于以其缘由在于以2020世纪初相对论和量子力学为世纪初相对论和量子力学为代表的物理学代表的物理学, ,与牛顿经典物理学在科学观念与与牛顿经典物理学在科学观念与规范规范(paradigm)上的本质区别上的本质区别, ,由此作为近代科学由此作为近代科学与现代科学的分期。因此与现代科学的分期。因此, ,广义上的现代科学技广义上的现代科学技术术起始于起始于1919世纪末世纪末2020世纪初世纪初, ,即近代以来第三次即近代以来第三次科学革命和技术革命。科学革命和技术革命。v2020世纪中叶世纪中叶, ,分子生物学、系
4、统论、控制论和信分子生物学、系统论、控制论和信息论的产生与发展息论的产生与发展, ,导致自然科学由物理科学单导致自然科学由物理科学单一学科主导向生命科学、信息科学、系统科学与一学科主导向生命科学、信息科学、系统科学与物质科学等全面变革物质科学等全面变革, ,而而7070年代初基因技术、信年代初基因技术、信息技术为主导的高技术也区别于以往的传统技术。息技术为主导的高技术也区别于以往的传统技术。因此因此, ,严格说来严格说来, ,狭义的现代科学与现代技术狭义的现代科学与现代技术主要主要指指2020世纪后半叶以来的科学技术。世纪后半叶以来的科学技术。v第一次科学革命(15431755)v第一次科学革
5、命的特点v第一次技术革命(17331823)v第一次技术革命的特点 第一次科学革命(15431755)v1543,1543,哥白尼哥白尼(Copernicus,Nicholaaus 1473-1543)(Copernicus,Nicholaaus 1473-1543)天体天体运行论运行论, ,维萨留斯维萨留斯(Vesalius,Audreas 1514-54)(Vesalius,Audreas 1514-54)人体构人体构造造v1576,1576,第谷第谷布拉埃布拉埃(Tycho,Brahe 1546-1601)(Tycho,Brahe 1546-1601)建立天文观测建立天文观测站站, ,系
6、统进行天体观测系统进行天体观测v15831583、1590,1590,伽利略伽利略(Galilei,Galileo 1564-1642)(Galilei,Galileo 1564-1642)先后发先后发现摆的等时性和落体定律现摆的等时性和落体定律( (论运动论运动),),晚年在幽禁中完成晚年在幽禁中完成两大两大“对话对话”: :天文对话天文对话( (即即16321632年的年的关于托勒密和关于托勒密和吾哥白尼两大世界体系的对话吾哥白尼两大世界体系的对话) )、力学对话力学对话( (即即16381638年的年的关于力学以及地上运动的两个新科学中的对话和数关于力学以及地上运动的两个新科学中的对话和
7、数学证明学证明v1599,1599,开普勒开普勒(Kepler,Johannes 1571-1630)(Kepler,Johannes 1571-1630)作为第谷助手作为第谷助手开始研究火星运行开始研究火星运行, ,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)心血运动论心血运动论阐述了血液循环原阐述了血液循环原理理v16691669、1680,1680,牛顿牛顿(Newton,Sir Isaac 1642-1727)(Newton,Sir Isaac 1642-1727)、莱布尼、莱布尼兹兹(Leibn
8、iz,G.W,Freiberr von 1646-1716)(Leibniz,G.W,Freiberr von 1646-1716)先后各自独立先后各自独立创立微积分创立微积分(1686(1686发明积分发明积分) )v1687,1687,牛顿牛顿自然哲学的数学原理自然哲学的数学原理载有万有引力定律和运载有万有引力定律和运动三定律动三定律, ,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,贝努利贝努利流体力学流体力学v1743,1743,达朗贝尔达朗贝尔力学原理力学原理v1744,1744,莫泊图莫泊图自然规律的一致性自然规律的一致性、欧勒、欧勒求极
9、大极小的求极大极小的方法方法均提出最小作用原理均提出最小作用原理v1748,1748,欧勒欧勒无限解析概论无限解析概论, ,从数学上完善了经典力学从数学上完善了经典力学, ,发发展为分析力学展为分析力学, ,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v第谷第谷布拉赫是丹麦天文学家，布拉赫是丹麦天文学家，他用肉他用肉眼观测行星运动，比以前的观眼观测行星运动，比以前的观测几乎测几乎准确了准确了20倍。而后，他的助手倍。而后，他的助手约翰尼约翰尼斯斯开普勒采用他对火星的观测资料，开普勒采用他对火星的观测资料，推导出了几个关于行星运动的定理。推导出了几个关于行星运动的定理。他反对哥白
10、尼的日心说，并努力发展他反对哥白尼的日心说，并努力发展他自己的观点，即所有其它行星都围他自己的观点，即所有其它行星都围绕太阳运行，而这一体系的全部天体绕太阳运行，而这一体系的全部天体都围绕地球运转。都围绕地球运转。 v16421642年年, ,伟大的伽利略逝世而伟大的伽利略逝世而诞生了伟大的牛顿诞生了伟大的牛顿v16691669年年, ,牛顿牛顿(Newton,Sir (Newton,Sir Isaac 1642-1727) Isaac 1642-1727) 创立微积创立微积分分(1686(1686发明积分发明积分) )v16871687年年, ,牛顿牛顿自然哲学的数自然哲学的数学原理学原理载
11、有万有引力定律载有万有引力定律和运动三定律和运动三定律, ,完成了自然科完成了自然科学理论上的第一次大综合学理论上的第一次大综合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第一次科学革命从哥白尼革命到牛顿力学体系的系的完善完善 , ,长长达两个多世纪。其特点是达两个多世纪。其特点是:v近代科学作为一种革命力量近代科学作为一种革命力量, ,在血与火的洗礼中在血与火的洗礼中走上历史舞台走上历史舞台, ,争得了崇高的社会地位。争得了崇高的社会地位。日心说日心说一问世就被禁止、布鲁诺被火焚、伽利略被监禁一问世就被禁止、布鲁诺被火焚、伽利略被监禁, ,表明近代自然
12、科学是在同反动封建教会和宗教神表明近代自然科学是在同反动封建教会和宗教神学的斗争中诞生的学的斗争中诞生的,16,16世纪文艺复兴运动和宗教世纪文艺复兴运动和宗教改革所确立的新教精神为科学和资本主义发展提改革所确立的新教精神为科学和资本主义发展提供了社会土壤供了社会土壤, ,而科学又成为新兴资产阶级反封而科学又成为新兴资产阶级反封建的革命力量建的革命力量, ,科学精神成为支撑资本主义社会科学精神成为支撑资本主义社会的强大精神力量的强大精神力量v中世纪异端裁判的酷烈程度是中世纪异端裁判的酷烈程度是惊人的惊人的,以最严重的西班牙为例，以最严重的西班牙为例，据统计据统计,从从1483年以后年以后300
13、多年多年的时间里的时间里,被判处的异端分子达被判处的异端分子达38万多人万多人,被火刑处死者达被火刑处死者达10万万余人！余人！v1600年年2月月17日日,比哥白尼更坚比哥白尼更坚定的乔尔达诺定的乔尔达诺布鲁诺布鲁诺(1548-1600)在罗马花卉广场被宗教裁在罗马花卉广场被宗教裁判所处以火刑判所处以火刑v1616年年，被传唤到罗马的宗教，被传唤到罗马的宗教裁判所。宗教裁判所谴责了哥裁判所。宗教裁判所谴责了哥白尼的学说，并责令伽利略保白尼的学说，并责令伽利略保持沉默。持沉默。1632年年，伽利略发表，伽利略发表两种世界观的对话两种世界观的对话一书，一书，被教会认为违反了被教会认为违反了161
14、6年的禁年的禁令。伽利略被召到罗马囚禁了令。伽利略被召到罗马囚禁了几个月，受到缺席审判，遭到几个月，受到缺席审判，遭到苦刑和恐吓，并被迫当众跪着苦刑和恐吓，并被迫当众跪着表示表示“公开放弃、诅咒和痛恨公开放弃、诅咒和痛恨地动学说的错误和异端地动学说的错误和异端”，最，最后被判处终身监禁，他的书也后被判处终身监禁，他的书也被列为禁书。被列为禁书。1983年年，罗马教，罗马教廷正式承认，廷正式承认，350年前宗教裁判年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的。所对伽利略的审判是错误的。v近代科学作为一种实验科学近代科学作为一种实验科学,在实验与理性认识的在实验与理性认识的基础上实现科学理论体系的第一次变
15、革。基础上实现科学理论体系的第一次变革。望远镜、望远镜、温度计、气压计和显微镜等仪器设备的发明与改温度计、气压计和显微镜等仪器设备的发明与改失失,为自然科学研究提供了有效的实验技术手段为自然科学研究提供了有效的实验技术手段;弗朗西斯弗朗西斯培根培根(1562-1626)的的新工具新工具(1620)和和笛卡儿笛卡儿(1596-1650)的的方法论方法论(1637)为科学探为科学探求真理提供了科学方法论原则。求真理提供了科学方法论原则。v近代科学作为一种社会建制近代科学作为一种社会建制,率先在欧洲国家确立率先在欧洲国家确立起来起来,开创了科学社会化的发展道路。开创了科学社会化的发展道路。意大利佛罗
16、意大利佛罗伦萨科学社伦萨科学社(1657)、英国皇家学会、英国皇家学会(1662)、法国皇、法国皇家科学院家科学院(1666)和德国柏林科学院和德国柏林科学院(1700)等科学组等科学组织纷纷相继建立织纷纷相继建立,使科学活动成为有组织的、独立使科学活动成为有组织的、独立的社会职业和崇高事业。的社会职业和崇高事业。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业革命的导火线与先导技术, ,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v1738,1
17、738,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, ,综合了珍妮机和综合了珍妮机和水力织机水力织机) )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: :“1738“1738年年,
18、,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世纪的世纪的产业革命就由此开始了。产业革命就由此开始了。”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向高潮。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v1765-1
19、7821765-1782年年, ,瓦特瓦特(Watt,James 1736-1819)(Watt,James 1736-1819)在前人发明在前人发明的基础上的基础上, ,对用于矿井抽水的蒸汽机进行了一系列改革与对用于矿井抽水的蒸汽机进行了一系列改革与创新创新, ,在蒸汽机上加了一个冷凝器在蒸汽机上加了一个冷凝器, ,完成了普遍用作工业完成了普遍用作工业动力机的高效率的往复式蒸汽机动力机的高效率的往复式蒸汽机, , 成为一项划时代的发成为一项划时代的发明。其最大功绩之一是减少燃料消耗明。其最大功绩之一是减少燃料消耗, ,显著提高了热效率。显著提高了热效率。每小时每一马力的耗煤量每小时每一马力的
20、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。”v詹姆斯詹姆斯瓦特之墓瓦特之墓v瓦特塑像瓦特塑像v第一次工业革命第一次工业革命第一次技术革命中蒸汽机的发明和第一次技术革命中蒸汽机的发明和应用应用, ,引起机器制引起机器制造和相关技术领域的重大发明与变革造和相关技术领域的重大发明与变革, ,从而迅速从而迅速从从纺织领域扩散到其他纺织领域扩散到其他领域领域, ,其中其中1919世纪初世纪初蒸汽动力蒸汽动力运输工具的
21、发明与实用化最为突出运输工具的发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,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,“旅行旅行”号号( (英英) )火车在斯托克顿和达林顿之火车在斯托克顿和达林顿之间第一条公用铁路间第一条公用铁路(25(25公里公里) )行驶行驶蒸汽动力运
22、输技术为英国的这次技术革命和产业革蒸汽动力运输技术为英国的这次技术革命和产业革命命, ,扩展到大西洋两岸的欧洲大陆和美洲大陆创造扩展到大西洋两岸的欧洲大陆和美洲大陆创造了条件了条件, ,促进了发达资本主义社会的形成。促进了发达资本主义社会的形成。v这次技术革命形成了以纺织技术为先导、以蒸汽动力技术这次技术革命形成了以纺织技术为先导、以蒸汽动力技术为主导的技术为主导的技术体系体系, ,在微观上出现了工厂普遍采用的由工作在微观上出现了工厂普遍采用的由工作机机- -传动机构传动机构- -动力机三环节构成的机器体系动力机三环节构成的机器体系, ,这导致一种新这导致一种新的普适性技术规范建的普适性技术规
23、范建, ,使这场革命从纺织领域扩散到机械、使这场革命从纺织领域扩散到机械、冶金、运输等领域冶金、运输等领域, ,从英国传播、转移到欧洲大陆和北美洲。从英国传播、转移到欧洲大陆和北美洲。v这次技术革命是以第一次科学革命中的牛顿力学为基础的这次技术革命是以第一次科学革命中的牛顿力学为基础的, ,在长达在长达200200多年的力学革命似乎没有引起技术上重大变革多年的力学革命似乎没有引起技术上重大变革, ,但毕竟在牛顿力学完善并向应用力学发展的时代但毕竟在牛顿力学完善并向应用力学发展的时代, ,把技术革把技术革命和产业革命召唤起来了命和产业革命召唤起来了, ,而且造就了科学与技术之间的新而且造就了科学
24、与技术之间的新型关系。型关系。v这次技术革命直接导致产业革命这次技术革命直接导致产业革命, ,前者超前后者不多前者超前后者不多, ,二者二者几乎同步发生几乎同步发生, ,但二者既相联系又相区别但二者既相联系又相区别, ,前者是技术体系前者是技术体系的根本变革的根本变革, ,后者则是生产体系与产业结构的变革后者则是生产体系与产业结构的变革, ,不仅包不仅包含生产力的革命含生产力的革命, ,而且包含生产关系的革命。而且包含生产关系的革命。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n第二次技术革命第二次技术革命(18231902)n第二次技术革命的特
25、点第二次技术革命的特点第二次科学革命第二次科学革命(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,康德康德宇宙发展史概论宇宙发展史概论提出了星云说提出了星云说v1796,1796,拉普拉斯拉普拉斯宇宙体系论宇宙体系论进一步完善了天体演化说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,
26、赖尔赖尔地质学原理地质学原理提出地质渐变论提出地质渐变论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,施莱顿和施旺分别提出植物、动物的施莱顿和施旺分别提出植物、动物的细胞学学说细胞学学说v1824,1824,卡诺发表卡诺发表关于火的动力及产生该动力的机关于火的动力及产生该动力的机器之研究器之研究, ,提出卡诺循环提出卡诺循环v1842,1842,罗伯特罗伯特迈尔迈尔论无机自然界的力论无机自然界的力最先发现最先发现能量守恒定律能量守恒定律v1843,1843,焦尔测定热功当量焦尔测定热功当量, ,发现热力学第一定发
27、现热力学第一定律律,1847,1847,赫尔姆霍茨赫尔姆霍茨论力的守恒论力的守恒将该定律定将该定律定型型v18501850、1851,1851,克劳修斯、开尔芬分别提出热力学第克劳修斯、开尔芬分别提出热力学第二定律二定律v1854,1854,达尔文达尔文物种起源物种起源提出提出生物进化论生物进化论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,维勒、凯库勒、李比希先后建立有维勒、凯库勒、李比希先后建立有机化学、合成化学与农业化学机化学、合成化学与农业化学v1869,1869,门捷列夫发现元素周期律门捷列夫发现元素周
28、期律v1821,1821,安培建立电动力学基础安培建立电动力学基础, ,法拉弟建立电动机法拉弟建立电动机原理原理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,麦克斯韦从理论上建立了电磁场的基本方麦克斯韦从理论上建立了电磁场的基本方程式程式, ,并预见了电磁波的存在并预见了电磁波的存在(1888,(1888,赫兹用实验赫兹用实验证明证明),),后来又推断光和热都属于电磁波后来又推断光和热都属于电磁波, ,这样便这样便形成完整的的电磁理论形成完整的的电磁理论, ,完成
29、了近代自然科学理完成了近代自然科学理论上的第二次大综合论上的第二次大综合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v这次科学革命是自然科学的全面变革。这次科学革命是自然科学的全面变革。从从1818世纪中叶到世纪中叶到1919世纪末的一个半世纪中世纪末的一个半世纪中, ,以星云说为开端的又一次天文学革以星云说为开端的又一次天文学革命命, ,引发地质学、生物学、化学、热力学、电动力学及电磁引发地质学、生物学、化学、热力学、电动力学及电磁学等各个学科领域的全面变革学等各个学科领域的全面变革, ,揭示了自然界的演化过程与揭示了自然界的演化过程与普遍联系普遍联系, ,构筑起自然科学知识
30、体系的宏伟大厦。构筑起自然科学知识体系的宏伟大厦。v这次科学革命同第一次技术革命相交织而同步进行。这次科学革命同第一次技术革命相交织而同步进行。化学、化学、热学的最初成果哺育了蒸汽动力技术热学的最初成果哺育了蒸汽动力技术, ,而蒸汽机提高热效率而蒸汽机提高热效率的需要的需要, ,又推动了热力学的发展又推动了热力学的发展, ,热力学成果再次诱发了内热力学成果再次诱发了内燃机的发明燃机的发明, ,并同电磁学、化学一起导致第二次技术革命的并同电磁学、化学一起导致第二次技术革命的到来。这样到来。这样, ,科学革命与技术革命形成新型的互动关系。科学革命与技术革命形成新型的互动关系。v这次科学革命席卷欧洲
31、大陆这次科学革命席卷欧洲大陆, ,扩大了科学的社会扩大了科学的社会影响。影响。它使世界科学中心继它使世界科学中心继1717世纪由意大利转世纪由意大利转移到英国后移到英国后, ,转移到法国与德国转移到法国与德国, ,重新回到欧洲重新回到欧洲大陆大陆, ,并同整个欧洲的哲学革命、民主革命和产并同整个欧洲的哲学革命、民主革命和产业革命一起构成欧洲社会的历史交响乐。业革命一起构成欧洲社会的历史交响乐。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
32、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.高斯、高斯、W.F.W.F.库克各自设计电报方案库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阿姆斯特朗制作水力发电机发电机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
33、,1890,1890,德国格雷斯海姆公司创建德国格雷斯海姆公司创建电解制碱法电解制碱法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,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,
34、 ,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vW.西门子西门子完成对电工技术革命具完成对电工技术革命具有转折点意义的发电机发明有转折点意义的发电机发明,建立建立第一条有轨电车系统第一条有轨电车系统,成立了对德成立了对德国发展有重大影响的西门子公司。国发展有重大影
35、响的西门子公司。v爱迪生爱迪生的大量发明中的两大划时代的大量发明中的两大划时代发明发明: 1879,爱迪生发明真空炭丝爱迪生发明真空炭丝灯灯,1881年建立火力发电站。年建立火力发电站。v由经验、规则性技术向以理论为基础的科学性由经验、规则性技术向以理论为基础的科学性技术转变。技术转变。比起上一次技术革命来，这一以电比起上一次技术革命来，这一以电工技术为标志的技术革命尽管仍然有着它自身工技术为标志的技术革命尽管仍然有着它自身的经验因素，但却在更大程度上是第二次自然的经验因素，但却在更大程度上是第二次自然科学革命超前发展的直接结果。这次科学革命科学革命超前发展的直接结果。这次科学革命大约历时一个
36、世纪，而超前第二次技术革命却大约历时一个世纪，而超前第二次技术革命却不到半个世纪。这表明科学对技术的作用加快不到半个世纪。这表明科学对技术的作用加快了、加强了。就作为先导和主导技术的电气技了、加强了。就作为先导和主导技术的电气技术和无线电技术来说，它们主要依赖于电磁感术和无线电技术来说，它们主要依赖于电磁感应现象的发现和电磁学基本规律的确立。应现象的发现和电磁学基本规律的确立。v形成以电工技术为主导的各种技术全面变革的新形成以电工技术为主导的各种技术全面变革的新技术体系。技术体系。其主导技术是电力技术和电报、电话其主导技术是电力技术和电报、电话及无线电通信及无线电通信技术技术, ,其他重大技术
37、变革包括内燃机其他重大技术变革包括内燃机技术及新交通工具技术、钢铁冶金技术、化工技技术及新交通工具技术、钢铁冶金技术、化工技术术, ,为为2020世纪技术革命奠立了坚实的基础。世纪技术革命奠立了坚实的基础。v产生了产生了“科学家工程师企业家科学家工程师企业家”风格的集成风格的集成式转化型人才。式转化型人才。如西门子如西门子( (德德) )、克虏伯、克虏伯( (德德) )、蔡、蔡斯斯( (德德) )、爱迪生、爱迪生( (美美) )、贝尔、贝尔( (美美) )和马可尼和马可尼( (英、意英、意) )等。他们与等。他们与1717世纪帕斯卡世纪帕斯卡( (法法) )、笛卡儿、笛卡儿( (法法) )和莱
38、和莱布尼兹布尼兹( (德德) )等人那种等人那种“科学家数学家哲学家科学家数学家哲学家”复合型人才风格显著不同复合型人才风格显著不同, ,反映出反映出1919世纪科学技术世纪科学技术与经济日趋密切结合的时代新特征。与经济日趋密切结合的时代新特征。v这是一次席卷欧洲和北美大陆、震撼世界的技术这是一次席卷欧洲和北美大陆、震撼世界的技术革命。革命。在这一时期，法国和德国主要是在本国科在这一时期，法国和德国主要是在本国科学兴隆的基础上完成第一次革命，而超过英国，学兴隆的基础上完成第一次革命，而超过英国，并进而实现第二次技术革命的。美国则主要是利并进而实现第二次技术革命的。美国则主要是利用欧洲和本国的科
39、学成果，在完成两次技术革命用欧洲和本国的科学成果，在完成两次技术革命中形成本国的技术兴隆，进而成为下一时期的世中形成本国的技术兴隆，进而成为下一时期的世界科学中心。这些国家在电工技术革命的基础上，界科学中心。这些国家在电工技术革命的基础上，又完成第二次又完成第二次产业革命（产业革命（1880-19401880-1940），出现电，出现电气工业、钢铁工业、汽车工业、化学工业等新兴气工业、钢铁工业、汽车工业、化学工业等新兴工业的大发展。工业的大发展。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
40、技术革命的特点第三次技术革命的特点第三次科学革命第三次科学革命 (18951953) 1919世纪末世纪末2020世纪世纪初以来，自然科学的最新初以来，自然科学的最新革命超过以往任何一次科学革命。革命超过以往任何一次科学革命。首先首先, ,物理学物理学三大实验发现，导致物理学的深重危机三大实验发现，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,贝贝克勒尔发现克勒尔发现放射性放射性( (铀矿铀矿););塞曼发现塞塞曼发现塞曼效应曼效应v1897,J.J.1897,J.J.汤姆逊发现阴极射线由汤姆逊发现阴极射线
41、由电子电子组成组成, , 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 接着接着, ,以以19001900年普朗克的量子论为起点，在年普朗克的量子论为起点，在2020世世纪纪初掀起了一场划时代的物理学革命。初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 hv1901-1913,1901-1913,开尔芬开尔芬, , 长冈半太郎长冈半太郎, J.J., J.J.汤姆逊汤姆逊, ,卢瑟夫和玻卢瑟夫和玻尔先后建立尔先后建立原子结构模型
42、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,爱因斯坦提出光线在引力场弯曲理论爱因斯坦提出光线在引力场弯曲理论;1915,;1915,爱因斯坦爱因斯坦建立广义相对论建立广义相对论;1919;1919英国皇家学会艾丁顿在非洲南美日全英国皇家学会艾丁顿在非洲南美日全食观测到光线弯曲食观测到光线弯曲v1923,l.1923,l.德布罗意引入物质波概念德布罗意引入物质波概念,
43、 ,于于19241924年奠立波动力学年奠立波动力学基础基础, 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,海海森堡创立森堡创立量子力学量子力学, ,狄拉克提出量子力学基础方程狄拉克提出量子力学基础方程式式, ,玻恩、约尔丹建立玻恩、约尔丹建立矩阵量子力学矩阵量子力学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, ,考考克饶夫特及沃尔顿发现原子核的人工嬗变克饶夫特及沃尔顿发现原子核的人工嬗变, ,海森海森堡建立堡建立原子核结构理论原子核结构理论v1935,1935,汤川秀树引入汤川秀树引入介子介子概
44、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v1 1克镭的放射能为克镭的放射能为170170卡卡/ /小时小时, ,按平均寿命按平均寿命23002300年年计计, ,其释放的全部能量
45、为其释放的全部能量为: : 170 17024243653652300=242300=241010 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按质能相当式按质能相当式E=mcE=mc尔格尔格(c=3(c=310cm/sec),110cm/sec),1克煤克煤的全部原子彻底裂变会产生的全部原子彻底裂变会产生2 21010卡卡, ,是通常燃是通常燃烧产能的烧产能的3030亿倍。亿倍。 在相对论的指引下在相对论的指引下, ,人们深入探测宇宙人们深入探测宇宙, ,提出提出各种宇宙天体起源与宇宙结构理论各种宇宙天体起源与宇宙结构理论, ,产生了宇宙学
46、。产生了宇宙学。v1895,1895,弗洛伊德弗洛伊德(Sigmund Freud)(Sigmund Freud)开创精神分析理论与方法开创精神分析理论与方法;1915,;1915,弗洛伊德发表弗洛伊德发表精神分析学精神分析学v1910,1910,魏格纳发表魏格纳发表海陆的起海陆的起源源, ,提出提出大陆漂移说大陆漂移说v1926,1926,摩尔根发表摩尔根发表基因论基因论, ,建立建立生物遗传的基因理论生物遗传的基因理论v这次科学革命主要是一场划时代的物理学革命这次科学革命主要是一场划时代的物理学革命, ,实实现了物理学史上第三次理论大现了物理学史上第三次理论大综合综合, ,建立起崭新的建立
47、起崭新的科学世界图景和思维方式。科学世界图景和思维方式。相对论、量子力学、相对论、量子力学、原子物理学、核物理学和宇宙学的原子物理学、核物理学和宇宙学的建立建立, ,改变了牛改变了牛顿经典物理学的绝对时空观顿经典物理学的绝对时空观, ,标志着现代物理学成标志着现代物理学成为新的先导学科。为新的先导学科。v这场科学革命使人类认识伸向微观和宇观这场科学革命使人类认识伸向微观和宇观两极两极, ,是是科学认识史上的伟大科学认识史上的伟大变革变革, ,揭示出对物质和宇宙的揭示出对物质和宇宙的认识是不可穷尽的。认识是不可穷尽的。它它使人类的认识深入到原子使人类的认识深入到原子内部与宇宙深处，从宏观向微观和
48、宇观两极内部与宇宙深处，从宏观向微观和宇观两极延伸延伸, ,再次证明物质的可分性和宇宙是演化的再次证明物质的可分性和宇宙是演化的, ,标志着人标志着人类对自然的认识产生了一次巨大的飞跃。类对自然的认识产生了一次巨大的飞跃。v这场科学革命对技术发展和社会生活产生了极其这场科学革命对技术发展和社会生活产生了极其深远的影响。深远的影响。它不仅有着深刻的内在逻辑必然性，它不仅有着深刻的内在逻辑必然性，而且有着深厚的技术实践基础；不仅以先行的第而且有着深厚的技术实践基础；不仅以先行的第二次技术革命为前提，而且与迭次继起的第三次二次技术革命为前提，而且与迭次继起的第三次技术革命相交织。总之，它们依然是在科
49、学内在技术革命相交织。总之，它们依然是在科学内在逻辑和社会技术需要的交叉点上生长起来的。逻辑和社会技术需要的交叉点上生长起来的。v这场科学革命和技术革命、产业革命的迭次发生这场科学革命和技术革命、产业革命的迭次发生与紧密结合与紧密结合, ,导致导致国家规模的大科学工程产生。国家规模的大科学工程产生。这这场科学革命使世界科学活动场科学革命使世界科学活动中心中心, ,从德国和欧洲转从德国和欧洲转移到美国。移到美国。以美国以美国2020世纪世纪4040年代年代原子弹研制的曼原子弹研制的曼哈顿计划为哈顿计划为起点起点, ,到到6060年代耗资年代耗资220220多亿美元、人多亿美元、人员达员达2525
50、万的阿波罗登月计划万的阿波罗登月计划, ,形成了科学、技术、形成了科学、技术、经济和军事密切结合的大科学组织结构与系统工经济和军事密切结合的大科学组织结构与系统工程程, ,是近代社会化科学建制的一次重大变革。是近代社会化科学建制的一次重大变革。v1905, ,爱因斯爱因斯坦在一年之内坦在一年之内发表了关于分发表了关于分子大小测定、子大小测定、布朗运动理论、布朗运动理论、狭义相对论狭义相对论、光量子说及质光量子说及质能相当式的五能相当式的五篇论文篇论文, ,改变改变了物理学面貌了物理学面貌v1911,1911,爱因斯坦爱因斯坦提出光线在引力场弯曲理论提出光线在引力场弯曲理论;1919;1919英
