《科學(xué)技術(shù)概論》課程的定位《科學(xué)技術(shù)概論》是為提高大學(xué)生科學(xué)技術(shù)素養(yǎng)而開設(shè)的公共選修課。通過本課程的學(xué)習(xí)，能使學(xué)生了解近代科技發(fā)展的歷程、現(xiàn)代自然科學(xué)的基本內(nèi)容、當(dāng)代高科技領(lǐng)域的發(fā)展?fàn)顩r以及科學(xué)技術(shù)發(fā)展與社會、經(jīng)濟和人類自身發(fā)展的相互影響，理解科學(xué)技術(shù)及其發(fā)展進程所蘊涵的科學(xué)思想、科學(xué)精神以及科學(xué)技術(shù)的社會功能，進而提高學(xué)生的科技素養(yǎng)?！犊茖W(xué)技術(shù)概論》學(xué)習(xí)重點掌握基本概念：如科學(xué)、技術(shù)、科學(xué)中心、當(dāng)代高技術(shù)等。熟悉重要科學(xué)與技術(shù)事件：如近代科學(xué)的突破、牛頓及其萬有引力定律、達爾文及其生命起源學(xué)說等。分析和理解科技發(fā)展歷程及其與社會、經(jīng)濟和人類自身發(fā)展的關(guān)系：近代科技發(fā)展的背景、環(huán)境問題與可持續(xù)發(fā)展理論等。如何學(xué)習(xí)《科學(xué)技術(shù)概論》？宏觀上，把握科技發(fā)展不同階段的特征：近代、現(xiàn)代、當(dāng)代、未來。中觀上，熟悉主要學(xué)科發(fā)展的進程：天文學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)、生命科學(xué)、信息與計算機科學(xué)、納米技術(shù)、地學(xué)與環(huán)境科學(xué)等。微觀上，掌握重要科技事件和主要科技概念。教材：胡顯章、曾國屏主編，科學(xué)技術(shù)概論（面向21世紀(jì)課程教材），高等教育出版社，1998?？茖W(xué)技術(shù)概論導(dǎo)論近代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)及其發(fā)展當(dāng)代科學(xué)技術(shù)及其發(fā)展科學(xué)技術(shù)與社會導(dǎo)論1、科學(xué)（Science）與技術(shù)（Technology）的概念及其相互關(guān)系（Relationship）；2、我國古代的科技成果（數(shù)學(xué)、天文、地學(xué)、農(nóng)學(xué)、醫(yī)學(xué)）與科技發(fā)展?？茖W(xué)是指反映自然和社會發(fā)展規(guī)律的知識體系★科學(xué)發(fā)展脈絡(luò)1）1543，哥白尼，《天體運行論》，標(biāo)志著自然科學(xué)開始從神學(xué)的束縛中走出來。2）1687，牛頓，《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，科學(xué)的主要成就是力學(xué)，并形成機械自然觀：----18世紀(jì)，法國拉普拉斯的機械決定論，如果全能的智者能知道物體的“現(xiàn)在”，就能推知“過去”和預(yù)測“未來”；----用機械論解釋生命現(xiàn)象，如法國的笛卡爾“動物就是機械”，拉美利特“人是機械”；----用機械論解釋社會現(xiàn)象，英國斯賓塞“社會靜力學(xué)”。▲科學(xué)與技術(shù)、科學(xué)與社會經(jīng)濟的聯(lián)系沒有體現(xiàn)出來。

3）19世紀(jì)，“科學(xué)新世紀(jì)”。---從天體演化到地質(zhì)演化、從數(shù)學(xué)到物理、從化學(xué)到生物學(xué)，天、地、生各領(lǐng)域展示了一個發(fā)展演化的宇宙，“發(fā)展演化”的觀念既帶給自然科學(xué)，也帶給了思想文化領(lǐng)域；---科學(xué)對新技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展、對生產(chǎn)力和經(jīng)濟發(fā)展的意義也逐步顯露?？茖W(xué)的大廈已經(jīng)建立？4）19世紀(jì)末20世紀(jì)初，完美的物理學(xué)大廈面臨著強烈的沖擊，“物理學(xué)危機”到物理學(xué)革命爆發(fā)，愛因斯坦的“相對論”、普朗克的“量子力學(xué)”、現(xiàn)代宇宙學(xué)；科學(xué)是指反映自然和社會發(fā)展規(guī)律的知識體系科學(xué)是指反映自然和社會發(fā)展規(guī)律的知識體系當(dāng)代科學(xué)的發(fā)展，使科學(xué)不僅是一種知識體系，也是一項基本的社會事業(yè)和一種社會發(fā)展過程。5)20世紀(jì)中葉以來，信息論、控制論、系統(tǒng)論、耗散結(jié)構(gòu)論、協(xié)同論等；DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型到克隆羊“多莉”的誕生；GMP……。6)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的反思：科學(xué)技術(shù)的哲學(xué)問題和科學(xué)技術(shù)的社會學(xué)問題。18世紀(jì)，英國鐘表匠約翰.凱伊發(fā)明飛梭；瓦特發(fā)明蒸汽機，這是近代史上第一次技術(shù)革命與產(chǎn)業(yè)革命。19世紀(jì)70年代，電動機和發(fā)電機問世；20世紀(jì)80年代，電力遠距離傳輸，內(nèi)燃機技術(shù)改進與應(yīng)用。這是近代史上第二次技術(shù)革命與產(chǎn)業(yè)革命。20世紀(jì)中葉以來，原子能、電子計算機和空間技術(shù)的發(fā)展，開始第三次技術(shù)革命（現(xiàn)代技術(shù)革命）；20世紀(jì)70年代以后，進入新技術(shù)革命，微電子信息技術(shù)、生物技術(shù)、材料、激光、遙感、海洋、人工智能、多媒體信息技術(shù)等以及可持續(xù)發(fā)展技術(shù)迅猛發(fā)展?？茖W(xué)與技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別自然科學(xué)表現(xiàn)為自然的系統(tǒng)化、理論化的知識，不是依賴于特定經(jīng)濟基礎(chǔ)之上的上層建筑，沒有階級性，沒有國界，沒有民族性。技術(shù)有自然和社會屬性。人們在運用技術(shù)來改變和控制自然的過程中，必須遵循自然規(guī)律，技術(shù)根本的內(nèi)在要素是科學(xué)知識，這是其自然屬性；人們?nèi)绾芜\用技術(shù)、用于何種目的卻受社會因素（經(jīng)濟、政治、軍事等需要）制約，這是其社會屬性?？茖W(xué)中心，是指這樣的國家和地區(qū)，其科學(xué)成果超過全世界的25%。科學(xué)興隆期（維持科學(xué)中心的時間）與“歐洲中心論”：---1540-1610，意大利，中心城市：佛羅倫薩、威尼斯、帕多瓦；---1660-1730，英，中心城市：倫敦；---1770-1830，法，中心城市：巴黎；---1870-1920，德，中心城市：柏林；---1920-，美，中心城市：新英格蘭、加利福尼亞。科學(xué)技術(shù)發(fā)展與社會生產(chǎn)力水平密切相關(guān)；其在時空上的不均勻性同社會生產(chǎn)力的不均勻性緊密相關(guān)。中國古代到底有沒有科學(xué)技術(shù)？英國科學(xué)家、科學(xué)史家李約瑟----《中國科學(xué)技術(shù)史》使中國古代科學(xué)技術(shù)昔日風(fēng)采重現(xiàn)；----論證說明，歷史上東亞文明尤其是中國古代文明曾遠遠領(lǐng)先于西方。“中國的這些發(fā)明和發(fā)現(xiàn)往往遠超過同時代的歐洲，特別是15世紀(jì)之前更是如此。”問題：15世紀(jì)之前，我們國家經(jīng)歷了那些朝代?中國古代科技數(shù)學(xué)----商朝，公元前14世紀(jì)，十進位制；----公元前2世紀(jì)，負數(shù)，西漢的《九章算術(shù)》是我國數(shù)學(xué)體系形成的標(biāo)志；----圓周率的計算：公元前3世紀(jì)劉徽算出為3.14159，已比希臘先進；公元5世紀(jì)初祖沖之推出為3.1415926~3.1415927之間，保持了千年的記錄；----求解高次方程根的近似法一直被稱為中國對數(shù)學(xué)的最有代表性的貢獻。公元7世紀(jì)，王孝通第一個實際解出了三次方程，比歐洲早600年。----《易經(jīng)》是二進制的前身，而二進制的“開與關(guān)”設(shè)計是現(xiàn)代計算機運行的基礎(chǔ)。天文----完成了一種有天極的赤道坐標(biāo)系；----提出了一種早期的無限宇宙概念，認為恒星是懸浮在空虛無物的空間中的實體；----發(fā)展了數(shù)值計算天文學(xué)和星表，比其他任何可與之媲美的著作的古代文明早兩個世紀(jì)；把赤道坐標(biāo)用于星表，并堅持使用2000年之久；----制作的天文學(xué)儀器一件比一件先進；發(fā)明了望遠鏡的前身——帶窺管的轉(zhuǎn)儀鐘；----連續(xù)正確記錄了月食、新星、彗星、太陽黑子等天文現(xiàn)象，持續(xù)時間比任何其他文明古國都長。中國古代科技農(nóng)學(xué)----春秋戰(zhàn)國時期：開始使用鐵農(nóng)具和牛耕并大量使用肥料；農(nóng)學(xué)著作《呂氏春秋》中《上農(nóng)》是中國保存下來的最早的農(nóng)業(yè)政策論文，《任地》、《辨土》、《審時》奠定了我國農(nóng)業(yè)精耕細作的理論基礎(chǔ)。----西漢農(nóng)學(xué)家氾勝之《氾勝之農(nóng)書》，總結(jié)一系列具體的耕作栽培技術(shù)措施。----魏晉南北朝賈思勰《齊民要術(shù)》是世界現(xiàn)存最早最完整的農(nóng)學(xué)著作。中國古代科技農(nóng)學(xué)----唐代陸羽《茶經(jīng)》是最早的茶學(xué)著作，中國是茶樹的原產(chǎn)地，是世界上最早飲用茶葉的國家。----宋朝秦觀著《蠶書》是中國保存下來最早的蠶桑業(yè)專著。----北宋陳旉的《陳旉農(nóng)書》是我國第一部關(guān)于南方稻區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)的農(nóng)書。----元代王楨著《農(nóng)書》是第一部兼論南北農(nóng)業(yè)技術(shù)的農(nóng)書。----明代徐光啟《農(nóng)政全書》是一部集中國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)之大成的總結(jié)性著作。中國古代科技醫(yī)學(xué)----《黃帝內(nèi)經(jīng)》是最早的醫(yī)學(xué)經(jīng)典，是醫(yī)學(xué)發(fā)展到兩漢之交的集大成之作，表現(xiàn)了兩千前中國古代醫(yī)學(xué)的博大精深。----《神農(nóng)本草經(jīng)》是中國最早的藥物學(xué)專著。----中國醫(yī)圣張仲景的《傷寒雜病論》是理、法、方、藥俱全的經(jīng)典著作。----神醫(yī)華佗使用“麻沸散”施行全身麻醉來進行外科手術(shù)。中國古代科技新中國成立的第二個月，中國科學(xué)院成立，800多名海外科學(xué)家回國。上世紀(jì)50年代中后期，“向科學(xué)進軍”，制定和實施第一個（1956~67）中長期科技發(fā)展規(guī)劃，我國科技體系基本框架初步形成；第二個（1963~72）科技發(fā)展中長期規(guī)劃，“兩彈一星”；1978年3月，全國科學(xué)大會召開，科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力；1985年《中共中央關(guān)于科技體制改革的決定》，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力；1995年5月，中共中央、國務(wù)院《關(guān)于加速科學(xué)技術(shù)進步的決定，實施科教興國戰(zhàn)略；21世紀(jì)，實施科教興國戰(zhàn)略和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。中國科技的迅速發(fā)展中外歷史年表時間中國世界7-8世紀(jì)618年唐朝建立，713-741年，開元盛世。伊斯蘭教興起、朝鮮半島統(tǒng)一、阿拉伯帝國強盛。10世紀(jì)960年北宋建立962年羅馬帝國建立11世紀(jì)1069年王安石變法歐洲十字軍東征13世紀(jì)1206年，成吉思汗統(tǒng)一蒙古；馬克·波羅來華。蒙古人西征歐洲，建立蒙古大帝國。14世紀(jì)1368年明朝建立。歐洲文藝復(fù)興、英法百年戰(zhàn)爭。近代科學(xué)技術(shù)近代自然科學(xué)的發(fā)展技術(shù)與產(chǎn)業(yè)革命背景14-15世紀(jì)的歐洲處于社會變革之中，面臨著新時代的到來。波及整個歐洲的文藝復(fù)興運動是一場思想文化解放運動，為近代自然科學(xué)的誕生創(chuàng)造了非常有利的文化氛圍。宗教改革運動（14、15世紀(jì)開始，在西歐和中歐）動搖了羅馬教會至高無上的權(quán)力，打破了教會的精神獨裁，為自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來創(chuàng)造了必要的社會前提。背景手工廠的產(chǎn)生促進了生產(chǎn)技術(shù)的改進、分工與協(xié)作。意大利航海家哥倫布發(fā)現(xiàn)美洲新大陸（1492），葡萄牙海員麥哲倫實現(xiàn)環(huán)球航行（1519-1522），遠航探險和地理大發(fā)現(xiàn)，促進了歐洲社會和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。中國、印度和阿拉伯等東方國家的科學(xué)技術(shù)的傳入推動了歐洲社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進步。培根：“三大發(fā)明”改變了整個世界事物的面貌和狀態(tài)，沒有一個帝國，沒有一個教派，沒有一個大人物對人類事務(wù)的影響，能像這三種發(fā)明那樣巨大和深遠。馬克思：“火藥、指南針、印刷術(shù)——這是預(yù)告資產(chǎn)階級社會到來的三大發(fā)明?；鹚幇羊T士階層炸得粉碎，指南針打開了世界市場并建立殖民地，而印刷術(shù)則變成新教的工具，總的來說變成科學(xué)復(fù)興的手段，變成了對精神發(fā)展創(chuàng)造前提的最大的杠桿?！北尘敖匀豢茖W(xué)的初步發(fā)展近代科學(xué)首先在天文學(xué)和醫(yī)學(xué)生理學(xué)兩大領(lǐng)域取得突破性勝利。1543年出版的哥白尼的《天體運行論》和維薩里的《人體的結(jié)構(gòu)》，成為近代自然科學(xué)革命的開端。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展天文學(xué)：一門古老的學(xué)科，研究廣闊空間中天體的位置、分布、運動、形態(tài)結(jié)構(gòu)、物理狀態(tài)、化學(xué)組成和演化規(guī)律。----古代天文學(xué)：有目的的天文記錄，如古埃及、古巴比倫、中國、古印度等。----古希臘天文學(xué)：注意研究行星的位置及其運動規(guī)律。柏拉圖，用幾何系統(tǒng)表示天體的運動，提出地球中心思想；亞里士多德，發(fā)展柏拉圖的思想；托勒密，對其系統(tǒng)化，形成“地心說”，即：地球處于宇宙的中心，靜止不動，太陽及其他行星圍繞著地球運行。地心說成為上帝創(chuàng)世說一個不可缺少的組成部分和教會權(quán)威的理論支柱。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展----波蘭天文學(xué)：哥白尼認為托勒密的體系存在嚴(yán)重缺陷，經(jīng)過數(shù)十年的觀察和研究，建立起以太陽為中心的宇宙體系--日心說，即：地球并非靜止不動，也不處于宇宙的中心，地球是一顆普通的行星，既有繞自轉(zhuǎn)軸的自轉(zhuǎn)，又與其他行星一起繞宇宙中心——太陽的旋轉(zhuǎn)。近代科學(xué)史上劃時代的大事：

①是科學(xué)天文學(xué)誕生的標(biāo)志：顛倒了占統(tǒng)治地位的日地關(guān)系，描述了太陽系的結(jié)構(gòu)，為天文學(xué)的進一步發(fā)展奠定基礎(chǔ)；②是近代科學(xué)誕生的標(biāo)志：推動力學(xué)研究的發(fā)展；③動搖了神學(xué)宇宙觀的支柱，成為自然科學(xué)從神學(xué)中解放出來的宣言書。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展醫(yī)學(xué)生理學(xué)：研究疾病產(chǎn)生、性質(zhì)和治療以及人體結(jié)構(gòu)和功能。----西方醫(yī)學(xué)的特點：對外科的研究和以解剖學(xué)為基礎(chǔ)?！镞_芬奇，為確定人體的正確比例和結(jié)構(gòu)，解剖尸體，曾畫出尸體解剖圖和心臟瓣膜圖，表述了血液循環(huán)的概念；★1543年，比利時醫(yī)生維薩里發(fā)表《人體的結(jié)構(gòu)》，確定男女肋骨數(shù)目相等，動搖天主教會的教條；★1553年，西班牙醫(yī)生塞爾維特，提出血液小循環(huán)理論；★英國醫(yī)生哈維提出血液大循環(huán)理論，1628年出版《心血循環(huán)運動論》，標(biāo)志著人體血液循環(huán)理論的建立。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展經(jīng)典力學(xué)1）天體力學(xué)：從力學(xué)角度研究天體運動和形狀的天文學(xué)分支學(xué)科。天文學(xué)家對兩個體系進行的長期爭論中：★第谷.布拉赫，用畢生精力觀測行星運動；★德國開普勒，繼續(xù)觀測并充分利用第谷.布拉赫的資料，確立行星運動三定律，為天體力學(xué)誕生提供堅實的基礎(chǔ)，被稱為“天空的立法者”：----第一定律，行星的運動軌道不是正圓形，而是橢圓形；太陽處于橢圓形焦點之一的位置上。----第二定律，行星繞日運動的距離和速度的不均勻變化是有規(guī)律的，行星和太陽連線掃過的面積與時間成正比?；虮硎鰹椋合嗤瑫r間內(nèi)，行星和太陽連線在任何地點掃過的面積相等。----第三定律，行星公轉(zhuǎn)周期的平方等于軌道半長軸的立方。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展經(jīng)典力學(xué)2）伽利略對科學(xué)的貢獻：--青年時代即對科學(xué)觀察和實驗發(fā)生濃厚興趣，1587年發(fā)現(xiàn)了一種測定固體重心的方法；--1609年，親手制作望遠鏡作天文觀測，發(fā)現(xiàn)地球是太陽系的一顆普通行星，1632年出版《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》，批判亞里士多德時代的自然哲學(xué)；--最主要貢獻之一是對地面物體運動研究，1638年出版《關(guān)于兩門自然科學(xué)的對話和數(shù)學(xué)證明》，為牛頓的進一步綜合奠定了基礎(chǔ)。3）經(jīng)典力學(xué)體系的建立，近代科學(xué)史上的第一次大綜合。牛頓在哥白尼、開普勒和伽利略的基礎(chǔ)上予以分析、綜合和概括，提出地面物體運動三大定律（自學(xué)三大定律）和萬有引力定律。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展萬有引力定律：----定義：任何兩個物體間都存在著相互作用的吸引力；引力的方向沿著兩個物體連線的方向，力的大小與兩個物體質(zhì)量乘積成正比，與兩個物體之間的距離的平方成反比。----意義：使天體運動和地面運動統(tǒng)一起來；實現(xiàn)了近代科學(xué)史上第一次重大綜合。其他學(xué)科：數(shù)學(xué)，16～18世紀(jì)是常量數(shù)學(xué)到變量數(shù)學(xué)的轉(zhuǎn)折時期。----17世紀(jì)上半葉，法國笛卡爾創(chuàng)立的解析幾何把代數(shù)同幾何學(xué)有機聯(lián)系在一起，推動了數(shù)學(xué)以至自然科學(xué)的發(fā)展。----17世紀(jì)上半葉，英國耐普爾發(fā)明對數(shù)，改進和簡化計算。----17世紀(jì)下半葉，牛頓和萊布尼茨各自獨立地創(chuàng)立微積分。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展其他學(xué)科：化學(xué)----近代化學(xué)的前身：煉丹術(shù)和煉金術(shù)；冶煉化學(xué)。----1661年，英國化學(xué)家玻意耳出版《懷疑派的化學(xué)》，將化學(xué)確定為獨立的學(xué)科，提出化學(xué)元素的定義。----對燃燒現(xiàn)象的正確認識是18世紀(jì)化學(xué)領(lǐng)域中的最重要進展，被稱為一場“化學(xué)革命”：燃素說；1777年，法國化學(xué)家拉瓦錫推翻燃素說提出燃燒的氧化學(xué)說，發(fā)表《化學(xué)綱要》并提出了包括33種元素的化學(xué)史上的第一張元素表。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展其他學(xué)科：物理學(xué)★光學(xué)：----開普勒，第一個對光現(xiàn)象進行系統(tǒng)研究，提出了光度學(xué)理論、研究了光的折射和透鏡成像；----17世紀(jì)初，荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳發(fā)現(xiàn)光的反射和折射定律；----牛頓進行日光分光實驗解釋了光的折射和反射；----惠更斯創(chuàng)立光波動說解釋光的折射、反射和衍射?！镫姶艑W(xué)----美國富蘭克林提出正電、負電及電荷守恒；----1785年法國物理學(xué)家?guī)靵鎏岢鰩靵龆桑?---1775~1800年間意大利伏打發(fā)明伏打電池。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展其他學(xué)科：生物學(xué)----胡克用自制的顯微鏡初步發(fā)現(xiàn)了細胞。----瑞典博物學(xué)家林耐，描述了1.8萬種植物；1735年出版名著《自然系統(tǒng)》，闡述他的分類原則和見解，把植物分為綱、目、屬、種。----生命起源：有生源說和無生源說；----生命個體形成：預(yù)成論和漸成論。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展科學(xué)方法----培根實驗歸納法，培根提出“知識就是力量”，他是歸納科學(xué)方法論的創(chuàng)始人，是整個現(xiàn)代實驗科學(xué)的始祖；----笛卡兒數(shù)學(xué)演繹法，強調(diào)數(shù)學(xué)方法是最主要的普通科學(xué)方法；----伽利略數(shù)學(xué)與實驗結(jié)合，“大自然這本書是用數(shù)學(xué)語言寫成的”；----牛頓論科學(xué)方法，《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》；先分析、后綜合。----形而上學(xué)的機械唯物主義，《動物是機器》、《人是機器》、《社會靜力學(xué)》。近代自然科學(xué)的初步發(fā)展背景：●產(chǎn)業(yè)革命時期。18世紀(jì)下半葉開始，生產(chǎn)或產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，既為自然科學(xué)發(fā)展提供新材料、新工具，又拓寬了研究領(lǐng)域。開始了科學(xué)和大工業(yè)緊密結(jié)合的新時期?！?9世紀(jì)末，科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系表現(xiàn)為：----技術(shù)實現(xiàn)早于理論揭示。生產(chǎn)問題的解決主要依靠經(jīng)驗和手藝，并沒有迫切地意識需要依靠自然科學(xué)成果。----理論沒有在技術(shù)上體現(xiàn)?？茖W(xué)理論的發(fā)現(xiàn)卻沒有在技術(shù)上實現(xiàn)。近代自然科學(xué)的全面發(fā)展恩格斯說：事實上，直到上一世紀(jì)（18世紀(jì)）末，自然科學(xué)知識主要是搜集材料的科學(xué)，關(guān)于既成事物的科學(xué)，但是在20世紀(jì)，自然科學(xué)本質(zhì)上是整理材料的科學(xué)，關(guān)于過程、關(guān)于這些事物的發(fā)生和發(fā)展以及關(guān)于把這些自然過程結(jié)合為一個偉大的整體的聯(lián)系的科學(xué)。從18世紀(jì)下半葉開始，自然科學(xué)由運用觀察、實驗、解剖等經(jīng)驗方法收集積累材料階段，進入到對所獲得的經(jīng)驗材料進行綜合整理并從理論上加以概括說明的階段。1）天文學(xué)----1755年，德國哲學(xué)家康德提出關(guān)于太陽系起源的星云假說，本質(zhì)上給形而上學(xué)的自然觀打開了一個缺口；----1796年，法國數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家拉普拉斯出版了《宇宙系統(tǒng)論》，獨立提出了更為完善、嚴(yán)密太陽系起源的星云假說；----康德（德國）-拉普拉斯（法國）星云假說，太陽系及其行星都有一個歷史演化過程，它們是由原始彌漫物質(zhì)星云逐漸凝聚而成的，不斷收縮的星云中心部分凝集成太陽，同一平面上環(huán)狀彌漫星云物質(zhì)收縮凝聚成行星。近代自然科學(xué)的全面發(fā)展·天地演化近代自然科學(xué)的全面發(fā)展·天地演化2）地質(zhì)學(xué)，18世紀(jì)開始成為獨立的科學(xué)，18世紀(jì)中期到19世紀(jì)中期被稱為地質(zhì)學(xué)的英雄時代。--威廉.史密斯，19世紀(jì)初取得顯著成就的地質(zhì)學(xué)家，稱“英國地質(zhì)學(xué)之父”，創(chuàng)立了生物地質(zhì)學(xué)，提出“化石組合”鑒定地層的層位和層序的方法為歷史地質(zhì)學(xué)奠定了牢固的基礎(chǔ)；繪制了第一批地質(zhì)圖和地質(zhì)剖面圖。--法國杰出動物學(xué)家、古生物學(xué)家居維葉研究了巴黎盆地沉積地層，在《論地球表面的運動》中提出災(zāi)變論，強調(diào)地質(zhì)過程的突變和飛躍，甚至提出神變說。--英國地質(zhì)學(xué)家賴爾受拉馬克的影響，在劃時代地質(zhì)學(xué)著作《地質(zhì)學(xué)原理》中提出“漸變論”，指出地殼變化是在漫長進程中內(nèi)力和外力長期作用而發(fā)生的。恩格斯說“賴爾才第一次把理性帶進了地質(zhì)學(xué)中”《地質(zhì)學(xué)原理》地殼變化—物種變化--《物種起源》★能量守恒定律與熱力學(xué)----能量守恒定律發(fā)現(xiàn)：10多位科學(xué)家工作，主要貢獻者有三：（1）1842年，德國醫(yī)生邁爾提出“力”轉(zhuǎn)化和守恒的概念；（2）英國業(yè)余物理學(xué)家焦耳，1841年提出焦耳定律，1843年首次發(fā)表用實驗測定的熱功當(dāng)量值；1847年用其他測得新的熱功當(dāng)量值。（3）德國醫(yī)生和生理學(xué)家亥姆霍茨1847年發(fā)表小冊子《論活力守恒》，全面闡述能量守恒定律及其普遍意義并被科學(xué)界接受。意義：19世紀(jì)40年代建立的能量守恒定律，實現(xiàn)牛頓力學(xué)以后科學(xué)發(fā)展的第二次大綜合；是物理學(xué)的重大事件，也是整個科學(xué)史上的重大事件；它揭示機械能、熱能、電能和生物能等都是相互聯(lián)系，并可相互轉(zhuǎn)化的。近代自然科學(xué)的全面發(fā)展·物理學(xué)近代自然科學(xué)的全面發(fā)展·物理學(xué)★能量守恒定律與熱力學(xué)----熱力學(xué)：能量守恒定律在熱力學(xué)上的應(yīng)用。（1）克勞修斯、湯姆孫，熱力學(xué)第一定律，不可能制造出永動機。（2）1850年，克勞修斯分析卡諾熱機理論，提出熱力學(xué)第二定律，即熱不可能自發(fā)地從較熱物體轉(zhuǎn)移至較冷物體；1865年，他提出“熵”的概念，將第二定律表述為：孤立系統(tǒng)的熵總是會自發(fā)地趨于極大，揭示了自然界過程的不可逆性；兩年后，闡述著名的“熱寂說”，即宇宙發(fā)展到最終將達到一個永恒的死寂狀態(tài)。（3）熱力學(xué)與熱機：1862年，法國工程師德羅夏提出內(nèi)燃機的4沖程原理；1876年，德國工程師奧托試制成功第一臺內(nèi)燃機。內(nèi)燃機與電機成為第二次工業(yè)革命的核心技術(shù)近代自然科學(xué)的全面發(fā)展·物理學(xué)----電磁現(xiàn)象：三個方向，即電池產(chǎn)生電的原理、電在導(dǎo)體中的傳導(dǎo)規(guī)律、電流的各種作用（電與自然現(xiàn)象）。（1）電池。1800年，發(fā)明伏打電堆是19世紀(jì)電學(xué)上的第一個成就；電池產(chǎn)生電流，“接觸說”、“化學(xué)說”。（2）電流、電壓、電阻的關(guān)系。1821年，德國化學(xué)家歐姆發(fā)現(xiàn)歐姆定律（3）電解反應(yīng)。英國化學(xué)家戴維制造電池組。（4）電磁關(guān)系。1920年，奧斯特發(fā)現(xiàn)；安培提出電流是電荷沿導(dǎo)線運動的思想；法拉第電磁感應(yīng)現(xiàn)象，1931年實現(xiàn)“磁生電”，1933年發(fā)現(xiàn)電解定律，提出磁力線的概念，成為現(xiàn)代電磁理論的基礎(chǔ)；（5）麥克斯韋，1856年，“論法拉第的力線”，渦旋電場假說；1862年，“論物理的力線”，位移電流學(xué)說；1864年，“電磁場的動力學(xué)原理”，電磁現(xiàn)象的完整方程；1865年，《論電和磁》，標(biāo)志電磁學(xué)的大綜合和物理學(xué)第三次大綜合。麥克斯韋電磁理論，預(yù)言電磁波的存在；揭示光、電、磁的統(tǒng)一性，標(biāo)志物理學(xué)第三次大綜合；為以電力應(yīng)用為中心的第二次技術(shù)革命奠定了理論基礎(chǔ)；也給機械論的形而上學(xué)的自然觀以有力的打擊。化學(xué)的成就：原子分子論、有機合成與結(jié)構(gòu)、元素周期表。----原子分子論（1）原子論：19世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾頓提出，指出每種元素都以其原子量為最基本的特征；1803年，提出原子論的基本觀點；1808年，出版《化學(xué)哲學(xué)新體系》，論述科學(xué)原子論，是化學(xué)發(fā)展中的一次大綜合。（2）分子論：1811年意大利化學(xué)家阿伏加德羅首先提出，認為分子是比原子復(fù)雜的粒子。但分子論直到1860年才得以承認。近代自然科學(xué)的全面發(fā)展·化學(xué)道爾頓原子論的基本觀點：化學(xué)元素由原子微粒組成，在化學(xué)變化中保持不變；同元素的原子性質(zhì)、重量相同，以重量為基本特征；不同元素原子以簡單數(shù)目比結(jié)合，形成化合物，其重量等于簡單原子重量之和。----有機物合成與結(jié)構(gòu)（1）1828年德國化學(xué)家維勒實現(xiàn)人工合成尿素，填平了有機物和無機物之間的鴻溝，促進有機化學(xué)的發(fā)展；（2）有機基團。19世紀(jì)30年代，提出有機化合物由“基”組成；英國化學(xué)家弗蘭克林研究金屬與有機基團的結(jié)合，1852年提出“原子價”；（3）有機化學(xué)結(jié)構(gòu)。德國化學(xué)家凱庫勒和英國化學(xué)家?guī)扃晏岢鎏嫉乃膬r學(xué)說，成為有機化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)；1861年，俄國化學(xué)家布特列洛夫提出化學(xué)結(jié)構(gòu)理論，物質(zhì)性質(zhì)反映物質(zhì)結(jié)構(gòu)，反之亦然。----元素周期表，德國化學(xué)家邁爾和俄國化學(xué)家門捷列夫幾乎同時獨立發(fā)現(xiàn)了元素周期表。近代自然科學(xué)的全面發(fā)展·化學(xué)人工合成尿素的意義：填平有機物、無機物之間的鴻溝，促進有機化學(xué)的發(fā)展；再次沖擊形而上學(xué)自然觀。恩格斯說：它證明了對無機物適用的化學(xué)規(guī)律對有機物同樣是適用的，而且把康德認為是無機界和有機界之間永遠不可逾越的鴻溝大部分填起來了。近代自然科學(xué)的全面發(fā)展·生物學(xué)的飛躍生物學(xué)的飛躍：細胞學(xué)說和生物進化論----細胞學(xué)說的建立（1）胡克17世紀(jì)用顯微鏡觀察到植物細胞；（2）細胞學(xué)說的產(chǎn)生，歸功于德國自然哲學(xué)的興起和消色差顯微鏡的使用：德國哲學(xué)家謝林和生物學(xué)家奧肯，認為有機界由一些具有某些共同特性的基本單位構(gòu)成；采用消色差顯微鏡，1831年英國醫(yī)生發(fā)現(xiàn)植物細胞的細胞核，1835年捷克人普金野發(fā)現(xiàn)母雞卵細胞的細胞質(zhì)。（3）德國植物學(xué)家施萊登和動物學(xué)家施旺于1838年和1839年先后創(chuàng)立細胞學(xué)說，細胞是生命的基本單元。細胞學(xué)說認為一切生物體都由細胞實體發(fā)育而成，從而基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)統(tǒng)一性方面對包括動、植物體在內(nèi)的生命以統(tǒng)一解釋；標(biāo)志著細胞學(xué)學(xué)科的興起，促進生物學(xué)各分支學(xué)科的迅速發(fā)展。----生物進化論（1）法國博物學(xué)家拉馬克率先提出生物進化理論，1809年出版《動物哲學(xué)》：“用進廢退和獲得性遺傳”，為生物進化理論作出重要貢獻；（2）1859年達爾文發(fā)表不朽巨著《物種起源》，提出生物進化學(xué)說：“物競天擇，適者生存”，揭示生物變異的普遍性。達爾文進化論，是生物學(xué)領(lǐng)域的一次重大綜合，有力地推動生物學(xué)的發(fā)展；正確地解釋了生物的適應(yīng)性，不僅是生物學(xué)中一次劃時代的偉大事件，也給唯心主義以沉重的打擊，為辯證唯物主義提供了基礎(chǔ)。近代自然科學(xué)的全面發(fā)展·生物學(xué)的飛躍

恩格斯把能量守恒定律、細胞學(xué)說和達爾文的進化論稱為19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)。技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命第一次技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命從英國開始：

背景（1）資產(chǎn)階級取得國家政權(quán)，完成君主立憲政體，為資本主義發(fā)展開辟道路；（2）經(jīng)濟發(fā)展引發(fā)技術(shù)需求，推動科學(xué)發(fā)展：科學(xué)社團產(chǎn)生；（3）圈地運動帶來了資本主義的土地所有制，消滅自耕農(nóng)，推進農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的改良和農(nóng)機具的改進，為工業(yè)革命做準(zhǔn)備。（4）海上霸權(quán)，掠奪財富，加速資本積累，為工業(yè)革命奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。技術(shù)、產(chǎn)業(yè)和市場是互動的。英國產(chǎn)業(yè)革命始于紡織業(yè)的機械化，以蒸汽機的廣泛應(yīng)用為標(biāo)志，帶動工業(yè)的全面發(fā)展，使英國率先成為工業(yè)國。第一次技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命從英國開始：成就----紡織技術(shù)：產(chǎn)業(yè)革命的源頭，1733年凱伊發(fā)明飛梭、織布工人1770年哈格里沃斯發(fā)明豎錠紡車（珍妮紡車）、1769年阿克賴特發(fā)明水力紡車。----鋼鐵工業(yè)：用木材冶煉礦石導(dǎo)致英國南部森林減少；1709年達比發(fā)明焦炭煉鐵法避免煤硫進入生鐵中，1784年科特取得“攪式煉鐵法”專利，1750年亨茨曼建立煉鋼廠。----蒸汽機：起因于排除礦井積水。軍事工程師塞維爾制成第一臺蒸汽機并獲專利（1698）；鐵匠紐可門獲得“大氣蒸汽機”專利（1702），米頓對其加以改進；儀器維修工瓦特1769年獲得外加冷凝器的蒸汽機專利；蒸汽機的廣泛應(yīng)用，蒸汽技術(shù)革命。技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命機械發(fā)明帶動紡織工業(yè)革命，化學(xué)發(fā)明推動冶金工業(yè)變革，蒸汽機的發(fā)明、改進和廣泛應(yīng)用推動整個工業(yè)的發(fā)展。蒸汽技術(shù)革命帶來社會生產(chǎn)力的巨大發(fā)展----帶動紡織、冶金、煤炭、交通、制造業(yè)的飛躍發(fā)展。英國發(fā)明家史蒂芬森繼承前人成果，1814年成功設(shè)計第一臺實用蒸汽機車被用來運煤，1824年造出“旅行號”機車在他設(shè)計的一條鐵路上運營，是世界上第一條公共交通鐵路，并帶來了鐵路建設(shè)熱潮。----空前提高勞動生產(chǎn)率。引起生產(chǎn)關(guān)系的重大變革----改變了工人的地位，資本主義的雇傭制度得到鞏固和發(fā)展。法國的產(chǎn)業(yè)革命與科學(xué)興衰----背景：英國既是榜樣，又是挑戰(zhàn)，更是機會；引進飛梭、紡織機、蒸汽機等；數(shù)千名技工人員來法國工作；思想啟蒙運動和“百科全書派”的哲學(xué)思潮提供理論準(zhǔn)備；重用科學(xué)家、發(fā)展教育、改革科學(xué)機構(gòu)。其衰敗的原因又是什么？政局動蕩、科研集權(quán)。技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命思想啟蒙運動：英國資產(chǎn)階級革命成功后，法國出現(xiàn)了一批著作家，強調(diào)：新時代迫切需要由知識來掃蕩人心中的迷信和無知，需要由理性的力量來支配人類生活的一切；理性是衡量一切事物的尺度和準(zhǔn)繩。啟蒙運動的代表人物：伏爾泰。百科全書：系統(tǒng)地整理零散的知識，介紹給公眾，被稱為啟蒙偉業(yè)。敘述人類已經(jīng)取得的自然科學(xué)知識、技術(shù)和工藝過程，強調(diào)技術(shù)在人類知識領(lǐng)域中的重大作用。百科全書派的領(lǐng)袖是狄德羅，被稱為杰出的思想家、天才的組織者和堅強的戰(zhàn)士。法國的產(chǎn)業(yè)革命與科學(xué)興衰----科學(xué)發(fā)展：劃時代的化學(xué)革命--化學(xué)家拉瓦錫《燃燒理論》（1772）；電學(xué)發(fā)展中第一次飛躍—化學(xué)家?guī)靵龅膸靵龆桑?785）；世界上第一部專利法（1791）；經(jīng)典天體力學(xué)的發(fā)表，拉普拉斯《宇宙系統(tǒng)論》（1796）、《天體力學(xué)》（1799-1826）等。----法國成為世界科學(xué)發(fā)展中心：1770-1830年，法國的重大科學(xué)成果占世界25%以上，尤其是大革命后的30年甚至接近或超過40%。技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命以內(nèi)燃機和電力技術(shù)應(yīng)用為標(biāo)志的第二次產(chǎn)業(yè)革命，在人類歷史上第一次真正顯示了科學(xué)技術(shù)理論研究、技術(shù)發(fā)明對生產(chǎn)力的直接的、有意識的推動作用，體現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)作為生產(chǎn)力的重要性。從此，科學(xué)技術(shù)開始成為現(xiàn)實的生產(chǎn)力，而且在生產(chǎn)力中所起的作用越來越大。德國是最能體現(xiàn)科學(xué)技術(shù)是生產(chǎn)力、在第二次產(chǎn)業(yè)革命中獲益最多的國家。技術(shù)和產(chǎn)業(yè)革命德國崛起：背景----經(jīng)過19世紀(jì)前50年的基礎(chǔ)科學(xué)的全面發(fā)展。1740年，腓特烈二世繼位，實行“開明專制”，重視發(fā)展商品經(jīng)濟、保護科學(xué)文化事業(yè)、重金聘請名家；18世紀(jì)后期，一批新的大學(xué)在德國誕生，如柏林