1、世界科技發(fā)展史,1,第三章世界科技發(fā)展史,世界科技發(fā)展史,2,前言,科技發(fā)展史是用科學發(fā)展歷程中真實的歷史事實教育人的哲學。每一個科技工作者都必須熟悉科學技術的發(fā)展歷史，掌握本學科發(fā)展的來龍去脈，這樣才能有所發(fā)現(xiàn)，有所突破，有所創(chuàng)新 本課程的目標是培養(yǎng)學生具有科學的世界觀和完美的人生觀，增強學生的科學素質。瞭解科技發(fā)展史，熟悉科學家研究科學的心路歷程，學習科學家的思維方式，培養(yǎng)科學現(xiàn)象的洞察力，以及增強分析問題和解決問題的能力 像牛頓那樣站在科學巨人的肩膀上開拓創(chuàng)新 像愛因斯坦那樣追求真理超凡脫俗 像居里夫人那樣堅定執(zhí)著無私奉獻 像霍金那樣挑戰(zhàn)自我挑戰(zhàn)生命挑戰(zhàn)宇宙。,世界科技發(fā)展史,3,3.1

2、 公元前的科技發(fā)展,在公元前的科學研究，對後世影響深遠的應屬亞里斯多德(Aristotle)、歐幾里德(Euclid)及阿基米德(Archimedes)。亞里斯多德發(fā)表動物自然史、動物結構學、動物發(fā)生學及論靈魂等書。記載了五百多種動物?，F(xiàn)代科學可說是建立於阿基米德的研究之上。阿基米德是歷史上的一位工程師與偉大的數(shù)學家，也是對力學有著明顯、直接貢獻的唯一古代希臘人。今日科學是建立在阿基米德對科學之鍾愛以及對基礎理論的認知，這些基礎理論可以直接用數(shù)學或是一種物理現(xiàn)象描述。歷史上的一些知名科學家，如牛頓、伽利略等等都是強烈受到阿基米德及歐幾里德等人的影響。,世界科技發(fā)展史,4,3.1.1 歐幾里德和

3、數(shù)學基礎,歐幾里德的生活幾乎不為人所知，僅知活於希臘時代末期，比亞里斯多德(Aristotle)年輕一代，和阿基米德同一時期。他於柏拉圖學院上過課，此學院創(chuàng)立於一世紀前，是當時最重要的數(shù)學學校。在亞力山大帝死亡後，普駝列邁一世於埃及掌權的時代，歐幾里德於亞力山大城成立他自己的學校。 在西方文化的發(fā)展中，歐幾里德的幾何在物理世界的重要性，可說是非常特別難以估計的。歐幾里德幾何只有在非常大的量及距離，才會感到誤差，它是一種普通感覺世界的數(shù)學，而其限制也是近兩個世紀以來才明顯的。愛因斯坦是從歐幾里德概念以開始探討眾所周知的相對論。,世界科技發(fā)展史,5,3.1.2 阿基米德與科學的興起,阿基米德(公元

4、前287-212)生長於西西里島的西那庫斯城市，這是一個位於愛奧尼亞海濱的城市，他在這城市度過大半輩子。直到今日仍有機會在那裡見到城牆、防禦工事與溝渠等的古代都市遺跡。阿基米德約出生於紀元前287年，他的父親菲狄亞斯是一位天文學家，而阿基米德是當時國王亥厄洛II世的朋友，他們之間很有可能是親屬。阿基米德曾經(jīng)遊歷埃及並求學於當時希臘的文化及學術中心-亞歷山大城。,世界科技發(fā)展史,6,阿基米德之浮體一書記載他最著名有關浮力的阿基米德定律，此定律敘述當一物體浸入水中時，此物體所受之浮力等於物體排開水的重量。石頭比水重，所以當石頭浸入水中後，雖然受到浮力，但仍然下沉，但大艘船浸在水面下之船身排開水的重

5、量等於整艘大船的重量，所以船會浮在水上。阿基米德敘述了浮力的原理，同時也是後來流體靜力學的基礎。,世界科技發(fā)展史,7,亥厄洛國王花圈,有關阿基米德定律，但典據(jù)無法考證軼事，就是亥厄洛國王花圈(一般資料均誤載為王冠)的故事，一個並非完全純金的花圈，其中成分含有部份的銀。亥厄洛國王希望在不破壞這花圈的情況下查證花圈的成份，因為這是褻瀆神聖的行為。 在阿基米德死後二百多年，羅馬建築師馬克斯記載如下，當阿基米德坐在公共澡堂浴盆內洗澡時，注意到浴盆內水位上升的幅度等於他身體浸在水下的體積，因此他找到了解答！阿基米德馬上從浴盆中跳出，裸身衝回家中並高興的大喊大叫！據(jù)說從此以後，阿基米德的妻子不許他在於公共

6、澡堂洗澡！ 阿基米德因此發(fā)現(xiàn)了一種可以輕易的算出任何不規(guī)則形狀物體的體積的方法。他將國王的花圈浸在水中並計算水面上升幅度，再將一塊等重的純金浸在水中，同樣計算水面上升幅度，發(fā)現(xiàn)二者上升幅度不一樣，因此清楚判定花圈的成份不是純金。,世界科技發(fā)展史,8,阿基米德之死亡,阿基米德於紀元前212年被羅馬士兵所殺，根據(jù)歷史記載，阿基米德當時正在協(xié)助防禦城池，他發(fā)明一種彈道裝置可以將石頭拋向遠方並擊毀敵船。另一個故事是他發(fā)明一種裝置可將敵軍小船從水面上舉起。另外一個敘述阿基米德發(fā)明一種大鏡子可將陽光聚焦以燒毀敵船則是屬於誤傳，但是羅馬軍隊確實被阿基米德的發(fā)明所擊退，最後只好採取長期圍城的戰(zhàn)術。雖然羅馬大將

7、馬賽羅斯希望不要殺死阿基米德，但是阿基米德仍然被其攻入城的士兵所殺害了，馬賽羅斯因此幾乎生氣的發(fā)狂,世界科技發(fā)展史,9,3.2 公元後至黑暗時代的科技發(fā)展,中世紀（約4001500年），隨著羅馬帝國的衰落，西歐進入一個所謂的黑暗時代。這個名稱算是頗為貼切，因為大部份的羅馬文明在這段期間受到破壞，並且被所謂的蠻族文化所取代，造成隨後的十個世紀變成昏昏沉沉的時期。 在這麼長時間內，西方文明的進展卻非常的少；反而在醫(yī)學方面有比較突出的研究成果，這是因為醫(yī)學是屬於實用的科學，統(tǒng)治者較不會去干預。這時候最為著名的醫(yī)學發(fā)展包括：公元二世紀，羅馬醫(yī)學家蓋侖在解剖、生理、胚胎、病理、醫(yī)療、藥物等領域均有新發(fā)現(xiàn)

8、，著述也很多。,世界科技發(fā)展史,10,3.3 文藝復興時代的科技發(fā)展(I),文藝復興是14世紀至16世紀在歐洲興起的一個思想文化運動，帶來一段科學與藝術革命時期，揭開了現(xiàn)代歐洲歷史的序幕，被認為是中古時代和近代的分界?，F(xiàn)在普遍認為文藝復興發(fā)端於14世紀的義大利，文藝復興一詞就源於義大利語Rinascimento，意為再生或復興，以後擴展到西歐各國，16世紀達到鼎盛。當時，以地球為宇宙中心的觀念，是源自於公元二世紀傑出的希臘天文學家托勒密的數(shù)學系統(tǒng)。托勒密的系統(tǒng)深具說服力而且持續(xù)了數(shù)百年之久，他的系統(tǒng)被用來解釋自由落體以及星和雲(yún)的移動，在神學上，托勒密系統(tǒng)則是用來闡述人類在宇宙中地位的中心理論。

9、,世界科技發(fā)展史,11,3.3 文藝復興時代的科技發(fā)展(II),然而到了十六世紀，人類探索世界的發(fā)現(xiàn)之旅為多元的世界帶來更多的證據(jù)，而羅馬教會的權威正日漸式微，使得托勒密的系統(tǒng)出現(xiàn)裂隙，1543年哥白尼的身後之作天體的革命，終於使托勒密的系統(tǒng)崩潰。哥白尼寫道：地球帶著月球循著周年的大軌道在群星之間繞著太陽旋轉。雖然這不完整的事實維持了將近一百年，但是哥白尼的革命已然開始，再加上伽利略及克卜勒等人的努力，帶動現(xiàn)代天文學的發(fā)展；牛頓的運動理論亦是根據(jù)他們的基礎之上。,世界科技發(fā)展史,12,3.3.1 哥白尼與太陽中心學說,尼古拉斯哥白尼 (Nicolaus Copernicus) 15世紀波蘭天文

10、學家哥白尼在其70歲時發(fā)表其巨著天體運行論。書中記載日蝕、月蝕、火星衝日、木星衝日、土星衝日等27項實際觀測之數(shù)據(jù)，推論出地球繞太陽公轉之事實，並對教會展開公開批判 哥白尼的舅舅是一位學者，後來受任為主教。他對哥白尼的教育非常關心 在那個時代，年青人通常只有兩條路可以走：一條是從軍，一條是當教士。哥白尼受到舅舅的影響，選擇傳教做他的終身職業(yè) 哥白尼經(jīng)過長期的觀察研究，最後完成了天體運行論,世界科技發(fā)展史,13,哥白尼日心體系概略的要點,地球不是宇宙的中心，而只是月球軌道的中心 宇宙的中心在太陽附近，包括地球在內的行星都環(huán)繞著太陽轉動 太陽與地球距離和眾星所在的天穹層高度相比是微不足道的 每天看

11、到的天穹周期性地轉動，是由於地球繞其自轉軸每天旋轉一周所造成的 (地球自轉效應) 每年看到的太陽在天球的周期性運動，並不是太陽本身在動，而是地球繞著太陽公轉所造成的(地球公轉效應) 目視到的行星順行和逆行的現(xiàn)象，是地球和行星共同繞著太陽運動的結果,世界科技發(fā)展史,14,天體運行論,天體運行論的初稿大約在1530年就已經(jīng)完成，但是哥白尼鑑於教會勢力龐大，貿然出版，只會徒然犧牲自己的生命，於是他將初稿藏於書齋裡，一直沒有公諸於世，只是將自己的見解，透過天文同好和其他的科學家傳播出去，所以越來越多的科學家知道哥白尼的理論 一直到1539年，有位任教於威汀堡大學的數(shù)學教授雷替克斯，他閱讀哥白尼的短文後

12、深受感動，親自到哥白尼住處拜訪，並以2年的時間整理出埋沒多年的稿子，改正其中的計算錯誤；並在1540年發(fā)行一本摘要來介紹哥白尼的學說，這本摘要並沒有引起教會太大的反彈，於是哥白尼才決定將天體運行論出版,世界科技發(fā)展史,15,天體運行論,在出版前二個月，哥白尼身染重病，1543年5月24日，當這本書送到病榻前時，哥白尼的眼睛已經(jīng)瞎了，只能用手撫摸這本改變後世天文學家觀念的偉大著作，當天哥白尼就與世長辭了，享年七十歲 哥白尼過世後，他的論點引起極大的騷動，除了少數(shù)科學家之外，差不多所有的人都反對，包括羅馬天主教、馬丁路德、約翰喀爾文等宗教家都予以大力的抨擊，並將之列為邪說異端。但是，天文學的真理之

13、火已被哥白尼燃起，擁護日心說的學者前仆後繼，第谷、克卜勒、布魯諾、伽利略、牛頓.，其中甚至有人犧牲自己的性命來維護真理,世界科技發(fā)展史,16,3.3.2 克卜勒在天文學上之貢獻,1572年，克卜勒發(fā)現(xiàn)一顆新星，並連續(xù)記載其亮度變化達18個月之久。其一生觀察了719顆恆星，並記錄了太陽系中6大行星之運動狀況，而歸納出行星運動三大定律。並確定彗星是一種實際的天體 喬漢尼斯克卜勒(Johannes Kepler)在1571年12月27日生於威爾，是位於德國的渥太華的一個城鎮(zhèn) 1591年，克卜勒從大學畢業(yè)後轉入神學院，準備當牧師。1594年，將從神學院畢業(yè)時，經(jīng)人介紹到奧地利葛瑞茲地方教數(shù)學及天文學,

14、世界科技發(fā)展史,17,克卜勒的三大行星運動定律 (續(xù)),橢圓軌道定律：行（衛(wèi)）星運轉軌道為橢圓，而被繞行之天體之質量中心位在橢圓之某一焦點上。而圓可視作橢圓的一個特例 等面積定律：相等的時間內，行（衛(wèi)）星掃過相等的面積，所以行（衛(wèi)）星距離被繞行之天體較近時，其速率較快。而這個定律其實就是牛頓提出之角動量守恆定律 調和定律：繞行相同天體的任兩顆行（衛(wèi)）星，其公轉週期(T)的平方與其軌道之半長軸（r）之立方成正比，即T2 r3。而這個定律可以由牛頓之萬有引力定律所推導出來,世界科技發(fā)展史,18,3.3.3 伽利略之貢獻,伽利略發(fā)明並改良望遠鏡，使之觀察天體更加方便。而他因為支持哥白尼的太陽中心之論

15、點，而遭教會迫害，其一生最後9年均在牢中度過 伽利略(Galileo Galilei)在1564年2月15日出生於義大利的比薩 他在比薩大教堂發(fā)現(xiàn)單擺的長度改變，擺動的週期就不一樣；但是擺錘的重量、擺幅的大小和擺動的週期無關，這就是擺錘等時性原理。這發(fā)現(xiàn)在當時是一項創(chuàng)舉，那時伽利略還不滿20歲，是一位醫(yī)學院的學生 比薩斜塔的落體實驗：證明古希臘最著名的哲學家亞里斯多德的學說是錯誤的，當時伽利略為26歲,世界科技發(fā)展史,19,伽利略的觀察,伽利略用望遠鏡看見金星也跟月亮一樣有盈虧，證實了哥白尼的見解是正確的顯然金星是繞著太陽轉的，而不是繞著地球轉的 看見太陽的表面有黑點，而且這些黑點不停的在移動

16、、在改變，漸漸的又消失了。這發(fā)現(xiàn)擊碎了天體是完美的臆測，而且證明太陽本身在旋轉 1622年伽利略的好朋友烏魯班八世即位，成為羅馬新教皇。伽利略心想機會來了，於是他開始撰寫關於托勒密和哥白尼宇宙論的對話，這本書在1632年出版，表面上是以對話的形式，來解說兩種宇宙論的觀點，實際上則是宣揚哥白尼的地動說,世界科技發(fā)展史,20,伽利略所受到的迫害,這書完成的隔年，伽利略就被押到羅馬宗教法庭總部，並被指控為反對教皇、宣傳異端的罪名，可憐的伽利略在布魯諾被燒死的陰影、和不堪身心折磨的情況下，終於口頭上承認自己學說的錯誤，並接受無限期在家監(jiān)禁的處罰，直到教會滿意為止 儘管遭到軟禁，伽利略研究的精神依然旺盛

17、，他在家開始撰寫新科學對話這本書，書中將自己年輕時的研究詳細寫下，成為後世研究科學的寶典，這時他已經(jīng)是74歲的老人了，雙眼也完全失明。 1642年伽利略永遠閉上眼睛，離開人世。但是同一年，牛頓在英國誕生，牛頓說他是站在巨人的肩膀上，才有如此偉大的成就。而伽利略就是這巨人的其中之一,世界科技發(fā)展史,21,3.3.4牛頓與運動定律,小孩時候的牛頓充滿好奇心，並展現(xiàn)數(shù)學與機械能力，顯然的他不是想成為農夫。在1661年他就進入劍橋的三一學院。 在1664年那一年他就被選為三一學院的學者，使他在獲得學士學位後一年就可以自由從事自己喜歡的研究工作，但是當年的大瘟疫阻止了他的機會，該大學竟然於1665年關閉

18、，使他不得不回家和他再度成為寡婦的母親同住了兩年。 1667年牛頓回到三一學院被選為劍橋大學的院士，在1669年，他的天才被肯定，而任職數(shù)學教授，他創(chuàng)造首座反射望遠鏡而轟動當時社會，並於1672年他被推選入皇家社團。,劍橋 牛頓的 蘋果樹,世界科技發(fā)展史,22,牛頓的運動定律,牛頓於1684年出版了他的De motus Corporum，隨即數(shù)年後完成了更複雜的著作Philosophiae natural is principia mathematica。在此著作，牛頓依據(jù)更多的觀察建立了三個運動定律及宇宙引力定律，分別是慣性定律：運動體除非受外力影響保持其等速；靜止體也保持靜止除非受到外力。

19、加速定律：力量等於質量乘以加速度。反作用力定律：作用力等於反作用力，或每一個力都會引發(fā)其反作用力。牛頓最得意的著作Principia於1687年由哈雷出版，代表牛頓科學成就的最高峰，也是他科學改革的最終點。,世界科技發(fā)展史,23,牛頓去世時，留下了一大堆未出版的文章，包括數(shù)萬字有關神秘煉金術的研究，他深入研究了數(shù)年，他的煉金術與他的物理學不甚符合，因此困擾很多學者。 牛頓從未結婚，主要是劍橋的院士禁止結婚，因此他的一生中幾乎均與男人為伴，很少展現(xiàn)笑容。如達爾文引述：牛頓揭發(fā)了自然現(xiàn)象的發(fā)生與結果，而且完全解開了自然界的潛在的定律。牛頓死後由亞歷山大銘刻在教宗曼諾房間上的題字：自然與自然法規(guī)全歸

20、於他的光，上帝說，讓牛頓一身是光。,牛頓的墓碑,世界科技發(fā)展史,24,3.4 工業(yè)革命時期的科技發(fā)展,瓦特發(fā)明的蒸氣機後，造就了工業(yè)革命。亦即是資本主義工業(yè)化的早期歷程，即資本主義生產完成了從工廠手工業(yè)向機器大工業(yè)過渡的階段。是以機器取代人力，以大規(guī)模工廠化生產取代個體工廠手工生產的一場生產與科技革命。一般認為，蒸汽機、焦炭、鐵和鋼是促成工業(yè)革命技術加速發(fā)展的四項主要因素。此時期西方科技快速進步，也使得歐洲國家侵略及殖民其他國家。,世界科技發(fā)展史,25,3.4.1 瓦特與蒸汽機,瓦特(James Watt)在1736年1月19日生於蘇格蘭西部的格里諾克一個工人家庭，從小飽受貧窮和疾病的折磨，十

21、幾歲即到來倫敦當學徒，學習機械製造。1756年，瓦特回到蘇格蘭的格拉斯哥，在格拉斯哥大學謀得了一個機修工的職位。在大學裡，他認識了著名的物理學家布萊克，從他那裡學到了許多熱學知識。與此同時，他在思考如何改進紐可門蒸汽機。,世界科技發(fā)展史,26,蒸汽機的改良-冷凝器的發(fā)明,1763年，他受命修理格拉斯哥大學的一臺紐可門蒸汽機，得以仔細研究紐可門(Newcomen)機的結構。 1765年，瓦特終於想出了在汽缸之後再加一個冷凝器的主意。冷凝器與汽缸之間用一個可調節(jié)閥門相連，高溫蒸汽注入汽缸時閥門關上，作功後打開閥門，蒸汽則馬上被引入冷凝器冷卻，此冷凝器已事先用一臺抽氣機抽成真空，之後在冷凝器和汽缸內

22、均形成真空。活塞在大氣壓力下作功，然後關上閥門，重新將冷凝器抽成真空，重複前一過程。,世界科技發(fā)展史,27,蒸汽機的改良-離心調節(jié)器的發(fā)明,到1790年，瓦特機幾乎全部取代了老式的紐可門機，瓦特開始作為蒸汽機的發(fā)明人而受到尊崇。瓦特機的廣泛利用使工業(yè)革命進入新的高潮，古老的人力、畜力和水力被蒸汽動力所代替，工廠不必再建在水流湍急的地方。紡織業(yè)、採礦業(yè)和冶金業(yè)在瓦特機的帶動下迅速發(fā)展，而為了製造瓦特機又使機械製造業(yè)繁榮起來 1800年，瓦特被選人皇家學會，他曾就職的格拉斯哥大學授予他名譽博士學位。瓦特於1819.8.25在伯明罕逝世,世界科技發(fā)展史,28,3.4.2 達爾文與進化論,查爾斯羅柏特

23、達爾文(Charles Robert Darwin)出生於1809年2月12日，達爾文在 1825年進入愛丁堡大學之初想學醫(yī)，之後幾年他加入普林尼博物學會並受到著名的醫(yī)生及動物學家羅柏特格蘭特的影響。 當達爾文的父親得知他將暫停醫(yī)科的學業(yè)時，建議他去當牧師，而達爾文也聽從建議在1827年進入劍橋大學的基督學院就讀。他後來說，在那裡是浪費時間，不過，他跟著植物學家約翰史蒂芬韓斯洛求學，收集甲蟲類之昆蟲，並且在1831年畢業(yè)。,世界科技發(fā)展史,29,達爾文與小獵犬號,小獵犬號(Beagle)的年輕船長羅柏特費茲羅伊徵求一位年輕、具有良好教養(yǎng)並能承受寂寞與沉悶旅程的同伴。這趟旅行的目的在測量智利和祕

24、魯?shù)暮０?，以及探訪南太平洋諸島與西印度群島。 獵犬號在1836.10.2返回英格蘭。1837年，在對旅程仍記憶猶新之時，達爾文開始由大量的紀錄中描述出理論性的部分，並在1838年，當他讀到馬爾薩斯的學說時，開始有了他對天擇說，也就是生物為了活命而只留下有益生存的特色的想法。,世界科技發(fā)展史,30,達爾文的著作,他後來出版了三部有關他觀察珊瑚礁、火山島及其他地質現(xiàn)象的作品，這些作品更確立了達爾文的專業(yè)聲望。接下來的幾年，達爾文陸續(xù)出版了他的物種原始、適者生存。出版物種原始之後，達爾文就跟著出版了數(shù)本和天擇有關的書，包括1871年的進化論，1872年出版的人類、動物的情感表達，以及1880年的植物

25、變動力量。 達爾文死於1882.4.19，享年73歲。他的遺骸葬於牛頓、法拉第等英國偉人長眠的西敏寺寺院。,世界科技發(fā)展史,31,3.4.3 葛內格孟德爾及遺傳定律,葛內格孟德爾(Gregor Mendel)生於1822年7月22日，孟德爾生下來時的名字是喬安(Johann)，他的父母親是來自西里西亞的海任都夫的富農，該地是奧匈帝國的一部份，後成為捷克斯拉夫的一部份，現(xiàn)在捷克共和國境內。當他的才智被發(fā)現(xiàn)後，他被送到車帕高校，之後他就讀於歐慕茲大學。21歲時進入於布諾的奧各斯汀尼修道院，這個生涯上的決定也許沒有什麼宗教上特別意義。在1844年及1848年間學完神學、農業(yè)及植物後，他被安排神職，並

26、取名為葛內格。1851至1853孟德爾在維也納大學 學數(shù)學和物理科學，回到修道院後，自1854年開始，他在那裡教了14年。,世界科技發(fā)展史,32,孟德爾遺傳定律,1856年孟德爾開始用菜豆做一連串的時驗。約兩年的期間內，他培植豆子以產生有七種特性的純種，這些特性是選取看得見的性質，如大小、顏色、形狀、及結構等，歸納出 獨立分離定律、獨立支配定律及顯性定律等三大遺傳定律。 1865年孟德爾把他實驗的結果送至布諾自然歷史學會，並於次年出版，這篇論文沒引起注意。孟德爾於1884.1.6過世。,孟德爾用來進行豌豆實驗的空地，就在修道院後面,世界科技發(fā)展史,33,1900年，在孟德爾死後16年，他的論文

27、被3位植物學家荷蘭德弗裡斯、德國柯倫斯及奧地利丘歇馬克重新發(fā)現(xiàn)。這件事之後，創(chuàng)造基因名稱的劍橋科學家貝替森，把孟德爾的定律引用到他的遺傳研究方面，貝替森捨棄達爾文的逐漸形成品種的學說，而孟德爾的實驗可用來解釋他的突變設計。 1930年代，新一代的基因科學家的研究，有關孟德爾的貢獻的困擾得以進一步釐清。結果孟德爾的理論被認為解釋了特性遺傳的基本過程，它現(xiàn)成為自然選擇理論的一部份，並因染色體遺傳的發(fā)現(xiàn)而更受到支持。,世界科技發(fā)展史,34,3.5 近現(xiàn)代的科技發(fā)展,現(xiàn)代科技的發(fā)展在二十世紀以後即突飛猛進，兩次世界大戰(zhàn)的軍事科技需求，再加上近代電腦科技的輔助，科技的發(fā)展已達到日新月異、突飛猛進的程度。

28、奧地利蘭斯坦納發(fā)現(xiàn)人類的A、B、O血型，建立了血液分類學的基礎。英國薩頓確立了孟德爾法則的細胞學基礎。波蘭居禮夫人發(fā)現(xiàn)放射性物質。愛因斯坦提出相對論造成後來核能科技的發(fā)展。威格納提出地殼板塊移動的理論說明地質及生物的分布關聯(lián)。且在現(xiàn)代，科技的研究已經(jīng)是群體的工作，大規(guī)模的人力及物力投入及分工得精細，使得科技的發(fā)展更加快速。在這個時期的幾位重要科學家敘述於後。,世界科技發(fā)展史,35,3.5.1 瑪麗居禮和放射性物質,瑪麗居禮(Marie Curie)於1867年11月7日生於華沙的瑪亞?，旣惥佣Y的教育過程可說是一個用意志力克服各種困難的故事，當時波蘭不是獨立國家而是帝俄的一省，帝俄要壓制波蘭文化

29、?，旣惥佣Y就是在這種環(huán)境中成長，在念高校時也受到壓制，雖然她的學業(yè)成績相當優(yōu)秀，但仍不允許受更高的教育，結果在1883年高校畢業(yè)後她參與了一個具有反抗性密祕的女性流動大學。 1891年她搬到法國並在巴黎大學修學位，1893年她是索邦大學第一個女性拿到物理學位並以傑出成就畢業(yè)，一年後她又取得數(shù)學的學位。,世界科技發(fā)展史,36,她計劃測量鈾的物性及各種不同含鈾之礦物，一個在德國傑契斯札地區(qū)已開採一世紀的鈾礦樣本，經(jīng)證實意外的比貝爾革勒的鈾活性更強，當居禮發(fā)現(xiàn)釷元素也具放射性，更加深其神秘性，1898年4月居禮首次提出她的研究報告，接著7月發(fā)表另一篇論文，居禮夫婦報告新發(fā)現(xiàn)的元素，他們建議稱之為釙，

30、貝爾革勒的放射線由某些物質產生，顯然具有深一層的意義，是一種廣泛自然界現(xiàn)象之一，居禮夫婦稱之為放射性。,瑪麗 攝於1878年,世界科技發(fā)展史,37,由於他們的研究，居禮夫婦和貝爾革勒共同分享1903年的諾貝爾獎，這也歸功於皮爾積極替他太太遊說，本來他單獨被考慮得此獎，夫婦兩人一夜之間成為名人，但是3年之後，1906年，皮爾於巴黎一次意外事件中死亡，在一個下雨午後，他被一隻烈馬踢倒在地，頭被馬車左後輪碾過，頭顱當場破裂，遭此重擊，瑪麗還是繼任皮爾在索邦大學的教職，成為該大學第一位女性教授。,世界科技發(fā)展史,38,在居禮夫婦進行他們的研究時，尚不知放射線的危險性，因此他們並未小心處理他們發(fā)現(xiàn)的新元

31、素，皮爾曾把含有鐳之溶液的試管放在口袋，接觸部份受到灼傷，他注意到復原得很慢，瑪麗把放射性物質放在床邊發(fā)亮光，兩人得到的癥狀即今日所知的輻射癥，瑪麗晚年受到健康問題的困擾，但她將之保密，她的實驗室的記事本，到今天仍具有高度的放射性。1934年7月4日瑪麗居禮死於和放射線中毒有關的白血球癥，她被葬於使西斯(Sceaux)墳場，和皮爾同一墓穴。,1896年 居里夫婦 於實驗室,世界科技發(fā)展史,39,3.5.2 愛因斯坦與相對論,亞伯愛因斯坦(Albert Einstein)生於1879年3月14日德國的烏姆，是哈爾門愛因斯坦及保琳柯基之子，出生後隔年全家搬至慕尼黑，幼時的愛因斯坦沉默寡言，被認為是

32、不尋常而並不天才，他不喜歡德國嚴厲教條也不熱衷拉丁文與希臘文。他從數(shù)學開始進入科學領域主要是受其叔父工程師傑考柏愛因斯坦的激發(fā)。十二歲時愛因斯坦就自學幾何學，他少年時不尋常的夢想就決心要揭發(fā)宇宙奧妙之迷。,世界科技發(fā)展史,40,1902年愛因斯坦在瑞士專利公司當一名初級專利員，工作中他細審清理各種申請專利的經(jīng)驗，激發(fā)他對太空及時間之想法。這對時間之想法這段時間他雖然與物理學界孤立，卻也使他發(fā)覺物理界現(xiàn)代思想發(fā)展的一段重要時期。愛因斯坦在1905年於物理期刊中發(fā)表三篇重要文章。 愛因斯坦提出光是可以用蒲朗克常數(shù)(h)計算出來的一串能量分子來表達（photon一詞後來被定為光子）。10年內的實驗確

33、定可見光及光子的存在，由此論文使他得到1921年諾貝爾獎。,世界科技發(fā)展史,41,相對理論之所以成功之重要理由是因1900年發(fā)表量子理論學。特殊相對理論可以被使用於預測次原子的某些作用，而牛頓物理法則卻無法做到。量子理論創(chuàng)始人之一的馬克斯蒲朗克(Max Planck)很快的認同相對論。愛因斯坦解釋相對論中個體質量可由它測出所含之能量，他隨後發(fā)表更詳細解說，而提出有名之方程式E=mc2，能量等於質量乘光速平方。 當他1905年的文章傳開在物理界被認知後，於1909年轉入祖力克大學教學。1914年轉任教柏林大學。從那以後，愛因斯坦有更多時間效力於研究。,世界科技發(fā)展史,42,1933年愛因斯坦的書

34、籍被德國納粹燒掉，他的財產也被沒收。愛因斯坦當時在美國任教，未再回去德國。他接受普林斯頓高等研究院之終生職位。他曾受希特勒主義的影響激發(fā)而放棄和平主義的信念，於1939年他勉強參加簽署寄一封信給羅斯?？偨y(tǒng)建議發(fā)展原子彈。他並不進一步參與原子彈發(fā)展工作，部分理由是因他被認為同情左派而被懷疑有安全問題所致。戰(zhàn)爭後，愛因斯坦成為一位主張解除原子武器的抗議者。他並未被公認為美國愛國者，他反對國會審問1950年代所謂非美國人運動。於1952年他拒絕受邀當以色列總統(tǒng)一個形式之職位。 愛因斯坦於1955.4.18平安的在紐澤西普林斯頓去世。,世界科技發(fā)展史,43,3.5.3 約翰巴登與超導現(xiàn)象,約翰巴登(J

35、ohn Bardeen)在1908年5月23日出生於威斯康辛州的麥迪森。1923 年，15歲時便進入威斯康辛大學就讀。在那裡他受保羅狄拉克的影響，他變得對數(shù)學物理學感到興趣。在1928年他拿到了工程學士學位，更在1929年得到他的碩士學位。他在1936年數(shù)學物理學拿到了數(shù)學物理學的博士學位。 巴登在1945年回到貝爾實驗室做固態(tài)物理研究。1948年，巴登和布萊登使用鍺結晶發(fā)明了能擴大音頻信號的點接觸 裝置。積體電路和矽晶片的發(fā)展，及它們對工業(yè)技術的重大影響都是基於這個工作。因此，在1956年巴登、夏克里和布萊登共同獲得諾貝爾獎。,世界科技發(fā)展史,44,超導理論,荷蘭物理學家歐尼斯於1911年發(fā)現(xiàn)在很低的溫度下水銀突然