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第九章 科学、技术与工业

回顾三大内容

• 18世纪法国启蒙运动与数理精神的传播
  数理传统在法国的传播，一方面与启蒙运动的精神是一致的；另一方面，与笛卡尔的“宇宙观”是相冲突的。
• 物理科学中的两大传统
  数学传统
  培根传统
• 生命科学的实验化与分析化
  生命科学的两大分支
          实验生理学传统
                  詹娜是历史上第一个明确的治好了某种明确的疾病的人
                  巴士德，在微生物学有杰出的贡献
          博物学传统

没有科学技术的发展，就没有工业文明

9.1（与科学无关的）第一次科学革命

工业革命

工业革命对于英国的意义，就好象哲学革命对于德国，政治革命对于法国一样        ——恩格斯

产业革命（工业革命）的特点

• 以机器取代人力
• 以大规模的工厂生产取代个体工场手工生产
• 以技术革新带来的经济无限制的增长

产业革命的鲜明特点

使几大产业相互促进，几个产业链条相互关联、相互促进
炼铁业、煤炭业、纺织业、交通运输业，在英国18-19世纪之交，形成了相互影响，相互促进的态势

几大主要产业

炼铁业

1709年达比2 用焦炭代替木炭炼铁取得成功
1760年，斯密顿发明水力驱动的鼓风机，提高了焦炭的温度，提高炼铁的效率
1784年，亨利·科特发明搅拌法
18世纪，英国的铁产量增加了10倍

纺织业

纺纱 织布 之间有互相促进的技术革新
1733 英国的约翰凯发明飞梭 （织布）
1765 英国詹姆斯·哈格里夫斯发明珍妮机 （纺纱）
1769 阿克莱特 动力纺纱机，用水力做动力，纺出的纱更结实
1779 康普顿发明轻的走锭纺纱机 ，成为骡机（阿克莱特结合哈格里夫斯）
卡特莱特 动力织机

纺织业的发展还规定了工厂发展的方向
机械化、大型化
生产制度随着技术革新变化
所有的工人成为机器的附庸，工人的地位变化
1764-1812年 劳动生产力提高200倍

动力的探索

动力（蒸汽机）

希腊晚期，蒸汽机就被发现，但是没有用于实际的生产
蒸汽机最早用来煤矿抽水
高压锅？？法国 巴本 在此基础上发明了蒸汽机
1698 英国人萨弗里发明了专门用来抽水的蒸汽泵
1712 英国人扭可门发明了大气机，加入连轴运动

瓦特对蒸汽机做了重要的改动

• 增加了冷凝器，大大提高了扭可门机的效率
• 把直线的活塞运动转化成轮轴作用

瓦特蒸汽机不是蒸汽本身做工，仍然是大气压做功
瓦特蒸汽机的重要意义在于它被马上投入商用，在产业革命中产生了很大的作用
瓦特机出现后，带动了采矿业、纺织业的迅猛发展
瓦特的蒸汽机对科学没有起到什么作用，主要在于其成功的商业营销手段。。

特雷维斯克发明了用蒸汽做动力的机器，与瓦特机形成竞争对手。瓦特打压了高压蒸汽机的出现。

蒸汽机的大规模的试验和采用的都是在美国发生的

运输机械的革命（汽船）

• 1785年，美国人费奇将瓦特改良的蒸汽机用于帆船上
• 1800年左右，美国人富尔顿继续制造汽船
• 1807年造出克莱蒙特号，采用明轮推进
• 1838年，英国商船天狼星号利用蒸汽动力横渡大西洋成功

运输机械的革命（火车）

• 1796年，英国特里维西克制造了第一辆火车
• 1814年，英国斯蒂芬逊制造出第一辆实用火车，用于拉煤。半蒸汽，半马。
• 1823年，斯蒂芬逊的火车投入商用

• 1830年，利物浦与曼彻斯特铁路线连通

  第一条铁路的出现时间

• 美国 1828
• 法国 1830
• 德国 1835
• 中国 19世纪晚期

9.1第一次科学革命（习题）

第一次科学革命被认为与科学无关，其以英国为龙头，在18世纪展开。
产业革命以技术革新为契机，经济无限增长；机器取代人类；大规模工厂生产取代个体手工生产
康普顿发明了走锭纺纱机，该机器也被成为“骡机”
实验生理学传统和博物学传统是生命科学的两大分支
18世纪，英国的铁产量靠着技术革新增加了10倍

9.2（科学应用于手工业的）第二次工业革命

克里维西克1800年，高压蒸汽机。但是很快转入内燃机。钢铁业的飞速发展使得铸造坚固的钢材成为可能，同时，煤油等化工原料开始出现。内燃机出现。

运输机械的革命（汽车）

• 1885年，戴姆莱研制出第一台汽油发动机的两轮“摩托车”
• 同年，德国的本茨发明了汽油内燃机为引擎的三轮汽车
• 1886年，本茨发明了四轮汽车
• 1888年，英国邓洛普发明了充气轮胎
• 1892年，美国福特研制了美国第一部汽车
  福特改变了近代汽车业对于人类生活的意义，使汽车生产变成现代化的生产方式，批量化生产，流水化作业。福特使汽车由奢侈品变成日用品。

历史上美国汽车销量

• 1900 4000
• 1911 60万
• 1915 89万
• 1927 370万

福特公司历史汽车年产量

• 1908 1万
  1913 30万
  1924 200万

福特汽车每辆车组装时间

• 1908 12h
  1913 93min
  1927 24s

福特汽车使发明成为需要之母

汽车经济 汽车文化

工业革命是对自然力的大规模运用

工业革命使得欧洲人对于自然力的开发和利用上了一个台阶

工业革命

工业革命的意义

• 蒸汽动力机得到大量使用，使人类从繁重的体力劳动中解放出来，人开始以其聪明的头脑而非四肢肌肉为自己造福
• 工业革命解除了对技术革新和经济增长的约束
• 工业革命使全体人民受到教育、客观上推进了平等的观念

工业革命的特点

• 出现新型的动力能源：
  自然力——机械力
  可再生能源——不可再生能源
• 导致了新型的劳动组织关系：
  从手工作坊——大生产
  标准化、流水化工业生产形式出现
• 新的融资手段
  货币经济的出现
• 新型的思想观念
  由国家重商主义到自由经济

工业文明的扩散

城镇人口占全部人口的比例标志着该地区工业化的程度
达到一半的时间

• 英格兰 1850
• 德国 1900
• 美国、法国 1920

9.2第二次工业革命（习题）

福特模式的意义有：让汽车在美国生活中日常化、说明发明是需要之母、使汽车生产成为标准的现代化生产模式
第一辆实用火车是斯蒂芬逊发明的，该火车当时被用于拉煤
第一台汽油发动机的两轮"摩托车"是戴姆莱研制的
最早出现铁路的国家是英国（答案说是美国？？？？？）
蒸汽机不是瓦特发明的，是他改进的

9.3 20世纪大科学

工业文明的核心产业：钢铁、纺织、铁路运输、电气化
工业文明的新型产业：建筑、食品加工、现代农业、服务业

科学革命和殖民主义是相伴随的。1914年，西方列强已经征服了世界84%的土地
一战是化学家的战争，二战是物理学家的战争（核武器）

科学有两大转统——哲学家传统和工匠传统
第一次工业革命和哲学家传统没有关系，第一次工业革命的代表人物都是没有受过任何科学教育的工程师，而不是科学家。

第二次工业革命

第二次工业革命起源于电磁学，人类进入电气时代

电力革命

主要事件

• 1821年，法拉第成功的使一根小磁针绕供电导线不停旋转，创造历史上第一台“婴儿”电动机
• 1822年，法国物理学家阿拉果发现电磁铁
• 1829年，亨利发现绝缘导线做线圈可以产生更强大的磁场，1831年用一块电磁铁吸引1吨重的铁
• 1834年，德国雅可比用电磁铁做转子，制成第一台实用电动机，1838年以此制成电动汽船
• 1850年，美国佩奇制造了一台10马力的电动机
• 1831年，法国发明家皮可希制造出手摇发电机，输出直流电，但电流较弱
• 1857年，英国惠斯通用电磁铁代替永磁铁，发明了自激式发电机
• 1867年，德国西门子发明自馈式发电机
• 1880年左右，电动机械开始进入工厂车间

电动机、发电机、电网

电网的出现对于电气时代具有重要的意义，而电网的铺设归功于爱迪生
1879年，爱迪生用电网和电灯照亮了新泽西州洛帕克小镇
1882年，爱迪生的直流发电机为几千户照明供电

1885年出现交流感应电动机
高压输电建立电网

爱迪生的发明

1869年，发明自动收报机
1876年，发明留声机
1879年，发明碳化竹子做灯丝的电灯
1882年，在纽约建成世界上最大规模的电力系统直流发电机
1894年，制成第一台电影放映机

电讯与大众传媒

电报

电报的出现和电流的磁效应
1822年安培设计出来磁针传讯机
1838摩尔斯电码

富兰克林的手，抓住了奔驰的骏马，驾驭这匹骏马的，是莫尔教授

电话

贝尔是第一部实用电话的发明者

无线电

1884年出现电视

9.3 20世纪大科学（习题）

电磁学的发展引发了第二次工业革命
爱迪生没有发明过电话
1847年，第一条海底电缆在英吉利海峡由英法铺设
工业文明的核心产业包括 钢铁、电气化、纺织...
安培设计出了磁振通信机

第九章 科学、技术与工业

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