1、科技史與自然觀科技史與自然觀-19-19世紀(jì)的科學(xué)世紀(jì)的科學(xué)主講人：陳紅兵主講人：陳紅兵 東北大學(xué)文法學(xué)院東北大學(xué)文法學(xué)院1919世紀(jì)近代自然科學(xué)的全面發(fā)展世紀(jì)近代自然科學(xué)的全面發(fā)展n十九世紀(jì)是科學(xué)的世紀(jì)十九世紀(jì)是科學(xué)的世紀(jì)1、各門科學(xué)都從經(jīng)驗(yàn)科學(xué)變?yōu)槔碚摽茖W(xué)并取得了重大的突破。2、科學(xué)研究的方式從個(gè)人研究轉(zhuǎn)變?yōu)榧w研究，建制化的科學(xué)得以產(chǎn)生。3、科學(xué)開始走到了技術(shù)的前列，科學(xué)逐漸成為經(jīng)濟(jì)生活中起主要作用的手段。十九世紀(jì)的自然科學(xué)n世界科學(xué)活動(dòng)中心的遷移世界科學(xué)活動(dòng)中心的遷移18世紀(jì)英國道爾頓、戴維、法拉第、賴爾、哈密頓、焦耳、麥克斯韋、達(dá)爾文18世紀(jì)末和19世紀(jì)上半葉法國拉格朗日、拉普拉斯、

2、柯西、庫倫、達(dá)蘭貝爾、拉瓦錫、蓋呂薩克盧布蘭、居維葉、布豐、拉馬克19世紀(jì)30年代前后德國高斯、歐姆、楞次、李比希、邁爾、赫爾姆霍茲、克勞修斯、凱庫勒、基爾霍夫、赫茲1809年柏林大學(xué)成立，實(shí)行常規(guī)試驗(yàn)課、課堂討論日本、美國、英國以德國大學(xué)為樣本進(jìn)行改革熱力學(xué)的研究和能量守恒與轉(zhuǎn)化熱力學(xué)的研究和能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的發(fā)現(xiàn)定律的發(fā)現(xiàn)n熱力學(xué)研究卡諾原理、布朗運(yùn)動(dòng)、麥克斯韋的分子運(yùn)動(dòng)論n伏特（伏特電池）、尼爾克遜（電解水）、奧斯特（電流磁效應(yīng)）、法拉第和亨利（電磁感應(yīng)）等人的研究n邁爾和焦耳的不同研究范式觀察思辨方法和實(shí)驗(yàn)方法n19世紀(jì)70年代恩格斯明確提出“能量守恒與轉(zhuǎn)化定律”n蒸汽機(jī)效率第一個(gè)對

3、蒸汽機(jī)效率進(jìn)行精密的物理和數(shù)學(xué)分析的是法國工程師卡諾?？ㄖZ原理：任何一種熱機(jī)的效率都不可能超過這種可逆熱機(jī)的效率，而這個(gè)極限效率同所有的物質(zhì)無關(guān)，只取決于兩個(gè)熱源之間的溫差?？ㄖZ原理為改善蒸汽機(jī)效率提供了最基本的理論原則，并且接近于能量守恒定律和熱力學(xué)第二定律。n能量守恒與轉(zhuǎn)化定律能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的發(fā)現(xiàn)，揭示了熱、力學(xué)、電、化學(xué)等各種運(yùn)動(dòng)形式之間的統(tǒng)一性，是物理學(xué)達(dá)到空前的綜合和統(tǒng)一，這是牛頓力學(xué)體系建立以來物理學(xué)的最大成就。最早發(fā)現(xiàn)能量守恒與轉(zhuǎn)化定律的是德國醫(yī)生邁爾。他認(rèn)為如果動(dòng)物體中能的輸入同輸出是平衡的，那么所有這些形式的能在量上必定守恒。但他的發(fā)現(xiàn)沒有引起人們的重視。能量守恒與轉(zhuǎn)化定

4、律是英國物理學(xué)家焦耳發(fā)現(xiàn)的。1840年他首先發(fā)現(xiàn)焦耳定律，揭示了電和熱兩種運(yùn)動(dòng)形式之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律，接著用了近10年的時(shí)間，系統(tǒng)測量了可以轉(zhuǎn)化為一定數(shù)量熱的各種形式的能量。19世紀(jì)70年代，恩格斯把這條定律改稱為“能量守恒與轉(zhuǎn)化定律”能量守恒與轉(zhuǎn)化定律實(shí)際上就是熱力學(xué)第一定律，即外界傳遞給一個(gè)物質(zhì)系統(tǒng)的熱量等于對給系統(tǒng)所做的功和系統(tǒng)內(nèi)能增量的總和。德國克勞胥斯和凱爾文分別發(fā)現(xiàn)了熱力學(xué)第二定律，揭示了熱運(yùn)動(dòng)的自然過程是不可逆轉(zhuǎn)的。n熱力學(xué)第一定律永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn) 外界傳遞給一個(gè)物質(zhì)系統(tǒng)的熱量等于對該系統(tǒng)做作的功和系統(tǒng)內(nèi)能增量的總合n熱力學(xué)第二定律自然熱運(yùn)動(dòng)不可逆 特定的封閉系統(tǒng)中，熵值趨向增大，當(dāng)

5、熵值達(dá)到最大時(shí)，熱機(jī)不再做功，整個(gè)系統(tǒng)能量守恒，且處于熱平衡狀態(tài)克勞胥斯由熱力學(xué)第二定律推出“熱寂說”天學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)的演化理論天學(xué)、地學(xué)、生物學(xué)的演化理論n康德、拉普拉斯的星云說n自然通史和天體運(yùn)行論n康德提出關(guān)于太陽系起源的星云假說，第一個(gè)把自然界看作是發(fā)展變化的演化過程。（微粒、混亂運(yùn)動(dòng)后成漩渦運(yùn)動(dòng)）n 拉普拉斯宇宙體系論n拉普拉斯與康德一樣，認(rèn)為太陽系所有的天體都起源于同一團(tuán)原始星云。（炙熱的氣體、呈球狀緩慢運(yùn)動(dòng)）n 星云假說說明了宇宙現(xiàn)在的狀態(tài)是經(jīng)過長期發(fā)展過程形成的，從而否定了牛頓的“上帝第一推動(dòng)”的存在。n地質(zhì)演化理論 工業(yè)革命以來的地質(zhì)勘探、礦山采掘、運(yùn)河開鑿等人類行為揭示了

6、地殼的層疊結(jié)構(gòu)，以及不同地層中的不同生物化石，人們開始尋求對地層成因的解答水成說伍德沃德、維爾納火成說莫羅、赫頓災(zāi)變說居維葉漸變說賴爾、休斯地質(zhì)學(xué)原理標(biāo)志了近代地質(zhì)學(xué)的系統(tǒng)化地球的面貌總結(jié)了近代地質(zhì)學(xué)n火成說：地球內(nèi)部是熔融的巖漿，它通過火山迸發(fā)出來固化為巖石。（莫羅、赫頓）n水成說：巖層是由災(zāi)難性的洪水造成的。（伍德沃德、維爾納）n地質(zhì)漸變論：1830年英國地質(zhì)學(xué)家賴爾出版地質(zhì)學(xué)原理，提出地質(zhì)漸變論，認(rèn)為一個(gè)地區(qū)的火山巖往往是多期形成的，每一期內(nèi)往往又是多次噴發(fā)和溢流的火山物質(zhì)造成巖石，而散布在沉積巖地層中的無數(shù)同類化石，意味著同一物種曾經(jīng)繼續(xù)了許多世代，與其同時(shí)生成的地層不會(huì)是短期形成的。

7、n生物學(xué)研究的三條線索生物的物種多樣性和適應(yīng)性生物進(jìn)化論拉馬克動(dòng)物哲學(xué)“用進(jìn)廢退” “獲得性遺傳”達(dá)爾文物種起源 “變異性”“遺傳性”“繁殖過?！薄吧娓偁帯薄白匀贿x擇”“優(yōu)勝劣汰”物種穩(wěn)定性和物種親代性狀在后代的表現(xiàn)遺傳學(xué)的新進(jìn)展孟德爾的遺傳定律、魏斯曼的“新達(dá)爾文主義”生物個(gè)體發(fā)育的過程細(xì)胞學(xué)說微而和（細(xì)胞病理學(xué)）、巴斯德（免疫學(xué)）n生物進(jìn)化論1859年達(dá)爾文物種起源，其要點(diǎn)為：（1）物種連續(xù)變化，新種產(chǎn)生，舊種滅亡；（2）進(jìn)化過程是連續(xù)的，不存在不連續(xù)的變異和突變；（3）相似生物都是相互聯(lián)系的，都由共同祖先進(jìn)化而來；（4）自然選擇。n遺傳學(xué)說與細(xì)胞學(xué)說的建立奧地利孟德爾對子代與親代的關(guān)系

8、進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，提出現(xiàn)代遺傳學(xué)。孟德爾三定律：顯性定律、分離定律和獨(dú)立分配定律1892年德國魏斯曼，提出種質(zhì)連續(xù)和種質(zhì)選擇的學(xué)說，即新達(dá)爾文主義。德國施萊登、施旺提出細(xì)胞學(xué)說，細(xì)胞是一切動(dòng)植物的基本生命單位。 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)理論物質(zhì)結(jié)構(gòu)的化學(xué)理論n原子分子學(xué)說道爾頓，原子論：化學(xué)元素是由微小不可分的原子組成，原子在所有化學(xué)變化中均保持自己的特性，同一元素的原子量相同，原子量是各種元素的特征性質(zhì)，不同元素的原子以簡單數(shù)目的比例相結(jié)合，就發(fā)生化合。n阿佛伽德羅，分子論：分子是具有一定特性的物質(zhì)組成的最小單位，而原子只是參加化學(xué)反應(yīng)的最小質(zhì)點(diǎn)；單質(zhì)的分子是由相同元素的原子組成；化合物的分子由不

9、同元素的原子組成。n阿佛加德羅：分子概念 康尼查羅在首屆國際化學(xué)會(huì)議（1860年）上，重新提出必須對分子與原子做出區(qū)分的觀點(diǎn)，才獲得重視和贊同n元素周期律的發(fā)現(xiàn)1869年 俄國 門捷列夫 化學(xué)元素周期表元素的性質(zhì)和它們的化合物的性質(zhì)與元素的原子量有周期性的依賴關(guān)系，元素的性質(zhì)是元素原子量的周期函數(shù)。門捷列夫依據(jù)元素周期律的基本觀點(diǎn)修正某些元素的原子量獲得成功，進(jìn)而排出了元素周期表，預(yù)言了未知元素并獲得了后來實(shí)驗(yàn)的證明。n有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的建立1852年 弗蘭克蘭 元素的“化合能力”1858年 凱庫勒 原子價(jià) 奠定了有機(jī)結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)，人們開始相信只要知道物體的化學(xué)結(jié)構(gòu)，就可以按它的成分把它構(gòu)造

10、出來 維勒以無機(jī)物合成有機(jī)物質(zhì)（尿素） 19世紀(jì)五十年代，有機(jī)合成從實(shí)驗(yàn)室研究發(fā)展為工業(yè)生產(chǎn)，徹底打破了有機(jī)物與無機(jī)物之間的界限 電磁理論的建立電磁理論的建立1786年伽伐尼發(fā)現(xiàn)電流，使對電的認(rèn)識(shí)從靜到動(dòng)1800年伏特發(fā)明電池物理學(xué)上的創(chuàng)舉1820年奧斯特發(fā)現(xiàn)電流的磁效應(yīng)1822年安培發(fā)現(xiàn)電流產(chǎn)生磁力的基本定律1831年法拉第提出電磁感應(yīng)定律，開啟電力時(shí)代1833年楞次提出感生電流方向定律1873年麥克斯韋發(fā)表電磁學(xué)通論，標(biāo)志著完 整的電磁理論的確立自然辯證法的創(chuàng)立n辯證唯物主義自然觀，是馬克思與恩格斯創(chuàng)立的。主要是恩格斯創(chuàng)立的，集中體現(xiàn)在自然辯證法和反杜林論中。n概括和總結(jié)了時(shí)代自然科學(xué)的成果，批判地吸收了德國古典哲學(xué)的合理成分，建立起辯證唯物主義的自然觀。n恩格斯自然辯證法的中心思想：恩格斯自然辯證法的中心思想：n1）物質(zhì)和運(yùn)