世界科技发展史

世界科技发展史

本文的目的是帮助了解科技发展史，熟悉科学家研究科学的心路历程，学习科学家的思维方式，培养科学现象的洞察力，以及增强分析问题和解决问题的能力。像牛顿那样站在科学“巨人”的肩膀上，开拓创新；像爱因斯坦那样追求真理，超凡脱俗；像居里夫人那样坚定执著，无私奉献；像霍金那样挑战自我，挑战生命，挑战宇宙。在西方历史上重要的科学家及其主要贡献叙述如下。

1.公元前的科技发展

公元前的科学研究，对后世影响深远的应属亚里士多德（Aristotle）、欧几里得（Euclid）及阿基米德（Archimedes）。亚里士多德发表《动物自然史》、《动物结构学》、《动物发生学》及《论灵魂》等书，记载了500多种动物。现代科学可说是建立于阿基米德的研究之上。阿基米德是历史上的一位工程师与伟大的数学家，也是对力学有着明显、直接贡献的古代希腊人。今日科学是建立在阿基米德对科学的钟爱以及对基础理论的认知，这些基础理论可以直接用数学或是一种物理现象描述。历史上的一些知名科学家，如牛顿、伽利略等人都是强烈

受到阿基米德及欧几里得等人的影响。

1.1欧几里得和数学基础

几世纪以来欧几里得（公元前330－公元前275）的几

何已是教导学童进入物理世界的第一个且是最基本的数学

工具，但其中几个公理的简单特性可能被误导。早期牛顿

曾略读欧几里得的陈述，根据他的一个学生提到：“怀疑为

何有人为自娱而写出其演证”，但牛顿很快发现自己的错

误，再回去仔细阅读《几何学原理》，终于得出他的流数理

论，或称为微积分。

欧几里得的生平事迹几乎不为人所知，仅知生活于古希腊末期，比亚里士多德年青一代，和阿基米德同一时期。他于柏拉图学院上过课，此学院创立于一世纪前，是当时最重要的数学学校。在亚历山大大帝死后，普驼列迈一世于埃及掌权时，欧几里得于亚历山大城成立他自己的学校。传说普驼列迈曾问欧几里得是否有简单的方法不读《几何学原理》而能了解几何，欧几里得回答说：“没有通几何学的皇家道路。”《几何学原理》由13本书组成，前六本以精美的方式介绍平面几何定理；第一本包括重要的毕达哥拉斯定理，它可说是以几何解

释自然的基本原理。接下来的三本是关于数字理论及欧几里得有关全数及质数的讨论，第十本是有关欧都斯讨论过的无理数，最后三本则讨论固体几何。

在西方文化的发展中，欧几里得的几何在物理世界的重要性，可说是非常特别、难以估计的。欧几里得几何只有在非常大的量及距离下，才会感到误差，它是一种普通感觉世界的数学，而其限制也是近两个世纪以来才明显。爱因斯坦就是把欧几里得概念作为开始，探讨众所周知的相对论的。

1.2阿基米德与科学的兴起

阿基米德（公元前287－公元前212）生长于西西里

岛的西那库斯城市，这是个位于爱奥尼亚海滨的城市，

他在这里度过大半辈子。直到今日仍可在那里见到城墙、

防御工事、沟渠等古代都市遗迹。阿基米德的父亲菲狄

亚斯是一位天文学家，阿基米德是当时国王亥厄洛二世

的朋友，他们之间很可能有亲属关系。阿基米德曾经游

历埃及，并求学于当时希腊的文化及学术中心——亚历

山大城。

阿基米德的成就包含他的数学研究论文及特殊发明。部分有关阿基米德在力学方面的书籍已遗失了，但是有关几何的数学推理过程却全都记载留存下来。《平面的平衡》一书中详细记载阿基米德对于杠杆原理的证明，以及对物体重心的研究。在《球体与圆柱》一书中，阿基米德发现球体表面积及球体体积的计算方式。同时阿基米德对于数学的研究也已接近到微积分理论，这些研究工作后来成为17世纪时牛顿及莱布尼兹等人研究工作的基础。在《数砂器》一书中，阿基米德几乎完成对数理论的研究，同时他也用科学记数法记录天文数字，在此书中阿基米德估算约用1063个沙子可以填满宇宙！

阿基米德之《浮体》一书记载他最著名的有关浮力的阿基米德定律，此定律叙述当一物体浸入水中时，此物体所受之浮力等于物体排开水的重量。石头比水重，所以当石头浸入水中后，虽然受到浮力，但仍然下沉，但大艘船浸在水面下的船身排开水的重量等于整艘大船的重量，所以船会浮在水上。阿基米德叙述了浮力的原理，同时也是后来流体静力学的基础。

另外一个是有关阿基米德定律，但是典故无法考证的逸事，就是亥厄洛国王花圈（一般数据均误载为王冠）的故事，一个并非完全纯金的花圈，其中成分含有部分的银。亥厄洛国王希望在不破坏这花圈的情况下查证花圈的成分，因为这是亵渎神圣的行为。阿基米德完成

了这项检验工作。在阿基米德死后200多年，罗马建筑师马克斯记载如下：当阿基米德坐在公共澡堂浴盆内洗澡时，注意到浴盆内水位上升的幅度等于他身体浸在水下的体积，因此他找到了解答。阿基米德马上从浴盆中跳出，裸身冲回家中并高兴的得大喊大叫。据说从此以后，阿基米德的妻子不许他在公共澡堂洗澡。阿基米德因此发现了一种可以轻易算出任何不规则形状物体体积的方法。他将国王的花圈浸在水中并计算水面上升幅度，再将一块等重的纯金浸在水中，同样计算水面上升幅度，发现二者上升幅度不一样，因此清楚判定花圈的成分不是纯金。

阿基米德有一些实用的发明，最有名的就是阿基米德螺旋，一种长而长得像螺旋的管子，可以将地下或河流中的水汲取到岸上。另外，他发明一种球体，构造像太阳系的星球，是一种天体运转的模型，运用水力来驱动，构造十分精密。还有一项发明是利用折亮度以量测太阳直径的装置。蒲鲁塔克描述阿基米德为专注于数学而忽略健康的人：“阿基米德常在火灰上描绘几何图形，或者用油在自己身上画图，完全是一种全神贯注的状态，他爱科学，即从科学上得到的愉悦如同信奉宗教之一般。”

阿基米德于公元前212年被罗马士兵所杀。根据历史记载，阿基米德当时正在协助防御城池，他发明一种弹道装置可以将石头抛向远方并击毁敌船，又发明一种装置可将敌军小船从水面上举起。另有一个叙述阿基米德发明一种大镜子可将阳光聚焦以烧毁敌船则是属于误传，但是罗马军队确实被阿基米德的发明所击退，最后只好采取长期围城的战术。虽然罗马大将马赛罗斯希望不要杀死阿基米德，但是阿基米德仍然被其攻入城的士兵杀害了，马赛罗斯因此几乎生气的发狂。

在阿基米德著名的数学几何证明中，其中一项是有关圆锥、球体及圆柱之间的关系，他证明了如果上述三项均具有相同的半径，且其高度等于直径的情况下，圆锥、球体及圆柱的体积比为1:2:3；另外，球体的表面积等于圆柱表面积的三分之二。这个结果使阿基米德非常着迷，所以在阿基米德的墓碑上就刻画这个结果。约一个世纪之后，西西里的管理者西赛罗在一堆杂草矮树丛中找到了阿基米德的墓地，西赛罗写到“我注意到一个圆柱立在矮树丛中，在他的上面有球体及圆锥的图形。”

阿基米德并非第一个发现杠杆原理的人，但他却是第一个将杠杆及滑轮组合在一起的人。阿基米德说过一句著名的话：“给我一个支点，我可以将地球举起。”

2.公元后至黑暗时代的科技发展

中世纪（公元476－公元1453年），随着罗马帝国的衰落，西欧进入黑暗时代。这个名

称算是颇为贴切，因为大部分的罗马文明在这段期间受到破坏，并且被所谓蛮族文化所取代，造成随后的10个世纪变成昏昏沉沉的时期。这个时期的欧洲没有一个强有力的统治政权，封建割据带来频繁的战争，造成科技和生产力发展停滞，人民生活在毫无希望的痛苦中。这个名称的使用，也是因为从这个时代开始，只有少数的历史文献流传下来，让人们仅能借由微光一窥当时发生的种种事件。西罗马帝国崩溃后，北方蛮族入主欧洲大陆，文化发展为之中断，少数的学术思想仅在教会中流传，一般人民生活在庄园制度下，形同农奴，终日但求温饱。整个社会呈现封闭保守的状态，科学和艺术停滞不前。有人统计，黑暗时代欧洲只出版了1000本书。在这么长时间内，西方文明的进展非常少，只有在医学方面有比较突出的研究成果，这是因为医学是属于实用的科学，统治者一般不会去干预。这时候最为著名的医学发展，有二世纪的罗马医学家盖仑（Galen）在解剖、生理、胚胎、病理、医疗、药物等领域均有新发现，著述也很多；十世纪的阿拉伯阿维森纳（Avicenna）发表《医典》一书，对以后六个世纪影响很深。

3.文艺复兴时代的科技发展

文艺复兴是十四至十六世纪在欧洲兴起的思想文化运动，同时带来科学与艺术的革命，揭开了现代欧洲历史的序幕，被认为是中古时代和近代的分界。现在普遍认为文艺复兴发端于十四世纪的意大利，文艺复兴一词就源于意大利语Rinascimento，意为再生或复兴，以后扩展到西欧各国，十六世纪达到鼎盛。当时，以地球为宇宙中心的观念，是源自于二世纪杰出的希腊天文学家托勒密（Ptolemy）的数学系统。托勒密的系统深具说服力，且持续了数百年之久，他的系统被用来解释自由落体以及星和云的移动。在神学上，托勒密系统则是用来阐述人类在宇宙中地位的中心理论。

然而到了十六世纪，人类探索世界的发现之旅为多元的世界带来更多的证据，而罗马教会的权威日渐微弱，使得托勒密系统出现裂隙，1543年哥白尼的身故后之作《天体的革命》，终于使托勒密系统崩溃。哥白尼写道：“地球带着月球循着周年的大轨道在群星之间绕着太阳旋转。”虽然这不完整的事实维持了将近100年，但是哥白尼的革命已然开始，再加上伽

利略及克卜勒等人的努力，带动现代天文学的发展；

牛顿的运动理论亦是根基于他们的基础之上。这些伟

大科学家的生平简介见下文。

3.1哥白尼与太阳为中心的宇宙

尼古拉斯·哥白尼（Nicolaus Copernicus）1473年

出生在波兰王国托兰的一个富有家庭，父亲尼可拉是商人，母亲芭芭拉来自于富裕的家庭。哥白尼10岁时，父亲就过世了，从此哥白尼便交由舅舅抚养。

他的舅舅是一个有学识的牧师，在1479年成为尔姆兰的主教。哥白尼接受了严谨的教育，1491年就读于克雷坷大学，此校是当时自然哲学的学术重镇。1496年哥白尼转学到波隆纳大学继续学习希腊文、数学、哲学和天文学。在那个时期，哥白尼曾经受到天文学教授多门尼可罗维拉的影响，罗维拉教授是早期托勒密系统的批评者，1497年哥白尼曾和他一起目击月食。

很少人知道哥白尼思想的起源和发展过程，而他也不急着发表。他早在1514年就开始传布他宇宙观的摘要手稿，他伟大的研究则在1530年完成。哥白尼强烈且持续地反驳托勒密有关地球不动的理论，他以自然为本，偏见的谐调为由，批判托勒密认为地球是宇宙中心的学说。例如哥白尼指出星星并非总是与地球等距，若以圆形轨道来解释这个现象，不但不合理，还会引起更多繁琐且混乱的问题。哥白尼的著作《天体的革命》流入欧洲有学之士的手中，早期读者对此书的数学部分不甚满意，但却更加深了他们对托勒密天文学说的不完整的不满。教会并未反对此书，因为当时适值宗教改革，教会有更重要的事要处理。直到1616年，因为伽利略的成功，哥白尼的《天体的革命》遭禁。

哥白尼的生平鲜为人知。他的朋友雷堤可斯虽保留有哥白尼大部分的信件，但其中的传记部分却已遗失。据说哥白尼在死前的病床上才收到《天体的革命》一书。由于罹患中风，无法亲自订正，不过至少在死前能握着自己的著作。哥白尼在1543年5月24日逝世。

3.2伽利略与新的科学观

伽利略·伽利略（Galileo Galilei，名字与姓氏重

复是塔斯卡尼地区的风俗习惯）1564年2月15日

出生于意大利的比萨。他的父亲文森兹欧·伽利略是

一位音乐家也是贸易商，母亲是葛拉安曼·纳提，家

境并不富裕。在他还是孩童时，举家迁移至佛罗伦

萨，并进入耶稣修道学院就读。当他15岁成为见

习修士时，父亲则强迫他退学。1581年进入比萨大

学，原本计划攻读药学，但伽利略并不喜欢该门学

科，而获得了喜好争论的名声。很快的他便转移兴

趣至数学，并在1585年未获得学位前离开了大学，

回到佛罗伦萨教书。1592年他父亲死后，搬往博德继续教书以及研发军用罗盘等其他事物。

1609年伽利略发明望远镜，将他带入生涯中更新更重要的阶段。他重新制作自己的望远镜，使其可看见比肉眼所见还要近1000倍的物体，并用来观察月球。依照旧的宇宙科学，天体的外形应该是完美无瑕的，但是伽利略却发现这颗地球的卫星有许多麻点。他看见了山峰及河谷，还有他所谓的海，也发现银河似乎是由许多星星所组成的。这与原来托勒密天文学的夜空迥然不同。

这些发现于1610年的《星夜先知》发表后造成了轰动。历史学家罗芬兹将这本小册子喻为“大概是至今通俗科学中最经典的，也是宣扬哥白尼系统中最精湛的杰作。”各地的学者纷纷购买与阅读，五年后甚至有传教士将其翻译成中文版。伽利略的发现中最有趣也最引人注目的就是四个似乎在绕着木星旋转的物体，并一夜又一夜地变换他们的位置。对他而言这些就是卫星以及一个类似哥白尼结构的缩影。

《星夜先知》的成功，将伽利略推向更进一步的发现，同样的也将他卷入与天主教教廷的冲突中。他成为名人后，受到教宗的接见，并获得鼓励与支持。之后又获得曾经受教于他数学与哲学的学生塔斯卡尼公爵寇莫斯二世的资助。1612年伽利略的漂浮物体论创立了流体静力学，并于次年发表一系列讨论他观察太阳黑子的文章，公开地承认哥白尼的学说，并且为惯性原理做初步的公式化。此时的伽利略已激怒了教廷人士。

1616年当他访问罗马时，教廷发布反对他的正式教令，警告伽利略不可以教授哥白尼太阳中心说的观念。伽利略并没有被判定为异端邪说，并为这个处境做出特有的乐观评价。评论家将此事记载为众多纷争的源头。

1623年伽利略发表了一篇讨论彗星性质的《分析者》，并将其献给早期曾经支持他的新教宗厄班八世。伽利略希望教宗能解除1616年的禁令，但他的资助者寇莫斯二世却又在此时过世了，使得伽利略处境更加的困难了。1632年伽利略发表《两大世界观的对话》。由这项科学杰作不难看出，伽利略强烈的想要与其父亲的著作《古典与新潮音乐的对话》看齐，这种心理因素也让他忽略思考他真正的工作重心。1633年三月《两大世界观的对话》发表后获得了相当大的成功。但六个月后却被教廷裁判长介入干预，《两大世界观的对话》被取缔，稍后伽利略再被传唤到罗马并被监禁。他曾对教宗以及审问他的裁判长提出许多讨论的理由作为申辩，但最后还是宣判他不服从1616年的教令。1637年完成了他最后的科学发现“月球的摇晃”。虽然《两大世界观的对话》被查禁，但却很快地就传遍了整个欧洲的新教徒。伽利略晚年因白内障而失明，于1642年1月9日去世。

伽利略死后三个半世纪，1992年教宗约翰保罗二世愿意承认教廷在“哥白尼法规”的错

误，这代表伽利略曾遭受过天主教教廷不合理的对待，但似乎只是为了公共关系。为此《纽约时报》给予了一个讽刺的标题：“350年后梵蒂冈才表明伽利略是正确的：他们终于行动了”。1989年10月以伽利略命名的太空探测器由美国亚特兰大号航天飞机运载送入385年前伽利略发现有四颗卫星的木星。

3.3克卜勒与行星运动定律

乔汉尼斯·克卜勒（Johannes Kepler）1571年12月

27日生于德国威尔。他的父亲是一个行为异常的军人，

克卜勒从小体弱多病，成年时又有忧郁症的倾向。他于

土宾恩上大学，成为梅斯特林的学生，是哥白尼的崇拜

者。

克卜勒于1597年公开出版了他《神秘的宇宙结构》

的理论，支持哥白尼的宇宙太阳中心论。为了躲避路德

教派反教改势力的迫害，克卜勒于1600年从葛瑞兹逃到

了布拉格。对克卜勒而言，在那里是一个短暂但重要的

时期，他担任了伟大的天文学家第谷·布拉赫的助手。在

布拉赫死后的次年，克卜勒继承了他庞大的观测资料，包括不少有关火星的资料。克卜勒利用这些数据，以及传承布拉赫注重精确的态度，在接下来的八年有了些重要的发现。

克卜勒和传统天文学思想的差异，是以力学的观念提出可以解释行星运动的法则。这是天文学史中自哥白尼以来所没有的概念，而且相当精准地预测行星的运行。克卜勒认知火星的轨道都无法套入托勒密或哥白尼的架构，他最后舍弃这两种长期被获得支持的构想：古老的概念认为行星轨道是圆形。同时，他放弃行星以等速运动的假设。他的数据告诉他所有的行星在靠近太阳的地方运行的速度较快，反之速度较慢。经过不断的实验和错误，克卜勒发现行星运动的法则：连接太阳到行星的向量半径，在相等时间内扫过相等的面积。这就是人们所熟知的克卜勒第二定律。

在哥白尼架构下的第二定律被发现后，接着行星运行轨道的真实形状尚待确立。在相当多的研究后，克卜勒领悟到椭圆形的用处，一个古代时就已知道的形状。它符合精密弧形的预测，遂成为克卜勒第一定律：行星轨道为椭圆形，而太阳正位于其中之一的焦点上。克卜勒将第一、第二定律写在他1609年出版的《天文学新星》内。和伽利略一样，他没有发现有关宇宙重力的定律，但他已经很接近了。他先猜测行星间的作用力与质量成正比，但他认

为那是磁力的作用。然而《天文学新星》最重要的是开启了对天文学的目标和方法基础性的再教育。克卜勒定律的发现和被了解使得天文几何学已附属于新兴的天文物理学的一部分，可由定律所运算、发现与理解。

1619年，当《世界的和音》出版时，克卜勒认为这是他的杰作。这本书充满了图解和音乐的例子，每个行星有它自己发声的范围。这本书包括了一项基本的科学发现：克卜勒第三定律，说明行星运动，行星绕行太阳的周期的平方和行星与太阳的平均距离的立方成正比，以后便能以行星周期计算行星与太阳的距离。除了天文学方面的理论，他发表有关两项光学的重要的论文。《天文缩影》是1619到1621年间出版的，但很快被教会列入禁书的黑名单。1627年他出版以布拉赫的数据为基础的已知星球的表格，名为《罗多菲表》。该表之后被使用了一个世纪。

所有的证据显示，克卜勒的晚年生活在反教改的欧洲并不容易。他的妻子与儿子相继于1611年去世。1612年，他的赞助人鲁道国王夫因遭叛变被迫下台，所以克卜勒失去了他主任天文学家的职位。不久，克卜勒到了林兹，1625年又到乌尔蒙，只为逃避宗教迫害。1627年他回到布拉格，被沙根公爵赏识并聘为占星家。这样的工作有可能使他遭到怀疑，所以他最后离开了去寻找其他的工作。克卜勒于1630年11月15日死于巴伐利亚。

3.4牛顿与运动定律

艾萨克·牛顿（Isaac Newton）是西方科学历史中最

有影响力的人物。在其一生中一直被认为是位具有高

智慧的英雄，300多年来在科学界一直是美誉永垂，未

曾逊色。牛顿并不是科学革命的开创者，然而他的贡

献是提供具体可行的模式，并注入基本的知识给现代

人了解物理科学。凭牛顿所发现的三个运动定律和地

心引力定律，对地球上以及宇宙的天体所发生的所有

物理现象，都可以得到有规则的预测，并通过科技的

运用，得以合理的修改与延伸。直到20世纪科学家开始研究最小单位的原子性能，而提出量子力学时，牛顿定律的广泛性才受质疑。

1642年12月25日牛顿出生于英国林肯乡的一个小房子，父亲在他出生时就已去世，三岁时他的母亲将他交给祖母照顾，而自己离家再嫁给一位牧师史密斯。

孩提时的牛顿充满好奇心，并展现数学与机械能力。1661年进入剑桥的三一学院。这

所大学的课程偏重于亚里士多德派的哲学，因此两年后牛顿就对尼可马克式的伦理失去兴趣。他就以自己的喜好，阅读培根、笛卡儿及早期科学家的一些著作，因此孕育了他对数学及天文现象的热忱。有一次在他的笔记簿上记着：“Amicus plato amicus aristoteles magis amicu veritus”，意思是他虽然喜欢柏拉图和亚里士多德这些人，但是他最好的朋友却是真理。

1664年他被选为三一学院的学者，使他在获得学士学位后一年就可以自由从事自己喜欢的研究工作。但是当年的大瘟疫阻止了他的机会，该大学于1665年关闭，他不得不回家和他再度成为寡妇的母亲同住了两年。后来他回忆说：“那是我发挥我的发明潜力，启蒙我的数学与哲学造诣最重要的时期。”他就在当年根据笛卡特的几何学发明一套基础微积分，是数学中用以计算运动变化率的工具。在亚里士多德派物理衰退以来100多年中，牛顿的流量理论是第一次成为解决流量问题不可或缺的方法。也在那一段时间中，牛顿孕育了万有地心引力的构想的一部分重要架构。他虽然小心翼翼地整理他的写作，但也不停地修改他的资料，因此多年来都未发表其发现。

1667年牛顿回到三一学院被选为剑桥大学的院士。1669年，他的天才被肯定，而任职数学教授。他制造首座反射望远镜，轰动当时社会，并于1672年被推选入皇家社团。但是当他向皇家社团提出“光线与颜色的新理论”时，却被闻名的虎克攻击，牛顿受此伤害后独自隐居继续他的研究工作。1684年，伟大的天文及数学家哈雷拜访牛顿，讨论行星运动的问题。例如虎克曾提倡行星运动能以平方倒数定律解释，但未说明理由。而牛顿其实在早几年前就以的微积分学算出行星是沿着椭圆形轨道运动。1684年再论及此问题时，他出版了《De motus Corporum》，数年后完成了更复杂的著作Philosophiae Natural is Principia Mathematica。在此著作中，牛顿依据更多的观察建立了三个运动定律及宇宙引力定律，分别是惯性定律，运动体除非受外力影响，保持其等速；静止体也保持静止，除非受到外力。加速定律，力量等于质量乘以加速度。反作用力定律，作用力等于反作用力，或每一个力都会引发其反作用力。牛顿最得意的著作《原理》（Principia）于1687年由哈雷出版，代表牛顿科学成就的最高峰，也是他科学改革的最终点。

如达尔文所述：“牛顿揭发了自然现象的发生与结果，而且完全解开了自然界的潜在的定律。”最值得可贵的是牛顿死后由亚历山大铭刻在教宗曼诺（Woolsthorpe Manor）房间上的题字：“自然与自然法规全归于他的光，上帝说，让牛顿一身是光。”

4.工业革命时期的科技发展

瓦特（James Watt）发明蒸汽机后，造就了工业革命。

这是以机器取代人力，以大规模工厂化生产取代个体工

厂手工生产的一场生产与科技革命。一般认为，蒸汽机、

焦炭、铁和钢是促成工业革命技术加速发展的四项主要

因素。此时期西方科技快速进步，也使得欧洲国家侵略

及殖民其他国家。1628年，英国哈维（William Harvery）

发表“心血运动论”，发现血液循环。1665年，英国虎克

（Robert Hooke）制成显微镜，观察到植物细胞，首次提

出细胞的概念。1771年，英国普利斯特利（Joseph

Priestley）首次观察到老鼠在有绿色植物的密闭钟罩内可延长生命，发现植物呼出氧气的现象。1863年，英国赫胥黎（Thomas Huxley）发表《人类在自然界的位置》一书，明确论证了人是猿猴进化而来的观点。1864年，法国巴斯德（Louis Pasteur）确立消毒灭菌方法；1881年，他采用病原菌毒素的接种法，防治一些疾病，开创了医学上的免疫学。此时期代表性的重要科学家有瓦特，提出进化论的达尔文，及研究遗传学的孟德尔，生平略叙于后。

4.1瓦特与蒸汽机

瓦特（James Watt）1736年1月19日生于苏格兰西部格里诺克一个工人家庭，从小饱受贫穷和疾病的折磨，十几岁即到伦敦当学徒，学习机械制造。1756年，瓦特回到苏格兰的格拉斯哥，在格拉斯哥大学谋得了一个机修工的职位。在大学里，他认识了著名的物理学家布莱克，从他那里学到了许多热学知识。同时，他在思考如何改进纽可门（Newcomen）蒸汽机。

1763年，他受命修理格拉斯哥大学的一台纽可门蒸汽机，得以仔细研究纽可门机的结构。他发现纽可门机的热量浪费太大，每一次蒸汽进入汽缸后，为了得到真空都要用冷水冷却，下一次蒸汽先得将已经冷却的汽缸加热才能推动汽缸，使汽缸充满高温蒸汽。在这一冷一热的过程中，热量损失太大。虽然煤矿里有大量质量较低的煤可供纽可门机用，但是其他场合根本不可能使用这么消耗燃料的动力机。但是如何改变这一缺点呢？

1765年，瓦特终于想出了在汽缸之后再加一个冷凝器的主意。瓦特自述说：“那是一个晴朗的星期天下午，我出去散步。从察罗托街尽头的城门来到了草原，走过旧洗衣店。那时我正在继续考虑蒸汽机的事情。然后来到了牧人的茅舍，这时我突然想到因为蒸汽是具有弹性的物质，所以能够冲进真空中，如果把汽缸和排气的容器连接的话，那么蒸汽猛然冲入容

器里，就可以在不使汽缸冷却的情况，使蒸汽在容器中凝结了吧！当这些在我的脑里考虑成熟的时候，我还没有走到高尔夫球场。”

冷凝器与汽缸之间用一个可调节阀门相连，高温蒸汽注入汽缸时阀门关上，做功后打开阀门，蒸汽则马上被引入冷凝器冷却，此冷凝器已事先用一台抽气机抽成真空，之后在冷凝器和汽缸内均形成真空。活塞在大气压力下作功，然后关上阀门，重新将冷凝器抽成真空，重复前一过程。瓦特于1769年造出了第一台原型机，并获得发明冷凝器的专利。在汽缸外加冷凝器后，蒸汽机的效率加倍地提高。但瓦特并不满足于此，他继续改进自己的蒸汽机。1781年，他改变了蒸汽机只能直线做功的状态，用一个齿轮装置将活塞的直线往复式运动转化为轮轴的旋转运动。1782年，他进一步设计出了双向汽缸，使蒸汽轮流从活塞的两端进入，使热效率又增加了一倍。经过进一步改进后的瓦特蒸汽机，成了效率显著、可用于一切动力机械的万能“原动机”。蒸汽机改变整个世界的时代正式到来了。

到1790年，瓦特机几乎全部取代了老式的纽可门机，瓦特因而受到尊崇。瓦特机的广泛利用使工业革命进入新的高潮，古老的人力、畜力和水力被蒸汽动力所代替，工厂不必再建在水流湍急的地方。纺织业、采矿业和冶金业在瓦特机的带动下迅速发展，而为了制造瓦特机又使机械制造业繁荣起来。瓦特后来又发明了离心调节器，它使输入的蒸汽不致太多或太少。蒸汽驱使一个调节杆转动，转得越快，调节杆上的两个金属球就相互飞离得越远，它使蒸汽出口变小，蒸汽输出减少后，调节杆转动就慢了，两个金属球就离得近了，它又使蒸汽出口变大。

1800年，瓦特被选入皇家学会，格拉斯哥大学授予他名誉博士学位。瓦特于1819年8月25日在伯明翰逝世。

4.2达尔文与进化论

查尔斯·罗伯特·达尔文（Charles Robert Darwin）出生

于1809年2月12日，是医生罗伯特·瓦瑞·达尔文与苏珊

娜·魏得渥的第五个孩子，也是他们的第二个儿子。达尔

文八岁时，母亲死于胃肠方面的疾病。他的姐姐们禁止

他谈论有关母亲的事情，因此他只记得部分关于母亲的

片段。后来他进入由山缪巴德勒主持的斯鲁巴瑞学校就

读，这是一所极负盛名的私立学校，但达尔文并不喜欢

这所学校注重古典主义的课程，且他在学习语言方面也

并不积极，却在课余培养了博物学及搜集植物的兴趣。

当达尔文忆起他的父亲，这位什罗普郡首席的医生时，他是相当敬佩的，即使有人说他像个专横却又仁慈的暴君。达尔文在1825年进入爱丁堡大学学医，一如他的父亲，之后他加入普林尼博物学会并受到著名医生及动物学家罗伯特·格兰特的影响。他一点都不喜欢医学功课，尤其是解剖学，但他后来后悔当初没学好如何解剖。他最不喜欢的就是观察手术的进行，因为那个时候没有麻醉药，这件事使他对人类痛苦的感受更加明显。

达尔文在选择执业时的矛盾情感，却在科学史上造成一个不寻常且重要的结果。当达尔文的父亲得知他将暂停医科的学业时，建议他去当牧师，达尔文也听从建议，在1827年进入剑桥大学的基督学院就读。他后来说，在那里是浪费时间，不过，他跟着植物学家约翰·斯蒂芬·韩斯洛求学，收集甲虫类昆虫，在1831年毕业。没多久，他得到了一份到世界各地旅行的工作。猎犬号（Beagle）的年轻船长罗伯特·费兹罗伊征求一位年轻、具有良好教养并能承受寂寞与沉闷旅程的同伴。这趟旅行的目的是测量智利和秘鲁的海岸，以及探访南太平洋诸岛与西印度群岛。达尔文的老师韩斯洛推荐他，并说他有绝对的资格去收集、观察及纪录。达尔文在得到父亲的同意后便在1831年的12月27日登上猎犬号出发，并将在五年后返回。达尔文这次与猎犬号的旅行在科学文献上占有一个特殊的地位。

最初他的兴趣在地质学上，而影响他最深的是旅途中所读的书——查尔斯·莱尔的《地质学原则》。达尔文也收集动物与植物，并保持做纪录的习惯，他注意到加拉巴哥群岛上的鸟类及龟和邻近岛屿的有微小的差异。他之后写到：“我觉得我该感谢这趟远行，他是我的心灵第一次真正的训练。他让我注意到植物学的一些分支，并增进我的观察力，即使我已有不错的能力。”

猎犬号在1836年10月2日返回英格兰。1837年，在对旅程仍记忆犹新之时，达尔文开始由大量的纪录中描述出理论性的部分，1838当他读到马尔萨斯的学说时，开始有了他的天择说，也就是生物为了活命而留下有益生存的特色的想法。然而在当时他并没有发表他的理论，而是继续地累积更多资料。之后出版了三部有关他观察珊瑚礁、火山岛及其他地质现象的作品，这些作品更确立达尔文的专业声望。后来又陆续出版了《物种原始》、《适者生存》，及数本和天择论有关的书，其有1871年的《进化论》、1872年的《人类、动物的情感表达》，以及1880的《植物变动力量》。

达尔文死于1882年4月19日年，享年73岁，葬于西敏寺寺院。

4.3孟德尔与遗传定律

葛内格·孟德尔（Gregor Mendel）生于1822年7

月22日，出生时名为乔安（Johann）。他的父母亲是

来自西里西亚海任都夫的富农，该地原属奥匈帝国，

后成为捷克斯拉夫的一部分，现在捷克共和国境内。

他的才智被发现后，被送到车帕高校，之后就读于欧

慕兹大学。21岁时进入布诺的奥各斯汀尼修道院。

1844年至1848年间学习完神学、农业及植物学后，

他被安排神职，并取名为葛内格。1851至1853年孟

德尔在维也纳大学学数学和自然科学，回到修道院

后，自1854年开始，在一所学校任教达14年。

1856年孟德尔开始用菜豆做一连串的实验。在两年的期间内，他培植豆子以产生有七种特性的纯种，这些特性是选取看得见的性质，如大小、颜色、形状、及结构等，然后他交叉培植有不同特性的豆子，如高的和矮的、光滑的和皱的等等，期望一个混合的结果。但是，结果却显示出不同的特性能各自遗传，有些植物高高的，有的矮矮的，有些豆子光滑，有的皱的。独立分离定律成为三个孟德尔遗传定律中的第一个。孟德尔也发现个别的特性而非全部的性质在复制过程中传下去，七种特性中任何一对各自独立影响。这理论的许多方面在基因的结构建立后有些误差，但孟德尔幸运地使用了豆子，它的外在特性属于不同的分类，这成为孟德尔的第二定律——独立支配定律。孟德尔的第三定律——显性定律，述说在一对遗传特性中，一个多是显性，而另一个是隐性，这个定律是有一定比例的作用，但今日已知其可利用性范围很小。

1865年孟德尔把实验的结果送至布诺自然历史学会，并于次年出版，这篇论文没引起注意。1900年，即孟德尔死后16年，他的论文被荷兰德弗里斯（Hugo De Vries）、德国柯伦斯（Carl Correns）及奥地利丘歇马克（Erich Tscherm enegg）三位植物学家重新发现。创造基因名称的剑桥科学家贝替森（William Bateson）把孟德尔的定律引用到他的遗传研究方面，贝替森舍弃达尔文的逐渐形成品种的学说，而孟德尔的实验可用来解释他的突变设计。在20世纪30年代，新一代的基因科学家的研究，使有关孟德尔的贡献的困扰得以进一步理清。结果孟德尔的理论被认为解释了特性遗传的基本过程，现成为自然选择的一部分，并因染色体遗传的发现而更受到支持。孟德尔于1884年1月6日过世。

5.近现代的科技发展

因两次世界大战的军事科技需求，和近代计算机科技的辅助，现代科技的发展在20世纪以后日新月异、突飞猛进。奥地利兰斯坦纳（Karl La ndsteiner）发现人类的A型、B型、O型血型，建立了血液分类学的基础；英国萨顿（W alter Sutton）确立了孟德尔法则的细胞学基础；波兰居里夫人（Marie Curie）发现放射性物质；爱因斯坦（Albert Einstein）提出相对论促成后来核能科技的发展；威格纳（Alfred Lothar Wegener）提出地壳板块移动的理论，说明地质及生物的分布关联。在现代，科技的研究已经是群体的工作，大规模的人力及物力投入及分工精细，使得科技的发展更加快速。此时期的重要科学家叙述于后。

5.1玛丽·居里与放射性物质

玛丽?居里（Marie Curie）1867年11月7日生于华沙的玛亚，她的父亲是物理教师，母亲是公立学校校长，在玛丽10岁时死于肺结核。

玛丽?居里的教育过程可以说是一个用意志力克服各

种困难的故事。当时波兰不是独立国家而是俄罗斯帝国的

一个省，极力压制波兰文化。玛丽?居里在这种环境中成

长，在念高中时也受到压制，虽然她的学业成绩相当优秀，

但不允许接受更高的教育。1883年高中毕业后她参与了

一个具有反抗性的秘密的女性流动大学。1886年18岁时，

和她姐姐布琅妮取得协议，开始当女家庭教师并在巴黎完

成教育。1891年在巴黎大学修学位，1893以杰出成绩毕

业，是索邦大学第一位拿到物理学位的女性，一年后她又

取得数学的学位。虽然她最初的愿望是学成后回波兰，但

于1894年一次短暂的回乡后，她相信光有爱国心仍无法改变她的国家，决定留在法国。这时她遇到了比她大八岁的皮埃尔?居里（Pierre Curie），1895年他们结婚，举行一个非宗教性婚礼，蜜月旅行是骑脚踏车逛法国乡村。

1896年伦琴发现X射线及贝尔革勒对铀之奇特性质的探讨，戏剧性地影响了物理学发展的路径及玛丽?居里的一生。1897年她决定以贝尔革勒的放射线研究作为博士论文的题目。她计划测量铀的物性及各种不同含铀的矿物，一个在德国杰契斯札地区已开采一世纪的铀矿样本，经证实意外地比贝尔革勒的铀活性更强，居里发现钍元素也具放射性，更加深了它的神秘性。1898年4月居里首次提出她的研究报告，7月发表另一篇论文，居里夫妇报告新发

现的元素，他们建议称之为钋，较贝尔革勒的放射线由某些物质产生，显然具有深一层的意义，是一种广泛自然界现象之一，居里夫妇称之为放射性。

由于他们的研究，居里夫妇和贝尔革勒共同分享了1903年的诺贝尔奖，这也归功于皮埃尔积极替他太太游说，本来他单独被考虑得此奖。夫妇两人一夜之间成为名人。1906年，皮埃尔于巴黎一次意外事件中死亡。在一个下雨的午后，他被一只烈马踢倒在地，头被马车左后轮碾过，头颅当场破裂。遭此重击，玛丽还是接替皮埃尔在索邦大学的教职，成为该大学第一位女性教授。

在居里夫妇进行研究时，尚不知放射线的危险性，因此他们并未小心处理他们发现的新元素。皮埃尔曾把含有镭之溶液的试管放在口袋，接触部分受到灼伤，他注意到复原得很慢，玛丽把放射性物质放在床边，发着亮光，两人的症状即今日所知的辐射症。玛丽晚年受到健康问题的困扰，但她将之保密，她实验室的记事本，到今天仍具有高度的放射性。1934年7月4日玛丽?居里死于和放射线中毒有关的白血球症，葬于使西斯（Sceaux）坟场，和皮埃尔同一墓穴。

5.2爱因斯坦与相对论

阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）生于1879

年3月14日德国的乌姆，是哈尔门·爱因斯坦及保琳

柯基之子，出生后第二年全家搬至慕尼黑。幼时的爱

因斯坦沉默寡言，被认为是不寻常而非天才，他不喜

欢德国的严厉教条，也不热衷拉丁文与希腊文。他从

数学开始进入科学领域，主要是受其工程师叔父杰考

柏·爱因斯坦的激发。12岁时爱因斯坦就自学几何学，

他少年时不寻常的梦想就是决心要揭发宇宙奥妙之

谜。

爱因斯坦的中学教育与他的初等教育一样不顺

利。1894年爱因斯坦一家因父亲要重振事业而迁至意大利米兰。一年后他第一次入学考试失败，17岁时进入瑞士科技学院。此时他相信物理学是比数学更适合他的研究领域，就开始研究荷曼、马克斯威尔及其他学者的著作。他并非理想的乖学生，在校期间感觉受压抑。后来他写到所谓现代教育方法毫无奇迹可言，完全无法启发一个人神圣的好奇心和追求欲望。1900年毕业。1902年爱因斯坦在瑞士专利公司当一名初级专利员，工作中他细审清理

各种申请专利的经验，激发他对太空及时间的想法。这段时间虽然与物理学界孤立，却也是他发觉物理界现代思想发展的一段重要时期。1905年于物理期刊Annalen der Physik，volunce XVII中发表三篇重要文章。

他的文才被埃米力·西格（Emilio Segre）大师喻为无法超越的火光，每一篇文章有不同的论题。在《布朗运动》一文中，爱因斯坦指出液体中锯齿形跳跃之分子可以测量及预测其分子动能，这种分子存在的说法困扰了20多年，但终于在实验数年后证实爱因斯坦的计算。在量子理论上，他的贡献是提出数年前就已发表的数学程序计算自然界过程，而解决数年来所争论的“黑体辐射性的问题”。他提出光是可以用普朗克常数（h）计算出来的一串能量分子来表达（photon一词后来被定为光子）。10年内的实验确定可见光及光子的存在，这篇论文使他获得1921年诺贝尔奖。这两篇文章都具革命性，但都没有第三篇令人震撼。第三篇文章《运动体的电动力学》包含有关爱因斯坦的相对论，是不朽的杰作。相对论具有物理机械性，但在某些方面，则与我们一般直觉的空间与时间概念相反，具体地说，光的速度在太空中运行可设定是一定值，即不受其他光源或测光器的影响或干扰，也就是说光速并不因观察者的速度而改变。如果这是确定的，则没有两个观察者以不同速度行动时可以获得事件发生的时间。光速是不变的常数时，则时间和空间是参考坐标。爱因斯坦提出相对论显而易见地具有革命性，这在当时不可思议地获得物理学家的认可。

另外，相对论成功的重要理由是1900年诞生量子理论学。相对论可以被使用于预测次原子的某些作用，而牛顿物理法则却无法做到。量子理论创始人之一的马克斯?普朗克（Max Planck）很快的认同相对论。爱因斯坦解释相对论中个体质量可由它测出所含的能量，他随后发表更详细解说，而提出有名的方程式，能量等于质量乘光速平方。

当他的文章被物理界认知后，爱因斯坦1909年离开瑞士专利公司，转入祖力克大学任教。l911年进入布拉格大学，1912年回到祖力克大学，1914年转任柏林大学，此后有更多时间致力于研究。

1933年爱因斯坦的书籍被德国纳粹烧掉，财产也被没收。爱因斯坦当时在美国任教，从此再未回过德国，后接受普林斯顿高等研究院的终生职位。他曾受希特勒主义的影响而放弃和平主义的信念，1939年他勉强参加签署一封信给罗斯福总统，建议发展原子弹，但他并未进一步参与原子弹研发工作。战后，爱因斯坦成为一位主张解除原子武器的抗议者。他并未被公认为美国爱国者，他反对国会审问20世纪50年代所谓的“非美国人运动”。1952年他拒绝受邀当以色列总统。

1955年4月11日，爱因斯坦签署一项和平主义者反原子能的宣言，由哲学家卢塞尔

（Bertrand Russell）送出传阅。数天后，他动脉瘤破裂，但拒绝手术，而说“当我要离去时我就去，以人工法延长的生命是无谓的。”1955年4月18日爱因斯坦平静地在新泽西普林斯顿去世。

5.3巴登与超导现象

约翰·巴登（John Bardeen）1908年5月23日出生于

威斯康星州的麦迪逊。他的父亲查尔斯罗塞尔·巴登，是

威斯康星大学医学院的解剖学教授，后来成为系主任。

他的母亲西巴哈玛巴哈，是老师兼艺术家。由于他父母

亲的鼓励，巴登在学校的表现极为优秀，10岁时便学会

了代数，并且越级好几次。他在1923年15岁时便进入

威斯康星大学就读，受保罗狄拉克的影响，对数学、物

理学感兴趣。1928年他拿到了工程学学位，更在1929

年获得硕士学位。1936年拿到了数学物理学的博士学

位。他的研究指导教授是维格那，是匈牙利著名的物理

学家之一，专攻固态物理学。巴登后来继续到哈佛大学的研究所研究，在取得博士学位后，任教于明尼苏达大学，并在第二次世界大战期间在美国海军军火实验室工作，在那时他利用他早期的工作经验去发展对抗鱼雷的对策。

巴登在1945年回到贝尔实验室做固态物理研究。1948年，巴登和布莱登使用锗结晶发明了能扩大音频信号的“点接触”装置。集成电路和硅芯片的发展，及它们对工业技术的重大影响都是根基于此。1956年巴登、夏克里和布莱登共同获得诺贝尔奖。

当荷兰物理学家欧尼斯于1911年发现在很低的温度下水银突然失去对电流的阻力，当时欧尼斯并不了解这是超导现象，此后40年都没有进步。巴登的同事赫林写道：透过约翰充满热情刻意追求努力解释超导电性的秘密。1951年巴登在伊利诺大学担任物理学和工程的教授，后因与夏克里有冲突而离开贝尔实验室。

BCS理论于1950年开始有进展，巴登研究以不同温度制造某些超导性元素的同位素，或者不同形式者。巴登与纽约的科学家寇柏（巴登称之为“从东方来的机械士”）和研究生休里夫继续研究早期已出版的不完全理论，1957年他们共同发表解释超导电性的一般理论。

BCS理论显示超导电性是受电子和振动总能量的声子影响，声子帮助破坏电子的运动并借此造成金属传导的阻力。在低温时，这些振动被减少，这影响电子间的相互关系，它们

形成反向的旋转和两个电子的动量被联合“成对”的移动，这即是物理学中著名的“寇柏对”（Cooper pairs）。当提供电流时，这些成对的电子透过超冷固体而运动，有相同的动量而没有阻力，也就是零电阻的形成原因。因为BCS理论，1972年巴登、寇柏和休里夫获得诺贝尔物理奖，巴登成为第一位在相同的领域得到两次诺贝尔奖的科学家。由于必须在低温状态下方能产生超导电性，故不具立即的适用性，但是发现高温超导的材料成为一个实用的目标。

约翰·巴登从1959年一直到他1975年退休为止，都在伊利诺大学高级研究所任教。巴登是一位沉默但和蔼可亲的人，他与马克斯·韦尔珍妮结婚，他有两个女儿和一个儿子，他儿子威廉后来成为基本粒子理论家。约翰巴登在1991年1月30日死于心脏衰竭。

5.4华生与脱氧核糖核酸的结构

詹姆士·华生（James Watson）1928年4月6日出生

于伊利诺伊州的芝加哥。1943年进入芝加哥大学主修动

物学，1947年获得学士学位。当他在高年级时，被薛丁

格1945年所著的《何谓生命？》一书深深打动，开始对

遗传学感兴趣。华生后来说：“我变得很想去发现基因的

秘密”。

1950年华生在印第安纳州获得博士学位，华生到哥

本哈根在国际研究会议做他的博士后研究。在1951年意

大利那普勒斯的一个会议，他参加维尔金斯（已经转向生物学的核子物理学家）以X光结晶学研究DNA的复杂分子结构的一场演讲，华生立刻对此感到兴奋。在维尔金斯的演讲之前，华生就已经开始担忧基因或许有可能是不规则的，现在知道基因可以被具体化的，所以它们必定有一定规则的结构，可用一个简单的方式来解释。这项研究的关键是当维尔金斯带着华生到卡文迪许实验室时，他遇见英国物理学家弗朗西斯·克里克，并且开始和他合作。当时已经有好几个小组在做DNA研究的工作，一是英国的维尔金斯和生物物理学家弗兰克林，他们已经拍下非常清晰的X射线干涉图；一是美国著名化学家鲍林。这二个小组实际上已经搞清楚了DNA的螺旋结构。华生和克里克抓紧时间研究已经获得的数据，于1951年底提出了第一个模型。这个模型是一个由三股链组成的螺旋结构，但后来发现由于少算了DNA的含水量而设想的三股链是不对的，第一个模型失败了。

1952年7月克里克从查哥夫处得知DNA所含四种碱基含量并不相等，提出了碱基配对的思想。1953年2月他们又得到维尔金斯和弗兰克林关于DNA结构的新照片和新数据。华

生决定建立一个二链成对的DNA双螺旋模型。1953年4月，他们终于将新的DNA结构模型在《自然》杂志上公之于世。这是一个成功的DNA分子结构模型，它由二条右旋但反向的链绕同一个轴盘而成，像一个螺旋形的梯子，生命的遗传密码就刻在梯子的横档上。DNA 双螺旋结构模型的提出是生物学史上划时代的事件，他宣告了分子生物学的诞生，生物学已经进入了分子水平。以此为开端，生物学各个领域均发生了巨大的变化。华生、克里克和维尔金斯因此获得1962年的诺贝尔医学与生理学奖。华生1965年第一次发表基因的分子生物学，接着在1983年发表微分子生物学。在20世纪60年代，华生的影响遍及分子生物学的领域。1968年他接受冷泉港实验室领导职位。在此后8年里，他供职于哈佛大学和实验室之间。1976年他离开哈佛大学，将所有时间投入到冷泉港实验室，在他的领导下，研究焦点着重于癌症的遗传学。1981年实验室的科学家们第一次分离出引起癌症的致癌基因，因此冷泉港实验室在生物化学和形成肿瘤的基因上的研究，如同其他研究主题一样，成为国家领导研究机构之一。华生从1988年10月开始致力于人类基因的研究，直到1992年4月辞职为止。

1968年华生和他的实验室助手，比他年轻20岁的伊丽莎白刘易斯结婚，他们有两个儿子，鲁法斯和杜坎。1993年庆祝发现DNA结构的第四十周年，华生带着130位同仁，包括法兰西斯·克里克在内，到长岛的冷泉港，回忆他第一次参观这间实验室时，“因为这里有一群极优秀的人们在这，使我得到完全的解放，他们的野心不是赚钱，而是想知道‘什么是遗传基因？’”

参考文献：

1.曾少潜.世界著名科学家简介.上海：科学技术文献出版社,1981.

2.中国文化大学科技发展与人物编委会.科技发展与人物.中国文化大学出版部，2000.

3.陈宽仁译.自然科学发展史.广文出版社，1969.

4.程光裕.欧洲史.香港：友联出版社，1964.

5.林成滔.科学简史.北京：中国友谊出版公司，2004.

（完）

中国机械发展史论文

本科论文 题目：中国机械发展史 学院： 专业： 年级： 姓名：

中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国古代在机械方面有许多发明创造，在近代，中国机械方面也得到迅速的发展。 关键词：小型夯实机械；热处理；锻压；铸造；热加工

引言 中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国的机械工程技术不但历史悠久，而且成就十分辉煌，不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用，而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献.传统机械方面，我国在很长一段时期内都领先于世界。到了近代由于特别是从18世纪初到19世纪40年代，由于经济社会等诸多原因，我国的机械行业发展停滞不前，在这100多年的时间里正是西方资产阶级政治革命和产业革命时期，机械科学技术飞速发展，远远超过了中国的水平。这样，中国机械的发展水平与西方的差距急剧拉大，到十九世纪中期已经落后西方一百多年。

夏商西周时期：中国古代金属冶机械铸技术发明时间较早，且技术精湛。如商周 时期的青铜器朴质雄浑，春秋时期的青铜器纤细精巧，形成了中国古代。青铜器的独特风格。已发现的中国最早的青铜器，如甘肃东乡马家窑出土的铜刀，距今已有4800年左右的历史。中国在大约40～50万年前，就已出现加工粗糙的刮削器、砍砸器和三棱形尖状器等原始工具。4～5万年前出现磨制技术，许多石器都已比较光滑，刃部也较锋利，并有单刃、双刃、凸刃、凹刃和圆刃之分。 中国在28000年前出现弓箭，这是机械方面最早的一项发明；公元前8000～前2800年期间出现了陶轮(制陶用转台)；农具大约出现在公元前6000～前5000年，除石斧石刀外，还有石锄、石铲、石镰、骨镰和骨耜。石斧和石刀上已有用硬质砂子磨削而成的孔。 夏代以前和夏代，先后出现了无辐条的辁和各种有辐条的车轮；殷商和西周时已有相当精致的两轮车；独木舟和筏等水上运输工具早就相继出现。新石器时代晚期，人们已能用石范和泥范铸造简陋的工具和武器。商殷时期，随着手工业生产的发展和技术水平的提高，形成了灿烂的青铜文化。青铜冶铸技术得到高度发展，青铜铸件司母戊方鼎重达875千克，春秋时期的青铜铸件曾侯乙尊盘已十分精细。春秋至魏汉时期(公元前770～公元265年)是中国古代机械开始较快发展的时期。春秋时期铁器和生铁冶铸技术开始出现；黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁和锻钢的出现，加速了由铜器向铁器时代的过渡；春秋中期以后发明了失蜡铸造法和低熔点合金铸焊技术；战国时期又有了叠铸和锚链铸造等工艺；西汉中期已炼出灰口铸铁，并出现了壁厚3～5毫米的薄壁铸铁件。铸铁热处理技术也有所发展。 春秋战国时期：春秋时期出现弩，控制射击的弩机已是比较灵巧的机械装置。到 汉代，弩机的加工精度和表面光洁度已达到相当高的水平。汉弩有一石至十石等八种规格，这些规格的形成表明机械制造标准在汉代已初步确立。弩机上留下了作工、锻工、磨工等的名字。战国时期流传的《考工记》是现存最早的手工艺专著，其中记有车轮的制造工艺。对弓的弹力、箭的射速和飞行的稳定性等都作了深入的探索。汉代已有各类舰艇和大量的三四层舱室的楼船。有些舰船已装备了艉舵和高效率的推进工具橹。西汉时的被中香炉构造精巧，无论球体香炉如何滚动，其中心位置的半球形炉体都能经常保持水平状态。 秦汉时期：1980年出土的秦始皇陵铜车马代表了当时铸造技术、金属加工和组装工 艺的水平。东汉以后出现了记里鼓车和指南车。记里鼓车有一套减速齿轮系，通过鼓镯的音响分段报知里程。三国马钧所造的指南车除用齿轮传动外，还有自动离合装置，在技术上又胜记里鼓车一筹。自动离合装置的发明，说明传动机构齿轮系已发展到相当的程度。 东汉时已有不同形状和用途的齿轮和齿轮系。有大量棘轮，也有人字齿轮。特别是在天文仪器方面已有比较精密的齿轮系。张衡利用漏壶的等时性制成水运浑象，以漏水为动力通过齿轮系使浑象每天等速旋转一周。公元132年张衡创制了世界上第一台地震仪，即候风地动仪。汉代纺织技术和纺织机械也不断发展，绫机已成为相当复杂的纺织机械。到三国时期，马钧将50综(分组提放经线的综片)50蹑(踏具)和60综60蹑的绫机都改成50综12蹑和60综12蹑，提高了生产效率。马钧还创制了新式提水具翻车，能连续提水，效率高又十分省力。汉代的农具铁犁已有犁壁，能起翻土和碎土的作用，汉武帝时赵过既已创制三脚耧，一天能播种一顷地。在这一时期，大型铜铁铸件和大型机械结构陆续出现。五代时铸造的沧州铁狮子重约40吨，宋代木结构水运仪象台高3丈5尺，宽2丈1尺。

近代以来世界的科学发展历程.doc

近代以来世界的科学发展历程 考点提示 近代科学技术 （1）经典力学、相对论、量子论 （2）进化论 （3）蒸汽机的发明和电气技术的应用 知识清单 知识梳理 一、物理学的重大进展 （一）近代自然科学产生的背景 经济基础——资本主义经济发展，生产经验的积累。 思想准备——文艺复兴、宗教改革、启蒙运动解放了思想。 个人因素——科学家具有科学精神。 （二）经典力学 1、伽利略——意大利文艺复兴后期伟大的天文学家、物理学家。 （1）主张：为了解自然界，必须进行系统地观察和实验。 （2）通过实验证实，外力并不是维持运动状态的原因，只是改变运动状态的原因。 （3）通过实验，发现了自由落体定律等物理学定律，大大改变了古希腊哲学家亚里士多德以来有关运动的观念。 （4）开创了以实验事实为依据并具有严密逻辑体系的近代科学，为牛顿经典力学的创立和发展奠定了基础，被誉为近代科学之父。 2、牛顿——17世纪英格兰伟大的物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家。 （1）牛顿在其经典著作《自然哲学的数学原理》一书中，提出了物体运动三大定律和万有引力定律。把地球上的物体运动和天体运动概括到同一理论之中，形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的牛顿力学体系，即经典力学体系。 （2）牛顿经典力学体系对解释和预见物理现象，具有决定性意义。海王星的发现是证明牛顿力学和万有引力定律有效性的最成功的范例。 （3）数学方面，牛顿是微积分的发明者之一。另外牛顿还发现了太阳光的光谱，发明了反射式望远镜等。 （三）相对论的创立： 1、背景：19世纪，随着物理学研究的进展，经典力学无法解释研究中遇到的新问题。20 世纪初，德国物理学家爱因斯坦提出相对论。 2、内容：包括狭义相对论和广义相对论。 狭义相对论——物体运动时，质量随着物体运动速度增大而增加，同时空间和时间也会随着物体运动速度的变化而变化，即会发生尺缩效应和钟慢效应。

城市发展史论文

城市发展史论文—从中国城市发展谈发展 “中国的许多城市是由国家财力建设起来的，不靠工商业者的资金。甚至某些城市的人口也有相当数目是政府强力从他处调迁过来的。例如：秦始皇迁天下富豪12万人至咸阳；汉武帝也聚天下富户于长安附近之陵县，以至长陵、茂陵、鄢陵变成了巨大城市；北魏天兴元年徙山东六州百工技巧10万余口，以充京师；明太祖从苏州、湖州张士诚旧土移徙富户45000家至新建之首都南京。其中南京之事例尤为突出。明太祖去世不数年，发生靖难之变，阎王赶走明惠帝，取得皇位，于永乐十八年迁都北京，带走了以工匠为主的27000户南京居民，使得南京城内顿时户口减半，而南京附郭首县的上元县由176图并为44坊。这些都是欧洲城市发展史上见不到的兴衰变化之事例。” 城市的出现，是人类走向成熟和文明的标志，也是人类群居生活的高级形式。人类从分散的个体穴居，形成聚落这种群体生活的方式；再由聚落这种群体生活的方式逐步演变成为具有功能分区的区域。伴随着人类社会的第一次社会大分工，即农业从畜牧业中分离出来，农业的出现形成了固定的居民点。人类的第二次社会大分工，即商业、手工业从农业中分离出来，使社会出现了专门从事商品生产和商品交换的阶层，产生了私有制和阶级。城市正是伴随着私有制和阶级而产生的。这时城市真正出现了具体的分区，城与市的概念被明确的表现了出来。“城”是一种防御性的构筑物；“市”是交换的场所，因此城市的出现应该具有商品经济以及防御功能的双重特征。 中国的城市发展在世界城市发展中独树一帜。中国的古代城市特征因与西方城市的特征不符，而被判定为没有城市。其实，中国在石器时代便出现了城市的基本框架，而《周礼考工记》更是给出了城市的区位结构。因为这些，从而诞生了中国历史上许多著名的城市，如长安、北京、南京、开封等等。中国的城市很早以前就已经分化为明显的两大类，一类是行政区划的治所。他们通常都有城墙或加上外郭保护，城内有政府的行政机关。这一系统的最高层是京师，其中有供电及有关的衙门，以下则是各省级、府级、州县级的治所。这一系统城市的政治意义很强烈，它们是全国性的行政网点，另一系统则是州治府治县治以外的市镇，它们大多数不是政府主动设置的，而是基于经济因素而自然形成。不过，一旦发展达到规模，政府就正是在这些集聚点上设市或镇，并派官管理治安与行政。为了区别这两个系统，前者我们称之为城郡；后者我们称之为市镇。两个系统的综合，称为城市。市镇通常没有城墙，足以显示其政治军事的功能不大。除了少数例外，市镇的规模多小于城郡。 与城市对比的区域是乡村。城市有着属于自己的功能性，即政治行政机关的场所和商业和手工业的场所。而乡村属于农业和畜牧业的领地。这里保持着人类赖以生存的粮食农作物。而当每个朝代或时代出现的时候，都有自己时代的侧重点。当商业和手工业别重视并高度发达的时期，人口会出现向城市移动的趋势，人们逐渐成为了城市的人口，乡村的土地被逐渐变成了城市进行商品交易和发展政治功能的场所，这是便出现了城市化的进程。我国古代便出现过城市化的进程，而当南宋时期更是达到了城市化水平的巅峰。这与当时朝代开明的政治倾向是分不开的。 一般而论，一个国家的城市化不外是受下列几类因素所推动：（一）政治因素，成事实全国或地区性的政治中心，或是行政官署所在地，作为行政网点。（二）

平面设计发展史

在第一、二次世界大战期间，招贴 在宣传“征兵”、“募捐”、“保密防 谍”、“节约物资”、“生产救国”等方面，起到了团结人民、教育人民、打击敌人的有力作用，为大众所瞩目，并带动了日后商业招贴的发展。 本世纪初出现的照相喷绘，从根本上提高了制作质量，也推动了插图广告的发展。 二次大战后，商品经济在世界范围内的大发展，更需广告促进商品流通和竞争，随着印厢（机械和电子帘（版的日新月异，带来了平面广告的黄金时代。 平面广告的沿革，离不了设计的变迂。但长期的封建社会，经济发展缓慢，生产低下，广告的设计牙口制作也就不必分工，画家搞广告，往往是业余，只有当十八世纪中时的蒸气机，十九世纪中叶的电报电话、无声电影、电动机等的发明和广为应用，推进了资本主义工业革命的蓬勃发展，根本上改变了社会的节奏，开创了现代设计运动的新时代。其中设计史上杰出的先行者， 1.第一位是英国的空想社会主义舍、工艺家威廉?莫里斯（wiilianMorris，1834一 1896）。他为提高社会物质生活的情趣，倡导了“手工艺复兴运动”，呼吁“要为社 会考虑更多更美的设计图，使城市建筑、居住环境赏心悦目”；他晚年设计的书籍 装帧，主张画面的二度空间形式，摆脱了当时盛行的三度空间模式。 2.第二位是荷兰“新造型主义”和“风格派”的中坚彼埃特。蒙德里安（PietMondrian， 1872-1944），他和另外两位同行于1917年创办。《DeStiji（风格）》杂志，主张灵 活面的分隔是美学的精神，要追求明晰、功能的美学原则，强调抽象、、简洁、高 秩序的形式美。蒙德里安表示，“新造型主义把丰富多采的自然压缩成一定关系 的造型，艺术成为如数学一样精确表达宇宙基本特征的直觉手段。”《风格》学派反 对传统的因循守旧艺术形式，角点、线、面、色四大造型元素表现客观实体，认为 面的分割是美学精萃，为现代设计的创新起了示范作用。 3.第三位是德国“包豪斯”的奠基人戚廉?格罗佩斯（Wa1ierGropius，1883一1969）。” 19年3月，他拟定的《包豪斯宣言》中指出：“建筑家、雕刻家和画家们。我们因 该转向应用艺术、艺术不是一门专门职业，艺术家和工艺技师之间在根本上没有任 何区别。艺术家只是一个得意忘形的工艺技师。在灵感出现并超出个人意志的珍贵 时刻，上苍的恩赐使他的作品变成艺术的花朵。然工艺技师的熟练对于每一个艺术 家来说都是不可缺的。真正想象力的创造根源即建立在这个基础上。，让我们建立 一个新的设计家组织吧！”“包豪斯”是现代设计运动的发源地，它对20世纪设计 思想的重要贡献在于：（一）艺术与技术的新统一；（二）设计的目的是人而不是产 品；（三）设计必须遵循自然与客观的法则。“国立包豪斯设计学校”虽只办了十四 年，毕业学生520人，但他们却是未来社会的建设者，前卫设计运动的尖兵。 4.第四位是法籍匈牙利人、视错和视觉派艺术的中坚瓦萨勒利?维克多?德 （VasarelyVictorde，1908-）。他以光学探索几何形成倍数变幻中大到小、虚到实的 节奏及数学比例精确性的新颖形式--“视幻艺术”，曾于六十年代风靡了欧、美、 日各国画坛。1965年视觉派艺术在纽约展出了15个国家106位国家、设计家的精 彩杰作，为世界艺术界触目，并广泛被应用于各国现代设计的广告、服装、装饰上，至今方兴未艾。 从此，平面广告设计专业化了，广告艺术也脱颖于绘画和装饰而独具崭新的观念和理论了；。专职的广告设计界队伍迅速扩大了。至六十年代，美国设计界的视觉识别计划

艺术设计的发展历程

艺术设计的发展历程 关键词：视觉传达；学科；专业；艺术学；设计学 我国现行学科分类是长期受计划经济模式影响的产物，既缺乏科学依据又层次混乱。1998年将装潢艺术设计、染织艺术设计、陶瓷艺术设计、室内与家具设计、装饰艺术设计、环境艺术设计、服装艺术设计等7种专业合并为"艺术设计"一个专业，是对设计教育发展的倒行逆施，如不抓紧纠正，必将产生更为严重的负面影响。高等教育应当着力培养日益细分的职场所需要的专业人才，视觉传达设计是紧随时代发展的，由多学科交叉融合而形成的多种细分专业所构成的学科类（也称二级类）。视觉传达设计的特殊性，该学科类各专业的相互关联性和学科归属性，决定了这种学科类的地位是不可替代的。 随着中国的开放改革和社会主义市场经济体制的构建，更加凸显出我国高校的设计教育明显滞后于社会经济发展的现实需要，也滞后于现代设计的实践活动。这个问题，长期以来没有能够得到根本解决，并且矛盾愈加突出。视觉传达设计的教育则表现得尤其明显。承认视觉传达设计的学科地位，尽快建立起适合中国传统文化与现代科学技术相结合的，形成有利于生产力高效益发展的视觉传达设计教育体系，是现阶段以及今后相当长的一段时期我们国家社会经济发展的需要。 1.前提：艺术学和设计学都有作为一级学科门类的必要条件和充分理由 教育部1998年颁布的《普通高等学校本科专业目录》与此前一年的《授予博士、硕士学位和培养研究生的学科、专业目录》的学科分类基本一致，分设哲学、经济学、法学、教育学、文学、历史学、理学、工学、农学、医学、军事学、管理学十二个学科门类。学科门类下设二级学科"类"，再下是"专业"若干种。这种分类是长期受计划经济模式影响，思想还没有得到解放的产物。既缺乏必要的科学依据，层次也是混乱的。居然把艺术学划在文学门类，把体育学划在教育学门类，显然是对这两个学科的独特性缺乏了解。著名设计教育家尹定邦1999年初对此就进行了尖锐的批评："设计学则是既有自然科学特征又有人文学科色彩的综合性的专门学科。就这一点而言，传统的学科划分规范就显得过于拘谨和迂腐。"① 完善社会主义市场经济体制是党的十六大提出的重要任务。中央还提出在十一五期间要深入实施科教兴国战略和人才强国战略，把增强自主创新能力作为科学技术发展的战略基点。科学发展观是符合客观规律、实事求是、切合实际的发展观，学科的再分类不能继续沿用计划模式的老路。社会主义市场经济体制下的学科分类，不应当是"指令性"的，而应该是"指导性"的。每个学校应当根据自身学科建设和市场情况，确定专业和院系的设置，不应受到学科分类的束缚。但是我们又不得不看到，学科分类在我国现阶段仍然有着特殊重要的作用。因为学科分类往往是计划的依据，对于院校、专业、学位的设置有着直接的影响。因此，教育改革首先必须触动学科分类这一敏感问题。著名经济学家钱颖一博士提出的学科分类改革思路，既具有科学性，也符合中国国情："我建议学科分类做如下改变，仍保留12个门类，但做重新划分。在基础学科层次分为3类：(1)自然科学(即

中国机械简史

中国机械简史 冯立升 中国是世界上机械发展最早的国家之一。中国的机械工程技术不但历史悠久，而且成就十分辉煌，不仅对中国的物质文化和社会经济的发展起到了重要的促进作用，而且对世界技术文明的进步做出了重大贡献。中国机械发展史可分为六个时期：①形成和积累时期，从远古到西周时期。②迅速发展和成熟时期，从春秋时期到东汉末年。⑧全面发展和鼎盛时期，从三国时期到元代中期。④缓慢发展时期，从元代后期到清代中期。⑤转变时期，从清代中后期到解放前的发展时期。⑥复兴时期，解放后的发展时期。每个时期又可分为不同的发展阶段。 （一）传统机械的形成和积累时期 这一时期是中国机械发展的第一个时期，石器的使用标志着这一时期的开始。这是一个十分漫长的时期，经历了三个发展阶段。 第一个阶段相当于旧石器时代。这一阶段的工具主要用石料和木料制作，同时也有一些骨制工具。在工艺方面以石器打制工艺为主，主要是经过敲击和初步修整使石块成石器。这一阶段后期出现了磨制的石器，使工具的形状趋于合理。当时的石器工具的种类有砍砸器、刮削器、石锤、尖状器、石球、石矛和石镞等，这时出现的其他材料的工具有木捧和磨制的骨针等。弓箭的出现表明这时的机械技术已有了一定的水平。 第二个阶段相当于新石器时代。这一阶段在石器制造方面以磨制工艺为主，同时对石器的制造有了一套完整的工艺过程。对石器的选择、切割、磨制和钻孔等都有了一定的要求。这一阶段出现了大量的生产工具、如锛、斧、铲、凿、磨盘、磨棒、杵臼、钻、网坠、纺轮、犁、刀、锄、耘田器等。工具的种类不但有所增加，而且出现了不少专用工具。这时还出现了原始纺织机、制陶转轮等较复杂的机械，反映了这一阶段机械的发展水平有了显著的提高。第三个阶段大约从新石器时代末期到西周时期。从动力方面看，这一阶段已经开始使用畜力和风力作为原动力。古车和风帆的出现标志着新的动力出现。商代已经开始用牛来耕地。这一阶段已广泛使用犁来耕地。农业机械的种类更多，还出现了桔槔、辘轳等复合机械工具。在旧石器时代就已出现铜器，但没有大量使用。商代青铜工具和器械开始得到较广泛的应用，到西周时期，青铜冶铸技术达到了高潮。青铜器的出现标志着一种新的机械技术和制造工艺的诞生。青铜冶铸工艺在这一阶段经历了由低级到高级逐渐成熟的过程。从使用单面范和双面范制作小件器物，发展到用多块范、芯组成的复合范制作大型器件。商中期已广泛使用分铸法等先进工艺。这一阶段后期，陶范熔铸技术得到了进一步的发展。 总的来看，这一时期在动力方面由只利用人力发展为人力、畜力等并用。在材料方面由以石质材料为主发展为以木、铜质材料为主。在结构方面由简单工具发展为复合工具和较为复杂的机械。在原理方面从杠杆、尖劈等原理的利用发展为对惯性、摩擦、弹性和重力等原理的利用。在制造工艺方面经历了由石器制造工艺向铜器和其他机械工艺的转变。这些情况说明在这一时期中国传统机械技术已经形成并有了一定的发展。 (二) 传统机械的迅速发展和成熟时期 从春秋时期开始，我国传统机械的发展进入了一个新的时期。这一时期铁器开始得到使用，使古代机械在材料方面取得了重大突破。钢铁技术的产生和发展为制造高效生产工具提供了条件。随着钢铁技术的产生、铸造、锻造和柔化处理等机械热加工技术在这一时期得到了迅速发展。从春秋时期开始，就已用生铁来铸造多种机械，特别是农业机械。这一时期锻造工

世界现代设计的发展历程.doc

第一讲 世界现代设计的发展历程 1.“工艺美术”运动（英国，19世纪60年代开始，现代设计的开端） 2.“新艺术”运动（法国，19世纪末开始，承上启下） 3.“装饰艺术”运动（装饰运动在20世纪初的最后尝试） 4.“现代主义设计”运动（20世纪20年代开始，20世纪设计的核心） 5.“国际主义设计”运动（二战后兴起，20世纪50——70年代风行，是现 代主义设计在战后的发展） 6.设计多元化格局（20世纪60年代以来） 第二讲 现代设计的萌芽与工艺美术运动 本讲主要内容： 一、工艺美术运动的概念、风格、意义及其影响 二、1851年英国世界博览会与“水晶宫” 三、威廉·莫里斯(Willian Morris) 一、工艺美术运动的风格、概念、意义及其影响 1、工艺美术运动的概念 工艺美术运动是19世纪60年代起源于英国的一场设计运动，其起因是工业革命以来，随着工业化的兴起，设计产品的工业化批量生产，造成了设计水准的下降，设计上艺术与技术分离的局面。这场运动的契机是1851年在伦敦水晶宫中举行的世界博览会，这场运动的理论指导是约翰·拉斯金（John Ruskin)，运动的主要奠基人是威廉·莫里斯（Willian Morris），这场运动的风格影响到其他欧洲国家和美国，在20世纪开始失去势头，但是对于精致、合理的设计，对于手工艺的完好保存迄今还有相当强的作用。 2、“工艺美术”运动风格 （一）强调手工艺，明确反对机械化生产。 （二）在装饰上反对矫揉造作的维多利亚风格，提倡哥特式风格和其他的中世纪风格，讲究简单、朴实无华和良好功能。 （三）装饰上推崇自然主义、东方装饰和东方艺术特点。 （四）主张诚实的、诚恳的设计，反对设计上的哗众取宠、华而不实趋向。 3、工艺美术运动的意义及其影响 （一）工艺美术运动从英国开始，范围扩展到美国和斯堪的纳维亚国家（瑞典、芬兰、丹麦、挪威、冰岛），其设计风格涉及到平面设计、家具设计、陶 瓷设计、建筑设计、纺织品设计等方方面面。 （二）工艺美术运动强调设计为大众服务，反对精英主义设计，体现了知识分子的理想主义情感，强调技术与艺术的结合，情调协作精神，都具有积极意义。但是，工艺美术运动对于工业化的反对，对于机械的否定，对于大批量生产的否定，使它不可能成领导潮流的主流风格。同时，它又过分注重装饰，增加了生产费用，使它的设计不可能真正为平民大众所享有。因此，

世界现代设计史复习资料

世界现代设计史复习资料第一讲 世界现代设计的发展历程 *“工艺美术”运动（英国，19世纪60年代开始，现代设计的开端） *“新艺术”运动（法国，19世纪末开始，承上启下） *“装饰艺术”运动（装饰运动在20世纪初的最后尝试） *“现代主义设计”运动（20世纪20年代开始，20世纪设计的核心） *“国际主义设计”运动（二战后兴起，20世纪50——70年代风行，是现代主义设计在战后的发展） *设计多元化格局（20世纪60年代以来） 第二讲 现代设计的萌芽与工艺美术运动 一、工艺美术运动的风格、概念、意义及其影响

1、工艺美术运动的概念 工艺美术运动是19世纪60年代起源于英国的一场设计运动，其起因是工业革命以来，随着工业化的兴起，设计产品的工业化批量生产，造成了设计水准的下降，设计上艺术与技术分离的局面。这场运动的契机是1851年在伦敦水晶宫中举行的世界博览会，这场运动的理论指导是约翰·拉斯金（John Ruskin)，运动的主要奠基人是威廉·莫里斯（Willian Morris），这场运动的风格影响到其他欧洲国家和美国，在20世纪开始失去势头，但是对于精致、合理的设计，对于手工艺的完好保存迄今还有相当强的作用。 2、“工艺美术”运动风格 （一）强调手工艺，明确反对机械化生产。 （二）在装饰上反对矫揉造作的维多利亚风格，提倡哥特式风格和其他的中世纪风格，讲究简单、朴实无华和良好功能。 （三）装饰上推崇自然主义、东方装饰和东方艺术特点。 （四）主张诚实的、诚恳的设计，反对设计上的哗众取宠、华而不实趋向。 3、工艺美术运动的意义及其影响 （一）工艺美术运动从英国开始，范围扩展到美国和斯堪的纳维亚国家（瑞典、芬兰、丹麦、挪威、冰岛），其设计风格涉及到平面设计、家具设计、陶瓷设计、建筑设计、纺织品设计等方方面面。

西方机械发展简史

随着科学技术的发展，人类社会经历了原始社会、奴隶社会、封建社会，正处于资本主义社会和社会主义社会并存的阶段，并朝着更加文明、更加先进的道路前进；回顾历史，人类机械的发展经历了简单机械、第一次工业革命、第二次工业革命、两次世界大战等阶段，目前正处于以原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的发明和应用为主要标志，涉及信息技术、新能源技术、新材料技术、生物技术、空间技术和海洋技术等诸多领域的高技术革命浪潮之中。对机械发展史的研究，可以帮助人类理解机械给社会和人类带来了怎样的影响、技术进步和发展的含义以及机械文明的内涵。

最原始的简单机械，可以追溯到埃及金字塔的建造时期，工人利用“滚子木”，滑轮，杠杆，斜面等简单机械将一块块巨石搬运到高处，建造出了令世界瞩目的建筑奇观。

指南车，又称司南车，是中国古代用来 指示方向的一种机械装置。它利用差速齿轮原理，它与指南针利用地磁效应不同，它是利用齿轮传动系统，根据车轮的转动，由车上木人指示方向。不论车子转向何方，木人的手始终指向南方，“车虽回运而手 常指南”。

风车 2000多年前，中国、巴比伦、波斯等国就已利用古老的风车提水灌溉、碾磨谷物。12世纪以后，风车在欧洲迅速发展，通过风车（风力发动机）利用风能提水、供暖、制冷、航运、发电等。 风车是一种利用风力驱动的带有可调节的叶片或梯级横木的轮子所产生的能量来运转的机械装置。简单的风车由带有风蓬的风轮、支架及传动装置等构成；风轮的转速和功率，可以根据风力的大小，适当改变风蓬的数目或受风面积来调整；在风向改变时，必须搬动前支架使风轮面向风；完备的风车带有自动调速和迎风装置等。具备发电用途的风车又称为风力发电机。

世界机械发展史

世界机械发展史 Machinery Development History of the World 摘要:按时间顺序从三个阶段叙述世界机械史的发展历程，进一步了解世界机械的发展史与人类文明发展史是紧密联系的，每一个时期的机械都有各自的特点，都曾使得人类的社会飞跃发展，且带来人类社会质的改变，并且对未来机械的发展趋势进行猜想，并思考机械发展背后的污染问题。 Abstract：Chronological narrative from the three stages of the development process of the history of the world's machinery to better understand the history of the world's machinery and the history of human civilization development are closely linked, each period has its own mechanical characteristics, have made a leap of human society development ,and bring about a qualitative change in human society ,and the future trends guess machinery and mechanical thinking behind the development of the pollution problem. 关键词：机械发展古机械近代机械现代机械发展史 Keywords：Machinery development Ancientmachine Machine machinery Developmen thistory 机械（machinery）是机器（machine）和机构（mechanism）的总称。各种机构都是用来传递与变换运动和力的可动装置。至于机器则都是根据某种使用要求而设计的执行机械运动装置，可用来传递和变换能量，物料和信息，机械是人类生活和生产的基本要素之一，是人类物质文明最重要的组成部分。机械的发明是人类区别于其他动物的一项主要标志。人类自从用机械代替简单的工具，使手和足的“延长”在更大程度上得到发展。而经过三次工业革命的洗礼，机械的飞速发展，更是使人类达到了前所未有的境地，可以说，世界机械的发展史，就是人类超越自我，探索未知领域的发展史。 1 世界机械发展的三个阶段 世界机械的发展与人类的文明发展史紧密相连，根据人类文明的发展，世界机械的发展史可分为三个阶段：从公元前7000年城市文明的出现到公元十七世纪末为机械的起源和古机械发展阶段，从十八世纪到二十世纪初为近代机械发展阶段，由二十世纪初到现在，为现代机械发展阶段。每一个阶段的机械都有各自的特点，都曾使得人类的社会飞跃发展，且带来了人类社会质的改变。下面按时间来分，从三个阶段来叙述世界机械的发展史。 1.1机械起源和古代机械发展阶段 据世界考古家发现，公元前7000年，在巴勒斯坦地区犹太人建立杰里科城，城市文明首次出现在地球上，最找的机械———车轮或许是此时诞生的。车轮是人类重要的发明之一，正是由于车轮的诞生，才是车成为人类重要的交通工具。而最早的车轮是用来制陶的。当人类进入青铜器时代，机械得到了很大的发展，也开始变得更加实用，当今世界七大奇迹之一，埃及的金字塔，便是从进入青铜器时代的埃及巴达里人发明的搬运重物的工具慢慢建立起来的。公元前3500年，古巴比伦的苏美尔诞生了带轮的车，是在橇板下面装上轮子而成。 公元前3000年，美索不达米亚人和埃及人开始普及青铜器，青铜农具及用来修造金字塔的青铜工具（比如：凿子）在此时已广泛使用。 公元前2800年，中国中原地区出现原始耕地工具——耒耜（木制）。 公元前2800年，青铜器制作技术传入我国周边，西域的游牧民族（现中国甘肃东乡马家窑文化遗址）出现锡青铜铸成的铜刀。公元前2500年，欧亚之间地区就曾使用两轮和四轮的木质马车．埃及古代墓葬中曾发现公元前1500年前后的两轮战车。

世界科技进步历史年表

世界历史大事年表 100万年前，人类掌握了火的使用技术。 2万年前，人类发明弓箭。 1万年前，人类进入定居农业社会。 前7000年，中国仰韶文化时期已有陶窑及模制的陶器。 前4241年，古埃及发明了世界上最早的太阳历。 前4000年，埃及人已掌握陶器制造、冶金术、酒醋制造、颜料染色。 前2500年，埃及人用沙和苏打制取玻璃。 前2100年，美索不达米亚人发明六十进位制、乘法表。 前2000年，埃及人发明十进制，整数和分数计算法，三角形和圆面积计算法，正方角锥体和锥台体积计算法；发明防腐剂以保存木乃伊。 前1950年，巴比伦人能解两个变量的一次和二次方程。 前1200年，中国用蚕丝织丝绢。 前1200年，中国殷商青铜(铜锡合金)冶铸技术已达成熟阶段。 前1066年-前221年，周朝。 前770-前476，春秋时代。 前770年，中国已会铸铁。 前722年，中国开始用干支记日。 前700年，管仲(前725-645)记载了磁石。 前7世纪，巴比伦人发现日月食循环的沙罗周期。 前611年，中国有彗星的最早记录，即后来的名的哈雷彗星。 前6世纪，希腊的泰勒斯(Thales，前625-547)发现琥珀摩擦生电，发现磁石吸铁现象。 前6世纪，希腊毕达哥拉斯证明了勾股定理，发现了无理数，提出了地球球形说，研究了音律。 前6世纪，印度人计算出2的平方根为。 前594年，希腊梭伦改革，确立民主政治，制定宪法，工商业兴起。 前551年，孔子诞生。 前5世纪，希腊的德谟克利特完成古代原子论，认为万物是由大小和质量不同、运动不息的原子组成。 前5世纪，中国的《周礼》中记载了用金属凹面镜从太阳取火的方法。 前475-前221，战国时代。 前462年，希腊巴门尼德、芝诺等埃利亚学派指出在运动和变化中的各种矛盾，提出了飞矢不动等有关时间、空间和数的芝诺悖论。 前400年，墨翟(前468-376)发现小孔成像。 前4世纪，希腊亚里士多德对数学、动物学等进行综合研究，在《天论》一书中提出了地球中心说。认识到声音是由空气运动产生的。发表《动物自然史》等书，记载有500多种动物，第一次把生物学置于广泛观察的基础之上。 前4世纪，希腊的菲洛劳斯提出中心火说，是日心说的萌芽。 前4世纪，中国的庄子(前369-286年)中记载了钻木取火的方法，提出了“一尺之锤，日取其半，万事不竭”的观点。 前350年，中国战国时代的甘德、石申编制了世界上最早的星表。 前3世纪，希腊欧几里德发表《几何原本》13卷。

城市发展史读后感

城市发展史读后感 Ting Bao was revised on January 6, 20021

《城市发展史》读后感 《城市发展史》是美国着名的城市理论家、社会哲学家刘易斯·芒福德所着，着重从人文科学角度系统地阐述了城市的起源、发展，并展望了远景。内容包括：史前的城市，城市在美索不达米亚的诞生，古埃及城市，并涉及政治、经济、文化、宗教、地理、城市规划等多个学科领域，从多角度综合地研究了城市发展史，并对今后城市发展提出了战略性意见。对学城市规划的我们，无论在理论学习上还是思想都上都有一定的启示作用。 城市的演变过程——起源、发展、蔓延 一、城市的起源 “为了让我们对当今世界的迫切任务有足够的认识，我们专门回溯了城市的起源。我们需要构想一种新的秩序，这种秩序能包括有机界和人，乃至包括人类的全部功能和任务，只有这样，我们才能为城市发展找到一种新的出路”。这正是芒福德编写此书的目的。 “远在活人形成城市之前，死人就先有城市了“。这源于古人类对死去同类的敬重心里，他们需要寻求比实际生活需要更有力的促使古人要寻找一个固定的聚会地点，并最终促使他们形成连续的聚落。来表达对祖先的怀念或抚慰他们的灵魂。所以为什么在去一个大城市的时首先看到的是一排排陵墓是就可以理解了。而促使城市形成的第二个因素就是岩洞，被认为是最早的空间，不仅是居住地也是艺术和礼俗活动发生的地方。而这两种因素的共同协同作用便促使了最初城市的形成。 芒德福说“城市首先是具备磁体功能，而后才具备容器功能的”。村落的基础是食物和性，而城市则该是能够：追求一种比生存更高的目的”城市或者说人类聚落的最初雏形期，往往不是源于居住而是源于祭祀活动，而这种活动地点作为一种磁体，就已经把一些非居住着引导此地。如罗马，耶路撒冷等古城仍然是并且继续追求这写原始目的的。总之城市一开始就是外向的，就是能够吸引和容纳陌生人和陌生因素的而不像乡村那种较为固定，内向，并敌对的对待外来事物。 在其论述中认为旧石器时代是一种具备男性性格的，粗糙的，以狩猎为主的具有强攻击型的社会结构，而新时期时代，则是以定居为主以女性的阴柔性格为主的时代，并开始从事农业生产。而真正的城市起源源于这两种文化的联姻，而城市作为一种包容的有磁性的容器，使城市中生发各种活动，使城市开始慢慢发展起来。 二、城市的发展 城市的发展离不开生产力的发展，生产关系的变革，但在其具体的发展过程中总要受控于一些具体因素的影响，比如王权、商业、文化等，它们共同决定了城市的物质要素及其结合方式。 王权对城市发展的影响 “所谓城市，是指一种新型的具有象征意义的世界，它不仅带表了当地的人们，还代表了城市的守护神，以及整个井然有序的空间”。而统治阶级利用宗教称王把自己神化使自己统治公共并赢得其信赖成为可能。”从分散的村落经济向高度组织化的城市经济进化的过程中，最重要的参与因素是国王，或者说是王权制度”。

世界现代设计史记

第一章现代设计概述 1.现代设计的概念（名词解释） 设计指的是把一种设计、规划设想、问题解决的方法，通过视觉的方式传达出来的活动过程。它的核心内容包括三个方面，即：计划、构思的形成；视觉传达方式；计划通过传达之后的具体应用。以现代主义的理念贯穿整个设计过程的设计活动简称现代设计。 2.现代设计的范畴（名词解释） （1）现代建筑设计（2）现代产品设计（3）现代平面设计（4）广告设计（5）服装设计（6）纺织品设计（7）为平面设计和广告设计服务的几个特殊的技术部门，摄影，电影与电视制作，商业插图。 3.设计与艺术的关系 （1）从设计的发展历史来看，设计产生的历史比艺术要早，艺术是在设计的基础上进行的。设计作为一门学科，并且将艺术与之结合，在设计发展的历史进程中，始终存在。（2）设计的本质在于不断满足人们日益增长的物质和精神需要，艺术是为实用服务的。即使是精神性的艺术作品，它也必须建立在一定的风格、含义基础之上，而这一切必须借助于设计风格才能得以体现。 现代设计形成和发展的背景: 1、是工业化大批量生产的技术条件下之必然产物。 2、是设计界改变以往专为权贵服务的方向，转而提出要为民众服务的口号下的产物，是设计民主化的进程。 3、它的形成是基于社会的日益富裕，中产阶级日益在社会生活中起主导作用、社会日益向消费时代转化，科学技术日益膨胀，大众媒体日益咄咄逼人，世界结构从二战以后对峙转变为冷战后的新复杂格局等因素下，通过商业活动、贸易竞争、文化发展、知识份子对社会危机的不断思考和忧虑得到表达和完成的一个进程。 设计与工程技术的区别: 工程是解决人造物中的物与物的关系。（汽车的气缸和活塞） 设计是解决人造物与人之间的关系。（汽车的安全、舒适、美观） 设计与美术的区别: 美术和任何一种单纯的艺术活动都是非常个人化的东西，是艺术家的个人表现；而设计则是为他人服务的活动。一个是为本人，一个是为他人，社会和市场。工业设计和其他设计活动的最大共同点就在于:它们都是立足解决物与人的关系问题，使物能在最大的限度内满足人的生理和心理的需求。如果这个人是少数的权贵，那就是旧式的设计活动，人类近5000 年的设计史，其实是是一部为权贵的设计史，一旦设计满足的对象是大众，那就开始有现代的意味了。现代主义开创时的最大特征:个人主义的凸现，民族主义的主导。而这种新的社会状况，刺激了生产的发展，推动了社会进入消费时代，商业主义很快就成为了设计背后的主要推动力量。

现代机械的发展历程

世界机械发展史 庞立 摘要：本文按时间顺序从四个阶段叙述世界机械发展的历程，每个时期的机械都有各自的特色，都曾经使得人类社会飞跃发展，促进社会的向前发展，进一步证明了世界机械的发展史与人类文明发展史是紧密相连的，并且对未来机械的发展趋势进行猜想以及揭示 机械发展背后的环境污染问题并且提出解决方案。 关键词：机械发展史原始机械古代机械近代机械现代机械 中图分类号：G642 文献标识码：C DOI：10.3969/j.issn.1672-8181.2011.09.207 1 前言 机器（machine） ［1］ 由有零件组成的执行机械运动的装置，用来完成有用的机械功或者转化成机械能。机构（machanism）是由 多个构件组成，能实现预期的机械运动。如下图的内燃机的结构 图中曲轴、连杆、活塞和气缸组成了连杆机构；凸轮、顶杆和汽缸 体组成了凸轮机构。由此可见一部机器可能由一种或者多种机 构组成。强调一下机器实现的是能量的转化，而机构实现的是力 与运动的转变。但是从运动的观点来讲，机器和机构并无差别。 习惯上用“机械”（machinery）一词作为机器和机构的总称。 2 世界机械发展的四个阶段 世界机械的发展史与人类文明的发展史紧密相连，这里有必 要简单介绍一下。根据人类文明发展，世界机械的发展史可以分 为四个阶段：第一个阶段发生在大约200万年前至50万年前的这 一阶段称之为原始阶段；第二个阶段发生在大约公元前7000 年 至18 世纪初为古代机械发展阶段；从十八世纪中叶到二十世纪初为近代机械发展阶段，二十世纪初到现代为现代机械发展阶 段。 2.1 原始机械发展阶段 在人类历史的长河中，发生了几次决定人类命运的大革命。 第一次革命发生在大约200万年前至50万年前，人类学会使用了 最简单的机械——石斧、石刀之类的天然工具，劳动造就了人，人 类发现并使用了火，食用熟食使人类更加聪明，而且延长人类的 寿命。 2.2 古代机械发展史 根据考古学家发现公元前7000 年，巴勒斯坦地区犹太人建 立杰里科城，城市文明首次出现在地球上，最早的车轮或许是此 时诞生的。公元前4700年，埃及巴达里文化进入青铜器时代，那 时出现了搬运重物的工具：有滚子、撬棒、（如图a）、滑轮（如图b） 和滑橇等，在建造金字塔时就使用这类工具。介绍古代的机械发 展史不得不介绍中国，公元14 世纪以前，我国的发明创造在数 量、质量上以及发明时间上都是领先的。例如四大发明，指南车 （利用齿轮传动系统，根据车轮的转动，由车上木人指示方向。不 论车子转向何方，木人的手始终指向南方，（如下图c）等等。可 惜15 世纪后，中国仍然处于封建社会，而以英国、法国为代表的 西方国家开始发展自然科学，兴办大学，培养人才。到公元15世 纪，西方的机械科学已超过中国。1698 年英国的萨弗里制成第 一台实用的用于矿井抽水的蒸汽机——“矿工之友”。它开创了 用蒸汽作功的先河。 2.3 近代机械发展史 18 世纪从英国发起的技术革命，是技术发展史上的一次巨

科学技术发展史论文

成都理大学 科学技术史论文题目：世界科技发展史回顾与未来科技发展展望 彭静 201206020228 核自学院 指导老师：周世祥

世界科技发展史回顾与未来科技发展展望 科学技术发展史是人类认识自然、改造自然的历史，也是人类文明史的重要组成部分。今天，当人类豪迈地飞往宇宙空间，当机器人问世，当高清晰度数字化彩电进入日常家庭生活，当克隆羊多利诞生惊动整个世界之时，大家是否会感受到，人类经历了一个多么漫长而伟大的科学技术发展历程。 一．古代科技发展概况 大约在公元前4000年以前，人类由石器时代跨入青铜器时代，并逐渐产生了语言和文字。在于自然界的长期斗争中，人类不断推动着生产工具和生产技术的进步，与此同时，人类对自然界的认识也不断丰富，科学技术的萌芽不断成长起来。 世界文明发端于中国，埃及，印度和巴比伦四大文明古国。中国古代科学技术十分辉煌，但主要在技术领域。中国的四大发明对世界文明产生巨大影响。古代中国科技文明的主要支桂有天文学、数学、医药学、农学四大学科和陶瓷、丝织、建筑三大技术,及世界闻名的造纸、印刷术、火药、指南针四大发明。四大发明：造纸、印刷术、火药、指南针。 生活在尼罗河和两河流域的古埃及和巴比伦人在天文学，数学等方面创造了杰出的成就，埃及金字塔名垂史册，印度数学为世界数学发展史大侠光辉的一页。 古希腊是科学精神的发源地，古希腊人创造了辉煌夺目的科学奇迹，在人类历史上第一次形成了独具特色的理性自然观，为近代科学的诞生奠定了基础。在人类历史上第一次形成了独具特色的的理性自然观，为近代科学的诞生奠定了基础。毕达哥拉斯，希波克拉底，以及百科全书式的学者亚里士多德都是那一时期的解除代表人物。公元前3世纪，进入希腊化时期的古希腊获得更大的发展，出现了欧几里得，阿基米德和托勒密三位杰出的科学家，使得古代科学攀上三座高峰。 公元最初的500多年中，欧洲的科学技术持续衰落，5世纪后进入黑暗的年代，并且延续了1000多年，科学一度成为宗教的婢女。但是科学精神在14世纪发出自己的呐喊，近代实验科学的始祖逻辑尔-培根像一颗新星，点亮了欧洲的天空。 在整个古代,技术发展的水平不高,科学也没有达到系统的程度,不同地域的人民之间还未建立起长期稳定的经济、文化联系, 但许多古代的科学技术成果, 如阳历和阴历, 节气、月、星期和其它时间单位的划分, 恒星天区的划分和名称,数学的基础知识和十进制记数法、印度——阿拉伯数字、轮车技术、杠杆技术、造纸术、印刷术等等,都已深深镶入了整个人类文明大厦的基础。 古代自然科学的发展还停留在描述现象，总结经验的阶段，个学科的分野并不明确，因而具有实用性，经验性和双重性，但它给近代科学的发展准备了充分的条件。 2.近现代科学技术的发展