科学技术史第七讲.ppt

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1、To protect the confidential and proprietary information included in this material, it may not be disclosed or provided to any third parties without the approval of Nick Luo.科学技术史第七讲：十八世纪的科学技术科学技术史第七讲：十八世纪的科学技术电子科技大学2目录目录1第一次产业革命2启蒙运动与科学精神的传播3近代化学革命4本章小结3人文主义时代人文主义时代人类获得的知识被广泛传播到了空前广阔的范围，广泛应用，改善了人类的生

2、活。理论实验技术循环加速机制4对十六、十七世纪的继承数学1.字母取代词语（缩记）符号表示2.雷纪奥蒙塔拉斯吧三角学的早期成就系统化，后继者采用代数方法处理三角比。3.三次和四次的方程成功解出，方程的负根和虚根的意义为人们所知。4.概率论初露端倪。5.笛卡尔、费马奠定了解析几何的基础（用方程表示曲线）6.度量弯曲图形、确定中心等的几何学方法，带来了处理连续变化量的问题。7.牛顿发明的流数法和莱布尼茨发明的微积分。5力学力学1.伽利略、牛顿建立了运动的基本定律和物体相互作用的基本定律。2.虚拟速度原理和斜面定律有了明确的表述并得到应用。3.流体静力学取得进步，流体动力学开始出现。4.气体力学玻义耳

3、定律确立，大气压力作用为人们理解。天文学天文学1.哥白尼引入了日心说，它逐渐取代了地心模式。2.第谷布推进了观察天文学。3.开普勒发现了行星运动定律。4.伽利略把望远镜应用于天文学，并以其动力学知识反驳对日心说说法的诘难。5.牛顿的万有引力定律。6物理学光学光学1.开普勒用实验的方法确定了近似的折射定律，说明了光线通过各种透镜和透镜系统走过的路程。2.斯涅耳提出了光折射正弦定律，格里马迪尔发现并研究了衍射现象。3.牛顿确定了颜色和光的可折射性之间的关系。4.巴塞林纳斯发现了方解石中的双射现象。5.勒麦近似地测定了光速。光的微粒说和波动说光的微粒说和波动说相继提出，展开争论相继提出，展开争论7热

4、学热学热是分子运动之一种形式的概念找到了根据，注意到了热容量以及热和冷的辐射。声学声学研究涉及了音调、和弦振动、泛音、声的速度和媒介。磁和电学磁和电学在地球表面测量了罗盘指针随着地理子午圈发生的变化，注意到了这种变化随时间的流逝而变动。吉尔伯特对磁石的性能进行了实验研究，用整个地球犹如一块磁石的假说解释了磁针的定向性，琥珀以外的一切物质也有电的性质。卡贝乌斯电排斥现象 盖里克制造了第一台摩擦起电的机器8气象学气象学在十七世纪奠定了科学的基础在十七世纪奠定了科学的基础物理原理应用到大气现象，用科学仪器测量空气的温度、压强和湿度以及雨量。组织进行了国际规模的协调一致的观测，为测定大气层的厚度，解释

5、地球表面上风和水的运动而作的努力，取得了成功。化学化学逐渐摆脱了炼金术的思想方式逐渐摆脱了炼金术的思想方式实验方式，切合实验结果的解释取代大胆猜测玻义耳“元素”、“化合物”、“混合物”术语以切实的含义。莱伊、玻义耳、胡克、洛厄和梅奥等人的工作，对煅烧、燃烧、呼吸和发酵等问题达到近似解决的阶段。布兰德和玻义耳各自独立地发现了磷。9地学地学阿格里科拉、斯特诺和佩罗等人沿着科学的路线发展了地质学的各个分支，关于地球起源的含糊猜测渐渐地让位于对物理地质学、古生物学和晶体学的实验研究。地理学地理学地理大发现、地图绘制方法的改善。地理大发现、地图绘制方法的改善。麦卡托的投影制图法。生物学生物学1.哈维发现

6、了血液循环2.显微镜的发明及其在生物研究中的广泛应用。3.发现植物的有性特征。4.医疗诊断采用体温表。整个医学中科学精神日益高涨10人文主义时代人文主义时代人类获得的知识被广泛传播到了空前广阔的范围，广泛应用，改善了人类的生活。人类获得的知识被广泛传播到了空前广阔的范围，广泛应用，改善了人类的生活。理论理论实验实验技术技术循环加速机制循环加速机制11十八世纪的科学成就十八世纪的科学成就数学数学1.代数学扩展并得到系统化代数学扩展并得到系统化2.三角学扩展为数学分析的一个分支三角学扩展为数学分析的一个分支3.微积分被用来解决几何学、力学和物理学学科中的问题。微积分被用来解决几何学、力学和物理学学

7、科中的问题。4.函数的一般理论建立函数的一般理论建立5.方程和无穷级数的理论提出方程和无穷级数的理论提出6.变分法奠定了基础，概率学说得到了发展。变分法奠定了基础，概率学说得到了发展。7.解析几何原理获得了比较一般的表述解析几何原理获得了比较一般的表述8.画法几何初露端倪。画法几何初露端倪。12力学力学1.动量守恒原理、达朗贝尔原理、最小作用原理动量守恒原理、达朗贝尔原理、最小作用原理2.数学分析越来越多地应用于力学问题，完成了系统化。数学分析越来越多地应用于力学问题，完成了系统化。3.流体动力学实验（对液体运动和液体中固体的运动的研究）流体动力学实验（对液体运动和液体中固体的运动的研究）4.

8、气体分子运动论开始出现气体分子运动论开始出现天文学天文学1.在牛顿的基础上，构造了一个庞大的动力学体系在牛顿的基础上，构造了一个庞大的动力学体系2.拉普拉斯拉普拉斯天体力学天体力学三个互相吸引物体的运动问题三个互相吸引物体的运动问题太阳、地球、月球太阳、地球、月球3.根据流体力学的原理研究了地球的形状根据流体力学的原理研究了地球的形状4.望远镜安装和配备的方法有了改进望远镜安装和配备的方法有了改进5.发明了消色差透镜和量日仪发明了消色差透镜和量日仪6.发现了光行差和地球两仪的章动发现了光行差和地球两仪的章动7.确定了地球的质量、大小和形状，研究了地面上重力的变化。确定了地球的质量、大小和形状，

9、研究了地面上重力的变化。8.康德、布丰和拉普拉斯等人提出了各种关于太阳起源的理论康德、布丰和拉普拉斯等人提出了各种关于太阳起源的理论9.威廉、赫舍尔研究了恒星系。威廉、赫舍尔研究了恒星系。13物理学物理学光学光学光度学光度学 兰伯特、布格埃兰伯特、布格埃声音声音声音的拍、音调、强度、速度、媒质和可闻度等项的测定声音的拍、音调、强度、速度、媒质和可闻度等项的测定热热热容量、潜热、热膨胀测量和热的动力学说热容量、潜热、热膨胀测量和热的动力学说电和磁的研究进步迅速：电和磁的研究进步迅速：1.有两种相反的带电状态的存在有两种相反的带电状态的存在2.一些物体具有导电性，只要附近有带电物体的存在，导电遍感

10、生电荷。一些物体具有导电性，只要附近有带电物体的存在，导电遍感生电荷。3.电在低压下通过空气电在低压下通过空气仪器仪器摩擦机器（用机械的方法产生电荷）摩擦机器（用机械的方法产生电荷） 积蓄和储存电荷的电容器积蓄和储存电荷的电容器 用于检测和测量电荷的验电器和静电器用于检测和测量电荷的验电器和静电器库伦库伦电荷之间的力服从平方反比定律电荷之间的力服从平方反比定律闪电放电，大气平常处于带电状态闪电放电，大气平常处于带电状态大大开阔了关于电现象规模的观念大大开阔了关于电现象规模的观念“动物电动物电”伏打电堆和发现电流伏打电堆和发现电流库伦确立了磁极的力随距离变化的定律。库伦确立了磁极的力随距离变化的

11、定律。14气象学气象学气压和温度计的设计和应用有了改进，发明了新式的温度计和风速计。气压和温度计的设计和应用有了改进，发明了新式的温度计和风速计。化学化学1.拉瓦锡使化学系统化，用于气体的收集和爆炸、燃烧和煅烧的实验拉瓦锡使化学系统化，用于气体的收集和爆炸、燃烧和煅烧的实验2.水的合成等各种用途的重要装置先后被发明。水的合成等各种用途的重要装置先后被发明。3.确证了物质（重量）在化学变化中的守恒，确证了物质（重量）在化学变化中的守恒，4.化学亲和性和相当量研究取得进展。化学亲和性和相当量研究取得进展。5.化学的命名法做了改进，并逐步标准化。化学的命名法做了改进，并逐步标准化。地质学地质学1.火

12、成岩的研究。火成岩的研究。2.物理地质学的研究取得进展。物理地质学的研究取得进展。3.地理探险广泛开展地理探险广泛开展库克船长库克船长4.大地测量学、制图学、自然地理学大地测量学、制图学、自然地理学15生物学生物学1.分类和命名的方法有了改进。分类和命名的方法有了改进。2.植物和动物的形态、解剖学和生理学的研究及胚胎的研究也取得了进展。植物和动物的形态、解剖学和生理学的研究及胚胎的研究也取得了进展。3.黑尔斯采取新的实验方法研究植物和动物。黑尔斯采取新的实验方法研究植物和动物。医学医学临床训练法（改进）临床训练法（改进）人体生理学和病理解剖学的研究进展人体生理学和病理解剖学的研究进展引用新药物

13、，把电应用于治疗。詹纳研究天花以及引入种痘术。引用新药物，把电应用于治疗。詹纳研究天花以及引入种痘术。技术技术在一切分支都取得了巨大的进展在一切分支都取得了巨大的进展农业农业改良了旧方法和农具，发明了新农具（打谷机和切草机）改良了旧方法和农具，发明了新农具（打谷机和切草机）纺织纺织怀亚特和保罗怀亚特和保罗 纺织辊纺织辊 阿克赖特阿克赖特 水力纺纱机水力纺纱机化学家引入新的植物漂染法化学家引入新的植物漂染法建筑问题中的科学因素受到注意，建筑物的建造有了进步建筑问题中的科学因素受到注意，建筑物的建造有了进步固定式蒸汽机大大改良固定式蒸汽机大大改良火车、蒸汽车和轮船火车、蒸汽车和轮船 甚至制造出气球

14、和降落伞甚至制造出气球和降落伞 机床的制造机床的制造化学工业方面开始大规模生产硫酸和碱，出现了采用煤气照明的新式灯化学工业方面开始大规模生产硫酸和碱，出现了采用煤气照明的新式灯16技术领域（十七世纪）技术领域（十七世纪）1.固定蒸汽机开始出现2.机械计算机开端（计算尺和机械计算器）社会科学社会科学人口统计学相信一切社会现象都有规律性哲学哲学（十七世纪）（十七世纪）五大体系霍布斯唯物主义 笛卡尔二元论斯宾诺莎泛神论 莱布尼茨唯心主义洛克经验主义今天仍是哲学的几种主要类型Company Logo17171818世纪的科学思想世纪的科学思想 1718 1718世纪世纪的科学是近代自然科学发展的初级阶

15、的科学是近代自然科学发展的初级阶段，其表现主要有：段，其表现主要有： 第一，反对盲目迷信古代权威，提倡在前人的第一，反对盲目迷信古代权威，提倡在前人的基础上有所创新，有所突破。基础上有所创新，有所突破。 第二，主张尊重事实，如果权威的话和事实不第二，主张尊重事实，如果权威的话和事实不符，我们还是应当面对现实，相信事实。符，我们还是应当面对现实，相信事实。 第三，强调观察、实验的方法。第三，强调观察、实验的方法。 第四，反对空谈，强调实用。第四，反对空谈，强调实用。18农耕生产农耕生产19产业革命：从纺织机器的改革到蒸汽机的广泛应用这一历史过程产业革命：从纺织机器的改革到蒸汽机的广泛应用这一历史

16、过程时间：时间：18世纪世纪60年代年代19世纪世纪40年代年代主要国家：英国、德国、美国、俄国主要国家：英国、德国、美国、俄国内容：内容：以机器代替手工劳动，大工厂代替古老的手工作坊以机器代替手工劳动，大工厂代替古老的手工作坊，是资本主义发展的，是资本主义发展的必然产物。必然产物。结果：形成了大工业和大农业，使社会生产面貌发生巨大变化，产品大量增加、结果：形成了大工业和大农业，使社会生产面貌发生巨大变化，产品大量增加、质量提高，成本降低，造成了历史上所没有过的巨大财富。质量提高，成本降低，造成了历史上所没有过的巨大财富。产业革命推动科学进步产业革命推动科学进步20十八世纪是工业革命即第一次技

17、术革命时期。科学相对停滞，但上一世纪科学所十八世纪是工业革命即第一次技术革命时期。科学相对停滞，但上一世纪科学所取得的成果此时转化成技术成果，出现了人类历史上第一次工业技术革命。取得的成果此时转化成技术成果，出现了人类历史上第一次工业技术革命。所谓所谓科学相对停滞科学相对停滞，是说物理学和天文学没有突出的进展，生物学和地学仍停留，是说物理学和天文学没有突出的进展，生物学和地学仍停留在搜集和整理材料阶段。只有化学取得了重大成果，即拉瓦锡的在搜集和整理材料阶段。只有化学取得了重大成果，即拉瓦锡的“氧化燃烧学氧化燃烧学说说”。工业革命表现在以机器代替人力、以大规模的工厂生产代替个体工场手工生产，工业

18、革命表现在以机器代替人力、以大规模的工厂生产代替个体工场手工生产，在生产力和生产关系方面均发生巨大的变革。在生产力和生产关系方面均发生巨大的变革。第一次工业革命第一次工业革命211750 1775 1800 1825 1850 1875 1900 22“珍妮机”“意外”的发明1733年，约翰凯伊发明了飞梭，改进了织布技术。导致“纱荒”。1751年，皇家学会悬赏征求“发明一架出色的能同时纺6根棉纱或麻线而只需要一人照管的机器。”1765年，英国詹姆斯哈格里夫发明了立式多滚轮纺纱机：“意外”。从8根锭子到80根。 23什么是“骡机”？1769年，阿克赖特（1732-1792）“水力纺纱机”“骡机”

19、=“珍妮机”“水力纺纱机”1785年，塞缪尔康普顿：走锭纺纱机，可纺400根锭子。24纺织业的迅速发展，迫切需要强大的动力25漫长的历程：巴本萨弗里纽可门瓦特 1679年，巴本（1647-1712）造出了“蒸煮器”：锅体密封，蒸汽使沸点升高，在高温和高压下食物极易煮烂。锅盖上装有安全阀，防止蒸汽压力过高高压锅。他用这种锅给查理二世做了一顿菜：炖骨头，味道鲜美。1680年入选皇家学会会员；1690年研制成第一台带活塞的“蒸汽机”，撰写一种获取廉价大动力的新方法单缸活塞式“蒸汽机” 26矿井排水：头号问题矿井排水：头号问题由于矿井越开越深，由于矿井越开越深，越开越大，用传统越开越大，用传统的提水机

20、械来排水的提水机械来排水需要动用大量的人需要动用大量的人力和畜力力和畜力27萨弗里：“矿工之友”1698年政府悬赏征求解决矿井排水的难题。英国工程师萨弗里（1650-1715）：蒸汽泵 “矿工之友” 。萨弗里的方法是：气缸和三根导管，一根通向蒸汽锅炉，将蒸汽注入气缸；另一根注入凉水使蒸汽冷却形成真空，此时将坑道中的水吸入，第二次通入蒸汽时则将气缸中的水压出。蒸汽泵是第一台投入实用的蒸汽机。节省了人力，但缺点也非常明显：效率底，高程短。28纽可门泵：一个铁匠的发明纽可门（1663-1729）吸收巴本蒸汽机和萨弗里蒸汽泵的优点： 1.气缸中活塞； 2.冷水喷射器1705年造出第一台蒸汽机，1712

21、年英国的煤井和矿山普遍使用。29瓦特瓦特17361736年年1 1月月1919日出生在英格兰一个木匠家庭。日出生在英格兰一个木匠家庭。1010岁岁时的志向是：做一个科学仪器的制造者。时的志向是：做一个科学仪器的制造者。17561756年获得格拉斯哥大学年获得格拉斯哥大学“附属数学仪器制造师附属数学仪器制造师”的的头衔。头衔。 瓦特（瓦特（1736-1819蒸汽机改良者瓦特蒸汽机改良者瓦特30纽可门蒸汽泵的缺陷：高耗低效加热加热冷却冷却再加热再加热再冷却再冷却致命难题：没有冷却就没有真空，没有真空就没有泵，也就没有蒸汽动力！纽可门蒸汽泵的症结在哪里？纽可门蒸汽泵的症结在哪里？31谜底：单独容器！

22、蒸汽在将活塞推上气缸顶部时，仍是炽热的，可以将蒸汽引入另一个容器将其冷凝，而在气缸内形成热态真空！32“它武装了人类微弱的手，它武装了人类微弱的手，赋予它无比的威力；它健全赋予它无比的威力；它健全了人类的头脑，统辖最难以了人类的头脑，统辖最难以驾驭的东西。它为机械动力驾驭的东西。它为机械动力在未来创造奇迹、造福后代在未来创造奇迹、造福后代打下了坚实的基础。打下了坚实的基础。”蒸汽时代来临蒸汽时代来临33人类交通方式大变革人类交通方式大变革1801年，蒸汽首先为船只提供动力年，蒸汽首先为船只提供动力“轮船轮船”34Catch me who can!1804年，特立维的克开发出高压蒸汽机，并设计出

23、用蒸汽推进的火车头，载着年，特立维的克开发出高压蒸汽机，并设计出用蒸汽推进的火车头，载着70名乘客和名乘客和10吨的车厢，吨的车厢，在轨道上滚动了在轨道上滚动了9.5英里。英里。35火车火车1850年，铁路线如蜘蛛网一般布满了英国，随即传播到了欧洲和美国。年，铁路线如蜘蛛网一般布满了英国，随即传播到了欧洲和美国。36美国的机车：车头前的排障器，烟囱上的防火罩美国的机车：车头前的排障器，烟囱上的防火罩37构成18世纪工业革命的技术创新，大都是由工匠、技师或工程师这一类人做出来的。他们中间没有多少人接受过大学教育，而且他们全是在没有得益于科学理论的情况下取得这些成果的。当时的科学理论也远远落后实际

24、需要，如卡诺论火的原动力（1824）对蒸汽机的工作原理分析。科学在工业革命中的滞后科学在工业革命中的滞后3818世纪的“科学家”们的工作大多数脱离社会的实际生活，技术行家和工程师也不主动去吸取科学知识的营养。实际应用和理论研究之间存在一道鸿沟。 科学与技术的分离科学与技术的分离39瓦特希望把漂白织物的氯化过程应用于商业领域，化学过程是法国科学家贝托莱（C.L.Berthollet）发现的。贝托莱是以纯科学的态度进行这项研究的。发表论文时根本没有考虑商业应用或者说经济效益。瓦特希望贝托莱能够合作，改进生产工艺，一同申请专利。贝托莱的反对：“一个人要是爱科学，就不要财富。一个人要是爱科学，就不要财

25、富。” 爱科学？还是爱财富爱科学？还是爱财富40对大桥设计方案的论证：要咨询全英国在这件事情上掌握有最丰富时间经验和理论知识的人。两个委员会：数学家和自然科学家委员会；有经验工程师委员会，结果双方都令人失望：天文学家大桥要油漆成白色的，减少太阳光纤的影响数学家长度精确到1英寸的百万分之十，重量1英两的千分之几。 谁来设计特尔福特大桥谁来设计特尔福特大桥41欧洲的各国政府关注的是“科学”如何帮助国家进行管理，至于技术层面的问题，则仍留给没有受过大学教育的技师工匠去解决，而那些技师工匠却又不掌握理论知识。那时，这样的理论知识还没有被编进教科书中，大学也没有工程科学的课程，更没有专门为培养工程师而建

26、立的大学。不过，这一现象，就要因法国大革命而改变了。科学尚未做好准备科学尚未做好准备42目录目录1第一次产业革命2启蒙运动与科学精神的传播3近代化学革命4本章小结43“迎接光明的世纪迎接光明的世纪”与与“无神的科学无神的科学”18世纪在科学知识体世纪在科学知识体系上的建树虽然不如上系上的建树虽然不如上一个世纪，但它却通过一个世纪，但它却通过多种渠道使科学为社会多种渠道使科学为社会中坚所认识，从而下一中坚所认识，从而下一个世纪中科学在社会中个世纪中科学在社会中的全面体制化奠定了基的全面体制化奠定了基础。础。441785年，有人问德国的康德（Immanuel Kant,1724-1804）是否生活

27、在一个开明的时代（an enlightened age）时，康德回答说：“不，我们正生活在一个启蒙的时代（an age of enlightenment）。”启蒙运动与科学精神启蒙运动与科学精神45启蒙就是人类走出自我设置的不成熟的状态。不成熟就是没有他人指导无法使用自己的才智。不是缺少才智，而是无决心和勇气进行没有他人指导的思考，叫做自我设置的不成熟。大胆求知吧！这才是启蒙运动的口号。康德：什么是启蒙（1784）什么是启蒙？什么是启蒙？4617世纪科学革命为启蒙运动的诞生营造了基本的思想环境。自然观念的转变，不但对科学，还对人类思想的其他领域提出了大量问题。机械哲学机械哲学从物质和运动的角度

28、解释一切自然现象，并用数学来表达事物之间的关系；理性主义理性主义赋予人类理性以极大的力量，通过仔细考察各种传统观念和信仰，摒弃那些错误的教条；经验主义经验主义要求从经验和实践中观察客观事物，使用这种方法人们才能秉承理性来推行秩序，并最终揭示出事物的基本结构。启蒙运动诞生的思想环境启蒙运动诞生的思想环境471.整个宇宙可以被充分认识，它是由自然而不是由超自然的力量支配的；2.通过使用科学方法可以解决每一个研究领域的基本问题；3.人类可以被“教化”以至获得无止境的改善。启蒙运动的三个基本前提启蒙运动的三个基本前提48思想家：伏尔泰；卢梭；休谟；孟德斯鸠数学家：狄德罗；达朗贝尔；孔多塞博物学家：布丰

29、法国启蒙运动的主将法国启蒙运动的主将49“牛顿学说”在法国的传播“我没有显赫的门第，但我的门第将因我而显赫！”1729英格兰书简1738牛顿的哲学原理1740牛顿的形而上学伏尔泰（伏尔泰（1694-1778）50万有引力成为法国夫人们的“爱情定律”莎特雷侯爵夫人（伏尔泰的情妇）将牛顿的原理翻译成法文，她因难产而死，由伏尔泰接替出版。51法国对牛顿引力理论的三次重大检验（1）确定地球形状 牛顿：赤道附近膨胀，两极扁平牛顿：赤道附近膨胀，两极扁平“洋葱洋葱” 笛卡尔：赤道扁平，而两极拉长笛卡尔：赤道扁平，而两极拉长“柠檬柠檬” 法国政府的两支测量队法国政府的两支测量队比较赤道和北极的一度子午线的长

30、度！比较赤道和北极的一度子午线的长度！ 孔达米奈率队孔达米奈率队1735年去厄瓜多尔年去厄瓜多尔 莫泊丢斯率队于莫泊丢斯率队于1736年去北极圈年去北极圈52一纬度长度的测量一纬度长度的测量53莫泊丢斯：弄扁了地球！计算结果计算结果拉普兰：拉普兰：57,395古法尺古法尺法国：法国： 57,060古法尺古法尺54狄德罗（狄德罗（1713-1784）世纪法国唯物主义哲学家，美学家，文学家，教育理论家，百科全书派代表人物，世纪法国唯物主义哲学家，美学家，文学家，教育理论家，百科全书派代表人物，第一部法国百科全书主编。第一部法国百科全书主编。 “让我们希望，我们的子孙在打开这本辞典时会说：这就是让我

31、们希望，我们的子孙在打开这本辞典时会说：这就是那时的科学和美术的状况。愿人类思想的历史和它的产品一那时的科学和美术的状况。愿人类思想的历史和它的产品一代一代延续，直到最遥远的世纪。愿代一代延续，直到最遥远的世纪。愿百科全书百科全书成为一个成为一个避难所，在此，人类的知识可以不受时间和革命的影响。难避难所，在此，人类的知识可以不受时间和革命的影响。难道我们不为给它奠定基础而感到高兴吗道我们不为给它奠定基础而感到高兴吗”55启蒙时代最伟大的著作启蒙时代最伟大的著作5657目录目录1第一次产业革命2启蒙运动与科学精神的传播3近代化学革命4本章小结58思考问题思考问题1、东西方的炼金术是否可以看做科学

32、？它有什么可取之处？、东西方的炼金术是否可以看做科学？它有什么可取之处？59 一般认为，一般认为，近代化学时期近代化学时期发生了五次重大的突破，使得化学大厦牢固地确立起来发生了五次重大的突破，使得化学大厦牢固地确立起来。 第一次第一次重大突破是重大突破是17世纪中期，世纪中期，波义耳波义耳提出了科学的元素概念，把化学确立为科学提出了科学的元素概念，把化学确立为科学。 第二次第二次是是18世纪下半叶，世纪下半叶，拉瓦锡拉瓦锡提出了燃烧氧化理论，建立了科学的化学燃烧理论提出了燃烧氧化理论，建立了科学的化学燃烧理论，促进了化学的迅速发展。，促进了化学的迅速发展。 第三次第三次是是19世纪上半叶原子世

33、纪上半叶原子-分子论的建立。分子论的建立。 第四次第四次是是1824年，德国有机化学家年，德国有机化学家维勒维勒首先从无机物人工合成了有机物首先从无机物人工合成了有机物尿素。尿素。 第五次第五次是是19世纪下半叶，俄国化学家世纪下半叶，俄国化学家门捷列夫门捷列夫在总结前人的基础上发现了元素周期在总结前人的基础上发现了元素周期律。律。 科学史上化学革命科学史上化学革命Company Logo化学的发展化学的发展1 1从炼丹术、炼金术到化学：从炼丹术、炼金术到化学：第一次化学革命第一次化学革命 波义耳波义耳（16271691）怀疑的化学家怀疑的化学家（1661），批判三元素说、），批判三元素说、四

34、元素说，建立科学的元素学说。波义尔从理四元素说，建立科学的元素学说。波义尔从理论体系、研究对象和研究方法上，完成了化学论体系、研究对象和研究方法上，完成了化学史上的第一次革命。史上的第一次革命。从炼丹术到化学的第一次革命从炼丹术到化学的第一次革命61波义耳的贡献波义耳的贡献1、提出新的化学概念 -将化学看做哲学和科学的一个分支 -主张化学研究的目的是探索自然规律，而不是制造贵金属和万能灵药 “我们所学的化学，绝不是医学或药学的婢女，也不应甘当工艺和冶金的奴仆，化学本身作我们所学的化学，绝不是医学或药学的婢女，也不应甘当工艺和冶金的奴仆，化学本身作为自然科学的一个独立部分，是探索宇宙奥秘的一个方

35、面。为自然科学的一个独立部分，是探索宇宙奥秘的一个方面。” 怀疑派化学家怀疑派化学家62波义耳的贡献波义耳的贡献2、破除了传统的元素概念 -认为元素应该是单纯的、均一的，是组成物体的原初物质 -主张化学研究大自然是怎样用元素来组成化合物的 我现在说的元素是指某些原初的和单纯的即丝毫没有混合过的物体，这些物体不是由任何其他物体组成，也不是相互组成，而是作为配料，一切所谓的完全混合物体都直接由它们一切所谓的完全混合物体都直接由它们化合而成，最终也分解成它们。化合而成，最终也分解成它们。 十六、十七世纪科学技术和哲学史十六、十七世纪科学技术和哲学史63波义耳的贡献波义耳的贡献3、引入科学的实验方法

36、-主张在化学中引入伽利略力学中的实验方法 -主张化学实验不但要认真记录好每一步骤，更重要的是要及时清楚地报导实验成果，以便同行能够重复、证实和受益 Company Logo2 2从燃素说到氧化说：第二次化学革命从燃素说到氧化说：第二次化学革命拉瓦锡拉瓦锡（17431794） 其代表作其代表作化学基础论化学基础论(17781780)提出的氧化提出的氧化说，把被燃素论者颠倒说，把被燃素论者颠倒的影像重新恢复过来。的影像重新恢复过来。第二次化学革命第二次化学革命65 燃素说实例：（A）金属 - 燃素 = 煅灰； （B）酒精 - 燃素 = 水 燃素说的作用：取代了炼金术燃素说整个十八世纪统治了化学界“

37、兴是必要，衰是必然” 燃素说的矛盾： （A）式中燃素增重（即“负重量”） （B）式中燃素减重（即“正重量”） 化学革命的背景化学革命的背景量的概念量的概念是拉瓦锡的是拉瓦锡的突破点突破点！燃素说燃素说Company Logo海尔蒙特柳树实验海尔蒙特柳树实验水变成土水变成土海尔蒙特海尔蒙特(15791644)很长一段时间人们相信水可以变成土的很长一段时间人们相信水可以变成土的观念。观念。海尔蒙特海尔蒙特曾做过有名的柳树实验。曾做过有名的柳树实验。5磅柳树杆磅柳树杆200磅烘干的土磅烘干的土树重树重169磅盎司磅盎司200磅土差盎司磅土差盎司164磅树杆来自水磅树杆来自水Company Logo1

38、7171818世纪的科学技术世纪的科学技术 1786 1786年，年，拉瓦锡拉瓦锡用蒸馏过用蒸馏过8 8次的纯净水在封口玻次的纯净水在封口玻璃容器内称重加热，让水整整煮沸了璃容器内称重加热，让水整整煮沸了100100天，从实验天，从实验上更精确的证明了上更精确的证明了: :水并不能变成土。水并不能变成土。68 1669年，燃素说创始人贝歇尔提出年，燃素说创始人贝歇尔提出：可燃物可燃物 - 油土油土 = 石土石土 1703年，贝歇尔学生施塔尔完善燃年，贝歇尔学生施塔尔完善燃素说，改素说，改“油土油土” 为为“燃素燃素”化学革命的背景化学革命的背景Company Logo挑战燃素说挑战燃素说 对燃

39、素说的研究以及对燃素的对燃素说的研究以及对燃素的否定是否定是拉瓦锡拉瓦锡化学革命的核心问化学革命的核心问题。题。 拉瓦锡拉瓦锡重复了前人关于燃素重复了前人关于燃素问题的一些实验，甚至不惜用金问题的一些实验，甚至不惜用金刚石做试验，以证明没有空气金刚石做试验，以证明没有空气金刚石不会燃烧起来。刚石不会燃烧起来。 在实验中，他发现燃烧磷和在实验中，他发现燃烧磷和硫之后得到的物质比原来磷和硫之后得到的物质比原来磷和硫质量之和要重。他断定：硫质量之和要重。他断定：“一定是空气中某种东西加入了一定是空气中某种东西加入了反应，才是的反应物质量变重反应，才是的反应物质量变重”。70 利用天平进行研究是他突破

40、燃素说的关键之一。利用天平进行研究是他突破燃素说的关键之一。 拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究，他用硫酸和拉瓦锡的第一篇化学论文是关于石膏成分的研究，他用硫酸和石灰合成了石膏。石灰合成了石膏。 这次实验成功使拉瓦锡开始经常使用天平，并总结出了质量守这次实验成功使拉瓦锡开始经常使用天平，并总结出了质量守恒定律。恒定律。 质量守恒定律成为他的信念，成为他进行定量实验、思维和计质量守恒定律成为他的信念，成为他进行定量实验、思维和计算的基础。算的基础。化学革命的基础化学革命的基础质量守恒定律质量守恒定律定量分析定量分析Company Logo17171818世纪的科学技术世纪的科学技术 17

41、44 1744年，年，拉瓦锡拉瓦锡设计了一个新的实验以验证这设计了一个新的实验以验证这种看法。在一个密闭容器中加热锡和铅，从前的实种看法。在一个密闭容器中加热锡和铅，从前的实验都表明，带有金属灰的金属比原来重，但这次却验都表明，带有金属灰的金属比原来重，但这次却发现整个容器加热后并不比从前重。这个实验充分发现整个容器加热后并不比从前重。这个实验充分证明：金属燃烧的结果是与部分空气相化合。证明：金属燃烧的结果是与部分空气相化合。72三、三、拉瓦锡化学革命拉瓦锡化学革命 法国化学家拉瓦锡进行的化学革命被公推为法国化学家拉瓦锡进行的化学革命被公推为1818世纪科学发展史上最辉煌的世纪科学发展史上最辉

42、煌的成就之一。在这场革命中：成就之一。在这场革命中： 他以雄辩的实验事实为依据，推翻了统治化学理论达百年之久的燃素说他以雄辩的实验事实为依据，推翻了统治化学理论达百年之久的燃素说，建立了以氧为中心的燃烧理论建立了以氧为中心的燃烧理论； 针对当时化学物质的命名呈现一派混乱不堪的状况，拉瓦锡与他人合作针对当时化学物质的命名呈现一派混乱不堪的状况，拉瓦锡与他人合作制定出化学物质命名原则，制定出化学物质命名原则，创立了化学物质分类的新体系创立了化学物质分类的新体系； 根据化学实验的经验，拉瓦锡用清晰的语言阐明了根据化学实验的经验，拉瓦锡用清晰的语言阐明了质量守恒定律和它在质量守恒定律和它在化学中的运用

43、化学中的运用。 这些工作，特别是他所提出的新观念、新理论、新思想，为近代化学的发这些工作，特别是他所提出的新观念、新理论、新思想，为近代化学的发展奠定了重要的基础。展奠定了重要的基础。 拉瓦锡的贡献拉瓦锡的贡献73A L Lavoisier（1743-1794） 成名于成名于“化学革命化学革命”，牺牲于社会牺牲于社会“革命革命”！拉瓦锡之死拉瓦锡之死74一、拉瓦锡生平一、拉瓦锡生平 拉瓦锡之死的直接原因是当过征税官拉瓦锡之死的直接原因是当过征税官，成为，成为“革命革命”的对象的对象试想，假如当试想，假如当初不放弃富有的律师职业，何来如此杀初不放弃富有的律师职业，何来如此杀身之祸？但是，如果不是

44、那个果断的放身之祸？但是，如果不是那个果断的放弃，何有化学史上的拉瓦锡及其弃，何有化学史上的拉瓦锡及其“一死惊一死惊天下天下”？！？！ 除此之外，人们还对拉瓦锡之死别的除此之外，人们还对拉瓦锡之死别的因素进行了许多的思考因素进行了许多的思考1.科学与财富的关系2.科学与政治的关系3.科学家人品与学问的关系4. 75课后思考问题课后思考问题1. 为什么说拉瓦锡是近代化学之父？为什么说拉瓦锡是近代化学之父？2. 在欧洲社会，为什么会产生燃素说？燃素说的主要内容是什么？应如何评价历史在欧洲社会，为什么会产生燃素说？燃素说的主要内容是什么？应如何评价历史上的燃素说？上的燃素说？3、十八世纪的科学由于逐步走上了社会化的道路，科学家也获得了超越以往世代、十八世纪的科学由于逐步走上了社会化的道路，科学家也获得了超越以往世代的巨大影响力，科学家似乎在提供哲学思想、构建社会发展方向等方面也成为社会的巨大影响力，科学家似乎在提供哲学思想、构建社会发展方向等方面也成为社会的的“建构者建构者”。你认为这种转变对于科学技术自身的发展而言意味着什么？试分析。你认为这种转变对于科学技术自身的发展而言意味着什么？试分析。