科学技术史课程内容总结

第1章 原始时代技术的起源和科学的萌芽

第一节 原始时代的技术创造

一、石器制造和弓箭发明

二、人工取火

三、驯养动物和栽培植物

四、烧制陶器和冶炼金属

第二节 原始时代科学的萌芽

一、天文学知识的萌芽

二、数学知识的萌芽

三、力学知识

第三节 原始时代的宗教自然观

原始宗教自然观的主要内容是万物有灵论和图腾崇拜。

第2章 奴隶时代的科学技术

第一节 古埃及、古巴比伦、古印度的科学技术

一、文字的发明

埃及：象形文字

古巴比伦：楔形文字

古印度：象形文字

地中海东岸的腓尼基人制定了以22个辅音字母书写的文字。腓尼基字母是希腊字母和阿拉米亚字母的根源，对世界文化的发展有着巨大的贡献。

二、天文学和数学

三、医学

古埃及在数学和天文学上落后于巴比伦，但在医学方面却遥遥领先。

第二节 古希腊的科学技术

一、古希腊历史、文化和技术的发展概况

爱琴地区是古希腊文明的诞生地

二、古希腊的科学成就

1.希腊早期

亚里士多德，将“四根说”加以改造，认为万物是上述冷、热、干、湿四元素两两结合而形成的产物，并指出构成天体的是第五种物质——“以太”

毕达哥拉斯：非常重视自然现象中的数量关系，追求数与数之间的和谐，以此来研究几何图形。

2.雅典时期

柏拉图：认为现实世界不过是理念世界的幻影，没有必要加以特别注意。但他认为数学是认识理念世界的准备工具，他要求学生必须重视数学

亚里士多德：对几何学没有什么直接贡献，但对几何学的定义、公设或公理的概念都进行过探讨。首次将生物学置于广泛观察、解剖的基础之上

3.希腊化时期

欧几里得：《几何原本》

阿基米德：对球面和球体、抛物线弓形面积、螺旋线和二次曲线及其旋转体积的计算均作过深入研究，并提出一套计算方法

三、古希腊人的自然观和科学方法

第三节 罗马时期的科学技术

－、罗马时期的科学技术发展概况

世界第一部建筑学专著《建筑学十讲》是由建筑师维特鲁维奥（生活于公元前1世纪）所著

二、罗马时期科学技术进展缓慢的原因

应该说为了军事目的，只注重实用技术，忽略了希腊科学的思想和精神是罗马时代科学技术进展缓慢的一个原因。另一个至关重要的原因是奴隶制本身带来的危机。

第3章 封建时代的科学与技术

第一节 中国古代的科学技术

－、中国古代的科学成就

中国古代的宇宙论思想有宣夜说、浑天说和盖天说。

数学：《墨经》《周髀算经》《九章算术》

《黄帝内经》，张仲景著有《伤寒杂病论》。

北魏贾思勰系统总结了南北朝以前传统农业生产和畜牧生产经验，写成《齐民要术》。 明代徐光启《农政全书》集中国农学之大成

二、中国古代的技术成就

第二节 中世纪欧洲科学的衰落

中世纪一般是指从西罗马帝国灭亡到文艺复兴时这一千多年的漫长时代。

一、中世纪欧洲科学衰落的背景

二、中世纪科学技术的缓进

第三节 阿拉伯的科学技术

一、阿拉伯帝国的建立

二、阿拉伯世界的科学成就

第4章 近代自然科学的产生

第一节 自然科学发展的历史性转折

一、近代自然科学与古代科学的联系与区别

二、近代自然科学产生的历史条件

第二节 近代自然科学产生的社会背景

一、资本主义生产方式的形成和发展

二、文艺复兴运动

三、自然科学同宗教神学的斗争

在哥白尼《天体运行论》发表的同时，1543年比利时的科学家维萨留斯（1514～1564年）的著作《人体的构造》问世，和10 年后西班牙医生塞尔维特（1511～1553年）关于人体血液小循环理论的提出，开辟了近代自然科学反对宗教神学的另一战场。

第5章 天文学革命和经典力学体系的完成 1543年，哥白尼凭借他的不朽著作《天体运行论》，揭开了近代自然科学的序幕。接着，开普勒在第谷精确的天文观察数据的基础上发现了行星运动三定律。伽利略通过一系列科学实验发现了惯性定律和自由落体定律，牛顿又在前人基础上完成了经典力学体系的理论大综合。至此，作为近代科学主要门类的天文学和经典力学已基本成熟。

第一节 哥白尼的太阳中心说

－、托勒密体系的困惑：日动地心学说

二、《天体运行论》的诞生

《天体运行论》虽然仍将正圆和匀速运动作为自己学说的基本原则，但否定了地球不动说

三、太阳中心说的传播

伽利略又花了10年时间写了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书，，对哥白尼

学说予以详尽论证和充分肯定。同时对那些盲目迷信经典、缺乏独立思想的浅薄愚昧的经院哲学家进行了辛辣嘲讽。“布鲁诺”。

第二节 开普勒在天体力学上的成就

－、第谷.布拉赫的贡献

二、 “天空立法者”——开普勒

三、行星运动三定律的发现：开普勒

第三节 伽利略对经典力学的贡献

伽利略借助科学实验和数学推理，先后发现了自由落体定律、惯性定律、摆振动的等时性等，为经典力学体系的形成奠定了基础。

－、“近代科学之父”——伽利略

二、伽利略的力学成就

1．发现了摆的等时性

2．导出了自由落体定律

3．提出了惯性理论，没有力的作用，物体仍保持原有的运动状态。

4．分析了抛物体运动过程

表述了相对性原理

三、伽利略的科学研究方法

第四节 牛顿与经典力学体系的完成

一、巨人肩上的巨人——牛顿

二、万有引力定律的发现

三、划时代的伟大综合

第一定律的物理表述是：物体在没有外力作用的情况下，保持静止或匀速直线运动状态。这实际上是对伽利略惯性定律的总结。

第二定律的物理表述是：物体在外力作用下作加速运动，加速度的大小与外力大小成正比，运动方向与力的方向保持同一直线。这实际上是对伽利略的自由落体定律的总结与补充，是利用质量和加速度给力下了定义。

第三定律即“作用与反作用定律”是牛顿的创造性贡献。他指出，“作用恒与其反作用相等。或者，二物体之相互作用恒等，方向则相反。”用现在通用的表述就是：物体的作用力与反作用力大小相等，方向相反。

第6章 数学和物理学的初期发展

第一节 数学的进展

－、代数学

二、解析几何学

17世纪法国的大数学家、数论的创始人费尔马（1601～1665年）和笛卡尔分别创立了解析几何学。

三、微积分学

费尔马对微积分学的产生做出了杰出的贡献。牛顿用“流数法”研究了曲线的切线、函数的极值、曲线的曲率和隐函数等问题。他认为微积分是一个普遍的方法。莱布尼茨从求函数的无限小增量出发，认为函数取得这种增量是自变量无限小变化的结果。他把函数的增量叫做微分，并且用d表示。

第二节 物理学的初期发展

一、光 学

二、电学和磁学

三、热 学

四、声 学

第7章 化学的奠基和17世纪前后的生物学

第一节 化学确立为科学

－、炼金术及其传播

二、医疗化学时期

三、波义耳把化学确立为科学

四、燃烧和大气性质的早期研究

五、拉瓦锡与近代化学基础

（1）运用系统的定量实验方法重做前人实验，为实现化学革命准备可靠的实验资料。

（2）注重理论思维，以氧化说推翻燃素说。

第二节 生理学和生物学的成就

一、血液循环理论的建立 1.维萨留斯和塞尔维特的学说

维萨留斯（又译维萨里，1514～1564年）首先向古代生理学权威盖伦提出挑战。在《人体

的构造》一书中，维萨留斯以无可辩驳的解剖事实表明，盖伦关于人体中血液从右心室通过心脏中膈流入左心室的见解是不正确的。塞尔维特在1553年出版的巨著《基督教的复兴》中提出了心肺之间血液小循环的学说。

2．哈维建立血液循环理论

英国医生哈维（1578～1657年）年轻时师从意大利解剖学家帕多瓦大学外科教授法布里修斯（1537～1619年），受到当时最先进的科学传统和科学知识的熏陶。1628年，他在大量观察实验基础上写成了《心血运动论》一书，用简洁朴实的语言阐明了血液循环学说。血液循环理论的建立，推翻了传统的盖伦学说，并把实验方法引入生理学，完成了一场生理学的深刻革命。从此，生理学、医学和解剖学就在一个新的基础上向前发展。哈维作了大量实验来证明血液循环理论。

二、细胞的发现及渐成说的胜利

1.细胞的发现

2．渐成说的胜利

三、动植物分类

瑞典学者林耐（1707～1778年）在对动植物的分类中最广泛地采用了“人为分类法”，并取得了当时最杰出的成就。主要著作《自然系统》，系统地阐述了他的分类原则。尽管林耐对自然分类法并不排斥，但在该书中却采用了以植物生殖器官的特征来分类的人为分类体系。他把植物分为纲、目、属、种四个等级从属的分类单位，以雌蕊的数目决定某一植物应归入的目，以雄蕊的数目决定它应归入的纲。

林耐的分类体系把前人及同时代人所积累的全部动植物知识系统化了，为以后生物分类学的发展奠定了基础，并使后人有可能进一步研究物种之间的关系和物种的演化。

林耐的分类体系也存在严重的缺陷，即存在着把物种分类凝固化的严重错误，他甚至认为生物物种永恒不变、现在的物种与造物主一开始创造的物种在类型上是完全一样的。

第8章 近代工业的兴起与第一次技术革命

第8章 近代工业的兴起与第一次技术革命

第一节 英国近代工业的兴起

一、18世纪的英国社会

二、纺织业的机械化

第二节 蒸汽机的发明与应用

一、蒸汽机的发明与改进

1.蒸汽机的雏型到第一部实验性蒸汽机

2.实用蒸汽机的研制

如果说塞维利和纽可门的蒸汽机揭开了在工业中使用蒸汽动力的序幕，那么使蒸汽机在近代工业舞台上能大显身手就要归功于瓦特的改进了。

3.瓦特对蒸汽机的重大改进

詹姆斯²瓦特（1736～1819年）是英国格拉斯哥大学的一名仪器修理工。

第一，分设冷凝器。

第二，改竖直运动为横向运动。

第三，改单向进汽为双向进汽。

第四，改直线往复运动为旋转运动。

第五，安装离心式蒸汽调节器。

二、蒸汽机在机器制造业、采煤业、交通运输业的应用

第三节 第一次技术革命的实质

一、主导技术与主导技术群

二、技术革命的实质

三、第一次技术革命的后果

蒸汽机的发明和使用，推动了机器制造业、采煤业以及交通运输业的发展，同时也带动了化学工业、钢铁工业的飞速发展。一个崭新的充满活力的、互相紧密联系的工业体系建立起来了。近代技术革命不仅导致新的工业体系的建立，同时也引起了社会的一系列大变革。

第9章 18、19世纪的天文学

第一节 太阳系起源与演化的研究

一、康德的星云假说

青年时期专注于自然科学研究的康德，从前辈和同辈人的上述认识中得到启示，以当时的天文观测资料为依据，运用力学原理，在他的《宇宙发展史概论》中详细地论述了关于太阳系起源的星云假说。《宇宙发展史概论》一书包括两大部分、一个前言和一个附录。

在前言中，康德除了追述前人关于宇宙起源与演化的研究成果外，还阐明了他是如何提出自己独到见解的。

二、拉普拉斯的星云假说

拉普拉斯的星云假说与康德的星云假说比较，两者出发点相同，即认为太阳系是由“原始星云”发展而成的。但是，两者有不同之处：

第一，对“原始星云”概念的理解不同。康德认为原始星云是弥散的固体微粒；而拉普拉斯则认为原始星云是炽热的气体云。

第二，对“原始星云”运动原因的解释不同。

第三，拉普拉斯作为一个科学家而且是一个卓越的科学家，在他的假说中从细节上更多地考虑了太阳系的动力学特征，并利用力学——数学方法为其假说提供了更严格的科学论证，所以比康德假说更合理、更自然地说明了太阳系中行星运动的同向性和行星轨道的共面性等问题。

三、星云假说的科学和哲学意义

第二节 天王星和海王星的发现

一、天王星的发现

有人根据赫舍尔的观测数据算出它的运行轨道实际上很接近正圆，经英国天文学家麦斯克雷（1732～1811年）观测，确认它是太阳系中的一颗前所未知的行星——天王星。

二、海王星的发现

第三节 光行差的发现和恒星视差的确认

一、光行差的发现

二、恒星视差的确认

第10章 地质学中关于岩石成因的争论

第一节 关于岩石成因的研究

－、维尔纳与水成论

维尔纳（1）地球有一核心，最初完全被一原始海洋包围淹没。这些海水非常混浊，含有构成目前地壳的一切物质，随着时间的推移连续在地核的表面上沉积。最早沉积的为花岗岩，上面是极厚的片麻岩、片岩、斑岩以及其他的结晶岩石。这些岩石是通过纯化学方式沉积而成的，可称为原始岩层。

（2）后来海水开始下降，另一系列的层系开始沉积，当中含有板岩、杂砂岩、石灰岩等，属于过渡性岩石。这些过渡性岩石多半是以化学方式形成的，也有一部分是机械沉积而成的。

（3）海水继续下降，第三系列岩层接着沉积，这一层系为层状岩，包括煤、石灰岩、玄武岩、石膏、岩盐等。层状岩是由水中沉积的固体形成的，也有部分是以化学方式形成的。

（4）最后沉积的是最新冲积层，包括亚粘土、粘土、砂、火山岩、砾石、泥炭等。

二、赫顿与火成论

第二节 关于地壳运动方式的研究

一、居维叶的灾变论

二、赖尔的地质渐变论

第11章 19世纪的生物科学

第一节 细胞学说的建立

－、细胞学说的提出

细胞学说是19世纪自然科学三大发现之一。德国的植物学家施莱登（1804～1881年）和动物学家施旺（1810～1882年）被认为是细胞学说的创始人。其实从细胞的发现到细胞学说的建立，经历了170多年的时间，它是人们在科学认识长河中的阶段性成果。

二、细胞学说的意义

第一，促进了生物学的发展。

第二，推动了自然观的进步。

第二节 生物进化论的产生

一、拉马克的进化思

二、达尔文生物进化理论的创立

三、生物进化论的胜利

第三节 微生物学的兴起

一、巴斯德对微生物学的巨大贡献

二、柯赫等人的微生物学研究

第四节 遗传学的奠基

－、早期遗传学研究

二、遗传学的奠基人孟德尔

三、孟德尔遗传定律

四、早期的染色体遗传学研究

第12章 19世纪的化学

第一节 原子——分子学说的建立

一、道尔顿的原子论

二、阿伏伽德罗的分子论

第二节 化学元素周期律的发现

一、原子量研究和元素周期律早期探索

二、门捷列夫发现元素周期律

第三节 有机化学的兴起

一、有机化学的初期发展

二、基团理论和类型分析

19世纪初，英国化学家、物理学家戴维（1778～1829年）利用伏打电堆开创了电化学的研究。

三、化合价理论

第13章 经典物理学的高度发展

第一节 能量守恒与转化定律的发现

一、能量守恒与转化定律的早期研究

二、焦耳的实验

英国曼彻斯特的酿酒商兼业余科学家焦耳（1818～1889年）是最先以精确测定热功当量的科学实验确立能量守恒和转化定律的人。

三、能量守恒与转化定律的确定

19世纪最著名的物理学家之一威廉²汤姆逊（即后来的开尔文勋爵，1824～1907年）在上述工作的基础上，把一个物质系统的热功转化过程与气体分子的内能的变化联系起来。

四、热力学和热机效率研究

第二节 波动光学的兴起

－、微粒说和波动说

二、托马斯²杨的双缝干涉实验

三、菲涅耳对波动说的理论解释

他通过极其巧妙的实验和理论推导，证明了由托马斯²杨修正过的惠更斯理论的正确性，驳斥了牛顿的微粒说。

第三节 电学的发展

一、电流的发现和电池的发明

二、对电流行为规律的研究

第四节 经典电磁理论的完成

一、电流磁效应的发现

奥斯特

二、法拉第对经典电磁理论的贡献

三、麦克斯韦的电磁理论

麦克斯韦是继法拉第之后，集电磁学大成的英国科学家。他总结了库仑（1736～1806年）、高斯（1777～1855年）、欧姆、安培、毕奥、萨伐尔、法拉第等人的发现和实验成果，把电流的规律与电场和磁场的规律统一起来，建立了完整的电磁理论体系，预言了电磁波的存在，揭示了光、电、磁现象的本质统一性，完成了物理学的又一次大综合。这一理论自然科学的成果，为现代电力工业、电子工业和无线电工业奠定了基础。

四、赫兹证实电磁场存在的实验

第14章 近代技术的发展与第二次技术革命

第一节 钢铁技术的发展

一、18世纪前的炼钢技术

二、贝塞麦的转炉炼钢法

三、平炉炼钢法的发明

几乎与贝塞麦发明转炉炼钢法同时，英国籍的德国人W²西门子（1823～1883年）和弟弟F²西门子（1826～1904年）在伦敦发明了蓄热式加热炼钢法。

四、钢铁材料在工业中的应用

第二节 内燃机的发明和应用

一、内燃机的发明

二、内燃机的应用

第三节 电力技术的发展与第二次技术革命

－、发电机、电动机的发明与改进

二、电站的建立和输电方式的进步

关于电能的输送方式究竟采用直流电还是交流电，还经历了一番争论。电气技术的权威爱迪生和英国著名的开尔文勋爵拥护直流电。爱迪生的似乎站不住脚的理由是交流电比较危险，因为行刑用的电椅通的就是交流电。而曾在爱迪生手下任过工程师的特斯拉（1856～1943年）和另一位美国人威斯汀豪斯（1846～1914年）则极力主张交流电。特斯拉在1888年成功地建成了一个交流电系统；威斯汀豪斯于1893年争取到了建造生产交流电的尼亚加拉瀑布水电站的合同，从而取得了对爱迪生的一次决定性胜利。对于爱迪生在这场论争中表现出的极端保守性虽说法不一，但是很多人都认为是由于爱迪生没有受过正规教育，虽具备了发明家的素质，却缺乏科学家的基本训练，由于交流电涉及到复杂的数学计算使他望而却步，从而阻碍了他对交流电的理解。直到几十年后，由美国的斯泰因梅茨（1863～1923年）才在坚实的数学基础上创立了交流电理论。

三、与电力技术相关的其他技术群的建立

第四节 近代通讯技术的产生

一、电报的发明和改进

正是由于亨利无保留地帮助，莫尔斯才于1836年制成了第一台实用的电报机。莫尔斯对电报的独创贡献是他发明了用点、划组成的“莫尔斯电码”——电报的“软件”。

二、电话的发明

三、无线电通讯

然而，真正使无线电通讯实用化的是意大利发明家马可尼（1874～1937年）和俄国海军鱼雷学校教官波波夫（1859～1906年）。

第五节 化工技术的发展

一、l 9世纪的无机化学工业

二、“苯胺紫”和染料工业

三、化工技术在医药中的应用

四、化学材料和炸药的研制

第15章 19世纪末20世纪初的物理学革命

第一节 物理学革命的背景和起因

一、“以太”之谜和迈克尔逊—莫雷试验

二、黑体辐射与“紫外灾难”

三、19世纪末的三大发现

1.X射线的发现

X射线的发现，不仅给医学保健事业带来了希望，也为揭开原子内幕开辟了道路。伦琴因为发现X射线而获得1901年首次颁发的诺贝尔物理学奖。

2.放射性的发现

居里夫妇因为放射性的研究，和贝克勒耳共享1903年诺贝尔物理学奖。1911年，居里夫人又因发现了钋和镭两种元素和对化学工业的贡献而再次获诺贝尔化学奖。

3.电子的发现

第二节 物理学危机的实质

第三节 相对论的建立

一、科学史上的一颗巨星——爱因斯坦

二、狭义相对论的时空观

三、广义相对论的建立

四、关于相对论的检验

五、相对论的意义

第四节 量子理论的建立和发展

一、普朗克和他的量子论

二、光电效应和爱因斯坦的光量子论

三、玻尔的量子化原子模型

四、德布罗意的物质波和量子力学的建立

1. 德布罗意的物质波

2. 量子力学地建立

在德布罗意假说的基础上，德国物理学家海森堡（1901～1976 年）和奥地利物理学家薛定谔（1887～1961 年）等人建立了量子力学。这标志人类对物质结构的认识有了新的突破。