第九章 科學、技術與工業

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第九章 科學、技術與工業回顧三大內容

• 18世紀法國啟蒙運動與數理精神的傳播
  數理傳統在法國的傳播，一方面與啟蒙運動的精神是一致的；另一方面，與笛卡爾的“宇宙觀”是相衝突的。
• 物理科學中的兩大傳統
  數學傳統
  培根傳統
• 生命科學的實驗化與分析化
  生命科學的兩大分支
          實驗生理學傳統
                  詹娜是曆史上第一個明確的治好了某種明確的疾病的人
                  巴士德，在微生物學有傑出的貢獻
          博物學傳統

沒有科學技術的發展，就沒有工業文明9.1（與科學無關的）第一次科學革命工業革命

工業革命對於英國的意義，就好象哲學革命對於德國，政治革命對於法國一樣        ——恩格斯

產業革命（工業革命）的特點

• 以機器取代人力
• 以大規模的工廠生產取代個體工場手工生產
• 以技術革新帶來的經濟無限制的增長

產業革命的鮮明特點

使幾大產業相互促進，幾個產業鏈條相互關聯、相互促進
煉鐵業、煤炭業、紡織業、交通運輸業，在英國18-19世紀之交，形成了相互影響，相互促進的態勢

幾大主要產業煉鐵業

1709年達比2 用焦炭代替木炭煉鐵取得成功
1760年，斯密頓發明水力驅動的鼓風機，提高了焦炭的溫度，提高煉鐵的效率
1784年，亨利·科特發明攪拌法
18世紀，英國的鐵產量增加了10倍

紡織業

紡紗 織布 之間有互相促進的技術革新
1733 英國的約翰凱發明飛梭 （織布）
1765 英國詹姆斯·哈格裡夫斯發明珍妮機 （紡紗）
1769 阿克萊特 動力紡紗機，用水力做動力，紡出的紗更結實
1779 康普頓發明輕的走錠紡紗機 ，成為騾機（阿克萊特結合哈格裡夫斯）
卡特萊特 動力織機

紡織業的發展還規定了工廠發展的方向
機械化、大型化
生產制度隨著技術革新變化
所有的工人成為機器的附庸，工人的地位變化
1764-1812年 勞動生產力提高200倍

動力的探索動力（蒸汽機）

希臘晚期，蒸汽機就被發現，但是沒有用於實際的生產
蒸汽機最早用來煤礦抽水
高壓鍋？？法國 巴本 在此基礎上發明了蒸汽機
1698 英國人薩弗裡發明了專門用來抽水的蒸汽泵
1712 英國人扭可門發明了大氣機，加入連軸運動

瓦特對蒸汽機做了重要的改動

• 增加了冷凝器，大大提高了扭可門機的效率
• 把直線的活塞運動轉化成輪軸作用

瓦特蒸汽機不是蒸汽本身做工，仍然是大氣壓做功
瓦特蒸汽機的重要意義在於它被馬上投入商用，在產業革命中產生了很大的作用
瓦特機出現後，帶動了採礦業、紡織業的迅猛發展
瓦特的蒸汽機對科學沒有起到什麼作用，主要在於其成功的商業營銷手段。。

特雷維斯克發明了用蒸汽做動力的機器，與瓦特機形成競爭者。瓦特打壓了高壓蒸汽機的出現。

蒸汽機的大規模的實驗和採用的都是在美國發生的

運輸機械的革命（汽船）

• 1785年，美國人費奇將瓦特改良的蒸汽機用於帆船上
• 1800年左右，美國人富爾頓繼續製造汽船
• 1807年造出克萊蒙特號，採用明輪推進
• 1838年，英國商船天狼星號利用蒸汽動力橫渡大西洋成功

運輸機械的革命（火車）

• 1796年，英國特裡維西克製造了第一輛火車
• 1814年，英國斯蒂芬遜製造出第一輛實用火車，用於拉煤。半蒸汽，半馬。
• 1823年，斯蒂芬遜的火車投入商用

• 1830年，利物浦與曼徹斯特鐵路線連通

  第一條鐵路的出現時間
• 美國 1828
• 法國 1830
• 德國 1835
• 中國 19世紀晚期

9.1第一次科學革命（習題）

第一次科學革命被認為與科學無關，其以英國為龍頭，在18世紀展開。
產業革命以技術革新為契機，經濟無限增長；機器取代人類；大規模工廠生產取代個體手工生產
康普頓發明了走錠紡紗機，該機器也被成為“騾機”
實驗生理學傳統和博物學傳統是生命科學的兩大分支
18世紀，英國的鐵產量靠著技術革新增加了10倍

9.2（科學應用於手工業的）第二次工業革命

克裡維西克1800年，高壓蒸汽機。但是很快轉入內燃機。鋼鐵業的飛速發展使得鑄造堅固的鋼材成為可能，同時，煤油等化工原料開始出現。內燃機出現。

運輸機械的革命（汽車）

• 1885年，戴姆萊研製出第一台汽油發動機的兩輪“>機車”
• 同年，德國的本茨發明了汽油內燃機為引擎的三輪汽車
• 1886年，本茨發明了四輪汽車
• 1888年，英國鄧洛普發明了充氣輪胎
• 1892年，美國福特研製了美國第一部汽車
  福特改變了近代汽車業對於人類生活的意義，使汽車生產變成現代化的生產方式，批量化生產，流水化作業。福特使汽車由奢侈品變成日用品。

曆史上美國汽車銷量

• 1900 4000
• 1911 60萬
• 1915 89萬
• 1927 370萬

福特公司曆史汽車年產量

• 1908 1萬
  1913 30萬
  1924 200萬

福特汽車每輛車組裝時間

• 1908 12h
  1913 93min
  1927 24s

福特汽車使發明成為需要之母

汽車經濟 汽車文化

工業革命是對自然力的大規模運用

工業革命使得歐洲人對於自然力的開發和利用上了一個台階

工業革命工業革命的意義

• 蒸汽動力機得到大量使用，使人類從繁重的體力勞動中解放出來，人開始以其聰明的頭腦而非四肢肌肉為自己造福
• 工業革命解除了對技術革新和經濟增長的約束
• 工業革命使全體人民受到教育、客觀上推進了平等的觀念

工業革命的特點

• 出現新型的動力能源：
  自然力——機械力
  可再生能源——不可再生能源
• 導致了新型的勞動組織關係：
  從手工作坊——大生產
  標準化、流水化工業生產形式出現
• 新的融資手段
  貨幣經濟的出現
• 新型的思想觀念
  由國家重商主義到自由經濟

工業文明的擴散

城鎮人口佔全部人口的比例標誌著該地區工業化的程度
達到一半的時間

• 英格蘭 1850
• 德國 1900
• 美國、法國 1920

9.2第二次工業革命（習題）

福特模式的意義有：讓汽車在美國生活中日常化、說明發明是需要之母、使汽車生產成為標準的現代化生產模式
第一輛實用火車是斯蒂芬遜發明的，該火車當時被用於拉煤
第一台汽油發動機的兩輪">機車"是戴姆萊研製的
最早出現鐵路的國家是英國（答案說是美國？？？？？）
蒸汽機不是瓦特發明的，是他改進的

9.3 20世紀大科學

工業文明的核心產業：鋼鐵、紡織、鐵路運輸、電氣化
工業文明的新型產業：建築、食品加工、現代農業、服務業

科學革命和殖民主義是相伴隨的。1914年，西方列強已經征服了世界84%的土地
一戰是化學家的戰爭，二戰是物理學家的戰爭（核武器）

科學有兩大轉統——哲學家傳統和工匠傳統
第一次工業革命和哲學家傳統沒有關係，第一次工業革命的代表人物都是沒有受過任何科學教育的工程師，而不是科學家。

第二次工業革命

第二次工業革命起源於電磁學，人類進入電氣時代

電力革命主要事件

• 1821年，法拉第成功的使一根小磁針繞供電導線不停旋轉，創造曆史上第一台“嬰兒”電動機
• 1822年，法國物理學家阿拉果發現電磁鐵
• 1829年，亨利發現絕緣導線做線圈可以產生更強大的磁場，1831年用一塊電磁鐵吸引1噸重的鐵
• 1834年，德國雅可比用電磁鐵做轉子，製成第一台實用電動機，1838年以此製成電動汽船
• 1850年，美國佩奇製造了一台10馬力的電動機
• 1831年，法國發明家皮可希製造出手搖發電機，輸出直流電，但電流較弱
• 1857年，英國惠斯通用電磁鐵代替永磁鐵，發明了自激式發電機
• 1867年，德國西門子發明自饋式發電機
• 1880年左右，電動機械開始進入工廠車間

電動機、發電機、電網

電網的出現對於電氣時代具有重要的意義，而電網的鋪設歸功於愛迪生
1879年，愛迪生用電網和電燈照亮了新澤西州洛帕克小鎮
1882年，愛迪生的直流發電機為幾千戶照明供電

1885年出現交流感應電動機
高壓輸電建立電網

愛迪生的發明

1869年，發明自動收報機
1876年，發明留聲機
1879年，發明碳化竹子做燈絲的電燈
1882年，在紐約建成世界上最大規模的電力系統直流發電機
1894年，製成第一台電影放映機

電訊與福士傳媒電報

電報的出現和電流的磁效應
1822年安培設計出來磁針傳訊機
1838摩爾斯電碼

富蘭克林的手，抓住了平治的駿馬，駕馭這匹駿馬的，是莫爾教授

電話

貝爾是第一部實用電話的發明者

無線電

1884年出現電視

9.3 20世紀大科學（習題）

電磁學的發展引發了第二次工業革命
愛迪生沒有發明過電話
1847年，第一條海底電纜在英吉利海峽由英法鋪設
工業文明的核心產業包括 鋼鐵、電氣化、紡織...
安培設計出了磁振通訊機

 

第九章 科學、技術與工業