第三讲 科技进步与人类自然观的历史演进(下)

遗传学
孟德尔（G. Mendel，1822－1868），他是奥地利人，被称为现代遗传 学之父。1865年他发表了《植物杂交实验》的论文，从而提出了相当于 现代科学所说的“基因”的“遗传单位”的概念。他通过豌豆的实验，发现了 遗传定律，这就是著名的孟德尔定律 。 孟德尔的发现，在遗传学上有着划时代的意义，但当时并未引起注意， 因而被埋没了很长时间，一直到20世纪初，经过荷兰植物学家德佛里斯 （H .Devies， 1848－ 1935）、德国植物学家柯灵斯（Karl Erich Correns，1864－1933）、奥地利植物学家丘敬马克（E. T. Von Seyseneqq，1871－1963）分别予以证实，孟德尔遗传定律才被确定下 来。 魏斯曼（A· Weismann，1834－1914）是德国杰出的生物学家，早年在 哥廷根学医，后放弃医学专门研究动物学。1865年发表了《作为遗传理 论基础的物质连续性》的论文，指出：遗传是有一定化学成分的、首先 是具有一定分子性质的物质，从亲代向子代传递实现。他还通过对细胞 分裂和多方面的显微研究指出：细胞分裂的复杂机制，实际上其唯一意 义在于分裂染色体，而染色体是细胞核内最重要的成分。魏斯曼的研究， 成了现代分子生物学的基础。
有机化学的兴起
18世纪后期，德国著名化学家舍勒在有机化合物的分离和提 纯方面做了较为突出的工作。他亲自提取了大量纯净的有机 酸，这些工作丰富了人们对有机物的认识。 1824年，德国化学家维勒(F.Wohler,1800～1882)用自己的 实验打破了这一传统的观念。他在研究“氰酸银作用于氨水” 时，发现除生成草酸外，还有一种白色结晶物，经过检验， 证实它就是尿素。后来，他又分别利用不同的无机物通过不 同的途径进行试验，结果都合成了尿素。尿素的人工合成填 补了无机物到有机物之间的鸿沟，打击了神秘的生命力论， 开辟了有机物人工合成的新天地。 德国化学家凯库勒（F.A.Kekule，1829－1896）提出：不 同元素的原子相化合时，总是倾向于遵循亲合力单位数是等 价的原则。凯库勒还把原子概念引入到有机化合物的研究中， 并发现和确立了碳的四价结构，且有自身相结合的能力，提 出了"碳链学说"。
J.C.பைடு நூலகம்axwell，1831－1879
H.R.Herts，1857－1894
氧化理论的建立
1773年，瑞典化学家舍 (C.W.Scheele,1742～ 1786)通过两种方法发现 了氧 。 1774年，英国化学家普利 斯特里利用聚光镜照射氧 化汞，制出了氧气。
J.Priestley (1733—1804)
元素周期律的发现





1829年，德国化学家德贝莱纳（J．W．Doberener，1780－1849）首先开始对 元素的原子量和化学性质之间的关系进行研究。他发现当时已知的54种元素中， 可列出几个元素组，每组包括3个元素，同组内元素的性质相似。 1862年，法国矿物学家尚古多（Chancourois，1820－1886）提出了关于元素 性质就是数的变化的论点，创造了一个“螺旋图”。 1865年，英国工业化学家纽兰兹（J．A．R．Newlands，1837－1898）把当时 已知的元素按原子量大小的顺序排列时发现：从某一指定的元素起，第八元素是 第一元素的某种重复，就像音乐中的八度音，他称之为“八音律”。 1869年，俄国化学家门捷列夫（Д.И.Менделеев，1834～1907）和德国化学家 迈尔(L.Meyer,1830～1895)各自独立地发现了元素周期律。他们对当时已知的各 种元素进行认真研究，根据化学活性的顺序，原子价的分类，原子量的大小等， 制成了一个化学元素周期表。门捷列夫的元素周期表初步实现了使元素系统化， 把当时已发现的63个元素全部列到表里，而且还给未知的元素留下了4个空位， 指出了它们的原子量，并预言了这些元素必定存在。后来，这些预言都被证实。 周期律的发现表明，自然界的元素不是孤立的偶然堆积，而是有机联系的统一体。 同时也表明元素性质的发展变化的过程是由量变到质变的过程，是由低级到高级、 由简单到复杂的过程。周期律的发现，拉开了无机化学系统化的序幕，为现代化 学系统发展奠定了重要的理论基础。
A．M．AmPere，1775－1836
Michael Faraday，1791－1867
经典电动力学的确立
英国物理学家麦克斯韦利用19世纪20年代 和30年代数学家在理论方面的研究成果， 把法拉第的思想用数学语言表述出来，建 立了经典电动力学的基本运动方程――麦 克斯韦方程组。麦克斯韦预言了电磁波的 存在，预言电磁波传播的速度就是光传播 的速度，并进而认为光不过是波长在一定 范围内的特殊的电磁波。这样，光学、电 学和磁学就融合成为一体，实现了经典物 理学的第三次大综合。 德国青年物理学家赫兹用实验证实了电磁 波的存在，反对的意见才逐渐消声匿迹。 这时经典电动力学才算真正得以确立。
第二讲 第三讲
科技进步与人类自然观 科技进步与人类自然观的历史演进 （下） 的历史演进（上）
二、近代后期的自然科学 与自然观
1、近代后期自然科学的主要成就 2、近代后期自然科学的主要特征
及自然观
近代后期自然科学的主要成就
康德 -拉普拉斯星云假说
康德星云假说 ---1755年德国哲学家康德（）在《宇 宙发展史概论》一书中，首先提出太阳系起源于原始 星云的假说。他根据当时已观察到的行星运动轨道的 共面性、近圆性、公转同向性及自转特性，和所发现 的"云雾状的天体"的现象，运用牛顿的引力理论和古 代原子论的思想，从自然界的相互联系、相互转化的 辩证发展分析中，认为"云雾状的天体"即是星云，这 些星云是由不同种类、不同密度、大小不一的微粒组 成。形成太阳系的原始星云一开始弥漫于太空，并不 停旋转，在引力作用下，这些微粒不断聚集，其中心 部分形成太阳，边线部分受斥力作用逐渐形成绕中心 旋转的较大团块，最终演变成绕太阳旋转的行星。 拉普拉斯星云假说 ---1796年，法国科学家拉普拉斯() 在《宇宙系统论》一书中，也提出了一个类似的星云 假说。 星云假说，尽管在科学上还存在有诸多问题，但是其 演化的科学思想对于19世纪的科学产生了巨大的影响。
生理学
贝尔纳（C. Bernard， 1813－ 1878）发现了肝脏的产糖功 能和血管运动神经，还发现了刺伤脑的第四脑室底部能使动 物发生暂时性的糖尿病。他通过一系列的研究说明，机体功 能的产生是受中枢神经控制的。 贝尔纳最重要的贡献是最先把机体分为内环境和外环境，并 指出，尽管外环境变化，但内环境还是能够保持恒定，内环 境的恒定是生命得以存在的条件。他提出的“内环境恒定”的 概念是生理学上一个十分重要的概念。 他所撰写的《实验医学研究导论》成了生理学发展史上的一 个里程碑。
达尔文的进化论
英国著名博物学家、生物学家、进化论的完成者达 尔文（Charles Darwin，1809－1882） 于1859年出版了名著《物种起源》。用极为丰富的 材料，系统地说明了进化论。后来他又发表了《动 物和植物在家养下的变异》、《人类起源及性的选 择》等，进一步充实了进化论的内容。 达尔文的进化论给唯心主义在物种起源方面的神创 论和目的论以沉重的打击，也给了关于物种不变的 形而上学自然观以沉重打击。
细胞学说的建立
德国植物学家施莱登施莱登（M.J.Schleiden，1804～1881） 和动物学家施旺（T.Schwann，1810－1882）于1838年和 1839年先后创立了细胞学说。细胞是生命的基本单元，细胞 学说的建立为揭开有机体产生、成长及其构造的秘密奠定了 继续前进的基础。 德国医学家微耳和（R.Virhow，1821－1902）将细胞学说 的理论成果引入到病理学中，1858年《细胞病理学》一书出 版，他以人体病变主要是局部的细胞病变这一思想开创了细 胞病理学这一新学科。 细胞学说，从有机体具有基础结构统一性方面对包括动植物 在内的生命给予了统一的解释。这一学说标志着细胞学这门 学科的兴起，也促进了生物学各学科较快的发展。细胞是生 命的基本单元，细胞学说的建立为揭开有机体产生、成长及 其构造的秘密奠定了基础。
A.L.Lavoisier,1743～1794
原子－分子论学说的提出
英国化学家、物理学家道尔顿（J.Dalton，1766～1844）继承和发展了 古代原子论和牛顿的机械原子论，把模糊的原子假说作了一番改造，在 新的历史条件下建立了科学的原子论，使其成为近代化学的一种确定性 的基础理论。这一理论使人们能够解释各种类型的物质及其化学反应。 实际上，它的意义超出了化学领域，使得人们对物质结构的一个重要层 次--原子的认识，建立在科学的基础之上。 意大利化学家阿佛加德罗（A.Avogadro，1776～1856），在1811年提 出了分子学说。 意大利化学家康尼查罗（S.Cannizzarol，1826～1910） 1860年在德国 卡尔斯鲁厄的首次国际学术讨论会结束时，康尼查罗散发了论证分子学 说的小册子，准确地论述了当年阿佛加德罗提出的分子论，他还测定了 许多分子的分子量，公布了他所测得的分子量表。至此，分子假说终于 得到了肯定和公认。 原子――分子论是近代化学发展史上首次重大的辩证综合，它揭示了物 质结构存在的原子、分子这样的层次，近代物质结构理论由此取得了重 大突破。因此，随着原子――分子论的形成，整个近代化学发展的基础 也就奠定了。
氧化理论的建立
法国化学家拉瓦锡对燃烧的过程， 进行了严格的定量研究。他于 1777年向巴黎科学院提交了一 篇名为《燃烧理论》的报告。 他指出，燃烧是有氧参加的发 出光和热的化学反应，物质燃 烧时会吸收氧，因而重量会增 加，所增加的重量等于吸收氧 的重量，一般物质燃烧后会变 成酸，金属燃烧后会变成金属 氧化物。 拉瓦锡建立的科学燃烧理论， 否定了统治人们思想达100多 年的燃素说，给化学树立了一 个里程碑。


电动力学的建立
电流的发现---动电是 意大利解剖学家伽伐尼 于 1780年在解剖青蛙时 偶然发现的。 意大利物理学家伏打 对类似现象进行了大量 实验，制成世界第一个 能产生稳恒电流的装置 ――伏打电池。 丹麦物理学家奥斯特 1820年发现电和磁之间 的联系 。
A．V.olta，1745－1827
IoKant，1724～1804


P.S.Laplace,1740～1827
热力学两大定律的发现
法国青年军事工程师沙第· 卡（Sadi．Carnot，1796－1832）于1824年发表了《关于火的 动力的考查》一书。他在书中指出：热机作功的必要条件是它必须工作在"热源"和"冷源"之 间；一部热机所能产生的机械功的大小，在原则上决定于热源与冷源的温度差，而与热机 的工作物质无关。这就是以后的所谓"卡诺原理"，实质上也就是热力学第二定律。 能量守恒原理(热力学第一定律)是由六、七种不同职业的几十个科学家，先后在4个国家， 从不同的侧面独立地发现的。其中，特别值得介绍的是德国医生迈尔（J．R．Mayer， 1814－1878），他于1840年从荷兰到爪哇的船上发现船员的静脉血比在欧洲时红些。他 把这归因于人体在热带维持体温所需要的新陈代谢的速率比在欧洲低，消耗动脉血中的氧 也就少。由此，他进一步认识到：体力和体热都必定来源于食物中所含的化学能，如果动 物体能的输入同支出是平衡的，那么，所有这些形式的能在量上就必定守恒。1842年迈尔 又发表了“论无机界的力”一文，他在考虑人体输入的“力”和输出的“力”应该平衡的基础上， 提出了更普遍的“力”的转化和守恒的概念。迈尔讲的“力”实际上是能量。除迈尔以外，焦耳 （JooPoJoule，1818～1889）和亥姆霍兹（HoLoFoVon Helmholtz，1821～1894）也做 了大量的工作，为能量守恒定律的确定作出了贡献。 热力学第一和第二定律的建立，从几个方面表明了热运动及其转化的规律，奠定了经典热 力学的理论基础。
伏打电池
A．L．Galvani，1737－1798
H．C．Oersted，1777－1851
电动力学的建立
1822年，法国物理学家安培发 现了电流产生磁力的基本定律， 奠定了电磁学的基础。 电磁感应定律的发现－－实验 物理学家法拉第在1831年发现了 电磁感应现象，他发现磁铁同导 线相对运动时，导线中有电流产 生，这就是电磁效应。法拉第发 现的电磁感应定律，是发电机的 理论基础，为人类开辟了新的能 源，电力时代的大门从此被打开 了。