第一章 演示文稿

1895年，达尔文出版了划时代巨著《物种起 源》，标志着科学进化论的诞生。达尔文进化论 的核心思想是自然选择学说。 其要点如下： （1）变异的普遍性 达尔文认为，变异是生物的普遍特征。生物 界普遍存在着可遗传的轻微变异或个体差异现 象。正是这类差异，是物种赖以进化的基础。
（2）繁殖过剩
达尔文认为，生物普遍具有高度的繁殖能力， 在环境条件适宜时，可呈几何级数增加。但是， 生物的实际生存数远远低于根据其繁殖力推算的 数值，这说明，必定存在抑制因素，这些抑制因 素与生物赖以生存的食物、空间等环境条件有关。
• 三、技术革命的兴起 从18世纪中叶开始，科学的技术化和社会化 成为这个历史时期的突出特征。近代自然科学理 论的发展转变为技术科学，同时，技术的发展与 革新，也为自然科学的理论研究提出了新课题。 1．工业革命 工业革命也称产业革命。工业革命的标志是 蒸汽机的使用。英国人瓦特在已有蒸汽机的基础 上，发明了高效能蒸汽机。19世纪40年代，整 个欧洲和美国都普遍使用了蒸汽机。蒸汽机带动 着纺织机、鼓风机、抽水机、磨粉机，造成了纺 织、印染、冶金、采矿的迅猛发展，创造了人们 以前难以想象的技术奇迹。
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二、物理学理论的综合
物理学发展成为一门真正的科学，是从16世 纪开始的，这时人类进入了前所未有的科学实验 时代。从17世纪下半叶开始，关于物体的相互作 用、运动以及光、电、磁等现象的研究，结出了 丰硕的成果，实现了物理学理论的综合，使物理 学成为近代自然科学最先成熟起来的一门学科。
• 2．电力革命 19世纪，伴随着电磁学理论的进展，工程技术专家 敏锐地意识到电力技术对人类生活的意义，纷纷投身于 电力开发、传输和利用方面的研究。 1834年，第一台实用电动机诞生，电动机进入了 实用化阶段。与此同时，发电机也处在研制阶段。 早期的一台发电机基本上只能供一家或几家照明用， 后来，发电机的功率越来越大，供电范围越来越广，企 业家们便建起了发电站，于是产生了远距离输电的技术 问题。1882年法国的一位电气技师建造了世界上第一 条远距离直流输电实验线路。1890~1891年，从法国劳 芬到德国法兰克福架起了世界上第一条三相交流输电线 路。随着交流技术的不断发展完善，交流输电为电力工 业的发展开辟了广阔的前景。
• • 19世纪中叶，德国的凯库勒把原子化合价的 概念引入有机化合物的研究中，首次把原子化合 价的概念从平面推向三维空间，开创了立体化学 构型的先河。 到19世纪末，近代化学学科体系中的两个基 本分支——有机化学和无机化学，都取得了长足 的进步与发展。
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2．化工技术革命 化学基础研究成果在化学工业中的应用，带 来了19世纪中后期的化工技术革命，主要表现在： （1）化肥工业的诞生 德国科学家李比希在总结前人研究成果的基 础上，提出了矿质营养学说，阐明植物吸收的矿 物质元素，是其生长和形成产量所必需的。矿质 营养学说为化肥工业的兴起奠定了理论基础。化 肥工业成为有机化学工业中的重要的组成部分。 在李比希的领导下，德国化学工业在19世纪 中期取得了举世瞩目的成就，使德国在19世纪下 半叶以其化学工业雄踞欧洲列强之首。
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（2）人工合成染料 新的有机结构理论研究促进了染料工业的发 展。1856年，英国人威廉· 亨利· 珀金发现了一种 合成染料——苯胺紫，它可以把丝绸染成一种红 紫色。 其后，霍夫曼发现了一批至今仍被称之为霍 夫曼紫的紫色染料。到了20世纪中叶，商用合成 染料的数目已不下3 500种。另一方面，化学家 们在实验室中还成功地合成了天然染料，如，合 成茜素等。到19世纪末，合成生产出的染料几乎 完全取代了天然染料。这些新染料既便宜，染色 也快。
• 1．细胞学说的建立 • 细胞的发现和细胞学说的建立，与显微镜技 • 术的发明和改进是分不开的。 • 早在17世纪，显微镜刚刚问世的时候，物理 • 学家胡克在用显微镜观察软木切片时，发现了一 • 种中空的小室结构，他将其命名为“细胞”。
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生物学史上公认的细胞学说是由德国植物学 家施莱登和动物学家施旺先后提出的。1838年， 施莱登认为，无论怎样复杂的植物体都是由细胞 组成的；细胞不仅是一种独立的生命，而且作为 植物体的一部分而维持着整个植物体的生命。 1839年，施旺通过显微研究，又把细胞学说推 广到动物界。
1．天上力学与地上力学的综合 1687年，英国物理学家牛顿将前人和同代人的 成果加以创造性的综合与发展，提出了力学三定 律——惯性定律、加速度定律、作用与反作用定 律，以及万有引力定律，建立起经典力学体系。 牛顿所建立起的经典力学体系，把人们过去 一向认为互不相干的地上物体运动规律和天体运动 规律，概括在统一的理论之中，完成了近代科学史 上的首次大综合。牛顿的经典力学思想不仅影响到 物理学的发展，而且也影响到其他自然科学和技术 革命，所以，人们也称这次大综合为一场科学领域 的革命。
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1869年，俄国化学家门捷列夫编制了一份元 素的周期表，发现按照原子量大小排列起来的元 素，在性质上呈现出明显的周期性。它的重要性 不仅在于把许多似乎互不相干的事实，用共同的 原则联系起来，而且还指明了发现新的化学元素 的方向。元素周期律的发现促使无机化学研究的 重新兴起，成为化学发展的主要基石之一。 18世纪后半叶，欧洲的工业发展促进了化学 实验，有机物的化学组成开始被慢慢揭开。 1824年，德国化学家人工合成尿素，也打破了 有机物和无机物的界限，证明了无机界和有机界 的统一，无机化学的已知规律开始向有机物领域 渗透。
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第一个全面阐述能量守恒定律并指出其普遍意义的是德国的 赫尔姆霍兹。他用数学化方式表述了在孤立系统中机械能的守恒， 并把能量的概念推广到热学、电磁学、天文学和生理学领域，提出 能量的各种形式相互转化和守恒的思想。 值得指出的是，当时的物理学家大都强调“守恒”的一面， 把 这条定律称为“能量守恒定律”，而恩格斯则突出强调了“转化” 的一 面，到了19世纪70年代，恩格斯更是明确把这条定律改称为“能量 守 恒和转化定律”。 能量守恒和转化定律发现的意义在于把表面上形式完全不同 的各类运动统一在一个自然规律中，使人们得以科学地从自然界统 一的高度来考察整个自然界。
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诺贝尔进行了几百次实验，努力改进用硝化 甘油作原料的炸药。1867年，他发现了被称为 黄色炸药的安全炸药，它们在采矿、筑路、开挖 隧道等方面发挥了重要作用。以后，诺贝尔还陆 续发明了柔软可塑性极好的胶质炸药和无烟炸药 等新型炸药。
细胞学说认为，动植物都是由细胞构成的， 它们之间没有绝对的区别，一切生命有机体都是 由简单的细胞分裂、增殖和发展起来的。细胞学 说以细胞为基点，来解释一切生命现象，从而揭 示了生命世界的内在联系和有机统一。
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2．生物进化论的确立 18世纪中叶之后,随着地质学、地理学、比 较解剖学、胚胎学的发展，生物进化的观点逐渐 被人们接受。 生物进化论的思想，最初是由一些博物学家 提出来的，如法国的拉马克。1890年，拉马克 提出了关于生物进化的两条原理：一是用进废退， 二是获得性遗传。拉马克提出了生物与环境的关 系，这为达尔文的科学进化论提供了启示。然而， 拉马克只是从表面现象中推导结论，缺乏充分的 证据来支持自己的观点，尤其是获得性遗传原理 被后来许多科学证据所否定。
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《科学与技术》
第一章 科学发展与技术进步
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一般认为，近代自然科学是从14、15世纪 文艺复兴时期开始的，而近代自然科学的全面发 展主要是从18世纪开始到19世纪末。这一阶段 有一些科学史上重大理论的确立。本章学习的内 容是科学发展与技术进步，我们就六个问题来学 习。
• 一、细胞学说与生物进化论的确立 • • • • • 恩格斯所说的19世纪自然科学的三大发现中 的两项出自生物学领域，即细胞学说和科学进化 论。它们从不同角度揭示了生命世界的内在联系 和有机统一，因而，在近代生物学发展中占有显 著的地位。
• （3）生存斗争与适者生存 • 为了争夺食物或适宜的空间，生物界普遍存 • 在生存斗争，表现为种内斗争和种间斗争。在严 • 酷的生存斗争中，凡是对生物生存较为有利的变 • 异都使该生物获得了更好的生存能力，从而被保 • 存下来并遗传给下一代，反之被淘汰，这就是自 • 然选择的实质，适者生存。 达尔文用大量的事实和严密的论证说明了生 • 物物种是由简单的物种发展演变而来，从动态发 • 展的角度阐明了整个生命世界的内在联系和有机 • 统一。
• 2．不同运动形式的综合统一 • • • • • 19世纪能量守恒定律的发现不仅是物 理学史也是整个科学史上的重大事件，恩 格斯把它叫做能量守恒和转化定律，它与 细胞学说、达尔文进化论一起，被列为19 世纪自然科学的三大发现。
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第一个发表论文讨论运动形式转化规律的是 德国的迈尔。迈尔认为，人体消化食物的过程， 都要消耗氧气，也能放出能量。他认为这种导入 人体的“力”和输出的“力” 应该是平衡的。 第一个用实验来验证能量守恒的是英国的焦 耳。他用实验证明：由电流做功获得的能量与做 同量的机械功所获得的热量是相同，并且，他用 多次实验比较精确地测定了热功当量。
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蒸汽机的出现和广泛使用，也推动了其他工 业部门的机械化，引起了工程技术上的全面改 革。在工业上，导致了机器制造业、钢铁工业、 运输工业的蓬勃兴起，初步形成了完整的工业技 术体系；在科学上，促进了热力学理论的建立。 工业革命是一场以技术革命为中心内容的社会变 革，在这场变革中，科学技术扮演了举足轻重的 角色，造成了社会生产力的巨大进步，第一次凸 显了科学技术的生产力功能。
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（3）制药工业的诞生
19世纪后半叶，化学工业中的重要分支—— 制药工业诞生了。在这一时期，用化学合成的方 法制成了水杨酸、阿斯匹林等药物。 19世纪80年代，成批生产的合成药剂进入 了市场，特别是20世纪30年代磺胺药物的合成， 改变了人类无力抵御传染病的被动局面。
• （4）安全炸药的发明
• • • • • • • 黑火药是中国的四大发明之一，俗称火药。 但它的威力比较小，又不易引爆。科学家开始寻 求一种新的爆破动力。 1846年，意大利化学家 索布雷罗制得了硝化甘油，硝化甘油是一种无色 油状的猛烈炸药，其爆炸威力比过去的火药强得 多，但它不易控制，贮存、运输和使用时都很不 安全，无法在生产上得到应用。