从第二次工业革命看科学与技术的关系

科学与技术的关系的理论方面
一、科学与技术的定义
“科学”这个词，源于中世纪拉丁文“Scientia”，原意为“学问”、“知识”。

但科学至今还没有一个为世人公认的定义。

甚至有人认为，给科学下定义是无益的，也是不可能的。

英国著名科学家贝尔纳指出：“科学在全部人类历史中确已如此地改变了它的性质，以致无法下一个合适的定义”，“科学不是个能用定义一劳永逸地固定下来的单一体”。

一般地说，科学是人类认识客观世界的知识，但并不是任何关于客观世界的知识都是科学的。

1888年，达尔文曾给科学下过一个定义：“科学就是整理事实，从中发现规律，作出结论”。

达尔文的定义指出了科学的内涵，即事实与规律。

科学要发现人所未知的事实，并以此为依据，实事求是，而不是脱离现实的纯思维的空想。

至于规律，则是指客观事物之间内在的本质的必然联系。

因此，科学是建立在实践基础上，经过实践检验和严密逻辑论证的，关于客观世界各种事物的本质及运动规律的知识体系。

科学包括自然科学、社会科学和思维科学等。

自然科学是研究自然界不同对象的运动、变化和发展规律的科学。

社会科学是研究人类社会不同领域的运动、变化和发展规律的科学。

哲学也是一门科学，它是关于世界观的学说；是自然科学和社会科学知识的概括和总结；也是自然界、社会和思维的最一般的规律。

技术是为某一目的共同协作组成的各种工具和规则体系。

它是指人们利用现有事物形成新事物，或是改变现有事物功能、性能的方法。

技术应具备明确的使用范围和被其它人认知的形式和载体，如原材料（输入）、产成品（输出）、工艺、工具、设备、设施、标准、规范、指标、计量方法等。

它是人类为了满足自身的需求和愿望，遵循自然规律，在长期利用和改造自然的过程中，积累起来的知识、经验、技巧和手段，是人类利用自然改造自然的方法、技能和手段的总和但是也是需在在实际中多多磨练才能找到自己技术所在地。

二、科学与技术关系的演变
第三阶段是19世纪中叶直到现在。

19世纪后，欧洲社会化大生产的建立，
对科学的需求空前加强。

此外，在这一时期，科学在很多领域都取得了长足的进步，科学开始反过来指导技术的发展，并开辟了众多的新领域，科学作为技术的先导作用日益增强，开始了从科学到技术的转化。

例如，首先发现了电磁理论，之后才在技术上发明了电动机、发电机、电灯、电报、电话等，电力革命随之兴起，在合成化学理论建成以后，大批的化工合成产品相继问世。

由于上述两个原因，科学与技术的关系日益密切，相互作用不断加强。

在技术发展继续对科学发展产生影响的同时，科学发展对技术进步所产生的影响越来越大，科学开始由过去的“配角”地位上升为“主角”，显示出对科学对技术的推动，出现了同步发展的趋势。

三、科学与技术的联系
1、两者相互依赖，相互转化
科学向技术的转化：
（1）科学规律、科学原理通过应用研究转化为技术原理，并为技术发明提供直接的理论要素和方法原则。

（2）科学实验研究中设计的实验装置和模型，可以直接成为技术发明、技术创造的起点。

技术向科学的转化：
技术原理和生产技术经验、方法等也可以转化为科学知识、科学原理。

2、两者相互促进，互为动力
技术对科学的推动作用：
（1）科学在理论上的突破为技术发展提供前提和开辟新的广阔领域，即表现为科学对技术的定向作用和先导作用。

（2）科学研究对实验技术的需求推动了生产技术的发展。

3、两者相互交织，相互渗透
科学与技术的职能分工是相对的，两者在很多方面是相互交叉的、相互融合在一起的。

技术的“硬件”和“软件”是科学原理的载体，而科学的观念、理论同时又构成技术的理论要素和指导思想。

科学需要技术支援、应用和促进，技术需要科学指导、论证和带动。

两者是相互交织、相互渗透的。

四、科学与技术的区别
1、科学与技术的目的不同
科学的目的侧重于回答“是什么”、“为什么”的问题，揭示客观过程的因果性、规律性。

技术的目的的侧重于回答“做什么”、“怎么做”的问题，追求满足主体需要的功利性。

2、科学与技术任务不同
在人类作用于自然的创造活动中，科学是认识自然、探索客观真理、揭示事物的本质、规律，是人类作用于自然的创造活动中，科学是认识自然、探索客观真理、揭示事物的本质、规律，是人类改造自然的行动指南。

而技术所承担的主要是生产力，是改造自然、创造物质财富的手段和存储知识、获取信息的手段。

3、科学与技术知识形态不同
科学主要表现为一元性的知识，它将纷杂的现象统一于某一种本质，从众多的假说中筛选出一种定论，使其简洁明了。

技术由单一到多样，它将某一种科学知识转化为多种技术设施、工艺手段，从相同的原理中做出多种类型的设计方案。

4、成果形式不同
科学成果是观念形态的东西，只要是科学发现、科学预见、科学原理等，属于由物质向精神转化的范畴。

其成果形式有专著、论文、研究报告等。

技术成果是知识形态的东西与物质形态的东西的有机结合，它更多地表现为由精神向物质的转化。

其成果形式有技术样品、模型、技术规程、设计图纸等。

5、知识的评价标准不同
对科学进行真理性评价。

对技术进行价值性评价。

科学的任务是研究解决某个事物“是什么”、“怎么样”、“为什么”的问题，要求有所发现，从而提高人类的认识水平，评价标准主要是判断真假问题。

技术的任务是研究解决人们应当“做什么”和“怎么做”的问题，要求有所发明或有所创新。

它的成功与否往往要受到多种相关因素的制约，除受资源、环境、地域、社会、经济、法律等制约因素制约外，还要接受人们的价值取向和生活习惯等因素的评价。

五、我们对待科学和技术的态度
我们既要重视科学方面的思考，也要注重培养技术上的动手能力。

只有将两
者有机结合，社会才能真正的健康发展下去，我们的个人素质乃至国家的综合国力才能得到进一步的提高。

第二次工业革命中科学与技术的结合
科学理论研究
在19世纪科学技术向纵深发展的基础上,在科学理论上出现了新的伟大成就,那就是在牛顿力学之后,发现了能量守恒和转化定律以及电磁科学。

这是第二次科学技术革命的理论基础。

在1 9世纪期,有好几位科学家,几乎同时而又各自独立地发现了能量守恒和转化规律。

其中英国物理学家焦耳在奠定这一定律的实验基础并用实验来测定热功当量等方面所作的贡献尤其明显。

1840年,22岁的焦耳经过多次通电导体产生热量的实验,发现电能可以转化为热能。

根据实验结果,他写成了《电流析热》的论文。

他的发现几乎与英国物理学家楞次同时获得,故把这一科学成果称为焦耳—楞次定律。

焦耳进一步研究了各种运动形式之间的能量守恒和转换的关系。

1843年,他宣布:自然界的能是不能毁灭的,那里消耗了机械能,总能得到相当的热,热只是能的一种形式。

这一论点冲破了传统的“热质说”的机械唯物论观点,轰动了科学界。

恩格斯指出:自然界的各种能,“都是普遍运动的各种表现形式,这些运动形式按照一定的度量关系由一种转变为另一种,因此,当一种形式的量消矢时,就有另一种形式的一定的量代之出现,因此,自然界中的一切运动都可以归结为一种形式向另一种形式不断转化的过程。

”
第一次科技革命时期,能源主要依靠燃烧煤炭的蒸汽机发动机器。

1752年7月,美国科学家富兰克林和他的儿子威廉,在费城作了一次著名的震动世界的“风筝实验”:在夏日暴风雨来临时,用丝绸作风筝,上装金属丝,用以接引天空闪电。

富兰克林父子不顾自己生命之危,成功地证明了“闪电就是电!”。

他写成了《论闪电与电气之相同》的论文,并于英国皇家学会宣读。

富兰克林的研究成果,使电学走出了极裸时代。

1800年,意大利物理学家伏打(1745—1827 年)发明了电池,人们首次把化学能转变成电能。

这一发明改变了电学的面貌,它使科学家们有了电流源。

伏打还发明了验电器、储电器和起电盘。

1820年,由于奥斯特发现了磁效应,即载流导线能够使磁针偏转,从而揭示了电和磁的内在联系,促进了电磁学的发展。

1826年,德国物理学家欧姆发现了欧姆定律,即电动势与电阻之间的依存关系,从而极大地方便了电学的计算。

1831年,英国科学家迈克尔·法拉第,有了磁感应生电的重大发现,确定了电磁感应的基本定律,成为现代电工学的基础。

他发现磁铁在线圈中运动,就能产生电流。

这就包含了发电机的原理。

他终于创造了电磁学史上的第一台感应发电机,成为后来各种复杂电机之祖。

英国物理学家麦克斯韦在法拉第科学成就上, 又创立了电磁场的基本过程,麦克斯韦方程组,揭示了电磁过程在空间是以一定速度传播的,从而否定了超距作用的错误观念,提出了光的本质是电磁波的结论。

1873年,他出版了《电学和磁学论》。

科学在技术的应用
1866年,号称德国科学技术之父的恩斯特·韦纳·冯·西门子发明自激直流发电机。

1877
年产生了实际可用的发电机。

发电机由蒸汽或水力带动,这就把机械能转变为电能。

1873年,格拉姆又发明了电动机,又把电能转变为生产工作的机械能,实现了使用电能推动工厂机器运转的目的,从而极大地改变了动力设备和生产过程。

1882年,法国科学家德普尔发现了远距离输电的方法。

利用电力为人类生产和生活效力,美国走在前面。

勤奋自学而成材的美国发明家爱迪生在1879年用碳素纤维制成了第一个白炽电灯,连续发光达40小时。

接着,电灯逐渐代替汕灯。

在通讯领域,1844年摩尔斯在美国华盛顿和巴尔的摩之间试拍有线电报成功。

1876年,美籍苏格兰人贝尔试验有线电话成功。

80年代,德国物理学家赫兹发现了电磁波。

1895年,俄国人波波夫发明了无线电。

1899年,意大利人马可尼利用赫兹的发现,创制无线电报,并在英法两国之间发报成功。

1901年,横越大西洋的西欧与美国的发报成功。

1904年,英国电机工程师约翰·弗莱明发明了二极管。

两年后,美国人李·德·福莱斯特发明三极管。

1910年,福莱斯特利用三极管加强无线电信号,使商业性无线电广播成为现实。

这样,在原来己经广泛使用有线电报、电话的基础上,又增添了更为有力的无线电通讯工具。

19世80年代,全世界电报线的长度已有150万公里,到该世纪末已增加到430万公里。

不久,广播电台、收音机出现了。

1921,世界上第一个广播电台在美国开始播音。

人类进了以电用作动力、照明、通讯和生产的“电气时代”。

从而使社会生产又出现一次巨大的飞跃。

这一时期,除了电能的产生和应用外,内燃机也发明了。

内燃机不同于蒸汽机,它使燃烧在气缸内发生,而不是在锅炉内发生。

内燃机首先出现在19世纪BQ年代的德国,轻内燃机的设计者是卡尔·本茨.90年代,工程师鲁道夫·狄塞尔又设计出高效内燃机。

由于内燃机使用液体燃料,不需要锅炉,因而比蒸汽机方便得多,从而使制造汽车和飞机成为可能。

由于内燃机比之于蒸汽机有许多优点,因而在工业和运输业中得到了迅速而广泛的使用。

1893年美国人查尔斯·杜里埃和弗兰克·杜里埃兄弟首次制造出四马力汽油发动机的汽车。

1908年10月,亨利·福特制造出他的第一辆四轮T型五人敞篷游览车,汽车生产的发展速度很快。

1900,德国人齐柏林建造了飞艇。

19 03年12月7日,美国人莱特兄弟在北卡罗来纳州基蒂霍克的沙丘上,在寒风凛冽中,他们用木头和帆布建造的双翼飞机,在12马力引擎推动下,试飞成功。

第一次试飞只持续了12秒钟。

但当晚再次试飞就飞了59秒钟,飞行852英尺。

这就预示着交通运输新纪元的到来,19班年,美国人格林·柯蒂斯成功地制成水上飞机。

1918年,美国开辟了纽约至华盛顿的航邮线。

从此,陆上交通工具逐渐以汽车为主;飞机则开创了水陆之外的空运时代。

内燃机的应用推动了石油采业的发展。

总结:
第二次工业革命期间，自然科学的新发展，开始同工业生产紧密地结合起来，科学在推动生产力发展方面发挥更为重要的作用，它与技术的结合使第二次工业革命取得了巨大的成果。

从19世纪70年代起，第二次工业革命兴起，主要成就有：电力的广泛使用、内燃机的创制、新通讯手段的发明和石油化学工业的建立。

与第一次工业革命相比，它表现出以下特点：第一次工业革命中涌现的许多发明来自于有经验的工匠和技师，科学与技术尚未做到真正结合。

第二次工业革命期间，几乎所有的工业部门都受到科学新发现的影响，许多技术成果在被发明之前，其原理已经在理论上被阐明。

如电气技术的发展完全依赖于电学的发展。

19世纪是自然科学获得长足发展的时代，特别是在热力学、电磁学、化学方面取得了重大的理论突破。

科学开始与工业生产紧密结合起来，在技术上取得一系列的新进展，并带动了许多新兴工业部门的兴起。

科学成为推动生产力发展的一个重要因素，它与技术的结合使第二次工业革命取得更大成果。

可以说是科学带动技术。

1870年前后,世界科学技术出现了第二次重大突破并运用于生产,从而进入了“电气时代”,这可谓第二次工业革命。

第二次科学技术革命直接来源于科学研究和实验。

科学家和研究人员绝大多数从受过系统的
高等教育的大学生研究生中产生出来的,少数自学成材者也是经过刻苦顽强的学习,系统地掌握了高深的科学理论和知识的。

这标志着人类已更加自觉地探求科学,以应用于生产、生活和军事。

在第二次科学技术革命时,科学成就应用于工业,在三个方面产生了革命性的发展:新能源—电和石油的发现和利用,新机器—电动机和内燃机的创制;为远距离提供迅速传递信息的通讯工具的发明。

恩格斯一开始就敏锐地看到电的发现和应用具有深远社会意义。

他指出:“蒸汽机教我们把热变成机械运动,而电的利用将为我们开辟一条道路,使一切形式的能—热、机械运动、电、磁、光—互相转化,并在工业中加以利用”,不仅“生产力将因此得到极大的发展”,“到最后它终将成为清除城乡对立的最强有力的杠杆”,“这实际上是一次巨大的革命”,这就是第二次科学技术革命。

科学应用于技术,促进了工业革命的发生和发展。