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科学技术史第五讲


电力技术的革命
—1820年(丹麦)奥斯特发现电的磁效应 —1831年(英国)法拉第发现电磁感应定律 —1832年(法国)皮克希发明了发电机 —1866年,(德国)西门子制成了第一台自激式发电机 —1882年(美国)爱迪生电气照明公司在伦敦建立了第一座发 电站 —1891年(瑞士)布洛制造出第一台30千伏变压器,高压输电 网迅速发展。
4.产业革命的传播
法国:1830年-1860年; 德国:1840年-1875年; 美国:1865年-1890年; 日本:1868年-1900年。

5.第一次产业革命的重大影响
(1)生产力水平的极大提高 (英国)
小资料
到1840年前后,英国的大机器生产已基本取代了工厂手工业,英国 工业革命基本完成,其工业总产值占全世界的47%,成为名副其实的“世 界工厂”。
格拉斯哥大学的机修工瓦特(1736-1819)
瓦特的贡献:
为了使汽缸保持温度,单独增加一个冷凝 器(事先抽成真空以引入高温蒸汽); 将活塞的直线往复运动转化成轮轴的旋转 运动。
美国费城博览会上展 出的蒸汽机(1876年)
瓦特蒸汽机的出现掀起了一场动力革命。 纺织业、采矿业、冶金业在瓦特机的带 动下迅猛发展。
问题与讨论
1、科学技术与大国崛起之我见 2、一次、二次产业革命对中国现代化的启示?
45590 万磅 3000 万吨
139640吨
原 棉 消耗量
铁产量
煤产量
5200 万磅
25000吨
260 万吨
1800年 1840年
1720年
1840年
1770年
1836年
(2)改变了世界力量对比格局
第一次技术革命使英国成为当时头号工业强国: 工业产值占世界工业总产值的39%; 煤、生铁产量占世界总产量的50%; 外贸总值占世界的32%; 商船总吨位相当于荷兰、美国、德国、俄国的总和。
(2)科学与技术储备 1662年,英国皇家学会成立,群众团体的 学术与科普活动引发了英国的科学革命; 1687,牛顿《自然哲学的数学原理》,成 为英国科学革命理论的顶峰。 1660-1830间,世界的科学技术中心。
(3)经济及其制度基础: 较早实施一系列工商法律制度(例如专利制度); 从16世纪开始长达三个世纪的“圈地运动”,建 立资本主义大农场,消灭自耕农。 “圈地运动”为资本主义提供了: 劳动力 粮食 工业原料 国内市场
(4)国际竞争中的“先动优势”
战胜西、荷,成为海上霸主,“日不落帝国” 国际掠夺与罪恶的原始积累
2.第一次产业革命的具体历程
(1)纺织技术——第一次产业革命的源头。 英国议会于1700年颁布禁止进口棉布的法令; 纺纱技术与织布技术相互促进、相互加速; 纺织业在你追我赶中成为工业革命的龙头产业; 纺织业的新发明规定了工厂制度的发展方向。
2.德国的崛起与第二次产业革命
自19世纪50年代开始, 德国在基础科学、应用科学、 工业生产以及社会经济各方 面迅速崛起,后来居上。 1875年,世界科技中心转移 到德国。从1870年到1900年, 德国煤产量增加了两倍, 钢铁产量增加了5倍。德国的 工业发展速度超过了英、法。
在科技中心转移到德国之后的20年,即1895年,世界经济中心 由英国转移到德国。德国用了约40年的时间(1860--1900),完成 了英国100多年的事业,实现了工业化。直到20世纪的前20年, 德国在科学技术中仍然保持着领先的地位。到1920年为止,获得 诺贝尔奖的人数,英国为8人,法国为11人,美国为2人,而德国 则为20人之多。
产业革命简介
工业革命中棉纺织业机器的发明
发明者
凯伊 哈格里沃斯 阿克赖特 康普顿 卡特莱特
出身
钟表匠 织布工人 理发师 童工出身 的发明家 牧师
发明物
飞梭 珍妮纺纱机 水力纺纱机 骡机
发明
作用
1733年 加快织布速度 1770年 提高纺纱效率 1769年 利用水力纺纱 1779年 纺纱速度快、 价格低 水力织布机 1785年 织布效率提高40倍
回顾近代科学的全面发展
拉瓦锡的贡献? 康德(德)一拉普拉斯(法)假说? 热力学第一定律是什么? 达尔文进化论的主要观点?
本讲基本内容
一、第一次产业革命
二、第二次产业革命
三、世界科学中心的转移
一、第一次产业革命
1.为什么是英国?
(1)政治前提: 英国资产阶级革命(1640-1660)。 宗教改革。
(2)钢铁产业的发展
1709年,达比(A.Darby)发明生铁冶炼方法,将 煤转化为焦炭后再炼铁。 1784年,搅拌式炼铁法的出现(科特,H.Cort)。 1750年,钟表匠亨次曼(B.Huntsman)炼钢法的发 明,炼钢工业也发展起来。
(3)蒸汽机的发明与改进
塞维利 纽可门 瓦特 “矿工之友” “大气蒸气机” “万能动力机” 第一台蒸气机 奠定工业发展基础 标准化普及工业领域
李比希(1803-1873)学 派 德国化学工业的兴起 内燃机的发明: 法国雷诺二冲程煤气机 德国工程师奥托研制第 一台四冲程煤气机 汽油机(戴姆勒);柴 油机(Diesel,狄塞尔)
李比希,德国 科学家链条之源
戴姆勒发明的汽车
莱特兄弟制 造的飞机
1903年美国莱特兄弟(W.Wright,1867—1912; O.Wright,1871—1948)驾驶内燃机发动的飞机首次飞上 天空。1909年法国工程师莱里奥特(L.Bleriot)驾驶飞机飞 越英吉利海峡。1927年林德伯格实现了从纽约到巴黎的不 着陆飞行。全世界都被这一航空成就所震惊,更大更安全 的飞机从此得到了发展。

南北战争之后,美国农业机 械化迅速发展。1869年仅犁 的改进专利就有255项,播种 机、以蒸汽为动力的联合收 割机;1907年履带式拖拉机。 从1860年到1916年,美国农 场数目从200万个增加到640 万个,可耕地面积从近25亿 亩发展到53亿亩,农场主的 农机具资产从25亿元增长到 (1920年的)360亿美元。从 1859年到1919年,小麦产量 增加了4.5倍,玉米增加近2 倍,棉花增加了近两倍。
4.蒸汽技术扩散带来的革命 以蒸汽动力技术为核心的技术体系
蒸 汽 动 力 技 术
造纸技术 农业生产技术 煤炭生产技术 纺织技术 冶炼技术 交通运输技术
··· ···
促进了煤炭业发展
1800年左右,美国发明家富尔顿受到瓦特蒸汽机的启发设计制造汽船, 1807年造出“克莱蒙(特)”号轮船。使得富尔顿成为蒸汽船的发明者。
三、世界科学中心的转移
科学中心与经济中心的转移 (1)科学中心的转移 -意大利(1504-1610) -英 国(1660-1830) -法 国(1770-1830) -德 国(1875-1920) -美 国(1920- ) 存在世界科学中心;科学中心是变化的。 (2)经济中心的转移 英国 → 德国 → 美国 (3)经济中心转移与科学中心转移有正相关。
这是英国理发师阿克莱特发 明的水力纺纱机。这种水力纺 纱机有四对卷轴,以水力作动 力,纺出的纱坚韧结实,但比 较粗。此后不久,英国第一家 用水带动纺纱机运转的棉纺厂 便出现了。
Hale Waihona Puke 这是英国工业革命 时期工人康普顿发明 的骡机。这种骡机集 中了水力纺纱机和珍 妮纺纱机的优点,它 可以推动300到400个 纱绽,纺出细致而又 牢固的纱线。
5.第二次产业革命的影响
(1)生产力的飞速发展 1850年-1870年第一次技术革命的20年间,世界工 业产量增加了1倍; 1870年-1900年第二次技术革命的30年间,世界工 业产量增长了 2.2倍; 当历史进入20世纪初的13年间又增长了 66%。
(2)德国、美国先后成为世界经济中心 1870年——1880年间,年均工业增长率4.1%; 1880年——1900年是6%以上。 德国只用了13年时间(1900年——1913年),钢 产量就从640万吨猛增到1833万吨,而当时英国的 钢产量才770万吨,1913年德国工业总产值已超过 英国。
二、第二次产业革命
1.简介
这是以电力技术为主导技术,包括内燃机技术、 冶金技术、化工技术等技术群,在此基础上形成 了近代第二次产业革命,引发了一大批电力、电 讯、钢铁、机制、化工等新兴工业兴起。 以内燃机和电力技术的应用为标志,真正开始体现 科学技术对于生产力的推动作用,成为现实生产 力 。
这是英国工业革命时期英国工 人哈格里沃斯发明的珍妮纺纱机。 它用人作动力,整台机器包括一个 手摇轮和一排并列的纱锭。用手摇 动轮子,不用手指的帮助,棉花就 能够同时纺成16到18根绵纱。 它的发明是棉纺织业中第一项 有深远影响的发明,标志着工业革 命的开始。 虽然珍妮纺纱机可以同时纺出 十几根纱,但纺出的纱比较细,而 且易断,这是它的缺点。

北美和俄国的平原是我们的玉米地;加拿大 和波罗的海是我们的林区;澳大利亚有我们的 牧羊场;秘鲁送来白银,南非和澳大利亚的黄 金流向伦敦;印度人和中国人为我们种植茶叶, 我们的咖啡、甘蔗和香料种植园遍布东印度群 岛。我们的棉花长期以来栽培在美国南部,现 已扩展到地球每个温暖地区。
——英国的经济学家杰文斯(1865年)
美国的农业机械化运动在18世纪 末就开始了。
工业实验室的发明
实验室的出现证明了试验研究和 工业发展密不可分。 大公司的出现为工业实验室提供 了财务基础。
爱迪生在曼罗公园里的实验室

标准化、流水线 与大规模生产体 制
4.第二次技术革命有两个特点
(1)第一次技术革命生产经验起主导作用,而科学 原理只是起到辅助作用。这次则完全不同,各项 电气技术主要都是在电磁学理论研究的基础上产 生的。 (2)第一次技术革命的时候,科学原理转化为物质 成果的速度较慢。牛顿力学用了100年—200年的 时间才完成了理论到技术的渗透或生产的应用。 而这次从电磁学理论到电力技术的转移,一般只 经历了几十年、甚至十几年。
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