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有没有最详细的世界科学发展史的大事记?

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秋雨淅淅l

本身是一个搬砖工!

0.前言

上文我们讲到了在公元3300前后,随着城市、文字还有金属工具的出现,人类正式进入了文明时代。

在公元前600~今200期间,以毕达哥拉斯、亚里士多德、欧几里得、阿基米德和托勒密等为首的古希腊学者,从”世界的本源是什么?世界的规律是什么?“这一问题开始,在数学、物理、天文学等基础知识著书立说,为科技的这颗参天大树埋下了发展的种子。

而后,随着造纸术的发明,人类文明的传播速度和普及率大大提高。在公元8世纪时期,堪称黄金帝国的阿拉伯科技也因此赢来了空前的科技繁荣,以花剌子米、阿勒.哈增为代表学者,在数学、医学、化学、光学上都留下了浓墨重彩的一笔。但遗憾的是,随着成吉思汗的不义之军的到来,阿拉伯文明最终陨灭于战火。所幸的是,在经过漫长而黑暗的中世纪、在文艺复兴之后,全球科技文明的曙光又在欧洲冉起。

接下来就让本文从16世纪末期,以笛卡尔、哈维、牛顿、拉瓦锡等近代科学奠基者开始说起,看看在工业革命的前期和工业革命期间人类科学为什么开始突飞猛进,以至于马克思在共产党宣言中会惊叹的描述到:”资产阶级在它的不到一百年的阶级统治中所创造的成产力,比过去一切世纪的全部生产力还要多“。

近代科技关键脉络图

1.科学启蒙

首先要谈的是科学启蒙时代,它的时间大概是16世纪末到18世纪末。

科学启蒙时代关键脉络图

在这个期间,科学家们似乎开始熟练掌握着一套行知有效的科学方法论,以至于诸如近代数学、天文学、光学、化学、医学等基础科学有了系统性的发展。

而实际上,这套方法论的源头是我们熟悉的笛卡尔。

1.1 科学方法论–笛卡尔

说起笛卡尔(1596—1650),大多数人可能比较了解的是其在解析几何上的建树,而未知其提出的《方法论》对科学启蒙的影响。

具体的来说,笛卡尔《方法论》的核心思想可以概括为以下几点:

此外,笛卡尔特别强调的是”批判和怀疑“在科学研究中的重要性,并认为在任何研究中都可以大胆的假设。同时,笛卡尔还将科学发展的规律总结为如下五个点:

提出问题—>进行试验—>在实验中得到结论并解释—>将结论推广并普遍化—>在实践中找出新的问题;如此循环往复;

而在笛卡尔之前的科学家并非不懂得研究的方法,只是他们了解的研究方法大多都是自然形成,方法的好坏取决于自身的先天条件、悟性或者特殊机遇。简而言之就是多半拼运气和智力,研究的方法比难以普适化。

不过在今天看来,笛卡尔的《方法论》似乎不值一提,因为这种思维方式似乎属于科研的基操。但我们要知道的,正是这些在今天看来不起眼的思维方式却给牛顿、拉瓦锡等科学巨匠巨大的帮助,并且被沿用至今而变的历久弥新起来。

1.2 医学革命—哈维

近代医学革命源于哈维(1578—1657),他的了不起之处在于通过实验证实了动物体内的血液循环现象,并系统性的提出了血液循环论。

在哈维之前,欧洲一直沿用古罗马医学理论家盖伦的医学理论,而盖伦的这套理论则主要是强调”气“。

如其认为人脑中有”精气“,心中有”活气“,肝脏中有”动气“,同时其认为血液在人体内也并非循环,也不认为人体中的血液是有限的,还在这个基础上发明了放血疗法,而这种谬论却要了不少人的性命。

说回哈维,哈维的医学革新之处其敢于怀疑现有的医学理论,然后从逻辑推理出发,提出了新的理论去契合实验结果,并积极实验。如其通过解刨得知心脏的大小,在大致推算出心脏每次拨动泵出的血量后,结合正常人心跳的速率,进一步推算出人的心脏一小时要泵出将近500磅(约250kg)的血量。鉴于这份数据,哈维大胆的猜测人体的血液是循环的,在接下来的9年的花费了大量的时间去实验,最终用数据否定了当时被奉为圭臬的盖伦理论,并且将其研究的结论和研究的方法写入《心血运动》这一大作当中。

值得一提的时,哈维的《心血运动》与哥白尼(1473—1543)的《天体运动论》、牛顿(1643—1727)的《自然哲学的数学原理》以及达尔文(1809—1882)的《物种起源》并成为改变历史的四大科技著作。

此外,哈维在生理学和胚胎学上也极有建树,其大作《论动物的生殖》否定了过去占主导地位的先成说。因此,哈维在近代医学生有着开山鼻祖的地位可谓名副其实。

最后,可能大家不知道的是,哈维生活的年代还比我国的名医李时珍(1518—1593)晚了半个世纪,但其医疗理论及成果却比中国早了几个世纪。

当然,近代医学革命不仅仅在理论上,还在于医疗器械,如温度计、听诊器、测压计以及在工业革命时代出现的显微镜等等。正是在科学的理论和器械的双重加持下,从哈维开始,在经历的众多医学家和医生近3个世纪的努力下,人类终于搞清楚了自身的身体结构、以及各个器官之间个功能、很多疾病的成因,并找到了大部分疾病的治疗方法。而最能说明这些医学成果的数据是,如今的人类寿命对比17世纪几乎延长了一倍。

1.3 机械方法论-牛顿

任何一个科技快速发展的时代,都需要在思维方式和方法论上比先前的年代有巨大的飞跃。而在接下来要到来的工业革命的200期间,最先进、最重要的思维方式便是以牛顿(1643—1727)为代表的机械方法论。

牛顿是我们再熟悉不过的天才科学家了,他的最大的学术成就在于,把数学、物理、天文学三个原本孤立的知识体系,通过物质的机械运动统一了起来,而这也便是哲学上所说的机械方法论。

具体的来说,牛顿的重量级成就可罗列如下:

在数学上发明了微积分,这是今天高等数据的基础,它的开天辟地之处在于把人类带人了一个动态的世界中。在牛顿之前,数学家研究的都是静态的问题。因此毫不夸张的说,牛顿的这项成标志着人类在认知上的一个飞跃。

在物理学上,牛顿是经典力学的奠基人,其提出的力学三定律是整个力学的基础。耳熟能详的的成果包括对质量、力的精确定义,同时其明确了力、惯性、动能的区别,明确了质量和重量的区别,以及明确了速度和加速度的区别。

在天文学上,牛顿提出的万有引力定律阐述了宇宙中日月星辰的运行规律,也从理论上解释了他的前辈开普勒的行星运动三定律,而这对人类的认知意义是非常大的。

除此之外,牛顿在光学上也有极高的成就,其提出了完整的粒子学说,建立起完整的光学体系。

以牛顿为代表的机械学说的先进之处在于,其提出的机械思维是知识的高度浓缩,几行简洁的公式就可以讲明白宇宙星辰的运行规律,这种知识的表达效率是远超出之前的任何文明。

当然如果我们要追溯这一思源的源头,便是本章节开头提及的笛卡尔,正是他提出的科学方法论影响着牛顿以及我们马上要谈到的化学天才拉瓦锡。(牛顿常说其是站在巨人的肩膀上才取得了研究成果,而其指的巨人便是笛卡尔)

1.4 化学—拉瓦锡

在拉瓦锡(1743—1794)之前,化学更多的是和炼金术这种口碑并不好的伪科学关联在一起。

比如牛顿在晚年就非常痴迷于炼金术,并为此花费了大量的时间和金钱,可见高明如牛顿之辈也会受到历史的束缚,而这也从某方面说明科学的启蒙和完善系统的学科知识对后世的重要性。

拉瓦锡作为”现代化学之父“的科学成就在于,其明确了化学中的各种概念定义、阐明了化学中的基本原理和方法,把化学建立成了一个独立的科学学位,与炼金术这种伪科学划分界限。最为人熟知的便是其发现了氧气、通过实验证实了质量守恒定律。

不过拉瓦锡的结局是悲惨的,在其担主管兰西科学家时,曾经拒绝雅各宾党中炙手可热的政治家马拉的伪科学《火焰论》的发表,为此马拉便于拉瓦锡解下私仇,最终拉瓦锡在马拉的报复下遭到了惨烈的迫害。

2. 工业革命

在欧洲科学启蒙时代之后,人类迎来了技术的大爆发,从而引发了闻名青史的工业革命,整个世界的文明进程为之大为改变。时至今日,我们所有人仍旧在享受着工业革命带来的成果。

工业革命对人类进程的推进不仅仅在于带来了巨大的财富,而且让人们的整体生活水平有了大幅度的提高,而这一变化的背后则归功于能量的来源与其使用方式的改变。

在过去,人类的动力主要是人力、蓄力和一些自然力。但到了工业革命时代,机械力开始大面积的替换传统动力,生成效率得到了极大的提高,从而使得人类历史有机会进入供大于求的时代,才有了马克思在《共产党宣言》里说道的:”资产阶级在它的不到一百年的阶级统治中所创造的成产力,比过去一切世纪的全部生产力还要多“。

说道工业革命,我们都知道最具代表性事件是瓦特(1736—1819)改良蒸汽机。

虽然在瓦特之前,蒸汽机已经在1710年被英国的工匠托马斯.纽卡门发明出来了,只是当时的蒸汽机是固定式、单向做功的,效率低下,且笨重适应性差。

而瓦特在月光社成员博尔顿的资助下,在长达10余年的不懈改良后,终于使得蒸汽机可以高效率的做功,并且具备良好的普适性。一个例子就是,月光社成员韦奇伍德借助改良后的蒸汽机烧制陶器一跃成为欧洲的瓷器大王,从而也使得瓷器在欧洲不仅仅是皇室和贵族成员的专用品。

放大来看,瓦特的成功不仅仅是技术上的胜利,也为人类带来了新的动力来源,更重要的是他掌握的机械思维在欧洲的普及。工匠们在这种思维的指导下,发明了解决各种问题的机械,比如蒸汽船、火车、打字机、铣床等等等。

至此,世界进入已蒸汽为动力的机械时代,也即我们所说的第一次工业革命。

而再把科学的时间线往后拉一拉时,人类历史上又一种全新的能源和动力技术出现了,这个技术会带领着人们开始着第二次工业革命,而这个新兴技术就是电。

时至今日,我们可能很难想象没有电力的生活将会是怎样的,就像远古时期的人们没有火一样。不过虽然电是宇宙诞生之初就有的自然现象,但是直到近代之前,人类依旧没有搞懂虚无缥缈的电是怎么一回事。

而人类对电的发现和利用上主要有这么几个时间节点。

首先是富兰克林在1752年,通过将一把钥匙拴在风筝上,收集到了天雷中电,并证明其和人工摩擦产生的电性质完全相同。并解释了电的单向流动性和给出了电流的概念,同时提出了电量守恒定律、定义了我们今天所说的正负极。

再往后是意大利物理学家伏特(1745-1827),他第一个发明了可使用的电能储存技术—伏特电池。也正是因为有了伏特电池,诸如奥斯特(1777-1851)、安培(1775-1836)、法拉第(1791-1867)等大名鼎鼎的科学家们才得以更方便的了解电学的原理,然后在再接下来的半个世纪里提出和完善电和磁的转换关系,最后实现了机械能和电能的相互转换关系。

不过时至18世纪中期,电能的研究仍旧停留在实验室阶段,还不能大规模的投入人们的日常生活当中。世界上第一台真正能够工作的直流发电机是由德国发明家、商业巨子维尔纳.冯.西门子1866年设计的。至此人类又真正多了一种新的能量电能,并且由此正式进入电力时代。

而正是由于电的出现,人们在通讯上也有了跨时代的提升。

1836年,美国画像莫尔斯通过一系列的研究,终于解决了电报的两个关键技术:一是如何将信息或文字变化电信号,二是如何将电信号传到远方;

而如果说莫尔斯通过发明莫尔斯密码来实现电报的远程传输是突破性的,那么贝尔在1875年发明的电话则堪称划时代。

因为前者的使用需要学习莫尔斯码才能收发电报,且电报机的安装也并适合普通家庭。而后者则没有这个问题,而且它使得原本几天甚至几个月才能传递的消息,在瞬间就可以完成。

因此,可以想象的是,通讯技术的提高,在极大的促进者市场经济的发展。事实上,时至2016年,电信产业的产值高达3.5万亿美元,而我们热议的互联网相比之下就小的多,只有3800亿美元左右的规模,几乎差了一个数量级。

新工业

机械动力需要新的能量,而新的能量又催生出新的工业。

在19世纪中叶,煤是工业生产中最重要的能量来源,但它的不方便之处是使用煤做动力的机械会十分笨重,同时也会带来很大的污染,而这两个缺点就导致它不可能为汽车、飞机等交通工具的燃料。而电能,虽然有其便捷性,但它不能凭空产生,需要通过其它能量转化而来,比如风力发电、火力发电,同时它还需要有电线作为传输。

而石油凭借着使用轻便、能量密度高的特性,以及石油产品的内燃机的发明,则很大程度上解决了上述问题。时至今日,我们目之所及的诸多交通工具,如各式各样的汽车、轿车以及飞机,都是在使用石油类的燃料作为原动力。

此外,人们在提炼石油时,还催生出石油化工业。如今我们现在使用最广泛的聚乙烯塑料便是石油化工的产物。尽管当今的人们往往在诟病着塑料带来的危害,但其带来的方便之处仍旧是不可否定的。

石油除了催生出塑料工业之外,人们还探索出合成橡胶这一化学材料,先如今其应用最为广泛的有轮胎。

最后,在20世纪初期,除了像塑料、橡胶、尼龙之外的生活用品外,还有一类不得不提化学工业产品,那就是化肥和农药。

1909年,德国化学家佛里茨.哈伯(1868—1934)利用氮气和氢气合成了氮气,从此开创了化肥料工业。不过不幸的时,氮气的诞生之初并没有应用在我们今天所熟知的氮肥上,而是被用于炸药的生产上。因此,氨气的发明尽管使得哈伯在1918年获得诺贝尔化学奖,但他在当时却并没有获得他所应得的尊敬,相反,还使得其妻子在谩骂中自杀。不过尽管如此,哈伯所发明的氮肥粗略估计养活了这个世界上1/3的人口,贡献也不可谓不大。

此外,农药也是化学工业助农的一大利器,它使得人们可以大规模的杀死农作物中的害虫,比如DDT。

不过在强调自然、绿色食品的现在,人们似乎也在逐渐遗忘化肥和农药给我们带来的好处,甚至于一听到它们就本能的反感。但公允的来说化肥和农药在人类文明进步的作用是不可否认的,因为从本质上来讲,化肥和农药的使用,使得太阳能转化为食物的化学能效率大大增加,让人类第一次可以利用少量耕地就养活大量的人口。

结尾

科学在启蒙时代聚集了一个多世纪的势能,到18世纪末开始迸发出了巨大的能量。

在这个16世纪到18世纪期间,以笛卡尔、哈维、牛顿、拉瓦锡等为代表的天才科学家完成现代数学、物理学、天文学、光学、医学以及航海等科学知识的积累。在18世纪末时,以瓦特为代表的发明家得以将这些科学积累变现成生产力,而这些工业机械思维开始风行欧美后,便逐渐引爆了人类历史上迄今为止最伟大的事件:工业革命。

在两次工业革命当中都有着核心的代表技术,第一次是蒸汽机,第二次是电。围绕着这两项技术,相应的新技术不断地涌现,原有的产业开始改变,并以一种全新的形态出现。其中催生出最有代表性的技术包括石油工业、化学工业、新的制药业、军火工业,并且彻底改变了运输业和接踵而来的通信业。

从历史的维度来看,欧美在工业革命之后两个世纪的发展速度远远超过前面2000多年,而在中国,自从全面开始工业化并进入商业文明之后,在40年的时间里也办成了历史上近2000年完不成的事情。

在19世纪的时间节点的人们看来,科技似乎已经发展到了顶点,因为一切与吃喝住行相关的技术都被发明出来了。然而,我们都知道的是,19有世纪的人们看到的顶峰仅仅只是繁荣的起点。而人类进入20世纪后又将有哪些改变人类历史进程的科技发明,则让我们在本系列的最后一篇中进行阐述。

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编辑于 2023-02-23 10:38

鼻上一点志

爱打羽毛球的生物狗

建议可以看吴军老师的《全球科技通史》,从能量和信息的角度阐述了人类的发展及科学史,我最近也正在读,是一本好书!

推荐给你!

孔子曰:三十而立。其实不是说的成家立业,说的思想的成熟,形成正确的世界观。

通常说,在26岁之前最好能够建立起自己正确的三观,世界观占很主要的部分,如果不能有正确的认识这个世界,那人生观和价值观可能也会受到影响。

26岁之前至少应该读三本科学史相关的书籍。

读科学史相关的书籍可以帮忙我们了解世界的发展,科技的发展,以建立正确的世界观。

除了上述的书,还有一本《世界观》,基本也涉及了整个的科学史,值得一看。

虽然科学发展史在我们高中或大学学习的过程中多少都涉及了一些,但可能不系统,无法厘清相关进展和关系,读书的话就可以系统整理相关知识了。

这里推荐了两本书,还有一位答主和视频也剪的不错,有个整体事件,不过少一些细节,你可以去书中发现。希望对你有帮助。

发布于 2020-07-19 02:38

墨迹的寡淡

尽量说别人没说过的话

科学的历史关键节点

。数学是所有科学的工具。但十进制是数学的最基础工具。印度人发明的阿拉伯数字十进制,导致了古代数学的大繁荣(数学先于现代科学体系而存在,这也恰恰印证了,任何数学都是给几十年后几百年后的科学家运用的,伟大工具箱)

。18世纪,牛顿三定律和万有引力定律,奠定了现代物理学的基础

。文艺复兴时期的尸体解剖,奠定了现代医学的基础

。门捷列夫元素周期表,奠定了现代化学的基础

。生物学到现在也无法形成完整的科学体系。但DNA的发现,开启了一线曙光(分类学和进化论都是扯几把蛋,现在动物归类已经都是用DNA了,而不是所谓分类学)

。相对论的发明,提高了物理学的精准性,以及对天体物理学的真正可能

。量子力学,提供了完整理解微观世界的可能

。 图灵和冯诺依曼共同发明的计算机科学,虽然不能完全称之为科学(称为科技更合理),但开启了人类能够借助科技的最伟大的时代。迄今,已经很少有生活用品和生产工具,不和计算机有关了(或者生产过程和计算机有关)

。流体力学(到现在还没能完全研究明白),对飞机和船舶的提升有重要意义

。DNA缺陷的发现,开启了了解遗传疾病的可能

。材料学,是个物理和化学的混血儿,但对改进人们的生活至关重要,比如:芯片、屏幕、日化工具——材料学只有在当代才会发生,以往所谓的材料学,无非就是自然界发现了一种材料好用,就拼命的用,比如石油、煤炭。

编辑于 2025-06-02 17:41・北京

科学史

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