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世界发明创造史

有教案 / 作者: / 时间:2009-10-22 01:57:07 / 9749℃

什么叫发明  所谓发明,是指运用有关的科学理论知识或借鉴有关科学技术原理,首创前所未有的事物和方法,来有效地解决某一实际需要。有人从狭义和广义两方面去理解发明。狭义的理解指国家专利法所承认的发明,即对产品、方法或者其改进所提出的新的技术方案。这一类发明具有较高的实用价值,可以带来较明显的经济效益,并可以获得专利权。广义的理解指所有新颖的、独特的,具有一定社会意义和价值的技术成果,包括那些未获专利的技术创造或革新成果,人们通常所说的技术“小发明”或技术改革,特别是青少年在科学活动中和日常生活学习中的“小发明”,一般均属于广义的理解。往往这类发明成果尚不够成熟或不够完备,它们有一些社会效益,而很难获得较好的经济效益。但这类发明发展下去也有可能成为获得专利的发明,因为它同样具备发明的新颖性、创造性和实用性。小发明孕育着大发明,小发明是大发明的摇篮,这两者在本质上实际是相通的。  什么叫发现  我们在学习数学、物理、化学、生物这些课程时,学过许多自然现象、自然规律以及自然物质的知识,如牛顿发现万有引力、法拉第发现电磁感应现象、门捷列夫发现元素周期规律、弗莱明发现青霉素等都不能叫发明,因为它们都不具备“前所未有”的特点,万有引力、电磁感应现象、元素周期规律和青霉素本来就客观存在,只不过是牛顿、法拉第、门捷列夫和弗莱明是人类第一个观察到或意识到它们而已。尽管发明和发现都属于创造的范畴,但它们是两种不同的创造活动。发明是指利用自然规律和技术手段创造前所未有的事物和方法,属于改造世界性质;而发现是旨在揭示或查明客观世界本来就存在的特征现象和规律,属于认识世界性质。发现是不创造新的物品或新的方法的。例如著名的三大发现——细胞学、进化论和能量守恒定律都是如此。再如,病理学之父莫加格尼、古生物学之父属维叶、实验心理学之父冯特、现代化学之父拉瓦锡、数学物理之父丹尼尔和太阳中心说的创始人哥白尼,他们对人类的贡献都是发现而不是发明。又如云南省昆明市中华小学扬正纯同学撰写的《螳螂川流域新发现的旧石器》一文,叙述的就是他的发现而不是发明,因为这些旧石器早就在螳螂川存在了几百万年,只不过是扬正纯同学第一个发现了它们的存在。  什么叫创造  所谓创造,是指提供新颖的、独特的,具有社会意义的产物的活动。创即花样翻新,造即从无到有。创造出来的东西必须从未见过,同时具有一定的社会意义和价值。因此科学上的发现,技术上的发明,文学艺术上的创作,都是创造性的活动。而顽童在纸上乱画,精神病患者的胡言乱语,尽管内容可能是新颖的、独特的,但毫无社会意义和价值,因而不能算作创造。是否存在这样一种科技活动,它具有积极的杜会意义和教育意义,也具备独特性,就是不具备新颖性呢?答案是肯定的——有,这就是科技制作活动。科技制作活动的特点主要是模仿与重复,如航模制作,电子制作,标本制作等,这类科技活动不具备创造性,所以既不是发现,也不是发明。   发现与发明的联系  发明创造不同于科学发现,但它们存在密切的联系。由于发明的事物或方法不但要前所未有,而且必须符合科学原理,而科学原理只有通过探索发现之后才得以为发明者所知晓并加以利用,所以发现是发明的重要源泉和理论依据。世界科技史告诉我们一个重大的新发现往往会导致一系列的新发明;而一项重大的发明往往会引起一次工业革命。如18世纪由于纺纱机和动力织布机的发明,对动力的要求非常迫切,于是人们根据已发现的热力学规律产生了一系列蒸汽机的发明。谈到蒸汽机,人们会立即想到瓦特,但最早发明蒸汽机的不是瓦特。别#p##e#人发明的蒸汽机煤耗大、热效率太低,没有实现大工业生产的价值;而瓦特经过艰苦的努力,发明出带有单独冷凝器的蒸汽机,并相继取得了四项旨在改良结构、提高效率的专利,使蒸汽机迅速在各个工业部门得到应用。这是人类继发明学会用火以后,在驯服自然方面的又一个里程碑,它彻底改变了当时动力工业落后的面貌,引起了第一次工业革命。由于蒸汽机的广泛应用,促使能源、冶金、交通运输都发生了翻天覆地的变化。1807年世界上第一艘轮船诞生,庞大的船队从此开始在各大洋游弋;1814年制成第一台机车,开辟了交通运输新纪元,从此乌黑发亮的经济大动脉——铁路遍布大地;到了1835年,英国的煤产量达3000万吨,钢产量达102万吨;到了1850年,英国的铁路已铺设10000多公里。。使人类在不到一个世纪里创造的财富比以前几千年的总和还要多。又如19世纪的欧洲,英国装订工出身的法拉第发现了电磁感应的客观规律,从而引发了一系列的诸如发电机、电话、电动机、无线电报等电气设备的重大发明,从而引起了第二次工业革命,因为电力不仅比蒸汽力更伟大,而且更加神奇。电灯给黑暗中的人们带来光明,而电报、电话大大延长和扩展了人类的感官功能,开创了信息革命,其意义大为深远。第二次工业革命取得科学成就最多的是德国,在19世纪的后50年内,德国的重大科技成就几乎是美、英、法的总和,结果导致了德国工业的飞跃和经济文化的蓬勃发展,实力迅速超过了法国和英国。再如弗洛里也正是在弗莱明发现青霉素的基础上发明了一种划时代的新药——青霉素制剂,挽救了千万人的生命。因此,有志于发明的人应该加强学习,广泛了解各种科学新发现,用以铺垫自己的科学发明之路。当然,从另一方面看,发明所创造出的新材料,新工艺、新设备也为新的科学发现提供了条件、工具和方法。尤其是在科学向纵深发展的今天,更是如此。  电子计算机在科学探索中广泛地应用就是最好的例证。难怪有人把发明和发现比喻成科学园中的两种果实,生长它们的果树,一棵叫基础科学,一棵叫技术科学,而科学家和发明家则是栽培它们的辛勤园丁。  人类文明进步的阶梯——发明创造  人类之所以能够走出原始的洞穴住进豪华的别墅;从脱下遮盖的树叶、兽皮到穿上华丽的盛服;从钻木取火、刻槽为渡、刀耕火种到使用现代化的各种科学技术。。,哪一项成果不是发明创造的结晶?哪一次进步不是创造了人类自身?由此,我们可以毫不夸张地说,创造发明是神圣而又伟大的,没有创造就没有人类的一切!从这个意义上来说,人类社会的进步与发展史就是一部创造发明史。  翻开世界科学技术发展史,最值得中国人引以为荣的,莫过于指南针、   造纸术、活字印刷术和火药四大发明了,它们在历史上不但极大地推动了我国经济文化的发展,而且对世界的文明进步也做出了难以估量的贡献。试想,要是没有这些发明,今天的人类社会将是什么样子呢?——我们只好仍将字写在竹片、龟壳乃至石头上,我们将没有现在的书和练习本;而作战的兵器可能仍是长矛,大刀和弓弩。。。一句话,没有成千上万诸如指南针、造纸术、活字印刷术和火药那样的发明创造,就没有人类的进步。以发明马的使用为例,起初马生来并不是为人类服务的,人类的祖先由于当时生存的需要,人们经常从事时间比较长,劳动强度比较大的远程迁移,迫切需要代步工具和交通工具,以减轻劳动强度。马的体能比人强,而且容易驯服,所以人类发明了使用马作为交通工具的动力。据说最早把受力点放在马颈上,发现行不通,后改放在马肩上,才发挥马的潜力。随着社会发展产生了战争,马又被人类发明为作战的工具,为了增强战斗力,人类又发明马蹬、马鞍、马鞭和马刺,当时发明#p##e#使用了马蹬和马鞍的民族很快征服了没有这个发明的民族。因为有了马蹬和马鞭,能更有效地发挥人类在地面直立行走积累的所有的作战技能,显示了这个发明的科学性和实用性,很快传遍了全世界,推动了人类社会的进步。后来人们又发明了给马脚钉铁马掌,一直沿袭至今。被认为马的使用方面的发明已相当完美了,但是不然,随着材料科学的发展,1985年我国有人发明了塑料马掌。发明者认为,人可以穿塑料鞋,马为什么不能套塑料掌呢?一来可以节约钢材;二来免去钉马掌的麻烦,只需往马脚上一套即成;三还可以美化马,因为塑料马掌可以做成各种不同的颜色;四还可以克服以往铁马掌容易生锈腐蚀、打滑易摔的缺点。随着骑马者安全的需要,1987年我国又有人发明了防止骑马者摔下来被拖伤的装置——脱鞍马蹬。由此看来,创造发明是没有止境的,只要有需要,就会产生创造发明,而只要产生人们需要的创造发明,就会给人类造福,推动人类社会的进步。  小发明推动小进步,大发明推动大进步。瓦特发明蒸汽机、法拉第发明发电机、爱迪生发明电灯等,不都是极大地推动了人类社会的进步吗?因此,从这种意义上来说,创造发明的确可以被誉为“人类社会进步的阶梯”。  世界发明创造史  古代的发明,发生在历史记载之前,发明人的姓名大都无法考证,在有历史记载以后,所列出的年份与姓名也不一定准确,因为一个人在作出真正的发明之前,或将其公布于世之前,该发明恐怕早已产生了。还有一种情况,同一发明项目是两个或两个以上的科学家在世界不同的地域各自研究后几乎在同一时期发明成功的。例如电报,由美国的莫尔斯和英国的惠斯顿及库克几乎同时在1837年发明成功,我们还是按照国际专利惯例将这个发明归功于美国的莫尔斯,尽管他超前惠斯顿及库克的时间不多。以下发明为古今一些较为重大的发明,以先后为序编列,从而可以显示出人类的智慧、知识和技艺的渐进过程  公元前400万年左右,东非的史前人发明了石刀和卵石器  公元前2万年左右,在法国多敦河区的洞穴里,发现有2万多年历史的骨制缝衣针  公元前1万年左右,地中海沿岸居民已发明用鱼网捕鱼  公元前7500年左右,英国的约克君星沼出土的古代短桨,表明当时人类   已发明了船  公元前4000年,米索布达米亚人发明了楔形文字,苏默人以及与之贸易的波斯、巴比伦、亚述等地人均采用这种楔形文字  公元前3500年,米索布达米亚的一个苏默人拥有的图章刻有犁的图形,是迄今所知最早的犁形农具  公元前2000年,米索布达米亚人发明了墙垛建筑技术  公元前1500年,希太特人到处征战,把发明的炼铁技术从那托利亚传到了邻近地区  约公元前11世纪,中国人最早发明创造瓷器  公元前5~4世纪,中国发明修建了防御用的世界第一长的城墙——万里长城  公元前3世纪280~220年,李冰创造性地发明设计建造了都江堰这一著名的水利工程  公元前255年,埃及在亚历山大港矗立起发明的第一座灯塔  公元前130年,亚历山大的希罗发明了汽轮机  公元前10年,罗马建筑师兼作家维特鲁维斯首先在他的著作中提及起重机  公元105年,中国的蔡伦在西汉“灞桥纸”基础上发明了可供大众使用的“蔡侯纸”  公元27~97年,东汉王充在他所著《论衡。是应》里曾记载指南工具——司南的发明  公元78~139年,张衡发明制造了测定地震方位的“候风地动仪”,同时制造了世界第一台天文仪器“水运浑象仪”  公元?~208年,东汉华佗首创麻醉手术,首创阑尾外科手术  公元225~295年,刘徽完成数学名著《九#p##e#章算术》并首创十进位分数、割圆术,重建重差术理论  公元362年,古罗马皇帝米利首创医院,收容患病公民  公元605~611年,中国发明修建了世界开凿最早、规模最大、里程最长的人工航道——京杭大运河  公元581~682年,孙思邈发明导尿术,首创治疗脚气病方法  公元635年,西班牙塞维尔的圣伊西多记载,已发明了翎羽制造的翎羽笔。  公元700年,西班牙人发明了泰罗熔铁炉,它是现代鼓风炉的雏形  公元683~727年,中国的僧一行首创最先进的历法“太衍历”,发明了世界最早的钟表浑天铜仪和测量太阳运行轨道的黄道游仪  公元?~1015年,毕升发明活字印刷术  公元1031~1095年,沈括著26卷的科学巨著《梦溪笔谈》,首次记载发现了磁偏角  公元1450年,德国人约翰谷登堡发明了印刷机  公元1489年,德国人威德曼在莱比锡出版了一本关于算术的书,首先用到了加号(+)和减号(-)  公元1511年,德国人纽伦堡铁匝汉来恩发明了计时用的表  公元1565年,瑞士苏黎世人差司那最先描述了铅笔的制造方法  公元1568年,法国数学家贝林发明螺纹车床,切削出来的螺丝规格统一   公元1569年,佛兰德斯地理学家麦卡脱发明了“麦卡脱投影图法”用以绘制世界地图  公元1585年,佛兰德斯工程师史帝文首先发明使用小数,但是仍未懂得使用小数点  公元1589年,英国人威廉。李发明针织机  公元1518~1593年,李时珍著《本草纲目》一书,一直被认为是中医中药的经典  公元1590年,荷兰的詹生父子发明了显微镜  公元1680年,荷兰的米德尔堡眼镜工人汉斯。李伯锡偶尔把凹透镜迭加起来观看远处物体时,远处的东西竟放大了,从而发明了望远镜,并在荷兰议会上向议员示范  公元1609年,意大利的伽利略发明了空气温度计  公元1562~1633年,中国的徐光启所著《农政全书》是我国古代的一部农业百科全书  公元1631年,英国伦敦索瑞地方的数学家奥特雷德在所著《数学之钥》一书中,首先用了乘号(×)  公元1641年,苏格兰数学家纳皮尔首创了对数  公元1643年,意大利的托里拆利发明了水银气压计  公元1646年,德国的柯切尔发明了幻灯  公元1650年,德国的格里克发明了空气泵  公元1656年,荷兰数学家惠更斯发明计时的摆钟,1657年他在计时表里装上游丝,使摆转更有规律  公元1587~1661年,中国的宋应星所著《天工开物》被誉为“中国17世纪的工艺百科全书”  公元1666年,英国的牛顿在剑桥大学首创微积分方法,1668年他发明了反射式望远镜  公元1679年,法籍物理学家巴班寄居伦敦时发明了高压锅  公元1696年,西方最早发明使用信封的是苏格兰国家大臣奥格尔维  公元1701年,在英国伯克郡实验室塔尔发明了播种机,免除手工播种造成的浪费  公元1709年,英国什满郡的达比首创“焦炭炼铁法”,提高了铁产品质量。意大利人克里斯朵夫发明了钢琴  公元1712年,英国人钮科曼发明了活塞式蒸汽机,从此世界进入“蒸汽时代”  公元1716年,瑞典工程师特里沃德发明利用管道输送热水给房子各部分供暖的方法  公元1720年,德国的法伦海特发明了水银温度计  公元1733年,英国兰开夏纺织工约翰。凯发明了机械化的快速织布工具——飞梭  公元1741年,瑞典的摄尔赛斯发明把水的冰点至沸点温度划分为100个等份,用来表示温度的数值的百分温标  公元1748年,德国的赞生发明钢笔  公元1752年,美国科学家富兰克林发明避雷针  公元1767年#p##e#,英国的哈格里夫斯发明珍尼纺织机   公元1769年,英国的阿克顿特取得水利纺织机专利并于1771年投产  公元1777年,英国的瓦特发明了适用于大工业普遍应用的独立冷凝器蒸汽机  公元1779年,英国的卡朗普顿发明走锭纺织机  公元1783年,法国的蒙哥菲埃兄弟发明了热空气气球  公元1785年,英国的卡特顿特申请了蒸汽动力机械的专利  公元1788年,英国的瓦特和博尔顿发明了摇臂式蒸汽机  公元1792年,英国的默克多发明煤气灯  公元1795年,法国大革命后,法国及其领地首创正式采用公制  公元1800年,意大利的伏打发明伏打电池  公元1801年,英国的德维在英国科学研究所示范电弧灯  公元1807年,美国的富尔顿发明了汽船  公元1814年,英国的斯蒂芬森发明蒸汽机车  公元1818年,英国的戴维发明矿工安全灯  公元1923年,英国的物理学家发明电磁铁  公元1826年,居住在法国的涅普斯发明了照相技术  公元1827年,英国的约翰。约克发明摩擦火柴  公元1829年,法国一名穷裁缝提孟提埃发明了工业用缝纫机  公元1831年,电子之父——英国的法拉第发明了划时代的发明——直流发电机,从此世界进入了“电器时代”;法拉第还发明了变压器。美国人亨利发明了电铃  公元1837年,美国的达文波特发明了实用电动机。美国的莫尔斯发明电报  公元1839年,美国的佩奇教授发明电动机车;英国的麦克米伦发明自行车;英国的内史密司发明蒸汽锤;美国的固特异发明硫化橡胶  公元1840年,英国物理学家惠特斯通取得线性感应电动机的专利权  公元1842年,美国人摩尔斯发明在纽约港海底铺设电缆,供传递电报之用  公元1852年,法国的吉法德发明蒸汽推动的飞船;法国的琼。佛科发明回转仪  公元1855年,法国里昂的皇家街装置了电弧街灯  公元1856年,意大利人巴尔桑蒂和马泰乌奇发明了实用的内燃机;英国的贝西默发明了酸性围炉,又称贝氏转炉  公元1859年,法国物理学家伯朗台发明实用的蓄电池  公元1862年,美国的加特林发明机关枪  公元1867年,瑞典的诺贝尔发明黄色炸药;美国的威斯汀豪斯发明气刹车;法国的化学家勒朗舍发明了干电池  公元1874年,萨洛蒙在英国发明电动三轮车  公元1876年,美国的贝尔发明的电话首次通话  公元1877年,美国大发明家爱迪生发明了留声机  公元1878年,英国的戴维。休斯发明炭精微音器  公元1880年,美国的爱迪生发明的电灯用于街道照明  公元1881年,美国的爱迪生在德国取得立体声专利,用于柏林的有线广播;在英国索瑞郡哥达明第一座水力电厂投入生产,用的是西门子公司制造   的水力发电机,向工厂、街道、住宅实行商业供电  公元1882年,德国西门子公司发明的首辆无轨电车在柏林示范行驶  公元1883年,英国的艾弗里特发明了防窃自动售货机出售明信片  公元1884年,英国帕森斯发明现代的蒸汽轮机;美国瓦特曼发明实用的自来水笔  公元1885年,德国的戴姆勒发明汽车;美国的默金撒勒发明行型活字铸排机  公元1888年,英国邓洛普发明充气轮船  公元1889年,美国芝加哥第一家工厂发明适合农场的拖拉机、发动机以汽油为燃料  公元1890年,英国发明的地下铁路通车,运行于伦敦城与南伦敦之间  公元1894年,美国的巴尔的摩—俄克俄铁路实现干线电气化;美国纽约百老汇的霍兰兄弟活动电影院首次放映了电影  公元1895年,德国的伦琴发明X光管;意大利年仅20岁的马可尼在波隆纳附近示范使用无线电;法国的卢米埃#p##e#兄弟在巴黎初次把电影图像投射到银幕上让观众观赏  公元1896年,英国伦敦电机工程师道辛发明了把电动机装到汽车上的起动机;费辛敦教授在美国示范使用了无线电话;美国人费歇发明的电动洗衣机生产销售  公元1903年,美国威尔和伯奥维尔、赖特发明动力飞机  公元1904年,英国弗莱明发明二极真空管  公元1906年,美国贝克兰发明电机;美国德福雷斯特发明三极真空管  公元1914年,英国斯温顿发明军用坦克车  公元1922年,第一套有声电影《纵火犯》在柏林制成  公元1923年,美国苏鲁金发明电视光电显像管  公元1926年,西班牙人贝尔德和德拉西瓦发明电视机,在伦敦示范用电视接收图像  公元1928年,中国人侯德榜发明侯氏联合制碱法;英国的里卡德兹和里费尔合作发明了世界上第一个自动工作机器人,从此世界进入“电子时代”;美国的法恩兹沃思发明电视析像管  公元1930年,科克罗特和华尔顿在美国剑桥大学建成了首座加速器,把粒子射进原子里;美国的卡罗瑟斯发明尼龙;英国的惠特尔发明喷气式发动机  公元1931年,德国柏林化学研究所的哈恩教授宣布他研究的原子核分裂实验获得成功  公元1942年,原籍意大利的物理学家费米在芝加哥大学一个壁球场上装置了他发明的世界上第一个原子反应堆,引发了持续的原子核反应。从此世界进入“原子时代”  公元1943年,一位发明家发明了导弹,纳粹德国空军的He293型飞机首次用空对地导弹攻击英国战舰“白鹭”号;匈牙利新闻工作者波罗取得圆珠笔专利,并于1945年投产  公元1945年7月16日,在美国新墨西哥州拉摩戈多空军基地试爆成功原子弹;1945年8月6日世界上第一次使用原子弹,美国原子弹袭击了日本广岛市,将其完全摧毁;美国科学家埃克特和莫其利在宾夕法尼亚大学合作   研究,为美国陆军军械局发明制造了世界第一台电子计算机,从此世界进入“信息时代”  公元1948年,美国萧克利发明电晶体;美国巴丁、布拉顿发明半导体晶体三极管  公元1949年,美国发明家发明火箭,从美国新墨西哥州白沙沙漠发射的“维京”号火箭创下仅用54秒半的时间升空84公里的新纪录  公元1950年,美国有克利等人用单晶锗制成NPN结晶体三极管,促成电子技术小型化的发展  公元1952年,美国在太平洋马绍尔群岛试爆氢弹成功  公元1953年,英国科克雷尔发明鼓翼机  公元1954年,前苏联在奥勃尼斯克建成第一个核能发电厂,并开始向工厂和农场供电  公元1957年,美籍华人杨振宁、李政道首次提出强弱相互作用下“宇称不守恒定律”,美籍华人吴健雄证明了“宇称不守恒定律”,解开了原子物理和核物理的第一号谜底。为此,杨振宁、李政道成为首次获得诺贝尔奖的华人。1957年10月4日,前苏联发射成功“伴侣1号”世界第一颗人造地球卫星,它重84公斤,时速为17。5公里,从此世界进入“航天时代”  公元1960年,美国物理化学家梅曼发明了世界上第一个激光器  公元1961年,前苏联宇航员加加林驾驶世界上第一艘载人太空船“东方一号”在西伯利亚西部升空并成功返回;美国达拉斯市的德州仪器公司研制成集成电路,并取得了专利,从此世界进入“徽电子时代”,开辟了利用硅片的新局面  公元1964年,万国商业机器公司在英国和美国出售磁带控制的打字机,兼有打字机和电脑的双重功能,这是世界上第一台文字处理机  公元1971年,前苏联成功地发射了“敬礼”号太空站,并且将袖珍电子计算机在美国投放市场;美国国际通讯公司研究制成微型处理#p##e#机,在一块硅片内包容了整体电脑的逻辑和计算功能,并取得专利,世界高科技之一的电脑走向全球  公元1973年中国人袁隆平在世界上第一个育成强优势籼型杂交水稻,被誉为“中国杂交水稻之父”  公元1974年,美籍华人丁肇中发现亚原子粒子,并定名为“丁”粒子,该发现增进了人们对基子粒子的认识,并因此获1976年诺贝尔物理学奖;视频电报发明成功,英国的费迪研制成潜力更大的可视数据系统,1979年投入服务  公元1978年,由生理学家爱德华兹和妇科医生司泰拨托合作,使得第一名试管婴儿在英国奥尔丹市总医院出生  公元1981年,美国研制的航天飞机“哥伦比亚”号试航成功,它是世界上第一艘可供重复使用的太空船  公元1991年,美国研制的“太阳挑战者”号太阳能飞机飞越了英伦海峡,动力来源是飞机上的1。6万个太阳能电池  中国发明创造史  我们伟大的祖国,雄峙在亚洲大陆的东部,幅员辽阔,物产丰富。她不   仅有着960万平方公里的锦绣山河,12亿勤劳勇敢的各族人民,还有着悠久的科学文化历史和灿烂的创造发明。从170万年前的“元谋人”起,我们的祖先就劳动生息在这片广袤的土地上,从原始社会的“石器时代”、奴隶社会的“青铜器时代”、封建社会的“铁器时代”及半殖民地半封建社会的“挨打时代”而跨入现代社会主义的“高科技时代”。在这漫长的岁月里,有文字可考的历史就达4000年左右。在这历史的长河中,我们勤劳智慧的祖先,遗留下了丰富的科学典籍和创造发明。那九曲连环奔腾咆哮的黄河,是哺育中华民族成长进步的摇篮;绵延起伏逶迤万里的古长城,是中华民族祖先创造智慧和科学实力的明证。我们伟大的祖国,早在二、三千年前,就以当时较为发达的科学技术和创造发明而跻身于世界四大文明古国(中国、埃及、巴比伦、印度)的行列,后来又与古希腊的科技文明相辉映。而当欧洲进入中世纪“黑暗时代”,科学文化技术的发展陷入停滞状态时,我国的科学文化技术却在持续地向前发展。这时我们伟大的民族“龙的传人”发明了高超的冶炼技术,促进了生产工具的铁器化,稳步地进入了封建社会“铁器时代”  的大门。被古罗马人称为“赛里斯”(丝绸之国)的中国人创造的精湛的纺织技术和丝绸产品饮誉中外,“丝绸之路”至今仍然闪烁着历史的光辉。中国人创立的具有独特风格的农业技术和中医药技术已形成了体系,对西方人来说,似乎带有传奇的色彩。富有东方特色的天文观测技术独树一帜,脍炙人口的“四大发明”对西方近代科学技术的创立产生了深远的影响。对于我国在科学技术上的卓越成就,每个中华儿女莫不感到骄傲和自豪。下面以时间为序,简介中国历代社会主要的创造发明成果,以激励我们的创造热情和斗志。  原始社会旧石器时代的创造发明  ①石器和骨器的打制发明考古发现表明,早在170万年前的元谋人时代,我们的祖先已经发明用较坚硬的石英岩石和动物的骨骼,打制粗糙的石器和骨器了。从北京周口店龙骨山的洞穴及其附近,也发现50万年前北京人所打制的粗糙的石器。这是按照生产和生活的需要,按照一定的方法打制出来的,大体可分为尖状器、刮削器和砍砸器3种类型。在以后其他考古发现中,还可以看出这些打制的石器,在边刃上有仔细修饰过的退迹,说明石器打制的技术更为精细了。除石器外,还在其他遗址中发现大量的骨器,如骨针、骨矛尖、骨鱼叉等,这是人类最早的“工业产品”。  ②发明利用火和钻木取火技术在北京人的洞穴里,还发现了很厚的灰层,有的竟厚达#p##e#六尺,而它们都是按一定的方位分布着的。有的灰堆中,还有被烧过的兽骨和石块,这有力地证明了北京人已发明保存和使用火了。他们认真地把火种保存起来,并用火来防寒取暖,烧烤食物,抵御猛兽侵害。由于有了熟食,便结束了长期的“茹毛饮血”的生活。尤其重要的是,我们的祖先,还发明了“钻木取火”  的方法。他们在打制石器时,从由石头相互敲打而产生的火星中得到启示。  但这种火星瞬息即逝,只是在使用木制工具时,干燥的木头被猛力摩擦出热而产生的火星,才温度高且燃烧时间长,再加上易燃的干草,就会燃起火焰,这就是“钻木取火”的方法。这对以后的科技发展起着巨大作用。  ③渔网、弓箭的发明由于打鱼的需要,除发明了骨鱼叉以外,还发明了渔网;因为狩猎的需 要,除投枪外还发明了弓箭。从山西朔县的旧石器时代遗址中所发现的石箭镞,足以说明早在28000多年前,我国就发明了弓箭。恩格斯指出“弓、弦、箭已经是很复杂的工具,发明这些工具需要长期积累的经验和较发达的智力。。”弯弓射箭在实际上已具有动力、传动和工具等3要素,人把弓拉开就起了动力作用,把拉开的弦松开,将箭射出去,这就起了传动作用,而射到动物身上的箭镞,则起到杀伤的工具作用了。可以说弓箭是最早储存能量的机械,它涉及到人类最早的物理学。  原始社会新石器时代的创造发明  ①磨制石器和骨器的发明这一发明属新石器时代的发明,表现在对石(骨)器原料的选取、切割、磨制、钻孔、雕刻等一系列工序上。石料的选取已经不只是在河床中去随意选取,而主要是从地层里去开采、切割石料。特别是能利用砺石或沙子将初步打成的石器雏形的表面,尤其是刃部磨光,使之不仅光滑可爱,而且还十分锋利。石器穿孔是这一时期的一大发明,运用钻穿,管穿和琢孔的技术,把各种石器穿上大小不同的孔眼,使之能比较牢固地捆缚在木柄上,这些带柄的先进的复合工具,既便于携带,更便于使用,加之锋刃锐利,大大地提高了劳动效率,再在这些石器上雕琢各种花纹、图案,恐怕这是最早的工艺品了。  ②陶器的发明从科技史角度来看,陶器的发明,在制造技术上是一个重大的突破。最初人们只是在木制或编制的容器上涂上粘土,使之能够耐火,后来才直接用粘土作成成型的容器,加以烧制,这就是最早的陶器。最初是“手制”,即用手把粘土捏成坯,后来才发展为“轮制”即把陶泥坯料放在快速转动的陶轮上,制成圆形的陶器。烧制也由露天烧制改为陶窑烧制。由于陶器的烧制,既改变了物体的性质,又塑造了物体的形状,从而具有新的技术意义和经济意义,对往后的人们生活方式的改进,农业和手工工业的发展,都起了重大作用。  ③原始农业和原始畜牧业的发明原始农业,是在采集经济的基础上发明产生的。由于长期的采集活动,人们逐步认识和掌握了一些野生植物的生长规律,便运用当时已经大为改进的石器工具,进行人工栽培植物的尝试,从而发明了原始农业。而原始畜牧业则是在狩猎经济的基础上发明产生的。在狩猎活动中,由于弓箭、网的发明和陷井、栅栏的发明应用,能够捕获活的动物,于是把盈余的动物饲养起来,逐渐使之驯化,又繁殖了许多小动物,这就发明产生了原始的畜牧业。  ④原始宗教和神话的发明由于人们对自身的梦境、感觉等精神现象无法理解,对生老病死现象感到茫然,对大自然的日月星辰、风雨雷电及灾难等现象不可思议,因而产生了“灵魂不死”“万物有灵”的观念;由于幻想用某种法术去影响他人,影响自然,随着语言的产生,就有了“巫术”的发明和职业巫师的出现,这就是原始宗教的主要表现。这时期神话随之发明#p##e#产生,至今还有许多脍炙人口的优美的神话传说,如“盘古开天”、“女娲补天”、“夸父追日”、“精卫填海”、“羿射九日”等都是我们祖先借助幻想和企图征服自然的心理发明的表现,有着积极的意义。  奴隶社会青铜器时代的创造发明   奴隶社会是从公元前21世纪的夏代开始,这一时期由于农业和畜牧业的分工,农牧业与手工业的分工,使农业、畜牧业特别是手工业的生产技术有了较大的发展。这时期产生了青铜冶炼,纺织、陶瓷等手工业技术发明。更重要的是,形成了脑力劳动和体力劳动的分工。脑力劳动者由于摆脱了繁重的体力劳动,更能有效地进行科学、文化等活动。因而不但创造了我国最早的文字——甲骨文和金文,而且还发明建立了经验科学,即描述科学。它的特点是把人类同自然界长期斗争的丰富经验记录下来,经过积累、整理、逐渐使之系统化。如早期的农学、医药学、天文学和数学等。这一时期,还创立了具有朴素唯物主义思想的阴阳五行说和八卦说,《周易。系辞》一书就是阐述这一学说观点的。  封建社会铁器时代的创造发明  ①高超钢铁冶炼技术的发明远在奴隶制时代的古希腊就已经使用铁制工具,但采用的“块炼铁”冶炼技术十分落后,产量很低,质量很差,因这种铁器含碳量低,质地很软,作为工具应用于生产时效率很低。我国春秋末期,已经广泛使用生铁冶炼技术,这种生铁是铁矿在1150℃~1300℃的高温下冶炼出来的,出炉时呈液态(古希腊的呈固态),可以连续生产,还可铸成形,这种生铁所制的铁器工具,无论在数量上和质量上都远比古希腊的“块炼铁”所制的铁器工具为优。  这种高超的冶铁技术在长达1000多年的时间里,在世界上一直处于遥遥领先的地位。与冶铁技术有密切联系的是炼钢技术的发明。考古发现证实,最早的钢件是用块炼铁反复锤打渗碳而成的,后又发明了更高超的“百炼钢法”、“炒钢法”和“灌钢法”3种炼钢技术。因为钢铁冶炼同燃料有着密切的关系,我国还是世界上最早发明用煤炼铁的国家。在河南巩县铁生沟汉代冶铁遗址中,就出土了煤炭,证明在西汉时期我国就已经广泛地用煤炼铁了。据《马可。波罗游记》中记载,欧洲直到16世纪才开始以煤炼铁,比我国晚了3个世纪。  ②精湛的纺织技术的发明这一时期已发明丝、麻、毛、棉等四大纺织系列技术,生产出了丝、麻、毛、棉等四大纺织品。其中丝织品最早,麻织品和毛织品次之,棉织品出现最晚。但棉织品的纺织技术发展最快,这要归功于宋末著名的女织棉技术革新家黄道婆,她发明的皮辊式、锯齿式轧棉机取代了手剖或铁杖擀棉,大大提高了工效,比欧洲早500年。她发明椎弓可把棉絮弹松,杂质去除,起到了清棉作用,为后面纺纱、织布工序的工艺流程的开展创造了条件。她在纺织机具改革发明中最大的贡献,是把原来流行的手摇式纺车改为脚踏式纺车,把单维式纺车改为三维式纺车。这不仅节省了人力,还能提高功率3倍。  ③历史悠久的农业方面的创造发明创立了“以农为本”、“以农立国”的思想体系,发明并发展了耕、耙、种、锄、粪、灌、收等各个生产环节的科学生产技术。发明了各种农作物以及蔬菜、林木、药材等的种植、保护等栽培技术和贮藏、利用的方法。发明了一系列的提高农业劳动生产率的农业机具。如西晋刘景宜的“一牛转八磨”  的“牛转连磨”和东汉杜诗的“水排”等。在农田水利工程方面,首创了“人工自流灌溉系统”,如李冰父子设计修建的“都江堰”,郑国设计修建的“郑国渠”及史禄领导修建的“#p##e#灵渠”等,不但能自流灌溉,还能起到防洪,合理分配洪水和枯水季节流量,有效防止或减轻农业水旱灾害的作用,使受益   地区成为“沃野千里、无凶年”的富饶的“天府之国”。有的如秦代的“灵渠”还能行船,因它是一条长15多公里,宽约5米的渠道,把长江水系的湘江同珠江水系的漓江联通起来,这在世界航运史上,不能不说是一大发明创造。  ④独具风格的中医药技术的创造发明随着医药学基本理论的不断发展,在疾病症状的诊断和治疗、针灸、养生之道等方面,均有不少方法的发明,这些在中医药巨著《黄帝内经》和《伤寒杂病论》中均有记载,此外在《脉经》、《黄帝三部针灸甲乙经》、《肘后方》、《诸病源候论》、《千金方》、《神农本草经》、《本草纲目》等著作中也有记载。特别值得一提的是这一时期的“人痘接种法”预防天花的发明在英国人琴纳1796年发明“牛痘接种法”之前,为天花的预防开辟了一条有效途径,在世界医学史上占有重要的地位。这种“人痘接种法”很快传向世界。  ⑤富有东方色彩的天文仪器的创造发明有文字记载的用来观测天体方位的发明恐怕首推西汉的民间天文学家落下闳发明的浑天仪和示范用的浑天象(即天球仪),稍后就是东汉大科学家张衡发明的水运浑象,即用水转动的浑天仪。为了使浑象能按时自行转动,张衡利用当时已经掌握的机械方面的技术,创造性地把它同计时用的“滴漏”  巧妙地联系起来。由于以漏水为原动力并利用“滴漏”的等时性,通过齿轮系统的转动,使浑象每日均匀绕轴旋转一周,自动把天象演示出来。人们只需要在室内观察浑象,就能准确地知道室外天空什么星从东方升起,什么星已到中天,什么星要向西方下落等等。由于它能比较准确反映实际的天象,使世人惊羡不已。张衡之后的唐代李淳风又改进发明了一架新型的浑天黄道铜仪,僧一行和梁令瓒设计制造了黄道游仪,不仅发展了张衡水运浑象原理,还安装了自动报时器。宋代苏颂、韩公廉等人,发明了水运浑象台,利用一套齿轮在漏壶流水的推动下,使仪器经常保持恒定的速度和天体运动一致,既能演示天象,又能观测天象,被誉为世界上最早的“天文钟”。此后元代郭守敬又发明了简仪。  ⑥享有“数学之乡”盛誉的数学科学的创造春秋战国时代数学科学创立的“十进位制”筹算计数法是在“十进位制”  基础上的进一步创造与发展。现在世界上用阿拉伯数码的“十进位制”最初起源于印度,但从考古资料来看,古文物中所见到最早的印度十进位制数码,要比中国晚1000多年!马克思对此作了极高的评价,誉之为人类“最妙的发明之一”。汉代数学专著《九章算术》中数学上的创造性贡献可从算术、代数和几何三方面来考察。算术方面创立了系统的分数四则运算,各种比例问题,“盈不足”问题和一些数学难题的分析解题方法,它是世界上最早阐述发明分数运算方法的著作。代数方面创立有联立一次方程的解法,正负概念的引入、正负数加减法则的引入、开平方、开立方的计算法,一般二次方程的解法等。其中系统化的联立一次方程的解法,是我国古代数学最杰出的创造之一,比欧洲要早1500年左右,比印度早500年左右。几何方面有主要为适应当时筑城、筑堤、开沟、丈量土地、计算田亩,以及建筑各种形式的粮窖等实际需要,要求计算面积和体积,而创立的几何学。因为计算面积就要涉及正方形、长方形、三角形、矩形、弓形、圆形、椭圆形等形状,计算体积就要涉及立方体、长方体、角锥体、圆柱体、方台、长方台等。其主要特   点是同实际结合得非常紧密。南北朝时代的祖#p##e#冲之创立圆周率的计算方法得出小数点后六位的准确结果,在世界上一直领先了1000年之久,宋、元时代著名的数学家沈括、泰九龙、李治、杨辉、朱世杰等创立了高次方程的解法,多元高次方程组的消元法,联立一次同余式解法等比欧洲早400~800年。在我国数学史上,除上述筹算创造外,还特别要提到的是珠算的发明,15世纪初,由于生产发展和社会需要,要求计算快速,因此出现了珠算和算盘的发明,到公元16世纪万历年间,徐心鲁的《盘珠算法》和程大位的《算法统实》等著作讲述珠算方法,一直沿袭至今,再也没什么变化。明代才传入一衣带水的日本。  ⑦预告西方资产阶级社会到来的四大发明在辉煌灿烂的中国古代科学发明中,闪耀着四颗光彩夺目的巨星,这就是举世闻名的四大发明——指南针、火药、造纸术和活字印刷术。  首先说一下指南针的发明。相传在4000多年前的黄帝就已发明了指南车。这里所说的指南针,最早可追溯到战国时期发明的简便指南工具——司南。司南的发明表明我国首先发现了磁石的吸铁性和指极性,这在《山海经》、《管子》、《淮南子》等古代典籍中均有记载。后又进一步发现钢铁在磁石上摩过或按一定方向放在地磁场中,也会产生磁性,而且还比较稳固,于是有人造磁铁的产生,并以此为原料发明了新的测向仪器——指南鱼。指南鱼在利用地磁学的发展史上,的确是件了不起的创造。指南针就在这一基础上,把薄磁钢片改成细小的磁钢针而制成的。这在11世纪北宋年间就出现了,从沈括的《梦溪笔谈》中可以找到详细的记载,指南针的重大作用是用于航海,这在11世纪我国宋代就出现了。公元1119年宋人朱或的《萍洲可谈》里,就有在海船上应用指南针的记载,这是世界航海史上使用指南针的最早记录。宋元时代,由于对外贸易的海上交通的发达,指南针及其应用技术也随之外传。先是传到波斯及阿拉伯各国,后又传到欧洲,到13世纪初,欧洲的书籍上第一次提到指南针在航海上的应用,要比我国的有关记载晚100多年。  一提起造纸,人们立即会联想到蔡伦,实际上东汉的蔡伦,并不是我国纸张的发明者,他只是后来改革制纸原料的能供大众使用的新型纸——“蔡侯纸”的发明者。我国最早的纸。也是迄今为止所知道的世界上最早的纸,当推2000多年前西汉的“灞桥纸”,这种纸是1957年在西安附近灞桥古墓中发现的,故以此命名。公元6世纪后,我国的造纸术便陆续外传,东面传到日本,西面经中亚、西亚、东非而传到欧洲。公元8世纪时,阿拉伯人学到了中国的造纸技术,于是此法又经由阿拉伯人传到非洲和欧洲。直到公元1150年,西班牙才有了第一家造纸工场,比中国晚了1200多年。至于欧美的其他国家掌握我国造纸技术并建立造纸工场的时间就更晚了,俄国是1567年,美国则是1690年的事了。  从印刷技术本身的发展历程来看,我国在发明活字印刷之前,主要是雕版印刷。活字印刷技术是在雕版印刷技术的基础上发明产生的。早在1300年前的隋代,我国在长期使用印章和拓石的基础上,发明了雕版印刷技术。  据明代《河汾燕闲录》记载,这种雕版印刷技术开始于隋文帝开皇13年,即公元593年。活字雕版印刷技术的发明堪称世界印刷史上的一次重大的突破,实现这一重大突破的是北宋优秀刻字工人毕升,他被誉为世界活字印刷技术的首创者。他在总结前人印刷经验的基础上,经过近9年的潜心研究探   索发明了胶泥活字,利用胶泥活字排版印刷的工艺流程与现代流行的铅字排版印刷的工艺流程完全相同。毕升作为一名普通的工人,他的这一重大发明并不为当时的人所重视,只是由于沈括在其《梦溪笔谈。活板》中作了详细记载,才流传至今而不致于湮没无闻。元代的王祯在毕升#p##e#的基础上,又成功地创造了木活字印刷法,并将木活字按音韵排在他发明的可以旋转的转轮排字架上,使用这种排字架,工人便能在拣字过程中,通过旋转轮盘,使字就人,大大减轻了劳动量,节省了劳动时间,提高了劳动效率。王祯把他制造木活字,使用转轮排字的方法加以总结,以《造活字印书法》为题记载下来,作为其《农书》的附页,这便成了世界上最早的活字印刷技术的专著。我国古代的印刷技术,特别是活字印刷技术的外传,在世界上产生了深刻而广泛的影响。雕版印刷技术大约在8世纪由我国传到日本,13世纪传到埃及,14世纪开始传到欧洲,欧洲才开始有木板印刷术的图像。木活字印刷术在14世纪,由我国往东传到朝鲜、日本,往西传到高加索、小亚细亚和埃及的亚历山大城。欧洲的活字印刷技术是我国元代传去的,那里直到15世纪才有了活字印刷。大约在公元1450年,德国人谷登堡依照中国活字印刷技术的原理,初步制成一种铅,锑、锡合金的活字,铸成拼音字母用于印刷,这比我国毕升发明活字印刷技术的时间,晚了400多年,比我国采用金属活字也要晚100多年。  我国至迟在唐代初年(公元7世纪),已经发明了火药。初唐时期,在“药王”孙思邈的《丹经要诀》一书中,就记载了配制火药的方法。火药的重要作用不是作为鞭炮、礼花供节日吉庆之用,而是应用于军事,制造火药武器。我国最早的火药武器是火箭、火枪和火炮。简单的火炮在唐代末年就已经发明应用了。以往的?是石旁,因为它是用抛石机抛出石头,就像我们从电视《三国演义》中看到的那样,火炮发明后“炮”字就改为火旁了,因为它是用抛石机发射装有火药的火球。到了宋代,火药武器有了迅速的发展,并应用于对西夏、辽、金、元的战争中。在公元1044年出版的军事百科全书式的著作——《经武总要》里,已经记载了许多复杂的火药配方,这比世界上任何国家的记录都早。1132年一个叫陈规的人发明了火枪,继而又发明了突火枪,这是一种管形并装有子弹的火枪,13世纪左右,这种火枪又由竹管改为金属管,称为“铳枪”。稍后,又发展为金属制造的管形火炮。到了元代出现的铜铸火铳,由于威力巨大而被誉为“铜将军”,现在中国历史博物馆还珍藏着元至顺3年(1332年)的铜火铳,这是至今已发现的,世界上最古老的铜炮。到了明代还发明了原始的“导弹”和“两极火箭”,这在当时的确是一种令人瞠目结舌、威力无比的新式武器。我国火药在南宋时期,大约于公元1225~1248年,便开始以商人为媒介,传到阿拉伯各国。到了元代,我国火药武器的制造技术和使用技术,也传到了阿拉伯。14世纪以后,我国制造、使用火药和火药武器的技术,才经阿拉伯传到欧洲。火药武器的制造和使用,不仅我国汉族早于欧洲,我国某些少数民族(例如彝族),也是早于欧洲的。  总之,对于指南针、造纸术、活字印刷术及火药这辉煌的四大发明,我国各族人民历来是引以自豪的,这从世界范围看,“四大发明”发明的时间最早,在当时的水平最高,外传后在国际上的影响最大,特别是对欧洲文艺复兴时期科学文化的推动,生产技术的发展,以至社会政治的进步,都起到了巨大的作用。马克思在1861~1863年写的《政治经济学手稿》中有一段极   其精辟的论述:“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶级社会到来的三大发明。火药把骑士阶级炸得粉碎,指南针打开了世界市场并建立殖民地,而印刷术则变成新教的工具,总的说来变成科学复兴的手段,变成对精神发展创造必要前提的最强大的杠杆。”马克思把它们向西方的传播看成是推动西方社会发展,实现由封建社会向资本主义社会改革的强大力量。  16世纪后,#p##e#我国在科学技术上,与西方由落后迅速向先进转化的情况相反,逐渐由先进向落后转化了。究其原因,除政治制度限制了科学理论研究的发展外,主要是用来作为发明创造根据的科学理论大为落后了。尽管16世纪初~18世纪初,我国出现了像李时珍(著《本草纲目》)、徐霞客(著《徐霞客游记》)和宋应星(著《天工开物》)等伟大的科学家,但同西方文艺复兴后由哥白尼所开创的、伽利略奠基的、并为牛顿集其大成的近代科学理论体系相比,我国还是处于经验科学理论体系阶段,尽管也产生了诸如建在天坛的“回音壁”的发明,以及杂交蚕蛾法、炼铁联合作业法、湿蜡铸造法、花机织罗法,排除煤矿的瓦斯法等世界首屈一指的发明创造,但在经验科学体系的指导下,不可能产生划时代的重大发明创造了。18世纪我国由于“重农抑商”的经济政策,“重文轻技”的文化政策、科技政策,“八股取士”的教育政策以及“闭关锁国”的外交政策,影响了社会经济和科学文化的发展,埋没和摧残了人才,阻碍了国际科学技术的交流,呈恶性循环态势,加之受列强侵略,因而在世界民族之林落伍了。新中国成立后,特别是党的十一届三中全会以来,我国的科学技术有了突飞猛进的发展,与西方发达国家在科学技术上的差距日趋缩小,某些领域已站在世界的前沿,成为这些领域科学技术的输出国之一。

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