【正文】 （ Technische Hochschulen） ? 1824年，李比希被亞歷山大 洪堡推薦到吉森大學(xué)任教， 1826年在吉森建立化學(xué)實驗室，學(xué)生參入其中，直接在實驗教授化學(xué)。討論班出現(xiàn)。 ? 科學(xué)家的培養(yǎng)體制開始形成，必須要有 PHD。 大學(xué)的改造 ? 1826年，慕尼黑大學(xué)建立。德國的科學(xué)研究以大學(xué)為中心開展。研究型大學(xué)是德國大學(xué)的特點。 ? 19世紀(jì)的最后 25年，牛津和劍橋以及英國其它大學(xué)都設(shè)立了科學(xué)教授職位 ? 1826－ 28年成立倫敦大學(xué) ? 1832年成立達(dá)勒姆大學(xué)，進(jìn)行技工教育 ? 1760年開始，蘇格蘭的格拉斯哥大學(xué)和愛丁堡大學(xué)熱衷研究科學(xué)，開爾文勛爵，布萊克 專業(yè)學(xué)會的建立 ? 1766年伯明翰地區(qū)的太陰學(xué)會，博爾頓、瓦特、普利斯特列、老達(dá)爾文 ? 1788年林奈學(xué)會 ? 1807年倫敦地質(zhì)學(xué)會 ? 1826年倫敦動物學(xué)會 ? 1821年英國皇家天文學(xué)會（赫舍爾） ? 1841年倫敦化學(xué)會 科學(xué)促進(jìn)會的建立 ? 1822年德國自然科學(xué)家協(xié)會，該學(xué)會每年輪流在德國各個城市開展活動 ? 1830年，劍橋數(shù)學(xué)教授巴比奇出版 《 論英國科學(xué)的衰退 》 ，指出科學(xué)研究在英國還沒有成為一種特殊的職業(yè)，吸引人才的職業(yè)是法律，呼吁英國社會和政府關(guān)注科學(xué)發(fā)展。于是人們要求改革大學(xué)制度，大討論的結(jié)果是，創(chuàng)辦新的技工學(xué)校。 ? 1831年英國科學(xué)促進(jìn)會。英國在 19世紀(jì)在各地區(qū)成立了大量的學(xué)會，這個世紀(jì)結(jié)束時，有 100多個，各自擁有 100－ 500個會員，與皇家學(xué)會規(guī)模相當(dāng)，因此，英國的科學(xué)家隊伍增長了 100倍。 ? 第一任書記 Vernon Harcourt指出，學(xué)會的目的在于： ? 為科學(xué)研究工作提供更強大的推動力和有計劃的指導(dǎo)，使國民更加重視科學(xué)的目標(biāo)，并排除一切阻礙科學(xué)進(jìn)步的絆腳石，同時使國內(nèi)國外科學(xué)家的交流日益增進(jìn)。（梅森 《 自然科學(xué)史 》 418頁） ? 先生們，我們必須承認(rèn)皇家學(xué)會已經(jīng)不再像我們現(xiàn)在這樣，用各種努力來促進(jìn)自然科學(xué)的發(fā)展了。作為一個組織，皇家學(xué)會已經(jīng)簡直不工作了，也不想去指導(dǎo)別人的工作。（梅森 419頁） ? 皇家學(xué)會慢慢成為達(dá)官貴人的社交俱樂部，非科學(xué)家院士人數(shù)越來越多，到 19世紀(jì)初年成了一半對一半。直到 1847年，科學(xué)家才成為主體。 1874年規(guī)定貴族不享受參加皇家學(xué)會的特權(quán)。 ? 1847年美國科學(xué)促進(jìn)會（富蘭克林） ? 1870年法國科學(xué)促進(jìn)會。法國的科學(xué)力量集中在巴黎，而外省缺乏 科學(xué)是有用的 ? 國家鼓勵科學(xué)院的學(xué)者們解決實際應(yīng)用問題和經(jīng)濟(jì)問題。在法國科學(xué)院為例： ? 1784年，編制法蘭西地形圖 ? 1746－ 1780年，編制法蘭西礦物標(biāo)本圖集 ? 貝托萊主持紡織品染色技術(shù) ? 拉瓦錫領(lǐng)導(dǎo)改進(jìn)火藥生產(chǎn)技術(shù) ? 街道照明、城市下水道、度量衡 科學(xué)交流方式的發(fā)展 ? 私人通信 ? 學(xué)會刊物 ? 1665年，巴黎創(chuàng)辦了 《 學(xué)者報 》 （ Le Journal des scavants），主要是書評 ? 倫敦創(chuàng)辦了 《 哲學(xué)學(xué)報 》 （ Philosophical Transactions），主要是學(xué)會秘書的書信摘錄 ? 歐洲創(chuàng)辦的科學(xué)期刊 ? 1668年，羅馬 《 意大利文獻(xiàn)報 》 ? 1670年，萊比錫 《 教師學(xué)報 》 ，萊布尼茲在此發(fā)表微積分運算的文章 ? 1673年，哥本哈根 《 哥本哈根醫(yī)學(xué)與哲學(xué)學(xué)報 》 ? 1684年，阿姆斯特丹 《 文壇消息 》 ? 1702年，巴黎科學(xué)院出版 《 歷史與學(xué)術(shù)論文集 》 ，由歷史與學(xué)術(shù)兩部分組成，不定期出版 ?歐洲創(chuàng)辦的科學(xué)期刊 ? 1710年，普魯士科學(xué)院創(chuàng)辦 《 論文集 》 ? 1700－ 1770年，創(chuàng)辦了 400種刊物 ? 最保守的估計， 1666－ 1790年， 200種 ? 1770年，有影響的科學(xué)刊物 25種，涵蓋所有科學(xué)領(lǐng)域 ? 1800年，重要刊物 50種左右，主要為普及讀物 ? 19世紀(jì)，專業(yè)期刊大量出現(xiàn) ? 專業(yè)期刊的出現(xiàn) ? 除天文、醫(yī)學(xué)外，專業(yè)期刊以化學(xué)為最 ? 1790年，拉瓦錫創(chuàng)辦 《 化學(xué)年鑒 》 （ Annales de chimie） ? 1778年，德國克雷爾創(chuàng)辦 《 化學(xué)雜志 》 （ Chemisches Journal） ? 1790年，哈勒和萊比錫創(chuàng)辦 《 物理學(xué)雜志 》 （ Journal der Physik） ? 1810年，法國尼姆出版 《 理論和應(yīng)用數(shù)學(xué)年鑒 》 ? 19世紀(jì) 60年代，專科雜志超過 500種：動物學(xué)（近百種）、地質(zhì)學(xué)（ 80種）、博物學(xué)（ 75種）、植物學(xué)（ 65種）、化學(xué)（不到 60種）、數(shù)學(xué)（ 45種）、物理學(xué)（ 30種）、天文學(xué)（ 20種） ? 1869年， 《 自然 》 創(chuàng)刊，以業(yè)余讀者為對象 科學(xué)強國的興衰（ 1） ? 希臘的米利都－雅典 ? 希臘化的亞里山大里亞的繆塞昂 ? 8世紀(jì)的巴格達(dá)的智慧館 ? 文藝復(fù)興時期的意大利 ? 1 17世紀(jì)的英國 ? 18世紀(jì)的法國 ? 19世紀(jì)的德國－美國－俄國 科學(xué)強國的興衰（ 2） ? 英國科學(xué)體制：民間業(yè)余科學(xué)傳統(tǒng)，科研機構(gòu)遍布全國，科研社會化程度高，政府冷漠。道爾頓、戴維、楊、賴爾、焦耳、法拉第、麥克斯韋、達(dá)爾文 ? 法國科學(xué)體制：高度集中的科學(xué)管理體制，外省科研條件十分惡劣 ? 德國科學(xué)體制：面向工業(yè)發(fā)展科技，有機化學(xué)之父李比希，施旺、施萊登、微耳和、耐格里、魏斯曼，歐姆、楞次、赫爾姆荷茲。電力技術(shù)與內(nèi)燃技術(shù)。 科學(xué)強國的興衰（ 3） ? 美國科學(xué)體制：實用主義傳統(tǒng)，解決實際問題，技術(shù)發(fā)明，菲奇、富爾頓、莫爾斯電碼、愛迪生，吉布斯、邁克爾遜。 20世紀(jì)二戰(zhàn)之后，成為基礎(chǔ)科學(xué)的大國 ? 俄國：羅巴切夫斯、門捷列夫 小結(jié) ? 到了 19世紀(jì)末期，科學(xué)的體制化全面完成 ? 主要以國家的力量來支持系統(tǒng)的科學(xué)研究機構(gòu)，科學(xué)家的社會角色明朗化 ? 學(xué)科分化的格局已經(jīng)確立。科學(xué)就是分科之學(xué)。 ? 大學(xué)特別是研究型大學(xué)重新成為科技精英的匯集場所，成為科技知識的集中產(chǎn)出地 ? 科學(xué)與技術(shù)、科學(xué)技術(shù)與社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間形成高度互動?？萍妓揭呀?jīng)能夠作為國力盛衰的標(biāo)志。 經(jīng)典物理學(xué)的全面發(fā)展 一． 光學(xué)的進(jìn)展 二． 熱學(xué)的成就 三． 電磁學(xué)的建立 本節(jié)教學(xué)目的和要求 1. 了解近代資本主義大工業(yè)的建立對近代物理學(xué)的推動作用； 2. 把握近代以來關(guān)于光的本質(zhì)的認(rèn)識的發(fā)展線索，弄清光的微粒說與光的波動說之爭的來龍去脈； 3. 理解熱力學(xué)第一定律、第二定律的涵義，重點掌握熱力學(xué)第二定律的自然觀意義； 位和作用。 一． 光學(xué)的進(jìn)展 1. 幾何光學(xué)： 1621年荷蘭斯涅爾發(fā)現(xiàn)光的折射定律 2. 波動光學(xué)的興起：牛頓的光的顏色的理論 3. 光的本質(zhì)的探討：光究意是什么，是某種物質(zhì)的運動形式 — 波動？還是某種實物微粒？胡克、惠更斯等人主張波動說，牛頓則更傾向于微粒說。微粒說在 18世紀(jì)占據(jù)統(tǒng)治地位。 4. 波動說的勝利： 19世紀(jì)初英國托馬斯 楊的雙縫實驗與微粒說相矛盾，楊用光的波動說解釋了“干涉現(xiàn)象”和“衍射現(xiàn)象”。法國的菲涅爾以數(shù)學(xué)形式證明了波動說。 菲涅爾 ? 托馬斯楊 菲涅爾的波帶法 衍射現(xiàn)象 折射定律 干涉現(xiàn)象 波動說與微粒說的交鋒 惠更斯與光的波動說 波動說 二、熱學(xué)的成就 ? 在十八世紀(jì)，隨著人們對燃燒現(xiàn)象認(rèn)識的深入，對熱現(xiàn)象也開始試圖給予解釋。 ? 當(dāng)時對熱的本性存在兩種見解：一種認(rèn)為熱是一種物質(zhì)；另一種認(rèn)為熱是物質(zhì)分子的微小運動。 ? 拉瓦錫在 1789年的 《 初等化學(xué)概論 》 中把熱物質(zhì)當(dāng)做一種元素引入，稱之為熱素或熱質(zhì)（ calorique）。 熱質(zhì)說 ? 拉瓦錫認(rèn)為：存在著一種極易流動的物質(zhì)實體充滿分子之間的空間，這種實體具有擴(kuò)大分子之間距離的作用。 ? 這種物質(zhì)實體－－熱質(zhì)，根據(jù)其狀態(tài)分為兩類：自由的熱質(zhì)和結(jié)合的熱質(zhì)。 ? 結(jié)合的熱質(zhì)被物體中的分子所束縛，形成其實質(zhì)的一部分；自由熱質(zhì)沒有處于任何結(jié)合狀態(tài)，能夠從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，成為各種熱現(xiàn)象的載體。 熱機：從技術(shù)到理論 ? 蒸汽機的廣泛使用促進(jìn)了工業(yè)革命、縮短了旅行時間、加快了商品流通。但是蒸汽機的改進(jìn)只是靠技術(shù)上的摸索取得，到十九世紀(jì)初還沒有一個關(guān)于蒸汽機的一般理論。 ? 這一局面因卡諾于 1824年出版 《 關(guān)于火的動力及其適于產(chǎn)生這種動力的發(fā)動機之考察 》 一書而改變。 Sadi Nicolas L233。onard Carnot ? 卡諾 (17961832)出身于法國望族。 ? 1814年卡諾畢業(yè)于法國綜合工科學(xué)校后到工兵部隊服役， 1820年退役后專心從事物理學(xué)理論研究。 ? 他的父親是拿破侖一世政府要人；弟弟是一位持自由觀點的政治家；一位侄子是法蘭西第三共和國總統(tǒng)。 熱機的效率 ? 瓦特致力于提高蒸汽機的效率。但是經(jīng)過改進(jìn)的蒸汽機效率仍然很低。燃料所產(chǎn)生的熱能的93%95%都被浪費掉。 ? 卡諾對熱機的做功效率也非常感興趣。他想了解這種效率究竟可以提高到多少。 ? 卡諾從他的應(yīng)用力學(xué)家父親那里學(xué)會了對一個循環(huán)過程進(jìn)行考察的必要性。他把熱機對外做功和做完功返回原狀的過程結(jié)合起來考慮。 熱質(zhì)守恒 ? 卡諾在 《 關(guān)于火的動力 》 一書中是立足于熱質(zhì)說來考察熱機效率的。 ? 他的工作基礎(chǔ)就是熱質(zhì)守恒。卡諾認(rèn)為，熱從高溫物體向低溫物體移動時，必然能夠產(chǎn)生動力。因此不伴隨動力產(chǎn)生的熱流動是一種損失。溫度不同的物體接觸時就會產(chǎn)生這種損失。想要獲得熱機的最高效率，就要盡量避免這種損失。 卡諾循環(huán)：理想熱機 卡諾進(jìn)一步設(shè)想了沒有任何損失的理想熱機。他考察了由帶活塞的汽缸中氣體所產(chǎn)生的等溫膨脹（系統(tǒng)從環(huán)境中吸收熱量）、絕熱膨脹（系統(tǒng)對環(huán)境中作功）、等溫壓縮（系統(tǒng)向環(huán)境中放出熱量）、絕熱壓縮（系統(tǒng)恢復(fù)原來狀態(tài)，對環(huán)境作負(fù)功）四個過程組成的循環(huán)，后來命名為卡諾循環(huán)。 熱力學(xué)的奠基人 ? 卡諾最先定量地研究了熱和功相互轉(zhuǎn)化的方式，因此他被稱作熱力學(xué)的奠基人。 ? 他的方程表明最大效率只與最高溫度和最低溫度有關(guān)，與中間過程、工作介質(zhì)無關(guān)。 ? 卡諾如果能繼續(xù)研究下去，很可能由此得出熱力學(xué)第二定律（熵增加定理）。而且卡諾后來還放棄了熱質(zhì)說，轉(zhuǎn)而認(rèn)為熱是一種運動。 ? 但是不幸的是他在 36歲就