【正文】 19世紀60年代，巴斯德、科赫等人開創(chuàng)了微生物的生理學或病理學研究，這才是真正的微生物學的肇始。英國的南丁格爾曾在德國學習護理知識，在克里米亞戰(zhàn)爭中率護土進行戰(zhàn)地救護，收效顯著。18世紀時預防醫(yī)學有了某些改進，但大多是個人努力的結(jié)果，實施范圍也很有限。麻醉術的發(fā)明使大的外科手術成為可能，但它的發(fā)展并不順利。后來，奧恩布魯格把這個方法用在人的胸腔，以尋找“病灶”。它包括橡皮球、橡皮囊臂帶以及裝有水銀的玻璃管三部分。 19世紀醫(yī)學技術進展產(chǎn)業(yè)革命后，醫(yī)學得到了大的發(fā)展，物理和化學對醫(yī)學技術的影響明顯增強，許多其他學科的成果被直接應用到醫(yī)學中來。由于耐格里不大精通數(shù)學，又不屑于花費精力重復孟德爾的實驗，因此對孟德爾的發(fā)現(xiàn)反應平淡。經(jīng)過8年的豌豆試驗研究，孟德爾于1865年2月8日和3月8日兩次在布隆自然科學協(xié)會上報告了他的實驗研究結(jié)果。所以講“悄然出現(xiàn)”，是因為它的奠基人、奧地利修道士孟德爾(Grreor Johann Mendel，1822～1884)是在鄉(xiāng)間修道院發(fā)現(xiàn)遺傳定律，并因種種原因而被長期埋沒。之后。這表明進化論已成為一種方法論思潮。又比如，他強調(diào)生存斗爭、特別是種內(nèi)斗爭，無視生物界的共生關系；強調(diào)進化的漸進性與緩慢性，而否認物種的突變即飛躍。”問題在于僅僅發(fā)表通過自然選擇而進化的觀點是不夠的，與“聯(lián)合論文”相比，達爾文于次年(1859)發(fā)表的《物種起源》之所以引起歐洲科學界的軒然大波，并引發(fā)了生物學領域的一場革命，是因為達爾文給出大量富于挑戰(zhàn)性的觀察證據(jù)，并論證了個體生存的機會依賴于個體的特定變異，而最適合于環(huán)境的、因而最有可能通過遺傳保留下來的變異乃是進化的原料。達爾文肯定了自然選擇是生物進化的根本動因。他參加了養(yǎng)鴿俱樂部以及因賽馬和毛紡織業(yè)的需要而分別建立的養(yǎng)馬、養(yǎng)羊俱樂部的工作，同時，經(jīng)常同人工選擇的專家即育種和園藝工作者接觸。不少地質(zhì)學家認為這是地球科學史上的一次重大革命。勒比雄把整個地球巖石圈劃分為六大板塊，即太平洋板塊、歐亞板塊、澳洲板塊、非洲板塊、美洲板塊和南極洲板塊。他構(gòu)想了這樣一個圖像：地幔對流的上升處位于大洋中脊，地幔向兩側(cè)分流時把地殼拉開，由此而產(chǎn)生了中央裂谷，地下的巖漿在中央裂谷處溢出，凝固形成新的洋底地殼，洋底地殼不斷生成并且受到地幔流的拖曳，持續(xù)地向兩側(cè)擴張。這就表明地球磁極曾經(jīng)發(fā)生過多次倒轉(zhuǎn)。地球表面熱流量的平均值約為1．25微卡／厘米2在1957～1958年的“國際地球物理年”活動中，各國調(diào)查船合作以聲納探測洋底，證實了存在著一個遍及全球，跨越各大洋盆地，延伸達65000公里的海底山脈。然而，他所“臆想”的一些證據(jù)后來竟然在海洋里找到了。從那時候直至本世紀40年代的幾十年內(nèi)，大陸漂移說幾乎銷聲匿跡。德國氣象學家和地球物理學家韋格納(Alfred Lothar Wegener，1880～1930)也是受到非洲和南美洲海岸線的吻合這一事實的啟發(fā)開始思考這個問題的。我們記得，當人們的知識從宏觀領域進入微觀領域的時候曾經(jīng)發(fā)生過許多困惑。這樣，河外星系的紅移現(xiàn)象就給了膨脹宇宙模型以有力的支持。所謂“有限無邊”的意思，是說宇宙空間是一個彎曲的封閉體，它的體積是有限的。黑洞也是廣義相對論所預言的一種天體。當氦核的質(zhì)量達到恒星質(zhì)量的10～15％時，其核心部分又因引力而收縮，溫度隨之升高，至中心溫度達到1億度時，3個氦核聚合為1個碳核的核聚變就要發(fā)生。1905～1907年丹麥天文學家赫茨普龍(Ejnar Herzsprung，1873～1967)連續(xù)發(fā)表文章討論恒星的顏色與其光度之間的統(tǒng)計關系。不久前美國伽利略號航天器發(fā)射的探測器進入木星的大氣層，成功地發(fā)回了許多數(shù)據(jù)，對木星必將有更為準確和深入的認識。1964～1977年美國人接連向火星發(fā)射了八個探測器，也有多個探測器實現(xiàn)了在火星表面上的軟著陸。水星上有極為稀薄的大氣，有一個與地球類似的內(nèi)核，其中含有約70～80％的鐵。由于探測技術的進步，尤其是空間技術的應用，本世紀以來人們對太陽系各成員也得到了許多前所未知的知識。“微波背景輻射”是指存在于整個宇宙空間的、各向同性的、在微波波段的電磁輻射，這是美國射電天文學家彭齊亞斯(ArnoPenzias，1933～ )和威爾遜(Robert Woodrow Wilson，1936～ ）于1964年偶然發(fā)現(xiàn)的。1960年美國天文學家桑德奇(Allan Rex Sandage，1926～ )等人首次探測的一種前所未知的天體。他的發(fā)現(xiàn)使人想到，除了光波波段之外，其他波段也有可能用于探測太空，從此開辟了利用射電波研究太空的新紀元，人們制成了接收宇宙空間電磁輻射的射電望遠鏡，打開了人類認識宇宙的一個很大的“窗口”，一門嶄新的學科——射電天文學從此誕生。天體都是大量物質(zhì)的凝聚，引力使天體收縮的時候就要釋放出能量；其二是核反應。數(shù)據(jù)表明，恒星體積相差極遠，有些半徑不過l0公里，有些卻是太陽半徑的1000多倍。1929年美國天文學家哈勃(Edwin Powell Hubble，1889～1953)等人發(fā)現(xiàn)星系的光譜線紅移與它們和地球的距離存在著粗略的正比關系，現(xiàn)在人們稱之為“哈勃關系”。天文學再次成為自然科學最活躍的前言之一。這部標志著化學發(fā)展重要里程碑的劃時代著作給化學帶來了前所未有的條理性和系統(tǒng)性，它對化學的貢獻完全可以與牛頓的《原理》對物理學的貢獻相媲美。1774年他重復了波義耳的煅燒金屬(錫)實驗。在氧化學說誕生之前，實驗化學在氣體分離和發(fā)現(xiàn)方面取得了重大進步。 拉瓦錫的氧化學說燃素說是一種有嚴重錯誤和重大困難的理論。 (2)燃素充塞于天地之間，大氣中因為有它才會有閃電，生物體因含有它才富于生命活力，無生命物質(zhì)因含有它才會燃燒。由于波義耳確立了化學的獨立性，給出了比較清楚的化學元素的定義，并進行了大量的化學實驗，從而成為近代化學的奠基人。他給元素下了一個較清楚的定義：元素是“指某種原始的、簡單的、一點沒有摻雜的物體，元素不能用任何其他物體造成，也不能彼此相互造成。他的微粒說是燃素說的理論前身。但他再科學史上更主要的貢獻是在化學方面。阿格利柯拉寫過很多的冶金和礦物學著作，最著名的是1556年初版的《論金屬》。海爾蒙脫還注重氣體化學的研究，他最早區(qū)分了空氣、水蒸氣和其他氣體．還區(qū)分了呼吸用的空氣和使人中毒的一氧化碳以及可以滅火的二氧化碳等氣體。他認為“硫”是可燃元素，“汞”是揮發(fā)性或可溶性液體兀素，“鹽”則是不揮發(fā)和不可燃元素。第二節(jié) 化學的重要進展化學燃素說從煉金術中的解放經(jīng)歷了約300多年，其中主要經(jīng)過醫(yī)化學與工藝化學時期、燃素說時期和氧化說時期。牛頓在大學時期就對光學有濃厚興趣，為了制造一種能消除色差的望遠鏡而開始研究顏色理淪。在同一年(1665)，胡克的科學著作《顯微術》問世，其中光學部分對多種透明薄膜的閃光顏色現(xiàn)象進行了實驗和理論的探討。不過是笛卡兒于1637年第——個發(fā)表了折射定律，并嘗試給它一個物理證明，但是否與斯涅爾獨立地發(fā)現(xiàn)該定律則尚存疑問。開普勒是近代光學的奠基人，其地位如伽利略之于力學和吉爾伯特之于磁學。18世紀末由于德國科學家恩斯特?克拉尼(Ernst Chladni，1756 —1827)所進行的對弦、桿、薄膜和板的振動研究，使聲學從數(shù)學的或音樂的研究方法上升到物理聲學的高度。音的通常媒質(zhì)。特別是伽利略的法國學生默森在1636年著的《普通聲學》中提出弦的律音的頻率和弦的張力的平方根成正比，而和弦的長度及單位長度上的質(zhì)量成反比的定律。他在電堆實驗和發(fā)明原電池的基礎上，提出了接觸理論，認為任何物體中都含有電流質(zhì)，只是其緊張程度不同；當兩種不同金屬接觸時，電流質(zhì)就可從一種金屬流向另一種金屬。他于1749年向英國皇家學會送交了《論天空閃電與地下電火花相同》一文，并在1752年5月一次著名的“風箏實驗”中證實，閃電同實驗室的電火花是本質(zhì)相同的放電現(xiàn)象。但后來(1S27—1830年左右)他終于放棄了熱質(zhì)論，認為熱是動力(能量)，是改變丁形式的運動。18世紀末，美國人本杰明?湯姆遜即倫福德(Bejamin Thomp—son，即Rumford，1753—1814)批判了熱質(zhì)說。蘇格蘭的約瑟夫?布萊克(JosephBlack，1728—1799)在溫度和熱量之間，畫出一條明顯的界限；他引入了卡路里、比熱、熱容量、熔解熱和潛熱等術語。培根在《新工具》中正確地指出：“熱是向外擴張而又受了限制的一種運動，熱的精英和本質(zhì)就是運動，并不是別的。為了能精確地測量熱度，許多科學家都致力于溫度計的研制。抽氣機的發(fā)明與改進，對于氣體物理性質(zhì)的研究具有至關重要的意義。他在1644年《幾何學著作》一書中證明了，從一個充滿水的容器側(cè)壁的一個孔噴出的水柱的路徑呈拋物線狀，射流的速度及單位時間流量和一個物體從水面高度自由落到孔的高度時所達到的速度成正比，因而也和水柱在孔上面的高度的平方根成正比。他說這里顯現(xiàn)了對自然真空的抵抗力的限度，從中不難看出亞里士多德關于“大自然厭惡真空”的觀點的痕跡。 真空與流體力學除了剛體力學外，近代力學的又一分支是流體力學?！北M管牛頓晚年為了解釋造成行星橢圓軌道的切向力來源，曾提出“上帝的第一推動”的神學思想，但他認為創(chuàng)造后的宇宙不再受神的任何統(tǒng)制。這種新思想孕育了在思想信仰和習慣勢力領域中的革命，它標志著以啟蒙運動為起點的新時代的到來。哈雷(，1656～1742)通過對1682年大彗星的觀測與研究認為，不僅是行星，而且彗星同樣在萬有引力作用下運動。英國著名哲學家G．貝克萊(G．Berkeley，1685～1753)就是激烈攻擊牛頓數(shù)學分析的代表人物之一。力學由“革命時期”的質(zhì)變而轉(zhuǎn)入“常規(guī)時期”的量變，這是理論自身不斷完善的過程，它主要表現(xiàn)在兩個方面：其一，是力學“在牛頓定律基礎上的一種演繹的、形式的和數(shù)學的發(fā)展其二，是牛頓力學的外展式應用。它還解釋了月球的規(guī)則運動和不規(guī)則運動問題。在計算結(jié)果送給柏林的加勒(1812—1910)的當天晚上，就在預測的位置上找到了這顆后來被命名為海王星的行星。一般說來，牛頓的經(jīng)典力學的形而上學模式有三個特點：首先，牛頓模式中包含一種依靠一個個事實的實證與歸納達到原理方法，這種方法的實質(zhì)是只能問“怎么樣”(How)，而不能問“為什么Why)。這種由伽利略奠基而由牛頓完成的模式統(tǒng)治自然科學達三個世紀之久。最后，他還研究了浮動物體的平衡條件，他發(fā)現(xiàn)這種物體的重心必定和所排開的流體的重心(即“浮心”)在同一垂直線上。這個假設由于他的早逝而未能證實。帕斯卡提出把氣壓汁作為測量高度的儀器，此外，帕斯卡對流體力學的主要貢獻是提出了著名的“帕斯卡定律”，即：流體中任何點上的壓強必然按原來的大小向各方向傳遞。他還根據(jù)氣壓變化同天氣變化之間的關系，預報了1660年的一次嚴重風暴。直到18世紀，自然科學才區(qū)分開熱量和溫度；而“冷”這個術語，直到19世紀才從科學的詞匯中最后消失。熱質(zhì)說能解釋許多已知的熱現(xiàn)象，因而在18世紀成為一種主流的理論，它的確立和當時的科學發(fā)展水平和機械自然觀有很大的關系。他利用數(shù)學推理，成功地推導了波義耳和馬略特定律，論證了壓強和分子速度的平方成比例，證實了阿蒙頓實驗：當密閉的定量氣體的溫度增加某—數(shù)值時，氣體壓強的增加和密度成比例。漢弗萊?戴維支持倫福德對熱質(zhì)說的批判，他認為熱素是不存在的，熱現(xiàn)象的直接原因是運動。1746年荷蘭萊頓大學教授馬森布羅克（16921761）在18世紀起電機和法國杜菲（,16981739）發(fā)明驗電計的基礎上，制造了能蓄電的工具萊頓瓶，為靜電學的研究創(chuàng)造了實驗條件。值得注意的是，近代科學史上最早的科學史著作正是介紹電學領域的，這就是英國的普里斯特列（Joseph Priestley，17331804）所著的《電學的歷史和現(xiàn)狀及最初的實驗》（1776）18世紀末葉，電學從靜電研究向流電研究發(fā)展。從古代到17世紀，主要從算術(比例)的角度對諧音的音程進行研究。其中歐拉于1739年根據(jù)泰勒1713年的研究結(jié)果提出了更為精確的確定音調(diào)的方法，即一根弦的振動頻率（n）與其長度（l）和單位長度質(zhì)量（m）之間的關系。而18世紀初，F(xiàn)．豪克斯貝則沿著相反的思路改進了上述實驗，他發(fā)現(xiàn)當容器中的空氣為一個大氣壓時，鈴聲可傳到30碼以外；兩個大氣壓時，鈴聲可傳到60碼以外；三個大氣壓時則可傳到90碼以外。中世紀偉大的數(shù)學家、天文學家伊本?海賽姆用實驗測定了折射率。他對折射規(guī)律的研究雖方法正確但未獲成功。他從波動觀點出發(fā)解釋了似乎同光的直線傳播定律相悖的衍射現(xiàn)象。他認為，構(gòu)成一個發(fā)光體的微粒把脈沖傳送給鄰近的 種彌漫媒質(zhì)的微粒，每個受激微粒都變成一個球形子波(即次波)的中心。而在1704年他的《光學》中，牛頓則徹底主張光的微粒假說。盡管他沒有從實踐上完全擺脫煉金術，但他認為煉金術的目的是荒誕的。他不同意帕拉塞爾蘇斯的三元素說，認為水和氣才配稱為元素，因為它們是再不能被還原為更基本的東西，且兩者不能互變?yōu)閷Ψ健?17世紀除醫(yī)化學外，工藝化學也是從煉金術向近代化學過渡的重要方向之一。此書和《論金屬》一書均體現(xiàn)了在化學方面學者傳統(tǒng)和工匠傳統(tǒng)的結(jié)合，是從煉金術通過工藝化學向近代化學發(fā)展的里程碑。波義耳還批評煉金術中的“同情”、“憎惡”、“親和”等不科學的、帶感情色彩的概念。兩者作為機械的微粒哲學，反映了那個時代人類認識自然的機械論特征。他第一次使用“分析”一詞，元素概念的提出就是由“分析”而來。后來，他的學生、德國御醫(yī)斯塔爾(G．E．Stahl，1660～1734)于1703年重新編輯出版了貝歇爾著作，并增加大量注釋。比如，金屬燃燒時逸出(釋放)燃素而成鍛灰，而煅灰與木炭一起燃燒時又從木炭中吸收燃素，重新變?yōu)榻饘?。一批批新發(fā)現(xiàn)的事實不斷要求對這些理論進行修改。舍勒和普利斯特列所發(fā)現(xiàn)的這種氣體并沒有使他們成為批判燃素說的革命家，這一事實說明：燃素說一方面促成了實驗化學的新發(fā)現(xiàn)，另一方面又阻礙著理論化學的發(fā)展。 這就是化學史上著名的氧化理論?！狈▏茖W界完全懂得他的價值，兩年后在巴黎立起了拉瓦錫的塑像。后來又有人利用測量恒星亮度的方法來測算它們的距離，測距范圍有所擴大。但是恒星與我們的距離差異極大，在地面上所測得的光度與恒星的真實光度也就存在著差異。一些溫度較低、顏色偏紅而體積巨大的“紅巨星”，其密度只有水的幾十萬到幾百萬分之一，這在地球上就被認為是“真空”。光學望遠鏡對于天文觀測固然十分重