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慢谈三次工业革命和世界科学中心的转移 [复制链接]

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“世界潮流,浩浩荡荡,顺之则昌,逆之则亡。”这是孙中山先生在多年前的名言。翻开人类的发展简史,在人类几千年的历史中,曾经有四大文明古国,分别是古巴比伦、古埃及、古印度和中国。大家注意的是,前面带古的三大文明都先后被雅利安人摧毁了,文明便从此中断。只有唯一一个文明没有中断的国家便是中华文明,至今仍然屹立在世界的东方。上下五千年华夏的民族精神,经久不衰。于今已是世界上的第二大经济体。这里我不想探索世界上国家的兴衰。只想谈谈人类历史上发生的几次工业革命,短短不到年的时期,就使人类经历了机械化,电气化和信息化时代,人类即将进入智能化时代。科技革命对人类的影响翻天覆地,激动人心。

今天本文想谈谈发生在人类历史上的三次工业革命的起源和成就,包括第一次工业革命为什么会发生在英国?世界上几次科学中心的转移,为什么现在美国是世界上头号科技强国?这么多问题,还是慢慢道来。

1、第一次工业革命的起源和成就

第一次工业革命是如何兴起的?又为什么会发生在英国?第一次工业革命发生在18世纪60年代-19世纪40年代,时间跨度大约是90年。其标志性的成就是蒸汽机作为动力机被广泛地使用。它是人类发展史上一次巨大的技术革命,开创了以机器代替手工劳动的时代。这不仅仅是一次技术改革,更是一场深刻的社会变革。人类从此摆脱了生产仅仅依靠手工劳动的落后生产方式。从社会关系上来说,工业革命使传统的自耕农阶级消失了,在世界上首次出现了工业资产阶级和工业无产阶级,两大阶级由此逐步形成和壮大起来。所以说,第一次工业革命对社会关系带来了根本的变革,因此也被称为产业革命。特别是,第一次工业革命极大地加强了世界各地之间的联系,改变了世界的面貌,最终确立了资产阶级对世界的统治地位,率先完成了工业革命的英国,很快成为世界的霸主。

第一次工业革命为什么会发生在英国?

工业革命的出现和发展需要的四大要素:资本,市场,技术和劳动力,这一切在当时的英国都是万事具备。从资本方面来说,英国最早完成了资产阶级革命,走上了稳定先进的资产阶级代议制*体,从而减少了*治冲突以及封建阻碍,可以把更多的精力放在经济建设上来,生产力的高速发展迫使工业革新。这就为工业革命的开展提供了基础与保障。加上英国从17世纪中叶开始,通过一系列航海条例和商业战争,排挤掉当时的世界贸易霸主荷兰和法国,建立了世界上最大的殖民和贸易体系,加速了资本积累。在市场方面,英国成为日不落帝国之后,拥有了最广阔的海外市场,加上英国国内本身有深厚的手工业传统,手工业是现代大工业的出发点。在技术方面,英国最早开始文艺复兴,宗教改革和启蒙运动思想解放的三部曲,直接将人类从封建神学的束缚中解放出来,从而研究真理成为人类追求的目标,这也间接地推动了自然科学的蓬勃发展,特别是牛顿的力学和微积分都为以蒸汽机为动力的大机器的发明和应用提供了理论基础和技术支持。最后在劳动力方面,英国在15世纪末就开始的资本家的圈地运动让大量的农民失业,这样就有了大量的多余劳动力。除此以外,还有许许多多的原因促发了这场工业革命。例如,到17世纪末,伦敦超过巴黎成为欧洲最大的城市。18世纪90年代,伦敦成为世界金融市场的中心。可以说,第一次工业革命只所以在英国兴起正可谓天时地利人和。正如一个学者所指出的:“在英国工业化之初,没有一个条件是绝对突出的,但是这些有利的条件合在一起,却形成了光辉灿烂的星座。”年英国的城市人口就达到50.2%,可以说第一次工业革命使英国初步实现城市化.

提到第一次工业革命的代表人物和成果,人们往往容易想起瓦特的贡献。实际上,在瓦特之前的年英国的一位机械师凯伊发明了飞梭和手工织机,大大地提高了纺织的速度,是工业革命的开端。年詹姆士和哈格里夫斯发明了珍妮纺纱机,珍妮纺纱机是工业革命当中的代表物之一,大大提高了生产效率。年阿克莱特发明了水力纺机,被誉为“近代工厂之父”;年瓦特,改良了蒸汽机;年约瑟夫,勃拉姆发明了抽水马桶;年克伦普敦发明了走锤纺骡,它使得纺织机的质量大大提高和成本大大下降;年卡特莱特发明了动力织机;年塞尼菲尔德发明了平版印刷术;年亨利,莫兹莱发明了螺丝切削机床;年詹姆斯和瓦特改进了牛考门蒸汽机。年,美国人富尔顿制成的以蒸汽为动力的汽船试航成功。年,英国人史蒂芬孙发明了“蒸汽机车”。年,史蒂芬孙亲自驾驶着一列托有34节小车厢的火车试车成功。从此人类的交通运输业进入了一个以蒸汽为动力的时代。

当然不可否认的是瓦特对第一次工业革命的贡献是巨大的。他2次通过创新,发明了应用性更加广泛的新式蒸汽机,一经投入到工厂的生产线上,便颠覆了以往所有的工作方式。可见,工业革命的主要内容就是不断地发明和创新,在一次次的试验当中完善和发明新的产品,使得人们的生活质量大大提高。工业革命改变了人类和历史。18世纪末,工业革命逐渐从英国向西欧大陆和北美传播。后来,又扩展到世界其他地区。

第一次工业革命之前,中国与西方的差距并不大。第一次工业革命从18世纪60年代开始一直到年左右结束。当时的中国正处于乾隆、嘉靖、道光三位清朝皇帝统治时期。特别是,第一次工业革命开始的时候正是乾隆年间(乾隆元年始于年),当时的乾隆皇帝根本就不知道英国正在发生的足以改变人类历史的技术革命。一直坚持采取闭关锁国的*策。随着资本主义的发展,英国已经经过了30多年的工业革命,急需扩大海外贸易市场。看到当时的清朝作为泱泱大国,地广物博,发展繁荣,因此,英国认为中国是进行贸易的好对象。因此,英国便在年(乾隆五十八年)派了以马噶尔尼为首的使团来到清朝,以为乾隆皇帝祝寿为名,准备与清廷交涉有关放宽通商限制的问题。为了到达清王朝,马噶尔尼一行人在路途中花费了快一年的时间。终于马戛尔尼到热河行宫觐见了乾隆帝,并提出几项涉及通商的要求。对于这些通商要求,被乾隆拒绝了。乾隆在年就忙于组织编写共有册8亿多字的《四库全书》,并开始大兴文字狱,据说一共销毁了70多万部书籍。导致传统文化断裂。乾隆及后来的皇帝在经济方面闭关锁国,彻底断绝了中国走上资本主义的可能。整个清朝的君臣都沉醉在大国美梦中,不思进取,穷奢极欲。耽误了中国将近年的发展时光。使中国与第一次工业革命失之交臂。

在乾隆年代一件非常有意思的事情是,美国于年建国,第一任总统是华盛顿。也就是说,华盛顿与乾隆几乎是同一个时代的人,更为巧合的是他们两人都是在年去死的。可见历史有时是很诡异的。

2、第二次工业革命的起源和成就

第二次工业革命起止时间是从19世纪60年代后期开始到20世纪40年代。在第一次工业革命期间,英法两国为了掠夺原材料,积累资本,在全世界包括中国发动侵略战争,特别要提到的是年至年间英法两国发动对中国清朝*府的第二次鸦片战争,使英法两国元气大伤。而此时美德两国相对来说国际国内环境安定,远离战争,能专心地进行工业革命。所以在第二次工业革命过程中,美国和德国科技的发展反而领先于英法两国。

在第二次工业革命中,科学技术的突出贡献主要表现在四个方面:即电力的广泛应用、内燃机和新交通工具的创造、新通讯手段的发明和化学工业的建立。主要的理论基础是年英国科学家法拉第发现的电磁感应现象。根据这个理论,科学家们开始研制发电机.。代表人物和成果主要是年德国人西门子制成了第一台直激式直流发电机;到年,实际可用的发电机问世。意味着人类即将进入电气时代。年比利时人格拉姆发明了电动机。它标志着电力作为新的能源代替蒸汽动力来带动机器。年,法国学者德普勒发现了远距离送电的方法;同年美国发明家爱迪生在纽约建立了美国第一个火力发电站,把输电线联接成网络。从此人类正式进入电气化的时代。这里特别要提到的是美国发明家爱迪生。他一生的发明共有2千多项,拥有专利的一千多项,是举世闻名的美国电学家和发明家,被誉为“世界发明大王”。他除了在留声机、电灯、电话、电报、电影等方面的发明和贡献以外,在矿业、建筑业、化工等领域也有不少著名的创造和真知灼见。年10月28日,爱迪生申请平生第一项专利电子投票记录仪。年11月21日,爱迪生发明留声机。年,汤姆·休斯顿公司与爱迪生电力照明公司合并成立了通用电气公司,开始了通用电气在电气领域长达一个世纪的统治地位。年8月27日,爱迪生发明了有声电影。被世界誉为“电话之父”的是美国另一位发明家和企业家亚历山大·贝尔,他在年2月14日获得了世界上第一台可用的电话机的专利权(发明者为意大利人安东尼奥·梅乌奇),创建了贝尔电话公司。人类从此可以在超越距离进行直接通话。年意大利人可尼试验无线电报取得了成功,旋即在次年的八国联*侵华战争中得到使用。

另一项重大成就是内燃机的创新和使用。年德国发明家奥托创造了第一台往复活塞式四冲程内燃机。年德国人卡尔·弗里特立奇·本茨等人成功地制造出由内燃机驱动的汽车。年亨利·福特发明出一套完整的生产汽车的流水线。年12月17日,莱特兄弟首次试飞世界上第一架飞机“飞行者一号”。飞机是历史上最伟大的发明之一,有人将它与电视和电脑并列为20世纪对人类影响最大的三大发明。莱特兄弟的伟大发明改变了人类的交通、经济、生产和日常生活,同时也改变了世界*事史。世界上第一艘蒸汽轮船是被人们称为“轮船之父”的美国机械工程师罗伯特富尔顿,他在年7月设计出汽轮船“克莱蒙特”号。

第二次工业革命中化学方面的伟大成就是瑞典化学家、发明家,诺贝尔奖的创始人,阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔(-)。他成功地改进了意大利发明家索伯莱格在年发明的一种叫硝化甘油的烈性炸药,诺贝尔发现了可以用雷酸汞装在小管子里(雷管)来引爆硝化甘油,通过这种简单的引爆装置就可以实现人为控制烈性炸药。年,诺贝尔在瑞典获得了硝化甘油引爆装置——雷管的专利权,完成了他人生中的第一项重大发明。诺贝尔一生获得发明专利有项,其中仅炸药类的发明专利就达项,被誉为“炸药大王”。他在去世时,个人财产达0多万克朗,但他没有将财产全部留给亲人,而是写下一份遗嘱,将自己遗产大部分(大约万美元)成立基金,设立诺贝尔奖,将每年所得利息分为物理学奖、化学奖、生理学或医学奖、文学奖以及和平奖5份奖金,授予在这些领域对人类发展作出重大贡献的人。

第二次工业革命同第一次工业革命相比,具有以下三个特点:

首先,在第一次工业革命时期的许多技术发明都来源于工匠的实践经验,科学和技术尚未真正结合。而在第二次工业革命期间,自然科学的新理论发展,使理论成果开始同工业生产紧密地结合起来,科学理论在推动生产力发展方面发挥了更为重要的作用,它与技术的结合使第二次工业革命取得了比第一次工业革命更巨大的成果。

其次,第一次工业革命首先发生在英国,重要的新机器和新生产方法都是在英国发明和开始的,其他国家工业革命的发展进程相对缓慢。第二次工业革命几乎同时发生在几个先进的资本主义国家,新的技术和发明超过一国的范围,其规模和影响更加广泛,发展也比较迅速。

最后,由于第二次工业革命开始时,有些主要资本主义国家如日本尚未完成第一次工业革命,对它们来说,两次工业革命是交叉进行的,它们既可以吸收第一次工业革命,又可以直接利用第二次工业革命的新技术,这些国家的经济发展速度也比较快。

第二次工业革命一方面极大地推动了社会生产力的发展。另一方面,也使得西方资本主义各国在经济、文化、*治、*事等各个方面的发展极不平衡,帝国主义国家之间争夺市场经济和争夺世界霸权的斗争更加趋于激烈,同时帝国主义对落后国家发动的战争也促进了世界殖民体系的形成,垄断组织应运而生。导致世界顺理成章逐渐成为一个整体。

3、第三次工业革命的起源和成就

第三次工业革命大约从20世纪第二次世界大战之后的四五十年代开始直到现在,人类开始进入信息化时代。标志性的成就是计算机的发明、信息化和通信产业的变革以及原子能、电子计算机、空间技术和生物工程的广泛应用。美国仍然是第三次工业革命的引领者。

第三次工业革命出现的原因,既是由于当时科学理论出现了重大突破,加上一定的物质和技术基础的形成,同时也是由于当时社会发展的需要,特别是第二次世界大战期间和第二次世界大战以后,与*事有关的尖端技术飞速发展,原子能,电子计算机,火箭技术三大尖端成果的发明使用,使各国迫切需要运用高科技成果。从某种意义上来说,正是第二次世界大战促成了科学技术历史进程的一次重要转折。

第三次工业革命有哪些发明创造?

从时间发展顺序上来说,首先应该是在原子能技术的利用和发展方面:第二次世界大战之后,重新开始建立大国秩序,特别是以美国和苏联为首的两大敌对集团开始*备竞赛,极大地刺激了*用科技的创新发明。在年7月16日,美国成功地制造出了历史上的第一枚原子弹,紧接着二十天后美国将成功制造的原子弹投放到日本的广岛和长崎,美国对日核打击是迄今为止唯一在战争中使用核弹。仅仅过了四年,在年苏联也试爆原子弹成功。年,美国又试制成功氢弹。年~年间,英国、法国和中国相继试制核武器成功。原子能的技术首先被应用于*事领域,和平利用原子能工业也有一定发展。年6月,苏联建成第一个原子能电站。年,苏联第一艘核动力破冰船下水。

其次是在空间技术的利用和发展方面:苏联在年10月4日发射了世界上第一颗人造地球卫星开始的。人类从此进入了利用航天器探索外层空间的新时代。人造地球卫星的发射极大地刺激了美国。于是在年1月31日美国也发射了人造地球卫星“探索者1号”。接着苏联在年1月2日发射成功了第一个摆脱地球引力场的航天器“月球1号”。它是人类第一个人造行星,它将永远地围绕太阳公转,周期为天。年9月12日苏联又发射了无人月球探测器“月球2号”,它是世界上第一个在月球表面硬着陆的航天器。月球2号的探测结果表明,月球没有磁场,且月球周围没有像范艾伦带一样的辐射带。在月球2号上携带了两枚刻有苏联国徽的装饰物。年9月15日,苏联当时的领导人赫鲁晓夫把一枚这种装饰物的复制品送给了美国总统艾森豪威尔。正在美国人瞠目结舌之时,苏联宇航员加加林又在年4月12日乘坐“东方号”飞船飞上了太空并且返回地球。后来前苏联又发射了上升号和联盟号飞船。苏联在太空技术方面的领先发展极大地刺激了美国人。于是美国加大了人员和经费投入到太空航天器的研究中,终于在年5月5日,命名为自由7号的水星飞船在卡纳维拉尔角空*基地由改装的红石火箭发射升空,飞船上乘坐的是美国第一位宇航员阿兰·谢帕德。紧接着美国在年2月20日,又发射了载人飞船“水星”6号,航天员格伦中校驾驶“水星”6号飞船绕地球飞行3圈,历时4小时55分23秒,在大西洋海面安全返回。格伦因此成为美国第一个进入地球轨道的人。后来美国又在年12月4日发射了“双子星座号”卫星式载人宇宙飞船。宇宙飞船上有两名宇宙航行员:博尔曼和洛弗尔。“双子星座”号系列飞船是美国的第二代载人飞船。年4月12日,美国第一个可以连续使用的哥伦比亚航天飞机试飞成功,并于2天后安全降落。它身兼火箭、飞船、飞机等3种特性,是宇航事业的重大突破。两个大国的*备竞赛从空间技术发展到各个科技领域。美国最终领先于苏联和其他国家,直到今天美国仍然是世界上的头号科技强国。

年以来,中国宇航空间技术迅速发展,现已跻身于世界宇航大国之列。年10月15日,我国第一艘载人飞船“神舟五号”发射成功,中国人几千年的飞天梦想终成现实。中国成为继苏联/俄罗斯和美国之后世界上第三个将人类送入太空的国家,由此拉开了中国人探索太空的序幕。特别值得一提的是,在年6月17日又在酒泉卫星发射中心发射了神舟十二号载人飞船,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,并在“天和”核心舱轨驻留3个月。9月16日神舟十二号载人飞船撤离空间站组合体;9月17日13时30分许,神十二返回舱在东风着陆场安全降落。这是中国人的骄傲,充分彰显了伟大的中国道路、中国精神和中国力量。

最后是在电子计算机技术的利用和发展方面:世界上第一台电子管计算机“ENIAC”于年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生。发明人是美国人莫克利(JohnW.Mauchly)和艾克特(J.PresperEckert)。美国国防部用它来进行弹道计算。它是一个庞然大物,用了个电子管,占地平方米,重达30吨,耗电功率约千瓦,每秒钟可进行次运算,ENIAC以电子管作为元器件,所以又被称为电子管计算机,是计算机的第一代。年5月24日,贝尔实验室使用只晶体管组装了世界上第一台晶体管计算机TRADIC。特别是年12月18日,IBM公司推出了IBM型全晶体管大型机,使用穿孔卡片,有32K内存,系统用5K,用户用27K,用户数据在内存和一台磁鼓之间切换,运算速度达到每秒次。到年IBM公司生产的晶体管计算机运算速度已经达到每秒万次。从-年期间,是中小规模集成电路计算机时期,当时已经出现许多电子元件和电子线路集中在很小的面积或体积上的集成电路,每秒运算达千万次,它适应一般数据处理和工业控制的需要,使用方便。IBM是最为著名的集成电路计算机。从年开始到现在是第四代大规模集成电路发展时期,由于在硅半导体上集成了大量的电子元器件,集成度很高的半导体存储器也取代了磁芯存储器。年的计算机每秒可运算1.5亿次。上世纪80年代发展为智能计算机。上世纪90年代出现光子计算机、生物计算机等。大体上每隔5-8年,运算速度提高10倍,体积缩小10倍,成本也降低10倍。

中国的计算机研究虽然起步比美国晚了13年,但在年周恩来总理就亲自主持制定的《十二年科学技术发展规划》中,把计算机列为我国发展科学技术的重点之一,并在年筹建了中国第一个计算技术研究所,开始研制通用数字电子计算机,年8月1日该机可以表演短程序运行,运行速度每秒0次。标志着我国第一台电子数字计算机诞生。年4月研制成功一台小型通用电子数字计算机机。年我国第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机机研制成功。年,中科院计算所研制成功了我国第一台大型晶体管计算机,运算速度为每秒5万次的晶体管电子计算机,该机为两弹试验中发挥了重要作用;称为中国第二代计算机。20世纪70年代初,在上海试制成功中国第一台集成电路通用数字电子计算机,每秒钟运算速度达到11万次,一般称为中国第三代计算机。中国能够制造每秒钟运算速度达到10万次以上的电子计算机。年,清华大学等单位联合设计、研制成功采用集成电路的DJS-小型计算机,运算速度达每秒万次。年,国防科技大学"银河Ⅰ号"巨型计算机研制成功,运算速度达每秒1亿次。这是我国高速计算机研制的一个重要里程碑。到了年,曙光0大型机通过鉴定,其峰值可达每秒25亿次。年,全球超级计算机TOP组织17日在美国正式发布了全球超级计算机强最新排行榜,中国国防科技大学研制的“天河二号”超级计算机,以每秒33.86千万亿次的浮点运算速度,第四次摘得全球运行速度最快的超级计算机桂冠。所以,从上述过程中我们不难看出,我国在电子计算机研究和开发方面追赶世界的发展潮流成绩是非常巨大的。

第三次工业革命也称为科技革命不仅极大地推动了人类社会经济、*治、文化领域的变革,而且也影响了人类生活方式和思维方式,随着科技的不断进步,人类的衣、食、住、行、用等日常生活的各个方面也在发生了重大的变革。

第三次科技革命同前两次技术革命相比,有三个特点:

首先,科学技术在推动生产力的发展方面起重越来越重的作用,科学技术转化为直接生产力的速度加快。其次,科学和技术密切结合,相互促进。随着科学实验手段的不断进步,科研探索的领域也在不断开阔。最后,科学技术各个领域之间相互联系加强,在现代科技发展的情况下,出现了两种趋势:一方面学科越来越多,分工越来越细,研究越来越深入化,另一方面学科之间的联系越来越密切,相互联系渗透的程度越来越深,科学研究朝着综合性方向发展。

4、世界科学中心的五次大转移

前面我们谈到第一次工业革命起源与英国。第二次工业革命主要是由德国和美国引领的。第三次工业革命则主要是美国也包括前苏联的作用。伴随着工业革命带来世界科学中心的几次转移。

近代科学开始于14-16世纪,伴随着文艺复兴而诞生,它始于意大利,并扩散到欧洲其他国家。自此,世界舞台上发生了一次又一次科学中心的转移。

什么叫世界科学中心?这个概念在最早是由英国学者贝尔纳提出的,他借此描述科学力量的转移现象。后来日本学者汤浅光朝受到启发,用定量的方式描述了16-20世纪世界科学活动中心及其转移的情况。如果一个国家的科学成果超过全世界总数的25%,则这个国家就称为世界科学中心;该国成果超过25%所持续的时间,称之为科学兴隆期。

依据这个定义,科学史家们公认当今世界科学中心有过五次大转移,分别是在意大利。英国,法国,德国及美国。具体来说:

第一次科学中心在意大利(4—):科学启蒙时代。第二次科学中心在英国(—):机械时代。第三次科学中心在法国(—):化工时代。第四次科学中心在德国(—1):电气时代。第五次科学中心在美国(1年至今):电子时代。

下面简单介绍一下五个科学中心的情况。

(1)、意大利:第一个世界科学中心(—年)

为什么意大利会成为第一个世界科学中心?如果大家看到过著名的意大利画家拉斐尔·桑西(RaffaelloSanti,-)于-年创作的壁画作品《雅典学院》就不感到奇怪。在该画中拉斐尔以古希腊哲学家柏拉图举办雅典学院之逸事为题材,打破时空界限,把代表当时哲学、数学、音乐、天文等不同学科领域的文化名人会聚一堂,以回忆历史上学科发展的*金时代。该画的影响远远超出它在艺术方面的成就,令人非常震撼。

尤其到16世纪中期,资本主义萌芽产生并带动发达的商品贸易,为意大利科学革命和成为世界科学中心打下基础。*治运动与人文主义的产生促进了思想解放,激发了当时人们研究自然现象、探究自然界规律的兴趣,从而为科学革命的产生奠定了基础。其次意大利的教育体系为其成为科学中心提供了支撑。技术的进步为意大利科学的进步提供了新事实及新技术,使得真正有系统的实验科学成为“可能”。意大利成为世界科学中心与科学知识自身增长规律相契合,引发了科学革命。同时意大利一些地区的城邦中出现了一批重要的自然哲学家,使意大利成为近代科学活动的第一个中心。

(2)、英国:第二个世界科学中心(—年)

英国成为第二个世界科学中心并不令人感到意外。因为第一次工业革命起源于英国。尤其是英国在16-17世纪涌现出吉尔伯特(Gilbert,-)、波义耳(Boyle,-)、牛顿(Newton,-)、胡克(Hooke,-3)、哈雷(Halley,-)、布拉德莱(Braldey,-)、哈维(Harvey,-)等各领域内的大师,开辟了力学、化学、生理学等多个现代学科,成为世界上第二个科学中心。

英国经济的发展与资本主义生产方式的确立使得英国成为欧洲当时最富庶的国家之一。资产阶级革命的成功,为英国自然科学的发展提供了制度保障。大学教育的发展及教育理论的创新对科学中心向英国转移提供了巨大支撑。工业发展及技术进步为新知识的产生提供新需求及新工具。英国成为世界科学中心,与牛顿完成自然哲学的综合以及对其他学科产生影响有着密切联系。

(3)、法国:第三个世界科学中心(—年)

法国之所以继英国之后成为又一个世界科学中心,根本原因首先是18世纪中期到19世纪中期,法国涌现出了达朗贝尔(dAlembert,-)、萨迪·卡诺(SadiCarnot,-)、拉普拉斯(Laplace,-)、布丰(Buffon,-)等一大批伟大的科学家。其次是法国积极推进本国的工业化进程,大力发展本国的独特工业体系,提升了法国的整体工业实力。加上整个国家支持自然科学的发展,使科学研究建制化,极大地推动了当时科学研究事业的发展。最后是因为到了18世纪晚期,法国积极推进高等教育理工学院的建设。通过这个新系统,自然科学、数学和工程技术建立起了不同层面的稳固联系,新的体制极大地促进了科学技术的职业化。导致19世纪中后期,法国逐渐确立了技术发明的个人财产权,极大提升了人们致力于技术发明的热情。法国科学家在热力学、化学、天体力学等学科领域作出了突出贡献,为后来的内燃机革命及化学革命提供了理论基础,引领了当时世界科学发展的潮流。

(4)、德国:第四个世界科学中心(—1年)

19世纪20年代至20世纪20年代,德国科学发展突飞猛进。李比希(Liebig,-)创立了有机化学,维勒(Wohler,1-)成功合成尿素,施莱登(Schleiden-)和施旺创立细胞学说,爱因斯坦(Einstein,-)提出相对论,普朗克(Planck,-)提出量子概念,伦琴(Rntgen,-)发现X射线,德国开始引领科学的发展。

19世纪中期起,德国工业迅速崛起,为德国科学的崛起提供了物质基础。德国的开明君主专制制度为德国科学的复兴提供了*治保障,教育和科研体系具有稳定的自我增长空间而不受过多干预,使得先进的、有利于自然科学发展的制度得以存续并释放自己的潜力。

德国文化中含有尊重科学的内在因子,且实用主义文化逐渐占据主导地位,为科学的崛起及科研成果的转化提供了良好的文化氛围。现代大学制度(柏林大学模式)的建立,是推动德国成为世界科学中心的重要因素。

德国创建了强大的工业实验室,把科学与企业结合起来,科学研究获得了资金,企业获得了基于科研的技术,有力地推动了物理、化学等学科的发展。源起于德国的有机化学、量子力学等学科,成为当时引领世界科学发展的带头学科。

(5)、美国:第五个世界科学中心(1年至今)

自19世纪末20世纪初开始,美国在经济文化等各方面取得了举世瞩目的成绩,并于1年取代德国,成为保持至今的世界科学中心地位。与法国和德国不同,美国的基本模式是外源性而非内生性的。

20世纪初,美国拥有雄厚的经济及工业基础,经济的繁荣为美国科学研究提供了良好的经济条件。美国*府将基础研究视为国家崛起及强盛的根本性要素,为美国成为新的世界科学中心奠定了*治基础。通过学习欧洲先进教育制度,建立起完善的研究型大学体系,同时通过人才引进,使美国短时间内成为世界科学研究强国。

第二次世界大战使美国成为最大赢家,强化了其超级大国的地位。实用主义文化造成了美国重视技术的传统,为科学的发展提供了必要的物质条件。美国工业界通过建立工业实验室、研发机构,以及建立各种支持自然科学研究的基金会,形成了良性的“工业支持科学、科学界反哺工业”传统。美国还抓住了量子力学革命及信息技术革命机遇,迅速站在世界科学领域前沿。

世界科学中心的转移,给我们带来哪些历史性的启示?

世界科学中心的形成需要具备许多条件,当多重有利条件都具备时,科技后进国家的脱颖而出或后来居上才可能发生。通过世界科学中心演进规律分析,得出世界科学中心转移的若干历史启示。

首先是经济高速发展的带动作用。无论是意大利、英国、法国,还是德国、美国,在科学中心兴起之前,往往有一个经济高速发展期。同时经济的发展往往会提出各种技术性需求,从而推动自然科学家去探索自然界、寻找新方法来解决这些现实问题,技术也相应得到快速发展。经济与技术越发达,为自然科学家所提供的技术工具、实验仪器越先进,有助于科学家发现新现象、新材料、新方法。此外,经济发展促进了教育繁荣、人才辈出,更多智力精英生活得到充分保障,从而心无旁骛地投身科学事业。

其次是科技、经济一体化协同发展。在科学发展的早期阶段至19世纪中期,科学中心的形成和演进与技术中心的关联性不大。然而自19世纪中期第二次工业革命以来,科学、技术、经济日益一体化。技术的发展越来越多地需要从科学研究中获得支持,经济增长也愈来愈多地依赖于科学与技术,科学、技术、经济逐渐形成一种正相关的良性循环系统。

最后,简单谈谈数学在科学中心转移中的作用。表面上看起来数学与国家强盛和科学中心转移毫无关系,但如果细究你就会明白,数学才是社会发展和进步最基础的引擎。

年之前,数学的重心在英法,那时候英法数学家灿若星辰,笛卡儿、拉格朗日、牛顿、贝叶斯、泰勒、拉普拉斯、柯西、傅里叶、伽罗瓦、庞加莱等等,无一不是数学天才。而这个时候,正是英法争霸的时代。

年-年,德皇威廉三世战败后开始教育改革,德国很快取代英法成为数学世界的中心。高斯、黎曼、康托尔、狄利克雷、雅可比、希尔伯特在数学界领袖群伦。这段时间的德国,迅速成长为全世界最强大的国家之一。

年之后,一大批科学家哥德尔、爱因斯坦、德拜、冯·诺依曼、费米、佛里德里希、冯卡门、海林格、柯朗、纽格堡、外尔、魏格纳……其中很多优秀的数学家从欧洲逃亡北美,数学的大本营从德国转向美国,从此以后直到今天,美国成了世界数学的中心。

从英法到德国再到美国,数学的接力棒握在谁手里,谁就是世界上的科学中心和最强大的国家。

第一次工业革命第二次工业革命第三次工业革命
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