自然科學(xué)概述第一頁，共五十一頁，2022年，8月28日第一節(jié)自然科學(xué)發(fā)展歷程一、古代自然科學(xué)成就二、近代自然科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)革命三、現(xiàn)代自然科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢

第二頁，共五十一頁，2022年，8月28日人類技術(shù)的萌芽——磨制石器人類歷史有300多萬年，原始人類主要以石頭為原料制成生產(chǎn)工具，稱為石器時(shí)代

。其中99%以上時(shí)期是以打制石器為主的舊石器時(shí)代，直到距今約一萬年前才進(jìn)入以磨制石器為主的新石器時(shí)代。第三頁，共五十一頁，2022年，8月28日人類第一個(gè)“發(fā)明”——弓箭一萬年前人類才有了第一個(gè)“發(fā)明”——弓箭。弓箭這種遠(yuǎn)距離殺傷武器大大地提高了生產(chǎn)效率，古人因此有了獵物剩余，也才有了“家畜”的馴養(yǎng)，人類才由狩獵生活進(jìn)入了畜牧生活。第四頁，共五十一頁，2022年，8月28日使人類徹底從動(dòng)物中分離出來的重大發(fā)明

——鉆木取火一萬年前，人類有了一個(gè)更偉大的發(fā)明——鉆木取火。火的使用使人類得以熟食、取暖、防衛(wèi)、照明、刀耕火種，使人類的生存環(huán)境得到了實(shí)質(zhì)性的改善，也使人類徹底從動(dòng)物中分離出來。第五頁，共五十一頁，2022年，8月28日人類制造的第一種非自然產(chǎn)物——陶瓷一萬年前人類還發(fā)明了制陶技術(shù)，這是人類制造的第一種非自然產(chǎn)物。

第六頁，共五十一頁，2022年，8月28日人類技術(shù)發(fā)展史上的第一次飛躍

——青銅器時(shí)代大約6500年前，人類發(fā)明了高溫冶煉技術(shù)，制造出第一種金屬——青銅，并以青銅為材料制造工具、用具、武器，人類進(jìn)入了青銅器時(shí)代。青銅是紅銅和錫或鉛的合金，熔點(diǎn)在700～900℃之間，具有優(yōu)良的鑄造性，很高的抗磨性和較好的化學(xué)穩(wěn)定性。從使用石器到鑄造青銅器是人類技術(shù)發(fā)展史上的飛躍，是社會(huì)變革和進(jìn)步的巨大動(dòng)力。第七頁，共五十一頁，2022年，8月28日人類技術(shù)發(fā)展史上的“第一次浪潮”

——鐵器時(shí)代大約4000年前，人類發(fā)明了煉鐵技術(shù)，鐵器堅(jiān)硬、韌性高、鋒利，勝過石器和青銅器。鐵器的廣泛使用，使人類的工具制造進(jìn)入了一個(gè)全新的領(lǐng)域，生產(chǎn)力得到極大的提高。鐵器的使用，導(dǎo)致了世界上一些民族從原始社會(huì)發(fā)展到奴隸社會(huì)，也推動(dòng)了一些民族脫離了奴隸制的枷鎖而進(jìn)入了封建社會(huì)。以金屬農(nóng)具為代表的整套農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣應(yīng)用，形成了人類史上“第一次浪潮”，成為人類社會(huì)發(fā)展的第一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。從此人類文明才得以大踏步前進(jìn)。第八頁，共五十一頁，2022年，8月28日目前國際學(xué)術(shù)界公認(rèn)的文明古發(fā)源地有五個(gè):古巴比倫（公元前4000年到公元前2250年之間）古埃及（公元前3500年）、古希臘（公元前3000年～1100年之間）古印度（公元前2000年）、古中國（公元前1600年商朝建立）一、古代自然科學(xué)成就第九頁，共五十一頁，2022年，8月28日世界文明古發(fā)源地第十頁，共五十一頁，2022年，8月28日中國古代

自然科學(xué)成就第十一頁，共五十一頁，2022年，8月28日（一）中國古代自然科學(xué)成就1、中國古代四大發(fā)明2、中國古代天文學(xué)成就3、中國古代農(nóng)學(xué)成就4、中國古代的醫(yī)學(xué)成就5、中國古代的地理成就6、古代中國技術(shù)第十二頁，共五十一頁，2022年，8月28日1、中國古代四大發(fā)明造紙術(shù)火藥指南針印刷術(shù)第十三頁，共五十一頁，2022年，8月28日

中國是世界上最早發(fā)明紙的國家。公元前2世紀(jì)西漢初期已經(jīng)有了絲棉紙。東漢元年(公元105年)，蔡倫在改進(jìn)造紙技術(shù)方面做出了重要貢獻(xiàn)。提出了用樹皮、麻頭、破布和魚網(wǎng)作原料的造紙新技術(shù)。這一技術(shù)不僅使原料來源更為廣泛，而且紙的質(zhì)量也大大提高了，人稱“蔡侯紙”。文獻(xiàn)發(fā)展史上的革命——造紙術(shù)蔡倫（61年—121年）第十四頁，共五十一頁，2022年，8月28日

我國紙張和造紙技術(shù)西傳幾乎與紙的發(fā)明同時(shí)。在其發(fā)明后的一千多年間，傳遍了全世界。記載并傳播人類創(chuàng)造的科學(xué)文化，促進(jìn)世界各國經(jīng)濟(jì)、文化的交流與發(fā)展。漢代造紙工藝流程圖第十五頁，共五十一頁，2022年，8月28日

海上航行的眼睛——指南針戰(zhàn)國時(shí)期，我國就已經(jīng)利用磁鐵制成了一種指示方向的工具，叫“司南”。“司南”就是指南的意思。到了元朝，發(fā)展成為羅盤指南針，用起來更方便，海上航行即使遇到驚濤駭浪也能準(zhǔn)確地指示方向。第十六頁，共五十一頁，2022年，8月28日文化傳播的杠桿——印刷術(shù)發(fā)明：印刷術(shù)是以紙的發(fā)明為前提的。遠(yuǎn)在唐代，中國民間已經(jīng)開始用雕版來印刷佛經(jīng)、佛像和歷書。目前所能看到的最早的雕版印刷實(shí)物，是中國敦煌發(fā)現(xiàn)的唐代雕版印刷的《金剛經(jīng)》。根據(jù)所注的雕版日期確認(rèn)其是公元868年的印刷品。這是世界上最早的印刷術(shù)。發(fā)展：根據(jù)沈括《夢溪筆談》記載，最早發(fā)明活字印刷術(shù)的是我國宋朝人畢升，時(shí)間是公元1041─1043年。

傳播：東傳朝鮮、日本，西傳埃及和歐洲促進(jìn)了人類文化的保留、傳播和發(fā)展。畢升（約970年—1051年）

第十七頁，共五十一頁，2022年，8月28日轟開人類通向文明之路——火藥火藥的主要原料是木炭，硝石和硫磺，它被火點(diǎn)著或用力敲打之后即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生猛烈的爆炸。火藥是一種超常的能量，這種能量開辟了近代世界的發(fā)展通路。火藥的發(fā)明源自煉丹術(shù)。煉丹家用硫黃、硝石等物煉丹，從偶然發(fā)生爆炸的現(xiàn)象中得到啟示，再經(jīng)過多次實(shí)踐，找到了火藥的配方。中國的火藥配制技術(shù)大約于公元8世紀(jì)首先傳到了阿拉伯和波斯。14世紀(jì)初傳至歐洲，使歐洲的歷史發(fā)生了重大改變。第十八頁，共五十一頁，2022年，8月28日“火藥、指南針、印刷術(shù)——這是預(yù)告資產(chǎn)階級社會(huì)到來的三大發(fā)明。火藥把騎士階層炸得粉碎，指南針打開了世界市場并建立了殖民地，而印刷術(shù)則變成了新教的工具，總的來說變成了科學(xué)復(fù)興的手段，變成對精神發(fā)展創(chuàng)造必要前提的最強(qiáng)大的杠桿。”馬克思評論：第十九頁，共五十一頁，2022年，8月28日2、中國古代天文學(xué)成就（1）我國歷法的精密度一直名列世界前茅（2）我國古代積累了世界上最豐富、最完整的天象資料（3）我國古代獨(dú)具特色的天文觀測儀器（4）我國古代也曾提出過“蓋天說”、“渾天說”和等宇宙結(jié)構(gòu)理論第二十頁，共五十一頁，2022年，8月28日（1）我國歷法的精密度一直名列世界前茅早在4000多年前的夏朝，就開始有了歷法。殷代的歷法一年為365.25天，是當(dāng)時(shí)世界上最精密的數(shù)值。宋代制定的《統(tǒng)天歷》更精確到365.2425天，這樣每3320年才會(huì)相差1天。南北朝的祖沖之（公元429年～公元500年）在制定《大明歷》時(shí)，最早將“歲差”引進(jìn)歷法，經(jīng)他推算出的回歸年長度為365.2428148日，與今日推算值只差46秒。第二十一頁，共五十一頁，2022年，8月28日最古的日月食記錄：《尚書·胤征》中記載了公元前2137年的一次日食，這是世界上最古的日月食記錄。最古的新星、超新星記錄：商代甲骨卜辭中記載著大約公元前13世紀(jì)出現(xiàn)于天蝎座α星（我國稱作心宿二）附近的一顆新星：“七日已巳夕……新大星并火”。最古的哈雷彗星記錄：《竹書記年》中記錄的周昭王十九年（公元前1034年），“有星孛于紫微”，這是世界公認(rèn)的最早對哈雷彗星的記載。最古的太陽黑子記錄：《漢書·五行志》記載了公元前43年，“日黑居仄，大如彈丸”，這是目前公認(rèn)的世界上最早的太陽黑子記載。（2）我國古代積累了世界上最豐富、最完整的天象資料第二十二頁，共五十一頁，2022年，8月28日渾天儀、地動(dòng)儀：東漢著名科學(xué)家張衡（公元78年～139年）制作的演示實(shí)際天象的渾天儀，預(yù)測地震的候風(fēng)地動(dòng)儀。水運(yùn)儀象臺(tái)：宋代天文學(xué)家蘇頌（公元1020年～1101年）設(shè)計(jì)建造的水運(yùn)儀象臺(tái)，被認(rèn)為是世界上最早的天文鐘。圭表、簡儀：元代科學(xué)家郭守敬（公元1231年～1316年）制造的圭表、簡儀等既準(zhǔn)確，又精致。（3）我國古代獨(dú)具特色的天文觀測儀器第二十三頁，共五十一頁，2022年，8月28日張衡我國東漢時(shí)期偉大的科學(xué)家、文學(xué)家。張衡對中國古代的天文學(xué)、地震學(xué)和機(jī)械力學(xué)作出了杰出的貢獻(xiàn).傳說他還制造過指南車、記里鼓車等，因其機(jī)械制造水平很高，被尊稱為“木圣”。

第二十四頁，共五十一頁，2022年，8月28日水運(yùn)儀象臺(tái)水運(yùn)儀象臺(tái)是我國古代一種大型的天文儀器，由宋朝天文學(xué)家蘇頌等人創(chuàng)建。它是集觀測天象的渾儀、演示天象的渾象、計(jì)量時(shí)間的漏刻和報(bào)告時(shí)刻的機(jī)械裝置于一體的綜合性觀測儀器，實(shí)際上是一座小型的天文臺(tái)。整個(gè)水運(yùn)儀象臺(tái)高12米，寬7米，共分3層，這臺(tái)儀器的制造水平堪稱一絕，充分體現(xiàn)了我國古代人民的聰明才智和富于創(chuàng)造的精神第二十五頁，共五十一頁，2022年，8月28日漏刻從一個(gè)漏壺流出的水，流入一個(gè)直柱形容器，箭在其中便逐漸上浮。只要流注均勻，箭刻便可均勻上升，計(jì)時(shí)易于精確，為了得到均勻水流，自東漢起就采用復(fù)式漏壺：從一個(gè)漏壺向第二個(gè)漏壺注水，重疊使用二級以至六級，最后的漏壺才把水注入放置浮箭的壺。第二十六頁，共五十一頁，2022年，8月28日觀星臺(tái)觀星臺(tái)是一座高大的青磚石結(jié)構(gòu)建筑，由臺(tái)身和量天尺組成，臺(tái)身形狀是覆斗狀，其作用是“晝參日影，夜觀極星，以正朝夕”。觀星臺(tái)不僅保存了我國古代圭表測影的實(shí)物，也是自周公土圭測影以來測影技術(shù)發(fā)展的高峰，它反映了我國天文科學(xué)發(fā)展的卓越成就，對于研究我國天文史和建筑史都具有很高的價(jià)值。各種天文儀器：沈括浮漏，正方案，仰儀，景符，日晷，觀星臺(tái)現(xiàn)為對外開放的文物旅游景點(diǎn)，第二十七頁，共五十一頁，2022年，8月28日日晷“日晷”是利用日影位置的變化，計(jì)量時(shí)間的一種儀器，它是由圭表演變而來。我國傳統(tǒng)的日晷是赤道式的，晷面一般為石質(zhì)，晷面和地球面（也是天球赤道面）平行，晷面中心立一根垂直于晷面的銅制指針，這個(gè)指針，同地球自轉(zhuǎn)軸的方向是平行的，晷西邊緣刻有子、丑、寅、卯等等十二個(gè)時(shí)辰，每年春分以后，看盤上面的針影，秋分以后看盤下面的針影，太陽繞日晷運(yùn)動(dòng)，使針影投射向晷面，晷面上指示的地方時(shí)刻就是真正當(dāng)?shù)氐奶枙r(shí)刻。第二十八頁，共五十一頁，2022年，8月28日觀星臺(tái)之仰儀郭守敬，王恂等人測影時(shí)，在石圭上面的兩條平水渠中，裝水取平，根據(jù)“針孔成象”的原理放置“景符”。在臺(tái)上40尺處，架橫梁一根。日中時(shí)，梁影通過“景符”投射在石圭上，這就是當(dāng)天的日影長度，郭守敬等人通過實(shí)地測驗(yàn)，掌握了日、月、星辰和地球的運(yùn)轉(zhuǎn)規(guī)律，測定了二十四節(jié)，特別是夏至、冬至、春分、秋分的精確時(shí)刻，推算出一個(gè)回歸年的長度為365.2425日，合今天為三百六十五天五時(shí)四十九分十二秒，并制訂出《授時(shí)歷》頒布全國執(zhí)行。第二十九頁，共五十一頁，2022年，8月28日(4)我國古代也曾提出過“蓋天說”、“渾天說”和等宇宙結(jié)構(gòu)理論蓋天說渾天說第三十頁，共五十一頁，2022年，8月28日3、中國古代農(nóng)學(xué)成就隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，我國出現(xiàn)了許多農(nóng)學(xué)專著，記錄了我們祖先向大自然進(jìn)軍中所取得的豐碩成果。《呂氏春秋》----有四篇專講農(nóng)業(yè)，現(xiàn)存最古老的農(nóng)學(xué)論文《齊民要術(shù)》----古老而完整的農(nóng)學(xué)巨著，作者北魏賈思勰《農(nóng)書》----作者南宋初年陳敷《王禎農(nóng)書》----作者元代王禎《農(nóng)政全書》----集古代農(nóng)學(xué)之大成的著作第三十一頁，共五十一頁，2022年，8月28日《農(nóng)政全書》明末杰出的科學(xué)家徐光啟編寫。本書匯總了祖國歷代農(nóng)學(xué)各方面的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，是一部我國古代農(nóng)業(yè)科學(xué)的百科全書。分為：《農(nóng)本》、《田制》、《農(nóng)事》、《水利》、《農(nóng)器》、《樹藝》、《蠶桑》、《蠶桑廣類》、《種植》、《牧養(yǎng)》、《制造》和《荒政》共12大門類第三十二頁，共五十一頁，2022年，8月28日3、中國古代的醫(yī)學(xué)成就（1）《黃帝內(nèi)經(jīng)》——最早的醫(yī)學(xué)經(jīng)典（2）《神農(nóng)本草經(jīng)》——中國最早的藥物學(xué)專著（3）張仲景(公元2世紀(jì)中～3世紀(jì)初)

《傷寒雜病論》神醫(yī)華佗已經(jīng)開始使用“麻沸散”施行全身麻醉來進(jìn)行外科手術(shù)。

（4）公元610年，巢方編纂的《諸病源候論》，專對疾病癥性狀進(jìn)行分類描述，比西方同類著作早1000年。（5）明朝李時(shí)珍所著的《本草綱目》，本書規(guī)模宏大，內(nèi)容準(zhǔn)確嚴(yán)謹(jǐn)，是我國中藥學(xué)的集大成之作。（6）中國在16世紀(jì)中葉，就首先應(yīng)用人痘接種來預(yù)防天花；從北宋初期起，我國就可以從尿中提取激素。

第三十三頁，共五十一頁，2022年，8月28日4、中國古代的地理成就（1）《周易》一書首先提出了“地理”名稱。（2）戰(zhàn)國時(shí)期的《山海經(jīng)》反映了那個(gè)時(shí)期人們對中外地理的認(rèn)識(shí)。（3）西晉裴秀繪制出《禹貢地域圖》，提出繪制地圖的6項(xiàng)原則，即“制圖六體”。這一理論一直沿用到明末。（4）北魏地理學(xué)家酈道元作《水經(jīng)注》，是一部綜合性地理著作。（5）明代地理學(xué)家徐霞客的《徐霞客游記》是一部地理學(xué)巨著，書中對石灰?guī)r溶蝕地貌的觀察和記述，早于歐洲約兩個(gè)世紀(jì)。第三十四頁，共五十一頁，2022年，8月28日（1）農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)技術(shù)（2）紡織和瓷器制造（3）四大發(fā)明（4）建筑技術(shù)和水利工程（5）冶金和造船技術(shù)5、古代中國技術(shù)第三十五頁，共五十一頁，2022年，8月28日龍骨水車亦稱“翻車”、“踏車”、“水車”，省稱“龍骨”。一種用于排水灌溉的機(jī)械。其結(jié)構(gòu)是以木板為槽，尾部浸入水流中。另一端有小輪軸，固定于堤岸的木架上。用時(shí)踩動(dòng)拐木，使大輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)槽內(nèi)板葉刮水上行，傾灌于地勢較高的田中。后世又有利用流水作動(dòng)力的水轉(zhuǎn)龍骨車，利用牛拉使齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的牛拉翻車。以及利用風(fēng)力轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)轉(zhuǎn)翻車。廣東等地用手搖的較輕便，施于田間水溝，稱“手搖拔車”。第三十六頁，共五十一頁，2022年，8月28日水利明珠——都江堰都江堰位于四川成都平原西部的岷江上，建于公元三世紀(jì)，是中國戰(zhàn)國時(shí)期秦國蜀郡太守李冰及其子率眾修建的一座大型水利工程，是全世界至今為止，年代最久、唯一留存、以無壩引水為特征的宏大水利工程。2200多年來，至今仍發(fā)揮巨大效益，李冰治水，功在當(dāng)代，利在千秋，不愧為文明世界的偉大杰作，造福人民的偉大水利工程。第三十七頁，共五十一頁，2022年，8月28日青花瓷彩瓷瓷器第三十八頁，共五十一頁，2022年，8月28日趙州橋又名安濟(jì)橋，坐落在石家莊東南約四十多公里趙縣城皎河之上,，建于隋代大業(yè)元年至十一年,由匠師李春監(jiān)造。它以最古老的石拱橋獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷，是中國現(xiàn)存最著名的一座古代石拱橋。趙州橋最大的科學(xué)貢獻(xiàn)，則在于它的“敞肩拱”的創(chuàng)造。在大拱的兩肩，砌了四個(gè)并列的小孔，既增大流水通道，節(jié)省石料，減輕橋身重量，又利于小拱對大拱的被動(dòng)壓力，增強(qiáng)了橋身的穩(wěn)定性。這就有力地保證了安濟(jì)橋在1400多年的歷史中，經(jīng)受住無數(shù)次洪水沖擊，8次大地震搖撼，以及車輛重壓，至今仍巍然挺立在河之上。第三十九頁，共五十一頁，2022年，8月28日天壇回音壁北京天壇的回音壁由于內(nèi)側(cè)墻面平整光潔，使外來音響沿內(nèi)孤傳遞，久久回蕩。如站在壁前輕輕哼唱，和聲隨之而起，深沉婉轉(zhuǎn)，娓娓動(dòng)聽；如放聲喚之，則回聲四起，洪亮粗獷，縈繞耳畔，蕩人心懷。皇穹宇第四十頁，共五十一頁，2022年，8月28日應(yīng)縣木塔中國古代所建木塔數(shù)以千計(jì)，然而僅應(yīng)縣木塔保存至今，它也是目前世界上最高，最古老的木構(gòu)建筑，被譽(yù)為“天下第一塔”。第四十一頁，共五十一頁，2022年，8月28日四川潼南縣大佛寺石琴潼南縣大佛寺的石琴位于涪江岸邊，有三十六級石梯，似一把巨大的石琴，每個(gè)階梯，猶如一根琴弦，只要把腳踏上石磴，拾級而上，腳下便會(huì)響起美妙悅耳的琴聲，故又稱“石磴琴聲”。第四十二頁，共五十一頁，2022年，8月28日鄭和海船第四十三頁，共五十一頁，2022年，8月28日鄭和下西洋第四十四頁，共五十一頁，2022年，8月28日（二）外國古代自然科學(xué)成就1、古埃及2、古印度3、巴比倫4、古希臘、羅馬第四十五頁，共五十一頁，2022年，8月28日1、古埃及古埃及