❶ 技术的发展史及其社会的影响
相信上帝,太阳绕地球转;相信科学,地球绕太阳转。”本书是献给尊重科学、学习科学,创造科学的年青人。过去培根说:“知识就是力量。”今天我们说:“科学就是力量。”科学是智慧的历程和结晶。从人类期盼的最高精神境界讲,朝朝暮暮沿着知识的历程,逐步通向科学的光辉圣殿,是许多有志于自我发展的年轻人晶莹透明的梦想!
体味科学历程的艰辛
今天我们生活在高度物质文明的社会中,在吃、穿、住、行日常生活的每一个环节都享受着现代科技的成果。但我们又对古今科学的发展了解多少?要知道今天的科技之果来得多么坎坷和艰辛,甚至要付出鲜血和生命。
今天,我们沿着科学技术的发展轨迹,敞开科学的大门,探幽其中无数智慧的奥秘。在这里,我们全面而又详尽地展示了“四大文明古国”的科学曙光,揭示了古希腊和古罗马的科学启蒙,描写了西方中世纪时期科学与宗教的猛烈碰撞,谈论了哥白尼如何敲响“地心说”的丧钟,分析了伽利略和牛顿给近代物理学带来的革命性的变化,表现了蒸汽机时代是如何奏响了第一次技术革命的乐章,反映了19世纪最令人震惊的发明——电机对第二次技术革命的重要影响;另外,进化论的意义、遗传工程的崭新面貌、信息革命的前景都得到了明确的叙述。
历史不会死去,它最善于记住两种人:智者与愚者。牛顿、达尔文、爱因斯坦等伟大科学家的名字永远镌刻在智者之榜。相反,那些在科学面前变得弱智的人,甚至那些企图以假科学冒名顶替客观真理的愚者,都成为历史嘲笑的对象。“以史为镜,知兴衰”,读史可以明智,读科学史是现代人的明智。
激发发明创造的冲动
如果带着崇高的感情和理性的激情去遥想东西方那一位位闪烁着智慧光芒的科学巨匠,去触摸那一部部充满睿智的科学经典,去体味那一个个精辟的科学定律……,我们顿时会在胸中升起一股奔腾前行的强烈冲动:踏上科学历程之路!不愿意成为一名“科盲”,不被别人随意嘲讽和愚弄是年轻人基本的价值尊严;在科学之路上感悟人生道理、判断生命走向、提高知识水准,是一件多么令人赏心悦目而又非同寻常的人生大事。可以这样讲,任何一个年轻人只要站在科学之外,必然会在严肃的知识面前低下浅薄的头颅。
在科学的历程中,充满了许多有趣、动人的故事,例如,阿基米德在澡盆里发明了浮力定律。牛顿在一棵大树下乘凉,一颗落下来的苹果使他顿悟万有引力定律。瓦特呆呆地注视着被水蒸汽掀起的壶盖,结果发明了蒸汽机……这些传奇故事诱发了我们对奇妙的科学世界的向往。
在今天这样一个知识信息化的时代,未来时速招引着人类前进的步伐,如果不懂科学技术发展史,简直就无法从事科技创造劳动!从事创造性劳动,必须具有创造性思想。几千年来,我们人类之所以富于发明创造,是因为人类创造性思想的积累,在先天的智力变化不大的情况下,后天智慧却是呈巨大的增长。因此,我们需要追寻开创者的足迹,重温成功者的道路,在感受前人发明创造过程中,激发自己发明创造的冲动!
培养现代生存能力
我们都知道,近代中国很落后,为什么落后呢?这个问题已经探讨一百年了!事实证明:中国的落后归根结底是思想观念的落后,而这与教育体制及其传统的知识传授方法密切相关!这是一种不幸和悲哀,应当在我们这一代年轻人身上得到彻底的改变。
中国教育最根本的问题是教条主义化,教科书上尽是条理分明、确定无疑的结论,整篇都是概念、定律和公式,导致学生们花了很大的精力去“理解”和记住这些抽象的结论,结果把生动有趣的科学知识变成了“木乃伊”,从而使自己陷入一种积累知识的窘迫状态——死记硬背、事倍功半、收效甚微的泥潭。用这样的知识依葫芦画瓢还可以,对于创新来说不但无益,反而有害,因为它阻止了学生创造性思维的发挥和拓展。
作者: 220.175.139.* 2006-4-27 13:12 回复此发言
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2 科学技术发展史
了解科学思想观念和逻辑方式的形成过程,对于我们理科中的一些“难懂”的概念是大有益处的,使它们不再“难懂”,反而引人入胜。对一门功课的学习的“了解”和“理解”是有本质上的区别,大量的练习题训练,使我们可以很熟练地把各种符号、公式按照定律组合起来,这样只能称为“了解”知识,具有浅薄和机械性,谈不上深刻地“理解”,在科学问题上,“不但要知其然,还要知其所以然”。
日新月异的现代科技,对人才的要求越来越苛刻。现代科学呼唤“理解”科学的人才,现代人类为了更好地生存,更需要具有创造性思维的人才。对待科学知识不但要有横向的了解,还要有纵向的理解,突破平面思维的束缚,到多维空间去邀游。在实践中培养自己发现问题,分析问题和解决问题的能力,使自己成为一个知识面广,具有开拓精神的人才。
我们的愿望是:让年轻人巡礼前人重大的科学发明历程,实实在在地激发起进一步创造发明的欲望和灵感,给这个尚在建设之中的世界带来智慧的光芒!这权且作为我们细心阅读科学文明史的一点体会,以求有助于社会,兑现顾炎武所说的那句名言“国家兴亡,匹夫有责”。
但愿让科学的智慧之花绽开年轻人的精神家园!
科学技术发展史是人类认识自然、改造自然的历史,也是人类文明史的重要组成部
分。今天,当人类豪迈地飞往宇宙空间,当机器人问世,当高清晰度数字化彩电进入日常家
庭生活,当克隆羊多利诞生惊动整个世界,当人们在为现代科学技术的神奇功能而叹为观止
的时候,你是否了解化学工程的一个分支学科——分离科学——的优异功效在现代科学技术
发展中的贡献与地位呢?
信息科学、材料科学和生物工程被誉为当今三大前沿科学,新材料还被誉为现代文明的支柱
之一。这是因为没有花样繁多、品种齐全、功能奇特、高纯度的新材料,所有的高新技术只
能是空中楼阁,电脑、机器人、宇宙飞船等都只能是天方夜谭,所以不管怎么样的高新技术
,都是要以开发和利用自然资源,进而分离或合成出高纯的材料为基础的。化工分离纯化技
术作为科学技术的一个组成部分,为人类的各种需求变成现实提供了可靠的保证。现代分离
技术已经可以使产品的杂质含量低于十亿分之一,被誉为现代分离能手的溶剂萃取(液
❷ 技术的发展历史的分类
石器,铜器,铁器,钢,铝
产业革命的话
早期从奴隶社会进入封建社会可以看作内一次农业革命,容形成了农耕为主的社会生产方式
到了近代的英国资产阶级革命是第一次工业革命,从农业社会向大规模工厂化生产转变,也叫蒸汽革命,进入了蒸汽时代
然后就是19世纪末到20世纪处的第二次工业革命,从蒸汽时代进入了电气时代。
最后就是现在基本上是2战结束后开始,也有说是从70,80年代开始,计算机得到广泛应用后到来的信息时代,或者称其为第三次工业革命
❸ 技术发展的历史发展
人类古代比较关键的技术发展
公元前2200年前后中国凿井取水。
公元前2130年前后中国夏禹疏导法治水成功。
公元前2100年前后美索不达米亚人有乘法表,使用60进位制。将五个行星从恒星中划出。
公元前2000年前后埃及有十进位记数法,三角形及圆面积、棱锥棱台体积的度量法。
约公元前1950年巴比伦人能解二元一次和二次方程,知道勾股定理。
公元前250年前后中国有磁指南仪“司南”记载。
105年中国蔡伦改进造纸术。
599年中国李春设计建成赵州桥。
2世纪希腊托勒玟地心说。罗马名医盖伦著述。中国华佗用麻沸散施行全身麻醉手术。
550年前后中国綦母怀文应用灌钢技术。
7—8世纪中国已用刻板印书,是世界上最早的印刷术。9世纪中国发明火药。
1041—1048年中国毕升,发明活字印刷术。
14世纪中国修明长城。中国开始应用珠算盘。
1569年荷兰墨卡托绘世界地图。
1628年英国哈维发现血液循环。
1637年法国笛卡尔创立解析几何。
公元前17世纪前后中国已开始冶铸青铜。
公元前6世纪前后中国发明了生铁冶炼技术。
战国初期中国发明了可锻铸铁。
1世纪初罗马人普里尼提出了分离金银的“烤钵法”。
1596年明代药物学家李时珍著成《本草纲目》,总结了我国明代以前的药学成就,载药1892种,是一部药物学巨著。1666年牛顿(英国,1642—1727)用三棱镜作色散实验。
1798年卡文迪许(英国,1731—1810)用扭秤法测定万有引力常数。
1820年奥斯特(丹麦,1777—1851)发现电流的磁效应。
1831年法拉第(英国,1791—1867)发现电磁感应现象。
1733年英国凯伊发明织布飞梭。
❹ 多媒体技术发展历史
20世纪90年代以来,世界向着信息化社会发展的速度明显加快,而多媒体技术的应用在这一发展过程中发挥了极其重要的作用。多媒体改善了人类信息的交流,缩短了人类传递信息的路径。应用多媒体技术是20世纪90年代计算机应用的时代特征,也是计算机的又一次革命。
多媒体技术是使用计算机综合处理文字、图形、图像、声音、动画、视频等多种不问类型媒体信息的技术。它是一种墓于计算机技术的综合技术。包括数字化信息处理技术、多媒体计算机系统技术、多媒体效据库技术、多姚体通俏技术和多媒体人机界面技术等。
(4)技术的发展历史扩展阅读
多媒体技术的应用
多媒体技术得到迅速发展,多媒体系统的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域,如游戏、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。其中,运用最多最广泛也最早的就是电子游戏,千万青少年甚至成年人为之着迷,可见多媒体的威力。
大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例,它的出现极大地方便了人们的生活。又出现了教学类多媒体产品,一对一专业级的教授,使莘莘学子受益匪浅。
正因为如此,许多有眼光的企业看到了这一形式,纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务,自助式维护,教授使用的功能,方便了客户,促进了销售,提升了企业形象,扩展了商机,在销售和形象二方面都获益。
可以这样说,凡是一个有进取心的企业,都离不开这一最新的高技术产品。首先多媒体的运用领域十分广泛,注定了它可在各行各业生根开花。
其二,随着计算机的普及,新一代在计算机环境中成长起来的年轻人,已经习惯了这一形式,作为一个有发展眼光的企业,是不会放弃这一未来的消费主体的。其三,由于多媒体信息技术在国外已经非常普及,面对日益国际化的市场,只有跟上国际潮流。
❺ 信息技术的发展历程是什么
信息技术的发展历程分五个阶段:
第一次是语言的使用,语言成为人类进行思想交流和信息传播不可缺少的工具。(时间:后巴别塔时代)。
第二次是文字的出现和使用,使人类对信息的保存和传播取得重大突破,较大地超越了时间和地域的局限。(时间:铁器时代,约公元前14世纪)
第三次是印刷术的发明和使用,使书籍、报刊成为重要的信息储存和传播的媒体。(时间:第六世纪中国随代开始有刻板印刷,至15世纪才进入臻于完善的近代印刷术) 第四次是电话、广播、电视的使用,使人类进入利用电磁波传播信息的时代。(时间:19世纪) 第五是计算机与互连网的使用,即网际网络的出现。(时间:现代,以1946年电子计算机的问世为标志)第一次信息技术革命是语言的使用。发生在距今约35 000年~50 000年前。第二次信息技术革命是文字的创造。大约在公元前3500年出现了文字第三次信息技术的革命是印刷的发明。大约在公元1040年,我国开始使用活字印刷技术(欧洲人1451年开始使用印刷技术)。
第四次信息革命是电报、电话、广播和电视的发明和普及应用。1837年美国人莫尔斯研制了世界上第一台有线电报机。电报机利用电磁感应原理(有电流通过,电磁体有磁性,无电流通过,电磁体无磁性),使电磁体上连着的笔发生转动,从而在纸带上画出点、线符号。这些符号的适当组合(称为莫尔斯电码),可以表示全部字母,于是文字就可以经电线传送出去了。1844年5月24日,人类历史上的第一份电报从美国国会大厦传送到了40英里外的巴尔的摩城。1864年英国著名物理学家麦克斯韦发表了一篇论文(《电与磁)),预言了电磁波的存在。1876年3月10日,美国人贝尔用自制的电话同他的助手通了话。1895年俄国人波波夫和意大利人马可尼分别成功地进行了无线电通信实验。1894年电影问世。1925年英国首次播映电视。
第五次信息技术革命是始于20世纪60年代,其标志是电子计算机的普及应用及计算机与现代通信技术的有机结合。
*摘自SOSO问问。
❻ 移动技术的发展历史
发展过程
移动通信可以说从无线电通信发明之日就产生了。1897年,.G.马可尼所完成的无线通信试验就是在固定站与一艘拖船之间进行的,距离为18海里。
现代移动通信技术的发展始于本世纪20年代,大致经历了五个发展阶段。
第一阶段从本世纪20年代至40年代,为早期发展阶段。
在这期间,首先在短波几个频段上开发出专用移动通信系统,其代表是美国底特律市警察使用的车载无线电系统。该系统工作频率为2MHz,到40年代提高到30~40MHz可以认为这个阶段是现代移动通信的起步阶段,特点是专用系统开发,工作频率较低。
第二阶段从40年代中期至60年代初期。
在此期间内,公用移动通信业务开始问世。1946年,根据美国联邦通信委员会(FCC)的计划,贝尔系统在圣路易斯城建立了世界上第一个公用汽车电话网,称为“城市系统”。当时使用三个频道,间隔为120kHz,通信方式为单工,随后,西德(1950年)、法国(1956年)、英国(1959年)等国相继研制了公用移动电话系统。美国贝尔实验室完成了人工交换系统的接续问题。这一阶段的特点是从专用移动网向公用移动网过 渡,接续方式为人工,网的容量较小。
第三阶段从60年代中期至70年代中期。
在此期间,美国推出了改进型移动电话系统(1MTS),使用150MHz和450MHz频段,采用大区制、中小容量,实现了无线频道自动选择并能够自动接续到公用电话网。德国也推出了具有相同技术水平的B网。可以说,这一阶段是移动通信系统改进与完善的阶段,其特点是采用大区制、中小容量,使用450MHz频段,实现了自动选频与自动接续。
第四阶段从70年代中期至80年代中期。
这是移动通信蓬勃发展时期。 1978年底,美国贝尔试验室研制成功先进移动电话系统(AMPS),建成了蜂窝状移动通信网,大大提高了系统容量。1983年,首次在芝加哥投入商用。同年12月,在华盛顿也开始启用。之后,服务区域在美国逐渐扩大。到1985年3月已扩展到47个地区,约10万移动用户。其它工业化国家也相继开发出蜂窝式公用移动通信网。日本于1979年推出800MHz汽车电话系统(HAMTS),在东京、大胶、神户等地投入商用。西德于1984年完成C网,频段为450MHz。英国在1985年开发出全地址通信系统(TACS),首先在伦敦投入使用,以后覆盖了全国,频段为900MHz。法国开发出450系统。加拿大推出450MHz移动电话系统MTS。瑞典等北欧四国于1980年开发出NMT—450移动通信网,并投入使用,频段为450MHz。
这一阶段的特点是蜂窝状移动通信网成为实用系统,并在世界各地迅速发展。移动通信大发展的原因,除了用户要求迅猛增加这一主要推动力之外,还有几方面技术进展所提供的条件。首先,微电子技术在这一时期得到长足发展,这使得通信设备的小型化、微型化有了可能性,各种轻便电台被不断地推出。其次,提出并形成了移动通信新体制。随着用户数量增加,大区制所能提供的容量很快饱和,这就必须探索新体制。在这方面最重要的突破是贝尔试验室在70年代提出的蜂窝网的概念。蜂窝网,即所谓小区制,由于实现了频率再用,大大提高了系统容量。可以说,蜂窝概念真正解决了公用移动通信系统要求容量大与频率资源有限的矛盾。第三方面进展是随着大规模集成电路的发展而出现的微处理器技术日趋成熟以及计算机技术的迅猛发展,从而为大型通信网的管理与控制提供了技术手段。
第五阶段从80年代中期开始。
这是数字移动通信系统发展和成熟时期。 以AMPS和TACS为代表的第一代蜂窝移动通信网是模拟系统。模拟蜂窝网虽然取得了很大成功,但也暴露了一些问题。例如,频谱利用率低,移动设备复杂,费用较贵,业务种类受限制以及通话易被窃听等,最主要的问题是其容量已不能满足日益增长的移动用户需求。解决这些问题的方法是开发新一代数字蜂窝移动通信系统。数字无线传输的频谱利用率高,可大大提高系统容量。另外,数字网能提供语音、数据多种业务服务,并与ISDN等兼容。实际上,早在70年代末期,当模拟蜂窝系统还处于开发阶段时,一些发达国家就着手数字蜂窝移动通信系统的研究。到80年代中期,欧洲首先推出了泛欧数字移动通信网(GSM)的体系。随后,美国和日本也制定了各自的数字移动通信体制。泛欧网GSM已于1991年7月开始投入商用,预计1995年将覆盖欧洲主要城市、机场和公路。可以说,在未来十多年内数字蜂窝移动通信将处于一个大发展时期,及有可能成为陆地公用移动通信的主要系统。
与其它现代技术的发展一样,移动通信技术的发展也呈现加快趋势,目前,当数字蜂窝网刚刚进入实用阶段,正方兴末艾之时,关于未来移动通信的讨论已如火如菜地展开。各种方案纷纷出台,其中最热门的是所谓个人移动通信网。关于这种系统的概念和结构,各家解释并末一致。但有一点是肯定的,即未来移动通信系统将提供全球性优质服务,真正实现在任何时间、任何地点、向任何人提供通信服务这一移动通信的最高目标。
移动通信史上的十件大事
一、上帝创造了何等奇迹!——电报的发明
二、“沃森特先生,快来帮我啊”——电话的发明
三、无形的信使——电磁波的发现
四、“要是我能指挥电磁波,就可飞越整个世界”——无线电报的发明
五、载着声音飞翔的电波——无线电通信的发明
六、个人通信的发源地——传呼的诞生
七、实现个人电话的梦想 ——蜂窝式移动电话的诞生
八、让手机走近每一个人——GSM手机的出现
九、辉煌的失败 ——全球“铱”星系统
十、山雨欲来风满楼——新一代手机的诞生
❼ 中国科技发展史
新中国成立——科技事业新的起点
1949年10月1日,中华人民共和国成立。当时的中国国内仅有多个专门研究机构,全国的科学技术人员不超过5万人。中国的科学技术需要在一片“废墟”上重建。
1949年11月,在原中央研究院和北平研究院的基础上成立了中国科学院,作为新中国的主要政府研究机构,并在随后的几年里陆续成立了中国科协、中国气象局、国家地质部等科学技术协调与研究机构。中国的科学技术发展进入了崭新的历史阶段。
新中国的建立,激发了大批海外学子的殷殷报国心。正在美国伊利诺伊大学任教的著名数学家华罗庚,听到中华人民共和国成立的消息后异常兴奋,毫不犹豫地放弃了在国外的终身教授职务和优厚的生活待遇,毅然回国。
1955年,航空动力学家冯·卡门的学生、时任美国加利福尼亚理工学院教授的钱学森,历经险阻,回国效力。后来的几十年间,他为发展中国的国防科技作出了特殊贡献。
到1957年,归国的海外学人已经有3000多人,约占新中国成立前在海外留学生和学者的一半以上。他们克服重重困难,纷纷回到祖国,大多数人成为新中国科学技术发展的奠基人或开拓者。在中国科学院选定的第一批233名学部委员(后改称院士)中,近2/3是这批归国的海外学人。
同时,中国政府大力培养科学技术人才,建立科研机构。在短短的时期里,中国初步形成了由中国科学院、高等院校、国务院各部门研究单位、各地方科研单位、国防科研单位五路科研大军组成的科技体系。
1956年是中国现代科学技术发展史上的一个重要里程碑。是年1月,中国提出了“向科学进军”的口号。科学技术事业开始进入了一个有计划的蓬勃发展的新阶段。
这一年,中国政府成立了国家科学规划委员会,组织全国600多位科学家和技术专家,制定出中国第一个发展科学技术的长远规划,即《1956年至1967年科学技术发展远景规划》,拟定了57项重大任务。此规划提出的主要任务于1962年提前完成,从而奠定了中国的原子能、电子学、半导体、自动化、计算技术、航空和火箭技术等新兴科学技术基础,并促进了一系列新兴工业部门的诞生和发展。在提前完成《1956年至1967年科学技术发展远景规划》的基础上,中国又制定了《1963年至1972年科学技术规划纲要》(简称《十年规划》)。
中国政府在1958年对科技管理机构进行调整合并,成立了国家科学技术委员会、国防科学技术委员会。各省(自治区、直辖市)、市、县陆续成立了各级科委,形成了中国的科学技术管理体系。中国科学技术事业进入了国家计划下的现代发展时期。
1964年,周恩来总理在政府工作报告上首次提出要实现工业、农业、国防和科学技术现代化,简称“四个现代化”。
在此期间,科技事业得到迅速发展。1959年,地质学家李四光等人提出了“陆相生油”理论,打破了西方学者的“中国贫油”说;1960年,物理学家王淦昌等人发现反西格玛负超子; 1964年,中国第一颗原子弹装置爆炸成功;1965年,生物学家们在世界上首次人工合成牛胰岛素。在此过程中,中国形成了一批学科较齐全、设备较好的研究所,培养了一支水平较高、力量较强的科研队伍。到1965年,全国科学研究机构已达到1700多个,从事科学研究的人员达到12万人。这是中国科学技术事业继续发展的基础
❽ 中国的冶炼技术的发展史有哪些
中国古文明象征的商周到战国的青铜器,可以说是铸造技术所造就的。从重875公斤的司母戊方鼎、精美的曾侯乙尊盘和大型的随县编钟群,以至大量的礼器、日用器、车马器、兵器、生产工具等,可以看到当时中国已经非常熟练地掌握了综合利用浑铸、分铸、失蜡法、锡焊、铜焊的铸造技术,在冶铸工艺技术上已处于世界领先的地位。而《考工记》中所记载的:“金有六齐。六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐。五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐。四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐。三分其金而锡居一,谓之大刃之齐。五分其金而锡居二,谓之削杀矢之齐。金、锡半,谓之鉴燧之齐”,是世界上最早的合金配比的经验性科学总结,表明当时中国已认识到合金成分与青铜的性能和用途之间的关系,并已定量地控制铜锡的配比,以得到性能各异,适于不同用途的青铜合金。
2.铸铁冶炼
在很长的一段时间里我们的钢铁冶炼技术是一度领先于世界的,中国冶炼块铁的起始年代在公元前6世纪,古代冶炼技术的演进春秋以前,中国的冶炼技术处于比较原始的阶段,当时使用的冶炼方法称为“块炼法”。当时炼铁使用木炭作燃料,热量少,加上炉体小,鼓风设备差,因此炉温比较低,不能达到铁的熔炼温度,所以炼出的铁是海绵状的固体块,称为“块炼铁”。块炼铁冶炼比较费时,质地比较软,含杂质多,经过锻打成为可以使用的熟铁。钢铁冶炼技术的进一步发展到“块炼渗碳钢”。出土文物表明,中国最迟在战国晚期已经掌握这种最初期的炼钢技术。人们在锻打块炼铁和熟铁的过程中,需要不断地反复加热,铁吸收木炭中的碳份,提高了含碳量,减少夹杂物后成为钢。这种钢组织紧密、碳分均匀,适用于制作兵器和刀具。进一步发展到“百炼钢”技术。人们在打制器物的时候,有意识地增加折叠、锻打次数,一块钢往往需要烧烧打打、打打烧烧,重复很多次,甚至上百次,所以称之为百炼钢。百炼钢碳分比较多,组织更加细密,成份更加均匀,所以钢的品质提高,主要用于制作宝刀、宝剑。
冶炼铸铁的技术比欧洲早。中国铸铁的发明出现在公元前5世纪,而欧洲则迟至公元后的15世纪。由于铸铁的性能远高于块铁,所以真正的铁器时代是从铸铁诞生后开始的。社会发展的历史表明,铸铁的出现是社会生产力提高和社会进步的主要标志。中国从块铁到铸铁发明的过渡只用了约一个世纪的时间,而西方则花费了近三千年的漫长路程。中国古代炼铁技术发展得如此迅速是世界上绝无仅有的。英国著名科学史家贝尔纳说,这是世界炼铁史上的一个唯一的例外。
另一杰出的生铁加工技术是炒钢,它是中国古代由生铁变成钢或熟铁的主要方法,大约发明于西汉后期。其法是把生铁加热成液态或半液态,并不断搅拌,使生铁中的碳份和杂质不断氧化,从而得到钢或熟铁。河南巩县铁生沟和南阳瓦房庄汉代冶铁遗址,都提供了汉代应用炒钢工艺的实物证据。东汉时成书的《太平经》中也说:“有急乃后使工师击治石,求其中铁,烧冶之使成水,乃后使良工万锻之,乃成莫耶。”“莫耶”乃古代宝剑之称。这段文字虽失之疏简,但不难看出,它叙述的是由矿石冶炼得到生铁,再由生铁水经过炒炼,锻打成器的工艺过程。炒钢工艺操作简便,原料易得,可以连续大规模生产,效率高,所得钢材或熟铁的质量高,对中国古代钢铁生产和社会发展都有重要的意义。类似的技术,在欧洲直至十八世纪中叶方由英国人发明。
中国古代的炼钢技术主要是百炼钢。自从西晋刘琨写下“何意百炼钢,化为绕指柔”这一脍炙人口的诗句后,“千锤百炼”、“百炼成钢”便成为人们常用的成语。百炼钢肇始于西汉早期的块炼渗碳钢,其后不断增加锻打次数而成定型的加工工艺。到东汉、三国时,百炼钢工艺已相当成熟。上引《太平经》中的“万锻之,乃成莫邪”,即是其生动的写照。曹操曾令工师制作“百辟利器”,曹丕的《典论·剑铭》中说:“选兹良金(指铁),命彼国工,精而炼之,至于百辟”。刘备曾令“蒲元造刀五千口,皆连环,及刃口刻七十二湅”。《古今注·舆服》亦说:“吴大帝有宝剑三,……一曰百炼,二曰青犊,三曰漏景”。后世这一工艺一直被继承,并不断得到发展。 但是炒钢和百炼钢技术还存在一定缺陷,如炒钢工艺复杂,不容易掌握;百炼钢费工费时。
此外,在1981年经中国学者关洪野等人对513件出土的汉魏时期铁器研究后表明,中国早在两千多年前的汉代就已经发明了球墨铸铁,远远早于发达的欧洲国家。目前,中国学者所做的结论已经得到了国际学术界的承认。
创始于魏晋南北朝时期的灌钢技术,是中国冶金史上的一项独创性发明。陶弘景说:“钢铁是杂炼生柔作刀镰者”,北齐的綦母怀文“造宿铁刀,其法烧生铁精以重柔铤,数宿则成刚”,说的就是灌钢技术。灌钢的工艺过程大致为,将熔化的生铁与熟铁合炼,生铁中的碳份会向熟铁中扩散,并趋于均匀分布,且可去除部分杂质,而成优质钢材。
綦毋怀文发展灌钢法大约在东汉末,可能出现炼钢新工艺“灌钢”法的初始形式。南北朝时,綦毋怀文对这一炼钢工艺进行了重大改进和完善。南朝齐、梁时的陶弘景首先记载了灌钢法,北朝魏、齐间的綦毋怀文曾用这种方法制成十分锋利的“宿铁刀”。綦毋怀文,姓綦毋,名怀文,是中国南北朝时期著名冶金家。他生活在公元6世纪北朝的东魏、北齐间,具体生卒年代历史上缺乏记载,只知道他好“道术”,曾经作过北齐的信州(今四川省奉节县一带)刺史。据史书记载,綦毋怀文的炼钢方法是:“烧生铁精,以重柔铤,数宿则成钢”,就是说,选用品位比较高的铁矿石,冶炼出优质生铁,然后,把液态生铁浇注在熟铁上,经过几度熔炼,使铁渗碳成为钢。由于是让生铁和熟铁“宿”在一起,所以炼出的钢被成为“宿铁”。灌钢法是中国古代炼钢技术上一个了不起的成就。同百炼法或炒炼法比较,其优点1)生铁作为1种渗碳剂,因熔化后温度高,加速向熟铁中渗碳的速度,缩短冶炼时间,提高生产率。(2)熟铁因为碳的渗入而成为钢,生铁由于脱碳也可以变成钢,增加了钢的产量。(3)在高温下,液态生铁中的碳、硅、锰等与熟铁中的氧化物夹杂发生反应,去除杂质,纯化金属组织,提高金属品质。(4)灌钢法操作简便,容易掌握。要想得到不同含碳量的钢,只要把生铁和熟铁按一定比例配合好,加以熔炼,就可获得。3推动中国古代刀剑技术的发展綦毋怀文是一位出色的制刀专家,对前人造刀经验进行研究、比较,经过不断实践,创造一套新的制刀工艺和热处理技术。
綦毋怀文造刀的方法是:先把生铁和熟铁以灌钢法烧炼成钢,做成刃口,然后“以柔铁为刀脊,浴以5牲之溺,淬以5牲之脂”这样做出来的刀称为“宿铁刀”,极其锋利,能够一下子斩断铁甲30札。对于含碳量比较高的钢,理想的淬火介质应该是:当工件在比较高的温度650~400℃,具有较大的冷却速度,在低温300~200℃,具有较慢的冷却速度。这就需要采用双液淬火法。綦毋怀文先用动物尿、后用动物油进行双液淬火,能够造出品质很高的“宿铁刀”。中国早在战国时代就使用了淬火技术,但是长期以来,人们一般都是用水作为淬火的冷却介质。虽然三国时的制刀能手蒲元等人已经认识到:用不同的水作淬火的冷却介质,可以得到不同性能的刀,但仍没有突破水的范围。而綦毋怀文则实现了这一突破,他在制作“宿铁刀”时使用了双液淬火法,即先在冷却速度大的动物尿中淬火,然后再在冷却速度小的动物油脂中淬火,这样可以得到性能比较好的钢,避免单纯使用1种淬火(即单液淬火)的局限。双液淬火法,即在工件的温度比较高的时候,选用冷却速度比较快的淬火介质,以保证工件的硬度;而在温度比较低的时候,则选用冷却速度比较小的淬火介质,以防止工件开裂和变形,使其有一定的韧性。双液淬火法是1种比较复杂的淬火工艺,这在当时没有测温、控温设备的条件下,完全依赖操作及经验,是一个了不起的成就。在綦毋怀文之前,中国古代的钢刀大都用百炼钢制成,这样制作的刀剑虽然性能优异锋利,但也存在不少缺陷,整把刀全部用百炼钢制成,价格昂贵;如一把东汉时期的名钢剑的价钱可以购买当时供7个人吃2年9个月的粮食。
而且百炼钢制作刀剑费时费力。三国时,曹操命有司制作宝刀5把,用了3年时间。为此,綦毋怀文对制刀工艺进行了重大更新。这表明綦毋怀文对钢铁的性能有比较深刻的认识,而且能根据不同的用途合理选择材质,发挥各种材质的优点,节省某些贵重材料,降低成本和费用。1把刀的背部、刃口实际起着不同的作用,因而要求具有不同的性能。
一般来说,刃口主要起刺杀作用,因而要求有比较高的硬度,这样才能保证刀的锋利,所以应该选择含碳量较高、硬度较大的钢来制造。而刀背主要起1种支撑作用,要求有比较好的韧性,使刀在受到比较大的冲击时不致折断,这样就要选择含碳量较低、韧性较大的熟铁。綦毋怀文正是有了上述类似的认识,在制作刀具时才能够将熟铁和钢巧妙的结合起来,将2者恰到好处地用在合适的地方,既满足了钢刀的不同部分的不同要求,又节省大量昂贵钢材,利于钢刀的推广和普及。这种制刀工艺,今天还在沿用。
灌钢技术在宋以后不断被改进,减少了灌炼次数,以至一次炼成。沈括在《梦溪笔谈》卷三说:“世间锻铁所谓钢铁者,用柔铁屈盘之,乃以生铁陷其间,泥封炼之,锻令相入,谓之‘团钢’,亦谓之‘灌钢’”,并说“二三炼则生铁自熟,仍是柔铁”,正反映了灌炼次数的减少。其中把柔铁屈盘起来是为了增加生熟铁的接触面,提高灌钢的效率,并促使碳份分布更均匀;封泥则可以促进造渣,去除杂质,并起保护作用。明代灌钢技术又进一步发展,据《天工开物》卷十四记载,已把柔铁屈盘改为薄熟铁片,进一步增加了生熟铁的接触面,加速“生熟相和,炼成则钢”的进程,泥封亦改为草泥混封。灌钢又称“抹钢”、“苏钢”,其工艺自清至近代仍很盛行。在坩埚炼钢法发明之前,灌钢法是一种最先进的炼钢技术。
由于綦毋怀文和千百万工匠的辛勤劳动,使中国古代冶金技术自立于世界之林。因此,当我们研究和总结古代科学技术成就的时候,不应该忘记綦毋怀文的功绩。这是中国冶金史上的一项杰出成就和伟大创新,在世界炼钢史上占有一定地位。4灌钢法的进一步革新灌钢法的出现,使钢的产量和品质大大提高,为隋唐以后生产力的大幅度增长提供了条件。后来,灌钢法又不断发展。宋代又把生铁片嵌在盘绕的熟铁条中间,用泥巴把炼钢炉密封起来,进行烧炼,效果更好。明代又有改进,把生铁片盖在捆紧的若干熟铁薄片上,使生铁液可以更好均匀地渗入熟铁之中。不用泥封而用涂泥的草鞋遮盖炉口,使生铁可从空气中得到氧气而更易熔化,从而提高冶炼的效率。明中期以后,灌钢法更进一步发展为苏钢法以熟铁为料铁,置于炉中,而将生铁板放在炉口,当炉温升高到1300℃左右,生铁板开始熔化时,既用火钳夹住生铁板左右移动,并不断翻动料铁,使料铁均匀地淋到生铁液;这样,既可产生很好的渗碳作用,又可产生剧烈的氧化作用,使铁和渣分离,生产出含渣少而成份均匀的钢材。直到现今,在芜湖、湘潭、重庆、威远等地人们还在使用;可见其影响的深远。在17世纪以前,中国的炼钢技术长期居于世界领先地位,受到各国地普遍赞扬。公元1世纪时,罗马博物学家在其名著《自然史》中说:“虽然铁的种类很多,但没有一种能和中国来的钢相媲美。”
❾ 计算机技术的发展历史
1、机械式计算机发展年代
在1623年,德国科学家契克卡德(W.Schickard)制造了人类有史以来第一台机械计算机,这台机器能够进行六位数的加减乘除运算。
1873年,美国人鲍德温利用自己过去发明的齿数可变齿轮制造了第一台手摇式计算机。1886年,美国人DorrE.Felt(1862~1930)制造了第一台用按键操作的计算器。1895年,英国青年工程师弗莱明(J.Fleming)通过“爱迪生效应”发明了人类第一只电子管,人们开始进入电子计算机的研发阶段,这也标志着人类即将走入电子时代。
2、电子计算机发展年代
电子计算机又称电脑。1946年2月14日,世界上第一台电子计算机在美国宾夕法尼亚大学诞生,取名为ENIAC(,即“埃尼阿克”)。它由17468个电子管、60000个电阻器、10000个电容器和6000个开关组成,重达30t,占地167m2,耗电174kW,耗资45万美元,每秒能运行5000次加法运算。“埃尼阿克”的诞生为人类开辟了一个崭新的信息时代,具有划时代的意义,是20世纪科学技术发展最卓越的成就之一,使得人类社会发生了巨大的变化。随着电子技术的迅猛发展,电子计算机经历了四个发展阶段。
第一代:电子管计算机时代。时间:1946~1958年。这一代计算机的主要逻辑器件是电子管,使用的是机器语言编程,之后又产生了汇编语言。运算速度为每秒几千次到几万次。主要应用范围为科学计算、军事和科学研究。
第二代:晶体管计算机时代。时间:1959~1964年。这一代计算机的主要逻辑器件是晶体管,已经出现了管理程序和FORTRAN等高级编程语言。运算速度为每秒几十万次。主要应用范围为数据处理、自动控制等。
第三代:中小规模集成电路计算机时代。时间:1965~1970年。这一代计算机的主要逻辑器件是中、小规模集成电路,此时已经出现了操作系统、诊断程序和BASIC、PASCAL等高级语言。运算速度为每秒几十万次到几百万次。主要应用范围为科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。
第四代:大规模集成电路计算机时代。时间:1971年以后。这一代计算机的主要逻辑器件是大规模和超大规模集成电路以及微处理器芯片,由于运算速度快、存储容量大、计算机技术与网络技术和通信技术相融合,使计算机软件有了突飞猛进的发展,各种操作系统、数据库技术和各种应用软件应运而生。
3、微机的发展阶段
第一代:4位或准8位微机。时间:1971~1973年,其CPU的代表是Intel4004和Intel8008。
第二代:8位微机。时间:1974~1977年,其CPU的代表是Intel8080、M6800和Z80。
第三代:16位微机。时间:1978~1980年,其CPU的代表是Intel8086、M68000和Z8000。
第四代:32位微机。时间:1981~1992年,其CPU的代表是Intel80386、Intel80486、IAPX432等。
第五代:64位微机。时间:1993年至今,其CPU的代表是IBM的Power和PowerPC系列、HP的PARISC8000系列等。