标题：科学技术史
基本内容
科学技术史是理学的一级学科，科学技术史的研究范围主要涉及理、工、农、医四大学科门类，但是又不仅仅局限于自然科学领域，而是向人文社会科学领域高度发散，其与科学技术哲学的关系极为密切，这是该学科最重要的一个特点。著名英籍匈牙利哲学家拉卡托斯所一贯倡导的“精致证伪主义”就力图使科学哲学与科学史一致，这是拉卡托斯科学哲学的一个重要特点，这也是我们称之为“精致证伪主义”的原因。另外，历史主义的科学哲学流派，其代表人物如库恩、费耶阿本德、图尔明等，也主张用科学史来检验科学哲学。科学技术史的基本内容应该包括三个方面：
1.研究科学技术发展本身的逻辑，揭示科学技术发展的内在规律；
2.研究社会因素的制约性，揭示科学技术发展的社会历史条件；
3.研究科学对社会的反作用，预示科学技术未来的发展。
西方的科技史研究
科技史的研究是随着近代科技的发展而兴起的。在西方，到18世纪中叶才出现了较多的科技史著作。如法国满德拉的《数学史》，普利斯特里的《电学的历史响现状-最早的实验》等。在早期的科学史家中最杰出的人物是英国的惠威尔，他于1837年发表了《归纳科学的历史》，这是第一部最有影响的科学史专著。
到本世纪二十至三十年代，科学史形成为一门独立的学科，其主要标志是从大量的史料合集、简单的记述日益走向理论化，有了比较完整的体系。无疑萨顿是这一时期的领军人物，他确定了自己的综合科学史研究规划或纲领，并在科学史领域引起了一场综合。在萨顿的不懈努力下，综合科学史成为当时科学史领域的主导研究形态，研究科技史的深度和广度有了长足的进展。科学史家于30~60年代写出了一系列至今仍无可替代的综合科学史著作：如，沃尔夫《十六、十七世纪科学、技术和哲学史》、丹皮尔《科学史》等。在李约瑟博士的积极倡导下，英国剑桥大学于1936年创立了科学史系。美国、加拿大、阿根廷、丹麦、英国、苏联、日本、澳大利亚等国的许多大学中都设有科学史系或科学史专业，有的还没有分科史系（如数学史系、化学史系等）。国际科学史学会于1928年8月在挪威首都奥斯陆召开首次会议，到1981年已开过十六届国际科学史大会。目前国际上约有四十多研究科技史的专业机构；各国出版的科技文学术刊物约有一百多种，每年出版的科技史专著和论文远在两千种以上，各国专门从事科技史研究的人员超过一万人。随着科学技术在现代社会中的作用越来越大，使人们大大增加了研究科学发展规律的兴趣，科学技术史在国外已成为一门颇受重视、发展迅速的学科。
中国的科技史研究
我国是一个史学极其发达的国家，但科技史却是一个很少涉及的领域。在漫长的封建社会中，只有一些对古代科技史料的记述分散在各种史书中。明清时期出现的《泉河史》、《医史》、《畴人传》等少数几本著作基本上也是史料性质的，并未形成理论体系。真正用近代科学的观点和方法对科技史料进行分析和处理，是“五四”运动前后才开始的。老一辈的科学家如李俨(1892——1963)、钱宝琮(1892—1974)、张子高(1886——1976)、刘仙洲(1890—195)、梁思成(1901——1972)等分别在不同领域进行了分科史的研究。他们的专著对我们有关学科发展史的研究做出了奠基性的工作。新中国成立以后，科技史研究工作得到了党和政府的重视，成立了专门的研究机构，出版了科学史刊物，取得了不少成绩。党的十一届三中全会以来，随着全党工作重心的转移，作为基础学科之—的科学技术史和科学方法论更引起了各方面的重视，不少研究单位和高等院校都在积极开展这方面的研究和教学工作。1980年10月在北京召开了规模空前的科技史学术会议，成立了中国科学技术史学会，我国科技史领域出现了一个新的发展局面。
致力于整合全校相关学术资源、构建北大文理交叉学术平台的北京大学科学史与科学哲学研究中心(Center for History and Philosophy of Science， Peking University)简称北大科史哲中心）于2011年1月11日上午宣告成立。
科学技术的起源
科学技术是人类智力和实践的创造物，这两者都代表人类集体成就的最高峰，如今的科学技术是丰富多彩、千变万化的历史进程的产物，并且已经成为每一个存在过的社会中不可缺少的组成部分。[1]因此追寻科学技术的发展历程，挖掘其背后的故事，是非常重要的。
了解科学技术，首先要追根溯源，寻找其是何时、在何种背景下产生。
具体内容请参见百度百科“原始科学技术” 。
古希腊罗马的科学技术
在希腊时代，希腊科学发生了前所未有的转变，古希腊的自然哲学家进行了一系列对自然界的抽象思索[2]，而古罗马的技术更是让人惊叹。
具体内容请参见百度百科“古希腊罗马科技”。
近代科学技术的兴起
15世纪中叶是欧洲历史上的重要转变时期。资产阶级革命为近代自然科学的诞生提供了社会条件。于此同时，科学本身为争得自己的独立地位，摆脱宗教的桎梏，也进行了不屈不挠的斗争。实验科学的兴起，更使自然科学有了独立的实践基础。从此，近代自然科学开始了它的相对独立发展的新时代。当然，在这一过程中，技术的发展与积累始终在缓慢进行，并最终在自然科学的兴起中得到了巨大的助力。[3]中世纪的乐与忧鉴于近代资本主义革命为自身寻求合法性的需要，中世纪通常被贴上了“黑暗”、“愚昧”或“压抑”的标签，基督教会和经院神学的存在极大地阻碍了科学技术的进步和人类文明的发展。然而，拨开意识形态的迷雾，当我们重新审视中世纪时，会发现在这一时期为科学技术的发展积淀了深厚的土壤。
1.1 中世纪技术的缓慢发展与积累
中世纪的技术发展主要集中在生产领域，是人们在生产实践活动中逐步积累起来的。造成这种状况的原因，与中世纪经院神学所形成的风气有关。经院神学关注天国，主张理性的玄思。这一方面锻炼了欧洲人的严格的逻辑推理能力，另一方面也使得具有较高学术素养的人仅仅局限在抽象理论领域，不关注具体的经验实践。使得感性与理性、推理与实验、科学与技术的脱节。
  中世纪技术图[4]
1.2 宗教对科学技术发展的解放与禁锢
1） 中世纪的神学自然观：上帝→人→自然
依《圣经》所言，人和自然同为上帝所创，但人位于自然之上，上帝创造自然的目的是为了给人以栖息之地，同时彰显上帝的荣光。这种自然观相对于古希腊自然观来说，为人们认识和改造自然提供了合法性支撑。
“希腊人眼中的自然是神圣的，活生生的，有机的整体，他们只是要求认识自然而从未想过去改造自然，那对他们来说是不可想象的。而在中世纪的人看来，自然失去了神秘性，它不过是上帝为人类准备的家园，因而研究自然被看做是没有出息甚至是亵渎神灵的事，因而严重阻碍了自然科学的发展，但它却以祛魅的方式消解了自然的神秘性，为近代科学开辟了道路。”
——摘自张志伟《西方哲学史》
2） 宗教对科学技术的禁锢：
尽管中世纪的宗教自然观消解了自然的神秘性，为人们研究和改造自然提供了合法性。但这一时期的科学技术还是处于宗教神学的统治之下，相对于神学家们的抽象思辨，注重实践的科学技术的地位仍然很低下。
“中世纪这些激进的实验主义者中，其实没有一个人怀疑过他们那个时代盛行的神学观，他们从未想过要让自然科学离经叛道，只是把它当成神学听话的婢女。”
——摘自麦克莱伦《世界史上的科学技术》文艺复兴的赞与思文艺复兴时期有两项重要的发现：人的发现与自然的发现。这两项伟大发现对于科学技术的兴起起到了极其重要的作用。当时的人们因着对自己理性能力的重新发现，就像是刚刚出生的孩童一样迫不及待地开始用全新的眼光打量周围的一切事物，在各个领域都显示出了旺盛的好奇心和伟大的创造力。因此，这一时期取得显著成就的人物往往被认为是全才式的、百科全书式的人物。
2.1 两项伟大的发现
人的发现：文艺复兴和宗教改革的人文主义精神将人们的思想目光从天国拉回了人间，从神转向了人。从人的自然属性、理性和自由的角度为科学技术提供间接的人性基础，科学技术成为实现人性的保证；
“人是多么了不起的一件作品！理想是多么高贵，力量是多么无穷，仪表和举止是多么端正，多么出色。论行动，多么像天使，论了解，多么像天神！宇宙的精华，万物的灵长。”
——摘自莎士比亚《哈姆雷特》
自然的发现：对人的价值和现世生活的肯定激发了人们对自然的浓厚兴趣和自然科学的发展。对自然的研究和改造不仅可以体现人的内在价值，而且能够满足人类的物质欲望。自然俨然成了人类彰显自身的场所。
2.2 文艺复兴的代表人物——达·芬奇
列奥纳多·达·芬奇（1452-1519），意大利文艺复兴三杰之一，也是整个欧洲文艺复兴时期最完美的代表。他是一位思想深邃，学识渊博、多才多艺的画家、寓言家、雕塑家、发明家、哲学家、音乐家、  达芬奇自画像医学家、生物学家、地理学家、建筑工程师和军事工程师。他是一位天才，他一面热心于艺术创作和理论研究，研究如何用线条与立体造型去表现形体的各种问题，另一方面他也同时研究自然科学，为了真实感人的艺术形象，他广泛地研究与绘画有关的光学、数学、地质学、生物学等多种学科。他的艺术实践和科学探索精神对后代产生了重大而深远的影响。
“达·芬奇反对经院哲学崇拜古代权威和古典著作的学风，鼓励人们向大自然学习，到自然界中寻找知识和真理。他说：“理论脱离实践是最大的不幸”，“实践应以好的理论为基础”。达·芬奇提出并掌握了这种先进的科学方法，采用这种科学方法进行科学研究，他在自然科学方面做出了巨大贡献。这一方法后来得到了伽利略的发展，并由英国哲学家弗朗西斯·培根从理论上加以总结，成为近代自然科学的最基本方法。
在天文学中，达·芬奇对传统的“地心说”持否定的观点。他认为：地球不是太阳系的中心，更不是宇宙的中心，而只是一颗绕太阳运转的行星，太阳本身是不运动的。他还认为月亮本身并不发光，而只是反射太阳的光。他的这些观点早于哥白尼的“日心说”，甚至在当时，达·芬奇就幻象利用太阳能了。
在物理学方面，达·芬奇重新发现了液体压力的概念，提出了连通器原理。他发现了惯性原理，后来为伽利略的实验所证明。
达·芬奇在解剖学和生理学上也取得了巨大成就，被认为是近代生理解剖的始祖。他掌握了人体解剖知识，从此入手在生理学和医学方面都有发现。他发现了血液的功能，认为血液对人体起着新陈代谢的作用。他说血液不断地改造全身，把养料带到身体需要的各个部分，再把体内的废物带走。他研究过心脏、胚胎及人体的肌肉和骨骼，并留下了大量的手稿图。
达芬奇手稿(5张)
达·芬奇的研究发明还涉及到军事和机械方面，从他留下的手稿中可以看出，他设计了飞机机械、降落伞、机关枪、机器人等等。可以说，达·芬奇的研究涉及到了自然科学的每一部门，他的思想和才能深入到了人类知识的各个领域。科学史家丹皮尔这样评价达·芬奇的科学成就：‘如果他当初发表他的著作的话，科学本来一定会一下就跳到一百年以后的局面。’”[5]
达·芬奇作为文艺复兴时期的代表人物之一，折射出当时艺术家对人自身以及外部自然的关注，在对人体和自然的艺术表达中，更是注重摆脱宗教神学的束缚，提倡从经验出发，重视理性的作用，辅之以丰富的想象力，力图贴合自然而又超越自然。过渡时期的明与昧文艺复兴时期是从立足于信仰的中世纪经院哲学到立足于理性的近代自然科学的过渡阶段，严格说来，这一时期的自然科学与技术成果还带有明显的感性成分和神学色彩。
3.1 过渡时期的科学技术形态
1） 科学与艺术的互动
从达·芬奇的成就中可以看出，在文艺复兴时代，艺术与科学可以说是相互交融，携手前进的。绘画技巧中“透视法”的发明，有赖于数学知识的应用，可以看做是艺术与科学交融的典型代表。
“奇戈利（Lodovico Gigoli）的《圣母升天图》（Assumption of the Virgin，1612）中所描绘的圣母脚下的月球并非传统的皎洁光整的月轮，而是伽利略从望远镜中所见的起伏不平、布满陨石坑的月球。”[6]
  雅典学园
“拉斐尔名作《雅典学园》（1509-1511）表现了文艺复兴时代，艺术家对自然哲学的向往与认同：在高耸、广阔、庄严的殿堂中央，柏拉图和亚里士多德占据显著位置，哲人索罗亚斯德、苏格拉底、毕达哥拉斯、欧几里得、托勒密等人环绕周围，画面所显示的认真、专注、庄严、清朗、崇高，以及其所表达的信心、期望，正好是那个时代艺术家对于哲学与自身态度的写照。”[7]
2） 在魔法与科学之间
魔法的兴起和盛行可以说与近代科学的发展是平行的。这一时期的魔法、占星术等孕育着近代自然科学的一些萌芽，两者的区分并不像我们所认为的那样泾渭分明。罗吉尔·培根对魔法所宣称的神奇能力表示怀疑，并且认为应用科学“胜过”魔法，但实际上仍然相信星象对人体的影响，以及特殊事物、咒语、恶毒思想的超自然魅力，因此他“在科学与魔法之间划界限的尝试是失败的，这明显……在他的时代这两个领域是如何纠合不可分割”。[8]
一般人心目中的科学“殉道者”布鲁诺就是一位深信魔法的赫墨斯信徒和诚恳、激进的宗教家。他于1582年出版的《论思想的投影》和《舒丝的咒语》中认为，通过对基本星象的认识和记忆，可以改变人的思想、能力，从而改变历史进程。布鲁诺宣扬哥白尼的“日心说”，其出发点并非数理天文学上的证据，而是费齐诺的太阳崇拜和星宿魔法。[9]
关于魔法、占星与近代科学革命的关系，耶茨曾在《布鲁诺与赫墨斯传统》中提出了她的崭新见解。她认为，科学革命之所以会发生，是因为背后有个巨大的思想运动，而要掀起这牵涉大量科学家，历时一个多世纪以上的运动，首先必须有急切谅解现实世界、掌握世上神奇能力的意志和冲动，而只有“赫墨斯主义”所带来的兴奋、渴望和崭新心态，才足以产生这种强烈冲动。因此，魔法和科学虽然没有直接关系，但是它却能够“激发出走向真科学及其运作的意志”。[10]
3） 炼金术的转向
与西方科学的“大传统”——数理天文相比，炼金术虽被认为是带有某种神秘、蒙昧色彩的一门伪科学，但它自中古以至17世纪，从来没有被数理科学家所忽视：从大阿尔伯图、罗杰尔·培根一直到玻义耳、牛顿，都曾涉足过这一领域，牛顿还是一位最勤奋的炼金师，而最后它也的确转化为了现代化学。[11]
炼金术在其风行过程中一直备受争议，反对炼金术的主要原因大概是要禁止铸造赝币。而炼金术的申辩者有一个中心思想非常值得注意，那就是强调凭“技艺”（art）可以及得上，甚至超越自然。换言之，人力可以胜天，因此将自然生成的金属随意愿转化是可能的。这就炼金术本身而言虽然完全错误，但其基本精神却预示着16世纪魔法热潮所带来的人的无比自信，乃至17世纪培根“知识就是力量”和“征服自然”等观念。[12]
16世纪文艺复兴时期炼金术领域也有一位大名鼎鼎的人物——帕拉塞尔苏斯。帕拉塞尔苏斯出生于德国，在古典、矿冶、化学、魔法、医学等各方面具有颇高修养。他对炼金术有两大贡献。首先，是打破传统执迷，为化学提出在“炼金”以外的新目标，即寻求治病药物。这新方向来自他医学上的两个观念：第一，疾病并非如传统所说，是起于人体内部血、痰、胆汁、忧郁等四种体液失衡，而主要是外来物质即所谓“外邪”导致；第二，治病不能够仅仅依赖由动植物制成的方剂，而更需要应用从矿物提炼出来的药物。因此，他所要推动的炼金术革命，其实是和医学革命密切相关的。其次，帕拉塞尔苏斯基本上接受金属二元合成说，却又在传统的硫磺和水银以外，增加“盐”作为物质的第三个基本元素，并且认为，这样所能够构成的，就不止于金属，而且还包括其他矿物，乃至动植物和世界上所有事物。这思想虽非帕拉塞尔苏斯首创，但却是由他明确提出，最后得到普遍接受。[13]
3.2 神学家哥白尼的天文学革命
1）地心说 VS 日心说
“地心说”支持者：柏拉图、亚里士多德、托勒密
  地心说示意图
“地心说”主要认为地球是静止不动的，其他的星体都围着地球这一宇宙中心旋转。这个学说的提出与基督教《圣经》中关于天堂、人间、地狱的说法刚好互相吻合，处于统治地位的教廷便竭力支持地心学说，把“地心说”和上帝创造世界融为一体，用来愚弄人们，维护自己的统治。因而“地心学”说被教会奉为和《圣经》一样的经典，长期居于统治地位。
随着事物的不断发展，天文观测的精确度渐渐提高，人们逐渐发现了地心学说的破绽。到文艺复兴运动时期，人们发现托勒密所提出的均轮和本轮的数目竟多达八十个左右。而且这些模型都无法与观测结果相符合。
“日心说”支持者：阿里斯塔克、库萨的尼古拉、哥白尼
  日心说示意图
在《天球运行论》中，哥白尼主要做了两件事：首先，是明确地将日球是静止的宇宙中心，地球和其他行星一样都是绕日运行，而且月球则绕地球运行，作为一项基本原则提出。这就是所谓的“日心说”；其次，从这项新原则出发，他为众天体的运行构建了一个新模型，这模型完全抛弃托勒密的对等点机制，而是彻底回到古希腊以“均匀圆周运动”来解释天体运动的途径。严格说来，这两个原则并不新颖：“均匀圆周运动”是古希腊天文学的固有理想，“地动说”则是公元前3世纪的阿里斯塔克提出的。哥白尼所做的，实际上是重新回到古希腊的旧原则，然后依循托勒密的数理方法来构建相类模型，并且以实证数据在决定模型的主要参数，然后仔细计算天体在运行中的长期位置变化。[14]
2）哥白尼“日心说”的明与昧
从计算和预测的角度看，哥白尼的“日心说”并无优胜之处：《天球运行论》所计算的日月和行星运动比诸《大汇编》并非更为准确，而且前者所需要应用的本轮数目超过后者。然而，对于许多天文现象“日心说”相对于“地心说”而言，可以提供更为自然且令人信服的解释。换言之。哥白尼革命的意义不仅仅在于提出新原则和模型，而更在于扩大了判别理论真伪的实证基础。自此以往，令人信服的理论不仅要在数学上“重现现象”的某些方面，还要能够对同一现象所有其他方面都作出满意解释。因此，随着哥白尼新理论的出现和逐渐被人接受，科学理论的判别标准乃至其本质也正在起变化。[15]
哥白尼“日心说”的蒙昧色彩：第一，对上帝的信仰。哥白尼认为上帝创造的世界必然是简单完美的，地心说体系中如此之多的本轮和均轮显然不能符合上帝的意志。而只要转向日心说，认为所有行星都是围绕着太阳运动，就可以很容易地解决困扰地心说的问题。就日心说来看，行星的不规则运动只是地球和行星之间的相对运动造成的，也就不需要那么多本轮、均轮加以说明，能很自然地解释行星运动的一些现象。第二，新柏拉图主义的太阳崇拜。
“在所有的座次中，太阳的宝座居于正中……他确实是宇宙的明灯、心灵和统领……太阳在那个位置犹如坐在王座之上，统领着在他周围转圈的那些行星子民……地球亦因为太阳才有孕育，一年一生而成为丰产之地。”
——摘自哥白尼《天球运行论》
3）如何正确认识哥白尼的《天球运行论》
哥白尼：最后一位古代天文学家Or 第一位近代天文学家
“《天球运行论》的意义不在于它自己说了什么，而在于它使得别人说了什么。这本书引发了它自己并未宣告的一场革命。它是一个制造革命的文本，而不是一个革命性的文本。”
——摘自库恩《科学革命的结构》
在哥白尼的日心说中，太阳其实并不处在太阳系的正中心，而是接近太阳系的中心。他的地动说也是为了解释行星为之而提出来的副产品，以便极力符合古希腊的天文学传统。只有在开普勒用椭圆运动代替了正圆运动，伽利略用望远镜观测数据证实和宣传了哥白尼的日心说之后，现代天文学体系才真正得以实现，从而揭开了西方科学和思想从古代向现代的转变。授之以鱼不如授之以渔近代自然科学的重要特征就是实验以及科学的思维方法，这两者构成了近代自然科学区别于中世纪经院科学的关键所在，对于这两者的含混不清也是导致过渡时期的科学形态具有蒙昧性的重要因素。
4.1伽利略的贡献
“如果一个苹果砸到牛顿的头上，使牛顿发现了万有引力，那么这个苹果树就是伽利略栽的；如果一个苹果砸到牛顿头上，那么就有一千个苹果砸到伽利略头上。”
——《伽利略对话录》
天文学：自制天文望远镜，对天体进行观察，发表《关于两个世界体系的对话》，使哥白尼的日心说走出象牙塔，深入到一般民众当中。
物理学：《关于两门新科学的对话》，关于受力悬臂的数学分析和自由落体定律。通过斜板实验对落体运动进行分析——物体的运动是由惯性维持的。
对于大多数人来说，伽利略的伟大是因为他是科学与宗教冲突的象征，是为真理受迫害的典型。然而，伽利略对科学的最重要贡献其实并不是为哥白尼辩护，而是利用望远镜把人类的视野扩展到了地球以外，以及想新动力学踏出第一步。
伽利略于1609年发明了人类历史上第一台天文望远镜。伽利略用它观测到了月亮表面的“环形山”、木星的四颗卫星、太阳黑子等等，用观测结果“证实”了哥白尼的日心说。
伽利略在力与运动方面的研究有两个非常著名的实验——斜面实验与斜塔试验。这两项实验虽被证实是想象中的，但却是建立在可靠的事实的基础上。把研究的事物理想化，就可以更加突出事物的主要特征，化繁为简，容易于认识其规律。
伽利略创立了对物理理象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法。这一自然科学新方法，有力地促进物理学的发展，他因此被誉为是“经典物理学的奠基人”。
4.2 培根与笛卡尔
从培根和笛卡尔开始，把自然界当作一个独立的客体来对待，而人则成为在客体之外的独立的旁观者，从此开始了征服自然界的现代性时代。
培根：主张学者传统要和工匠传统结合起来，形成“经验和理性职能的真正的合法的婚配”。培根的代表作《新工具》不仅阐明了归纳法的重要性，而且提供了归纳逻辑中判明因果联系的求同法、差异法和共变法。
“如所周知，培根是最朴素和理直气壮的科学主义者，主要宣扬、呼吁以下三点：首先，从传统（特别是亚里士多德）、口耳相传或者臆度、想象而来的知识都不可靠，必须大力和彻底扫除；其次，真正的知识只能够通过实际观察、实验得来；最后，政府因此应大力鼓励、推动、资助科学研究，以造福社会和人类，因为‘知识就是力量’。”[16]培根用蜘蛛、蚂蚁和蜜蜂的比喻形象地说明了三种不同的科学方法论：经验主义者好像蚂蚁，它们只是收集起来使用。理性主义者好像蜘蛛，它们从自身把网子结起来。但是，蜜蜂则采取一种中间道路，它从花园和田野里的花上采集材料，但是用它自己的一种力量来改变这种材料。显然，培根所提倡的是“蜜蜂”的学习方法。
培根的这些议论在生前并不受注意，但从17世纪40年代即清教徒革命开始，则日益为人重视，从“皇家学会”的成立，以至玻义耳、牛顿等人的实验科学精神，都可以说与他的影响有关。
笛卡尔：倡导科学研究中的演绎法，强调数学方法的意义。笛卡尔的毕生力作是1637年发表的《方法论》，他在此书中提出的思想，可以说在很大程度上已经预见现代科学的精神与结构，即有关自然界的真正知识必须从毫无疑问的基本原理出发，然后以严格的数学推断出来。在这样的系统中，亚里士多德的“目的论”，以及生命的“自主性”是完全没有地位的（具有灵魂的人自然不在其例），它因此被称为“机械世界观”（mechanical philosophy）。
笛卡尔致力于自然界观察，并意识到只有牵涉空间的“运动”可以用数学处理。作为解析几何的创始人，笛卡尔把数和几何学联系起来，从而表明空间或广延可以用代数公式表示。“他又引入现代数学符号以及运作方式，并且用x，y等字母代表未知线段，用a，b，c等字母代表已知数量，从而大大简化了代数问题的解决。这在数学的现代革命过程中是具有重大意义的决定性一步，从此数学思考的重心就从几何学的“形”转移到代数学的“计算”上去了。”[17]由此，笛卡尔把科学的统一性建立在研究方法——数学上，而数学的确定性就保证了知识的确定性，从而在数学角度为近代科学建立了形而上学的基础。
培根和笛卡尔是17世纪科学思潮中两个隐然对立阵营的代表人物：培根轻视数学，以观察、实验、类型学和归纳法为尚，倾向近于博物学家；笛卡尔从理性精神出发，认为通过自明的基本原则和推理就可以了解世界，倾向近于数学家。这两种思想各有偏失，它们的局限到牛顿的《原理》发表才显露出来。
第一次工业革命
背景第一次工业革命首先发生在英国的主要原因或政治前提在于资产阶级在英国的统治逐渐建立并日益加强；英国通过圈地运动，产生并聚集了大量劳动力，同时也扩大了英国国内市场； 多年的海外贸易和殖民扩张，为英国积累了原始资本，提供了广阔的原料地和海外市场； 工场手工劳动时积累的经验和生产技术的进步（这是后来的法国，德国等国都无法相比的）； 随着市场需求的增大，工场手工生产已无法满足需求。[18] 工作机的发明2.1 标志性发明
1733年英国制梭工人凯伊发明了飞梭，它大大提高了织布效率。
1765年织布工哈格里夫斯发明了“珍妮机”的手摇纺纱机，珍妮机的出现,使大规模的织布厂得以建立，珍妮机的发明成为第一次工业革命的开端。 
  珍妮纺纱机
2.2 珍妮机的诞生
事情要从1764年里的一天说起。英国兰开郡有个纺织工叫詹姆斯·哈格里夫斯，那天晚上他回家，开门后不小心一脚踢翻了他妻子正在使用的纺纱机，当时他的第一个反应就是赶快把纺纱机扶正。但是当他弯下腰来的时候，却突然愣住了，原来他看到那被踢倒的纺纱机还在转，只是横着的纱锭变成直立的了。他猛然想到：如果把几个纱锭都竖着排列，用一个纺轮带动，不就可以一下子纺出更多的纱了吗？ 哈格里夫斯非常兴奋，马上试着干，第二天他就造出用一个纺轮带动八个竖直纱锭的新纺纱机，功效一下子提高了八倍。1764年制成以他女儿珍妮命名的纺纱机。
2.3工作机的发展进程
在凯伊的飞梭和珍妮纺纱机发明之后，更多的工人致力于织布机和纺纱机的改进，进一步推动了工作机的更新换代。
卷轴纺纱机：1769年，理查德·阿克莱特发明了卷轴纺纱机。
走锭纺纱机：童工出身的塞缪尔·克隆普顿于1779年发明了走锭精纺机。它结合“珍妮机”和水力纺纱机的特色，又称“骡机”。这种机器纺出的棉纱柔软、精细又结实，很快得到应用。 
水力织布机：英国纺纱业的大发展，使织布业反倒显得落后了。1785年，牧师卡特赖特发明水力织布机，使织布工效提高了四十倍。
到1800年，英国棉纺业基本实现了机械化。 动力机的发明瓦特改良蒸汽机
工业革命的产生一部分原因是因为蒸汽机的改良，当时英国鼓励发明，并且在人口增加需要增加生产速度之时，便开始有人努力的改进当时的生产设备，瓦特便是其中之一，而瓦特改良蒸汽机导致一系列技术革命引起了从手工劳动向动力机器生产转变。因此蒸汽机的改良称为技术革命的重要标志。
蒸汽机有很大的历史作用，它曾推动了机械工业甚至社会的发展，解决了大机器生产中最关键的问题，推动了交通运输空前的进步。随着它的发展而建立的热力学和机构学为汽轮机和内燃机的发展奠定了基础。
  瓦特改良蒸汽机机床的发明4.机床的重要性
计算机发明的先驱者巴比奇指出：“为了制造性能能良好的机器，必须有可靠的制造机器的机床，……而能够设计和制造机床的人，总是站在生产技术最前列。”[19]
机床就是生产机器的机器，只有当能够做到用机器生产机器的时候，大工业才有了坚实的技术基础并得以自立。
机床的生产，成为18世纪工业革命发展的第三阶段。
4.2 机床的发展进程
1774年，英国人约翰·威尔金森发明了比较精密的炮筒镗床。1775年，他用这台炮筒镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的要求。为了镗制更大的汽缸，他又于1775年制造了一台水轮驱动的汽缸镗床，促进了蒸汽机的发展。从此，机床开始用蒸汽机通过曲轴驱动。 
1797年，英国人莫兹利创制成的车床由丝杠传动刀架，能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一次重大变革。莫兹利也因此被称为“英国机床工业之父”。 
19世纪英国出版的《全国工业》一书认为：“移动刀架对机器的改良和更广泛应用所产生的影响，不亚于瓦特对蒸汽机的改良所产生的影响。采用刀架的结果是，各种机器很快就完善和便宜了，而且推动了新的发明和改良。”[20]
19世纪，各种类型的机床相继出现。1817年，英国人罗伯茨创制龙门刨床；1818年美国人伊莱·惠特尼制成卧式铣床；1876年，美国制成万能外圆磨床；1835和1897年又先后发明滚齿机和插齿机。 
十九世纪最优秀的机械技师约瑟夫·惠特沃斯，他于1834年制成了测长机，该测长机可以测量出长度误差万分之一英寸左右。这种测长机的原理和千分尺相同，通过转动分度板可以进出的螺纹夹持住工件，使用滑尺读出分度板上的分度。1835年，惠特沃斯在他32岁时发明滚齿机。除此以外，惠特沃斯还设计了测量圆筒的内圆和外圆的塞规和环规。建议全部的机床生产业者都采用同一尺寸的标准螺纹。后来，英国的制定工业标准协会接受了这一建议，从那以后直到今日，这种螺纹作为标准螺纹被各国所使用。 工厂的雏形1769年，理查德·阿克莱特发明了卷轴纺纱机。这种水力纺纱机体积很大，必须搭建高大的厂房，又必须建在河流旁边，并有大量工人集中操作。于是，1771年，他建立起有三百名工人的工厂；十年后工人增加到六百名。纺织业就这样逐渐从手工业作坊过渡到工厂大工业，到1800年，英国已有这样的工厂三百家。但这种机器纺出的纱太粗，还需要改进。 
阿克莱特最早成功地开办了机器纺纱厂,被誉为“近代工厂之父”。他应用各种发明，招募工人，使用新的操作方法，制定工厂的规章制度，确立了工厂制。完整的工业体系蒸汽动力的发展具有重大的历史作用，蒸汽动力推动了整个工业的机械化进程——蒸汽动力通过大轴、皮带等传动装置带动着一批机床工作，它成了19世纪机器系统的典型形式；蒸汽动力更促进了燃料及采矿工业、机器制造工业、钢铁冶炼工业、交通运输业等有关部门的发展。
在交通运输业发展上方面，铁路运输上，18世纪80年代，英国木轨改铁轨，出现马车铁路；1769年法国居纽，1787年英国默多克设计无轨电车；1802年特里维希克制造蒸汽机车；1819年英国史蒂芬逊制造实用蒸汽机车；1825年他驾驶“旅行号”机车从斯托克顿到达林顿正式 通车。轮船运输上，美国发明家富尔顿发明第一艘使用轮船；1807年富尔顿等人建造的“克勒蒙特”号汽船首航成功，标志着蒸汽动力船取代了帆船；1819年带有风帆和蒸汽动力的“萨凡纳”号船满载棉花，横渡大西洋；1838年英国轮船“天狼星”号和“大西方”号完全依靠蒸汽动力，横渡大西洋成功。火车、轮船的应用和普及，给社会经济带来了巨大的变革。
相关技术的集合应用，最终构成了完整的技术体系，以下是各类技术的相关性展示：
采煤技术——防爆安全——硝化棉火药、硝化甘油火药、把硝化甘油同硅藻土一类惰性物质混合起来的安全炸药
纺织技术——漂白技术——制酸技术、制碱技术（基础化学工业业）
化工技术——化学肥料的制造——无机肥料（磷、氮、钾肥等）
建筑技术——钢筋混凝土结构、水泥
有线电通讯技术相关问题7.1 工业革命进程区域发展的不平衡性
7.2 技术革命过程中科学、技术的关系问题
贝尔纳指出：“科学和制造业有这样的结合只是在18世纪晚期的不列颠才看得见。它的存在标志着科学和技术之间的一个动态平衡时期，这是两个时期之间的过渡时期，在前一时期中科学对工业是取多予少，而在后一时期中科学则几乎以工业为依据”，到了19世纪中中叶时“工业已在偿付红利”。[21]
7.3 工人的反技术情绪
工业革命造成技能的地位相对降低了，机械设备及劳动手段的作用提高了，造成了一些工人的反技术情绪，工人们不能明白造成他们贫困的真正原因，造成了工人破坏机器的运动发生。
7.4 人与自然关系问题的思考
7.5 工厂、工业区的区位条件探讨 
贝尔纳在《历史上的科学》中指出：“导致不列颠工业优势的因素就是它（煤） ，而不见得是任何其他因素。”[22] 
在蒸汽动力广泛应用之前，工厂区位的选择是围绕着资源、动力因素的，如纺纱厂位于河边利用水能，如上在木材、煤矿区周围设立工厂作为燃料动力，蒸汽机的广泛应用使得工厂区位选择更为自由。
可见，工业革命时期的工厂区位选择主要取决于资源的分布情况。
科学的世纪
科学的世纪是指称近代科学全面繁荣的19世纪。19世纪科学发展的规模和成熟远远超过17世纪的科学革命，热力学、光学、电磁学、化学、地质学、生物学、人类学等学科都取得了重大的突破，并大都进入到理论综合的新阶段。新学说、新理论如雨后春笋，使19世纪成为名副其实的科学世纪。
具体内容请参加百度百科“科学的世纪”。
近代东西方科学技术交流
近代以前中外科学技术交流特点：在近代以前，中国科学技术成果外传较多，吸收外国的成果较少。
起源：中国与外国之间的科学技术交流始于文化交往和商业贸易活动的兴起。
自汉朝张骞出使西域之后，汉武帝曾陆续派遣使者到西亚、印度、阿拉伯等国。不仅带回来阿拉伯国家的文献和物品，而且还可能带回包括埃及以及希腊等国的文献和物品。与此同时，海船已经开辟了从广东出发，出南海，经缅甸、印度到斯里兰卡的海路航线，并开辟了东到日本，南到印度尼西亚的航线；在陆路上，则开辟了从长安，经新疆，到中亚、安息（今伊朗）、大秦（即东罗马帝国）的著名的丝绸之路。
  西汉同匈奴的战争和张骞出使西域　　
交流成果：
（一）商贸方面交流成果
贸易的往来，既有商品的交换，也有自然产品的交流。在公元3至7世纪，从中亚传入我国有胡葱、胡瓜（黄瓜）、无花果、红花染料、胡麻（芝麻）、胡桃等。到了宋元时期，从国外引进的植物、果品有如番荔枝、番石榴、番椒、番茄等。北宋初年，海外贸易通行货物有30余种，到南宋绍兴初年已增至200多种。南宋时，与中国通商的国家有20多个，其中海船通商的贸易国家就有多个。一些外商甚至在中国长期居住，还曾担任官职。泉州的阿拉伯人公墓，泉州及其他城市的阿拉伯建筑，在印度洋沿岸和非洲国家出土的宋元瓷器，都是宋元时期海外贸易兴盛的历史见证。明代郑和下西洋，访问了亚洲和非洲的30多个国家，远达非洲的索马里、肯尼亚带，在促进通商贸易和文化交流方面作出了重大贡献。但由于它不是一种经济活动，除了带回某些奇物、贡品之外，对于经济和科学技术发展并无多大影响。
（二）科技方面交流成果
阿拉伯数字以及阿拉伯的数学著作在宋元时期传入我国。在天文历法方面，扎马鲁丁等人  来到我国，带来了药方一批阿拉伯的天文仪器，以及包括阿拉伯文托勒密《天文大全》在内的科学书籍20余种。元代政府曾设立回回司天台，开设回回药物院，由阿拉伯医生治病，专用回回药物。回回药方以及香料药物在中国的传播和应用，进一步丰富了我国的医药学。
对外国影响:
(一)对日本的影响
日本从公元646年开始大化革新，逐步完成了从奴隶制向封建制国家的过渡，实现了建设新国家的伟大事业。汤浅光朝在其《科学文化史年表解说》中曾评论说：“这是因为全国人民旗帜鲜明地把建设以唐朝为模范的文化国家作为目标而取得的。” 唐代名僧鉴真东渡日本，不仅带去了佛教文化，而且积极传授了中国的医药学等方面的知识。我国的天文仪器、造纸法、印刷术以及瓷器、铜镜等工艺技术，也都在唐代传入日本。尽管在从894年日本停派遣唐使开始到1401年的500年间断绝了与中国的正式外交关系，但是僧侣、商人往来依然频繁，中国作为东方的先进文化国家继续影响日本，特别是宋代程朱理学所提出的格物穷理的科学精神对日本有着更深刻的影响。日本在明治维新以前的文化史，实际上是中国文化史的延长和发展，直到明治维新之后才又转变为西方文化的移植史。
（二）对阿拉伯国家和欧洲的影响
我国古代的数学著作《九章算术》、《周髀算经》和筹算方法传到印度，对印度数学的发展作出了贡献；我国的造纸、纺织、制瓷等技术首先传入阿拉伯，又通过阿拉伯传入欧洲。我国的丝绸也是通过伊朗和阿拉伯国家传入罗马帝国。公元6世纪罗马帝国得到了印度僧人从新疆带去的蚕种，从此，欧洲才开始了丝绸的生产。成为欧洲资产阶级摧毁封建王朝强大武器的火药、指南针和印刷术，也是通过阿拉伯传到欧洲的。西方近代科学技术知识传入中国标志：从16世纪下半叶起，开始了西方科学技术文化知识向中国的传入，其标志是罗马教皇派遣的耶稣会士来华。
特点：西方科学技术知识传入过程的复杂性、内容上的有限性、后果上的畸型性，它既不同于主动的科学技术引进，也不同于平等的学术交流。
耶稣会士来华是在一个特定的历史条件下进行的，传出方面与接受方面各有着不同的目的。西方耶稣会士来华是配合资本主义殖民扩张的需要。明末或清初的封建统治者接受西方的某些近代科学技术知识，则是为了巩固其封建统治。
代表人物——西方传教士
利玛窦——利玛窦在介绍西方的某些天文知识的同时，特意向罗马教会提出，派天文学者来华从事历法改革。著有《坤舆万国全图》。写了《远镜说》，介绍了西方传教士(4张)望远镜的制造和使用。
南怀仁——康熙时代，南怀仁被委任为钦天监。他革新了黄道经纬仪、赤道经纬仪、纪限仪、象限仪、地平仪，写成《灵台仪象志》，绘图说明了它们的制法、用法及测试的记录。
艾儒略——《西学凡》
汤若望——清初，汤若望将新历法献给顺治皇帝，遂即颁行，称为时宪历，汤若望由此而被委任为钦天监。
戴进贤——1716年来华的德国传教士戴进贤（公元1680——1746）在任钦天监官职时，介绍的西方天文学知识还只是17世纪德国天文学家开普勒发现的行星轨道为椭圆以及牛顿关于计算地、日、月距离的方法，对牛顿万有引力及哥白尼天文学说并未涉及。
蒋友柏——哥白尼天文学说是由年来华的耶稣会士蒋友仁在他著的一本书中介绍到中国的。这时哥白尼的《天体运行论》发表已经200年了。
邓玉函——口授《远西奇器图说》
代表人物——中国学者
徐光启——完成《崇祯历书》；由利玛窦口译、徐光启笔述介绍了《几何原本》。
李之藻——利玛窦与李之藻合作编译了《同文算指》，介绍了笔算法。清代学者对此十分重视并加以改进，使笔算方法日渐普遍应用。
王锡阐——在钻研西法的过程中，就指出了传入中国的西方天文知识的若干错误。在吸取西学精华的基础上，他提出了日月食初亏和复圆方位角计算的新方法，独立发明了计算金星、水星凌日的方法，比原有的中、西法都有所进步。
梅文鼎——在其数学著作中，在消化西方数学的基础上，提出了许多创见。他利用我国古代的勾股算术证明了《几何原本》中的很多命题，用几何图形证明了余弦定理和个正弦、余弦积化和差公式等等。
意义：从总的方面来看，由于传教士传入的并不是当时最先进的西方科学技术知识，中国封建统治者又只是出于统治的需要，因此只有天文、数学、地学等方面的西方科学技术知识在中国的上层社会中间产生了一定影响，而未能在整个社会中产生多大后果。中国科学技术没有因西方科学技术知识的传入而获得生机，相反，自清朝中叶之后，传统科学技术的成果在清王朝的统治下也日益减少。洋务运动与中国近代技术的发展（一）早期地主阶级改革派
林则徐、魏源等人主张为了“筹制夷之策”，必须“知彼虚实”，即要了解西方，学习西方的先进科学技  术。魏源提出了“师夷之长技以制夷”的主张。太平天国的起义领袖之一洪仁玕甚至提出了发展近代交通运输和通讯，奖励科学技术发明，保护专利，鼓励私人资本开矿等主张。这些主张在当时毕竟影响范围有限。
(二)中期封建统治内部改革派——洋务运动时期
洋务派在科技方面发展概况：
以恭亲王奕䜣和曾国藩、李鸿章等为首的一派，以“自强”、“求实”为口号，主张兴办洋务。他们在理论上打出的旗帜是“中学为体，西学为用”，要“借师”（学习西方之技艺）以“助剿”(镇压太平天国农民运动），实现“自强”“求富”。洋务运动所要实现的具体内容包括：向西方购买船、炮、机器，雇佣外国技术人员，依靠他们的技术力量制造兵器船只，进而建置海军，操练新军；稍后又从军事部门发展到经济领域，兴办民用工矿、交通、电讯企业，设立同文馆，翻译外国科技书籍，培训人员，并派人出国留学。
洋务运动的过程也使中国人真正看到了先进科学技术的力量。
洋务运动对中国近代科学技术发展的影响：
洋务运动从政治、经济、军事等几个方面来看，都是彻底失败了。但从它对中国近代科学技术发展所造成的影响来看，洋务运动的作用还是应该予以肯定的。近代科学技术在中国的发展，如果追根溯源，在许多领域是从洋务运动时期开始的。
（1）从洋务运动以来陆续建立了一批近代工矿企业。
首先是由政府官办的军工厂，如曾国藩于1861年最早建立安庆军械所，以后又陆续建立了江南制造总局（1865 ）、金陵机器局（1865）、福州船政局（1866）、天津机器局（1867）、湖北枪炮厂（1890）。
洋务运动以来部分政府管办的军工厂(4张)
  
从70年代开始又采取“官督商办”形式，兴办了一些民用工矿企业，如轮船招商局（1872）、基隆煤矿（1875）、开平矿务局（1877）、天津电报局（1880）、上海织布局（1882）、汉阳铁厂（1890）等。在这期间，民族资本也有了一定发展，陆续开办了机器制造、缫丝、纺织、面粉、火柴、造纸、印刷等近代企业。随着近代工矿企业的建立，也就引进了近代技术知识和装备。1865年设厂的江南制造总局，从美国引进了锅炉、蒸汽机作为原动机，还有其他工作机械，并建有汽锤车间。1866年开办的上海民营发昌机器厂，于1869年已开始使用近代车床。由于造船技术的传入，1865年在安庆军械所制造了我国第一艘轮船黄鹄号，同年江南制造总局也有一艘轮船惠吉号下水。19世纪在60年代开办的上海江苏药水厂已可以制造酸碱，至70年代开始制造肥皂。江南制造总局在1890年开始设立炼钢厂，设有15吨酸性平炉座，日出钢3吨。1890年建立的大冶铁矿，乃是我国第一座用机器开采的露天铁矿，而在这之前，1878年开滦煤矿已开始用机器采煤。至1908年，由汉阳铁厂、大冶铁矿、萍乡煤矿合并的汉冶萍煤铁厂矿公司，已有近代化的高炉2座，50吨平炉6座，各种轧机4套，加之有机械化的矿山，已初步形成了一个钢铁联合企业。就钢铁冶炼技术和装备水平来看在当时世界上也是较为先进的。1876年开平矿务局建立，为解决煤炭外运问题，于1881年建成了唐（唐山）胥（胥各庄）铁路，同时还造出了一辆机车头，尽管许多部件如锅炉、车辆和车身钢材是进口的，但它毕竟是中国制造的第一辆机车。1879年李鸿章从军事需要出发，在大沽北塘海口炮台和天津之间架设了一条长约40英里的电报线，并于当年5月开始使用。1881年我国正式开办的第一条陆路电报线路津沪线，于5月投入使用。经10多年的修建扩展，到1895年已经形成了“殊方万里，呼吸可通”的电讯网，东到吉林、黑龙江，西达甘肃、新疆，东南达闽、粤、台湾，西南则可达广西、云南。1890年，中国第一家棉纺织工厂——上海机器织布局投入生产，表明使用机器生产的近代棉纺织业诞生了。
（2）19世纪60年代以后，介绍和编译出版西方近代科学技术知识的学馆、学堂陆续建立。 
1862年，清政府决定设立同文馆。1864年在广州设立了“广方言馆”。1868年江南制造总局则专门设立译书馆，聘请外籍教师传授科学知识，或与中国人合作共同编译出版科学技术著作。自咸丰三年（1853年）到宣统三年（1911年）的近60年间，共有468部西方科学著作被译成中文出版。在这同时西方传教士也在中国设学堂、书馆、医院，传播各种科学技术知识，培养了一批我国近代早期的科学技术工作者。此时，出现了李善兰（公元1811——1860）、徐寿（公元1818——1884）、华蘅芳（公元1833——1902）等一批既能学习西方科学技术知识，又善于独创的近代著名科学家。他们为把西方科学知识传入中国，在极其艰难的条件下，与外国人合作进行编译工作，传播了包括数学、物理、化学、地学、生物学以及各种技术方面的知识。李善兰一生花费很大力量从事翻译工作，还创造了不少名词术语，在今天依然沿用，如“代数”、“微分”、“积分”等等。他独创了一种“ 尖锥术”。他在没有接触微积分的情况下，通过特殊的途径，运用独特的思维方式达到了微积分，完成了从初等数学到高等数学的转变。在李善兰之前的著名数学家项名达（公元1789——1850）、戴煦（公元1805——1860）也是如此。戴煦曾通过独立的研究，得出了著名的二项式定理展开式和对数函数幂级展开式。戴煦的研究成果被转译至国外，这可能是中国近代数学家的成果被介绍到国外的最早记录。1871年出版的（化学鉴原）是化学家徐寿编译的一部有广泛影响的著作，在国内曾风行一时。书中所涉及的元素64个，他提出的取西文名字第一音节造新字的命名原则，被一直沿用下来，例如钠、锰、镍、钴、锌、钙、镁等。徐寿和一些人发起创造了“格致书院”（1885年前后），在这里举办科学讲座和科学讨论会，或进行一些化学的示范表演试验。这些著名的科学家在多个领域里作出贡献。1861年由徐寿和华蘅芳等自行设计、制造了中国第一台蒸汽机，1865年又制成了中国第一艘蒸汽轮船——黄鹄号。李善兰不仅翻译数学著作，他还和一些人共同努力，比较系统地介绍了近代天文学的知识。华蘅芳于1873年则把地学名著赖尔的《地质学原理》译成中文出版，书中已开始介绍了达尔文的学说。从1895年开始，留学英国的严复（公元1853——1921）着手翻译赫胥黎的《进化论和伦理学》一书，1898年以（天演论）为书名分期刊登在严复自己创办的天津（国闻报）上。进化论思想在中国的传播，不仅在于介绍了先进的生物学知识，而且为反封建主义、反帝国主义的斗争提供了思想武器。
（3）19世纪70年代开始由国家正式派出留学生  中国最早官派留学生
最早的由教会资助的留美学生为容闳、黄宪、黄胜人。黄宪后又到英国爱丁堡大学攻读医科，毕业后回国就医，成为中国第一位正规医科大学毕业的西医师。黄胜于1873年成为中国驻美公使馆的翻译。容闳毕业于美国耶鲁大学于1864年回国后10年蹉跎，，没有找到报效祖国的工作。后经李善兰、华蘅芳等介绍到曾国藩的安庆军械所工作，深得曾国藩之赏识，令其携巨款到美国购办机器。这些机器后来成为上海江南制造总局的基本设备。容闳为推进派遣赴美留学生工作做了大量工作，并自告奋勇要带领学生出洋。1872年8月一批30人的幼童留学生被派往美国。这是由中国政府派出留学生的开始，以后又有派往欧洲的军事留学生。1896年清政府又派出了第一批名留学生去日本，开始了中国的近代留日运动。自甲午战争之后，在中国则又掀起了全面的留学运动。这运动反映着中华民族已经放下了抱残守缺、固步自封、妄自尊大的思想包袱，是中华民族求进步、图生存的精神体现。留学运动促进了中华文化与世界文化的交流，引起了知识分子治学态度和学风的转变，促进了教育的改革。从对科学技术发展的影响看，许多留学生回国后使西方的科学技术在中国土地上生根开花， 从而也促进了经济的增长。詹天佑就是其中杰出代表。
（三）后期封建统治内部改革派——戊戌变法时期
在洋务运动失败之后，出现了康有为、梁启超、严复等一批主张维新变法的人物。他们宣称“变法则强”，“守旧则亡”，提出了实行君主立宪制，“富强为先”，“以商立国”的主张，康有为、梁启超等人还亲自倡导在各地成立学堂、学会、报馆、书局。在清朝内部也分化出以光绪皇帝为首的支持改良变法的派别，但最后也以失败而告终。
（四）洋务运动对科技发展的启示
尽管在“西学为用”的口号下，引进了西方的一些科学技术知识，建立起近代的工矿企业，但它在“中学为体”的土壤中终究不能得以发展。为使近代科学技术在中国发展，为使中国富强，只是向西方学习科学技术是不行的，必须彻底推翻封建统治，挣脱帝国主义的枷锁，实现社会革命，这就是历史给予人们的最深刻的启示。没有社会的进步，科学是不能得以发展的。这也就是“洋务运动”时所得到的一个重要结论。中国近代科学技术落后原因的探析（一）外部原因
探讨中国科学技术在近代落后的原因，还牵扯到既然中国古代有着辉煌的科学技术成果，何以未能向近代科学技术转化这样一个问题。有人认为这是由于中国没有发生资产阶级革命，因为近代科学技术是伴随着欧洲的资产阶级革命诞生的。这当然有一定道理。然而，即使在欧洲，近代科学技术也是在欧洲的封建社会中孕育的。仅从科学发展的外部原因来分析，虽然能说明一定问题，但似乎还不能说明所有问题。因此需要从中国古代科学发展的特殊性来寻找原因。
（二）内部原因
首先，对于封建统治者来说，尽管他们基于奢侈生活和军事征战的目的，需要利用科学技术，然而，封建依附和自然经济关系并没有依靠科学技术的社会要求和内在动力。在封建社会中，科学技术的发展只能是以自然经济为基础的缓慢积累过程。由于农业和手工业生产方式的狭隘性和保守性，通常只要求原有状况略有改善，而不要求开辟新的生产领域或开创新的工艺方法，因而只要求记述以现有经验为主并有实效的自然知识，以实用作为科学活动的主要目标。
其次，从中国古代科学家的组成上看，我国古代科学家大致包括了工匠、失意文人学者、僧侣学者和官方科学家。工匠毕竟文化素养不足，他们没有感到知识理论化的必要，也没有足够条件去实现知识的系统化和理论化。。在古代科学家中间那些失意文人，如李时珍、宋应星等和那些“穷经皓首”的士大夫不同，他们十分重视生产经验和躬身体察，并利用他们的文化素养写下了科学著作。由于他们是在自觉或不自觉地反对封建文人重人文伦理、轻科学技术的传统中转向自然科学研究的，所以也往往偏重实践经验。近代科学在欧洲之所以诞生，重要原因之一是实现了经验和理性的“合法婚配”，实现了学者和工匠的结合。中国却没有这种结合的需要和条件。
第三，从科学和哲学的关系看，中国封建社会正统哲学是儒家哲学及其变种。封建正统哲学对中国古代科学的影响，主要是它制约了哲学的主题。儒家哲学基本上是关于社会伦理的哲学，历史上的斗争一直是围绕着伦理哲学而展开，并成为斗争的焦点。斗争的结果并不反映在人们对自然真理的认识与探求上，而是突出反映在伦理道德观念上。中国的自然哲学相对薄弱，也是实用科学的感性材料虽然丰富而未能理论化、系统化的一个重要原因。
中国传统科学固有的局限，封建经济关系和专制制度，帝国主义的入侵，使近代科学技术未能在中国产生，并阻碍了近代科学技术在中国的传播和发展。认真总结这一历史经验教训，将对中国现代科学技术的发展产生重要的启示作用。历史不能重演，但可以借鉴。
国家重点学科
拥有科学技术史国家一级重点学科的高校：北京科技大学、中国科学技术大学。
国家重点（培育）学科名单
西北大学[23]
新版图书信息
书 名: 科学技术  史
作　者：王鸿生
出版社： 中国人民大学出版社
出版时间： 2011年3月1日
ISBN: 9787300133874
开本： 16开
定价: 48.00元
内容简介
《科学技术史》是一本写了十一年、面世后又雕琢修补十三年的科技通史。《科学技术史》扫描了从石器到宇宙飞船的技术发展全景，评述了从阿基米德到比尔·盖茨、从亚里士多德到爱因斯坦的古今哲人才俊，犹如一次科技文明的览胜。高深的科技思想在书中表达得十分通俗，清晰的叙述脉络蕴含丰富的人文关怀。在知识如海、书籍成山的时代，面对图画和影像对理论的冲击，《科学技术史》希望借助锤炼过的语言和朴素的文字，让人类最重要的科技成果得到细心的关注，也让《科学技术史》成为读者经常翻阅对话的无言朋友。
作者简介
王鸿生，先践理工科边界，再踏人文社会科学领域，视科学技术史为通天晓地之学，可增知人识事之功。现为中国人民大学哲学院教授，博士生导师，兼任北京自然辩证法研究会理事长，讲授“世界科学技术史”、“科学方法与学术创新”等课多年。主要著作：《世界科学技术史》、《中国历史中的技术与科学》、《历史的瀑布与峡谷——中华文明的文化结构和现代转型》。
图书目录
导言
第一篇 古代的科学技术
第一章 生存的技术和文明的起点
内容提要
直立行走的猿
天然石块和木棒
打制石器
用火和取火
捕鱼和狩猎
弓箭的发明
农业和畜牧业
陶器和铜器
产业的发展
社会组织的变革
语言、图画和文字
知识的起源
原始宗教和科学
本章小结
思考题
延伸阅读
第二章 尼罗河畔的永恒
内容提要
埃及的地理和历史
古埃及的神、祭司和知识
解剖和医学
尼罗河的赠礼
技术的奇迹和停滞
衰亡与不朽
本章小结
思考题
延伸阅读
第三章 两河流域的遗产
内容提要
西亚的新月形地带
多变的历史风云
苏美尔人的最初创造
古巴比伦和使用铁的赫梯
金戈铁马的亚述
新巴比伦的建筑和天文学
波斯帝国的成就
西方文字的渊源
本章小结
思考题
延伸阅读
第四章 爱琴海岸的理性之光
内容提要
希腊和希腊人
技术和海外活动
万物的本原和运动的原因
理性的科学
对人的思考
希腊历史的转折点
希腊化时代的科学群星
本章小结
思考题
延伸阅读
第五章 罗马帝国的技术和影响
内容提要
意大利半岛和罗马人
技术特色
希腊科学的余晖
罗马的历史影响
本章小结
思考题
延伸阅读
第六章 古印度文明中的知识
内容提要
印度河和印度
哈拉巴文化
吠陀时代的知识
佛教诞生的年代
孔雀王朝和重新分裂时期
贵霜帝国时期
笈多王朝和戒日王朝时期
伊斯兰势力进入印度时期
德里素丹和莫卧儿帝国时期
南亚次大陆文明的历史透视
本章小结
思考题
延伸阅读
第七章 古代中国的科学和发明
内容提要
地理位置
炎黄时代
青铜文明
春秋战国时期
秦汉时代
三国两晋南北朝时期
隋唐五代
宋辽金夏时代
元代
明代
清代
现代中国科技概览
本章小结
思考题
延伸阅读
第八章 中世纪阿拉伯和欧洲的学术与技术
内容提要
阿拉伯的历史概况
阿拉伯人对待学术的态度
阿拉伯人对科学技术的特殊贡献
中世纪的欧洲
教会的作用
东西方的接触
技术的进步和学术的复苏
本章小结
思考题
延伸阅读
……
第九章 新时代的到来
第二篇 近代科学技术的进展
第十章 理解天体和地上物体的运动
第十一章 探索生命的奥秘
第十二章 追究元素和物质变化
第十三章 测热和发现热力学定律
第十四章 研究电磁及其关系
第十五章 考察光现象
第十六章 工业时代的技术发展
第三篇 现代科学技术的发展
第十八章 元素可变和新化学理论内容提要
第十九章 追寻宇宙边界的天文学
第二十章 勘探地球的演化和构造
第二十一章 诘问生命的本质
第二十二章 现代数学的本性和前沿
第二十三章 综合性科学的出现
第二十四章 探索复杂性的非线性科学
第二十五章 应用性科学和技术的发展
第二十六章 现代主导技术的突破