自然科学史7

炼 金 术 士 的 作 坊
第二节
近代化学的诞生
罗伯特· 波义尔（1627—1691），英国化学家，近代化学的创 始人。出身贵族家庭，神童，11岁会希腊文和拉丁文。 提出：化学必须象物理学那样，立足于严密的实验基础之上。 1661年发表《怀疑的化学家》 ： 1、 化学本身作为自然科学中的一个独立部分，是探索宇宙奥 秘的一个方面。 2、元素：火、水、气、土 ，硫、汞、盐 未必就是真正的元素， 只有不能用化学方法再分解的简单物质才是元素。例如黄金，虽 然可以同其它金属一起制成合金，或溶解于王水之中而隐蔽起来， 但是仍可设法恢复其原形，重新得到黄金。水银也是如此。作为 万物之源的元素， 一定会有许多种。 3、“混合”与“化合”不同。炼金术：所有元素都混合在物 质中，火可以分离。波义尔：自然界物质由元素化合而成，不可 能进行简单分离。如玻璃，仍是化合物。 4、空气中的某一部分（亚硝气）是燃烧和动物呼吸必需的。
第三节
燃素学说
贝歇尔（1635-1682）德国化学家。发表《地下物理 学》：自然界所有化合物含有三种不同的土：玻璃状土、 油状土、流质土。燃烧使油状土逸出，玻璃状土留下。 斯塔尔（1660-1734）贝歇尔学生。将油状土叫“燃 素”：易燃物有较多燃素，燃烧时，被烧物体中的燃素被 空气吸收，空气只起助燃作用，并带走燃素。 对今日的氧化—还原反应作出了自洽而相反的解释。斯塔 尔还认识到：金属生锈与木材燃烧时同一类化学过程。 问题：燃素是否有重量？
《物种起源》：广泛引证生物在人工培养下的 进化现象、在自然条件下的多样性分布、生物 化石所呈现的时间上的生物进化现象，以说明 在自然选择作用的物种进化规律。 1863年赖尔发表《古老的人类》：将进化论 用于人类的起源问题上。 1866年德国的海克尔发表《自然创造史》： 生物个体的胚胎发育史，实际上是种族进化史 的重演。1874年出版《人类的进化》，将生物 重演律运用到人类的进化。 1893年赫胥黎发表《进化论与伦理学》，即 严复译成的《天演论》：物竞天择，适者生存。
1777年向法国科学院提交了划时代的《燃烧概论》，系统地阐述了 燃烧的氧化学说，将燃素说倒立的化学正立过来。这本书后来被翻译 成多国语言，逐渐扫清了燃素说的影响。化学自此切断与古代炼丹术 的联系，揭掉神秘和臆测的面纱，取而代之的是科学实验和定量研究。 化学由此也进入定量化学（即近代化学）时期。 3、否定四元素说和三要素说，“如果元素表示构成物质的最简单组 分，那么目前我们可能难以判断什么是元素；如果相反，我们把元素 与目前化学分析最后达到的极限概念联系起来，那么，我们现在用任 何方法都不能再加以分解的一切物质，对我们来说，就算是元素了。” 1787年《化学命名法》：单质以化学特性，化合物由组成其元素。 1789年出版《化学概要》，列出第一张元素一览表， 1）简单物质，光、热、氧、氮、氢等物质元素。 2）简单的非金属物质，硫、磷、碳、盐酸素、氟酸素、硼酸素等， 其氧化物为酸。 3）简单的金属物质，锑、银、铋、钴、铜、锡、铁、锰、汞、钼、 镍、金、铂、铅、钨、锌及被氧化后生成可以中和酸的盐基 4）简单物质，石灰、镁土、钡土、铝土、硅土等。
33岁达尔文和他的儿子
第二节 走向自然体系
布丰(1707-1788)，生于法国贵族家庭，23岁进英国 皇家学会，32岁为法国皇家植物园园长，于1749至1788

年间发表《自然史》，包括《地球形成史》、《动物史》、《人 类史》、《鸟类史》、《爬虫类史》等。 不同意林奈人为分类法，主张自然分类法。 大胆猜测地球经历七个发展阶段：1.太阳与彗星相撞形成太阳 系；2.地球表面发生造山运动形成山脉和海床；3.海洋出现；4. 海水冲蚀地表形成沉积层；5.出现陆地及陆上植物；6.动物出现； 7.人类诞生。地球可能存在7.5万年，生命在4万年前出现。 物种可以退化，某些动物器官已失去效用（猪的侧趾），类 人猿可能是人退化的，驴和斑马是马退化的，物种可能有共同的 祖先。
第三节 早期的生物进化论
拉马克（1744-1829），生于法国破落贵族家庭。 34岁出版《法兰西植物志》，35岁当选巴黎科学院院 士，1801年出版《无脊椎动物的分类系统》：首创脊 椎动物和无脊椎动物概念。 1809年出版《动物学哲学》：提出物种进化学说。认 为生物的进化遵循由低级到高级、由简单到复杂的阶梯 发展序列，不是严格的直线发展，而是不断分叉，形成 树状谱系。两种力量推动进化：1.生物体内固有的进化 倾向；2.外部环境对进化的影响。生活环境变化引起生 活习性变化，生活习性变化导致器官的用进废退。如羚 羊变成长颈鹿。
第十三章 近代生物学
生物学是具有庞大分支的学科群。古代从属于博物学，亚 里士多德及其弟子们做了大量工作。中世纪基督教不关心大 自然中的生命，对博物学没有任何贡献。文艺复兴后博物学 得到进一步发展。但生物学要比物理学和化学还要复杂和丰 富，必须收集不计其数的事实加以考察，才能安排出条理。 近代生物学的形成： 1、采矿业的发展需求进行的地理探察工作； 2、医学发展需求开展的生理学和解剖学研究; 3、纺织和食品工业的发展需求； 4、宗教的和反宗教的大斗争时代的影响。
第四节
气体研究与氧的发现
从赫尔蒙特开始，知道自然界有很多种气体 。到18世纪才认识到气 体也是一种元素。 黑尔斯（1677-1761）出版的《植物静力学》：物资加热后在水面 收集各种气体。 布莱克（1728-1799）苏格兰化学家，发表《关于白镁氧、生石灰 和其他一些碱性物质的实验》：白镁氧(碱性碳酸镁）加热后放出气体 变成氧化镁；石灰石加热放出类似气体变成生石灰。称“固定空气”。 普利斯特列（1733-1804）英国人。用多种方法采集 “固定空气”， 并发现可部分溶于水，制成“苏打水”，成为英国海军饮料。 1772年 发表《对各种空气的观察》：由铜、铁、银等金属与稀硝酸制取的 “亚硝空气”（氧化氮）、“燃素化空气”（氮），与浓硝酸制取的 “亚硝蒸汽”（二氧化氮）、“减缩的亚硝空气”（氧化亚氮）、“酸 性空气”（氢氯酸）。在空气中加热水银得到红色矿灰（氧化汞）， 再放入集气装置加热得到“脱燃素空气”（氧），发现助燃，吸入舒 服。
第一节
从炼金术到化学
文艺复兴时期：点石成金、医药化学运动、矿物学 帕拉塞尔苏斯(1493-1541):医药化学运动的始祖。17岁进入巴 塞尔大学学习，34岁被任命为巴塞尔大学的医学教授 。 把医学和炼金术结合成为一种新的医疗化学：把天然的原料 转变成对人类有益的成品的科学。一切物质都是活的并且自然地 生长，而人能为实现自己的目的加速或改造这种天然过程。 人体本质上是一个化学系统，由硫、汞和盐三要素（精神、灵 魂、身体）组成。疾病是由于元素之间不平衡引起的，平衡的恢 复可以用矿物药物而不用有机药物。 阿格里克拉（1494-1555）：近代矿物学之父。生于德国，在 意大利学医，受帕拉塞尔苏斯影响对矿物产生兴趣，利用矿区行 医，系统总结了已知的采矿和冶金方法，写出《论金属》 赫尔蒙特（1577-1644）：比利时医生。提出“气体”概念 gas 粪便发哮—肥气—可燃烧；木头燃烧—野气—能灭火。
第一节
生物分类法
亚里士多德分类：“属”、“种”，500种植物。 1600年已知植物6000种，1700年已知植物18000种。 卡尔· 冯· 林奈（1707-1778）：生于瑞典，20岁进入龙得大学 和乌普萨拉大学，系统学习了博物学，28岁在荷兰取得医学博 士学位。31岁到乌普萨拉大学任植物学教授，潜心研究动植物 分类学，共发表180多种科学论著，1735年发表《自然系统》， 建立了人为分类体系和“双名命名法” ： 1、自然界分为动物界、植物界、矿物界； 2、植物依雄蕊和雌蕊的类型、大小、数量及相互排列等特征， 分为24纲、116目、1000多个属和10 000多个种。 用拉丁文定 植物学名，采用双名制命名法，前者为属名，后者为种名； 3、动物分为哺乳、鸟、两栖、鱼、昆虫、蠕虫六大纲，人与 猿同归一属。
西方自然科学史 第七课
第十二章 近代化学的诞生
化学的产生要有两个先决条件： 1、积累大量形形色色物质的性质和转变的经验； 2、采矿和化学工业的发展 化学要成为一门科学，首先就要根除炼金术及其神 秘的方面。 化学的发展走的是使原属幻术和万物有灵的观念逐 渐合理化的道路，把形形色色的物质和现象用少数几 条言词概括归出条理来，再形成应用量度和计算的物 理性测验。
第五节
拉瓦锡的化学革命
安东· 洛朗· 拉瓦锡（1743-1794）：生于巴黎，20岁获法学学士，
并取得律师证书，后转向研究自然科学。22岁当选巴黎科学院 候补院士。25岁研究成功浮沉计，用来分析矿泉水。32岁任皇 家火药局局长，35岁任皇家科学院教授。近代化学之父。 1、质量守恒定律：用硫酸和石灰合成了石膏，加热石膏时放 出了水蒸气，用天平称量其质量，称为“结晶水” 。总结出质 量守恒定律，用等号表示变化过程。如糖转变为酒精的发酵过 程： 葡萄糖＝二氧化碳（CO2）+酒精 2、燃烧原理：空气含氧和氮气。 “氧”是“成酸元素”的 意思。发现燃烧时增加的质量恰好是氧气减少的质量 ，燃烧是 物质同氧气的结合，这就是彻底推翻了燃素说的燃烧学说。从化 学的观点看，物质燃烧和动物呼吸同属于空气中氧所参与的氧化 作用。 识别出了氢气，氢和氧化合成水，氢是“成水的元素”。
第四节
生物进化论的创立
查里· 达尔文（1809-1882），生于英国，祖父和父亲都是名 医和博物学家，16岁到爱丁堡大学学医，19岁到剑桥大学学神 学，22岁随英国海军“贝格尔号”去南美科学考察，历时5年， 回国后相继出版《航海日志》、《地质报告》（包括《珊瑚礁》、 《火山岛屿地质观测》、《南美地质观测》）、《贝格尔号航行 中的动物学发现》，29岁被任命为地质学会秘书。 1838年出版《珊瑚礁的结构和分布》：珊瑚礁是珊瑚虫的残 骸累积而成。 1844年写成《物种起源问题的论著提纲》，1859年出版《论 通过自然选择的物种起源，或生存斗争中最适者生存》，简称 《物种起源》。