制造的理论基础,对蒸汽机的研制更是以力学和热学为理论依据.那时,对温度计、量热学(比热、潜热)、热传导及热的本质的研究等都取得了重大发展.瓦特在改革蒸汽机的过程中,就得到布莱克的理论指导,而布莱克是对量热学的研究有卓越贡献的科学家.因此那时的工厂“不再被交给无知的工作者;相反,在他们中的大多数人中,有非常有知识的人,有受到良好教育的物理学家们,为了促进有用技艺的进步,我们必须指望他们.”
第一次工业革命使人类进入机械化时代,极大地提高了劳动生产率.瓦特的成功使蒸汽机在国民经济各个领域得到了广泛的应用.蒸汽机作为织机的动力机,使工作效率提高40倍.1807年,富尔顿造出了第一艘蒸汽机轮船“克莱蒙脱号”.1814年,斯蒂芬逊造出了第一台实用型蒸汽机车;后来经改进使其载重量达90t,时速提高到24km.总之,蒸汽机在100年其所创造的生产力,比过去一切世代创造的全部生产力还要多、还要大.对第一次工业革命西方一些历史学家是这样评价的:“一场史无前例的影响深远的革命改变了英国的面貌.从那以后,世界也变了样.没有一场革命具有像工业革命那样显著的革命性——也许除新石器时代的革命之外.新石器时代的革命使人类从狩猎的原始部落分散的聚居状态,进入了在不同程度上相互依存的农业社会.而工业革命使人类从农夫、牧羊人变成了由非生命的能量驱驶的机器的驾驭者.”第一次工业革命也促进了科学(物理学)的发展.人类要生存,首先要解决衣食住行,这就得生产;要生产就必须利用能源和制造工具,于是产生了技术;怎样才能充分利用已知能源和开发新能源,怎样改进劳动工具才能提高劳动生产率,就得去探索自然规律,于是产生了科学.的确,从18世纪末到19世纪,为提高蒸汽机和金属冶炼的热效率,为解决工业、交通和军事上的若干技术问题,有力地推动了物理学的研究:1788年,拉格朗日的《分析力学》出版,发展了牛顿力学.特别是热力学和统计物理学,因此,完成了形成——发展——成熟的全过程.1798年,仑福特提出热的运动说.1824年,卡诺设计了理想热机并提出卡诺定理.1842—1847年,迈耳、焦耳和赫姆霍兹等提出能量守恒定律.1848年,W.汤姆生创立热力学温标,提出绝对零度是温度下限的论点.1850—1865年,克劳修斯和W.汤姆生提出热力学第二定律.
3．19世纪末到20世纪末,以量子力学和相对论(以及电磁理论)为支柱的近代物理学推动了第二次科学和技术的大发展.为人类带来第二次物质文明的大飞跃——20世纪物质文明的大飞跃
历史上第一个对电磁现象进行系统研究的是英国的吉尔伯特.他于1600年出版了《磁铁》一书,其结论是:电和磁是两种截然不同的东西.到了18世纪,工业革命进入高潮时,电磁研究复苏了.18世纪80年代,富兰克林以著名的风筝实验证明了天上的雷电与地上的电荷相同.他定义了正负电荷,提出了电荷守恒定律.1784年,库仑发明了扭秤.次年,他用扭秤实验得出了静电作用的平方反比定律.1820年,奥斯特发现了电流的磁效应,首次揭开了磁电统一的神秘面纱.接下来,安培对此作了深入研究,提出了电流间相互作用的安培定律,为电动力学的创立做了开创性的工作.电能生磁,磁能否生电?物理学家对此进行了艰苦的探索.经10年的努力,法拉第终于在1831年发现了电磁感应现象,找到了磁生电的规律.为了解释电磁现象,法拉第还提出了力线,即“场”的概念.从1861年起,麦克斯韦对法拉第的“力线”进行数学化,于1873年建立了经典电磁理论——麦克斯韦方程组.其中,麦克斯韦提出了“涡旋电场”和“位移电流”假说,预言了电磁波的存在,并从理论上证明了光是一种电磁波.10年后,德国的赫兹用实验证明了电磁波的存在,还证明了电磁波具有反射、折射、干涉、衍射等现象,实现了物理学的大综合,即电、磁、光的综合.电磁学理论推动了社会的进步.电磁理论使人类社会从机械化跃进为电气化.发电机和电动机的发明,实现了机械能、热能、光能(后来还有原子能)和电能间的相互转化,形成了二次能源.由于电能的转换和使用方便快捷,人类对能源的利用上了一个新的台阶.远距离输电技术的问世,使能源的使用地可远离它的产生地.对此恩格斯给予了高度的评价:“这一发明使工业几乎彻底摆脱地方条件所规定的一切界限,并且使极遥远的水力的利用成为可能,如果最初它只对城市有利,那么到最后它终将成为消除城乡对立的最强有力的杠杆.”1879年,爱迪生发明了电灯,使夜晚变成白昼,延长了人们的生产生活时间.1895年,电影问世;1898年,发明了磁带录音和放音机.这些发明丰富了人们的精神生活.同时,电能清洁卫生无污染,大大改善了人们的生活质量.在电磁理论的基础上各种电器、电机相继发明,有力地促进了技术的进步,从而极大地提高了劳动生产率.此前 上一页 [1] [2] [3] [4] 下一页
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