导言广义的历史是所有人的生活历程。科学探索和技术创造是人类生活的一个重要方面。在很大程度上，正是由于技术和科学的产生，才使人类的生活和其他动物的生活产生了质的区别。技术的历史反映人类生存和发展状况的变化轨迹；科学的历史同人类精神、文化和世界观的进步密切相关。因而，科学技术史是人类历史的一个重要部分。原始社会以来，古代世界相对先进的技术和科学知识先后分别在北非的尼罗河流域、西亚的两河流域、地中海沿岸的希腊和罗马地区、南亚的印度河和恒河流域、东亚的黄河和长江流域产生。公元7世纪在亚洲西部开始扩张的阿拉伯人也曾迅速掌握了古代世界的先进科学技术，沟通了欧亚大陆的西方和东方。在整个古代，技术发展的水平不高，科学也没有达到系统的程度，不同地域的人民之间还未建立起长期稳定的经济、文化联系，但许多古代的科学技术成果，如阳历和阴历，节气、月、星期和其他时间单位的划分，恒星天区的划分和名称，数学的基础知识和十进制位值记数法、印度-阿拉伯数字，轮车技术、杠杆技术、造纸术、印刷术等等，都已深深镶入了整个人类文明大厦的基础。从15世纪起，欧洲从中世纪进入近代，科学的发展逐步实现了革命性突破，并在20世纪成为一种具有世界性特色的全球文化。在这一发展过程中，天文学的主要成就是日心说、行星运动定律、万有引力定律、对太阳系的进一步认识、对银河系的初步认识、射电天文学、对太阳发光发热机理的解释、关于恒星和太阳系乃至宇宙演化的假说等。在地学方面从考察岩石的成因开始，产生了大陆漂移、海底扩张的学说，直到建立了关于地壳结构的板块构造理论。在力学方面从自由落体定律和牛顿运动三定律开始，产生了理论力学、流体力学、材料力学等分支学科，并且还产生了给力学带来革命的相对论力学。物理学方面探究了热的本质，发现了热力学的三个定律，研究了电磁现象，发现了电和磁相互转化的关系，并探讨了光的特性和本质。由于对热辐射和光电效应的研究导致了量子说的产生，并最终建立了量子力学。另外，对电子和放射性的研究导致了原子核物理学乃至基本粒子物理学的产生。近代以来化学研究重建了元素的概念，认识了燃烧现象，并用原子-分子学说解释了化学反应，发现了元素周期律和元素的放射性衰变，有机化学和量子化学得到了发展和应用。生物学在个体研究方面从认识人体结构开始，发现了血液循环、细胞，进而探究了基因、染色体和生物大分子，认识了核酸的结构，发现了遗传密码，还实施了人类基因组计划，并开始了对脑的研究；在群体研究方面确立了分类体系，提出了进化论，探讨了生物进化的动力、模式和机制。另外，由于微生物的发现，诞生了微生物学。近代以来数学的主要成就是微积分、非欧几何学、线性代数、概率论和运筹学，以及对数学基础的新认识。另外，20世纪产生了材料、能源、环境等应用性科学以及系统论、控制论、信息论等综合性科学和非线性系统的理论科学。实际上，以上各门科学从不同的角度和层次描绘了人类眼里和心中的自然图景，它们的历史发展反映了人类对自然界看法的改变和进步。现代科学在提出新概念、新理论的同时否定了许多旧理论，如天文学中的地心说、热力学中的热质说、化学中的燃素说和元素不变的观念。现代科学在不断推出新定律、新原理时又不断重新界定着已有定律和原理的适用范围，如相对论对牛顿力学的界定，耗散结构理论对热力学第二定律的界定，非线性力学对经典力学体系适用范围的界定。这一发展过程似乎表明，科学探索既是一个不断破译自然之谜的过程，也是一个不断发现新的自然之谜的过程，解决问题常常就是提出问题，发现事实往往挑战理论。这个探索的过程在增加我们关于自然的知识的同时，也揭示了科学与人自身的相对关系，肯定着人类在科学发展过程中形成的某些观念，也否定着人类认识自然界终极真理的可能性。例如，由于人们对光本质认识的步步深入，导致今天无法用一个统一的理论来描述光现象。科学家在量子力学中追求精确测量时遇到了测不准原理，在核物理学中查找宇宙之砖时遇到了夸克禁闭，在宇宙学中寻往追远时则碰到了因时空分割所致的不可企及的宇宙界限，还碰到了所谓难以直接探测到的黑洞、暗物质和反物质。在追求精确数量和体系严整的数学领域，人们一方面可以构造三维以上的思维不能想象的空间，一方面又遇到了揭示数学形式系统不完备性的哥德尔定理。这表明所有已知的领域还存在着未知因素，而发现未知就意味着科学前沿的推进。同时，在涉及人类本身的生命科学领域，科学的锋芒逐步指向生命的本质，但我们目前也仍然无法用进化论、遗传学、灾变论和生物化学等理论完整描绘出神奇的生命演化过程。而且，人类基因组计划的推进，又使科学理性逼近了其社会伦理和人文价值的边界。总之，人类总是在创造各种特殊境况让自然界倾诉它内心的秘密，但近现代科学的发展表明，大自然之“心”也是深不可测的，人类的科学是一个不断地从多层次、多维度、多角度和多尺度洞察自然界完整全貌的过程，探索自然之谜的结果便是面对新的自然之谜，发现问题和找到答案有着同等重要的意义。正是由于科学发展过程中这种不断探索自然之谜的境况，使人类的智慧受到了不断的挑战；也正是科学的这种始终面对新的自然之谜的特质，使科学的前沿成了人类理性和好奇心的无界边疆。正因为如此，科学史的学习和研究也就成了一种具有挑战性的求知活动。在技术史方面，18世纪30年代之后，首先在英国发生了以机器生产为特征的工业革命，热能通过蒸汽机被应用到机器工业之中。世纪以来，随着以机器生产为标志的工业革命浪潮先后在欧洲大陆、北美乃至全世界的扩展，世界性的贸易市场、铁路和轮船航运逐渐打破了世界各地区之间在经济、技术和文化等方面的相对隔绝状况，电力作为一种崭新的二次能源被广泛应用到工业之中，有线电和无线电通信技术出现了，内燃机车得到了普遍使用，化学知识被有效地应用于工业生产。20世纪以来，航空技术、火箭和航天技术得到了飞速发展；雷达、电视、卫星和其他通信技术将世界变成了“地球村”；电子计算机及其国际互联网技术正在改变着人类智力劳动和相互交往的方式；核技术在发电尤其是在军事方面的应用，使人类不得不重新认识战争与和平；克隆技术则直接亵渎了生命的神圣与独特；另外，科学技术的巨大力量，通过人类的活动也对整个地球的生态环境造成了明显的破坏性改变……总的看来，近代以来进步着的技术已经全面改变并将继续改变人类的生活方式和价值观念，而且，创造技术的人类本身似乎并不能完全确定进步着的技术最终会将世界引向何方。尽管如此，任何人也都会承认，从历史的角度整体上了解技术的发展，对于了解和理解我们这个时代生活的某些方面肯定会有助益。况且，从科学的角度而言，了解过去也是人类追问自然和社会奥秘的一个重要方面。
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