【園丁文苑】文史常識之六:漫談科技進步(上)(圖)

作者:園丁 發表:2018-01-21 08:30
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技術的概念,就是使用科學知識,製造能給人帶來經濟效益的某種產品的活動或服務。
技術的概念,就是使用科學知識,製造能給人帶來經濟效益的某種產品的活動或服務。(圖片來源:Adobe stock)

接續:【園丁文苑】文史常識之五:淺談華夏文化與文明(續)

科學技術是兩個詞的組合。所謂科學在古代就叫學問。到了現代,科學的概念就複雜了,它的含義和內容就比較廣,就不是一兩句話就能說得清的。現代科學的含義,一般包括對自然事物的觀察,研究,為揭示其真相,提出假說,通過實驗方法或實踐進行驗證。

現代科學,其內容,包括自然基礎科學,應用科學和社會人文科學。1980年,我曾作為國務院學科評議組秘書,在京西賓館參加過國家學位委員會首屆授予博士,碩士單位資格評審會議。作為從技術崗位轉到管理崗位沒有幾年的我,為適應工作需要,就要不斷學習新知識,據那次會議以前所學知識的印象,現代科學,既包括傳統的自然科學的基礎科學,又包括應用科學。自然基礎科學,包括生理學,物理學,化學,地質學,天文學,數學等。應用科學包括醫學,氣象學,應用光學,考古學等。人文科學簡單說,就是指對人類社會有利益的科學。包括宗教學,哲學,歷史學,語言學,心理學,文學藝術,人際關係等。

技術的概念,就是使用科學知識,製造能給人帶來經濟效益的某種產品的活動或服務。技術離不開工藝,工具和人的技能。

我這篇短文,文字有限,說技術進步,也只能涉及某一方面,舉例泛泛而談。既然是漫談,也是想到哪裡寫到哪裡,沒有八股文那些起承轉合規矩。而我這組文章的前提已經確定,只能通俗地講常識性的普及知識,而不深談。

書歸正傳,說科技進步,就從與人類最基本的生存需要說起。人類在原始氏族社會,一開始是狩獵生活,食物來源靠打獵捕魚獲得。燧人氏發明鑽木取火,有了人工取火技術,人類才逐步擺脫吃生肉。神農氏嘗百草,教人種植穀物,用本草治病,人類才開始用火燒草木做肥料,用耒耜(leisi)等原始農具,耕地種穀物,用連耞打穀收穫穀物種子作為食物。人類從刀耕火種,到飼養家畜,經營田地,進入了農業社會。

就說人類用作取暖做飯的燃料吧,科學名詞叫能源材料。古時人只會用草木做燃料,現代社會的燃料種類又多了煤炭,石油天然氣,重油,柴油,汽油,酒精等。如果說能源,除了煤炭,石油天然氣外,還有電能,風能,水力,核能太陽能等。

古人最早開始使用煤炭,是在七千年以前,在中國撫順考古發現有煤精做的工藝品。開發煤礦應用做燃料也是中國最早。煤炭在古時叫石涅(nie),魏晉以後叫石炭。煤炭一詞始於明朝,始見於宋應星的《天工開物》。南宋時已經會使用焦炭冶煉金屬。元朝以後煤炭被廣泛用於取暖,做飯,冶煉礦物。

公元前一世紀,在陝西鴻門發現火井,就是燃燒的石油天然氣。西晉人張華著《博物誌》記載,甘肅酒泉發現石漆「燃之極明,不可食」,其實就是今人說的石油原油。石油一詞最早見於北宋沈括著《夢溪筆談》,當時已經用於製作火器攻城。到明代石油(原油)已經用於殺蟲,治療皮膚病。在四川自貢用天然氣熬製井鹽。古代人只會利用原油和天然氣,還不會對原油加工利用。直到19世紀,在1823年俄國建立了世界上第一座煉油廠,隨後美國在1854年,英國在1860年相繼建立了煉油廠,煉出重油用作火車,輪船燃料。煉出的柴油用於點燃煤油燈。到19世紀末,英國人發明瞭汽車發動機和柴油機,促使汽車製造業迅速發展,柴油汽油需求量增加,從而刺激了石油工業的發展。我在以前寫過《石油知識淺談》,對石油的成因,勘探開發技術,乃至煉製工藝和生產過程,已及世界能源結構變化,有較為系統的介紹,在此就不重複,有興趣者可以在本網看。

人生存於社會,基本需要是衣,食,住,行。前面我談到人類由生食到熟食,想到了火,燃料,就講了能源。人類在遠古時期由住山洞,窯洞,草廬到文明社會創造了房屋建設,由建平房發展到建樓房。百姓住民居,帝王住宮殿,城市發展,人口密度大,就建高樓大廈,乃至摩天樓。建築技藝水平,越來越高超,建築材料強度越來越高,建築也越來越堅固,建築形式也越來越豐富多樣。

人類外出,古時交通工具是騎馬,騎毛驢,騎駱駝。以後發明瞭車,船,外出就坐馬車,乘船,民間還有木製人力車。古羅馬皇帝和中國皇帝是坐人力抬的轎子。到十九世紀日本人發明人力車,中國人稱「洋車」,「黃包車」,就是橡膠輪胎的兩輪人力車。自行車也是19世紀。1861年法國人米肖父子製作了原始的自行車,此後又有多次改進。1875年自行車傳入中國時還是奢侈品,我在談北京交通的文章中說過,中國人第一個騎自行車的人是清朝末代皇帝年輕時的溥儀。這是1963年溥儀到我家做客時給我講的往事,他說他那個自行車還是外國人當稀罕物送的,是第一代自行車,前輪有個踏腳板,蹬它就可以走,我是學機械的,我告訴他那是前輪驅動,是利用曲柄原理靠人力驅動。1886年英國機械工程師約翰・斯塔列,製作出有前叉,車閘,鋼管車架,使用橡膠輪胎的自行車,這就是現代人騎的,靠鏈傳動驅動後輪的自行車。並且斯塔列還改進了生產自行車部件的機床,因此後人把他稱作自行車之父。

作為水路交通工具的帆船,在人類歷史上出現已經有5000多年歷史。古埃及人在公元前4000年就使用帆船。到13世紀西班牙人葡萄牙人建造輕帆船,更適合捕魚和作為體育運動工具。15世紀初,中國鄭和七下西洋,哥倫布遠洋尋找新大陸,船隊都是使用巨型風帆船。到19世紀在1807年蒸汽機用於帆船,增加動力。到第二次世界大戰時期柴油機已廣泛用於帆船。1807年美國人羅伯特富爾發明蒸汽機輪船。1905年第一艘以柴油機為燃料的內燃機輪船問世,以後內燃機做動力的輪船發展迅速,20世紀中葉以後又有核動力輪船,現在核潛艇,航空母艦已經成為最先進的軍事艦艇。

汽車這種交通工具的創造和發展,是隨著許多學科技術的發展,奠定了基礎後,才發明和健全的,因此起步較晚。1620年義大利人布蘭特發明瞭蒸汽機,1766年瓦特改進了蒸汽機,為發明火車奠定了基礎。1769年至1771年法國工程師尼古拉・居約發明瞭世界上第一臺蒸汽驅動汽車。19世紀上半葉英國人發明內燃機點火裝置,美國人發明橡膠輪胎,法國物理學家發明鉛酸蓄電池,到1860年法國人製造出第一部用電火花點燃的煤氣機,隨後又有人製成了二衝程內燃機,活塞式四衝程煤氣發動機。1885年德國工程師卡爾・本次製造出第一輛以汽油為動力的汽車。這是臺三輪汽車,隨後德國人又製成了四輪汽車。1886年德國工程師尼古拉斯・奧托製造出四衝程內燃機,這是在1876年煤氣內燃機的基礎上,改進成功的以汽油為動力的內燃機。這年德國人製造成功四輪汽車,1888年開始生產商用汽車。所以汽車和摩托車的發動機是在19世紀末才成型的。但是當時製造汽車是手工生產。美國人亨利・福特1896年製造出第一臺汽車,1903年建立汽車製造公司,1908年研製成功T型汽車,將汽車裝配置於流水作業生產線。從此汽車製造業迅速發展,汽車也不再是奢侈品,已經大批量生產,汽車也廣泛用於軍事,工程,私人交通,公共交通等。在第一次世界大戰中,汽車改裝成裝甲車,用於戰爭。1922年英國哈德遜公司最先生產廂形轎車到1929年,廂形轎車已佔美國汽車市場的90%。世界上第一臺柴油機是德國人魯道夫.迪塞爾製造出來的。因為柴油機的動力比汽油機大,而且油價更便宜所以柴油驅動汽車被廣泛用作工程車。

早期的火車是用煤做燃料,用鍋爐產生的水蒸氣做動力的。蒸汽機車最早始於英國,在1804年理查德・特利維斯曾製造出一臺蒸汽機車,但是沒有駕駛室,需要人在路邊跟著走,邊走邊操作。1814年喬治・斯蒂芬森製造的蒸汽機車,在1825年在鐵路上,由他親自駕駛試車成功,從此人類進入火車時代。中國是在1865年才有火車。蒸汽機車跑長途,需要在中途車站加水,加煤,而且對環境有污染,於是1879年德國西門子電氣公司研製成功第一台電力機車,時速提高很多。電力機車在1903年投入生產。1894年德國研製成功汽油內燃機車,但是耗油量大,不經濟。1924年德,英,法等國研製成功柴油內燃機車,廣泛應用取代了蒸汽機車。到20世紀60年代末各國開始研製高速列車,法國,日本的磁懸浮列車處於領先地位,近年來中國也開始發展。

談到了水陸交通工具,現在說天上飛的。大家知道第一架飛機是美國萊特兄弟發明的。最早的噴氣式飛機是羅馬尼亞亨利安達設計製造。1939年德國設計師研製出第一架噴氣式飛機。1947年美國貝爾公司研製超音速飛機試飛成功。1939年第一架直升飛機,由美國工程師西科斯基研製成功。第二次世界大戰飛機已經大量製造,用於戰爭攻擊和運輸。二戰以後,美國將運輸機改裝成為客機。20世紀20年代飛機開始載客。此後修建了許多大型民航機場,就有了定期航班。

談到汽車,輪船火車飛機,它們是用什麼機器和工具製作的,這就引出了機械製造工程。

(待續)



責任編輯:李雲飛 来源:看中國專欄

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