第二單元生態環境物質文明與近代人文生活 專題一 近代物質文明的要躍升

一、人類文明的兩次重大技術革命 工業化世界的形成 34 工業化世界的形成 34 一、人類文明的兩次重大技術革命 1.新石器革命─農業革命 A.時間：距今1萬年前 B.成就： a.糧食來源穩定 b.社會分工 使生產相關技術，有創造性發展 c.交通革命：(a)裝上輪子的車子 (b)牲畜加上套具拉車 (c)風力帆船

在出現蒸汽動力之前，帆船始終 是海上重要的交通工具 圖為張掛三角帆的 木船，是拜占庭時 代盤子上的裝飾圖 畫。 科林思博物館藏（Ancient Corinth Archaeological Museum）

在工業革命發生前，歐人即已 懂得使用「機械」 圖為中世紀時所繪，於 比利時所出現一種結合 機械與人力的起重吊車 ，需要三個人起動一個 大輪子。 由此可見，歐洲早在中 世紀時，即已使用大型 機械，但在動力上卻需 仰賴人力、獸力或自然 力等。

2.工業革命 34 A.時間：18世紀後期 B.革命性改變：生產工具與動力(大量應用機械以及非自然力的動力) → 促成生產及交通上的機械化及動力化 C.影響： a.徹底改變人類生活形態被稱(工業革命) b.人類文明邁進「工業社會」 c.「工業化」成人類社會追求的目標

二、第一階段的工業革命 35 1.時間：18世紀後期到19世紀中葉 2.起源地：英國 二、第一階段的工業革命 35 1.時間：18世紀後期到19世紀中葉 2.起源地：英國 3.最早機械化工業：棉紡織業 A.發展過程：飛梭提高紡織效率→織布機→紡紗機 →軋棉機1793美國人 B.結果：18世紀前完成機械化生產過程，英國取 得工業革命的先機

美國人惠特尼（Eli Whitney）於1793年 發明軋棉機，促進棉織業的發展 圖為1876年美國棉農使用機器的景象

4.動力改變 35 A.改變：水力→蒸汽機18世紀下半葉瓦特改良 補給站2 B.影響：至1820年代，英國棉紡織業 已全面動力化 5.當時三大產業 A.棉紡織業 B.煉鐵業 C.煤礦業

瓦特所改良的「雙動式」蒸汽引擎 圖左有一直立汽缸，由上下兩端所引進的蒸汽來 交替推動活塞（故名雙動式），而廢氣則被排放 到圖下分離的凝結器，使汽缸溫度能保持固定 ，其效率較舊式蒸汽機提高了四倍。

6.交通革命：19世紀初 蒸汽動力 36 A.輪船─美國（富爾頓） B.火車─英國（史蒂芬生） （1840年開始大規模修築鐵路）

三、第二階段的工業革命 36 1.時間：19世紀中葉到20世紀初 2.主要國家：美國、德國 三、第二階段的工業革命 36 1.時間：19世紀中葉到20世紀初 2.主要國家：美國、德國 3.特色： A.科學研究與工業生產密切結合 B.大量生產技術的改善與應用

科學研究與工業生產密切結合 37 始自：1870年以後 (早期工業技術多半由技工完成) 科學研究與工業生產密切結合 37 始自：1870年以後 (早期工業技術多半由技工完成) 情形： A.企業投入研發，成立各種實驗室 B.政府重視職業教育─培訓技術人才 實例(科學結合工業) A.內燃機→將熱能轉為機械能 B.電話機與電報機→通訊便利 C.煉鋼業與合成化學工業蓬勃發展

四、工業革命在各國的發展 37 1.方向：一次大戰前英國→歐洲大陸、美國→日本 四、工業革命在各國的發展 37 1.方向：一次大戰前英國→歐洲大陸、美國→日本 2.情形：美國、日本是歐洲以外工業革命最成功 A.歐洲大陸─拿破崙戰敗後 B.美國─18世紀末 C.日本─1860年代起 D.其他地區─第二次大戰後

歐洲大陸 37 最早工業化：比利時、法國 情形： A.法國─18與19世紀之交，不迅速 B.德國─普法戰爭後，速度快，至一次戰前 a.鋼鐵、化學及電力工業超越歐洲各國 b.煤礦及紡織工業僅次於英國

美國 37 始自：18世紀末─棉紡織業 情形： A.南北戰前─鋼鐵業與煤炭業大幅成長 B.南北戰後─鐵路大量興建，美國進入 鐵路時代 美國 37 始自：18世紀末─棉紡織業 情形： A.南北戰前─鋼鐵業與煤炭業大幅成長 B.南北戰後─鐵路大量興建，美國進入 鐵路時代 成果：1880年代末期，美國已成為完全 工業化國家

創始於1863年的美國聯合太平洋鐵路公司所使用 的蒸汽機車（1941），為當時世界最大貨運車頭 這間鐵路公司自始就以使用大型而有力的 蒸汽機車聞名於世。

日本 38 始自：1860年代起─明治維新 發展重心：紡織業、運輸業、重工業 日本 38 始自：1860年代起─明治維新 發展重心：紡織業、運輸業、重工業 情形：甲午戰後1895，更進一步發展 A.總產值年增長率僅次於美國 B.相較於歐美工業國家，仍處於工業 邊緣文明(因日本仍有80%農業人口，輕工業遠超過重工業，鋼鐵一半靠進口) ，

科學與工業的演進 38 一、科學知識的演進 1.科學革命時期 A.透過科學解釋各種自然現象，改善人類 生活 B.科學已成解決人類生存問題的主要方法 ─「科學萬能」、「科學至上」

2. 工業革命以後 39 A. 早期─技術來自技工「經驗累積」 B 2.工業革命以後 39 A.早期─技術來自技工「經驗累積」 B.19世紀─科學講求證據與研究方法，為探討知 識真理依循的態度，產生自信樂觀信 念「人定勝天」信念洋溢 C.20世紀─ a.科學發展已凌駕於工業生產之上─ 科學主導工業生產 b.人類生活已完全為科學進步所影響

59歲時牛頓（Isaac Newton， 1642～1727）的畫像 他是17世紀歐洲 科學革命時期的代表人物 。

隨著科學方法逐漸應用於新技術之中， 有助於工業的發展。 1860年將蒸汽機運用於耕作的情形 隨著科學方法逐漸應用於新技術之中， 有助於工業的發展。

二、19世紀以來科學理論的發展 39 1.物理學 A.19世紀 a.前期─法拉第（英）發現電磁感應 b.後期─「光的電磁說」(蘇格蘭)麥斯威爾開啟物理 學新紀元 B.20世紀 a.蒲朗克（德）提出「量子論」 b.愛因斯坦（美）提出「相對論」『光量子概念』

法拉第在電磁學、靜電及化學等 方面有重要的成就 他發現電磁感應、抗磁性及電解。他也發現磁場能對光線產生影響，進而發現兩者間的基本關係。他還發明一種依電磁轉動的裝置，為電動機的前身，由於這項技術，才使得電成爲人類主要能源。

愛因斯坦年輕時，在伯恩的 瑞士專利局工作所拍的照片 在德國出生猶太裔的美國物理學家，開創了相對論 ，被大多數人推崇為人類有史以來最偉大的物理學家。 1905年，發表了四篇開創性的論文，同年獲博士學位。1921年，因對光電效應的研究而獲諾貝爾物理學獎。 【影片連結：愛因斯坦發表相對論】

2.化學 40 A.19世紀 a.發展出「化學周期表」(基本物質種類確 定極限) b.化合物石蠟、苯酚等出現→合成化學發展 B.20世紀 a.合成化學─人造橡膠、人造汽油 b.生物化學─維生素、荷爾蒙、抗生素

三、19世紀以來科學技術的發展 40~41 1.電氣工業 A.19世紀的成就 a.動力─大型發電機 b.通訊─電話、電報、無線電通訊 B.主要發展國家：美國、德國 C.意義：人類自蒸汽時代進入電器時代

1858年由英國物理學家惠斯頓（Charles Wheststone,1802～1875）所發明的 「磁帶」電報機 操作者先將訊息的密碼打在磁帶上，接收裝置則會將訊息記錄在紙上。

2. 化學工業 41 A. 化學肥料：德國為先驅 B. 染料工業：20世紀，可染出繁複的顏色 C. 其他： a 2.化學工業 41 A.化學肥料：德國為先驅 B.染料工業：20世紀，可染出繁複的顏色 C.其他： a.合成氨、合成橡膠、合成油漆、 合成纖維、各種塑料 b.諾貝爾（瑞典）發明炸藥

3. 汽車工業 41 A. 發展背景：19世紀中 a. 石油工業興起 b. 內燃機的發明 B. 發展情形： 19世紀末葉 a 3.汽車工業 41 A.發展背景：19世紀中 a.石油工業興起 b.內燃機的發明 B.發展情形： 19世紀末葉 a.德國、法國、英國、義大利先後發展 b.美國發揚光大 C.重要性： a.「工業中的工業」 b.「改變世界的機器」 D.影響：帶動上游產業的發展(石油、玻璃、橡膠、機械、有色金屬補給10、鋼材)

1893年由德國工程師賓士（Karl Benz, 1844～1929）所設計的「維多利亞」汽車

4.建築工業 41 A.發展情形：19世紀英國出現水泥(石灰石與 黏土)→混凝土(水泥與砂石)建築紛紛出現→ 鋼筋混凝土建築出現(抗壓、承重、防水、防 火、製造簡單) B.帶動產業發展：水泥工業、鋼鐵業、 製磚業、玻璃業、 塑膠業

經濟與物質生活的提升 41 一、各國的工業發展 1.美國 A.地位： a.工業革命發展的最大受益者 b.第二階段工業革命的推動者 B.成果： a.1894年的工業生產已躍居世界首位 b.鋼鐵、電器器材、汽車、石油業均有不錯發展 c.第一次世界大戰更推動經濟成長 d.家用電器有很大發展洗衣機、冰箱陸續問世及改良 e.1929年國民生產總值，已超過英國、德國及法國三個國家的總和

2. 歐洲(一次大戰前已是重要工業化國家) 42 A. 英國：汽車、電氣、 有色金屬、 化學、石油等工業 19世紀末 B 2.歐洲(一次大戰前已是重要工業化國家) 42 A.英國：汽車、電氣、 有色金屬、 化學、石油等工業 19世紀末 B.德國：有化學工業、電氣工業 C.法國：汽車、化學及人造絲工業 3.日本 A.一次戰後工業產值增長不少 B.以造船業、機器製造業、化學工業 及鋼鐵業成長尤為顯著

二、工業革命的成果 42.43 1.全球經濟普遍增長 A.19世紀前半期為1.0% B.1870年到1913年為2.1% C.1913年到1950年則為1.9% 2.促進人類物質生活的提升 A.生活水準提高，過得較舒適 B.娛樂更為多元及大眾 C.醫療衛生有顯著進步

交通 42 發展：蒸汽機改良、內燃機及柴油機 發明→一次戰前的二十年內帶動汽車、飛機 及潛水艇 發明 交通 42 發展：蒸汽機改良、內燃機及柴油機 發明→一次戰前的二十年內帶動汽車、飛機 及潛水艇 發明 意義： A.交通更便捷 B.促進軍事工業發展

1910年第一臺在美國誕生的電動洗衣機 不過當時因電力不足而無法普及。

1903年美國萊特兄弟以「飛行家一號」 完成人類首次可控制的動力飛行 【影片連結：萊特兄弟第一次試飛】

化學工業 43 從煤焦油補給站12中製造出人造食物、調味料及 炸藥→利用炸藥協助建造大隧道及大運 河→促進交通及航運的發展 化學工業 43 從煤焦油補給站12中製造出人造食物、調味料及 炸藥→利用炸藥協助建造大隧道及大運 河→促進交通及航運的發展 人造纖維的發明→改變人們衣料的來源

電力與傳播 43 電力 A.電燈發明→人們生活作息時間改變 B.19世紀後期電話、無線通訊發明→拉近人與人 的距離，彼此聯絡更便利 電力與傳播 43 電力 A.電燈發明→人們生活作息時間改變 B.19世紀後期電話、無線通訊發明→拉近人與人 的距離，彼此聯絡更便利 傳播：20世紀初電影、收音機及電視發明 A.增進人們的休閒娛樂 B.增加吸收訊息的來源

1889年在美國銀行裡出現的第一部投幣電話機。

1.促進人類物質生活的提升 A.生活水準提高，過得較舒適 B.娛樂更為多元及大眾 C.醫療衛生有顯著進步 三、工業革命的意義 43 1.促進人類物質生活的提升 A.生活水準提高，過得較舒適 B.娛樂更為多元及大眾 C.醫療衛生有顯著進步 2..物質性進步成「文明」的具體表徵 3..「現代化」→成當代世界各國致力 追求的目標