第四章 物質材料的進步.

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1 第四章 物質材料的進步

2 十八世紀工業革命後，工業與科學息息相關。科學研究日益進步，也帶動工業的發展。
影響：人類物質生活進步，許多以前只有貴族方能享用的東西，成為大眾化的商品。

3 第一節 近代科學的發展 科技文明與文化 文化：人類活動的總稱 人類文化重要的進展：遠古人類使用火。
第一節 近代科學的發展 科技文明與文化 文化：人類活動的總稱 人類文化重要的進展：遠古人類使用火。 火的用途：熟食避免疾病、保存食物、製作器物（煉銅、冶鐵、製鋼） 銅：是貨幣材料、促進商業發達 鐵：製成鐵犁，提高農業產量，促進人口增加。

4 物質材料的進步 人類科技發展導致物質材料不斷進步 過程：石器、陶器、銅器、鐵器、塑膠、鈦合金

5 早期科學技術的進步 科學的功能：解釋自然現象、改善生活 知識的產生：早期以實際經驗為基礎。 金字塔的建造：

6 文明的傳遞 農業地區的文明進展早於游牧地區 世界四大古文明區（大河文明）：西亞、埃及、印度、中國
光來自東方：西方文明是由東方文明逐漸傳遞而來 西亞、埃及→希臘、羅馬→西方世界

7 西歐文化的發展 十五世紀以前：接受各地的文化，如希臘、羅馬、拜占庭(東羅馬帝國)、伊斯蘭文化 十六世紀以後：迅速發展，並往外擴張
十四-十六世紀 文藝復興運動 十五世紀-地理大發現 十六世紀-宗教改革 十七世紀-科學革命 十八世紀-啟蒙運動

8 物理學的發展 十七世紀之後，西歐學者擺脫神學影響 十七世紀發展的重要物理學原理：自由落體、拋物線、氣壓

9 牛頓 用數學系統來描述物體的運動 是現代物理學的先驅

10 麥斯威爾 提出電磁論，認為光是一種電磁波 是物理學知識的重大突破
影響：十九世紀後半段，科學家利用電學原理產生不少重要的發明，促使電器工業和電子工業蓬勃發展

11 量子論 提出者：德國人蒲朗克 是二十世紀初，物理學的突破性發展 內容：說明物質經由震動而產生輻射能，能量的單位是量子
影響：量子論提出後，一連串相關的科學隨之發展

12 量子力學 玻爾對氫原子結構的認識 愛因斯坦的相對論及光的量子概念 用量子理論解釋光電效應 影響後來的量子力學

13 核反應的研究 時間：1930年代 科學界對質子、中子等原子構造更清楚瞭解，進行原子彈的研究

14 微波與雷射 四○年代以後，利用愛因斯坦的理論 發展微波及雷射 微波可應用在雷達及電磁爐上
雷射的應用更廣泛，可以傳送影音資料、醫學、光纖通訊及閱讀條碼等商業用途上

15 數學的發展 數學與科學的發展息息相關 古希臘、羅馬已經有代數及幾何方面的知識，且建立基本的天文知識。
中古時期，阿拉伯人的記數法是現代數學語言符號的基礎。也發展出三角學，對圓周率的計算相當精確。

16 十七世紀之後的數學發展 笛卡兒將幾何學與代數學綜合研究，發明了解析幾何學。 牛頓與萊布尼茲不約而同發展出微積分，奠定高等數學的基礎。

17 現代數學 分成理論數學與應用數學 理論數學：研究各種數學領域。
應用數學：將數學實際應用到各種自然科學領域，最早的應用科學以天文學及物理學為主，產生天體力學等新的研究

18 機率論、統計學、向量、微分幾何等逐漸發展 對計算更加精確，使天文學、物理、化學及各種工程計算隨之進步
十九世紀後數學的發展 機率論、統計學、向量、微分幾何等逐漸發展 對計算更加精確，使天文學、物理、化學及各種工程計算隨之進步

19 二十世紀後的數學 電子計算機的發達與數學相輔相成，成為現代人類日常生活的一部份。

20 化學的發展 化學是討論元素的性質及其變化的科學 人類對化學的知識起源甚早：埃及人製造玻璃、染料、煉鐵的技術相當進步，顯示化學技術的豐富。
六世紀，拜占庭的工匠已經知道特定的材料在一定的條件下混合，會產生劇烈的作用。 阿拉伯人繼承了希臘及拜占庭的化學知識，提出煉金、蒸餾、純化等技術，並且可以製造酒精、硼砂、明礬及硫酸鹽等物質。

21 中古時期的化學 西歐地區的化學知識在阿拉伯煉金術基礎下發展，並廣泛運用到火藥的製造及開礦上
化學屬於實際操作的學科，與神學衝突較少，因而發展較為順利。

22 十七、十八世紀的化學 十七世紀初期，日耳曼地區的馬堡大學成立實驗室，專門研究化學，並且應用到醫學之上。
十八世紀，日耳曼及英格蘭的學者對燃燒、碳化等化學作用進一步瞭解，並開始進一步將化學知識加以分類。

23 化學發展進入新的時代 1789年，拉瓦杰出版化學基本教程 稍後，美洲及西歐成立許多化學研究學會

24 對化學的進一步認識 1869年，日耳曼及俄羅斯的科學家不約而同發展出化學週期表。
影響：一些重要的化合物都在十九世紀中期出現，對化學成分與植物生長關係有進一步認識。 實驗室中已可製造少量的化學肥料

25 1900年以後的化學 科學家對於化學反應的變化及其影響有進一步的瞭解，並可以控制或產生化學變化，並將之應用到染料、製藥、醫學及農業等領域
科學家也知道化學物質對人體可能造成不良影響，第一次世界大戰期間，氯氣、芥子氣及光學都曾被用在戰場上，因此世界各國開始推動禁止使用化學武器。

26 二十世紀以來的化學 石油化學工業有長足的發展，製造出人造纖維、塑膠等新物質。 對現代人類產生重大影響

27 古代的醫學 考古資料顯示：石器時代的人已經能處理外傷及照顧婦女生產 出土的外科器材顯示西元前三千年埃及的外科技術相當發達
催吐、止瀉、退燒、止痛的藥物出現在文獻之中 但是對感染引起的內科疾病，多採巫術或宗教手段，嘗試解決。

28 西方醫學的始祖 希臘的希波克拉底斯（西元前460-前370年）觀察病患，做出診斷，並留下紀錄，被西方奉為醫學始祖

29 阿拉伯的醫學 阿拉伯人在希臘的知識基礎上將醫學發揚光大，對許多傳染病已有相當認識。 城市中的醫院已有分科處理，也設有藥局，規模不亞於今日。

30 西歐地區的醫學 較為緩慢 十四世紀黑死病流行時，因為不瞭解發病原因，無法有效應付。
十六世紀以後，隨著物理及化學知識的進步，以及放大鏡的運用，科學家開始對生物進一步觀察。 1640年，已經知道用金雞納樹皮提煉奎寧，醫治瘧疾

31 十八世紀西歐地區的醫學 有長足的進步 對細菌傳染及免疫認識更多 各國政府開始重視公共衛生，以防範大規模疫症的發生。
天花疫苗接種是最突出的成就之一。

32 十九世紀西方醫學的發展 重點是細菌病理學 對許多疾病的描述、診斷及治療都有大幅進步。 遺傳學也在這時候發展，並應用到疾病控制及農業改良方面。

33 二十世紀西方醫學的發展 對生物的行為及環境進一步研究 在染色體、遺傳學、行為科學、基因理論都有相當的成就。
對疾病有進一步的認識，例如：血型、傳染源、維生素與健康的關係。

34 化學對醫學的影響 1930年代德國的竇瑪格發明磺胺類藥物、英國的弗萊明發明盤尼西林等抗菌化學物 開創化學治療及抗生素治療的科技
胰島素、人工心臟等新醫療法也克服了許多重大疾病