Institutional Repository of Institute for the History of Natural Sciences, Chinese Academy of Sciences(IHNS OpenIR,中国科学院自然科学史研究所机构知识库)
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A Study on Newton's Optical Thoughts and Experiments
半个多世纪以来,科学史学者与牛顿研究者在牛顿光学这一主题上投入了大量努力,澄清了许多误解,并获得了一些新认识,尤其是,研究者们不再将“光的微粒论”与“光的波动论”这样的形而上学术语与光学理论等量齐观,尽管仍然肯定形而上学思考对科学理论的构造具有重要作用。然而,仍有许多问题有待提出和给予解答。在本文看来,其中的两类重要问题是,1)牛顿的光学形而上学思考,无论是本体论还是方法论意义上的,无论是关于微粒的还是关于波动的,在他的具体的光学探索进程中如何发挥作用?2)实验是否在牛顿光学理论的构作与证明的进程中起到了关键性作用?这两类问题又分别与一些重要而具体的史学问题相关联。如,长期以来令牛顿研究者感到费解的一个问题是,胡克与牛顿都注意到薄膜颜色现象当中的周期性规律,牛顿更以巧妙的实验和精确的测量明确和证实了这一规律,为什么两人都给出了错误的解释?此问题可归入第一类问题。又如,既然胡克与牛顿均遵循皇家学会实验哲学的方法论原则和论辩规则,那么,在胡克眼中,牛顿所说的“判决性实验”是否具有真正的判决效力?这一令科学史家不休的问题可归入第二类问题。带着上述两类问题,本文将致力通过对牛顿的形而上学思考和他的实验研究之间的互动细节的考察,对牛顿光学探索的整体进程给出一种新的理解。从方法论角度看,本文将通过以下三方面的考察来达成上述目标:1)解析牛顿光学研究背后的完整的智力构架;这不仅涉及对牛顿的物质理论、光的微粒论和粒子以太等观念的一个系统理解和重构,还涉及对牛顿在不同情境下使用上述思维的不同方式的考察。2)解析牛顿及其同时人的不同光学实验系统及相关的实验进程;主要包括三类实验:三棱镜实验、牛顿环与透明薄膜颜色的实验、以及其他类型的实验。3)考察牛顿光学思考与实验之间的历史互动进程;这里将涉及牛顿光学发现的具体案例分析以及牛顿与其他光学家的对比研究。本文使用了几乎所有牛顿光学的原始文献,与此同时对相关的科学史研究工作进行了系统的梳理与解读。各章节的主要内容及具体结论如下:在第一章中交代了牛顿光学的背景、主要内容、前人研究综述及本文所要解决的主要问题与思路。在第二章中,首先通过对牛顿的三棱镜判决性实验及牛顿与胡克的光学争论的分析,指出了这一实验在光的均一不变理论与修正理论之间作出了有效判决;其次,通过深入分析牛顿判决性实验的观察陈述以及“异质性”这一概念,揭示了牛顿之所以选择光的可折射性而非颜色来作为其异质性命题的判决的原因。在第三章中,本文对比研究了牛顿与胡克关于薄膜颜色的观察、实验与理论解释,指出了实验现象在此过程中所给出的确定性,说明了胡克对薄膜颜色的观察与解释中的错误以及光的波动论假说的影响,揭示了牛顿的振发理论的提出机制及其特点。在第四章中,本文首先系统梳理了牛顿的颜色理论及其据以解释自然界的各种颜色的进路,并以之和胡克的进路进行了对比;然后介绍了牛顿的物质孔隙理论同光学的关系,以及光和以太假说对各种光现象的解释。接下来介绍了薄膜与一般自然物的光学现象的类似原理,澄清了牛顿的“物体的透明部分”与“物体的组成微粒”的概念,指出透明的相对性原理对于牛顿光学的意义。最后介绍了牛顿对于反射和透射现象的理论和假说解释,分析了牛顿在以太压力、物体组成微粒的超距作用以及硫要素的活力等几种不同解释进路之间的选择和取舍过程。在第五章中,补充介绍了厚透明抛光片的反射、光的拐折、双折射、光的活性及其与物体的相互转化研究等其他牛顿光学研究项目,基于牛顿的光的微粒论假说及其光与微粒的相互作用思路给出了一种牛顿光学的整体思想框架。在第六章中,首先分析了牛顿光学的数学化理想,随后,指出了发现和构建“性质”的重要性及其在现实中的困难,最后探讨了数学表述的可理解性不足问题以及科学假说对于解决这一问题的作用。在结论部分,基于此前关于牛顿光学的所有研究,文章指出,牛顿的光学发现同时导源于他的光学形而上学思考与光学实验,尤其是两者之间的相互作用
A Study on Middle School Biology Textbooks in Modern China
中国近代中学生物学教科书是伴随着西学东渐而出现并发展起来的,在传播现代生物学方面发挥了重要作用,并从一个侧面见证了中国现代生物学的发展。本文聚焦于中国近代中学生物学教科书的发展史,探索中学生物学教科书的本土化历程,及其在传播现代生物学方面的特点。全文共分为五章。第二次西学东渐之际,大量外国传教士进入中国,他们翻译、出版、印刷了一些介绍西方生物学的书籍和杂志,并成立了益智书会负责学校教科书的编写。传教士编译的教科书内容简单,发行面窄,影响较小。清政府施行壬寅-癸卯学制后,各地兴办大量中学,民间书坊作为主导力量,编写出版了中学动物学、植物学和博物学教科书,其中译自日本的教科书占据较大比重。清末民初,中国的生物学研究和高等教育萌芽,开始出现国人自编的生物学教科书,教科书中的内容也逐渐本土化。这一时期的中学动植物学教科书具有博物学的特点。1922年民国政府颁布“壬戌学制”,全面学习美国;同时留学欧美的生物学家陆续返回国内,中国的生物学走上建制化道路。在这两大因素的影响下,中学生物学教科书的编写和出版进入了黄金时期,自编教科书成为主流,本国生物学家的参与更促进了教科书的本土化。这一时期的中学生物学教科书完成了从“博物学”向“生物学”的过渡。中学生物学教科书的编排,可分为知识系统、技能系统和认知系统,近代教科书的发展过程也是三大系统逐步完善的过程,反映了教科书的本土化历程。近代中学生物学教科书注重实用主义,对于实验没有足够的重视,生物学名词也没有统一,这使得教科书的知识传播功能受到了一定影响。总体看来,中国近代中学生物学教科书的发展,经历了从翻译到模仿再到自主的过程,是向西方和日本学习和移植的结果,在编写主体、出版发行和组织结构上呈现多元化,具有明显的实用主义特色,且有本土生物学家的参与。在发展过程中,教科书的编写者、语言、材料逐渐实现本土化,中国现代生物学的发展是生物学教科书本土化的关键因素
The Cornerstone for Modern Astrophysics of China——2.16 m Astronomical Telescope of China
2.16米天文望远镜,是由中国科学院南京天文仪器厂(现分为中国科学院南京天文仪器研制中心和中国科学院天文光学技术研究所)、中国科学院北京天文台(现为中国科学院国家天文台)和北京机械工业自动化研究所共同研制的大口径光学望远镜,现安放于北京天文台兴隆观测站。望远镜于1958年开始设计,历时30年,1989年安装落成,是首架我国自行研制的2米级光学望远镜,曾是国内最大、也是远东最大的光学望远镜。它的建造见证了新中国天文学、特别是现代天体物理学从无到有的历史,其建成之后促使中国天体物理学研究进入光谱研究的现代领域、观测范围扩大到了银河系外,被誉为中国天文学发展史上的里程碑。论文通过考据中国科学院紫金山天文台及北京天文台的档案资料,还原2.16米天文望远镜的研发历程,分析当时的社会事件及思潮变化对2.16米天文望远镜研发缘起、初步尝试以及遭遇曲折三个阶段具体进展所造成的影响。2.16米天文望远镜的自制工程可以说是一项开头并不顺利、但具有令人满意成果的工程。第一章引言部分概述论文的写作背景、问题与目的、相关研究与资料来源以及方法与结构。第二章探究2.16米天文望远镜建造项目的缘起。20世纪五十年代后期是中国现代天体物理学刚刚起步的时期,其中包括了天文学十二年远景计划以及北京天文台的筹建。学成归国的天体物理学家程茂兰是2.16米天文望远镜建造项目最重要的促进者。第三章介绍大口径望远镜的配置工作由购买变成自制的原因。2.16米天文望远镜建造项目立项阶段适逢1958年的“大跃进”时期,当时政治上的需求是影响望远镜配置方案变化的主要原因。通过将望远镜工程的缘起分为“独立自主”、“力争上游”和“赶英超美”三个方面来解读,以阐释当时这项看起来不合理的自主制造计划得到通过的原因。这一章还将介绍南京天文仪器厂的创办,涉及前苏联对于望远镜最初设计的意见及帮助。第四章结合望远镜最初的计划书展示第三章分析的内容在计划书里的体现,介绍作为自制望远镜最初尝试的60厘米中间试验望远镜的建造史实。第五章将进入2.16米天文望远镜工程历经大起大落的15年。试图还原工程停工的史实,分析工程在“文化大革命”时期被迫停工的诸多因素,尝试提出“天文无用”论和反右运动的继续是导致工程停工的主要原因之观点。这一章的后半部分依据1972年工程再度上马的史实,探究基础科学研究的回归对2.16米工程重启的影响;梳理1974年《二米反光望远镜设计任务书》的创新点;简述望远镜加工至落成的历史。第六章简析2.16米天文望远镜对我国现代天文物理学发展的贡献。介绍望远镜参与多国联测的“开门红”、望远镜在20世纪九十年代的两次控制系统更新及其影响,统计1986—2015年间利用望远镜观测资料发表的论文数量,揭示不断更新中的2.16米天文望远镜在实际应用上所取得的学术成就。第七章小结全文,对中国天文仪器设备史的研究作出展望
The History of Electric Vehicle of China and the Evolution of its Industrial Policies
电动汽车拥有比传统内燃机汽车更悠久的历史,但是电动汽车的发展却一波三折,历史上经历过大发展时期也经历过长期的停滞时期。只有清晰的了解电动汽车的发展历史,以史为鉴,才能更好的发展未来电动汽车产业。本文首先通过研究电动汽车的发展史,简要概述其中比较有代表性的事件,并尝试从技术社会史的角度分析不同阶段影响电动汽车发展的因素。同时本文通过搜集相关文献资料,整理早期中国电动汽车的研制情况,并概述目前中国电动汽车产业最新的发展情况。其次,通过分析电动汽车发展史,发现产业政策对目前电动汽车产业的发展至关重要,于是本文搜集并整理了中国从1992年至2014年末所有有关电动汽车的产业政策,并进行编排、整理和分析,对整个中国电动汽车产业政策的演变做了分期,本文将其分为政策启动期、政策推动期、政策配合期,并根据统计,研究不同时期产业政策呈现的特点。同时,本文依据历史发展的实证分析以及产业政策学的相关理论,论证了产业政策对中国电动汽车产业发展的必要性。最后,对全文进行总结及展望,得出主要结论并提出11条完善电动汽车产业政策的合理化建议
萨拉夫·丁·图西三次方程数值解的研究
文章在全面解读阿拉伯数学家萨拉夫·丁·图西(Sharaf alDin al-Tusi,1135~1213)《方程》(1209年)一书的基础上,着重分析了其中的三次方程数值解法,得出它们是在已有开方算法的基础上有规律性地构造出来。另还将其与同时代中算家秦九韶的相似算法作比较,得出二者的核心算法相同,但是由于各自数学传统的差异又表现出明显的不同。该研究对于进一步认识图西三次方程数值解算法的构造思想以及探究中阿数学在相似问题上各自的特点与传统有积极意义
科技史治学之路——美国科学史家席文教授访谈记
在访谈中,席文教授介绍了所受的教育和进入中国科学史和医学史研究的过程。与许多中国科学史研究者的重要区别是他试图用古人自己的话语来理解他们的观点,而不是把古人的工作翻译成现代内容。另一个区别是像其他西方学者一样,他广泛阅读多种外文文献并建立起他独特的中国、日本和欧洲研究。他还谈到了他与学术同行的密切联系,除了许多中国的科学史和医学史家外,还包括日本科技史家薮内清、中山茂和英国学者李约瑟。在他看来,他自己与李约瑟某些学术观点的差异主要是由于他们属于两代人。他认为人类学研究方法之于他的著作的重要性在当代美国历史学家中是非常典型的。最后介绍了他当前与保健相关的研究,该研究使用人类学方法来分析宗教和仪式治疗
中国古代传统经锦织造技术再探讨
平纹经锦是中国古代的传统织锦,以经线显花,代表了中国古代传统纺织织造技术的发展水平。关于其所使用的织机类型,多年来是学者们讨论的焦点问题之一,但至今尚未形成统一的认识。文章通过对织机织造特点以及上机织造经锦的具体分析,认为多综式提花机和低花本提花机很可能是用于古代传统经锦织造的两种不同类型。相比较而言,多综式提花机受经向图案循环大小的影响更大,当织物经向图案循环较大时,在低花本机上织制会相对容易一些。低花本机受经线密度的影响较大,更适宜织经线密度较小的经锦织物。花楼机的广泛使用应是在纬锦组织出现之后
读两本“哈尼族传统医学”研究新作
近年来对于民族医药的整理研究成果相当丰富,最近的例子是两部关于哈尼族医药的著作。文章在简介这两部内容丰富、结构严整的著作之外,也在某些具体问题的分析方面提出了一些不同看法
宋代如何防治瘟疫的流行
瘟疫,是人类社会的一大顽疾,瘟疫的发生和流行,不仅使个体生命遭到严重威胁,而且会导致区域族群的存亡。从14世纪中叶席卷欧洲的黑死病,到20世纪初SARS的肆虐,再到目前非洲大陆的埃博拉疫情,这些无不对国家甚至国际社会都产生了重大影响。针对如何进行有效地防治瘟疫?历史上防治瘟疫的政策、措施等,对当前医疗体制改革以及构建国家医疗应急体系有何意义?近日,中国科学院自然科学史研究所研究员韩毅的新著《宋代瘟疫的流行与防治》一书,以宋代为例,系统地探讨了瘟疫的名称、地域分布、流行概况、
论冶金工业遗产的技术史价值
技术史价值是工业遗产的基本价值。然而中国目前工业遗产保护和开发中,技术史价值的研究和挖掘通常被忽视。结合铁桥峡的案例,提出冶金工业遗产保护中应体现的四点技术史价值,并对中国近代冶金工业遗产技术史价值的特殊性做进一步讨论,希望为中国冶金工业遗产的保护和开发提供参考