彩圖科技百科全書(shū)。第五卷，器與技術(shù)

前言

這是一部供受過(guò)基礎(chǔ)教育的廣大公眾閱讀的彩圖版科學(xué)技術(shù)百科全書(shū)，它試圖以當(dāng)代科學(xué)的眼光，描繪一幅關(guān)于自然世界和人造器物世界的長(zhǎng)卷畫(huà)面，讓廣大讀者一覽現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識(shí)的總體概貌。眾所周知，人類文明發(fā)展到今天，科學(xué)與技術(shù)已高度發(fā)達(dá)，又高度結(jié)合。國(guó)家的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步、人民的生活，都有賴于科學(xué)技術(shù)的發(fā)達(dá)，以及公眾對(duì)它的理解與掌握。歷史已經(jīng)證明，科學(xué)技術(shù)是一個(gè)不斷更新、充滿活力的知識(shí)信息系統(tǒng)，是一個(gè)門(mén)類眾多、縱橫交織的文化知識(shí)體系，是一個(gè)能變成強(qiáng)大現(xiàn)實(shí)力量的人類知識(shí)寶庫(kù)。一個(gè)國(guó)家、一個(gè)民族，從這個(gè)知識(shí)寶庫(kù)中汲取力量的多寡強(qiáng)弱，取決于其廣大成員對(duì)這個(gè)知識(shí)體系了解與把握的深度和廣度，以及隨這個(gè)信息系統(tǒng)作知識(shí)更新的速度和程度。一個(gè)人要理解與掌握科學(xué)技術(shù)，就需要對(duì)科學(xué)技術(shù)知識(shí)體系有一定深度和廣度的了解，即在對(duì)其總體有輪廓了解的基礎(chǔ)上，對(duì)其本質(zhì)有基本認(rèn)識(shí)。同時(shí)，還需要形成與這個(gè)知識(shí)體系相匹配的知識(shí)結(jié)構(gòu)，以便能夠與時(shí)俱進(jìn)地進(jìn)行知識(shí)更新。這樣，才會(huì)具備運(yùn)用科學(xué)基本觀點(diǎn)，理解自然界的各種現(xiàn)象和社會(huì)上有關(guān)科學(xué)技術(shù)的各種問(wèn)題，并做出相應(yīng)決定的能力，成為一個(gè)具有科學(xué)素養(yǎng)的人。由于科學(xué)技術(shù)知識(shí)體系博大精深，且在不停地新陳代謝、拓展延伸，對(duì)于其方方面面，任何人，哪怕是天賦極高的人，畢一生的學(xué)習(xí)能力，也不可能一一地精通。然而，現(xiàn)代社會(huì)卻又要求每個(gè)勞動(dòng)者具有一定的科學(xué)素養(yǎng)，需要每個(gè)公民對(duì)這個(gè)博大精深的知識(shí)體系有個(gè)概貌的了解。這種概貌的了解，是理解科學(xué)(理解它的觀點(diǎn)、方法和精神)和進(jìn)行學(xué)習(xí)(汲取更多的信息，進(jìn)行知識(shí)更新)的基礎(chǔ)。由這個(gè)概貌的了解起頭，才會(huì)有正確的理解和更多的了解。如果沒(méi)有這種起碼的輪廓的把握，就會(huì)只見(jiàn)樹(shù)木，不見(jiàn)森林，在看待問(wèn)題、處理問(wèn)題時(shí)，難以確立科學(xué)的觀點(diǎn)、科學(xué)的方法和科學(xué)的精神。因此，需要有面向廣大公眾介紹科學(xué)技術(shù)知識(shí)總體概貌的書(shū)籍，而且這種介紹最好是百科全書(shū)式的——對(duì)知識(shí)作概要的綜述，又兼有閱讀與檢索的功能。這就是編委會(huì)和出版社編纂這部彩圖百科全書(shū)的初衷。早在90年前，中國(guó)的一批青年學(xué)者就認(rèn)識(shí)到，“科學(xué)者非指一化學(xué)，一物理或一生物學(xué)”，“紹介科學(xué)不從整個(gè)根本入手，譬如路見(jiàn)奇花，擷其枝葉而遺其根株，欲求此花之發(fā)榮滋長(zhǎng)、繼續(xù)不已，不可得也”(任鴻雋語(yǔ))。為此，他們于1915年創(chuàng)辦了《科學(xué)》雜志，開(kāi)始了將科學(xué)作為一個(gè)完整的知識(shí)體系在中國(guó)進(jìn)行系統(tǒng)傳播的事業(yè)。為了更好地推進(jìn)這一事業(yè)，他們還合作翻譯了科學(xué)百科概覽性質(zhì)的英文版著作TheOutlineofScience，共四卷，冠名《科學(xué)大綱》，于1923-1924年間由商務(wù)印書(shū)館出版發(fā)行。這套科學(xué)百科概覽式著作的出版，在當(dāng)時(shí)學(xué)?？茖W(xué)教育還很薄弱的中國(guó)，發(fā)揮了很好的科學(xué)傳播和引導(dǎo)作用，許多有志青年從中了解科學(xué)的基礎(chǔ)與概貌，補(bǔ)上了人生的重要一課。1985年《科學(xué)》復(fù)刊后，雜志的編委會(huì)和編輯部在辦刊實(shí)踐中，越來(lái)越體會(huì)到前輩科學(xué)家當(dāng)年創(chuàng)辦《科學(xué)》，翻譯《科學(xué)大綱》，從整個(gè)根本入手“紹介科學(xué)”的良苦用心，痛感而今要從先進(jìn)的現(xiàn)代科學(xué)文化中汲取精華，要提高全體勞動(dòng)者的科學(xué)文化素養(yǎng)，仍然需要在介紹科學(xué)技術(shù)的總體概貌上做出認(rèn)真的努力。于是，便有了．《科學(xué)》雜志編輯部策劃本書(shū)的動(dòng)議，有了《科學(xué)》的出版者——上海科學(xué)技術(shù)出版社的列選決策，唷了該選題先后被列入“九五”和“十五”的國(guó)家重點(diǎn)圖書(shū)規(guī)劃，有了上?？茖W(xué)技術(shù)出版社和上?？萍冀逃霭嫔绲暮献鞒霭?，有了《科學(xué)》的編委、作者，以及兩家出版社的許多作者的積極參與。經(jīng)過(guò)了各個(gè)方面近十年的共同努力，最后才有了這部彩圖百科全書(shū)的問(wèn)世。為便于廣大讀者閱讀和理解，這部百科全書(shū)的編排，打破了傳統(tǒng)的學(xué)科體系。全書(shū)共分五卷：第一卷，宇宙；第二卷，地球；第三卷，生命；第四卷，人與智能；第五卷，器與技術(shù)。前四卷，分別描述當(dāng)代科學(xué)對(duì)物質(zhì)世界、地球系統(tǒng)、生命系統(tǒng)，以及人體系統(tǒng)的已有認(rèn)識(shí)和相關(guān)的技術(shù)成果。最后一卷，則著重展示人類科學(xué)技術(shù)發(fā)明的主要產(chǎn)物與歷程。為了從實(shí)際對(duì)象人手，展開(kāi)深入淺出的描述，各卷?xiàng)l目的選取均以人類探知的客觀對(duì)象(自然對(duì)象或人造對(duì)象)為標(biāo)準(zhǔn)，而不從純理論的抽象概念的角度來(lái)選取條目。每個(gè)條目的內(nèi)容都以釋文和示圖兩種方式展開(kāi)，力求兩者彼此呼應(yīng)，圖文并茂。對(duì)條目的主題，力求進(jìn)行跨學(xué)科、綜合性和探索性的描述；對(duì)重要的理論概念，也注意進(jìn)行必要的介紹和解釋。作出這些設(shè)計(jì)和努力，是希望這部百科全書(shū)能為讀者勾畫(huà)出科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代疆界的基本輪廓。然而，要把這個(gè)輪廓勾畫(huà)得基本完備，，而且還要讓廣大讀者容易理解，卻不是一件容易的事。例如，要按編纂這部百科全書(shū)的初哀，確定好全部條目?jī)?nèi)容的知識(shí)點(diǎn)，就需要弄清楚，科學(xué)素養(yǎng)的知識(shí)構(gòu)成是什么?特別是，當(dāng)代中國(guó)公民科學(xué)素養(yǎng)的知識(shí)構(gòu)成是什么?而這需要有專門(mén)的研究。再如，要用彩色示圖來(lái)說(shuō)明每條的主題，既需要吃透科學(xué)內(nèi)容，又需要有好的藝術(shù)構(gòu)思，而這兩者卻是參加編纂的學(xué)者和編輯難以兼有的。所以，這次完成的編纂工作無(wú)疑會(huì)存在不少缺陷，需要廣大讀者和社會(huì)各方在閱讀后，提出寶貴的批評(píng)意見(jiàn)和改進(jìn)建議。以提高公眾的現(xiàn)代科學(xué)素養(yǎng)為目標(biāo)，“從整個(gè)根本入手”來(lái)傳播科學(xué)技術(shù)知識(shí)體系，是一件長(zhǎng)期的艱巨的工作。編纂者誠(chéng)懇地希望，這部百科全書(shū)第一版的問(wèn)世能為這項(xiàng)工作添磚加瓦，也希望在汲取了反饋的意見(jiàn)和建議后，能有機(jī)會(huì)進(jìn)一步提高編纂水平，更好地為廣大讀者服務(wù)!

內(nèi)容概要

　　這是一部供廣大公眾閱讀的彩圖版科學(xué)技術(shù)百科全書(shū)，它試圖以當(dāng)代科學(xué)的眼光，描繪一幅關(guān)于自然世界和人造器物世界的長(zhǎng)卷畫(huà)面，讓廣大讀者一覽現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)知識(shí)的總體概貌?！镀髋c技術(shù)（第5卷）》為器與技術(shù)篇，從物質(zhì)世界入手，深入淺出，描述了當(dāng)代科學(xué)對(duì)器和技術(shù)的已有認(rèn)識(shí)和相關(guān)技術(shù)成果，展示了人類科學(xué)技術(shù)發(fā)明的主要產(chǎn)物與歷程。

書(shū)籍目錄

前言凡例器  技術(shù)歷程技術(shù)與社會(huì)技術(shù)與環(huán)境1.石器、青銅器與鐵器時(shí)代石器取火畜牧與水產(chǎn)養(yǎng)殖農(nóng)耕灌溉紡織木構(gòu)建筑石構(gòu)建筑簡(jiǎn)單機(jī)械青銅器鐵器陶器  瓷器  玻璃漆器釀造計(jì)時(shí)裝置算具指南針火炸藥紙印刷  輪與車(chē)舟船冷兵器2.蒸汽時(shí)代采煤紡織機(jī)械蒸汽機(jī)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)床標(biāo)準(zhǔn)化火車(chē)輪船橋梁鋼鐵冶煉制堿制酸3.電力時(shí)代電池電機(jī)水輪機(jī)汽輪機(jī)火力發(fā)電廠水力發(fā)電站電力網(wǎng)  電光源水利樞紐有色金屬冶煉金屬塑性加工內(nèi)燃機(jī)工程機(jī)械農(nóng)業(yè)機(jī)械大量生產(chǎn)方式汽車(chē)飛機(jī)軍用飛機(jī)直升機(jī)公路管道運(yùn)輸集裝箱運(yùn)輸石油采煉化肥染料橡膠塑料化學(xué)纖維復(fù)合材料建筑城市城市軌道交通地下工程給水排水設(shè)施垃圾處理制冷與空調(diào)設(shè)備洗衣機(jī)照相機(jī)電影輕武器火炮裝甲車(chē)輛艦艇生物武器和化學(xué)武器4.電子信息時(shí)代電子元器件晶體管與集成電路廣播電視音像設(shè)備電子計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電信終端設(shè)備通信網(wǎng)無(wú)線電通信微電子機(jī)械系統(tǒng)機(jī)器人數(shù)字化系統(tǒng)仿真雷達(dá)聲吶  儀表復(fù)印機(jī)裂變反應(yīng)堆核電站激光器可再生清潔能源磁懸浮列車(chē)潛水器火箭人造地球衛(wèi)星載人飛船航天飛機(jī)空間站導(dǎo)彈核武器新概念武器附錄技術(shù)發(fā)展大事記索引

章節(jié)摘錄

插圖：技術(shù)的歷史幾乎與人類的起源一樣久遠(yuǎn)。技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步基本是一個(gè)連續(xù)的過(guò)程，其間技術(shù)經(jīng)歷著量的積累和質(zhì)的變革。在漫長(zhǎng)的技術(shù)歷程中，每一個(gè)歷史階段都有其主導(dǎo)技術(shù)和相應(yīng)的輔助技術(shù)，而主導(dǎo)技術(shù)往往成為人類歷史發(fā)展的時(shí)代標(biāo)志。古代人類早期的技術(shù)發(fā)展相當(dāng)緩慢。一般認(rèn)為，早期的技術(shù)經(jīng)歷了石器時(shí)代、銅器(青銅)時(shí)代和鐵器時(shí)代。考古學(xué)家依據(jù)古人類制作石器的方法又將石器時(shí)代分為舊石器、中石器和新石器三個(gè)時(shí)代，人類95%以上的歷史是在舊石器時(shí)代度過(guò)的。在距今50萬(wàn)～1萬(wàn)年的舊石器時(shí)代，最偉大的技術(shù)發(fā)明是人工取火和火種的保存，人類因此可以用火抵御野獸、取暖、食用熟食，并為其后陶器的出現(xiàn)提供了條件。在距今15000～9000年的中石器時(shí)代，人類開(kāi)始農(nóng)耕和畜牧，發(fā)明了原始犁，早期的弓箭得到改進(jìn)。在距今9000～5000年的新石器時(shí)代，陶器、車(chē)、帆船、紡織術(shù)問(wèn)世，出現(xiàn)了村落。繼漫長(zhǎng)的石器時(shí)代之后，金屬開(kāi)始得到使用，青銅技術(shù)是人類使用金屬的一次重要的突破性進(jìn)展，金屬冶煉、造型技術(shù)在這一時(shí)期發(fā)展起來(lái)，為后來(lái)鐵器的出現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。在西方，古希臘和羅馬帝國(guó)時(shí)期的技術(shù)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。古希臘和古羅馬建造了神殿、高架水道等宏偉的建筑物；羅馬人發(fā)明了耕犁，使用水車(chē)進(jìn)行農(nóng)田灌溉，建造了大型戰(zhàn)船，出現(xiàn)了系統(tǒng)介紹技術(shù)的書(shū)籍。中國(guó)古代的技術(shù)在公元前5世紀(jì)至15世紀(jì)曾位于世界前列，在農(nóng)業(yè)、建筑、水利、金屬冶煉、紡織、印刷、陶瓷技術(shù)方面都取得了輝煌成就。中國(guó)古代的四大發(fā)明，造紙、印刷、火藥、指南針的使用和傳播不僅影響了中國(guó)，也對(duì)西方國(guó)家的技術(shù)產(chǎn)生了推動(dòng)作用。中國(guó)古代在大型工程上有著杰出成就，如南北大運(yùn)河、都江堰、長(zhǎng)城等，在勘測(cè)選線、材料制備、工程部署、施工組織等方面都需要統(tǒng)籌，已體現(xiàn)出系統(tǒng)工程的萌芽。總體看來(lái)，無(wú)論是西方還是東方，古代技術(shù)發(fā)展極為緩慢。封閉的自給自足的自然經(jīng)濟(jì)，使社會(huì)總體上對(duì)技術(shù)的發(fā)展缺乏強(qiáng)烈的需求。技術(shù)更多地表現(xiàn)為個(gè)人的技藝，主要憑經(jīng)驗(yàn)的世代相傳和個(gè)人技巧的發(fā)揮，勞動(dòng)手段以使用簡(jiǎn)單工具為主，動(dòng)力依靠人力、畜力、風(fēng)力和水力等自然力。人口不多，改造自然的能力有限，人與自然基本處于和諧狀態(tài)。蒸汽時(shí)代蒸汽時(shí)代是指人類由直接利用天然能源轉(zhuǎn)變?yōu)槔谜羝麆?dòng)力為主的時(shí)期，這一時(shí)期從18世紀(jì)下半葉開(kāi)始到19世紀(jì)下半葉。伴隨著英國(guó)產(chǎn)業(yè)革命(又稱工業(yè)革命)而興起的近代第一次技術(shù)革命——蒸汽動(dòng)力技術(shù)革命奠定了近代技術(shù)的基礎(chǔ)。1733年，英國(guó)織布工凱發(fā)明了飛梭，在其后不到50年的時(shí)間內(nèi)使傳統(tǒng)的、零散的以家庭副業(yè)為主的紡織業(yè)開(kāi)始了機(jī)械化生產(chǎn)方式。在瓦特等人的努力下，作為礦井抽水用的蒸汽抽水機(jī)成為可以帶動(dòng)任何機(jī)械的萬(wàn)能動(dòng)力機(jī)，這是人類首次使用二次能源——蒸汽的強(qiáng)大動(dòng)力機(jī)械。與此同時(shí)，為制造機(jī)械而發(fā)明了可以進(jìn)行機(jī)械加工的各種機(jī)床，機(jī)器開(kāi)始取代人的手工勞動(dòng)。螺紋的標(biāo)準(zhǔn)化、零部件互換式生產(chǎn)方式的確立，又為形成大批量生產(chǎn)方式奠定了基礎(chǔ)。社會(huì)生產(chǎn)力迅速提高，人類改造自然的能力空前加強(qiáng)。這一時(shí)期的技術(shù)發(fā)明主要是由具有實(shí)踐能力的工匠們完成的。

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