世界现代前期科技史-第21章
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焦油。如果能从煤焦油中提炼出化工原料，自然经济价值极其可观。1850年
霍夫曼成功地从煤焦油中提炼出苯胺。后来凯库勒提出了原子价的概念，并
于1858年和英国的古柏分别确定了碳原子为4价，提出了碳链学说。1865
年凯库勒又提出了苯分子的环形结构理论。1874年荷兰的范特霍夫进一步提
出碳结合是其原子向四方伸出四只手的立体结构。在此期间，拜特洛也在“结
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构化学”理论方面作出了杰出贡献。于是人们开始从结构化学观点出发，去
合成人造染料，从而使有机化学进入“合成化学”新时代。在一系列科学理
论的指导下，德国的煤化学研究很快合成了茜素、靛蓝等多种染料还合成了
香料、药品和炸药，并迅速投入工业生产。
还有一种情况使科学——技术——生产实现了自然完美的有机结合。并
亦成为这一历史时期的鲜明特征之一。如有的科学家取得研究成果，立即登
记专利并马上转入实业。他们集科学家、工程师、企业家于一身，迅速将科
研成果转化为产品。英国的帕金在霍夫曼门下首开纪录，合成了苯胺紫，他
迅即转入实业并因此而致富。拜耳研究室的格雷贝和卡尔·利伯曼合成了茜
素，并将其实现工业化生产亦属此列。
此外，转炉炼钢法的发明人贝塞麦也是将科学研究、设计制造、指导冶
炼统一起来的专门家。至于大名鼎鼎的爱迪生、贝尔和电器西门子则更是将
科学——技术——生产结合起来的典型人物。总之，在这一历史时期出现了
一大批科学家兼工程师兼企业家式的人物，也可以说，这在当时代表了一种
方向。
6。研究机构的建立和科研团体的发展
研究机构的建立，必将推动科学技术的发展。成立专门的研究机构最早
始于德国。1873年，德国建立了物理研究所，1877年建立了化工研究所，1879
年又建立了机械研究所。在西门子的支持下，又于1884年正式建立了国立物
理学研究所。同时德国还成立了一些规模较大的科学团体，如 1886年成立的
帝国物理技术研究院；1911年成立的威廉皇家学会，后改称马克斯·普朗克
学会；1912年成立的德意志航空试验院。在德国的一些大学里也建立了科学
实验室，如柏林大学的拜耳研究室在人工合成染料的研究中便获得了极大成
功。
英国皇家学会，这是近代成立最早的科研团体。每届会长都由在科学上
卓有建树、同时又能为人师表的科学家担任。自1878年以后，会长任期不超
过5年，从1915年起，学会主席都是获得过诺贝尔奖的科学家。由于英国皇
家学会的丰富经验和突出成就，因而使它在世界上享有很高的学术地位并赢
得了极佳的信誉。到19世纪末，英国的科研团体达到100多个。在英国的一
些著名大学都建立了实验室，因此大学不但是培养研究人才的基地，同时又
是科学研究的基地。英国的剑桥大学有世界著名的实验室——卡文迪许实验
室。
卡文迪许实验室1871年筹建，1874年建成，是为纪念卡文迪许由其家
族捐款而建立的。主持这个实验室的历届主任，都是在科学上有杰出贡献的
科学家，首届主任是麦克斯韦，第二届主任是瑞利、以后便是汤姆生、卢瑟
福、布喇格等。这个实验室自建立以来，取得了一系列令人惊羡的成就，对
物理学的发展起了十分出色的作用。卡文迪许实验室先后培养出26位诺贝尔
奖金获得者。在20世纪30年代以前，英国、美国的著名物理学家大多出于
这个实验室，此外还有很多其他国家的物理学家纷纷来此深造和工作。这个
实验室有着优良的传统，它力求在新的领域中作出新的发现。在这里，领导
精通业务，善于指挥，科研人员精明强干，并有自由讨论学术问题的空气。
另一个好的传统就是艰苦奋斗、苦干实干。实验人员都要自己动手设计和制
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造实验所用的关键性实验装置。于是许多非常有价值的物理实验用的仪器和
设备，都是在这里产生的。因此，卡文迪许实验室不仅成为世界有名的科学
研究实验室，而且成为最有声望的物理学研究和教育的中心之一。
在美国由于爱迪生的带动，工业实验室纷纷建立。1876年，爱迪生在门
洛帕克建立了“发明工厂”这是美国也是世界巨大工业实验室的原型。在这
里集中了上百个研究人员，获得了上千件的技术发明。随后美国于1901年建
立了国家标准局。一些大企业、大财团开始建立了工业实验研究所，如洛克
菲勒财团所属企业相继建立了研究所。贝尔在发明电话之后，为了解决通讯
中的技术问题，也于1925年建立起贝尔电话实验室。
在这一时期还有一些著名的研究所建立起来。如 1921年，在玻尔的倡议
下成立了哥本哈很大学理论物理学研究所，在法国巴黎成立了巴斯德研究所
等。
此外，诺贝尔成立了诺贝尔奖金委员会，索尔维首倡了索尔维物理学会
议。在这一期间，国际数学界也组织起来，并使国际数学家大会定期召开形
成制度。它们对科学技术的发现、发明予以奖励，为20世纪的科学技术发展
作出了重大贡献。
7。不同学科之间、不同技术之间相关发展日益突出
科学的各大学科之间不是彼此孤立的，技术的各部门之间也不是毫无联
系的。如19世纪末20世纪初的物理学革命，导火索便是化学。1859年，德
国的本生发现了各种元素都有自己特殊的光谱线。这项光谱技术不仅促进了
化学的研究，同时也推动了物理学和天文学革命性的发展。后来人们开始用
物理方法研究化学，于是出现了“物理化学”、“电化学”、“量子化学”、
“分析化学”、“结构化学”等。许多交叉学科、边缘学科、新兴学科往往
是各学科相互联系的产物。
电子技术的应用，为各行各业提供了充足而方便的能源和动力，促进了
这些行业的发展。而各行各业的发展又必然会反作用于电力行业，或为其提
供成套设备，或为其供应原材料。
炼钢技术的发展，使钢铁产量急剧增长。在此基础上建筑技术得到发展，
出现了钢铁大厦、铁塔、桥梁、混凝土建筑等，不但改变了以往的建筑材料，
而且形成了新的施工技术。
从煤焦油中提炼出苯胺，再将苯胺合成茜素和靛蓝，从而结束了由植物
中提取染料的历史。染料合成技术于是发展起来。染料的大量生产，又推动
了印染技术的进步。
18世纪的蒸汽动力革命导致了产业革命的发生。英国是最早发生产业革
命的国家，继而扩展到欧洲、美洲。经过产业革命后，一批资本主义国家成
为工业发达的国家，完成了工业化的历史任务。
英国的产业革命大约经历了70年 （1760—1830年），法国的产业革命
大约经历了30年（1830—1860年），德国的产业革命大约经历了35年（1840
—1875年），美国的产业革命大约经历了25年 （1865—1890年），日本的
产业革命大约经历了32年 （1868—1900年）。英国的产业革命首先从纺织
工业开始，进而以纺织工业为中心扩展到其他行业，于是煤炭、钢铁、机械、
无机化工等生产部门便迅速发展起来。法国的产业革命效法英国，首先从纺
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织工业开始，但法国的铁路建设较早，所以在纺织业实现工业化时，钢铁、
铁路、化工等生产部门都成为新兴工业。德国的产业革命始自铁路网的建设。
铁路运输业的发达带动和促进了其他行业的发展。如机车制造、机器生产、
通讯建设等。美国的产业革命在独立战争 （1775—1783年）之后即已开始，
但形成高潮是在南北战争（1861—1865年）之后。在此期间，首先发展起来
的是钢铁工业、机器制造业和铁路运输业。日本的产业革命起于明治维新，
日本政府在敞开国门、求知于世界的思想指导下，提出了“洋才和魂”、“殖
产兴业”的口号。日本的产业革命也是从纺织工业开始的，然后扩大到机械
生产、军工企业、铁路、电信等工业部门。这些国家的一个共同做法就是重
视发展教育，包括各级各类的教育。因为科学技术的发展需要大量各方面的
人才，尤其是高水平的人才。人才的获得只能通过教育来培养。1860年—1900
年，美国、德国的经济实力之所以能后来居上超过英、法，是和大批人才的
汇集紧密相关的。英国由产业革命后的霸主地位一再跌落，其中人才匮乏乃
是主要原因之一。化学家帕金为找不到理想的助手而沮丧便是典型的一例。
英国在17世纪中叶便成为欧洲科学技术的中心，到18世纪产业革命前后，
英国集中了一大批杰出的科学家，其中有牛顿、戴维、道尔顿等，并出现发
明家如瓦特等人，不仅使英国的科学技术居于世界首位，而且推动了英国产
业革命的完成。1770—1830年间，法国涌现出众多的科技人才，其中有拉格
朗日、拉普拉斯、库仑、拉瓦锡、盖·吕萨克、居维叶等，使法国的科学水
平超过了英国，出现了空前的繁荣，巴黎成为当时世界科学活动的中心，法
国这一时期的科技人才和科学研究为法国的产业革命奠定了基础。从19世纪
70年代开始，德国迅速取得世界科技中心的地位。19世纪80年代德国的工
业发展速度超过了英国。此时的德国可谓人才济济，有电气科学家维尔纳·西
门子、有机化学工业的创始人霍夫曼、凯库勒以及拜耳等人。19世纪末，在
科学技术的推动下，资本主义经济得到发展，其中美国在1900年工业经济规
模已跃居排头。在此期间美国也出现了为数不少的科学家和发明家，如爱迪
生、贝尔等人。在两次世界大战之间不少有声望的科学家和技术人才云集美
国，世界科技中心也逐渐转移到美国。
中国，这个素有文明古国之称的东方大国，在1870—1918年这一段历史
时期，它既不同于欧美，也不同于日本，在自己的历史进程中，它走着另外
一条路——在封建主义的轨道上缓慢地爬行。在这一时期，可谓政局多变。
仅在清末的51年中，光是皇帝就换了三个，依次是同治、光绪、宣统。随后
又发生了戊戌变法，接着就爆发了辛亥革命，并于1912年成立了中华民国。
但好景不长，袁世凯、张勋先后两次皇朝复辟，最后政权落入北洋军阀手中。
中国的科学技术曾有过辉煌的历史，但自明朝以后开始衰落，直到清朝
后期1840年，终被帝国主义的大炮轰开了国门。这时统治阶级内部的一些有
识人物开始领略了西方的科学技术，于是他们提出师法西洋的主张，并大力
推行洋务“新政”，兴起洋务运动。在19世纪60年代至90年代，即同治、
光绪两朝期间，洋务运动的代表人物上有恭亲王奕䜣、军机大臣文祥等满族
官僚权贵，下有曾国藩、左宗棠、李鸿章、张之洞等汉人督抚，而尤以李鸿
章和张之洞在洋务派中的影响最大。洋务运动的发展，使一部分商人、买办
和知识分子也加入到这一行列中来。“借法自强”和“中学为体，西学为用”
成为洋务派共同的理论和口号。在兴办实业的过程中，军工企业最先上马，
曾国藩于1861年创办了安庆军械所，1865年李鸿章在上海和南京创办了江
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南制造总局和金陵机器局。1866年左宗棠创建福州船政局，崇厚创建天津机
器局，张之洞创建湖北枪炮厂。其后，民用企业也开始发展起来。1872年，
孪鸿章在上海创立轮船招商局，1878年又开办了开平矿物局、上海机器织布
局和天津电报总局。张之洞在1890年创办汉阳铁厂。这类企业带有明显的封
建属性，经营管理上亦带有浓重的官僚政治色彩。中国的官僚资产阶级从此
出现。与此同时，民族资本主义也开始产生。1869年，上海发昌机器厂以机
床生产方式代替了传统手工业，1872年华侨商人陈启源于广东开办了继昌隆
缫丝厂。以后又有一批缫丝、火柴、印刷、面粉、轧花、采矿、运输等企业
兴办起来。
尽管资本主义的生产方式在中国已经出现并获得了初步发展，但中国未
能形成产业革命的高潮，更没有形成庞大完整的工业体系。对于世界性的科
技发展而促成经济的腾飞这样一个绝好的机遇，中国未能把握。因此，到洋
务运动破产之时，中国的科学技术大约落后于西方400年。造成中国科技落
后、经济发展迟缓的原因，细细想来，主要有三：
一是封建统治势力和小农经济势力的强大，阻碍了科学技术的进步和经
济的发展。在洋务运动中，清政府内部洋务派和顽固派之间围绕开设天文算
学馆和兴筑铁路的斗争便极为典型。1866年（同治五年），奕䜣等人奏请在
已创办的新式学堂——京师同文馆内设立天文算学馆，招收科甲正途人员入
学，聘请洋员任教。以倭仁为首的顽固派坚决反对，其理由是：立国的根本
不在权谋技艺，而在齐一人心、崇尚礼义。并认为古往今来，从无凭恃技术
而能振起衰弱的。若为求得一点外国末技而令知书识礼之人师事夷人，将使
正气不伸、邪气愈炽，用不了几年，中国人就会全部归心于外国，“变而从
夷”。至于请洋人教习则反对更甚。天文算学馆虽最终建立，但实乃空有其
名。洋务派倡修铁路，顽固派竭力阻止，他们说修铁路将破坏田园、庐墓、
风水，于民不便。并认为铁路一旦修通，外国入寇就会朝发而夕至，很快深
入中国腹地，这不啻开门揖盗。双方争论了近10年时间，直到1881年 （光
绪七年），李鸿章才修了一条长11公里的唐胥铁路（唐山到胥各庄）。通车
时，顽固派竟要禁止使用机车牵引，说机车会震动山川龙脉，使诸神不宁。
其理由之荒谬令人啼笑皆非。
长达两千多年的封建社会，使中国成为自给自足的小农经济占主导地位
的社会。小农经济的封闭性扼制了商品市场的发展。封建社会长期的重农抑
商政策，使人们对科学技术难以产生迫切的需求，因而科学技术发展也便失
去了根本动力。
二是重仕轻技、重道轻器，成为科学技术发展的巨大障碍。自从隋朝首
开科举制先河以来，直到1906年科举制废止，其间经历了130O多年。在这
漫长的时间里，教育逐渐成为科举的附庸。虽然清朝的学校不少，有中央的
国子监、八旗子弟的官学、各地的府学、州学、具学以及大小书院、私馆、
