英国科技创新与国家强盛 主要内容 l1 工业革命的社会经济环境 l2 技术创新与工业的崛起 l3 科学基础与科学创新传统的形成 l4 英国皇家学会促进知识创造与传播 l5 月光社架起科学、技术与工业紧密结合的桥 梁 l6 建立激励创新创业的制度与环境 l7 启示 1 工业革命的社会经济环境 l英国工业革命：1760～1860 l主要表现：大机器代替手工业，工厂代替工场 l技术变革、生产力提高、生产关系变化，新的 社会制度形成 l开创自由市场经济模式，建立“日不落帝国” l工业革命的发生有着深刻的社会、经济和政治 背景 君主立宪制的确立营造了良好的政治体制 环境 l1688年英国资产阶级革命、《权利宣言》和 《权利法案》 –确立“议会至上”的原则，国王成为虚君 l实质：国家权力中心不断下移，由君主转移到 议会，由贵族转移到工业资产阶级 l不仅有利于资本主义发展，又兼顾了各个阶层 的利益，制度创新与传统的关系，使破坏减小 l为英国工业革命扫清了政治障碍 资本原始积累为工业革命提供了坚实的物 质基础 l资本原始积累是资本主义生产方式的前提和基 础 –为科技创新和工业革命提供物质基础 –对新技术的产生和新兴产业发展创造机会 资本原始积累的三种主要途径 l“圈地运动” –小农经济过渡到农业资本主义经济 –提供自由劳动力和国内市场 –地主贵族成为资本家，为资产阶级革命打下经济基础 l扩大殖民地 –1577年德雷克的环球航行，揭开殖民地序幕 –掠夺财富，转化为资本，包括技术革新的资本 l在国内通过国债、税收、金融实现资本积累 贸易扩张为工业革命提供广阔的市场空间 l地理大发现提供契机 l国内统一市场和毛纺业是贸易扩张的基础 l国内外需求拉动，使贸易快速增长 –18世纪贸易增长5～10倍 l贸易发展促使自由市场经济体制和运行机制完 善 l促使英国更具有工业革命发生的动力和条件 《国富论》为工业革命提供理论和思想基 础 l斯密的《国富论》推崇自由贸易，反对高关税 ，反对政府对商业和自由市场的干涉 l促使英国积极推行自由贸易政策，逐步建立自 由市场经济体系，有力推动工业革命 l《国富论》不仅是一部系统的政治经济学著作 ，而且是工业资产阶级利益的集中体现，为工 业革命提供理论和思想基础 传统手工业的繁荣为工业革命提供了组织 和劳动力保障 l15～16世纪英国家庭手工业向手工工场发展 –出现1000人左右的手工工场 –手工纺织业成为支柱产业 –玻璃、肥皂、火药、造纸等也采取手工工场 l手工工场促进分工，促进了技术革新 l手工工场培育了大量熟练技术工人，为工业革 命提供组织和劳动力保障 2 技术创新与工业的崛起 l蒸汽机是工业革命重大技术创新的标志 –瓦特的发明和作用 l蒸汽机是继“火”之后，人类征服自然力的第二 次革命，进入蒸汽动力时代 l蒸汽机首先在纺织业得到广泛应用，后推广到 采矿业、冶金业、交通业、制造业等一系列工 业部门 纺织业 l1760年代，英国工业革命首先从新兴棉纺织 业的技术革命开始 l飞梭的发明揭开技术革命的序幕 –1733年，凯伊发明飞梭，大大节约劳动力 –1764年，哈格里夫斯发明一台多轴纺纱机“珍妮机” –1769年，阿克莱特发明水利纺纱机 –1779年，克隆普顿发明走锭精纺机 纺织业 l1785年，英国出现第一家以蒸汽为动力的棉纺厂 l在一系列的技术革新后，英国的纺织业的生产水平突 飞猛进 –1766～1787，增长了5倍 –1780～1880，棉布产量增长160倍 –1780～1861，纱锭从170万到3040万 –19世纪初，纺100磅棉花，印度需要5万个小时，英国只需 2000小时 l1770～1812，英国纺织业产值从50万英镑到2300万 英镑，从占国民收入的0.5%到7%～8% 采矿业 l对煤炭的巨大需求促进技术革新 l蒸汽机的应用占有突出地位 –蒸汽抽水机 –蒸汽卷扬机 –滑条升降金属车 l戴维发明安全矿灯、灯火通风法、等等 l采矿技术不断创新，使英国煤产量快速增长 –1660～1850，从225万吨到4950万吨，占当时世界总产量的 2/3 冶金业 l机械化发展依赖于冶金工业崛起 l1709年，达比实现焦炭冶铁，后来不断改进 l1761年斯密顿发明带有气筒的鼓风机，投入使用 –使一座高炉的周产量由10～20顿增加到40顿 l1775年后，蒸汽动力广泛用于鼓风机，提高经济效益 l1784年，科特发明“搅拌法”、“碾压法”，提高质量和效率（15倍 ） l逐渐形成从生铁到熟铁，再到钢生产一体化钢铁工业体系 l技术革新极大提高英国钢铁工业产量 –1741～1869，生铁从1.7万吨到553万吨 –1850年英国钢铁产量占世界52% 交通业 l交通业的技术革新降低运费，提高运力和速度，改变 人们时间和空间观念，推动采煤、冶铁和制造业的发 展 l1761年，曼彻斯特和沃斯利运河，使煤价降半 l1830年，英国有2500公里运河，形成水运网 l1802年，赛明顿制成蒸汽船 l1838年，制成能越过大西洋的蒸汽船 l1850年，公路技术革命出现 l1838～1870，英国铁路从500英里到15500英里 制造业 l机器制造业占有重要地位 –第一次工业革命以机器的发明、制造和使用为核心 ，并贯穿始终 –随着冶金业的发展，钢铁设备和制造方法不断革新 –机器制造业促进其他产业技术革新 l1775年，威尔金森发明高精度带有气缸的机 床和镗床，间接促成瓦特蒸汽机发明 l随着一系列工具机的发明，机器制造业成为一 个完整的、独立的工业部门 3 科学基础与科学创新传统的形成 l16、17世纪英国科学发展对18世纪工业革命产生深远 影响，为大国崛起提供了知识储备和文化基础 l并为科学创新传统的形成奠定了坚实基础 科学创新精神的培育 l在工业革命之前两个世纪里，英国经历了科学精神的 洗礼，培根起了重要作用 –知识就是力量、观察和实验的重要性、《新工具》，为新的 科学方法奠定基础 l科学精神被广泛采纳才能折射其伟大 –培根的《新大陆岛》描述了中央级的科学研究机构，这是对 科学研究以社团和学会的形式出现的预言 –英国皇家学会可以看作培根的纪念碑 科学创新模式的转变 l在培根、牛顿之前，思辨的科学思维方法统治着科学家的思想 –所谓思辨科学模式，开始于苏格拉底，成熟于亚里士多德，以形式 逻辑为主导 l思辨科学模式的基点是从“范畴”开始的 –亚里士多德《范畴篇》提出10个基本范畴：实体、数量、性质、关 系、地点、时间、姿态、活动、遭受 –从这些“范畴”到更准确的“概念”，如“物质－精神”、“时间－空间” –概念的精确和精细程度标志着人们的认识层次和水平 –把握精确概念后，运用“同一律”、“排中律”和“矛盾律”，进行判断 –再运用“三段论”进行推理 l以实验为基础的归纳方法代替亚里士多德的演绎法 –创新思维模式从思辨科学到实验科学的转变，使英国科学创 新传统得以形成，并延续至今 l科学精神和创新模式转变形成创新文化，使英国对人 类文明进步做出巨大贡献 –达尔文进化论、法拉第～麦克斯韦电磁理论、DNA双螺旋结 构、试管婴儿、克隆羊、黑洞理论、脑体扫描仪、南极臭氧 层的发现、等等 科学创新知识与成就 l数学发展及成就 –牛顿、沃利斯、哈雷、等等，主要在微积分领域 –激发了人们对数学的兴趣 l力学发展及成就 –以牛顿的《原理》为标志，促进天体力学、生物力学、流体 力学、航空航天、工程技术发展 l磁学发展及成就 –吉尔伯特《论磁石》 l化学的发展及成就 –波义耳、胡克关于元素、气体等研究、皇家学会 l生理学发展及成就 –哈维《心血运动论》、意大利马尔皮吉的证明 l地质学发展及成就 –伯内特《神圣的地球理论》 –牛顿地球成因理论 l动植物学发展及成就 –雷的《植物史》 –沃顿的《论动物的差异》 4 英国皇家学会促进知识创造与传播 l成立的背景及意义 –1660年成立 –70%以上的著名自然哲学家是会员 –90%以上的重大科学成就与会员有关 –近代科学体制化研究机构 l促进了科学价值观的普及 –任务： l对国家的科技发展、科研经费和人事任免等给政府提供咨询 l资助科学考察，组织与国外科技人员交往 l举办科学会议，出版刊物 l授予称号，资助讲座，颁发奖金、奖章 –大力和独立自主地传播科学知识，促使“科学知识 成为西方文化不可缺少的部分” –科学价值观在17、18世纪的英国深入人心 l英国为牛顿举行国葬 l整个社会向科学家表示敬意 l促进了科技知识的广泛传播 –媒介包括百科全书、期刊和书籍 l致力于改进机械发明和工程技术原理，推进工 业革命 5 月光社架起科学、技术与工业紧密结合的桥梁 l月光社的成立及其使命 –伯明翰月光社从1765到1813，持续了半个世纪，名称是月圆之日聚 会的意思 –它是自由哲学家、科学家、工业家组成的提倡工艺和科学的学术社 团 –以创新为导向的学习型组织，将创新构想付诸行动 l月光社对科学、技术和工业结合的贡献 –在化学、热学、地质学、植物学、气象学等很多领域都做出了重要 贡献 –成员包括：普鲁斯特列、达尔文、博尔顿、瓦特 –重视科学知识的应用和技术革新 l月光社的团体精神 6 建立激励创新创业的制度与环境 l世界上第一部专利制度的实施 –对专利制度与创新的关系有不同观点 –17、18世纪英国对知识产权的保护和奖励激励了创新 –1769年瓦特发明了第一台蒸汽机，并申请专利，1775年议会 批准此专利有效期至1800年，专利费成为瓦特财富的主要来 源 –工业革命首先发生在英国与其专利制度密切相关 l1624年《垄断法》 l1825年易名为《专利法》 l企业家的远见卓识 –发明家瓦特的命运与企业家博尔顿联系在一起 l瓦特从改良蒸汽机到研制成复动式蒸汽机，前后30年，依靠博尔顿及其 企业的支持 –很多企业家“助产”科技发明及其产业化 l创新和生产组织方式的变革 –手工工场到工厂制度，1770～1840生产率提高平均20倍 –转变了农业生产方式，1851年农场耕地占全国的2/3 l创业家与资本家的结合 –瓦特前期与罗巴克，后期与博尔顿 l高等教育培育了社会精英 –1630年牛津和剑桥的学生超过4000人 –职业学校的发展 7 启示 l科技创新是推动工业革命的根本动力 –分为两个阶段：工匠的发明和科学的发明 –从科技革命到产业革命 l市场需求为科技创新提供强大的动力 l科学革命和创新文化为科技创新营造良好的环境 l科技与经济的紧密结合促进创新成果的转化和产业化 –技术创新与转化能力成为一国强大与否的主要标志 。