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[硕士论文] 孙莉丹
科学技术史 哈尔滨工业大学 2015(学位年度)
摘要:近三十年来的新时期,光子技术与电子技术相结合融合而成的光电子技术突出重围,以优于微电子技术的极高速度、超大容量以及极低损耗等显著特点成为本世纪研究的焦点,更上升为当今社会信息技术的重要支柱。在这三十年的关键上升期,尤其以激光器、探测器和激光雷达为代表的光电检测器件及技术的发展最为广泛和深刻。同时科技史与物理学这两门学科也在不断交叉,目前国内外对于光电子器件及其技术发展史方面的研究很不完善。为丰富科技史的内容,也为各类研究人员提供不同视角的剖析,本论文将研究近三十年来光电子器件及其技术的发展史。笔者从众多光学器件中选取新时期取得较大发展的典型器件:激光器,光电探测器和典型的光电探测系统——激光雷达三个方面从科技史的角度对新时期光电子技术的发展做一定的分析研究。
  首先在激光器及其技术发展史方面,在回顾激光器发明史的基础上,从激光器的分类入手,针对不同类型的激光器在新时期的发展历程进行清晰地梳理;在此基础上,研究分析新时期激光器及其技术发展的新特点;新时期激光产业逐步走向成熟,为人类社会带来了无法比拟的社会价值,但也存在现实情况下的不足,因此在最后研究目前激光产业的特点和存在的问题。以期从科技史的视角呈现该技术及产业的全貌和问题,指导产业未来发展。
  在探测器及技术发展史的研究部分,首先从探测器的分类入手,整体概括出新时期各类别探测器的发展历程;为加深论文研究的针对性和深度,然后,选取典型的光子探测器——雪崩光电二极管(APD),典型的热探测器——非制冷红外焦平面探测器研究分析近年来的发展演变历程;以此为基础来分析新时期探测器及其技术发展演变的新特点;探测器技术及产业化较激光器进展缓慢,因此在最后将着重分析探测器及其技术产业化现状问题,并预测未来的发展趋势。
  在激光雷达发展史方面,首先整体分析新时期不同扫描通道的激光雷达发展的历程;以此为基础,选取近年来在这方面研究的热点:合成孔径激光雷达(SAL)和面阵非扫描成像激光雷达为研究的重点,分别研究新时期这两方面的发展历程和新特点。最后从技术的社会观的理论出发,研究该技术与人类社会间的相互作用关系:激光雷达技术对社会的推动和社会因素对激光雷达技术的促进。
[博士论文] 陶培培
物理学(物理学史) 上海交通大学 2014(学位年度)
摘要:十六、十七世纪之交,是西方对于磁现象探索的活跃期,这一时期众多学者做了大量实验,提出了各种观点,以1600年吉尔伯特的巨著《论磁》的出版为该时期的高峰。这一时期的研究工作为之后磁学和电学的发展奠定了基础,但关于十六、十七世纪之交的磁现象探索还没有科学史著作专门研究。
  本文利用多种全文数据库中丰富全面的原始文献资料,并结合上世纪七、八十年代以来的研究成果,试图以更细致深入的视角,考察人与自然现象之间在早期磁现象探索中表现出的细节关系。本文通过六个专题深入展现了十六、十七世纪之交西方早期磁现象研究的状况,探讨了该时期磁现象研究与古代和中古的思想联系,分析了新发现的和已知的磁现象带给学者的感知对磁哲学的推动,揭示了吉尔伯特的磁哲学与其他学者的研究工作之间的深刻关系。本文具体研究成果如下:
  论文第二章以文艺复兴晚期著名的博学者珀尔塔的磁体实验研究为例,揭示该时期自然魔法中的传统实验向近代科学实验的转变。本章认为文艺复兴晚期的学者因为经院式沉思的无效,认识到人所面对的只是自然的现象,进而革新了自然魔法中的传统实验,促使其向近代科学实验转变。本章通过比较珀尔塔与派勒格林尼的磁体实验研究,具体展现了珀尔塔实验研究的一些重要的新特点。本章进一步认为,这样的反思和改变是研究方法上的,还不是自然观上的;并在此基础上对珀尔塔、吉尔伯特等的“双面性”问题,给予了一种解释。本章为全文铺垫该时期在实验方法和自然观状况方面的背景。
  论文第三章研究一条谬误的磁石知识,即大蒜能让磁石失去吸引能力。本章在全面搜集相关史料的基础上,分析认为这条知识虽然显得很荒谬,但并非来自古人的空想,而应来源于古人对磁石排斥铁的现象的一种阐释。本章将这一磁石知识,在空间上与古代其他地区相关知识比较,在时间上与静电排斥的最初认识比较。因为磁、电现象的相关性,静电排斥的发现过程是难得的比较对象。有意思的是,静电排斥现象最初被看到以后,观察者亦没有认识到排斥的存在。本章认为其中可能的原因是,西方文化背景中对具有同感的物体同时又发生排斥的事实,在认知上有拒斥的倾向,这显示了文化背景的传承性带来错误认知的相似。
  西方学者在经验之光下全面检验古代的知识,是近代科学产生的必经阶段。这体现出近代科学植根于西方文明,而移植近现代科学技术的国家,如中国,则缺乏对古代知识全面检验的历程。大蒜能让磁石失去吸引力的谬误知识提供了一个很好的案例。通过厘清近代早期西方学者对这个谬误知识的不同态度和处理状况,本章揭示了新旧交替时期认识的混乱和复杂,指出正是在珀尔塔等人以实验检验古代磁石知识的基础上,吉尔伯特才有可能进一步建立他的磁哲学。
  论文第四章对吉尔伯特的磁体排斥实验和理论进行了系统研究,并与其之前学者的相关实验和理论比较,探讨了磁体排斥运动在吉尔伯特磁学理论中的地位,以及吉尔伯特为何如此理解磁体排斥运动。本章指出吉尔伯特是少数认为磁石中某种相反对的性质不存在的学者,排斥运动在其《论磁》的理论体系里面被化约为结合运动前的准备运动。吉尔伯特对磁体排斥的认知来源于实验现象带给他的感觉,而不是如帕克所说是诉诸前人的思想忽略实验事实的结果。磁石漂浮追逐实验中磁石的一系列运动,让他感到磁石的目的性。吉尔伯特在对由实验观察到的现象进行解释的时候,才受到亚里士多德理论的影响。他依据的主要是亚里士多德的“目的论”,而不是帕克所说的“必然性”。在目的论的解释之下,排斥运动是以结合为目的的,只是辅助的运动。本章指出,该实验中暗藏着没有被吉尔伯特意识到的重要问题。实验者在对漂浮磁石的追逐中加入了人为的意志,其过程并非亚里士多德所说的自然过程,结果亦不能被认为是自然的目的。
  第五章系统考察了西方古代到近代早期关于磁石吸引和琥珀吸引原理的各种解释,厘清了两种吸引从被归入相同原理到区分为不同原理的历史过程。一般观点认为,两种吸引被区分为不同原理,源自多种琥珀类物质的发现。本章提出,磁石双向吸引的发现是更重要的原因。近代早期在对于两种吸引原理的区分中,存在三种不同的倾向:一是将磁石吸引归入非物质的原理,而琥珀类吸引归入物质的原理;二是将两种吸引用分别归入不同的物质原理;三是将两种吸引分别归入不同的非物质原理。吉尔伯特的观点属于第一种倾向,他认为琥珀吸引由于物质,磁体吸引由于“形式”。本章分析了吉尔伯特的磁体“形式”解释,认为这是关于磁力的第一个有论证的超距作用解释,为吉尔伯特以磁力解释天体运行的动力提供理论依据,具有重要的意义。
  第六章全面研究吉尔伯特微地球思想的来源情况。微地球被认为是吉尔伯特最重要的贡献之一。本章指出,早在13世纪派勒格林尼设计的小磁球旋转实验中已经蕴含了用磁力去解释天宇周日旋转的思想。派勒格林尼的这个思想比吉尔伯特早了3个多世纪,并启发了吉尔伯特用磁力来解释地球的周日旋转。本章认为吉尔伯特将派勒格林尼的小磁球演变为微地球,有着深刻的历史背景和多重思想来源。磁倾角的发现和诺曼对磁倾角的研究,把磁力指向了地球;哥白尼的新天文学将地球从处于宇宙中心的固定位置,变为绕日公转同时周日自转。其他如卡尔丹、珀尔塔等人对磁石性质的研究,也对吉尔伯特微地球思想形成产生影响。
  第七章探讨了吉尔伯特对天体运行动力的磁力解释,指出吉尔伯特虽然不是这一思想的首创者,但他是第一个从地球物理的角度,通过磁体旋转运动的研究,磁体超距作用的研究等,系统论证磁力或类似于磁力的自然力在天体运行中所起作用的学者。本章系统分析了开普勒天体运行动力的磁力解释对于吉尔伯特的借鉴,认为吉尔伯特的工作使得这一解释超越了简单设想的阶段,为开普勒的物理天文学提供了支撑。
  有学者认为,吉尔伯特解释地球自转的原因时依赖于有灵论。本章讨论了吉尔伯特如何用磁石旋转运动论证地球的周日自转,指出吉尔伯特在论证地球自转的过程中有其内在的逻辑,但被史学家忽视。吉尔伯特的逻辑也许不严密,但如果注意到他使用逻辑和在自然的界限里面处理地球自转的努力,就不会武断地认为他必须诉诸有灵论才能解释地球自转。
  第八章在总结全文研究的基础上,认为十六、十七世纪之交的磁哲学发展,不是由新发现本身推动,而是由研究者对于新发现或已知的各种磁现象的感知推动。新发现的现象带来的感知,已知现象带来的新感知,同一现象带来的不同感知,综合、复杂地推动着十六、十七世纪之交的磁哲学发展。
[硕士论文] 白玉石
科学技术史 哈尔滨工业大学 2012(学位年度)
摘要:物理学史中,不仅是关于物理现象和规律的研究,而且在物理学的发展过程中物理学研究方法所起到的作用也非常值得我们重视,这不但是物理学研究的基础,也是物理学得以发展的重要条件。本文通过对已有的历史及物理学家以及物理学家研究方法的分析,研究了物理学研究方法在物理学发展中的重要作用,进而分析物理学研究方法的演进规律,研究了物理学家研究方法对物理学发展的影响及对科学研究的启发。
  当前有关物理学史以及物理学研究方法的研究中,缺乏针对物理学发展史上物理学研究方法进展的系统研究。物理学研究方法的变化是伴随着物理学的发展而进行的,为了研究物理学研究方法的演进,本文首先对物理学史各个发展阶段的不同特点进行分析,通过对物理学发展的三个时期即古代物理学时期(十六世纪以前),经典物理学时期(十六——十九世纪),现代物理学时期(二十世纪至今)等三个阶段的研究,选择三个阶段中重要的物理学家亚里士多德、伽利略、牛顿、爱因斯坦等进行研究,总结并归纳了这些物理学家的主要学术贡献和代表性成果。其中,亚里士多德的代表性成果是讨论了自然哲学以及物质存在的原理、物质结构与形式、物质运动的划分、运动的原因和天体运动、时间和空间等;伽利略的代表性成果包括:论证和宣扬了哥白尼学说、研究了单摆实验和周期问题、惯性运动、所有对象都具有相同的下落加速度、匀速运动、自由落体实验、运动合成的概念和相对论原理的想法;牛顿的代表性成果包括:力学三大运动定律和万有引力定律、质量概念、开辟了天文光学等;爱因斯坦的代表性成果是:光量子论、分子运动理论、狭义相对论、质能相当性定律和广义相对论等。
  其次,本文通过对亚里士多德、伽利略、牛顿、爱因斯坦等著名物理学家的物理学成就研究,分析了他们的物理学研究方法,以及这些方法在他们研究中所起到的研究作用,研究发现:亚里士多德主要采用逻辑归纳和逻辑类比的分析方法;伽利略主要采用物理观察方法、数学方法和实验方法;牛顿主要采用分析方法和综合方法;爱因斯坦主要采用理想实验方法和演绎法。进而,对物理学中的主要研究方法进行了归纳总结,指出物理学史上的研究方法主要包括:理想化方法、和谐性原理和对称性方法、观察方法、实验方法、假说方法、归纳法和演绎法、分析法和综合法等。
  再次,通过不同时期代表人物亚里士多德、伽利略、牛顿、爱因斯坦等物理学家研究方法的比较,本文研究了物理学家研究方法的演进规律,指出物理学家哈尔滨工业大学理学硕士学位论文们的研究方法由最初的以自然观察为主发展到以仪器观察为主,经伽利略发展为通过系统的有目的的实验,从而使物理学发展成为一门实验科学。从伽利略开始一直到爱因斯坦,科学实验和数学方法的关系越来越密切,使精确的、定量的物理学研究有了更快的发展。通过牛顿等科学家对分析、归纳和演绎等逻辑方法的发展,加快了经验材料的整理和理论建构;爱因斯坦通过理想实验和演绎法,取得了前所未有的物理学成就。
  在此基础上,本文从对自然规律认识的深入、加快了物理学的发展、物理学家研究方法对物理学研究的启示等三个方面系统地分析了物理学家研究方法对物理学发展的影响。最后,归纳了物理学家研究方法对科学研究的启发,指出物理学在不断吸收前人研究方法的基础上,取得了巨大的进步。物理学家的研究方法不仅为自然科学的发展提供了研究基础,成为现代技术革命的先导,还提供了科学的世界观和方法论形成的基础。
[硕士论文] 高斌
科学技术哲学 山西大学 2011(学位年度)
摘要:弦论是当今物理学的前沿,从1968年诞生到现在已有40余年的历史。它为我们提供了一副崭新的宇宙图景,在这个新的图景中,大干世界所有物质的基元不再是没有内部结构、体积为零的点粒子,而是具有一定延展性的振动着的弦。这不仅使我们解决了广义相对论与量子理论的矛盾,进而促进了量子引力理论的发展,同时还在原则上获得了一个真正统一所有物质及其相互作用的理论。在过去的40余年里,弦论已经取得了巨大的进步,但弦论能在西方国家得到认可在很大程度上主要归功于约翰·施瓦兹。本文旨在研究弦论发展过程中起到开创性、奠基性作用的人物施瓦兹。虽然施瓦兹的工作引起了物理界的注意,但目前国内外尚无施瓦兹的科学成就、科学思想和科学方法方面的专门研究,所以本文填补了对施瓦兹的系统研究的空白。
  本文从施瓦兹研究弦论的历程出发,主要论述了弦论第一次革命之前施瓦兹在推动超弦理论发展的过程中的贡献和思想。全文分为四个部分:第一章概述了施瓦兹的生平和科学工作,以便读者对施瓦兹有一个全面的了解。第二章对施瓦兹的重要科学成就作了详细介绍和哲学分析,为下文施瓦兹的科学思想的论述做了理论铺垫。第三章在第二章的基础之上分析归纳了施瓦兹的科学思想,探究了施瓦兹坚持弦论研究并取得成功的原因。第四章阐述施瓦兹科学研究过程中的方法,探究了施瓦兹怎样在科学研究工作中取得成就。希望本文对施瓦兹科学思想、科学方法的研究能够对科学研究有积极的指导意义,同时也希望本文可以促进我国的弦论研究的普及。
[硕士论文] 周鹏
中国科技史 郑州大学 2011(学位年度)
摘要:浮力原理作为物理学中的一个重要原理,在许多工农业生产和生活领域中都有广泛的运用。浮力原理又称作阿基米德原理。然而,在中国古代,无论是对浮力原理发现表述的时代,还是对浮力原理的应用,都是超越阿基米德的。在中国古代辉煌灿烂的科学技术文明成果中,大到建造船舶,修建水利设施,小到制作箭杆,检测盐水密度,均有对浮力原理相当深刻的理解和十分细致的运用。中国古代对浮力原理的应用,不仅渗透于农业手工业和社会生活的各个层面,而且在许多领域中对浮力原理的应用部分都起到了关键性的作用。前人对于中国古代浮力原理的应用分析,散见于某方面或某领域的论述中。而专门以浮力原理为中心点进行材料的集结和分析的并不多见。
   以浮力原理为中轴,收集中国古代关于浮力原理应用的各个方面的史料使之集中并加以分析,争取总结出浮力原理应用方面一般规律性的内容和浮力原理与中国古代科学技术尤其是应用技术发展进程的关系,并将资料的汇总与分析相结合,讨论中国古代浮力原理应用引发的思考和启示,并在文章中对某些细节问题提出一些新的看法,是本文写作所想要达到的目的。
   文章绪论部分,首先按时代对中国古代浮力原理应用的侧重点加以简单阐述,并介绍前人研究成果。
   第二部分,介绍浮力原理的基本表述和概念,以及阿基米德与浮力原理、浮力定律发现的密切关系。
   第三部分,对中国古代首先涉猎浮力原理的著作《墨经》中对浮力原理的描述加以分析,并与阿基米德发现浮力原理的时代相比较。
   第四部分,按照应用领域不同,对中国古代浮力原理的应用的史料加以分类、分析。首先是手工业中,木制、竹制器具对浮力原理的应用,即轻型手工业对浮力原理的应用。接着是金属铸造尤其是青铜铸造对浮力原理的应用,或重型手工业对浮力原理的应用。然后是造船、修桥、修建水利设施等大型工程建设中对浮力原理的应用。最后收集其他社会生活方面对浮力原理的应用。在青铜铸造中,对《考工记》栗氏为量篇中“准之”这一工序提出个人见解。
   第五部分,初步探讨为什么浮力原理未能在中国发展升华为浮力定律,即从应用领域的经验层次,上升为科学领域的有着严密逻辑关系的定量分析。
  
[博士论文] 杜严勇
物理学(物理学史) 上海交通大学 2010(学位年度)
摘要:爱因斯坦是一位举世闻名的科学家。他在科学领域做出了非凡的贡献,创立了狭义相对论、广义相对论,在量子理论方面也做出了突出的贡献,这些都是举世公认的。爱因斯坦研究也是国内外科学史研究的一个重要内容,许多学者围绕这个话题发表了大量的论著。本文选择了爱因斯坦研究中的四个重要内容(即爱因斯坦的科学哲学思想、狭义相对论、广义相对论、爱因斯坦与玻尔之争)中最有争议的若干代表性问题进行探讨。
   第一,在爱因斯坦的科学哲学思想研究中,重点分析四种代表性的观点,即弗兰克、霍尔顿、法因和霍华德等四人的观点。弗兰克认为爱因斯坦的科学哲学立场是逻辑实证主义;霍尔顿认为爱因斯坦的科学哲学经历了一个从以感觉论和经验论为中心的科学哲学,到以理性论的实在论为基础的哲学的历程;法因认为爱因斯坦的科学哲学立场是“动机实在论”,实际上取消了对爱因斯坦的实在论解读;霍华德认为爱因斯坦成熟的科学哲学立场是整体论的约定论,他还对从实在论的角度解读爱因斯坦的科学哲学思想进行了全面的批判。弗兰克、霍尔顿、法因对爱因斯坦的科学哲学思想的解读,跟当时的科学哲学发展背景与他们本人的哲学立场紧密相关。如果不带着明显的哲学倾向去看爱因斯坦的科学哲学,很容易看到爱因斯坦科学哲学思想的综合性特征。
   第二,在狭义相对论的起源的研究中,本文以霍尔顿的研究为中心,选择迈克尔逊实验与狭义相对论的关系、彭加勒与狭义相对论这两个争议较大的问题进行探讨。对于迈克尔逊实验与狭义相对论的关系,以霍尔顿、米勒、诺顿等人为代表的一方认为迈克尔逊实验对狭义相对论的起源几乎没有起作用,而以斯塔赫尔、冬恩、派斯等人为代表的一方认为迈克尔逊实验对狭义相对论的起源起到了一定的作用。对于彭加勒与狭义相对论的关系问题,以霍尔顿、米勒、格登伯格等人为代表的一方认为狭义相对论是爱因斯坦个人的创新,而以惠特克、吉迪敏、扎哈尔等人为代表的一方认为彭加勒对狭义相对论的起源做出了重要贡献。争论的双方中,霍尔顿及其支持者提出的证据更多,论证也更为充分。从双方的争论中可以看到科学史研究者对史料的高度选择性,而且与他们自己对爱因斯坦的科学哲学思想的理解有密切的联系。
   第三,在爱因斯坦与玻尔之争的问题中,主要分析对这场争论的本质的不同解读。早期论述爱因斯坦与玻尔之争的研究者,几乎一致地认为,爱因斯坦早期试图提出一些理想实验,以论证量子力学的不一贯性,而在第六届索尔维会议之后,他转而论证量子力学是不完备的;这些学者也都几乎一致地认为,爱因斯坦反对量子力学是基于对实在论、因果律、决定论等方面的哲学信念。法因首先对这种传统的解读提出了挑战,他认为完备性问题是爱因斯坦从一开始就关心的问题,爱因斯坦与玻尔之争的实质是方法论层面的争论。霍华德也认为爱因斯坦自始至终都在关心完备性的问题,爱因斯坦与玻尔之争的实质与根本因为在于他坚持分离原理,反对量子纠缠。可以看出,研究者们对这场争论实质的解读明显地从争论的表面向争论的深层因为发展。而且,他们对爱因斯坦与玻尔之争的分析,主要建立在他们对爱因斯坦的科学哲学思想的分析的基础之上。
   第四,在广义相对论的起源的研究中,本文选择马赫与广义相对论,广义相对论中的数学策略与物理策略这两个争议最大的问题进行研究。对于马赫与广义相对论的关系问题,逻辑实证主义的代表人物从自身的哲学立场出发,几乎都认为马赫对广义相对论的创立有很大的影响。争议主要是近二十年来产生的,以雷恩、巴伯、伊森伯格等人为代表的一方,认为马赫对广义相对论的产生有重要的影响,广义相对论就是马赫式的理论,而以诺顿、板垣良一、戈纳尔等人为代表的一方,认为马赫原理是爱因斯坦本人建构出来的,甚至是爱因斯坦的误解。争论的焦点问题在于,如何理解马赫的思想、如何界定马赫原理,不同的理解将导致不同的结论。对于广义相对论中的数学策略与物理策略,以雷恩、杨森等为代表的一方,认为物理策略重于数学策略,以诺顿、冬恩等为代表的一方持相反的观点,双方都提出了大量的证据来论证自己的观点。其实在爱因斯坦那里,数学终究是为物理学服务的,数学策略虽然非常重要,但还是从属于物理策略的。
   通过对爱因斯坦研究中一些关键问题的争论的比较研究,我们可以看到,几乎每一位研究者都有自己对爱因斯坦的理解,在他们的心里,都有一位自己的“爱因斯坦”。在这个意义上,我们可以说,所有的科学史研究,都是一种理性重建。这种重建是建立在史料的基础之上的,以对爱因斯坦的科学哲学思想的理解为灵魂。但是,我们从广义相对论的研究中可以看出,科学史家们不再明显地受他们本人的哲学倾向以及他们对爱因斯坦的科学哲学思想的理解的影响,这是爱因斯坦研究走向成熟的一个标志。对各种理性重建之优劣的评价标准是对史料的解释能力。对爱因斯坦的各种各样的理性重建是互补的,也彰显出一种人性化与个性化的科学史。爱因斯坦研究需要引入新的方法与思路,才可能产生新的更大的突破。
   另外,虽然我国学者就爱因斯坦研究发表了为数不少的论著,但原创性的贡献并不多,也没有围绕一些关键性的问题形成激烈的争论。希望本文的研究能够对我国的爱因斯坦研究有所启示。而且,本文就爱因斯坦研究中的几个主要问题,针对我国学者的研究现状做了简要的对比分析,希望能够帮助我国学者更好地了解爱因斯坦研究的特点与发展趋势,看到我们的研究与国外的差距,发现不足,以期在爱因斯坦研究领域做出我们自己的贡献。
[硕士论文] 聂海军
科学技术哲学 南开大学 2010(学位年度)
摘要:伽利略开创的新物理学由于其数学特征而不同于亚里士多德物理学和冲力物理学。亚里士多德和冲力物理学家们反对运用数学来研究自然。其原因与亚里士多德的哲学有关。亚里士多德将宇宙分为“月上区”和“月下区”。“月上区”是永恒不变的,可以运用数学来研究。而“月下区”是变化无常的,无法运用数学来研究。伽利略却放弃了这种划分,将数学引入对运动物体的研究,发展出了一套新物理学。因而伽利略的新物理学也被称为“数学物理学”。
  伽利略将物理学数学化是一个艰难的过程。从有界的宇宙到无界的宇宙;从不承认虚空到承认虚空;从“重性”到量化的“重性”,伽利略都付出了巨大的努力。他对典型的现象进行了严格的考察。通过数学论证和理想实验验证,伽利略表述出了落体定律,并拥有的惯性定律。最终他突破了亚里士多德的物理学思想,抛弃冲力物理学,开辟了近代物理学之路。本文以伽利略物理学的基本概念、基本定律和实验的发展为主线,试图展现伽利略物理学的数学特征,并对其数学特征进行分析。
[博士论文] 史斌
物理学(物理学史) 上海交通大学 2010(学位年度)
摘要:电报技术在近代中国的传播与应用从属于“西学东渐”的历史背景。随着中国电报事业的建立与发展,电报与政治发生了多种形式的联系,特别是在清末民初政治局势动荡不安的历史时期,电报在政治领域获得了广泛应用,进而直接参与了清末民初政治变迁的历史进程。
   本文第一章探讨了晚清电报技术的引入与传播情况。通过考查电报技术的物理学背景在晚清的传播进程,本章将晚清时期的静电学知识与电报技术、“湿电”学知识与电报技术、电磁学知识与电报技术、物理测算知识与电报技术、物理思想与电报技术联系起来,探讨了西方近代物理科学与电报技术在共同传入中国的过程中所具有的特征。在此基础上,本章探讨了早期电报技术名词--“电气通标”在中国的传播过程与具体特征。此外,本章还考查了各种电报机型和电线技术在晚清的传播情况。通过上述研究,本章将晚清电报技术的传播过程分为启蒙、深化与推广三个阶段,并且探讨了电报技术的传播模式与历史影响。
   本文第二章主要围绕晚清电报技术的应用和发展情况展开。本章首先研究了晚清电报局莫尔斯与忽斯登两种主流电报机型的部件构成、工作原理、具体参数、技术引进和生产使用等问题,以此来分析晚清电报技术的实际发展水平。在此基础上,本章探讨了晚清电报技术的主要指导者与应用者--电报洋员的情况,通过考查电报洋员的聘用与任职等情况,集中讨论了电报洋员所完成的电报工程建设、电报设备检修、电报学生教育和电报章程拟定等项工作,并以中国电报局洋总管博来为中心考查了电报洋员对于晚清政务的参与情况。此外,本章还对晚清电报事业的开创与发展过程进行了综合介绍。
   本文第三章研究了电报在甲午战争中的应用与影响。甲午战争是发生在近代亚洲两个大国之间的一场综合实力的对抗,在这场对抗中,作为双方军事实力的组成部分,电报在战争中发挥了重要的作用。本章首先探讨了甲午战前的中国电报事业,进而分析了电报对战争进程所产生的影响,在此基础上,通过对比中日战时电报策略与措施,力求展示出中日两国在电报事业和军事制度等方面所存在的差距,并以此为基础探讨了甲午战后国人的自强维新与电政改革。此外,本章以甲午战争前后两国的电报交涉与争端为切入点,考查了中日两国政治关系和战略格局的历史变迁,分析了中国对日政治态度由对抗转为妥协的历史进程。
   本文第四章探讨了电报与庚子国变中的政治纷争。在庚子国变时期,电报不仅是各种政治关系的串联者,还是各方政治意向的反映者。本章首先考查了义和团对于电报设施的破坏情况,进而分析了破坏行动的思想根源及其与庚子年间旱情的联系。在此基础上,本章探讨了电报对于庚子“西巡”的影响,庚子“西巡”是晚清政府遭遇的一次重大政治危机,在这次危机当中,清廷的政治生命与“西巡”各个阶段的电报通讯情况紧密联系在一起。由于义和团对电报设施的破坏,直隶、山西等地的电报通讯陷入瘫痪,对电报通讯的需求成为清廷离晋赴陕的原因之一,电报通讯还对清廷的议和与回銮产生了重要影响。基于以上研究,本章探讨了电报对于“东南互保”行动所产生的影响,进而分析了庚子国变时期的“中央-地方”政治关系。此外,本章还考查了联军和外国电报公司侵占中国电报线路、掠夺中国电报资源的行为,并且分析了此类行为对于中国电信主权的影响。
   本文第五章探讨了电报与清朝末年的政府危机应对机制。本章以清政府统治末期的电报集权和信息监督为研究起点,探讨了清政府运用电报处理政治危机的历史过程与具体影响。在研究内容上,本章首先考查了清政府在电报事业国有化的过程中所禀持的中央集权和信息集权的政治意图,并以此为基础探讨了清政府为了解决政治危机所建立的电报监督、检查和保密制度。基于上述研究,本章选取惠州起义、萍浏醴起义、徐锡麟起义等事件为研究案例,从传递警信、军事调度、信息监督与封锁三个方面探讨了电报在清政府镇压反清运动过程中所发挥的影响。此外,本章还通过考查清政府镇压保路运动和武昌起义过程中的具体电报措施,探讨了清政府面临重大政治危机时对电报通讯的重视态度和运用情况。
   本文第六章研究了电报与民国初期的政治和军事斗争。在南京临时政府和北洋政府的各项政治行动中,电报通讯起到了沟通与串联的重要作用。袁世凯当政以后,电报成为了袁世凯实施政治行为、指挥军事行动的重要工具,对电报权力不同形式的运用是袁世凯处理政治危机的手段之一。本章首先考查了南京临时政府的电报管理和政治统治情况,分别从行政管理、军事指挥、宣传革命和财政收入四个方面探讨了南京临时政府时期电报事业对于国家政治所产生的影响。随后,本章考查了袁世凯北洋政府的电报机构、电报制度和电报事业的发展与变迁,分析了袁世凯通过掌握电报权力和电报资源来巩固中央政权、谋取政治利益的政治意图。基于以上探讨,本章分别研究了电报在“白朗起义”、“宋教仁案”、“二次革命”和“洪宪帝制”等民初历史事件中的应用,分析了政府电报权力在上述事件中所具有的军事调度、军事援应、侦探“匪情”、信息封锁、行军通信、信息监控、操纵政治行为等多项职能。与此同时,本章还探讨了反袁势力运用电报所进行的军事指挥、情报获取、信息监督、揭露“帝制”丑闻等政治和军事行为。
   概而述之,本文以电报技术的传播与应用为研究起点,考查了晚清电报技术的传播过程和实体状态。在此基础上,本文选取清末民初影响较大的政治事件作为研究主题,通过探讨电报在甲午战争、庚子国变和清末民初政治斗争中的运用情况,力求证实电报在近代中国政治变迁过程中所发挥的影响。在研究思路上,本文将电报与政治的互动关系作为研究主线,分别从电报技术的应用、电报资源的争夺、电报权力的运用、电报政策的制定等问题出发,探讨了清末民初政治变迁的历史进程。
[硕士论文] 易安
科学技术史 山西大学 2009(学位年度)
摘要:民国时期物理学体制化的发展史就是一部归国物理学留学生的奋斗史。本文以“民国时期物理学体制化”和“民国时期物理学留学生”两条线索贯穿始终,在民国时期留学活动的大背景下,考察留学生在民国时期物理学体制化过程中所扮演的角色和发挥的作用,进而探讨民国时期物理学体制化形成与发展的历史。
  从论文结构看,本文由引言、正文五部分、结语及附录组成。
  全文研讨的最重要背景资料是列在本文后面的“附录”。附录《中国近代物理学留学生名录》(简称《名录》)从不同的文献渠道收录了20世纪上半叶赴海外学习物理学的232名留学生,是目前人数最多的一份近代物理学留学生名录和近代物理学留学生群体的集中代表,中国近代物理学的主要奠基者、创始者和建设者都名列其中,通过对他们在民国时期的科学生涯考察,能够较典型地反映民国时期物理学的体制化进程。《名录》包含姓名、生卒年、性别、籍贯、出国前受教育院校、出国时间、留学国家、留学院校、学位、回国时间、主要研究领域等11个指标与栏目,具有指标分类合理,表格直观有序,内容丰富,信息量大等特点,相当于一个民国时期物理学留学生小传。
  引言部分对与本论题相关的国内外研究状况做了梳理,着重考察了民国时期留学生和民国时期物理学体制化两方面的研究状况,然后阐述了本论题的研究思路、方法及内容。
  正文第一部分,“民国时期物理学留学生基本情况分析”。
  留学是中国主动与国际学术界展开交流的开端。本部分以附录所列举的民国时期物理学留学生为基准,选取了留学国家、留学院校、留学指导老师及合作者、获得学位情况四项指标进行统计分析,来探讨民国时期物理学留学生群体的整体水平。
  正文第二部分,“留学生与民国时期物理学高等教育的发展”。
  中国近代物理学的体制化肇始于物理学高等教育的发展。物理学留学生归国后在各高校留下了大量足迹,成为民国时期物理学高等教育建设的积极推动者。本部分从高校物理学师资队伍的建设、物理学课程的设置及中文物理学教材的编写等方面来探讨物理学留学生在民国时期物理学教育体制化过程中所发挥的作用。
  正文第三部分,“留学生与民国时期物理学研究机构的建立”。
  实现科学体制化最重要的指标之一是建立专业的科研机构,包括国立科研机构、高校里的科研建制以及企业里的科研机构等多种形式。其中国立性质的物理学研究机构是民国时期物理学研究的核心建制,代表着国家物理学研究的最高水平,当然高校和企业里的物理学研究机构也不容忽视。值得一提的是,民国时期不论何种形式的物理学研究机构,都存在一个共性,那就是其建立和发展全都依赖当时的物理学留学生。
  正文第四部分,“留学生与民国时期物理学会的建设”。
  本部分系统考察了民国时期物理学留学生在20世纪上半叶创建中国物理学会的具体情况,包括举办物理学年会、审订物理学名词、创办物理学期刊等。通过对物理学会创办人和建设者的统计分析,凸现了民国时期物理学留学生在近代物理学体制化进程中的主导作用。
  正文第五部分,“留学生与民国时期物理学的国际交流”。
  对于民国时期的物理学留学生来说,他们不懈地奋斗不仅是要发展物理学教育,建立物理学团体,创建物理学研究机构,而且要努力使中国物理学融入世界物理学体系之中,从而确立中国物理科学在国际学术界的地位,而要达到此目的就必须在物理学研究领域取得突出成就。本部分摘录和分析了民国时期物理学留学生在当时物理学国际交流中取得的具有世界先进水平的研究成果及人员的双向交流。
  结语部分是对全文的一个总结,论述了本论文的创新点及不足之处,并对论文的进一步研究方向进行了展望。
[硕士论文] 范旺
学科教学(物理) 内蒙古师范大学 2009(学位年度)
摘要:物理学是一门以实验为基础的自然科学,以掌握和领会最基本的物理知识、学科方法、科学态度、科学思想和科学精神等为目标,为学生智力开发、能力发展、个性形成以及后续学习奠定基础。物理学发展至今,知识体系相对较为完整。传统的高中教育为了片面地追求这种知识的完整性而过多地关注了“知识和技能”的培养,即“智力因素”的培养,忽视了物理的“非智力因素”的教育功能,最终导致了学生厌学情绪严重,对物理学有恐惧的心理。 物理是什么?物理是一门科学、物理是一种智慧、物理是一种文化。物理教学的境界要达到求真(科学的境界)、向善(人文的境界)、臻美(艺术的境界)。物理教育包括“智力因素”和“非智力因素”的双重教育功能。正因如此,我国高中《物理课程标准》明确指出“知识与技能,过程与方法,情感、态度与价值观”的三维目标。传统应试教育中过多关注知识和技能的培养,缺乏在知识形成过程的情感体验,不利于养成科学的态度和科学价值观的形成。笔者通过教学实践认为在高中物理教学中渗透物理学史,可以有效地达到培养提高高中生“非智力因素”的目的。物理学史可以把人类社会积累的物理学知识转化为学生个体的知识;把前人从事物理智力活动的思想、方法转化为学生的认识能力;把蕴含在物理知识载体中的观念、态度和精神转化为学生的行为准则。 然而,由于我们所使用的教材中物理学史的内容较少,以及高考“指挥棒”的作用,至使物理学史不能充分地发挥其应有的教育价值。加上我国在高中物理教育阶段还没有一本与史相结合的物理教材,从而使得很多高中物理教师在教学具体实施过程中忽略了物理学史,或者不重视物理学史在教学中的渗透。 本文依据建构主义认知理论、人本主义认知理论和情境认知理论,全面论述在高中物理教学中引入物理学史的目的、意义和原则。论述物理学史与物理教学整合的模式。以高中物理教学为依托开展实践研究,设置实验班和对照班,综合使用文献分析法,问卷调查法,访谈法等。通过对学生进行调查问卷、对物教教师访谈交流、和课堂实践等手段进行实践研究,总结和归纳与高中物理相关的物理学史内容,提出“史学形态探究”的教学模式,并通过具体案例说明在高中物理教学中引入物理学史的方式、方法、体现教学的多样性。 物理学史的教育功能越来越多地被广大教育工作者所认可,相信在我们的共同努力下,物理学史必将发挥其应有的作用。
[博士论文] 孔庆典
物理学(物理学史) 上海交通大学 2009(学位年度)
摘要:随着近年来大量战国、秦汉简帛的出土、整理和公布,以《日书》为代表的古代数术方技类书籍为研究者开启了一扇观察古代社会的窗户。这些内容不仅填补了中国古代数术方技方面的空白,还直接或间接地提供了不少反映上古中国天文、历学发展水平的资料。这些天文、历学资料不仅是后世相关知识的渊薮,还涉及中国古代日常生活的各个方面,对研究中国古代的民俗信仰和社会生活、中西交通与民族交流也大有帮助。
   本文主要利用近年来所公布简帛中的数术方技类资料,结合已有的文献学研究,试图对其中所含的天文、历法内容进行梳理和发掘。主要的研究和结论如下:
   在第二章中,通过简帛与传世文献中的纪年用词与藏缅语中相关词汇的比对、分析,认为前者所载的“岁阴”、“岁阳”,乃是后者相关词汇的同音转写,“岁阴”代表十二生肖,“岁阳”代表阴阳五行;相应的,生肖纪年应来自于先秦藏缅语系的民族,而十二生肖亦大有可能是这个民族的首创。
   解决了简帛及传世文献中若干生肖异名的释读问题,指出这些异名源自战国时期即有的五行三合局及相关的死咎观念,采用的是以相关事物互指的方法。
   通过整理散见于各种资料中的记载,将生肖纪年法分成“生肖法”、“纳音生肖法”和“阴阳五行生肖法”。本文指出,中世纪突厥人先后行用过前两种纪年法,吐蕃人的文献中则三种皆见;其中,已知“五行+生肖”结构的纪年方式都属“纳音生肖法”,将其视为“天干+地支”之对位的流行观点是错误的;这种借五行纳音将十二生肖周期扩大为六十甲子周期的方法,应是借鉴于当时在中原汉地成熟起来的具注历;而被一些学者命名为“吐蕃纪年法”的“阴阳五行生肖法”,尽管所受关注最多,却未必实际行用过。
   十二生肖在六朝隋唐时期的汉文佛教文献中被赋予了特殊的功用。其形象早期被设计为以善的菩萨化身轮流教化世间众生,后期则变为恶的精魅诱惑世人;其功能也由早期佛经中的纪年、纪月和纪日,转而变为符合中国汉地传统的纪时。从这种变化中可以看到佛教的转生、化身观念和中国传统的精魅观念的结合,这种结合形成了独具中国特色的十二生肖纪年文化。
   本文在第三章中认为,传世文献中的“月阴”和楚帛书中所载的十二月名,应是藏缅语十二生肖的同音转写;对楚帛书中每月相应占辞和配图的分析也能够验证这个结论。这是中国早期历法史上使用生肖纪月的一项重要资料。
   第四章的研究对象为二十八宿纪日。本文认为,二十八宿纪日的本质是选择术,应起源于更早时期的天文历表,而非由日序纪日法推衍而来;随着各种文献的陆续发现,二十八宿纪日自秦汉“朔宿法”、隋唐“二十七宿法”、唐以后“七元甲子法”而下的一条发展轨迹已然清晰可辨。几种新出《日书》中的材料能够证实与揭示“朔宿法”的存在和纪日规则;散见于道藏、汉译佛经和日本《宣明历》行用时期的文献则丰富了我们对“二十七宿法”的认识。其中,日本文献中各月配宿有同异之说,还出现了前所未见的闰月星宿纪日法和岁配宿法;《大方集经》所述星宿纪日法提示我们,佛经中所引星宿纪日法并非都是具有印度色彩的“二十七宿法”;而对道教类书《无上秘要》中“沐浴日”的分析表明,直到北周时期,道教仪轨的择日文献还在沿用“朔宿法”;同属道藏的《二十八宿旁通历》所载的“二十七宿法”应为中晚唐之作,极可能抄自佛经。
   通过对西夏、敦煌出土历书中二十八宿纪日连续性的检验,七元甲子法的行用应该能够上推至五代时期,远早于目前学界的估计。七元甲子法出现以后,二十八宿纪日逐渐进入历注,并且地位逐渐提高。本文认为,“七元甲子法”与九宫配年应创自唐曹士蒍的《符天历》,其目的是为了融合六十甲子、二十八宿、七曜、九宫(或十二宫)等分别来自汉地、印度和希腊的纪时周期;《符天历》的历首确始于显庆五年雨水,而非一些学者所认为的显庆五年正月朔;该历的历元、积日算法等内容的编制皆借鉴了《九执历》,其中的部分内容很可能首先在敦煌、西夏等边地自制历书时被采纳、行用,成为当地具注历的一部分;中原汉地的官方历书在唐后也开始逐渐接受《符天历》中的某些内容,最迟至南宋时“七元甲子法”即在官历中固定下来,中国古代传统的具注历也由此定型。
   本文认为,高昌回鹘人在11~14世纪期间很可能经历了一个二十八宿纪日类型的转变:前期的历书直接继承了秦汉历书的传统,使用的是《日书》中的“朔宿法”;后期则转而使用具有佛教密宗和印度色彩的“二十七宿法”,以及一种不同于中原汉地传统的、以娄宿为首宿的“七元甲子法”--这反映了其纪日传统的嬗递,也显示出其时该地多种文化的交融。
   第五章以简帛中的“日夕表”为切入点研究秦汉时期的时制问题。“日夕表”并非严格的实测数据,却符合当时对昼夜的划分,应是人们用以掌握夜晚长度、便于控制祷祠时间的工具,这有助于理解“日夕表”出现于《日书》中的因为。汉初继承了秦楚鬼神夜祷的礼俗,但随着儒家地位的上升,“昏时夜祠”让位于符合《仪礼》的“旦明行事”,“日夕表”也随之在《日书》中消失。
   简帛中的十二时制乃是出于推算吉凶的择日需要,并非实际生活所行用的规则。根据出土文献的记载和统计分析的结果,两汉时期至少在河西及至敦煌地区实行的是十六时制。在新出西汉时期的边关公文中,就明确出现了十六时制实际行用的例子。把一日分为十六时的来源尚不清楚,把一日分为十二时则是将十二支引入记时系统的结果。从漏刻制的发展变化、干支进入纪时系统的时间两个方面探讨从十六时制到十二时制的过渡问题可以发现:隋唐以前的三次漏刻改制皆与十二时制有关,但因为相差颇大,十二时制的真正确立应是在第二次漏刻改革时期,笔者将其定位在王莽推行干支纪年的公元4年,这表明十二支纪时与干支纪年是同时行用的。
   第六章通过对“西陆”一词的考证,揭示了昴星团历法在中国先秦历法中存在的某些痕迹;通过对简帛相关篇目的分析,揭示出存在火历中的一种置闰方法。这种置闰方法一方面证明火历是一种颇为精确的阴阳合历,扫清了火历作为当时主要行用历法的障碍;另一方面与德国内布拉星盘以及中古时代亚洲高地民族所使用的方法极为相似,显示出中外不同民族文化间的一些共性。
   第七章探讨近年来出土简帛中出现的几种中国古代占卜纪历法,选取了比较常见的建除纪日,以及不太为人所知的一种图形纪日法--“戎历日”纪日法。对于建除纪日法,厘清了其纪日规则由“朔晦叠值”到“交节叠值”的流变,分析了尼雅565号怯卢文书中生肖纪日与建除纪日的独特融合,用数学公式的形式给出了回鹘历书中建除、生肖以及节气之间的关系,为研究者鉴定与复原回鹘历书残片提供了一种简单有效的工具。对于戎历日纪日法,梳理了已知的两种不同形态与算法,挖掘了它们在后世的流传,分析了来源和产生的文化背景,同时通过对其载体--周家台秦墓竹简抄本--的综合分析,阐发了以《日书》为代表的古代占卜类文本与实用历谱之间的共存关系。以上工作可作为中国古代历法史和数术史的一个有益补充,也有助于我们更好地了解古人的思想与生活。
   最后一章从两个角度概括全文:其一,提出十月太阳历和火历是中国上古最重要的两种历法,将本文各章分别归入其中,从两种历法的关系角度重新诠释了“绝地天通”的所指,提出了《诗经·七月》中“一之日”含义的一种理解,梳理出中国上古历法的一条可能的发展线索;其二,探讨了从本文所述纪历规则中衍发出的选择习俗,概述了其从抄本到官历的发展过程。
[博士论文] 王洛印
科学技术史 中国科学技术大学 2009(学位年度)
摘要:法拉第是19世纪最重要的实验物理学家之一,他一生作出了许多重要的科学发现,并在其实验研究基础上提出了力线思想及场思想,对后人的科学研究产生了极其重要的影响。这些科学发现的原始过程以及科学思想的雏形均在其日记中得到详细地描述和记载。目前,虽然有国内外学者对法拉第及其日记作了一些研究(有关前人研究状况及重要的研究文献,详见本文绪论部分),但对《法拉第日记》中的众多史料挖掘得还不够深入和全面,对其科学发现及科学思想的评价还存在争议和分歧,而且迄今为止,还未见有人对英文七卷本《法拉第日记》进行全面系统地研究。本文基于《法拉第日记》、法拉第的论文、书信、档案等原始文献,对法拉第的电磁学实验研究工作进行了系统考察和深入分析,力求对其科学发现作出更为全面、客观的评价,同时也澄清了国内外物理学史界对于法拉第电磁学实验研究工作存在的一些模糊认识,具体内容有以下几个方面。第一,对法拉第发现电磁旋转现象的实验过程及其进行的相关研究进行系统考察,通过与安培及沃拉斯顿的研究进行对比,说明法拉第的研究对两者均有借鉴,但法拉第在其研究过程中又有自己独特的方法和特点,这是他成功的原因所在;此外,笔者还探讨了法拉第研究电磁旋转现象的起因,说明了其发现的原始实验装置和指导思想,在此基础上澄清了前人的一些认识分歧和错误,并对法拉第该阶段的研究方法和科学思想进行了讨论。第二,通过研究《法拉第日记》,并与法拉第公开发表的论文及其他研究料进行对比分析,详细说明了法拉第电磁感应定律的建立过程以及法拉第思想的发展变化情况。本文指出:法拉第在发现电磁感应现象之前已经预见到了感应电流的瞬时性;法拉第发表的论文存在署名日期提前现象,因此不能根据论文的署名时间判定法拉第的科学发现和理论的提出时间;法拉第在研究电磁感应现象期间,思想上存在一个从“电紧张态”向“磁力线”的转变过程,力线思想是在这期间形成和确立的。第三,详细叙述了法拉第对地磁电感应现象的研究过程,并对其该阶段的科学思想变化情况进行了探讨。说明了法拉第研究地磁电感应现象受到了地磁学研究的影响。通过研究地磁电感应现象,法拉第发现了电力、电流和电阻三者之间的相互关系,从而揭示了欧姆定律的内容。第四,阐明了法拉第对阿拉果铜盘实验的研究和解释过程,说明法拉第对阿拉果铜盘实验现象的研究和解释与其同电磁感应现象的研究是相辅相成的。电磁感应现象的发现和研究为解释阿拉果实验提供了途径,同时,阿拉果实验为法拉第研究电磁感应提供了有价值的参考和借鉴之处,促进了其关于电磁感应现象的研究。第五,分析了法拉第研究静电感应现象的指导思想和理论基础,详细介绍了法拉第研究静电感应现象的过程,指出法拉第研究静电感应现象完全是基于粒子的“电紧张态”理论。在此基础上,说明了无论是在理论还是在实验研究方面,法拉第关于电解现象的研究都对其进行的静电想象研究产生了重要的影响。第六,根据《法拉第日记》及其他相关文献资料,对法拉第力线思想的形成与发展过程进行了分析和讨论,阐明了法拉第力线思想的形成与其实验研究活动之间的紧密联系,指出了力线思想的基本内涵及其意义。说明了法拉第的电磁力线思想不仅对麦克斯韦建立电磁场理论具有重要影响,而且是经典电磁学的重要内容之一。在上述研究及论述的基础上,本文最后对法拉第电磁学实验研究的一些特点进行了分析和总结,揭示了其科学发现及科学理论的重要意义。
[博士论文] 王玮
物理学(物理学史) 上海交通大学 2008(学位年度)
摘要:本文通过对中国教会大学1901-1936年科学教育的系统研究,揭示了教会大学在博雅教育理念影响下的科学至上的办学思想,并将其科学教育的发展阶段分为单科课程、专业系科及专业学院三个阶段;然后分析了教会大学在本土化影响下的工学教育;最后分析了教会大学科学教育的另一个重要特点--基督教精神影响下的社会服务意识,并着重论述了最能体现其服务社会思想的医学教育和农学教育。文章分为五部分: 第一章论述西方博雅教育理念对传教士在中国办大学的影响及科学知识进入教会大学的历程。基督教会研究学术的传统和其认为科学源于宗教的理论的影响,使科学成为教会学校的重要教学内容。近代来华传教士传播科学的一个重要动因是其认为传播科学知识可以向学生展示神存在于自然之中。而传教士在中国办学的指导思想起初受到其所在国传统教育观念的影响,自由教育理念即人文的博雅全面教育观是其核心。教会大学以自由教育理念为导向开设了大量科学课程,科学课程中的基础理论课程占了绝大部分,那些过分职业化的技能训练则被排斥在外。教会大学反对中国人重实用轻基础的求学取向,认为热爱知识是因为知识本身的缘故而不是它的效用,因为知识是在神的律法统治之下,这种律法的目的在于达到至善境界。自由教育理念体现在科学教育上就是重科学轻技术,所以教会大学开办伊始仅设有理学课程,只在后来才有极少学校开设工学科。 第二章分析了中国教会大学理学教育从单科课程阶段到专业系科再到专业院系阶段的发展过程,并重点分析了其理学课程。虽然传教士认为只有研究自然的知识才能称为科学,并值得在大学传授,但由于师资和生源的限制,导致抗战前教会大学的理学研究和教育比较薄弱。当时的国立大学的理学研究也进行得不多。但在动荡的环境中,教会大学仍坚持着其严谨的高标准高质量的教学工作。教会大学理学发展三个阶段是:1901-1918年单科课程时期(创建时期),1919-1926年专业系科时期(繁荣时期)和1927-1936年专业学院时期(本土化时期)。第一阶段1901-1918:是教会大学创立、合并及调整时期,学生起初多学习相同理学课程,接受综合教育,此时的科学教育只有单一少量课程,不分科系。除了医学和神学,所有课程包含理学科在内统一称为文科。第二阶段1919-1926:是教会大学科学教育发展的黄金时期。随着理科课程增多,理科从文科中单独分离出来,众多相同门类理学课程形成专业,学生分系学习。第三阶段1927-1936:是教会大学科学教育的本土化时期。工学科开始进入教会大学。同时每所教会大学都成立了理学院,与教育部定的理学系科课程对照:每所教会大学都开设了部定的必修课程,但不同的学校所设选修课程不同。在专业设置和学科课程设置中,均体现出教会大学办学者的博雅教育思想。 第三章分析了中国教会大学引进工科教育的原因,并阐述了其工科教育概况。这一时期教会大学的发展进入了更为动荡的阶段,政治形势、社会要求及各种政策因素都影响着教会大学的课程和院系设置乃至大学自身的存续。教会大学开始更深地融入中国的社会和教育体系中来。少数学校增加了工程科目,这是本土化的重要特征。但直至1936年前,教会大学开设的系科仍然多为文理科,工程科目课程较少,内容宽泛,也没有如文理学科一样组成学院。 第四章论述了中国教会大学的医学农学教育及其社会服务工作。西方大学自11世纪产生起就设有文法医神4科,教会大学继承了这一传统,在中国有条件的学校中也开设了医学院,以美国和法国的医学教育为标准,系统地讲授与中国传统完全不同的现代医学知识,培养了中国近代史上第一批杰出的西医医生和医学教育工作者。此外,鸦片战争后,大量传教士深入中国农村传教,并相继办了许多农业学校和乡村服务社,农学校几乎遍布差会所在各个村镇。传教士多年服务于中国农村的实践为教会大学的农学教育打下了基础,他们在大学开设了系统的农学课程,成立农学院。这造就了当时国内大学中农学质量水平最高的金陵大学农科。农学和医学是教会大学在中国兴办得最早最系统的学科,它在这两个领域的杰出贡献在中国近代科学教育史上留下了重要的一页。 第五章是对中国教会大学科学教育的思考。首先简述了中国教会大学以质量为重的原则,他们培养精英,成就斐然。1936前教会大学的科学教育课本几乎都是外文经典教材,其中有些教材至今仍被一些学校指定为参考书,课程与国外大学同等程度。教会大学采用主辅修制学分制,平时考试非常严格,学生毕业率很低。虽然培养的毕业生总数现在看来不多,但学生很出色,在许多方面做出了开创性的贡献。然后对教会大学的办学理念进行了深入分析,阐释了其博雅教育的内涵和服务社会的传统。中国教会大学科学教育的两个重要特点,即传授科学知识与服务社会并重,以科学至上,以服务为中心。科学至上的原因在于,传教士认为,大学应教给学生真正的科学知识,技术课程不应该在大学传授。在传教士眼中,科学知识是上帝安排在自然界中的理性秩序,大学生应该在学校认识学习探究它们。因此科学课程便成为教会大学学生的主要学习内容。而技术则是不受关注的,虽然教会大学后期为了生存,不得不迎合中国政府的政策和学生的喜好,开设了少量工程学科。服务社会原因在于,在传教士观念中,服务众生,把自己的生命交给别人,是一个具有基督徒品格的人必须做的;为社会为穷苦人为弱者服务是基督徒的职责。基督徒的服务精神和牺牲精神使其对农业和医疗服务工作倾注了极大热情,并在中国近代农学和医学教育领域做出了巨大的贡献。中国教会大学的科学教学和管理模式对现在的大学仍有借鉴意义,其对科学技术教育与社会服务的认识也仍然是教育哲学研究的一个方面。
[硕士论文] 郑晓波
课程与教学论(物理) 浙江师范大学 2007(学位年度)
摘要:应用物理学史是国内外基础教育改革的一项重要课题。传统物理教育过于注重逻辑,对历史方法没有给以足够重视,忽视了科学知识建构的过程,忽视了情感、态度和价值观教育,不利于科学本质理解,不利于科学精神培养,不利于创新能力培养,而且这种“唯物理”教育还加剧了科学和人文之间对立的紧张关系。应用物理学史是改革传统高中物理教学的有益手段。 在分析了当前普通高中新课程改革背景和国内外对物理学史和物理教学结合的研究现状后,从以下几个方面做出论述: 第一部分主要是进行必要性分析。它首先从理论上厘清物理学和物理学史的概念,再分别阐述了物理学史对提高学生科学素养、培养创造素质、沟通科学与人文、培养学生的思想品德都有重要作用;接下来主要是通过问卷调查以查清学生对物理学史的需要状况;然后指出应当统一逻辑和历史,应用物理学史恰是改善传统高中物理教学的现实需要。 第二部分阐明了物理学史与高中物理教学结合的理论基础。论文分析了皮亚杰认知发展论和库恩科学发展论,并对二者进行比较,揭示了人类研究物理学的过程与学生学习物理概念的过程具有内在相似性,然后在此基础上提出文化重演论,最后根据建构主义学习理论解释学生学习科学的过程在很大程度上可看成是通过理解导致观念转变的过程。这些分析组成物理学史在高中物理教学中应用的基本依据,物理教学实践应与科学发展规律保持一致,对于不同认知水平的学生和不同类型的知识应采用不同的教学方法。 第三部分共由五章组成,研究物理学史在当今高中物理教学中的实际应用,是论文的主体。第三章查明了物理学史内容在《标准》、新教材中的分布,如《标准》所涉及有关物理学史的规定、例子和建议,并初步统计分析了新教材对物理学史内容的选择、组织和呈现特点;运用Laurinda Leite发展的一个专门用于分析科学教材中科学史内容的量表将四套教材进行了比较分析,并进行了初步评价。第四章对物理学史如何优化高中物理课堂教学进行了研究,提出了6条物理学史与物理教学相结合的原则,并通过分析指出了运用物理学史可以帮助教师优化教学设计的5个方面。第五章则讨论了HPS和它的教育意义,以及在科学教育中应用HPS的四种模式和启示。第六章是研究如何利用新教材中的物理学史进行科学和人文相结合的教育。第七章是应用物理学史的五个案例及其教学效果分析。 最后一章即是论文的第四部分。它对与物理学史应用相关的一些主题进行了思考,如关于课程标准和教材、教师的物理学史素养、教学的实施等,然后提出一些相关建议。
[硕士论文] 王洪鹏
科学技术史 首都师范大学 2007(学位年度)
摘要:1945年美国在日本的广岛和长崎两次投掷原子弹,加速了日本侵略战争的失败。关于原子弹的威力在中国各界引起了强烈反响。本文的主要内容可以分为如下五个方面: 第一部分,报界和出版界的反响。很多关于原子弹产生的危害、在军事上的作用、原子弹的构造和原理,原子物理的科普知识不断见诸报端,我国的报纸对原子弹的报道迅速形成了一个热潮。我国新闻出版行业也出现了一批以介绍原子物理知识为主要内容的图书,当时被称为“原子书”。 第二部分,研究机构和大学的反响。中央研究院和中央大学计划在南京成立数理化研究中心,想通过“数理化中山计划”来发展我国的原子物理事业。1947年,胡适建议国家拨款,集中专家学者,在北京大学成立原子物理研究中心。1948年,清华大学筹划发展原子能科学,钱三强提议借鉴中央研究院和中央大学的合作模式,由清华、北大和北平研究院联合设立原子核物理研究中心。科学家举办的有关原子弹的讲座,很受社会各界的欢迎。 第三部分,国民政府和共产党的反响。1946年夏,国民政府提出组建研制原子弹的国防研究机构和培训人员的计划,但该计划很快在美国的阻挠下搁浅了。国民政府企图留用日本所谓的“原子能科学家”来发展我国的原子能,由于我国科学家的反对而未能留用。这些都表明国民政府对制造原子弹是热心的,客观上也推动了中国的原子科学研究。但是,国民政府发动内战,已无可能发展核科学技术。毛泽东发表了一系列关于原子弹的谈话,提出原子弹是“纸老虎”的著名论断。 第四部分,引发关于“科学与社会”关系的大讨论。当时讨论的内容主要有科学与民主的关系以及如何发展中国的科学。 第五部分,讨论。本文通过史料,力图勾画出原子弹在日本爆炸以后在中国国内产生的反响,反映中国近代核科学发展的历程,记录中国物理学家为核科学发展艰苦奋斗的历程,分析影响其发展的原因,总结历史的经验。
[硕士论文] 陈岗
科学技术史 首都师范大学 2007(学位年度)
摘要:拉比作为20世纪最杰出的科学家之一,不仅在科学研究上作出巨大贡献,而且还在人文与教育等多方面都作出巨大的贡献。本文主要是从历史的角度出发,广泛收集有关拉比的各方面资料,通过汇总与分析,对拉比创新的典型事例进行评述,以及拉比学派和拉比的文化与教育思想,再次重温大师的成长经历和创新过程,感受大师的时代风范。 全文分为四大部分。 第一部分关于拉比的早期生活和求学活动。包括他贫苦的青少年时期,宗教的影响,求学过程中的创造火花。 第二部分关于分子束实验在拉比实验室不断改进的历程。包括理论的创新,实验方法的创新,以及逐步发展到分子束共振实验。 第三部分关于拉比学派。包括对拉比学派的界定,拉比的教学特点,拉比作为学术领导人的吸引力与他领导下的实验室内部团结、协作的环境,拉比学派的成就。 第四部分关于拉比的人文思想与社会活动。包括拉比的科学与文化的观点,科学与教育的观点,拉比参与创建CERN和IAEA,拉比在科教政策领域的理论探索和实践。
[硕士论文] 赵继军
科学技术史 首都师范大学 2007(学位年度)
摘要:约翰·巴丁是美国著名物理学家,他是迄今为止唯一一位两次获得诺贝尔物理学奖的科学家。他因晶体管的发明和超导微观理论-BCS理论的提出,分别于1956年和1972年获得诺贝尔物理学奖。巴丁的研究所涉及的领域十分广泛,对物理学的发展做出了杰出的贡献。除了在科学上取得的卓越成就之外,巴丁在工业企业发展战略,政府政策制定等方面也做出了自己的贡献。 本文包括五部分: 第一部分是巴丁的传略,主要介绍了巴丁的家庭背景、求学历程、工作经历、主要成就等。 第二部分回顾了巴丁与布拉顿合作发明点接触型晶体管的过程,讨论了晶体管发明的影响和有益启示,同时分析了他惜别贝尔实验室的原因。 第三部分回顾了巴丁与库珀、施里弗协作,共同建立BCS理论的过程,讨论了BCS理论的影响和意义。 第四部分介绍了巴丁担任工业企业和政府顾问期间的工作,以及在此做出的贡献。 第五部分概括了巴丁的品格和科学风格。
[硕士论文] 周诗文
课程与教学论·物理 湖南师范大学 2007(学位年度)
摘要:对物理学史教育功能的系统研究在我国约起步于上世纪的八十年代。经过教育工作者二十多年的辛勤劳动和努力探索,尽管在理论和实践上都取得了许多可喜的成绩,但还显得不够完善,尤其是创新教育中渗透物理学史的理论与实践研究中的许多问题仍有待于进一步探索。 本文在已有的研究成果上,对创新教育中渗透物理学史的理论与实践做了进一步的探讨,力图为物理学史与创新教育的结合找到可靠的、深刻的理论基础,使创新教育中渗透物理学史的教学实践更具科学性和可操作性。 本文除绪论部分外共分四章。第一章给出了创新教育与物理学史有关概念的界定,论述了物理学史与创新教育结合的教学优势及因素分析。在第二章中阐述了创新教育中渗透物理学史的理论依据,并揭示出物理学史融入物理教学的相应启示,同时探讨了教学实践中的操作原则和教学模式。第三章共分三部分。首先,对物理学史与创新教育结合的需求情况作了调查与现状分析;其次,针对学生创新素质的培养和提高,以具体实例的方式进行探讨与分析,从中揭示了物理学史的创新教育功能,提出了相关的教学策略。再次,通过具体教学案例与分析,为创新教育中渗透物理学史的教学提供了两个较为典型的范例。最后,第四章对本课题的研究进行了总结。
[硕士论文] 曾爱云
课程与教学论 合肥工业大学 2006(学位年度)
摘要:本文首先简述了此议题的讨论背景和国内外物理学史引入物理教育的研究现状和趋势,并简略介绍了国外关于科学教育的两个主流理念;随后阐述了物理学史的教育功能;在分析了物理学史引入物理教学的客观依据及其“育”人原理以及这种引入的目的和意义后,提出了在具体的引入过程中应当注意的指导原则和实施教师必须具备的素质;最后说明了物理教学中穿插物理学史料这一课题在研究过程中的不足与对此课题进一步研究的展望。
[硕士论文] 万永刚
科学技术史 华东师范大学 2005(学位年度)
摘要: 本论文选择加速器作为高能物理实验仪器的代表,对其技术创新的规律进行较深入的分析,尝试从一个新的视角进行科技史研究。   本文在前人相关研究成果的基础上,运用技术创新的方法对加速器的发展进行历史分析,研究加速器技术创新的独特规律。物理学史不完全是一群天才的物理学家对一堆全新的物理概念“创造”的结果,必须重视实验仪器在物理学发展中的重要作用。对加速器发展与技术革命的关系、加速器发展与产业革命的关系以及加速器的社会应用进行了剖析和论述。   具体分析了国家创新系统对加速器发展的影响以及加速器的未来发展情况。论述了我国在发展加速器方面的现状以及未来在这一领域发展所应采取的对策和措施。本文的创新之处是首次将技术创新概念引入到实验仪器发展史研究领域中,从技术创新的视角对物理实验仪器主要是加速器的发展历史进行了初步的分析。
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