半小时漫画科学史2
一、欧洲那旮旯，颠覆三观才有的文化
- 牛顿提出了牛顿力学与万有引力定律
- 但牛顿的成功不是巧合，而是在欧洲几次大规模扫盲与科学院建立的时代背景之下才得以实现。
- 现代化学之父：拉瓦锡
- 你要是跟他们讲科学，他们肯定觉得你不科学。
- 柏拉图和亚里士多德搞出了西方哲学的第一座高峰
- 托勒密等人搞出了第一个像样的宇宙模型：地心说
- 后来希腊被罗马打趴了，可罗马也因为地盘太大搞内斗，咔嚓一下分成了西罗马和东罗马。
- 这时天主教的人懂拉丁语，读书多，还能看懂《圣经》，能传达神的旨意。
- 基本是思想归教皇，身体归国王
- 发现在神权和王权的压迫下，他们既没文化又不敢瞎想
- 教皇的地位很快超过了国王。
- 文艺复兴时期，国王为了涨粉，就支持建学校。
- 达·芬奇的解剖图纸，为解剖学做了贡献
- 实验科学加近代归纳法的创始人弗朗西斯·培根
- 在德意志那旮旯，国家还没统一。皇帝没法子收拾，就让教会来压场子，没想到教会先把皇帝压下去了，抢了统治权。
- 当时整个欧洲流行黑死病，死了很多人，大家发现就算信神也没用啊，就开始质疑教会。
- 那时教会强势至极，不但独揽大权，还贪钱。除了买卖神职，还编了个赎罪券出来卖。
- 而路德说，上帝可以直接和信徒交流。
- 路德跑了之后并没有闲着，而是做了一件大事——把拉丁语的《圣经》翻译成了德语。
- 于是那些被天主教欺骗压榨的群众和想夺回权力的贵族都开始支持路德了，大家联合起来抵制教皇。
- 随后，英国、荷兰等国都爆发了宗教改革，教皇的地位更是一落千丈，路德那边也创立了新教。
- 文艺复兴和宗教改革几乎都在16世纪末结束，可到17世纪时，在法国，教皇和国王依然搞老一套。
- 伏尔泰人称“欧洲的良心”“法兰西思想之王”
- 启蒙运动最早是在英国，不过远不如法国的动静大，在法语里，“启蒙”也有光明的意思。
- 革命之路是曲折的，但结果是成功的，之后建立了新的制度，国王、贵族和教士的特权也统统被取消。当然，也不是一次革命就一劳永逸，之后也经历了各种波折，但这里咱就不细讲了。
- 经过文艺复兴、宗教改革和启蒙运动这三次扫盲，欧洲人民的整体文化水平明显提高了
- 也就是在这个时期，除了三次大扫盲，还出现了一个“批量生产科学家”的地方——科学院。
- 欧洲各国能嗷嗷崛起，不当软柿子，基本离不开科学院的硬实力
二、欧洲科学院的诞生
- 画重点啦!这个偷摸学习——全民求知扫盲，就是科学院建立的背景。
- 欧洲科学院大多起源于沙龙。
- 自然秘密研究院——意大利科学院的萌芽。
- 于是他们傍了个大款——美第奇家族。
- 美第奇家族出钱，在意大利佛罗伦萨建起了科学院3.0——齐曼托学院。
- 科学思维最核心的部分——验证
- 意大利的科学院从家庭沙龙开始，英国也差不多，起源在酒吧。
- 一帮数学家和医生，边喝酒，边扯科学的犊子，后来扯出个学院叫隐形学院
- 比如学院里有名的爆梗王胡克，除了讲段子，还喜欢山寨别人的实验。
- 当时的英国统治者名叫克伦威尔
- 查理二世虽然是个天主教徒，但他支持胡克这帮人搞科学。不光口头支持，还口头赞助了个名字叫“以促进自然知识为宗旨的皇家科学院”，简称皇家科学院。
- 第二任台长是哈雷，他不仅发现有颗彗星每76年上线一次，还预测了下次再见到这颗彗星的时间是1758年底或者1759年初。
- 发现哈雷彗星的意义在于，人类可以开始预测行星的运动了。
- 看明白了吧，科学院除了名字科学，其他的都不怎么科学，还没找到正确的方向。
- 法国比英国强的一点就是——舍得花钱投资。
- 金星凌日这天，通过金星与太阳的遮挡关系，就能算出地球和太阳之间的距离。
- 英法科学院的出现，为后面欧洲各国的工业革命铺平了道路，让它们的科技水平处于世界领先地位。
- 17世纪到19世纪，化学、热力学、生物学逐渐走上了物理学的老路：科学化。
三、搞正经化学，从认清元素开始
- 化学就是通过研究贼小的粒子，比如分子、原子，来摸清所有物质的老底
- 化学的诞生，其实是人类一步步认识物质的过程。
- 这就是四元素说。
- 炼金术。 炼金术就是把贱金属变成贵金属，比如把白银变成黄金。
- 玻意耳不仅自己怀疑，还要把怀疑告诉全世界，于是写了一本书：《怀疑的化学家》。
- 某种原始的、简单的、一点也没掺杂的物质。
- 像黄金这样的，切来切去还是黄金，切不出其他物质的，就叫元素。
- 但很多时候，科学只有被打脸才能发展。
- 普里斯特利，是发现氧气的第一人
- 前啥是元素全靠猜，那是玄学，在阿拉这儿，啥是元素靠实验，这才是科学
- 于是包税组织的人全部被抓，包括拉瓦锡，尽管有很多人请求赦免他，他还是被砍了头。
- 谁能想到，一代人生赢家、现代化学之父，竟以这种方式谢幕。上一个这样死于非命的科学家是阿基米德。
- 聪明的脑袋的确罕见，但人类的求知欲也绵延不绝。
四、原子来了，元素周期表还会远吗
- 科学并不完全是一本正经，里面也有很多离奇事件，比如这次要说的——
- 从古希腊开始，有人就猜物质由原子组成，随便一个东西，切到不能再切，那个小粒子就是原子。
- 道哥只是想象出了原子，真正看到原子，需要用后来发明的扫描隧道电子显微镜。
- 一通实验操作下来，道哥发现氢原子最轻，就把氢原子的相对质量设为1。
- 贫穷影响科学进步啊!
- 而道哥是连蒙带猜加实验总结，还提出了关于原子质量的想法，大家用原子论分析化学现象，发现果然好使。
- 这是因为原子最外层电子数一样，性质就相似。
- 科学的伟大之处就是能给出预言，用元素周期表能预测新元素，堪比用万有引力能预测海王星。
- 为了纪念门捷列夫，第101号元素被命名为钔。
五、怼空气怼出的分子论
- 物质由分子组成，分子由原子组成。
- 玻意耳发现，一份气体装起来后，同等温度情况下，气体压强和体积成反比。
- 数学家伯努利
- 同样的空间，气体数量越多，压强越大
- 盖-吕萨克
- 大环境相同时，相同的体积中，不管你是啥粒子，数量都一样。
- 莱布尼茨
- 他把原子的这种组团叫分子。
- 比如0℃时，一个标准大气压下，22.4L气体中就有6.02×1023个分子。
- 面对看不见的微观世界，科学家们需要想象力，对宏观世界束手无策时，想象力也格外重要。
六、永动机的宿敌——能量守恒定律
- 要知道，在追求懒方面，人类可谓孜孜不倦，最经典的要数试图造一种机器，
- 17到18世纪，很多人发明了测量温度的方法，瑞典人摄尔西斯就是其中之一。
- 开尔文勋爵用绝对零度为起点，建立了更科学的开尔文温度。开氏度=摄氏度+273.15。
- 温度和热量其实是两回事，同样的温度，能热出不同的效果。
- 于是在1783年，英国化学家普里斯特利提出了一种理论——热质说
- 热质(caloric)这个词后来演变出了卡路里(calorie)
- 一个力让物体在施力方向上移动了一段距离，我们就说这个力对物体做了功。
- 时至今日，人们仍习惯用卡路里表示热量，但在国际单位制中，热量和功都用焦耳做单位，所以要想“国际范”一点，小姐姐们应该喊：
- 这就是传说中的能量守恒定律，也叫热力学第一定律。
- 水是有源的，树是有根的，万事万物都是有原因的，比如：
- 一切都是有源头的，在地球上，万物生长靠太阳，要想输出，就必须有输入。
七、百分百热机哪里找
- 把吃的饭全用来干活，一点不能偷懒摸鱼，效率100%，这就是第二类永动机。
- 热机就是像蒸汽机一样，靠烧煤等产生的热量干活的机械。
- 卡诺定理和卡诺热机
- 可惜的是，在理论还没成为爆款前，卡诺就感染霍乱去世了，因为这病有传染性，他的大部分文稿也被销毁了。
- 克拉珀龙
- 热量不能从低温物体传向高温物体，而不引起其他变化。
- 开尔文认为，热不能100%转变为功。他和克劳修斯是热力学的两位主要奠基人
- 熵的概念也是克劳修斯提出的
- 总之，经过人类的探索，发现要想让热机工作效率达到100%，无论在实践中还是理论上，都不可能。
八、十八世纪的博物学家，怎么一个比一个奇葩
- 博物学是动物、植物、矿物、生理等学科的总称
- 林奈在1753年发表了《植物种志》，提出起名得按照规则来，使用二名法。
- 这个大招就是引入纲、目、属、种。
- 基于当时的时代背景，林奈相信是上帝创造了万物，所以他觉得自己并不是在探索自然科学，而是在推导上帝的计划表。
- 林奈的分类法为科学发展做出了非常重要的贡献是不争的事实。为了纪念他的功绩，瑞典人甚至把他印在了钞票上
- 1749年，布丰的巨著《自然志》前三卷出版。
- 他不仅不信，还对万物的由来提出了自己的猜测。他猜测，地球上的动植物都是由某种物质演变而来。
- 。他还提出了另外一个惊人的想法——退化。他推断猴子是由人退化而来。
- 居维叶认为地球经历过许多次这种“光盘行动”，每一次都给地球上的生物带来新变化，这就是他的灾变论。
- 不过无论林奈还是居维叶，都坚定地相信物种不变论。
九、你不知道的进化论
- 历史上第一个提出比较完整的进化论学说的人，他就是——拉马克
- 1809年，拉马克在《动物哲学》中论述了他对生物进化的见解。
- Case 2 获得性遗传
- 居维叶坚持物种不变，推广灾变论，而且他能力强、资格老、粉丝多，掌握着博物圈的话语权。
- 这个故事告诉我们，无论在哪个年代，流量都相当重要!
- 神创论说，万物生而完美，且一成不变，可达尔文在安第斯山的一座山顶上，居然发现了海洋生物的化石。
- 正发愁时，他偶然读到了马尔萨斯的《人口论》，有个观点叫拥挤与斗争。
- 然后跑得快的羊活下来，后代成了职业跑羊，这就叫有利变异被保存，形成新物种。
- 所以自然选择中活下来的不一定是强者，而是更能适应环境的那位。
- 而且达尔文认为进化是随机的，并不一定会导致更高等的生物出现，所以，说演化论比较贴切。
- 《物种起源》，全名《论依据自然选择及在生存斗争中保存优良族的物种起源》。
- 遗传学之父——孟德尔。
十、番外篇——第一次工业革命
- 瓦特受壶盖启发，掀起了工业革命。
- 牛顿和苹果，瓦特和壶盖，无疑是科学史上的两大奇葩couple。
- 欧洲那么多国家都搞工业，可第一次工业革命——Part 1 为啥在英国
- 1624年，英国政府颁布了世界上第一部专利法：《垄断法》。
- 能想到，一个钟表工，不按时上钟，竟然发明了飞梭，让织布
- 这一刻，仿佛关羽遇见青龙刀，林冲上了山神庙，孙悟空辞了弼马温。
- 于是瓦特又进行了花式改造。先是发明了曲柄齿轮传动系统，使直来直去的活塞可以做旋转运动。
- 光改进蒸汽机不算完，瓦特还增加了离心式调速器，发明了三连杆组、气压示工器，等等。
- 瓦特蒸汽机的效率变成了纽科门机的5倍
- 世界人口在工业革命后暴涨了一波。
- 科学和实践是好哥儿俩，谁也离不了谁