社閱測--0260201文明與科技生活02科學的突破 @ 數位閱讀與測驗

0260201文明與科技生活

02科學的突破

科學發展的新階段

古代的人們較缺乏實驗的觀念與方法，又長期受到宗教信仰的束縛，導致科技與文明的發展十分緩慢。

直到十六世紀，天文學家哥白尼長期觀察並記錄天上的星體變化，發現地球是圍繞著太陽運行，推翻當時人們認為宇宙是以地球為中心的觀念。由於他的理論觸犯當時的宗教信仰而受到打壓，並未受到重視，但已為科學發展找到新的曙光。

早期歐洲人在生活或思想上，多深受宗教信仰影響，以科學的方式探索大自然，常被視為觸犯神的旨意而遭到禁止。

1.哥白尼曾在教堂中建造一座天文觀測臺進行觀察，因而發現新的理論。

2.近代科學家從事研究的情形。

　　到了十七世紀，人們開始運用嚴謹的科學方式，從實驗過程中獲得知識。例如：伽利略利用自製的望遠鏡，證實哥白尼的說法；牛頓主張以觀察、實驗、計算、測量的過程，了解宇宙的運行規則，建立了科學研究的方法。

　　後來，許多科學理論與方法不斷被創新、發明，奠定各種科學技術發展的基礎。

　　歐洲各國體認到科學研究的重要性，紛紛投入科學研究的行列，開啟了近代科學發展的新階段。

3.十七世紀時科學家用來做研究的溫度計、雨量測量計(①～⑤溫度計、⑥雨量測量計)。

4.伽利略從小就喜愛發問，對事情抱持懷疑的態度，並具有實驗的精神。

5.牛頓的成就奠定現代科學發展的基礎，被稱為「現代科學之父」。

6.伽利略製作的望遠鏡。

7.皇家學會是英國著名的科學研究機構，牛頓曾擔任會長。

工業革命的起源

　　到了十八世紀，許多科學家開始應用科學知識，發明各種機械動力和機器，安裝在工廠中，從事大規模生產。這種利用機器生產商品的方式，改善了傳統手工業產量少、物資缺乏的問題，對後來的世界造成極大的影響，因此被稱為「工業革命」。

1.瓦特出生於英國。他一生不斷研究蒸汽機的改良，使蒸汽機成為工業革命的主角之一。

2.蒸汽機應用在紡織、採礦、運輸等工具上，推動了工業革命的各項發展。

3.工業革命時代，紡織廠利用大量的機器代替人工，比過去獲得更多的產量，也降低生產的成本。

工業革命的發展

　　工業革命首先從民生用品的紡織業開始，為了生產更多的棉紗及布料，所以發明了各種新式的紡紗機和織布機。為了讓產品順利運送到市場各地，需要更便捷的運輸工具，於是帶動了火車、汽船的發明與改良，以及煉鋼技術的進步。

而且各國為了爭奪產品的市場，需以強大的武力作後盾，於是提升了各種戰艦、槍炮等新式武器的製造技術。

4.歐洲早期使用手工織布機來織布，這種機器需要靠雙手讓梭子來回穿梭以織成布，效率不高。

5.經過多次設計與試驗，英國於西元1785年間發明了動力織布機。經過改良後的動力織布機，比手工織布提高了將近四十倍的效率。

6.火車的發明，主要是將蒸汽機應用在火車上，能載運更多的乘客和貨物，成為當時陸上主要的長途運輸工具。

7.汽船的發明，主要是將蒸汽機應用在輪船上，不僅提高了船隻的載運量，也使海上貿易更加活絡。

　　哥白尼原是天主教的神職人員經過不斷觀察太陽、月亮及其他星體的移動後，發現當時「宇宙是以地球為中心」的觀點是錯誤的。同時也寫了一本科學鉅著——天體運行論，指出地球和其他行星一樣，圍繞著太陽運行。雖然這本著作後來礙於當時教會勢力龐大，及科學家對教會說法深信不疑等原因而無法出版，但他仍堅持科學真理。當天體運行論出版時，哥白尼身染重病，而且眼睛也已經瞎了，只能用手撫摸這本偉大著作，不久就與世長辭，享年七十歲。

　　伽利略出生於義大利。他對於人們深信不疑的事情，總會抱著懷疑的態度，他常說：「怎麼證實你所說的話是真的呢？」當時的人們都相信古代哲人亞里斯多德所說的：「重的球會比輕的球先落地」。相傳伽利略為了證明這個論點的錯誤，在比薩斜塔進行一項實驗，當塔前聚集許多人雖然大家都不相信他的說法，但是當站在塔頂的伽利略將重的大球和輕的小球，同時鬆手後，人們果然看到兩個球幾乎同時落地。

　　牛頓是出生於英國的科學家。有一年，因為倫敦發生嚴重的鼠疫，正在就讀大學的牛頓，只好回到鄉下有一天，牛頓在蘋果樹下乘涼，當時他正在思考月球和重力的關係。微風輕吹，忽然「啪！」的一聲，眼前掉下一顆蘋果，牛頓心裡想，蘋果為什麼總是筆直的落到地上呢？為什麼不會落向旁邊或往上升？這種力量是否也和月球繞著地球運轉有關呢？經過幾番思索、推敲，終於發現了「萬有引力」的定律。

　　瓦特小時候是一個內向、體弱多病的孩子，沒有受過完整的正規教育，但很喜歡動手修理機械，因為勤奮好學，很快就學會如何製造高難度的儀器，後來並在大學裡開設維修機械的店鋪，也開始接觸許多優秀的科學研究者。由於當時傳統蒸汽機的效能不佳，因而開啟了瓦特改良蒸汽機的研究。在研究期間瓦特歷經幾次資金耗盡的危機，甚至為了繼續實驗及生活下去，去當運河工程的測量員，但他仍然堅持夢想，不斷努力。新式蒸汽機的出現，加速推動了工業革命的各項發展，西元1785年，瓦特也當選為英國皇家學會會員。

　　蒸汽機發明後，很快就被運用在車子上，但是速度極為緩慢，主要用來運送礦場的煤。當時十九歲的英國人史蒂芬生，跟著父親在礦場協助修護蒸汽機而激發他改造火車的想法，往後幾年，他透過不斷自修與實驗，終於成功的利用蒸汽機來牽引火車。西元1829年，他所研發的「火箭號」蒸汽火車頭，贏得大眾對蒸汽火車的肯定，當時的時速已可達50公里。此後，他繼續改良蒸汽火車的功能，而各國也紛紛增建鐵路建設作為主要的運輸工具，大大改善了陸上運輸的問題。

　　愛迪生出生於美國俄亥俄州，從小就有強烈的好奇心，常問「為什麼？」並喜歡親自動手試驗，直到明白為止。他雖然曾經上過小學，但因無法適應學校生活，沒念多久就離開學校，愛迪生的學問是靠母親的教導和自修得來的。他十二歲就外出賺錢，經常利用工作之餘努力讀書，還成立一間實驗室方便自己做實驗。愛迪生一生共發明或改良了電燈、電報機、留聲機、電影放映機等一千多種東西，其中

最困難的當屬改良電燈，為了研究出最適合的燈絲，實驗了上千種材料，最終才獲得成功。

工業革命促進國家的富強

　　工業革命發生以後，運用新機器和新技術，不但能使產量增加、品質提高，獲得更多的利潤，而且還能帶來國家的強盛。　

　　英國是最早發生工業革命的國家擁有強大的船隊和先進的武器作為後盾，將各種工業產品快速行銷全球各地，獲得非常可觀的財富，因而成為當時世界上最富強的國家。所以，工業革命也被認為是追求國家富強的必要途徑。

1.英國是工業革命的起源地。圖為早期的煉鐵廠。

2.西元1851年，第一屆世界博覽會在英國盛大舉行，陳列各種以工業製造的巨大機械，讓世人為之震撼，展現英國的富強國力。

工業革命對臺灣的影響

　　工業革命直到清末，才對臺灣產生影響。清末，臺灣開始引進輪船、建築鐵路、架設電報線等現代化的建設。到了日治時代，更實施新式教育推廣科學知識，採用新的生產技術，奠定了臺灣工業的基礎。後來，科技與工業持續發展，為臺灣創造了豐碩的經濟成果。

3.電報機利用電傳送電碼，經由接收方解碼後，可進行訊息的傳遞，使通訊更加便利。

4.日治時代總督府設立工業專門學校，培養產業技術人才。圖為當時臺北州立臺北工業學校(今國立臺北科技大學)應用化學科的實習教室。

5.科技工業園區的設立，使臺灣的科技產品在世界上具有高度的競爭力。圖為臺南科技工業園區。

是非第一關 (25題)