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一 近代中国的社会
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鸦片战争前后的中国社会和闭关自守政策的破产
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1840年的鸦片战争，揭开了中国近代史的序幕。从这时起到1919年五四运动时止，中国社会发生了很大的变化。它从一个延续了两千多年的封建社会，逐步演变为半封建半殖民地的社会。中国人民面对西方列强的疯狂侵略和封建统治的残酷压迫，奋起进行了英勇的斗争。这一阶段的中国科学技术的发展，也有着与历史上各个阶段全然不同的显著特点。
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中国历史上最后一个王朝——清朝，到了19世纪中叶，已经十分腐朽衰败。
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在社会经济方面，封建经济基础依然根深蒂固，资本主义萌芽得不到进一步的发展。加之大量输入鸦片，白银外流，黄河泛滥，人口激增，皇室贵族的奢侈浪费等等，致使财力枯竭。在乾隆初年尚属充盈的国家财政，到了嘉庆年间已经是入不敷出，年年亏空。农村的土地兼并现象严重，占有土地达数千亩以上的大地主很多，而一些高官显宦的土地竟有多至十万亩至数十万亩以上者。由于官府、地主、高利贷层层盘剥，广大的农民生活处于水深火热之中，阶级矛盾日趋激化。接连不断的农民起义运动，沉重地打击了清朝的封建统治。
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当时的吏治也很坏，官僚制度腐败到了极点。机构庞杂重叠，候补闲员满天飞，贪官污吏从朝廷到地方比比皆是。嘉庆四年（1799年），大官僚和珅被揭发，抄出私财竟达8万万两，是当时国库每年收入的20倍，以致在民间有“和珅跌倒，嘉庆吃饱”的议论。兵制更坏，八旗兵生而受禄，京师卫戍部队的官兵，竟然手提鸟笼雀架，终日闲游，甚至相聚赌博。这是清朝腐败的又一个侧面。
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在思想统治方面，清朝一直实行高压禁梏政策。
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穷途末路的封建经济，腐败透顶的官僚制度，罗织严密的思想牢笼，毫无疑问，都是科学技术发展极为不利的因素。此外，还有一个对科学技术的发展极为重要的不利因素，那就是自从雍正时起到鸦片战争时止，清朝顽固地推行了闭关自守政策，使西方科学技术的传入几乎完全停顿，前后达一百几十年之久。而正是在这一百数十年之间，西方社会却有了迅速的进步，科学技术有了很大地发展。英国在17世纪便完成了资本主义革命，18世纪中叶更开始了产业革命。在工业生产中，开始大量使用机器，因而使生产得到迅速的发展。法国虽然稍后于英国，但到了鸦片战争前后也有了很大的发展。更晚一些时候，美国、德国、沙皇俄国都陆续演变成了资本主义的强国。
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但是，清朝对西方资本主义社会和科学技术如此迅速的进步，却采取了掩耳不闻、闭目不视的态度，以天朝上国自居。乾隆五十八年（1793年）英国派马戛尔尼（Lord Macartney）来华，要求通商和互派使节，被清朝以“与天朝体制不合，断不可行”而回绝，并认为“天朝物产丰盈，无所不有，原不借外夷货物以通有无”，对增加贸易的要求也以“于定例之外多有陈乞，大乖仰体天朝加惠远人，抚育四夷之道”【1】等理由，加以拒绝。嘉庆二十一年（1816年）英国再度要求通商贸易，也被拒绝，理由依然是“天朝不宝远物，凡尔国奇巧之器，亦不视为珍异”，“嗣后毋庸遣使远来，徒烦跋涉，但能倾心效顺，不必岁时来朝始称向化”【2】。顽固的闭关政策，可笑的妄自尊大，实在令人啼笑皆非。但这时距离鸦片战争仅有25年了。
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马戛尔尼在出使中国之后写道：“（余）于袋中取小盒自来火，擦而燃之，彼见身内藏火，毫无伤害，大为惊异，余因知中国人民于机械学中未始无所优良，而于医学之外，科学及科学知识，则甚劣于他国。”他又说：“欲凌驾诸国之上，而对实际所见不远，不知利用之方。惟防止人智之进步，此终无益于事也。”最后他得出结论说：“军队既未受军事教育，而所用军器，又不过刀枪矛矢之属，一旦不幸，洋兵长驱而来，此辈能抵挡否？”【3】
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“资本主义如果不经常扩大其统治范围，如果不开发新的地方并把非资本主义的古老国家卷入世界经济的漩涡之中，它就不能存在与发展。”【4】当罪恶的鸦片贸易受到清朝政府以林则徐为首的禁烟派的阻止之后，英国的“洋兵”真的“长驱而来”了。他们的洋枪大炮轰开了闭关自守的中国大门。
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鸦片战争的失败和一系列不平等条约的签订，使中国社会开始发生重大的变化。“帝国主义列强侵略中国，在一方面促使中国封建社会解体，促使中国发生了资本主义因素，把一个封建社会变成了一个半封建的社会；但是在另一个方面，它们又残酷地统治了中国，把一个独立的中国变成了一个半殖民地和殖民地的中国。”【5】
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从鸦片战争之后到1919年五四运动，除鸦片战争外，世界列强对中国发动比较大规模的侵略战争还有：英法联军之役（1856—1860），中法战争（1883—1885），中日战争（1894—1895），八国联军之役（1900）等等。如果再加上帝国主义之间在我国领土上进行的日俄战争（1904—1905），大的战争就有六次。在这期间，中国人民为了反对帝国主义和封建主义，进行了不屈不挠的英勇斗争，规模比较大的群众性运动就有四次：太平天国运动（1850—1864），义和团运动（1900年），辛亥革命（1911年）和五四运动（1919年）。1911年终于推翻了清朝，再经过五四运动，中国便走上了新民主主义革命的新时期。中国科学技术史也进入了现代史的另一个新的阶段。
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18世纪和19世纪前半叶西方科学技术的进步
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1723年，雍正皇帝下令把西方传教士赶出中国，从此西方各种科学技术知识的传入陷于停顿。这种状况延续了一百余年。在这以前，当明末清初之际，西方由于牛顿力学体系的建立和重要数学方法（解析几何、对数、微积分）的发明，而使他们在天文学、物理学、数学等基础理论研究领域内处于领先地位。如果说那时候中国的科学和技术从总的看来还不能算是全面落后的话，那么经过整个18世纪和19世纪上半叶的发展，在资本主义道路上迅跑的西方，在科学技术的大部分领域，已经把还在封建主义道路上蹒跚而行的老大中华帝国，远远地抛到了后面。
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数学方面，这时期的西方数学在微积分的基础上，又有了级数展开式、变分学、椭圆函数论等新的领域的开拓。对微积分的基础也进行了多方面的探求，这表现在欧拉【6】（分别于1748、1755、1774年），特别是表现在柯西【7】（1823年）所写的著名教本之中。在概率论、几何学（画法几何、射影几何，最重要的则是19世纪30年代建立起来的非欧几何等等）、方程式论（包括群论初步）、最小二乘法等方面，也都有显著成就。数学的发展，为其他科学和技术的发展提供了有力的数学工具。
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物理学在温度的测定、比热的定义等热学问题方面，在18世纪有了很大的进展。电学从伏特【8】发明了著名的伏特电池（1800年），特别是经过法拉第【9】的研究（19世纪三四十年代）获得很大进展。这种进展为19世纪下半叶新能源——电能的利用，开辟了广阔的前景。但是19世纪上半叶物理学的最新成就，还要举出由于热功当量的推算从而导致能量守恒定律的发现。
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化学的发展稍显得迟缓些。18世纪70年代才开始发现氢（1766年）、氮（1772年）、氧（1772年舍勒【10】，1774年普里斯特列【11】）等等。但是自从拉瓦锡【12】（1777、1778年）彻底摧垮了陈旧的燃素说，特别是自从道尔顿【13】原子学说的建立（1803年）之后，化学有了惊人的发展。18世纪末叶已经开始了制碱、制酸、漂白粉等化工生产。1828年实现了人工合成尿素（维勒【14】），特别是由于有机化合物分析方法的确立（李比希【15】等人），使有机化学的研究有了发展。
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天文学方面，康德【16】（1755年）和拉普拉斯【17】（1796年）的天体演化学说打破了旧的机械唯物论的宇宙观。在近代数学和牛顿力学发展的基础上，天体力学得到了很快地发展，从而使日月食的计算和各种星表的推算都更加精确。哈雷彗星轨道的计算（1705年）和赫歇尔【18】发现天王星（1781年）。特别是1846年根据事先计算好的位置上找到海王星的重大成果，都充分显示出18世纪以来西方天文学的进步。前段时期所提出的航海天文学的各种问题，在本时期内也都得到了较好的解决。
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为了更多地开发矿藏，西方的地质学在18世纪有了很大进步。特别是1790年到1830年这段时期，被人们称之为“地质学的英雄时代”。1815年史密斯【19】出版了著名的《英国地质图》，1825年居维叶【20】发表了《地表变革论》。特别是莱伊尔【21】出版了他的《地质学原理》（1830年），这部著作“第一次把理性带进地质学中”，他正确地解释了“地球的缓慢的变化这样一种渐近作用”，从而“代替了由于造物主的一时兴发所引起的突然革命”【22】。
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在生物学研究的领域中，由于17世纪中叶以来进行的科学旅行和科学探险，加上古生物学、解剖学和生理学的不断进步和广泛地应用显微镜，尤其是19世纪20年代制成了可以消除色差的显微镜之后，使观察有机细胞的详细情况成为可能。于是施莱登【23】（1838年）和施旺【24】（1839年）分别创立了植物和动物细胞学说，微耳和【25】在运用细胞学说于病理学方面，作出了很大的贡献（1858年）。当然19世纪生物学的最大成就还应该说是“进化论”的建立。这一理论自从18世纪沃尔弗【26】对物种不变提出怀疑（1759年）时起，在大约百余年的时间里，经过拉马克【27】等人不断研究，最后由达尔文【28】完成并在1859年发表。“达尔文推翻了那种把动植物种看作彼此毫无联系的、偶然的、‘神造的’、不变的东西的观点……第一次把生物学放在完全科学的基础之上”【29】。
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能量守恒定律，细胞学说和生物进化论的建立，被恩格斯称之为19世纪前半叶科学三项重大发现。
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但是，使西方社会迅速前进并把封建的中国远远地抛在后面的，还在于由蒸汽机的广泛采用而引起的技术革命。
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这次技术革命最初是在英国，是由一种工具机——纺织机械的改革开始的。凯伊【30】首先发明了飞梭织机（1733年），哈格里沃斯【31】发明了多绽纺纱机（1764年）。随后，阿克莱【32】（1769年）和卡莱特【33】（1785年）分别把水力用于纺和织，使工作效率有几十倍甚至上百倍的提高。
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工具机的改革促进原动机的改革，蒸汽代替了人力、畜力和水力，这种改革引起了人类文明史上自从火的利用以来又一次的重大技术革命。虽然1690年法国人巴邦【34】就设想了最早的活塞式蒸汽机，1705年英国的纽可门【35】制造了以他自己的名字命名的纽可门汽机，但由于工作原理和机械制造工艺水平所限，工作的效率仍然很低。英国人瓦特【36】于公元1865年对纽可门汽机进行了重大改革，特别是当1781年瓦特又发明了利用蒸汽的膨胀力，使蒸汽由汽缸两面依次进入缸体从而推进活塞不断往复运动的新型汽机，而且利用曲拐把直线往复运动变成可以做旋转运动的所谓“万能汽机”之后，蒸汽机的用途就不像从前那样仅限于矿坑的抽水，而是可以用于工业生产的各个领域。蒸汽机成了当时最好的原动机。
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