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能源科技史教程
作者:
焦娅敏 张贵红 主编
定价:
36 元
页数:
243页
ISBN:
978-7-309-12487-3/T.582
字数:
341千字
开本:
16 开
装帧:
平装
出版日期:
2016年9月       
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内容提要


       前言
      
       能源不仅是一种资源,也是一种技术工具。人是制造工具的动物,许多非人类的动物也能够使用工具,比如英格兰几个地方的山雀,在学会开牛奶瓶盖以后,整个不列颠群岛的山雀很快都学会了这一技能,然而这种技能只是一种传统或者非技能的本能习得。灵长类动物更像是能够使用工具,但是它们也是基于一种本能倾向或动力,也是通过学习而获得。只有人类是拥有智慧地使用工具,所以能源科技史属于科学技术史的重要内容。
       人类的技能进化主要包括四个要素:感官知觉的能力;协调过去与现在的感官印象的能力;生物体的体力;环境的要求。工具的使用是生物体使用某种特殊环境的一个途径,起源于试错学习或者顿悟学习。同样,能源科技的产生也与人类对自然界的认知直接相关,尤其是人类与环境的协调作用。
       技术(technology)是为了满足人类需求而对物质世界进行改变的活动,这个术语也包括这些活动的结果范畴。所以,任何一种技术都包含着人的群体或者社会成员之间常规的经常的合作。远离社会的个体不是真正的人类,同样,技术也是不能脱离群体而存在的,其中包括能源科技。为了加深对能源科技的理解,我们应该尽可能了解使用这些科技的人类群体的社会状况,比如信仰、生活标准与政治经济形态。在本书的写作中,我们不可能把所有的与能源科技有关的经济形态和政治形态都加以描述,所以我们尽量把人类社会的进步与能源科技的进步按照时间与能源的主要形态,分成几个抽象的阶段——自然能源时代、化石燃料时代、蒸汽时代、电气时代、新能源时代等。这些阶段与社会基本经济形态也是相对应的,基本经济形态可以理解为社会保证基本生活需求的方式。
       本书对于能源与能源科技作了界定。能源主要包括两个含义:能量与动力,能量为科学词汇,而动力则为技术词汇。按照相对论理论可知任何有质量的物质都可以转化为能量,然而我们不可能研究所有的能够转化为能量的物体,必须有所取舍,我们取舍的依据为是否对社会经济发展产生一定影响的能量物质,所以本书关心的能源主要包括自然界中能够直接利用并转化为经济效益的能量物质,如风水火等自然物质、煤炭石油等化石物质、电能以及核能等。从动力层面可以将能源划分为动力的产生、动力的转移与动力的利用等,限于篇幅,本书将仅仅关注动力的产生,如蒸汽机、发电机与核电站等对象,而对于能源的转移与利用,尽管内容也十分广泛,但不是本书的重点,只进行概括式的介绍,不进行详述。广义的能源科技应该包括所有与能源相关的科学技术,由于本书所关心的为曾经、现在或可预见的未来能够对社会发展产生重要影响的领域,所以本书的主要内容为重要能源物质的认知与利用相关的科学与技术,以及这些物质所对应的能源的制造与转化相关的科技。
       本书章节划分的依据。首先依照科技史发展的时间顺序,将全书内容分为六个时间段,分别为史前至约15世纪、文艺复兴与科学革命时期、工业革命时期、19世纪中后期、20世纪与21世纪。同时,依据各个时期内能源科学技术的最主要特征,或者这个时期内最重要的能源类型,概括出这个时间段的时代特征,比如第一章主要写火能、水能与风能等基本自然能源的认识与发展利用,是能源科技的早期阶段,虽然严格讲所有的能源都属于自然能源,但是为了突出各时期的特点,我们将第一章写成基本自然能源时代的能源认知与初步利用。到了文艺复兴时期,能源物质开始从风水火等转移到煤炭等化石能源,于是我们称之为化石能源时代。第三章为工业革命时期,其最重要特征为蒸汽机的发明与利用,所以我们称之为蒸汽时代。第四章为第二次工业革命时期,电力科技成了显著特征,所以为电力时代的能源科技。由于20世纪的能源科技进步迅速,新能源与传统都有很大的进步,所以分为两章,将传统能源科技与新能源科技分开来写。进入21世纪以来,各国对能源科技极为重视,各个国家都出台了相应的能源科技发展战略,能源科技已经成为国际竞争的重要领域,因此为了让学生们能够对能源科技的未来与现状有更多的了解,增加了第七章的21世纪能源战略。
       值得注意的是,虽然本书以时间与重要类型的能源为特征来进行章节编排,但是时间划分并非是严格的,比如电力科技的发展史绝非局限于第四章的1850—1900年,为了章节的连贯与避免重复,在这个时间段前后一段时间的与电力科技相关的内容也会写进这一章内。另外,石油技术的进步主要发生在电力时代,为了形成与同为化石能源的煤炭技术的对照,我们将其放入第三章化石能源时代内进行介绍。每一章开头,交代了对应的时代背景、社会发展特色以及该时期能源科技的主要情况,并就与之前的章节的联系进行了描述,在结尾对本章的能源科技发展进行了总结,并就下一章的到来进行了铺垫。
       本书科学部分的内容编排主要参照已经出版的西方科学史的的内容,技术史部分的主要内容的界定主要参照了查尔斯·辛格等人编写的《技术史》,我们从这些作品出发,列出主要的知识点,并写出各章的框架。然后,利用大量的中英文的科技史材料,对前期内容进行补充与改写。此外,对于重要的人物与事件,以知识框的形式增加大量的扩展知识,从网络及各种资料中找来大量的图片来帮助学生增强对特定科技的形象理解。为了便于对相关知识的深入学习,在每章的后面还列出了若干思考题,并列出主要参考书目和若干我们认为非常重要的续读书目,希望感兴趣的读者能够阅读更多的相关材料。
      
      

作者简介

书摘


       目录
      
       前言
      
       第一章自然能源时代——能源的认知与初步利用
       (史前至约15世纪)
       第一节 火能及相关技术
       一、火能的发现和最初利用
       二、敲凿取火
       三、擦木取火
       四、钻木取火
       五、点火活塞
       六、燃料
       七、取暖技术
       八、油灯
       九、火能的其他利用技术
       阅读材料 中国古代的供暖技术
       第二节 水能利用技术
       一、水车的出现
       二、中世纪的水车
       阅读材料 中国古代的水车
       第三节 风能利用技术
       一、人类开发利用风能的历史
       二、古代风车技术
       阅读材料 荷兰的风车
       思考题
       参考文献与续读书目
      
       第二章 化石燃料时代——能源科技的产生
       (约15世纪至约17世纪)
       第一节 近代物理学与化学的产生
       一、近代物理学的建立
       二、近代化学的产生
       阅读材料 天才化学家——拉瓦锡
       第二节 煤炭的早期利用技术
       一、煤炭与化石燃料时代的来临
       二、煤炭的早期利用技术
       三、煤炭生产技术的进步
       四、煤炭安全技术的进步
       阅读材料 中国古代煤炭技术的发展
       第三节 日常生活中的燃烧技术
       一、蜡烛的历史
       二、火柴
       三、打火机
       阅读材料 中国古代的蜡烛与火柴
       思考题
       参考文献与续读书目
      
       第三章 蒸汽时代——能源科技的发展
       (约18世纪至19世纪中期)
       第一节 物理与化学热力学的进步
       一、反应亲和力的探索
       二、经典热力学的奠基
       三、化学热力学的确立
       四、化学热力学的拓展
       阅读材料 永动机
       第二节 工业革命前的蒸汽机技术
       一、早期的蒸汽机技术探索
       二、萨弗里的蒸汽泵
       三、纽可门的活塞蒸汽机
       阅读材料 瓦特的故事
       第三节 工业革命中的蒸汽机技术
       一、瓦特改良蒸汽机
       二、高压蒸汽机技术的进步
       三、蒸汽机车
       四、蒸汽涡轮机与蒸汽机船技术
       五、蒸汽机技术与经济进步
       阅读材料 世界最早的蒸汽机轮船
       思考题
       参考文献与续读书目
      
       第四章 电气时代的能源科技
       (约1850年至约1900年)
       第一节 能源科学进展
       一、光学的发展
       二、电学的发展
       三、化学的进展
       阅读材料 从电鳐鱼到伏特电池
       第二节 发电技术的发展
       一、机械发电机
       二、电磁发电机
       三、交流发电机
       四、电站
       五、电池
       阅读材料 中国早期电力工业的发展
       第三节 配电与用电技术
       一、弧光灯
       二、白炽灯
       三、电报与电话的发明
       四、电力输送与分配
       阅读材料 一斯旺与白炽灯研究
       阅读材料 二科学史上的直流电与交流电之战
       第四节 内燃机技术的发展
       一、燃气发动机
       二、燃油发动机
       三、柴油发动机
       四、汽油发动机
       阅读材料 电动车的发展历史
       第五节 其他能源技术
       一、水泵
       二、水力发动机
       三、水电站建设
       四、其他水力设备
       阅读材料 中国第一座水力发电站——石龙坝
       发电厂
       思考题
       参考文献与续读书目
      
       第五章 20世纪的传统能源科技的成熟
       第一节 能源科学
       一、化学
       二、力学
       阅读材料 爱因斯坦——广义相对论背后的故事
       第二节 电力技术
       一、发电机站
       二、电力分配与输电技术
       三、电力利用技术
       阅读材料 神一样的存在——尼古拉·特斯拉
       第三节 煤炭、石油与天然气技术的进步
       一、煤炭技术
       二、石油与天然气
       第四节 动力机械
       一、内燃机
       二、汽轮机
       第五节 水能技术
       一、水电站技术
       二、动力设备
       三、大坝
       四、水轮机
       阅读材料 世界之最——三峡水电站
       思考题
       参考文献与续读书目
      
       第六章 20世纪的新能源科技
       (约1900年至约2000年)
       第一节 新能源科学
       一、粒子物理学的发展
       二、放射学的发展
       三、电路理论的新发展
       阅读材料 索迪——为放射化学、核物理学奠定基础
       第二节 原子能技术的利用
       一、铀浓缩技术
       二、反应堆
       三、商业发电技术
       四、核武器
       阅读材料 美国第一颗原子弹爆炸秘闻
       第三节 太阳能技术
       一、早期太阳能电池的研发
       二、太阳能电池技术的日趋成熟
       三、20世纪70年代以来的太阳能发电
       阅读材料 太阳能飞机环球飞行的故事
       第四节 风能利用技术
       一、垂直轴风力机
       二、风电技术
       阅读材料 走进风电王国丹麦:谁都阻止不了“风”的力量
       第五节 其他动力资源
       一、潮汐资源
       二、地热能源
       思考题
       参考文献与续读书目
      
       第七章 21世纪的能源战略
       第一节 各国的能源战略
       一、美国的能源战略
       二、俄罗斯的能源战略
       三、欧洲的能源战略
       四、日本的能源战略
       阅读材料 德国的新能源战略
       第二节 中国21世纪能源发展趋势
       一、中国能源战略发展状况
       二、中国能源战略的特色
       三、中国的新能源革命
       四、中国能源战略要点
       阅读材料 我国具有大量的可再生能源
       第三节 能源科技与社会发展
       一、能源与经济
       二、能源与政治
       三、能源与民生
       阅读材料 俄罗斯的能源政治
       思考题
       参考文献与续读书目后记
      

书评       

   

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