第一篇：化學(xué)發(fā)展史簡介

分析化學(xué)學(xué)習(xí)報告

學(xué)院：化學(xué)化工學(xué)院班級：09級化學(xué)三班姓名：朱天宇學(xué)號200940720149

自從有了人類，化學(xué)便與人類結(jié)下了不解之緣。鉆木取火，用火燒煮食物，燒制陶器，冶煉青銅器和鐵器，都是化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。正是這些應(yīng)用，極大地促進了當(dāng)時社會生產(chǎn)力的發(fā)展，成為人類進步的標(biāo)志。今天，化學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，在科學(xué)技術(shù)和社會生活的方方面面正起看越來越大的作用。化學(xué)史大致分為：

1.遠古的工藝化學(xué)時期。這時人類的制陶、冶金、釀酒、染色等工藝主要是在實踐經(jīng)驗的直接啟發(fā)下經(jīng)過多少萬年摸索而來的，化學(xué)知識還沒有形成。這是化學(xué)的萌芽時期。.煉丹術(shù)和醫(yī)藥化學(xué)時期。從公元前1500年到公元1650年，煉丹術(shù)士和煉金木士們，在皇宮、在教堂、在自己的家里、在深山老林的煙熏火燎中，為求得長生不老的仙丹，為求得榮華富責(zé)的黃金，開始了最早的化學(xué)實驗。記載、總結(jié)煉丹術(shù)的書藉，在中國、阿拉伯、埃及、希臘都有不少。這一時期積累了許多物質(zhì)間的化學(xué)變化，為化學(xué)的進一步發(fā)展準(zhǔn)備了豐富的素材。這是化學(xué)史上令我們驚嘆的雄渾的一幕。后來，煉丹術(shù)、煉金術(shù)幾經(jīng)盛衰，使人們更多地看到了它荒唐的一面?；瘜W(xué)方法轉(zhuǎn)而在醫(yī)藥和冶金方面得到了正當(dāng)發(fā)揮。在歐洲文藝復(fù)興時期，出版了一些有關(guān)化學(xué)的書耕，第一次有了“化學(xué)”這個名詞。英語的chemistry起源于alchemy，即煉金術(shù)。chemist至今還保留昔兩個相關(guān)的含義：化學(xué)家和藥劑師。這些可以說是化學(xué)脫胎于煉金術(shù)和制藥業(yè)的文化遺跡了。

3.燃素化學(xué)時期。從1650年到1775年，隨著冶金工業(yè)和實驗室經(jīng)驗的積累，人們總結(jié)感性知識，認為可燃物能夠燃燒是因為它含有燃素，燃燒的過程是可燃物中燃素放出的過程，可燃物放出燃素后成為灰燼。.定量化學(xué)時期，即近代化學(xué)時期。1775年前后，拉瓦錫用定量化學(xué)實驗闡述了燃燒的氧化學(xué)說，開創(chuàng)了定量化學(xué)時期。這一時期建立了不少化學(xué)基本定律，提出了原子學(xué)說，發(fā)現(xiàn)了元素周期律，發(fā)展了有機結(jié)構(gòu)理論。所有這一切都為現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

5.科學(xué)相互滲透時期，即現(xiàn)代化學(xué)時期。二十世紀初，量子論的發(fā)展使化學(xué)和物理學(xué)有了共同的語言，解決了化學(xué)上許多懸而未決的問題；另一方面，化學(xué)又向生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等學(xué)科滲透，使蛋白質(zhì)、酶的結(jié)構(gòu)問題得到了逐步的解決。

早期化學(xué)實驗

從遠古時代開始到17世紀，化學(xué)實驗在向科學(xué)道路邁進的過程中，經(jīng)歷了一段漫長的發(fā)展時期。

一 化學(xué)實驗的萌芽

人類最初對火的利用距今大概已有100多萬年了。火是人類最早使用的化學(xué)實驗手段。人類最早從事的制陶、冶金、釀酒等化學(xué)工藝，都與火有直接或間接的聯(lián)系。在熊熊烈火中，燒制成型的粘土可獲得陶器；燒煉礦石可得到金屬。陶器的發(fā)明使人類有了貯水器以及貯藏糧食和液體食物的器皿，從而為釀酒工藝的形成和發(fā)展創(chuàng)造了條件。制陶、冶金和釀酒等化學(xué)工藝，已孕育了化學(xué)實驗的萌芽。例如，在燒制灰、黑陶的化學(xué)工藝中，工匠們在焙燒后期便封閉窯頂和窯門，再從窯頂徐徐噴水，致使陶土中的鐵質(zhì)生成四氧化三鐵，又使表面覆上一層炭黑，因此里外黑灰。這表明當(dāng)時已初步懂得了焙燒氣氛的控制和利用。

二 原始化學(xué)實驗

古代的煉丹術(shù)，是早期化學(xué)實驗的主要和典型的代表。煉丹的主要目的一是希望得到能使人長生不死的“仙藥”；二是想把一些廉價的金屬借助于“仙藥”的點化，轉(zhuǎn)變?yōu)橘F重的 1

黃金和白銀。由于煉丹活動符合帝王、貴族長生不死、永世霸業(yè)的愿望，因而受到他們的大力推崇，于是從古代到中古時代，這種活動很快地得到開展并興盛起來。焙燒是煉丹術(shù)士經(jīng)常采用的一種基本的化學(xué)實驗操作方法。例如在空氣中焙燒方鉛礦(即硫化鉛)等賤金屬礦石，把鉛放在灰皿或骨灰造的盤子中加熱，鉛燒掉之后，可以得到一點銀；把黃鐵礦(從外表看有點象黃金)與鉛共熔，鉛用灰皿燒掉之后，可以獲得微量的黃金。除焙燒之外，煉丹術(shù)士還經(jīng)常使用一些液體“試藥”來對各種金屬進行加工。液體試藥通常是一些能在金屬表面涂上顏色的物質(zhì)。例如，硫黃水(多硫化合物的溶液)能把金屬黃化成黃金；汞能在其他金屬表面留下銀色。在制造液體試藥的過程中，煉丹術(shù)士發(fā)明了蒸餾器、燒杯、冷凝器和過濾器等化學(xué)實驗儀器，以及溶解、過濾、結(jié)晶、升華，特別是蒸餾等化學(xué)實驗操作方法。蒸餾方法的廣泛使用，促進了酒精、硝酸、硫酸和鹽酸等溶劑和試劑的發(fā)現(xiàn)，從而擴大了化學(xué)實驗的范圍，為后來許多物質(zhì)的制取創(chuàng)造了條件。蒸餾是早期化學(xué)實驗中最完整的一種重要實驗操作方法。到了16世紀，出現(xiàn)了大批有關(guān)蒸餾方法方面的書籍，如希羅尼姆·布倫契威格(HieronymusBrunschwygk，1450—1513年)1500年出版的《蒸餾術(shù)簡明手段》及其增訂版《蒸餾術(shù)大全》(1512年出版)等。這些著作對蒸餾方法作了較詳細的敘述。蒸餾在早期化學(xué)實驗發(fā)展史上占有重要地位，它至今還在基礎(chǔ)化學(xué)實驗中被經(jīng)常運用。

三 向化學(xué)科學(xué)實驗的過渡

到了十五六世紀，煉丹術(shù)由于缺乏科學(xué)基礎(chǔ)，屢遭失敗而變得聲名狼藉。化學(xué)實驗則開始在醫(yī)學(xué)和冶金等一些實用工藝中發(fā)揮作用，并不斷得到發(fā)展。在醫(yī)藥化學(xué)時期，最具代表性的人物是瑞士的醫(yī)生、醫(yī)藥化學(xué)家帕拉塞斯(P.A.Paracelsus，1493-1541)。他強調(diào)化學(xué)研究的目的不應(yīng)在于點金，而應(yīng)該把化學(xué)知識應(yīng)用于醫(yī)療實踐，制取藥物。他和他的弟子們通過對礦物藥劑的性質(zhì)和療效的研究，以及在制備新藥劑的過程中，探討了許多無機物的分離、提純方法，進行了一些合成實驗，并總結(jié)出這些物質(zhì)的性質(zhì)。因此，有人認為帕拉塞斯“從根本上改變了醫(yī)療和化學(xué)的發(fā)展道路”①。安德雷·李巴烏(Andreas Libavius，約1540-1616)是德國的醫(yī)生、醫(yī)藥化學(xué)家，他極力強調(diào)化學(xué)的實用意義，為推進化學(xué)成為一門獨立科學(xué)做出了重要貢獻。他編著的《工藝化學(xué)大全》(1611—1613年問世)，總結(jié)了他多年的實驗經(jīng)驗。書中敘述了硫酸和王水的制備方法；證明了焙燒硝石和硫黃所得到的硫酸與干餾膽礬所得到的完全是同一種物質(zhì)；首次提出將食鹽與膽礬一起在泥坩堝中焙燒制取鹽酸的方法；講解了用金屬錫與氯化汞一起加熱、蒸餾獲得四氯化錫(后來被稱為“李巴烏發(fā)煙液”)的方法；描述了含銅的溶液遇氨水變?yōu)榇渌{的現(xiàn)象，并建議用這種方法檢驗水中的氨。這部著作的問世，使化學(xué)終于有了真正的教科書。他還設(shè)計過一所實驗室的建筑詳圖，但直到1683年，這所實驗室才在阿爾特多夫(Altderf)修建起來。繼帕拉塞斯、李巴烏之后，對后世影響較大、對化學(xué)實驗的發(fā)展貢獻卓著的醫(yī)藥化學(xué)家還有赫爾蒙特(J.B.van Helmont，1597-1644)。他工作的最大特點是對化學(xué)進行定量研究，廣泛使用了天平，并萌生了初始的物質(zhì)不滅的思想。他所做的“柳樹實驗”和“沙子實驗”，是早期化學(xué)實驗發(fā)展史上著名的兩個定量實驗①。此外，他在無機物制備方面取得過空前的成果，曾對燃燒現(xiàn)象提出過頗有獨到之處的見解。因此，他常被尊為從煉丹術(shù)到化學(xué)的過渡階段的代表?；瘜W(xué)實驗在冶金方面也曾發(fā)揮過重要作用。德國著名化驗師埃爾克(L.Ercker，約1530—1594)在其編著的《主要礦石加工和采掘方法說明》(1574年出版)一書中較為系統(tǒng)地論述了當(dāng)時對銀、金、銅、銻、汞以及鉍和鉛的合金的檢驗技術(shù)；制取和精煉這些金屬的技藝；以及制取酸、鹽和其他化合物的技術(shù)。這部著作被認為是分析化學(xué)和冶金化學(xué)的第一部手冊。

四 早期化學(xué)實驗的特點

早期的化學(xué)實驗還只能算做是化學(xué)“試驗”，具有很大的盲目性；還沒有從生產(chǎn)、生活實踐中分化出來，成為獨立的科學(xué)實踐。最早的制陶、冶金和釀酒等活動，是低級的、缺乏理論指導(dǎo)的、不自覺的實踐活動；作為化學(xué)實驗原始形式的煉丹術(shù)，其實驗?zāi)康囊仓皇亲非箝L

生不老藥或點金之術(shù)，變賤金屬為貴金屬。盡管如此，還應(yīng)該肯定從事早期化學(xué)實驗的工匠和煉丹術(shù)士們是化學(xué)實驗的先驅(qū)和開拓者。他們發(fā)明了焙燒、溶解、結(jié)晶、蒸餾、過濾和冷凝等化學(xué)實驗操作方法；制造了風(fēng)箱、坩堝、鐵剪、燒杯、平底蒸發(fā)皿、沙浴、焙燒爐等化學(xué)實驗儀器和裝置；發(fā)現(xiàn)和制取了銅、金、銀、汞、鉛等金屬，酒精、硝酸、硫酸、鹽酸等化學(xué)溶劑和試劑，以及許多酸、堿、鹽，甚至意識到了一些粗淺的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。后人正是從他們的經(jīng)驗教訓(xùn)中，才找到了化學(xué)實驗的真歷史使命，建立了化學(xué)實驗科學(xué)。

五近代化學(xué)實驗的特點

隨著歐洲資本主義生產(chǎn)方式的建立和發(fā)展，近代化學(xué)實驗作為一種相對獨立的科學(xué)實踐活動，從生產(chǎn)實踐中分化出來，歷經(jīng)兩百多年，取得了突飛猛進的發(fā)展。

1．明確了化學(xué)科學(xué)實驗的性質(zhì)、目的和作用

化學(xué)實驗不再是服務(wù)于煉丹術(shù)等封建迷信和宗教神學(xué)的婢女，不再是從屬于觀察的附帶的東西，而是一種獨立的化學(xué)科學(xué)實踐、重要的化學(xué)科學(xué)認識方法。只有通過化學(xué)科學(xué)實驗，才能達到對物質(zhì)的本質(zhì)及其變化規(guī)律的正確認識。同古代化學(xué)實驗相比，近代化學(xué)實驗已不僅僅是獲得化學(xué)實驗事實的重要途徑、手段和方法，而且還具有驗證化學(xué)假說和檢驗化學(xué)理論、發(fā)現(xiàn)和合成新的化學(xué)物質(zhì)、推動化學(xué)分支學(xué)科建立和發(fā)展的作用。

2．建立和發(fā)展了化學(xué)實驗方法論

波義耳和拉瓦錫有關(guān)化學(xué)實驗的思想和主張，對化學(xué)實驗方法論的建立起到了重要的奠基作用。此后，許多化學(xué)家又創(chuàng)立了一系列化學(xué)實驗方法，豐富和發(fā)展了化學(xué)實驗方法論。正是這些先進的方法論思想，提供了近代化學(xué)科學(xué)發(fā)展的思想條件。

3．發(fā)明和研制了較先進的實驗儀器和裝置

如精密天平、伏打電堆、光譜分析儀、“彈式”量熱計、磨口滴定管等等。這些先進的實驗儀器和裝置把化學(xué)科學(xué)研究帶入了一個又一個嶄新的領(lǐng)域，為近代化學(xué)科學(xué)的發(fā)展奠定了先決的基礎(chǔ)。

二 化學(xué)實驗手段的現(xiàn)代化

化學(xué)實驗手段是制約化學(xué)科學(xué)研究的非常重要的方面。雖然在19世紀化學(xué)實驗手段已經(jīng)有了相當(dāng)?shù)乃?，形成了一套相對比較完整的化學(xué)常規(guī)儀器(包括各種玻璃儀器在內(nèi))和設(shè)備，但這些儀器和設(shè)備的質(zhì)量還不高，種類還不夠齊全，精度也不夠靈敏和準(zhǔn)確。為克服這些不足，人們在對原有的化學(xué)實驗手段加以改進的同時，積極吸收現(xiàn)代各種科學(xué)技術(shù)的新成果，創(chuàng)造和發(fā)明了一大批現(xiàn)代化的實驗儀器和設(shè)備。在18—19世紀，天平曾是使化學(xué)實驗定量化的重要實驗手段，借助于天平，人們?nèi)〉昧艘幌盗兄匾獙嶒灣晒?。但?dāng)時的天平還比較粗糙，靈敏度一般只能達到0.1克—0.01克左右。為了滿足現(xiàn)代化學(xué)科學(xué)研究的需要，人們對天平進行了改進和完善，制造了一些靈敏度更高、操作更方便的天平。如現(xiàn)代的分析天平，從稱量范圍來看，有常量分析天平(范圍：0.1毫克—100克)、微量分析天平(范圍：0.001毫克—20克)和介于二者之間的半微量分析天平；從種類來看，有等臂式天平和懸臂式超微量天平(靈敏度可達0.01微克，最大載重為1毫克)。這些天平具有靈敏、準(zhǔn)確和操作方便(如應(yīng)用光學(xué)、電學(xué)原理制造的電光天平)等特點。現(xiàn)代化學(xué)的許多重大突破都與化學(xué)實驗手段的改進、發(fā)明和創(chuàng)造緊密相關(guān)。1919年J.J.湯姆生的助手阿斯頓(F.W.Aston，1877—1945)改進了磁分離器，制成了第一臺質(zhì)譜儀，從而把人類研究微觀粒子的手段向前大大推進了一步。阿斯頓利用質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)了氖、氬、氪、氙、氯等元素都有同位素存在；在71種元素中，他發(fā)現(xiàn)了天然存在的287種核素中的212種。為表彰阿斯頓在研制質(zhì)譜儀和發(fā)現(xiàn)眾多核素方面的卓越貢獻，他于1922年獲得了諾貝爾化學(xué)獎。現(xiàn)代化學(xué)實驗使用了很多靈敏、精確和快速的實驗手段，表現(xiàn)出儀器化的特點，紅外光譜、核磁共振、順磁共振和質(zhì)譜等實驗手段已被廣泛使用。在微量分析和痕量雜質(zhì)分析方面，出現(xiàn)了原子吸收光譜、極譜分析、庫侖分析以及萃取、離子交換分離、色譜、電泳層析等新的分析、分離技術(shù)和手段；在化學(xué)元素或組

分的分析測定、微觀分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)結(jié)構(gòu)等的分析測定方面，出現(xiàn)了X射線、熒光光譜、光電子能譜、掃描電鏡、電子探針、拉曼激光光譜、分子束、四圓衍射儀、低能電子衍射、中子衍射、皮秒激光光譜等現(xiàn)代化的實驗技術(shù)和手段。運用這些實驗手段，能夠更精確地進行化學(xué)定量檢測，達到微(10-6)米、納(10-9)米、甚至皮(10-12)米數(shù)量級，從而大大促進了化學(xué)實驗手段的精密化。近30年來，計算機在化學(xué)實驗中得到了卓有成效的應(yīng)用，正逐步成為重要的化學(xué)實驗手段。目前出現(xiàn)的各種儀器的聯(lián)機使用和自動化，不僅用于電分析化學(xué)、譜學(xué)、微觀反應(yīng)動力學(xué)、平衡常數(shù)的測定、分析儀器的控制、數(shù)據(jù)的存貯與處理、以及化學(xué)文獻檢索等，而且還能使經(jīng)典化學(xué)操作達到控制的自動化。

三 化學(xué)實驗方法的現(xiàn)代化

隨著現(xiàn)代化學(xué)科學(xué)研究領(lǐng)域的不斷擴展和深入，以及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，化學(xué)實驗方法日趨現(xiàn)代化。雖然現(xiàn)代化學(xué)實驗手段具有快速、靈敏、準(zhǔn)確的特點，但由于一些實驗儀器和設(shè)備的價格比較昂貴、結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜、調(diào)試維修的任務(wù)較重，因此使它們的普及受到相當(dāng)大的限制，從而使一些傳統(tǒng)的化學(xué)實驗方法仍有普遍利用和進一步改進、完善的必要和可能。例如EDTA滴定法就是對傳統(tǒng)的滴定法的改進和發(fā)展。在30年代，人們已經(jīng)知道乙二胺四乙酸(簡稱EDTA)等氨基多羧酸在堿性介質(zhì)中能跟鈣、鎂離子生成極穩(wěn)定的配合物。對這類化合物，瑞士化學(xué)家施瓦岑巴赫(G.Schwarzenbach，1904—)進行了廣泛的研究，并成功地以紫尿酸銨為指示劑，用EDTA滴定了水的硬度。1946年他又提出以鉻黑T作為絡(luò)合滴定的指示劑，從而奠定了EDTA滴定法的基礎(chǔ)。運用這種方法，人們對近50種元素進行了直接滴定(包括返滴法)，對16種元素進行了間接滴定。由于這種方法應(yīng)用范圍較廣，因此受到普遍歡迎，至今仍是一種常規(guī)的化學(xué)實驗方法。

四 化學(xué)實驗規(guī)模和研究方式的變化

現(xiàn)代化學(xué)實驗在實驗規(guī)模和研究方式上發(fā)生了很大變化。最早的化學(xué)實驗室大概要算煉丹術(shù)士的實驗室，實驗室中的實驗設(shè)備和條件極其粗糙和簡陋，實驗者的實驗?zāi)康囊仓皇菫榱藢で蟆伴L生不老”和“點石化金”的“仙藥”。到了17世紀至19世紀初期，當(dāng)化學(xué)成為一門獨立的科學(xué)以后，化學(xué)實驗室才逐漸多了起來，出現(xiàn)了一大批從事化學(xué)科學(xué)實驗研究的化學(xué)家。但這些實驗室都屬于私人所有，如波義耳在他姐姐家建立的實驗室，化學(xué)大師貝采里烏斯的實驗室是他的廚房，在那里化學(xué)實驗和烹調(diào)一起進行。私人實驗室的規(guī)模比較小，除實驗室的主人外，最多只能容納1—2個助手或1—2名學(xué)生。李比希就曾在蓋·呂薩克的私人實驗室里當(dāng)過助手。這個時期的化學(xué)實驗基本上屬于個體式研究，個別的科學(xué)家獨居樓閣，擺弄著燒瓶、量筒、天平等儀器，其規(guī)模和形式近似于手工業(yè)作坊。第一個公共化學(xué)實驗室是1817年英國化學(xué)家T.湯姆生(T.Thomson，1773—1852)在格拉斯哥大學(xué)建立的供教學(xué)用的實驗室。自此之后，歐洲各大學(xué)都紛紛仿效，建立了自己的化學(xué)實驗室。這些實驗室的建立，不僅改變了化學(xué)教育的面貌，使實驗成為培養(yǎng)和提高學(xué)生素質(zhì)的重要內(nèi)容，而且使大學(xué)不再是單純傳授化學(xué)知識的場所，還是進行化學(xué)科學(xué)研究的重要基地。在19世紀的公共實驗室中，最著名的是1824年李比希在吉森大學(xué)建立的化學(xué)實驗室，它可以同時容納22名學(xué)生進行化學(xué)實驗。在那里，李比希培養(yǎng)了許多優(yōu)秀的化學(xué)家，以他為核心的“吉森學(xué)派”是近代化學(xué)史上公認的一大學(xué)派。他們這種集體式的合作研究，取得了驚人的成就。在1901—1910年最早的10位諾貝爾化學(xué)獎獲得者當(dāng)中，李比希的學(xué)生竟然占了7位。這一成就在化學(xué)史上首屈一指。從本世紀30年代起，出現(xiàn)了國家規(guī)模的大型化學(xué)科學(xué)研究機構(gòu)和龐大的實驗基地；到了70年代，實驗的規(guī)模則擴大到國際間相互合作的新階段。許多尖端實驗決不是任何個人、一般科研組織所能勝任的，而必須由國家統(tǒng)一規(guī)劃、組織協(xié)調(diào)各學(xué)科科學(xué)家來共同攻關(guān)。實驗用人廣、花費多、規(guī)模大、組織周密和協(xié)調(diào)，已成為現(xiàn)代化學(xué)實驗的又一重要特點。

第二篇：化學(xué)發(fā)展史論文

化學(xué)發(fā)展史論文 班級：化本二班 學(xué)號：121001063 姓名：佘晨陽

摘要：化學(xué)的歷史淵源，不管是過去、現(xiàn)在還是未來，人類社會的發(fā)展都

離不開化學(xué)，化學(xué)與人類生活息息相關(guān)。物理學(xué)的革命，給化學(xué)帶來了新時期的曙光，使化學(xué)的研究深入到探索原子、分子、晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的新階段。在現(xiàn)代社會，化學(xué)與其他學(xué)科的關(guān)系越來越緊密，化學(xué)理論和分析方法也日益完善，隨著一些新概念的出現(xiàn)，化學(xué)出現(xiàn)了多個分支，形成了不同的分析領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：化學(xué)家 化學(xué)史 發(fā)展 時期

History of chemistry, whether past, present or future, the development of human society

Inseparable from chemistry, chemical and human lives.Revolutionary physics, chemistry brought the dawn of the new era to make in-depth study of chemistry to explore new phase atoms, molecules, the crystal structure.In modern society, the relationship between chemistry and other subjects more closely, chemical theory and analysis methods are increasingly sophisticated, with the emergence of some new concepts, chemistry appeared multiple branches, forming a different analysis.正文

化學(xué)的英文詞為Chemistry，它是從一個古字，即拉丁字chemia、希臘字Chamia、阿拉伯字Chema，埃及字Chemi演化而來的。從現(xiàn)存資料看，最早是在埃及第四世紀的記載里出現(xiàn)的。古人用埃及或埃及的藝術(shù)來命名“化學(xué)”?；瘜W(xué)從古代到近代再到現(xiàn)代，經(jīng)歷了幾個重要的發(fā)展階段，并對人類社會產(chǎn)生了深遠了影響。本文主要是對化學(xué)史上的重大事件和化學(xué)科學(xué)發(fā)展過程進行簡要的闡述。

一、化學(xué)發(fā)展史的五個時期

自從有了人類，化學(xué)便與人類結(jié)下了不解之緣。鉆木取火，用火燒煮食物，燒制陶器，冶煉青銅器和鐵器，都是化學(xué)技術(shù)的應(yīng)用。正是這些應(yīng)用，極大地促進了當(dāng)時社會生產(chǎn)力的發(fā)展，成為人類進步的標(biāo)志。今天，化學(xué)作為一門基礎(chǔ)學(xué)科，在科學(xué)技術(shù)和社會生活的方方面面正起著越來越大的作用?；瘜W(xué)史大致分為：

１．遠古的工藝化學(xué)時期

這時人類的制陶、冶金、釀酒、染色等工藝主要是在實踐經(jīng)驗的直接啟發(fā)下經(jīng)過萬年摸索而來的，化學(xué)知識還沒有形成。這是化學(xué)的萌芽時期。

２．煉丹術(shù)和醫(yī)藥化學(xué)時期

從公元前１５００年到公元１６５０年，煉丹術(shù)士和煉金術(shù)士們，在皇宮、在教堂、在自己的家里、在深山老林的煙熏火燎中，為求得長生不老的仙丹，為求得榮華富貴的黃金，開始了最早的化學(xué)實驗。記載、總結(jié)煉丹術(shù)的書籍，在中國、阿拉伯、埃及、希臘都有不少。這一時期積累了許多物質(zhì)間的化學(xué)變化，為化學(xué)的進一步發(fā)展準(zhǔn)備了豐富的素材。這是化學(xué)史上令我們驚嘆的雄渾的一幕。后來，煉丹術(shù)、煉金術(shù)幾經(jīng)盛衰，使人們更多地看到了它荒唐的一面?；瘜W(xué)方法轉(zhuǎn)而在醫(yī)藥和冶金方面得到了正當(dāng)發(fā)揮。在歐洲文藝復(fù)興時期，出版了一些有關(guān)化學(xué)的書籍，第一次有了“化學(xué)”這個名詞。英語的ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ起源于ａｌｃｈｅｍｙ，即煉金術(shù)。ｃｈｅｍｉｓｔ至今還保留兩個相關(guān)的含義：化學(xué)家和藥劑師。這些可以說是化學(xué)脫胎于煉金術(shù)和制藥業(yè)的文化遺跡了。

３．燃素化學(xué)時期

從１６５０年到１７７５年，隨著冶金工業(yè)和實驗室經(jīng)驗的積累，人們總結(jié)感性知識，認為可燃物能夠燃燒是因為它含有燃素，燃燒的過程是可燃物中燃素放出的過程，可燃物放出燃素后成為灰燼。

４．定量化學(xué)時期，即近代化學(xué)時期

１７７５年前后，拉瓦錫用定量化學(xué)實驗闡述了燃燒的氧化學(xué)說，開創(chuàng)了定量化學(xué)時期。這一時期建立了不少化學(xué)基本定律，提出了原子學(xué)說，發(fā)現(xiàn)了元素周期律，發(fā)展了有機結(jié)構(gòu)理論。所有這一切都為現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展奠定了堅實的基礎(chǔ)。

５．科學(xué)相互滲透時期，即現(xiàn)代化學(xué)時期

20世紀初，量子論的發(fā)展使化學(xué)和物理學(xué)有了共同的語言，解決了化學(xué)上許多懸而未決的問題；另一方面，化學(xué)又向生物學(xué)和地質(zhì)學(xué)等學(xué)科滲透，使蛋白質(zhì)、酶的結(jié)構(gòu)問題得到了逐步地解決。

二、古代和近代化學(xué)史大事記

（1）夏代我國有了青銅器；春秋晚期能煉鐵；戰(zhàn)國晚期能煉銅；唐代有了火藥。

（2）18世紀70年代，瑞典化學(xué)家舍勒和英國化學(xué)家普利斯特里分別發(fā)現(xiàn)并制得了氧氣；法國化學(xué)家拉瓦錫最早用天平作為研究化學(xué)的工具，并推翻了燃素學(xué)說；英國化學(xué)家卡文迪許和英國物理學(xué)家雷利等陸續(xù)從空氣中發(fā)現(xiàn)了惰性氣體。

（3）１７４８年俄國化學(xué)家羅蒙諾索夫建立了質(zhì)量守恒定律。

（4）１８０８年英國科學(xué)家道爾頓提出了近代原子學(xué)說。

（5）１８１１年意大利科學(xué)家阿伏加德羅提出了分子的概念。

（6）１８２８年德國化學(xué)家維勒第一次證明有機物可用普通的無機物制得。

（7）１８６９年俄國化學(xué)家門捷列夫發(fā)現(xiàn)了元素周期律。

（8）１８８８年法國化學(xué)家勒沙特列提出了化學(xué)平衡移動原理。

（9）１８９０年德國化學(xué)家凱庫蔓提出了苯分子的結(jié)構(gòu)式。

（10）19世紀荷蘭物理學(xué)家范德華首先研究了分子間作用力。

（11）19世紀英國物理學(xué)家丁達爾和植物學(xué)家布朗分別提出了膠體的“丁達爾現(xiàn)象”與“布朗運動”。

（12）20世紀奧地利和德國物理學(xué)家泡利和洪特分別提出了核外電子排布的“泡利不相容原理”、“洪特規(guī)則”。

三、化學(xué)實驗發(fā)展史概述

化學(xué)實驗是化學(xué)科學(xué)賴以產(chǎn)生和發(fā)展的基礎(chǔ)，從其發(fā)展過程來看，大致經(jīng)過了早期化學(xué)實驗、近代化學(xué)實驗和現(xiàn)代化學(xué)實驗等三個發(fā)展時期。

（一）早期化學(xué)實驗

從遠古時代開始到１７世紀，化學(xué)實驗在向科學(xué)道路邁進的過程中，經(jīng)歷了一段漫長的發(fā)展時期。

１．化學(xué)實驗的萌芽

人類最初對火的利用距今大概已有一百多萬年了?；鹗侨祟愖钤缡褂玫幕瘜W(xué)實驗手段。人類最早從事的制陶、冶金、釀酒等化學(xué)工藝，都與火有直接或間接的聯(lián)系。在熊熊烈火中，燒制成型的粘土可獲得陶器；燒煉礦石可得到金屬。陶器的發(fā)明使人類有了貯水器以及貯藏糧食和液體食物的器皿，從而為釀酒工藝的形成和發(fā)展創(chuàng)造了條件。

制陶、冶金和釀酒等化學(xué)工藝，已孕育了化學(xué)實驗的萌芽。例如，在燒制灰、黑陶的化學(xué)工藝中，工匠們在焙燒后期便封閉窯頂和窯門，再從窯頂徐徐噴水，致使陶土中的鐵質(zhì)生成四氧化三鐵，又使表面覆上一層炭黑，因此里外灰黑。這表明當(dāng)時已初步懂得了焙燒氣氛的控制和利用。

２．原始化學(xué)實驗

古代的煉丹術(shù)，是早期化學(xué)實驗的主要和典型的代表。煉丹的主要目的一是希望得到能使人長生不死的“仙藥”；二是想把一些廉價的金屬借助于“仙藥”的點化，轉(zhuǎn)變?yōu)橘F重的黃金和白銀。由于煉丹活動符合帝王、貴族長生不死、永世霸業(yè)的愿望，因而受到他們的大力推崇，于是從古代到中古時代，這種活動很快地得到開展并興盛起來。

焙燒是煉丹術(shù)士經(jīng)常采用的一種基本的化學(xué)實驗操作方法。例如，在空氣中焙燒方鉛礦（即硫化鉛）等賤金屬礦石，把鉛放在灰皿或骨灰造的盤子中加熱，鉛燒掉之后，可以得到一點銀；把黃鐵礦（從外表看有點像黃金）與鉛共熔，鉛用灰皿燒掉之后，可以獲得微量的黃金。

除焙燒之外，煉丹術(shù)士還經(jīng)常使用一些液體“試藥”來對各種金屬進行加工。液體試藥通常是一些能在金屬表面涂上顏色的物質(zhì)。例如，硫黃水（多硫化合物的溶液）能把金屬黃化成黃金；汞能在其他金屬表面留下銀色。在制造液體試藥的過程中，煉丹術(shù)士發(fā)明了蒸餾器、燒杯、冷凝器和過濾器等化學(xué)實驗儀器，以及溶解、過濾、結(jié)晶、升華，特別是蒸餾等化學(xué)實驗操作方法。蒸餾方法的廣泛使用，促進了酒精、硝酸、硫酸和鹽酸等溶劑和試劑的發(fā)現(xiàn)，從而擴大了化學(xué)實驗的范圍，為后來許多物質(zhì)的制取創(chuàng)造了條件。

蒸餾是早期化學(xué)實驗中最完整的一種重要實驗操作方法。到了１６世紀，出現(xiàn)了大批有關(guān)蒸餾方法方面的書籍，如希羅尼姆?布倫契威格（Ｈｉｅｒｏｎｙｍｕｓ Ｂｒｕｎｓｃｈｗｙｇｋ，１４５０ —１５１３年）１５００年出版的《蒸餾術(shù)簡明手段》及其增訂版《蒸餾術(shù)大全》（１５１２年出版）等。這些著作對蒸餾方法作了較詳細的敘述。蒸餾在早期化學(xué)實驗發(fā)展史上占有重要地位，它至今還在基礎(chǔ)化學(xué)實驗中被經(jīng)常運用。

３．向化學(xué)科學(xué)實驗的過渡

到了十五六世紀，煉丹術(shù)由于缺乏科學(xué)基礎(chǔ)，屢遭失敗而變得聲名狼藉?；瘜W(xué)實驗則開始在醫(yī)學(xué)和冶金等一些實用工藝中發(fā)揮作用，并不斷得到發(fā)展。

在醫(yī)藥化學(xué)時期，最具代表性的人物是瑞士的醫(yī)生、醫(yī)藥化學(xué)家帕拉塞斯（Ｐ．Ａ． Ｐａｒａｃｅｌｓｕｓ，１４９３—１５４１）。他強調(diào)化學(xué)研究的目的不應(yīng)在于點金，而應(yīng)該把化學(xué)知識應(yīng)用于醫(yī)療實踐，制取藥物。他和他的弟子們通過對礦物藥劑的性質(zhì)和療效的研究，以及在制備新藥劑的過程中，探討了許多無機物的分離、提純方法，進行了一些合成實驗，并總結(jié)出這些物質(zhì)的性質(zhì)。因此，有人認為帕拉塞斯“從根本上改變了醫(yī)療和化學(xué)的發(fā)展道路”。

安德雷?李巴烏（Ａｎｄｒｅａｓ Ｌｉｂａｖｉｕｓ，約１５４０ —１６１６）是德國的醫(yī)生、醫(yī)藥化學(xué)家，他極力強調(diào)化學(xué)的實用意義，為推進化學(xué)成為一門獨立科學(xué)做出了重要貢獻。他編著的《工藝化學(xué)大全》（１６１１—１６１３年問世），總結(jié)了他多年的實驗經(jīng)驗。書中敘述了硫酸和王水的制備方法；證明了焙燒硝石和硫磺所得到的硫酸與干餾膽礬所得到的完全是同一種物質(zhì)；首次提出將食鹽與膽礬一起在泥坩堝中焙燒制取鹽酸的方法；講解了用金屬錫與氯化汞一起加熱、蒸餾獲得四氯化錫（后來被稱為“李巴烏發(fā)煙液”）的方法；描述了含銅的溶液遇氨水變?yōu)榇渌{的現(xiàn)象，并建議用這種方法檢驗水中的氨。這部著作的問世，使化學(xué)終于有了真正的教科書。他還設(shè)計過一所實驗室的建筑詳圖，但直到１６８３年，這所實驗室才在阿爾特多夫（Ａｌｔｄｅｒｆ）修建起來。

繼帕拉塞斯、李巴烏之后，對后世影響較大、對化學(xué)實驗的發(fā)展貢獻卓著的醫(yī)藥化學(xué)家還有赫爾蒙特（Ｊ．Ｂ． ｖａｎ Ｈｅｌｍｏｎｔ，１５９７—１６４４）。他工作的最大特點是對化學(xué)進行定量研究，廣泛使用了天平，并萌生了初始的物質(zhì)不滅的思想。他所做的“柳樹實驗”和“沙子實驗”，是早期化學(xué)實驗發(fā)展史上著名的兩個定量實驗。此外，他在無機物制備方面取得過空前的成果，曾對燃燒現(xiàn)象提出過頗有獨到之處的見解。因此，他常被尊為從煉丹術(shù)到化學(xué)的過渡階段的代表。

化學(xué)實驗在冶金方面也曾發(fā)揮過重要作用。德國著名化驗師埃爾克（Ｌ． Ｅｒｃｋｅｒ，約１５３０ —１５９４）在其編著的《主要礦石加工和采掘方法說明》（１５７４年出版）一書中較為系統(tǒng)地論述了當(dāng)時對銀、金、銅、銻、汞以及鉍和鉛的合金的檢驗技術(shù)；制取和精煉這些金屬的技藝；以及制取酸、鹽和其他化合物的技術(shù)。這部著作被認為是分析化學(xué)和冶金化學(xué)的第一部手冊。

４．早期化學(xué)實驗的特點

早期的化學(xué)實驗還只能算做是化學(xué)“試驗”，具有很大的盲目性；還沒有從生產(chǎn)、生活實踐中分化出來，成為獨立的科學(xué)實踐。最早的制陶、冶金和釀酒等活動，是低級的、缺乏理論指導(dǎo)的、不自覺的實踐活動；作為化學(xué)實驗原始形式的煉丹術(shù)，其實驗?zāi)康囊仓皇亲非箝L生不老藥或點金之術(shù)，變賤金屬為貴金屬。

盡管如此，還應(yīng)該肯定從事早期化學(xué)實驗的工匠和煉丹術(shù)士們是化學(xué)實驗的先驅(qū)和開拓者。他們發(fā)明了焙燒、溶解、結(jié)晶、蒸餾、過濾和冷凝等化學(xué)實驗操作方法；制造了風(fēng)箱、坩堝、鐵剪、燒杯、平底蒸發(fā)皿、沙浴、焙燒爐等化學(xué)實驗儀器和裝置；發(fā)現(xiàn)和制取了銅、金、銀、汞、鉛等金屬，酒精、硝酸、硫酸、鹽酸等化學(xué)溶劑和試劑，以及許多酸、堿、鹽，甚至意識到了一些粗淺的化學(xué)反應(yīng)規(guī)律。后人正是從他們的經(jīng)驗教訓(xùn)中，才找到了化學(xué)實驗的真正歷史使命，建立了化學(xué)實驗科學(xué)。

（二）近代化學(xué)實驗

１．近代化學(xué)實驗時期的杰出科學(xué)家

１７~１９世紀，是近代化學(xué)實驗時期。在這一時期，隨著歐洲資本主義生產(chǎn)方式的誕生和工業(yè)革命的進行，以及天文學(xué)、物理學(xué)等學(xué)科的重大突破，化學(xué)實驗終于沖破了煉丹術(shù)的桎梏，走上了科學(xué)的康莊大道。為此做出巨大貢獻的化學(xué)實驗家當(dāng)推波義耳（Ｒ． Ｂｏｙｌｅ，１６２７—１６９１）和拉瓦錫（Ａ．Ｌ． Ｌａｖｏｉｓｉｅｒ，１７４３—１７９４）。

（１）化學(xué)科學(xué)實驗的奠基人——波義耳

“波義耳把化學(xué)確立為科學(xué)”。作為近代化學(xué)科學(xué)的確立者，波義耳也是化學(xué)科學(xué)實驗的重要奠基人。他認為，只有運用嚴密的和科學(xué)的實驗方法才能夠把化學(xué)確立為科學(xué)。他明確指出：“化學(xué)，為了完成其光榮而莊嚴的使命，就不能認為到目前為止的研究方法是正確的，而必須拋棄古代傳統(tǒng)的思辯方法”。只有這樣，化學(xué)才能像“已經(jīng)覺醒了的天文學(xué)和物理學(xué)那樣，立足于嚴密的實驗基礎(chǔ)之上”?！安粦?yīng)該把理性放在高于一切的位置，知識應(yīng)該從實驗中來，實驗是最好的老師”，“沒有實驗，任何新的東西都不能深知”，“空談無濟于事，實驗決定一切”，“人之所以能效力于世界者，莫過于勤在實驗上做功夫”。他的這些觀點和主張，奠定了化學(xué)實驗方法論的基礎(chǔ)。

不僅如此，波義耳還是一位技術(shù)精湛的出色的化學(xué)實驗家。他一生做過大量的化學(xué)實驗，獲得了許多重要的發(fā)現(xiàn)。他是第一個發(fā)明指示劑的化學(xué)家，他把各種天然植物的汁液或配成溶液，或做成試紙（“石蕊試紙”就是波義耳發(fā)明的），并根據(jù)指示劑顏色的變化來檢驗酸和堿；他還發(fā)現(xiàn)了銅鹽和銀鹽、鹽酸和硫酸的化學(xué)檢驗方法，并在１６８５年發(fā)表的《礦泉水的實驗研究史的簡單回顧》一文中，描述了一套鑒定物質(zhì)的方法。因此，他還常被尊為定性分析化學(xué)的奠基者。

（２）定量化學(xué)實驗方法論的創(chuàng)立者——拉瓦錫

拉瓦錫是明確提出把量作為衡量尺度對化學(xué)現(xiàn)象進行實驗證明的第一位化學(xué)家，他把近代化學(xué)實驗推進到定量研究的水平。

拉瓦錫從一開始從事化學(xué)科學(xué)研究，就非常善于發(fā)揮天平在化學(xué)研究中的作用，重視對物質(zhì)及其變化進行定量測定。他２１歲時所做的第一個化學(xué)實驗，就是定量地測定石膏在加熱和冷卻過程中水分的變化。他一生做過很多定量化學(xué)實驗，并依據(jù)實驗事實揭示了“水變成土”以及“火粒子”學(xué)說、“燃素說”的謬誤。

參考文獻

[1]周嘉華趙匡華主編.《中國化學(xué)史》.廣西教育出版社，2003 [2] J.R.柏延頓著.《化學(xué)簡史》.廣西師范大學(xué)出版社，2003 [3]吳守玉高興華主編.《化學(xué)史圖冊.高等教育出版社，1993 [4]郭保章著.《世界化學(xué)史》.廣西教育出版社，1992 [5]亨利M·萊斯特著.《化學(xué)的歷史背景》.商務(wù)印書館，1982 [6]柴勇.中學(xué)生數(shù)理化報，2006，7：166-167.[7]江玉安.化學(xué)教育，2009，7：74-76

第三篇：計算機發(fā)展史簡介

第一章 計算機發(fā)展史簡介

一．先驅(qū)者的貢獻

帕斯卡（Biaise Pascal，1623~1662）

? 法國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家

?19 歲受機械時鐘的啟發(fā)發(fā)明第一個齒輪式機械計算器（1642 年），只能做加、減法 巴貝奇（C.Babbage，1791～1871）

? 英國數(shù)學(xué)家

? 公認的計算機之父 ? 研制出差分機和分析機 ?提出程序控制的思想

? 提出了完整的通用計算機的設(shè)計方案，已經(jīng)有許多的現(xiàn)代計算機的元素在里面，最終100 年后由艾肯實現(xiàn)

愛達.拜倫(Ada Augusts Lovelace，1815～1852)? 英國數(shù)學(xué)家

? 為巴貝奇的分析機編制程序

? 雖然還沒出現(xiàn)?°循環(huán)?±，?°子程序?± 的概念，但其中已經(jīng)蘊含了現(xiàn)在程序的思想。? 被稱為世界上第一位程序員 艾肯（Howard Aiken，1900～1973)? 美國數(shù)學(xué)教授

? 制造出第一臺機電式計算機MarkI，后又制造出MarkII ?MarkI 的一些參數(shù)：

?

以機電的方法代替機械的方法實現(xiàn)分析機，1944 年完成，在哈佛大學(xué)用了15 年 ? 15.5米,高2.4米,75萬個零部件 ?

乘法速度是3 秒

圖靈(Alan Turing，1912～1954)? 英國科學(xué)家

? 現(xiàn)代計算機誕生過程中最重要的兩個 人物之一，另一個是馮.諾依曼 ? 他對現(xiàn)代計算機的貢獻有兩個：

?

建立圖靈機理論模型

?

提出定義機器智能的圖靈測試

馮.諾依曼(Von.Neumann,1903～1957)? 美國數(shù)學(xué)教授 ? 現(xiàn)代計算機之父 ? 兩個方面的重要貢獻

?

提出了存儲程序的思想

? 在EDVAC設(shè)計中提出的計算機結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代 計算機體系結(jié)構(gòu)框架,被稱為馮.諾依曼結(jié)構(gòu)

二．現(xiàn)代計算機的誕生

? 第一臺電子數(shù)字計算機電子計算機ENIAC的誕生

(Electronic Numerical Integrator And Computer)電子數(shù)字積分計算機 ?1946 年美國制造

? 是現(xiàn)代計算機的里程碑，是第一臺采用電子技術(shù)的計算機 ?ENIAC的性能

?

占地170平方米、重30 噸、耗電140 千瓦 ? 18000 個電子管、70000 個電阻、10000 個電容 ? 10 位數(shù)的乘法時間3 毫秒

?

與IBM 的超級計算機?°白色選擇?± 相比較

? 18000 個真空管---33 萬億個晶體管，18 億倍 ?

存儲容量800 字節(jié)---4 萬億字節(jié)，50 億倍 ?

計算速度5000 次/ 秒---12.3 萬億次/ 秒，25 億倍

?ENIAC的缺陷

? ENIAC 使用的是十進制數(shù)

?

存儲容量很小

?

程序不是存儲在計算機內(nèi)部

?

使用的是電子管，耗電量大，性能不太穩(wěn)定，馮.諾依曼與EDVAC ? 首次設(shè)計了存儲程序計算機EDVAC ?EDVAC（1952 正式投入使用）

?

人類第一臺具有內(nèi)部存儲程序功能 的計算機 ?

采用二進制，速度比ENIAC 快240 倍

? EDVAC奠定了現(xiàn)代計算機體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，直到現(xiàn)在還是主流計算機的體系結(jié)構(gòu)

三．計算機發(fā)展史

? 計算機代的劃分（代表計算機縱向的發(fā)展）

? 第一代計算機(1946~1959)—— 電子管 5 千~4 萬（次/ 秒）

? 第二代計算機(1959~1963)—— 晶體管

幾十萬~ 百萬（次/ 秒）

? 第三代計算機(1964~1975)—— 集成電路

百萬~ 幾百萬（次/ 秒）

? 第四代計算機(1975~ 至今)—— 超大規(guī)模集成電路（VLSI）

幾百萬~ 百萬億（次/ 秒）

?第五代計算機（人工智能計算機）

? 80年代初，日本曾提出尋找一種非馮.諾依曼結(jié)構(gòu)的計算機，希望計算機能理解人的自然語言，但最終失敗

?并行計算機、網(wǎng)絡(luò)計算機、光計算機、化學(xué)和生物計算機、量子計算機等等 ? 摩爾定律

?微芯片上集成的晶體管數(shù)目每12個月翻一番

?集成電路的集成度每18個月翻一番

? 如果價錢不變的話，電腦芯片的性能每隔18 個月至兩年就會翻一番

四．計算機的發(fā)展趨勢

? 微型化

? 進一步提高集成度，利用高性能的超大規(guī)模集成電路研制質(zhì)量更加可靠、性能更加優(yōu)良、價格更加低廉、整機更加小巧的微型計算機 ? 巨型化

? 高速度、海量存儲、強功能 ? 網(wǎng)絡(luò)化

? 把各自獨立的計算機用通訊線路連結(jié)起來，形成各計算機用戶之間可以相互通訊并能使用公共資源的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) ? 智能化

?讓計算機具有模擬人的感覺和思維過程的能力 ?

多媒體化

? 讓計算機除能處理數(shù)字和文字信息、三維圖形、動畫，還可以用聽覺、觸覺、甚至嗅覺等多種媒體形式與人交換信息

總結(jié)

? 計算機的產(chǎn)生建立在圖靈機模型的基礎(chǔ)之上

? 艾肯和祖思的機電式計算機為后來的電子計算機的產(chǎn)生積累了經(jīng)驗 ?ENIAC 采用了先進的電子技術(shù)，是現(xiàn)代電子計算機的里程碑

? 馮.諾依曼模型明確反映現(xiàn)代計算機的存儲程序工作原理以及計算機的基本體系結(jié)構(gòu)

第四篇：計算機發(fā)展史簡介[定稿]

一、計算機發(fā)展史簡介

人類所使用的計算工具是隨著生產(chǎn)的發(fā)展和社會的進步，從簡單到復(fù)雜、從低級到高級的發(fā)展過程，計算工具相繼出現(xiàn)了如算盤、計算尺、手搖機械計算機、電動機械計算機等。1946年，世界上第一臺電子數(shù)字計算機（ENIAC）在美國誕生。這臺計算機共用了18000多個電于管組成，占地170m2，總重量為30t，耗電140kw，運算速度達到每秒能進行5000次加法、300次乘法。

電子計算機在短短的50多年里經(jīng)過了電子管、晶體管、集成電路（IC）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）四個階段的發(fā)展，使計算機的體積越來越小，功能越來越強，價格越來越低，應(yīng)用越來越廣泛，目前正朝智能化（第五代）計算機方向發(fā)展。

1．第一代電子計算機

第一代電于計算機是從1946年至1958年。它們體積較大，運算速度較低，存儲容量不大，而且價格昂貴。使用也不方便，為了解決一個問題，所編制的程序的復(fù)雜程度難以表述。這一代計算機主要用于科學(xué)計算，只在重要部門或科學(xué)研究部門使用。

2．第二代電子計算機

第二代計算機是從1958年到1965年，它們?nèi)坎捎镁w管作為電子器件，其運算速度比第一代計算機的速度提高了近百倍，體積為原來的幾十分之一。在軟件方面開始使用計算機算法語言。這一代計算機不僅用于科學(xué)計算，還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理及工業(yè)控制。

3．第三代電子計算機

第三代計算機是從1965年到1970年。這一時期的主要特征是以中、小規(guī)模集成電路為電子器件，并且出現(xiàn)操作系統(tǒng)，使計算機的功能越來越強，應(yīng)用范圍越來越廣。它們不僅用于科學(xué)計算，還用于文字處理、企業(yè)管理、自動控制等領(lǐng)域，出現(xiàn)了計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的信息管理系統(tǒng)，可用于生產(chǎn)管理、交通管理、情報檢索等領(lǐng)域。

4．第四代電子計算機

第四代計算機是指從1970年以后采用大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）為主要電子器件制成的計算機。例如80386微處理器，在面積約為10mm X l0mm的單個芯片上，可以集成大約32萬個晶體管。

第四代計算機的另一個重要分支是以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)發(fā)展起來的微處理器和微型計算機。

微型計算機大致經(jīng)歷了四個階段：

第一階段是1971～1973年，微處理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS4微型計算機（CPU為4040，四位機）。后來又推出以8008為核心的MCS-8型。

第二階段是1973～1977年，微型計算機的發(fā)展和改進階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。初期產(chǎn)品有Intel公司的MCS一80型（CPU為8080，八位機）。后期有TRS-80型（CPU為Z80）和APPLE-II型（CPU為6502），在八十年代初期曾一度風(fēng)靡世界。

第三階段是1978～1983年，十六位微型計算機的發(fā)展階段，微處理器有8086、808880186、80286、M68000、Z8000。微型計算機代表產(chǎn)品是IBM-PC（CPU為8086）。本階段的頂峰產(chǎn)品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC／AT286(1986年)微型計算機。

第四階段便是從1983年開始為32位微型計算機的發(fā)展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計算機是初期產(chǎn)品。1993年，Intel公司推出了Pentium或稱P5（中文譯名為“奔騰”）的微處理器，它具有64位的內(nèi)部數(shù)據(jù)通道。現(xiàn)在Pentium III（也有人稱P7）微處理器己成為了主流產(chǎn)品，預(yù)計Pentium IV 將在2000年10月推出。

由此可見，微型計算機的性能主要取決于它的核心器件——微處理器（CPU）的性能。

5．第五代計算機

第五代計算機將把信息采集、存儲、處理、通信和人工智能結(jié)合一起具有形式推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋能力。它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將突破傳統(tǒng)的馮·諾依曼機器的概念，實現(xiàn)高度的并行處理。

二、計算機的特點

計算機的基本特點如下：

1、記憶能力強

在計算機中有容量很大的存儲裝置，它不僅可以長久性地存儲大量的文字、圖形、圖像、聲音等信息資料，還可以存儲指揮計算機工作的程序。

2、計算精度高與邏輯判斷準(zhǔn)確

它具有人類無能為力的高精度控制或高速操作任務(wù)。也具有可靠的判斷能力，以實現(xiàn)計算機工作的自動化，從而保證計算機控制的判斷可靠、反應(yīng)迅速、控制靈敏。

3、高速的處理能力

它具有神奇的運算速度，其速度以達到每秒幾十億次乃至上百億次。例如，為了將圓周率兀的近似值計算到707位，一位數(shù)學(xué)家曾為此花十幾年的時間，而如果用現(xiàn)代的計算機來計算，可能瞬間就能完成，同時可達到小數(shù)點后200萬位。

4、能自動完成各種操作

計算機是由內(nèi)部控制和操作的，只要將事先編制好的應(yīng)用程序輸入計算機，計算機就能自動按照程序規(guī)定的步驟完成預(yù)定的處理任務(wù)。

1．2 計算機分類簡介

計算機按照其用途分為通用計算機和專用計算機。

按照1989年由IEEE科學(xué)巨型機委員會提出的運算速度分類法，可分為巨型機、大型機、小型機、工作站和微型計算機。

按照所處理的數(shù)據(jù)類型可分為模擬計算機、數(shù)字計算機和混合型計算機等等。

1．大型通用機

這類計算機具有極強的綜合處理能力和極大的性能覆蓋面。在一臺大型機中可以使用幾十臺微機或微機芯片，用以完成特定的操作?？赏瑫r支持上萬個用戶，可支持幾十個大型數(shù)據(jù)庫。主要應(yīng)用在政府部門、銀行、大公司、大企業(yè)等。

2．巨型機

巨型機有極高的速度、極大的容量。用于國防尖端技術(shù)、空間技術(shù)、大范圍長期性天氣預(yù)報、石油勘探等方面。目前這類機器的運算速度可達每秒百億次。這類計算機在技術(shù)上朝兩個方向發(fā)展：一是開發(fā)高性能器件，特別是縮短時鐘周期，提高單機性能。

二是采用多處理器結(jié)構(gòu)，構(gòu)成超并行計算機，通常由100臺以上的處理器組成超并行巨型計算機系統(tǒng)，它們同時解算一個課題，來達到高速運算的目的。

3．小型機

小型機的機器規(guī)模小、結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計試制周期短，便于及時采用先進工藝技術(shù)，軟件開發(fā)成本低，易于操作維護。它們己廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動控制、大型分析儀器、測量設(shè)備、企業(yè)管理、大學(xué)和科研機構(gòu)等，也可以作為大型與巨型計算機系統(tǒng)的輔助計算機。近年來，小型機的發(fā)展也引人注目。特別是RISC（Reduced Instruction Set Computer縮減指令系統(tǒng)計算機）體系結(jié)構(gòu)，顧名思義是指令系統(tǒng)簡化、縮小了的計算機，而過去的計算機則統(tǒng)屬于CISC（復(fù)雜指令系統(tǒng)計算機）。

RISC的思想是把那些很少使用的復(fù)雜指令用子程序來取代，將整個指令系統(tǒng)

限制在數(shù)量甚少的基本指令范圍內(nèi)，并且絕大多數(shù)指令的執(zhí)行都只占一個時鐘周期，甚至更少，優(yōu)化編譯器，從而提高機器的整體性能。

4．微型機

微型機技術(shù)在近10年內(nèi)發(fā)展速度迅猛，平均每2～3個月就有新產(chǎn)品出現(xiàn)，1～2年產(chǎn)品就更新?lián)Q代一次。平均每兩年芯片的集成度可提高一倍，性能提高一倍，價格降低一半。

目前還有加快的趨勢。微型機已經(jīng)應(yīng)用于辦公自動化、數(shù)據(jù)庫管理、圖像識別、語音識別、專家系統(tǒng)，多媒體技術(shù)等領(lǐng)域，并且開始成為城鎮(zhèn)家庭的一種常規(guī)電器。

第五篇：計算機發(fā)展史簡介

一、計算機發(fā)展史簡介

人類所使用的計算工具是隨著生產(chǎn)的發(fā)展和社會的進步，從簡單到復(fù)雜、從低級到高級的發(fā)展過程，計算工具相繼出現(xiàn)了如算盤、計算尺、手搖機械計算機、電動機械計算機等。1946年，世界上第一臺電子數(shù)字計算機（ENIAC）在美國誕生。這臺計算機共用了18000多個電于管組成，占地170m2，總重量為30t，耗電140kw，運算速度達到每秒能進行5000次加法、300次乘法。從計算機的發(fā)展趁勢看，大約2010年前美國就可以研制出千萬億次計算機。

電子計算機在短短的50多年里經(jīng)過了電子管、晶體管、集成電路（IC）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）四個階段的發(fā)展，使計算機的體積越來越小，功能越來越強，價格越來越低，應(yīng)用越來越廣泛，目前正朝智能化（第五代）計算機方向發(fā)展。

1．第一代電子計算機

第一代電于計算機是從1946年至1958年。它們體積較大，運算速度較低，存儲容量不大，而且價格昂貴。使用也不方便，為了解決一個問題，所編制的程序的復(fù)雜程度難以表述。這一代計算機主要用于科學(xué)計算，只在重要部門或科學(xué)研究部門使用。

2．第二代電子計算機

第二代計算機是從1958年到1965年，它們?nèi)坎捎镁w管作為電子器件，其運算速度比第一代計算機的速度提高了近百倍，體積為原來的幾十分之一。在軟件方面開始使用計算機算法語言。這一代計算機不僅用于科學(xué)計算，還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理及工業(yè)控制。

3．第三代電子計算機

第三代計算機是從1965年到1970年。這一時期的主要特征是以中、小規(guī)模集成電路為電子器件，并且出現(xiàn)操作系統(tǒng)，使計算機的功能越來越強，應(yīng)用范圍越來越廣。它們不僅用于科學(xué)計算，還用于文字處理、企業(yè)管理、自動控制等領(lǐng)域，出現(xiàn)了計算機技術(shù)與通信技術(shù)相結(jié)合的信息管理系統(tǒng)，可用于生產(chǎn)管理、交通管理、情報檢索等領(lǐng)域。

4．第四代電子計算機

第四代計算機是指從1970年以后采用大規(guī)模集成電路（LSI）和超大規(guī)模集成電路（VLSI）為主要電子器件制成的計算機。例如80386微處理器，在面積約為10mm X l0mm的單個芯片上，可以集成大約32萬個晶體管。

第四代計算機的另一個重要分支是以大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)發(fā)展起來的微處理器和微型計算機。

微型計算機大致經(jīng)歷了四個階段：

第一階段是1971～1973年，微處理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS4微型計算機（CPU為4040，四位機）。后來又推出以8008為核心的MCS-8型。

第二階段是1973～1977年，微型計算機的發(fā)展和改進階段。微處理器有8080、8085、M6800、Z80。初期產(chǎn)品有Intel公司的MCS一80型（CPU為8080，八位機）。后期有TRS-80型（CPU為Z80）和APPLE-II型（CPU為6502），在八十年代初期曾一度風(fēng)靡世界。

第三階段是1978～1983年，十六位微型計算機的發(fā)展階段，微處理器有8086、1808880186、80286、M68000、Z8000。微型計算機代表產(chǎn)品是IBM-PC（CPU為8086）。本階段的頂峰產(chǎn)品是APPLE公司的Macintosh(1984年)和IBM公司的PC／AT286(1986年)微型計算機。

第四階段便是從1983年開始為32位微型計算機的發(fā)展階段。微處理器相繼推出80386、80486。386、486微型計算機是初期產(chǎn)品。1993年，Intel公司推出了Pentium或稱P5（中文譯名為“奔騰”）的微處理器，它具有64位的內(nèi)部數(shù)據(jù)通道?，F(xiàn)在Pentium III（也有人稱P7）微處理器己成為了主流產(chǎn)品，預(yù)計Pentium IV 將在2000年10月推出。

由此可見，微型計算機的性能主要取決于它的核心器件——微處理器（CPU）的性能。

5．第五代計算機

第五代計算機將把信息采集、存儲、處理、通信和人工智能結(jié)合一起具有形式推理、聯(lián)想、學(xué)習(xí)和解釋能力。它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將突破傳統(tǒng)的馮·諾依曼機器的概念，實現(xiàn)高度的并行處理。

二、計算機的特點

計算機的基本特點如下：

1、記憶能力強

在計算機中有容量很大的存儲裝置，它不僅可以長久性地存儲大量的文字、圖形、圖像、聲音等信息資料，還可以存儲指揮計算機工作的程序。

2、計算精度高與邏輯判斷準(zhǔn)確

它具有人類無能為力的高精度控制或高速操作任務(wù)。也具有可靠的判斷能力，以實現(xiàn)計算機工作的自動化，從而保證計算機控制的判斷可靠、反應(yīng)迅速、控制靈敏。

3、高速的處理能力

它具有神奇的運算速度，其速度以達到每秒幾十億次乃至上百億次。例如，為了將圓周率兀的近似值計算到707位，一位數(shù)學(xué)家曾為此花十幾年的時間，而如果用現(xiàn)代的計算機來計算，可能瞬間就能完成，同時可達到小數(shù)點后200萬位。

4、能自動完成各種操作

計算機是由內(nèi)部控制和操作的，只要將事先編制好的應(yīng)用程序輸入計算機，計算機就能自動按照程序規(guī)定的步驟完成預(yù)定的處理任務(wù)。

三、計算機的應(yīng)用

計算機的誕生，及其飛速的發(fā)展，正在影響著人們的生活。自1946年世界上第一臺計算機在美國問世至今不過半個多世紀，可現(xiàn)在人們很難設(shè)想沒有計算機的生活會怎樣。

有人會問，如此高性能的計算機與老百姓生活有什么關(guān)系呢？從應(yīng)用的角度看，計算機的應(yīng)用是潮流，更是財富。以日本和韓國的造船業(yè)為例，由于采用先進的計算機技術(shù)，這兩個國家的造船工人人數(shù)從十幾萬下降到2萬多，年造船排水量近千萬噸，我國有30萬造船工人，年造船300萬噸排水量，效率相差數(shù)十倍。在當(dāng)今時代，制造業(yè)，拼人力是不行的，一定要靠計算機技術(shù)提高產(chǎn)業(yè)水平。

在談到計算機的應(yīng)用時我們總會提到普及率，這與計算機對社會的影響和貢獻有什么必然的聯(lián)系嗎？當(dāng)然有。簡單理解，計算機普及率低說明應(yīng)用水平落后。計算機在我國的普及率不到10%，而美國是50%以上。從統(tǒng)計上來說，任何一項技術(shù)

普及率到50%時，才可以說對社會經(jīng)濟生活產(chǎn)生巨大效益。在美國波音公司，飛機從設(shè)計到制造，全部是計算機來完成的，整個過程看不到一張圖紙，日本的造船也是如此，從船的設(shè)計到造完全是無紙化的。

計算機的外形也不是我們過去熟悉得樣子，對我生活的影響無處不在。未來計算機不僅具有非凡的記憶功能，而且具有判斷能力，真正成為人腦的延伸。但目前的計算機的功能與人腦相比還相差很遠。現(xiàn)代計算機雖然“智商”很高，具有人無法相比的計算速度，但“情商”很低。

未來的計算機網(wǎng)絡(luò)就像今天的電網(wǎng)一樣，我們一按開關(guān)，信息就流進來。

四、計算機硬件和軟件

集成電路和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展以及計算機應(yīng)用的不斷深化,使計算機系統(tǒng)越來越復(fù)雜。但無論系統(tǒng)有多復(fù)雜，任何一臺計算機系統(tǒng)都是由硬件和軟件組成的。

計算機硬件是指有形的物理設(shè)備，它是計算機系統(tǒng)中實際物理裝置的總稱，可以是電子的、電磁的、機電的或光學(xué)的元件/裝置，或者由它們所組成的計算機部件。主要由輸入設(shè)備、主機和輸出設(shè)備組成。

例如，計算機的機箱、鍵盤、鼠標(biāo)器、顯示器、打印機、計算機大底板（母板）、各類擴充板卡等都是計算機硬件。

下面一一介紹：

CPU：CPU即中央處理器，是電腦的核心，電腦處理數(shù)據(jù)的能力和速度主要取決于CPU。通常用主頻評價CPU的能力和速度，如PⅢ800CPU，表示主頻為800MHz。主板：也稱主機板，是安裝在主機機箱內(nèi)的一塊矩形電路板，上面安裝有電腦的主要電路系統(tǒng)。主板的類型和檔次決定著整個微機系統(tǒng)的類型和檔次，主板的性能影響著整個微機系統(tǒng)的性能。主板上安裝有控制芯片組BIOS芯片和各種輸入輸出接口、鍵盤和面板控制開關(guān)接口、指示燈插件、擴充插槽及直流電源供電接插件等元件。CPU、內(nèi)存條插接在主板的相應(yīng)插槽中，驅(qū)動器、電源等硬件連接在主板上。主板上的接口擴充插槽用于插接各種接口卡，這些接口卡擴展了電腦的功能。常見接口卡有顯示卡、聲卡等。

光盤驅(qū)動器：讀取光盤信息的設(shè)備。是多媒體電腦不可缺少的硬件配置。光盤存儲容量大，價格便宜，保存時間長，適宜保存大量的數(shù)據(jù)，如聲音、圖像、動畫、視頻信息、電影等多媒體信息。光盤驅(qū)動器主要有三種，CD—ROM、CD—R和CD—R W，CD—ROM是只讀光盤驅(qū)動器；CD—R只能寫入一次，以后不能改寫；CD—R

硬盤等

計算機軟件是指在硬件上運行的程序和相關(guān)的數(shù)據(jù)文檔。相對于硬件而言，軟件用來擴大計算機的功能和提高計算機的效率，是計算機系統(tǒng)中不可缺少的主要組成部分。

軟件和硬件是密切相關(guān)和互相依存的。沒有軟件的硬件機器，稱為裸機。當(dāng)代的裸機只有極為有限的功能，甚至不能有效的啟動和正常的進行最起碼的數(shù)據(jù)處理工作。

軟件與硬件在邏輯上有著某種等價性，即軟件功能可以用硬件設(shè)法加以實現(xiàn)，硬件功能也可以用軟件加以模擬。