谈谈科学技术成果的转化

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1、谈谈科学技术成果的转化中南大学科学史与科学哲学教授张功耀主讲一、问题的提起1821年，丹麦物理学家、化学家奥斯德（Oersted）发现了电生磁现象在一个通电（伏打电）导线附件可以产生磁吸引。1831年，英国化学家、物理学家法拉第根据这个电的磁吸引现象做了一个通电磁场产生磁旋转的装置。这种装置奠定了电动机的基本原理。1831年，法拉第奠定了变压器的实验原理1831年8月29日，法拉第应用他自己发现的电磁感应定律，在他自制的感应环上成功地产生了感生电流，即，当感应环的一组线圈通电之后，感应环上的另一个绕组的两端也会产生电流。这个自制感应环线圈就是人类历史上最早的变压器。1831年，法拉

2、第的另一个实验奠定了发电机的实验原理让两根导线连接成一个开环，令其在一只马蹄形磁铁中旋转，在开环的两端就会得到电流。这个实验奠定了发电机的基本原理。1837年，法拉第提出“电磁力线假说”为了解释电与磁的相互作用，法拉第引入了“电磁力线”的概念。这是法拉第在电磁学发展中做的一项并不成熟的理论工作。他通过直觉判断电与磁的力线作用方式。这种直觉，当时并没有得到理论的说明。概括起来，法拉第从1831年到1837年对电磁学的工作可以分成两部分：一是实验部分二是理论部分法拉第实验部分的后来发展1832年，手摇发电机问世1832年，法国仪表制造商皮克斯（HippolytePixii）依据法拉第

3、的发现，换了一种方式，他让铜环不动，通过转动手摇曲柄带动永久磁铁旋转，结果在铜环的两端产生了一种脉冲电流，这种脉冲电流可以通过一个转换装置把它变成直流电。1866年，自激电机在德国问世1866，维尔纳·冯·西门子（WernervonSiemens）利用通电导线产生的电磁代替永久磁铁发明了自激电机。这种电机的缺点是，它只能产生“尖峰”电流，不能产生连续电流。1867年，帕新若提改进自激电机1867年，意大利科学家安东尼·帕新若提（AntonioPacinotti）改进了线圈的缠绕方式，实现了线圈某些部分可以连续性地与磁场发生垂直关系的相互作用，使得能够产生连续的交变电流。至此，交流发

4、电机的全部原理已经成熟。1869年，格拉姆发明了具有商业应用价值的发电机1869年，法国发明家格拉姆（ZénobeThéophileGramme）在帕新若提交流发电机原理的基础上发明了具有商业应用价值的发电机，它被命名为格拉姆发电机（Grammedynamo）。法拉第理论部分的后来发展1837年，法拉第提出“力线假说”1837年，法拉第开始致力于对电与磁的相互作用进行理论解释，并提出了“电磁力线”（后人称为“法拉第力线”）的假说。但是，法拉第的“力线”是直觉的，它在一个比较长的历史发展中都没有得到数学的说明。1845年，开尔文勋爵首次对“法拉第力线”给出数学描写1845年，时任格

5、拉斯哥大学的威廉•汤姆逊（即开尔文勋爵）首次证明，可以将“法拉第力线”类比为通过某种介质运动，并且不可压缩的流体。由之，场与场之间的力线作用方式，被转变成一种理想化的刚性流体之后，被赋予了一种数学说明。这就为电磁力线研究开辟了一条通往数学的道路。1871年，麦克斯韦出版《电磁通论》并预言了电磁波他的结论是，真空中电磁场传播速度，决定于两个物理量，一个是真空的介电常数ε0；另一个是磁导系数u0。许多物理学家用不同的方法测定了ε0和u0，得出的共同结论是，电磁场的传播速度就是光速。这个结论，使得麦克斯韦做出了这样一个革命性的论断：“Lightconsistsinthetransvers

6、eundulationsofthesamemediumwhichisthecauseofelectricandmagneticoscillations。”（光是由引起电和磁振荡的同一种介质中的横波构成的。）这个结论明确预言了电磁波。1888年，赫兹在实验中产生出电磁波1888年，德国物理学家赫兹通过实验完全证实了麦克斯韦的预言，既产生出了电磁波，又证实了电磁波与光具有相同的反射、折射、极化特性。1900年，马可尼取得“四七”（7777）专利1900年，意大利发明家马可尼发明无线电发射与接收技术，并取得“四七”（7777）专利。1901年，世界上第一家无线电电报公司成立1901年，马

7、可尼在解决了无线电信号的转发技术以后，于当年的4月26日注册成立了无线电电报公司。法拉第的工作实验部分理论部分皮克斯手摇发电机西门子自激发电机格拉姆发电机电力工业开尔文对力线的数学解释麦克斯韦的电磁波理论赫兹的电磁波实验马可尼发明无线电报无线电工业电磁学早期历史示意图值得思索的问题：这个历史过程可以缩短吗？这个历史过程可以在一个国家、一所大学或一个研究小组完成吗？当世界上还没有任何电器设备的时候，你能预言电力和无线电开发的前景吗？假若你是大学校长，并且要求你做出唯一性