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美国科学技术史概论A Brief History of American Science and Technology 王大明 中国科学院大学人文学院 2015年4月8日 北京 美国内战前后的科技发展 技术发展鸟瞰 蒸汽轮船 收割机 橡胶硫化技术 缝纫机 美国的科学社团 概述 美国学者学会 史密森学社 美国医学联合会 美国科学促进会 美国国家科学院 美国19世纪前半的技术发明 美国建国伊始就颁布了专利法，这是世界上最早的专利制度之一。它极大地激励了美国人进行发明创造的积极性。 在短短的50多年间，美国人就获得了世界上最丰富的发明创造，为其经济、军事、科技的发展注入了极大的活力。 检阅一下这期间最著名的专利技术，就可反映出其整体技术发展的侧影。 19世纪上半叶美国重要技术发明集萃 1793年，惠特尼发明轧棉机 1809年，富尔顿发明汽船 1834年，麦考密克发明收割机 1835年，柯尔特发明左轮手枪 1837年，莫尔斯发明电报 1839年，古德伊尔发明橡胶硫化法 1846年，豪发明缝纫机 1846年，莫顿发明乙醚麻醉术 早期技术发展的特点 基本来自于现实生产或生活经验； 发明者多为实践者； 缺乏理论指导； 经过长期反复试验； 较快转化为实用产品； 经常开辟了一个新的生产领域。 发明蒸汽机轮船的富尔顿 富尔顿（Robert Fulton，1765-1815）出生于美国宾州平民家庭，学徒工出身。 先后到英国和法国工作学习。 不但发明了轮船，而且一生参与制造了17艘轮船或军舰。 世界第一艘投入运输的木壳明轮船“克莱蒙特”号（1807） 长40.5米、宽5.5米、深2.75米、排水量400吨，Hudson河上试航平均航速7.22公里/时，最快达到8.7公里/时。 发明收割机的麦考密克 塞·麦考密克（Cyrus H. McCormick,1809-1884）,出生于佛吉尼亚，成功于芝加哥。 尽管收割机是收割粮食的，但它孕育了工业化美国，因为一，提供了足够的粮食，二，解放了大量劳动力。 麦考密克收割机 麦考密克在1831年造出第一台马拉收割机，形状像2轮马车，上有切割器动刀片、拨禾轮和集穗台，基本具备了后来一切收割机的重要部件。 1834年获 得专利。 1847年在芝加哥建厂制造。 柯尔特1835年发明的四连发左轮手枪 柯尔特公司生产的M16卡宾枪 发明橡胶加热硫化法的古德伊尔 查尔斯·古德伊尔（Charles Goodyear，1800-1860）出生于麻省纽黑文。他父亲是个发明者，并经营着五金和农具方面的生意。 古德伊尔17岁时到费城的一家五金制造商那儿当学徒，21岁时回到纽黑文跟父亲一起经商。 破产的发明家 1830年，由于经营失败而导致古德伊尔父子的生意破产，这使他的生活陷入贫困。不得不靠变卖家具和其他一些用具维持生活。 由于财力缺乏，使他不能继续五金业，也促使他成为一名专业的发明者，1830-1834年间，古德伊尔曾取得了六项机器发明的专利。 古德意在他的早期生涯中就对橡胶深感兴趣，他称它为“弹性树胶”，并且运用它们在他的某些发明中进行了不成功的试验。 橡胶简史 大概第一个看到橡胶的白种人是哥伦布，在他第二次发现新大陆的航行中，看到海地的印地安人用一种树汁做成的球玩游戏。虽然它较重，但能弹起来，并且比西班牙制的充气球更有弹性。 这些土著人用一种类似牛奶的白色乳液放在木制的模子中，用烟熏的方法，蒸发掉水份来固化橡胶而制成球。 用橡胶做防水涂层 第一个发现橡胶可用于体育以外用途的是一名西班牙的历史学家。他在1615年出版的一本书中记叙说：土著人在他们的外套上刷一层胶浆来防水，也用来制取天然防雨鞋，也常涂在某些陶制瓶的外层，使其保持干燥。 但是当他把橡胶带到欧洲时，却被送进博物馆中束之高阁达两个世纪之久。 橡胶命名 1735年，一名法国地理学家带领一支远征队到南美洲，把几根用天然橡胶做的棒带回法国，并描述了土著人制备橡胶棒的方法。他提到橡胶是一种从巴西三叶胶树上流下的浆。而最早给予橡胶以正确的植物学命名是在1775年。 由于从橡胶树上流下的汁会迅速硬化，为了能制成与天然形状不同的物品，因此要寻找合适的溶剂。 用溶解法利用橡胶 1763年，有两个法国人分别发现，松节油和乙醚可以作为橡胶的溶剂。 几年后又有个德国人用溶解在乙醚中的橡胶制成了一双骑马用的长统靴。 因为橡胶能擦去铅笔留在纸上的痕迹，1770年，英国化学家普里斯特利建议把从前叫橡胶的制品称为橡皮。 1791年，英国一个制造商用松节油溶解的方法，取得了做防水衣服的专利，这是橡胶最早用于的工业生产。 用橡胶做雨衣 大约是在1820年左右，苏格兰化学家、发明家查尔斯·赫斯尼思发现了煤焦油，石脑油等一些便宜的橡胶溶剂。由于橡胶在遇热时发粘，而寒冷时又发脆，他把溶解在石脑油