科學發明演進史：從古文明到近代科學


	「相信上帝，太陽繞地球轉；相信科學，地球繞太陽轉。」本書是獻給尊重科學、學習科學，創造科學的年輕人。　　過去培根說：「知識就是力量。」今天我們說：「科學就是力量。」　　科學是智慧的歷程和結晶。從人類期盼的最高精神境界講，朝朝暮暮沿著知識的歷程，逐步通向科學的光輝聖殿，是許多有志於自我發展的年輕人晶瑩透明的夢想! 體味科學歷程的艱辛　　今天我們生活在高度物質文明的社會中，在衣、食、住、行日常生活的每一個環節都享受著現代科技的成果。但我們又對古今科學的發展了解多少？要知道今天的科技之果來得多麼坎坷和艱苦，甚至要付出鮮血和生命。　　今天，我們沿著科學技術的發展軌跡，敞開科學的大門，探索其中無數智慧的奧祕。在這裡，我們全面而又詳盡地展示了「四大文明古國」的科學曙光，揭示了古希臘和古羅馬的科學啟蒙，描寫了西方中世紀時期科學與宗教的激烈碰撞，談論了哥白尼如何敲響「地心說」的喪鐘，分析了伽利略和牛頓給近代物理學帶來的革命性的變化，表現了蒸汽機時代是如何奏響了第一次技術革命的樂章，反應了19世紀最令人震驚的發明——電機對第二次技術革命的重要影響；另外，進化論的意義、遺傳工程的嶄新面貌、資訊革命的前景都得到了明確的敘述。　　歷史不會死去，它最善於記住兩種人：智者與愚者。牛頓、達爾文、愛因斯坦等偉大科學家的名字永遠鐫刻在智者之榜。相反，那些在科學面前變得弱智的人，甚至那些企圖以假科學冒名頂替客觀真理的愚者，都成為歷史嘲笑的物件。「以史為鏡，知興衰」，讀史可以明智，讀科學史是現代人的明智。　　激發發明創造的衝動　　如果帶著崇高的感情和理性的激情去遙想東西方那一位位閃爍著智慧光芒的科學巨匠，去觸摸那一部部充滿睿智的科學經典，去體味那一個個精闢的科學定律……，我們頓時會在胸中升起一股奔騰前行的強烈衝動：踏上科學歷程之路!不願意成為一名「科盲」，不被別人隨意嘲諷和愚弄是年輕人基本的價值尊嚴；在科學之路上感悟人生道理、判斷生命走向、提高知識水準，是一件多麼令人賞心悅目而又非同尋常的人生大事。可以這樣講，任何一個年輕人只要站在科學之外，必然會在嚴肅的知識面前低下淺薄的頭顱。　　在科學的歷程中，充滿了許多有趣、動人的故事，例如，阿基米德在澡盆裡發明了浮力定律。牛頓在一棵大樹下乘涼，一顆落下來的蘋果使他頓悟萬有引力定律。瓦特呆呆地注視著被水蒸氣掀起的壺蓋，結果發明了蒸汽機……這些傳奇故事誘發了我們對奇妙的科學世界的嚮往。　　在今天這樣一個知識資訊化的時代，未來時速招引著人類前進的步伐，如果不懂科學技術發展史，簡直就無法從事科技創造勞動!從事創造性勞動，必須具有創造性思想。幾千年來，我們人類之所以富於發明創造，是因為人類創造性思想的積累，在先天的智力變化不大的情況下，後天智慧卻是呈巨大的增長。因此，我們需要追尋開創者的足跡，重溫成功者的道路，在感受前人發明創造過程中，激發自己發明創造的衝動! 　　培養現代生存能力　　我們都知道，近代中國很落後，為什麼落後呢？這個問題已經探討一百年了!事實證明：中國的落後追根究底是觀念的落後，而這與教育體制及其傳統的知識傳授方法密切相關!這是一種不幸和悲哀，應當在我們這一代年輕人身上得到徹底的改變。　　目前國內教育最根本的問題是——教條主義化，教科書上盡是條理分明、確定無疑的結論，整篇都是概念、定律和公式，導致學生們花了很大的精力去「理解」和記住這些抽象的結論，結果把生動有趣的科學知識變成了「木乃伊」，從而使自己陷入一種積累知識的窘迫狀態——死記硬背、事倍功半、收效甚微的泥潭。用這樣的知識依樣畫葫蘆還可以，對於創新來說不但無益，反而有害，因為它阻止了學生創造性思維的發揮和拓展。　　了解科學思想觀念和邏輯方式的形成過程，對於我們理科中的一些「難懂」的概念是大有益處的，使它們不再「難懂，」反而引人入勝。對一門門功課的學習的「了解」和「理解」是有本質上的區別，大量的練習題訓練，使我們可以很熟練地把各種符號、公式按照定律組合起來，這樣只能稱為「了解」知識，具有淺薄和機械性，談不上深刻地「理解」，在科學問題上，「不但要知其然，還要知其所以然」。　　日新月異的現代科技，對人才的要求越來越苛刻。現代科學呼喚「理解」科學的人才，現代人類為了更好地生存，更需要具有創造性思維的人才。對於科學知識，不但要有橫向的了解，還要有縱向的理解，突破平面思維的束縛，到多元空間去遨遊。在實踐中培養自己發現問題、分析問題和解決問題的能力，使自己成為一個知識面廣，具有開拓精神的人才。　　但願讓科學的智慧之花綻開年輕人的精神家園!


	目錄第一章世界四大古文明一、古埃及．最早的太陽曆．孟斐斯城外的大堤壩和水庫．人類學會支配動物．青銅器的廣泛使用．立式織機與紡織技術．造船業與水路運輸．金字塔——歷史之謎．文明載體——紙草．進位制和拆分法．土地測量——幾何學的起源．千年不腐的木乃伊．米長的醫學鉅著．廟宇中的科學知識二、古巴比倫．疏導洪水灌溉良田．世界上最早的車輛．空中花園——古巴比倫的建築奇觀．楔形文字與泥板書．占星術失去天文學發展．陰曆曆法與默冬週期．黃道十二宮．首次把圓角分為度．沒有負根的一元二次方程．醫學、動物學和化學的最早成就三、古印度．農業生產三要素——畜耕施肥灌溉．千年鐵柱屹立至今．棉花的誕生地——印度．最早的遠洋航海．功能完備的大都市——摩亨約．達羅城．古印度的宇宙觀與天文曆法．起源於印度的阿拉伯記數法．圓周率在.~.之間．煉丹術與醫藥學．佛教與哲學四、上古時代的中國．爐火純青的冶煉技術．農業生產與二十四節氣．世界水利史傑作——都江堰．精良的陶器和紡織品．精確的曆法．進位制與籌算．「起死回生」——神奇的古代醫學．爭鳴中的繁榮——諸子百家與科學發展．四大文明古國成就對比第二章科學思想的搖籃．第一個哲學家和科學家泰勒斯．畢達哥拉斯及其學派．芝諾的運動悖論．恩培多克勒和四元素說．德莫克利特與原子論思想．「詭辯家」蘇格拉底．柏拉圖的「理想國」．百科全書式的大學者——亞里斯多德．西方醫學之父——希波克拉底．歐幾里德和《幾何原本》．阿基米德與浮力定律．雅典娜神廟代表的古希臘建築藝術第三章古羅馬的科學技術．現行西曆的基礎——儒略曆．托勒密與《地球中心說》．盧克萊修與古代原子論．醫學百科全書．普林尼與《自然史）．萬神廟和大羅馬競技場．羅馬的農業科學．現代蒸汽機的雛形．絕妙的構思——六棱柱蜂巢第四章文明的交融和創新．哈里發．麥蒙與智慧館．阿拉伯天文學．進位制——阿拉伯記數法．蘊涵在煉金術中的化學第五章中世紀的漫漫長夜一、思想的禁錮—基督教．救世主的誕生與基督教的創立．基督教的精神武器——教父學．經院哲學二、古典文化衰落的黃昏．封閉柏拉圖學園．烈火中的亞歷山大圖書館三、科學與宗教的碰撞．神學權威阿奎那．自然科學先驅——培根四、黑暗中的星星之火．農業發展與技術進步．異教徒與科技翻譯．大學的創立與新世紀的曙光第六章獨領風騷的中國科技一、有口皆碑的四大發明．紙——文明的載體．火藥與煉丹術．「慈」石與指南針．《金剛經》與印刷術二、時間的學科——天文學．渾天儀與地動儀．《大明曆》與祖沖之．僧人天文學家一行．「中國的第谷」——郭守敬三、生存的學科——農學．《齊民要術》與良種雜交．集古代農業之大成的《農政全書》．隋煬帝與京杭大運河四、健康的學科——醫學．華佗與關雲長刮骨療毒．張仲景與辯證論治．藥王孫思邈與《千金方》．李時珍與《本草綱目》五、計算的學科——數學．古老的算學專著．神奇的「割圓術」．古代數學的高峰六、建築業——宏偉壯觀的長城．人類文明的紀念碑——長城．獨具特色的建築——「積木式」結構．古建築的典籍——《營造法式》七、巧奪天工的瓷器製作．越窯青瓷與邢窯白瓷．聞名遐邇的唐三彩．官窯與景德鎮．哥窯與「百圾碎」八、紡織業—勇敢智慧的黃道婆．薄如蟬翼的紗羅．三錠三線——腳踏式紡車第七章近代科學的誕生一、哥白尼敲響「地心說」的喪鐘二、第谷發現新星三、遭受酷刑的布魯諾四、天空立法者——開普勒五、格里克——馬德堡半球實驗第八章科學步入牛頓時代一、近代物理學之父——伽利略．自由落體運動．天體觀察——人類的望遠鏡．慣性定律和相對原理．科學的「罪過」與「上帝」的懲罰．卓越的科學思想二、經典力學之父——牛頓．經典物理學的「聖經」．光學研究．首創權的煩惱．走下神壇的牛頓三、皇家學會的台柱——胡克．儀器製造．細胞學奠基人．胡克與光波動說．彈性定律四、光波動說的創始人—惠更斯．望遠鏡製造與土星觀察．鐘擺研究．碰撞研究．光在交叉處發生碰撞五、帕斯卡與帕斯卡定律．一鳴驚人的帕斯卡定律．壓強研究與帕斯卡定律六、第一個稱量地球的人．對空談話法．電學研究與稱量地球．熱現象研究和氣體研究第九章第一次技術革命一、科學技術革命的曙光．科技革命的背景．蒸汽機時代的到來二、蒸汽機技術的發展．蒸汽機的技術積累．天工巧匠瓦特和蒸汽機．蒸汽機推進新工業革命．英國之外的技術革命．第一次技術革命的影響第十章第二次技術革命一、世紀令人震驚的發明—電機．電動機和發電機的發明．第二次工業革命的興起二、碩果累累的大發明家—愛迪生．早年的愛迪生．發明電燈．留聲機——無聲電影——有聲電影三、電信電訊．莫爾斯與有線通信．波爾夫、馬可尼和無線通信．貝爾怎樣發明電話．能量守恆定理第十一章近代生物學的發展一、生物分類系統的誕生．奇才林奈．生物的雙名制命名法．生物分類系統的確定二、細胞學說的探索與確定．細胞學的先行者．施萊登與細胞學的建立．細胞裂變使新細胞誕生．細胞學的宏偉大廈三、劃時代的人物—巴斯德．揭開酒石酸光性之謎．微生物學的奠基人——巴斯德．微生物學的應用和發展第十二章進化論的策動一、眾說紛紜的生物界．古代中西方關於生物演變的思想．近代西歐各國進化思潮二、拉馬克物種進化觀念三、達爾文進化理論．調皮好玩的達爾文．環球旅行後的叛逆者．馬爾薩斯的啟示．影響深遠的《物種起源》．物種進化源於自然選擇．達爾文主義的內涵第十三章近代化學舞台一、近代化學的興起．對燃燒的誤解．近代化學之父—波義耳．燃素說．化學革命二、揭示化學的本質．原子學說的傳播．道爾頓的《化學新體系》．原子分子學說．原子學說的完善三、近代化學的繁盛．戴維和電化學．生命的源流——有機化學．門捷列夫的「撲克牌」第十四章電磁的世界一、電的發現過程．萊頓瓶遊戲．富蘭克林與電的單流說．庫侖與電的基本定律二、電氣化的先驅．奇妙的青蛙腿——伽伐尼電流．伏特電池——世界上第一個電池．歐姆定律三、電流磁效應．從學徒到學家．電流產生力．勤奮的安培四、法拉第和電磁感應．法拉第的偉大發現．楞次定律五、電磁理論大廈．麥克斯韋的理想．赫茲實驗第十五章運輸機械革命一、漂泊的家：船．舟筏與遠洋航行．「克勒蒙號」汽船與富爾頓二、路上的巨龍：火車．前進的車輪：火車與史蒂芬遜．電力機車與內燃機車．氣墊列車和磁浮列車三、風馳電掣：汽車．蒸汽自行車與丘尼約．汽車的心臟——內燃機．摩托車與戴姆勒．汽車之父——本茨．汽車的社會化第十六章航空航太時代一、飛行：夢想成真．浪漫的起步——熱氣球與飛艇．鳥類的啟示——滑翔機試驗．實現夢想——萊特兄弟．自由的翱翔——現代飛機縱覽二、火箭：衝破雲霄．開拓者——齊奧爾科夫斯基和戈達德．現代火箭鼻祖——馮．布朗．現代科技之花——運載火箭．多級運載火箭爭奇鬥豔三、衛星：一覽眾山小．領頭羊——蘇聯「旅行者」升空．緊隨其後——美國「先鋒」號的夭折．拉鋸戰——美蘇爭霸四、載人飛行：太空，並不遙遠．「東方號」與加加林．「阿波羅登月計畫」．行星探測器——飛往其他行星．太空站與太空梭五、遙感技術—人類遙感新途徑第十七章世紀的遺傳學一、嶄新的科學—古老的問題．古老的信念和神話．遺傳問題的提出——拉馬克．遺傳規律的探索——達爾文二、豌豆的啟示—遺傳學的產生．遺傳學的創始人——孟德爾．分離定律．自由組合選擇定律三、遺傳學的突破．孟德爾的再發現．染色體的發現．細胞學與遺傳理論的結合．果蠅實驗與基因遺傳理論的驗證．核酸的發現．對蛋白質和(酉每)的研究．遺傳信息載體的證明——DNA的雙螺旋結構．生命遺傳密碼的破譯四、遺傳工程創奇蹟．從大腸桿菌到腦激素．胰島素和干擾素的人工合成．世紀末的炸彈——「克隆」第十八章原子物理學革命一、經典物理學危機．肥皂泡般的夢想——「乙太」學說的破滅．撲朔迷離——「紫外災難」的產生二、曙光初現—物理學三大新發現．倫琴射線的發現．貝克勒耳射線——鈾．居里夫人——鐳．湯姆遜的功勳——電子問世三、原子核子物理學．叩開原子大門的路徑——原子模型．新的飛躍——原子核子物理學的發展．方興未艾——基本粒子物理學的進程四、愛因斯坦與相對論五、新起點—量子論和量子力學．一個新的起點——量子論的創立．殊途同歸——量子力學的誕生六、現代物理學—電子技術革命．石破天驚——原子彈的製造．日新月異——核技術的發展