具体描述
内容简介
Science is fantastic. It tells us about the infinite reaches of space, the tiniest living organism, the human body, the history of Earth. People have always been doing science because they have always wanted to make sense of the world and harness its power. From ancient Greek philosophers through Einstein and Watson & Crick to the computer-assisted scientists of today, men and women have wondered, examined, experimented, calculated and sometimes made discoveries so earthshaking that people understood the world - or themselves - in an entirely new way. This inviting book tells a great adventure story: the history of science. It takes readers to the stars through the telescope, as the sun replaces the earth at the centre of our universe. It delves beneath the surface of the planet, charts the evolution of chemistry's periodic table, introduces the physics that explain electricity, gravity, and the structure of atoms. It recounts the scientific quest that revealed the DNA molecule and opened unimagined new vistas for exploration. Emphasizing surprising and personal stories of scientists both famous and unsung, A Little History of Science traces the march of science through the centuries. The book opens a window on the exciting and unpredictable nature of scientific activity and describes the uproar that may ensue when scientific findings challenge established ideas. With delightful illustrations and a warm, accessible style, this is a volume for young and old to treasure together.
前言/序言
科学的宏伟画卷:一部跨越时空的探索史 书名:《科学的宏伟画卷:一部跨越时空的探索史》 作者: [此处可虚构一位权威历史学家或科学哲学家的名字] 页数: 约 750 页 装帧: 精装,附有大量精美手绘图与历史文献照片 内容提要: 本书并非一部简单的科学发现年表,而是一部深入剖析人类认知演变历程的史诗巨著。它以宏大的叙事视角,将科学的发展置于其所处的社会、文化和哲学背景之中,探讨了“我们如何知道我们所知道的”这一根本性问题。从古巴比伦的星象观测到量子物理学的深邃洞察,作者以其深厚的学术功底和引人入胜的笔触,构建了一幅跨越数千年、连接不同文明的科学探索全景图。 本书分为五个宏伟的部分,层层递进,揭示了科学知识是如何在质疑、继承与革命中螺旋上升的。 --- 第一部分:蒙昧中的微光——古代文明的自然哲学(约公元前 3000 年 - 公元 500 年) 本部分聚焦于科学思想的胚胎时期。我们考察了美索不达米亚和古埃及如何通过实用需求——历法制定、土地测量和灌溉管理——孕育出早期的数学和天文学知识。重点分析了古希腊哲学家如何将对自然现象的解释从神话领域中解放出来,首次尝试用理性(Logos)来理解宇宙。 关键议题: 米利都学派的“本原”追寻: 泰勒斯的水、阿那克西米尼的“气”,以及赫拉克利特的“变动不居”,探讨了早期试图寻找万物统一基础的努力。 柏拉图与亚里士多德的宇宙观: 详细阐述了柏拉图的理念世界对数学的推崇,以及亚里士多德的四元素说和目的论如何统治了西方思想近两千年。特别是对亚里士多德物理学(如物体自然运动的观念)的细致梳理,揭示了其逻辑的严密性,以及为何它难以被轻易推翻。 希腊化时期的技术巅峰: 关注亚基米德在力学上的突破(杠杆原理、浮力定律),以及托勒密对地心说的精妙几何化处理。探讨了这些成就的局限性,即它们更多是数学模型的构建,而非基于严格的实验检验。 --- 第二部分:知识的避难所与东方智慧的交汇(约公元 500 年 - 公元 1400 年) 在欧洲中世纪早期,科学知识的火种在不同的文明中得以保存和发展。本部分着重探讨了伊斯兰黄金时代的学者如何继承、翻译并系统化了希腊古典著作,并在此基础上进行了关键的创新。同时,我们也考察了印度、中国等地的独立发展路径。 关键议题: 伊斯兰科学的集成与创新: 深入研究了代数学(Al-Khwarizmi)、光学(Ibn al-Haytham,强调其对实验方法的先驱性贡献)以及医学(Avicenna)的发展。展示了阿拉伯学者如何将实验观察引入到理论构建之中,尤其是在检验视觉理论方面。 炼金术与化学的萌芽: 考察了炼金术士们在追求“贤者之石”的过程中,无意中积累的化学知识、提纯技术以及对物质特性的深刻认识,为后来的化学革命奠定了物质基础。 东方智慧的独特视角: 简要回顾了中国古代的机械学、水利工程以及对火药、指南针等重要发明的贡献,分析了为何这些技术进步未能直接催生出西方式的、系统化的自然哲学体系。 --- 第三部分:思维的勃兴——科学革命的黎明(约公元 1500 年 - 公元 1700 年) 这是全书最引人注目的部分。作者精细描绘了哥白尼、伽利略、开普勒和牛顿如何共同瓦解了亚里士多德-托勒密体系,并建立了以观测、数学和实验为核心的现代科学范式。 关键议题: 宇宙观的位移: 详细分析了哥白尼的日心说如何从一个计算工具演变为一个物理实体,以及伽利略通过望远镜观测(如木星的卫星)如何提供了决定性的经验证据。重点探讨了伽利略如何运用理想化模型和数学语言来描述运动,开创了实验物理学的方法论。 天文学的几何化与规律的发现: 阐释了开普勒如何从布拉赫的海量观测数据中,通过反复的尝试和错误,归纳出行星运动的三大定律,揭示了宇宙运动的内在秩序。 牛顿的综合与新物理学的建立: 剖析了《自然哲学的数学原理》的革命性意义。它不仅统一了天上的运动和地上的运动(万有引力定律),更重要的是,它提供了一种全新的、基于微积分的、可预测的机械宇宙图景。同时,探讨了牛顿同时代的莱布尼茨在微积分发展中的贡献和哲学上的差异。 --- 第四部分:启蒙与分化——学科的专业化与理性的扩张(约公元 1700 年 - 公元 1900 年) 随着牛顿体系的成功,科学开始进入专业化和工业化的时代。本部分关注热力学、电磁学以及生命科学的独立崛起,以及科学方法论的进一步完善。 关键议题: 热能与物质的觉醒: 探讨了从蒸汽机的实践中诞生的热力学(焦耳、卡诺、克劳修斯),如何确立了能量守恒和熵增定律,将宏观世界的无序性纳入科学的解释范围。 电磁场的统一: 描述了法拉第和麦克斯韦如何将电学、磁学和光学融合成一个统一的电磁场理论。麦克斯韦方程组的建立,被视为继牛顿之后最伟大的理论综合之一,预示着场论在物理学中的中心地位。 生命科学的革命性进展: 考察了林奈的分类学如何组织生命世界,拉马克和达尔文的进化思想如何挑战了神创论,并最终确立了自然选择作为生命史核心机制的地位。详细分析了孟德尔的遗传学实验如何在不为人知的情况下,为生物学提供了精确的机制解释。 --- 第五部分:微观的颠覆与未来的展望(约公元 1900 年至今) 本书的收尾部分聚焦于二十世纪初的两次重大物理学革命,它们彻底重塑了我们对时间、空间、物质和因果关系的理解,并探讨了科学在当代社会中的角色与伦理困境。 关键议题: 相对论的范式转移: 深入解析了爱因斯坦如何通过光速不变性原则,重新定义了时空结构(狭义相对论),并随后将引力解释为时空弯曲(广义相对论),瓦解了牛顿绝对时空的观念。 量子力学的怪诞世界: 探讨了普朗克、玻尔、海森堡和薛定谔等人如何揭示了微观世界固有的不确定性和概率性。重点讨论了波粒二象性、不确定性原理以及哥本哈根诠释引发的深刻哲学争论。 科学的边界与责任: 最后,作者将目光投向了当代科学,包括基因编辑技术、复杂系统理论和人工智能的兴起。本书以审慎的态度,探讨了科学知识的爆炸性增长如何要求社会更加关注知识的伦理责任和其对人类未来的深远影响。 本书特色: 本书最大的特点在于其强大的“语境化”能力。它始终坚持认为,科学不是在真空中发展起来的,而是人类在与自身局限和宇宙奥秘持续搏斗的过程中,所形成的文化遗产。通过对科学史家、哲学家和科学家本人思想的交叉引用,本书为读者提供了一个理解现代科学如何成为我们理解世界的主导方式的深刻路径。它不仅是科学爱好者的必读之作,也是所有寻求理解人类认知发展轨迹的知识探索者的指南。