大科學家50

內(nèi)容概要

　　古今人類歷史上最著名的50位大科學家，他們通過思想和實驗推進了數(shù)學、物理學、天文學、化學、生物學和醫(yī)學等學科的革命性發(fā)展，為人類文明的進步做出了巨大的貢獻。如果沒有他們，人類今天的面貌簡直不敢想象。然而，科學并不是發(fā)生在真理的象牙塔中的，表面上看似乎建立在客觀真理基礎(chǔ)上的自然科學，實際上是徹頭徹尾的個人行為，而科學天才們也都是具有七情六欲、種種缺陷乃至信仰或迷信的人。正因為如此，科學家們的傳記才如此膾炙人口，引人入勝。

作者簡介

　　貝恩德·舒（Bernd Schuh）生于1948年，曾在科隆大學攻讀物理、化學和數(shù)學。1977年獲博士學位，其后取得德國大學物理學執(zhí)教資格，并曾在科隆大學和美國加州大學圣地亞哥分校任教。目前生活在科隆，從事自由職業(yè)，為多家雜志撰稿，并在電臺和電視臺擔任主持人。他曾以《環(huán)境百科》（Gerstenber9出版社）——書獲2002年度德國兒童文學獎。

書籍目錄

天才與成見亞里士多德采集收藏家與學科分類家阿基米得數(shù)學物理的始祖克勞狄烏斯·托勒密古天文學的終結(jié)者海桑具有創(chuàng)新精神的阿拉伯傳播者尼古拉·哥白尼謹慎的顛覆者帕拉塞爾蘇斯狂妄固執(zhí)的創(chuàng)新者伽利略·伽利萊方法論的創(chuàng)新者約翰內(nèi)斯·開普勒玄秘的天文學家威廉·哈維解剖學帶來進步布萊茲·帕斯卡爾自然界恐懼真空羅伯特·玻義耳游離在煉金術(shù)與化學之間克里斯蒂安·惠更斯巴洛克時代的阿基米得艾薩克·牛頓理論物理學的創(chuàng)始人卡爾·馮·林奈上帝的賬房先生喬治-路易·勒克萊爾·布豐自然史的百科全書米哈伊爾·羅蒙諾索夫鮮為人知的全才詹姆斯·赫頓地質(zhì)學領(lǐng)域的哥白尼約瑟夫·普里斯特利氣體化學的布道士安托萬·拉瓦錫化學領(lǐng)域的革命家讓-巴蒂斯特·拉馬克進化論的第一位理論家亞歷山德羅·伏打電池發(fā)明者喬治·居維葉比較解剖學的奠基人亞歷山大·馮·洪堡第一位現(xiàn)代地理學家格奧爾格·歐姆直流電大師邁克爾·法拉第杰出的實驗家薩迪·卡諾熱力學的開拓者尤斯圖斯·馮·李比希農(nóng)業(yè)化學之父查爾斯·羅伯特·達爾文謹慎的革命家路易·巴斯德細菌學大師威廉·湯姆遜（開爾文勛爵）熱即運動！詹姆斯·克拉克·麥克斯韋電學、碰學、光學統(tǒng)合第一人季米特里·門捷列夫元素周期分類大師羅伯特·科赫微生物學大師威廉·康拉德·倫琴勤奮者的好運伊萬·巴甫洛夫生理機械師亨利·貝克勒爾倫琴影子下的劃時代發(fā)現(xiàn)海因里?！ず掌濍娦偶夹g(shù)的奠基人馬克斯·普朗克不情愿的革命者瑪麗·居里放射性之母弗里茨·哈伯為了工業(yè)和祖國歐內(nèi)斯特·盧瑟福核物理學之父莉澤·邁特納為物理學奉獻一生奧托·哈恩核時代的奠基人？阿爾伯特·愛因斯坦相對論的創(chuàng)始人尼爾斯·玻爾互補性思想家萊納斯·鮑林致力于和平的化學家恩里科·費米駕馭核能的人維爾納·海森伯不確定性大師巴巴拉·麥克林托克追蹤“跳躍的基因”弗朗西斯·克里克＆詹姆斯·沃森基因技術(shù)的助產(chǎn)士人名索引

章節(jié)摘錄

　　天才與發(fā)現(xiàn)　　一般來講，人們認為自然科學始于啟蒙時代，從那時起，人們開始按照一定的規(guī)律和方法來系統(tǒng)地并有的放矢地研究大自然。科學成為一種社會行為，并對人類的生存保障做出了直接的貢獻。今天，疫苗使人類擺脫了那些曾奪去千百萬人生命的瘟疫的肆虐，而醫(yī)學影像技術(shù)則幫助我們進行骨折治療或腫瘤切除，這一切都要歸功于路易？巴斯德、羅伯特？科赫和威廉？康拉德？倫琴等科學家。今天我們能以前人不敢想象的速度穿梭于地球的不同角落，并以光一樣的速度與地球的另一端進行通信聯(lián)絡(luò)，同樣要歸功于牛頓、海因里希？赫茲和維爾納？海森伯等偉人的不懈努力所奠定的基礎(chǔ)?！　≡缭趩⒚蓵r代前就已有思想家、研究者和治療者，他們努力探索自然知識，讓自然之力為人類所用。例如阿基米德通過對液體浮力的研究，為后人留下了最早的基本物理定律，這些定律至今仍為人類所用。然而，大部分自然科學家的研究動機很少出于公眾的利益，阿基米德就為他的國王研制了用于戰(zhàn)爭的技術(shù)。自羅伯特？奧本海默以來，現(xiàn)代物理學大師們有時出于科學的興趣而參與大規(guī)模殺傷性武器的研制則是不爭的事實，這位美國原子彈計劃的科研負責人把原子彈的研制工作稱為追求“技術(shù)上的完美”。　　科學家從事研究的真正動機往往源自難以自制的對知識的渴望。也許人們可以說這是對真理的熱愛或執(zhí)著，在科學家眼里，對學術(shù)成就的企盼遠比其個人的安逸舒適重要。在科學家對真理的懷疑中，人們最終能找到真正的智慧。在與天主教教會關(guān)于宇宙觀真理的論爭中，伽利略雖然表示出了和解的誠意，但最終還是飽受凌辱，并在軟禁中度過了他的晚年生活?！翱茖W”的認知并不都是永恒不變的“真理”，以今天的眼光來看，亞里士多德對重力作用有著十分古怪的觀點，而把這種觀點梳理修正的則是伽利略。因此，有必要經(jīng)常反省這樣一個問題：今天的“科學真理”中有哪些將會永久有效？愛因斯坦提出了關(guān)于空間、時間和物質(zhì)的偉大理論，今天我們知道，這一理論也不可能是終極的智慧?！　】茖W認知越新，我們就越可以清楚地看到，科學并不發(fā)生在真理的象牙塔中?？茖W家往往只能提出只有他們那個時代能夠理解并愿意回答的問題。科學家們的認知要成為社會的公共財富，必須首先得到其同事們的認同接納、改進發(fā)展，有時甚至是適當?shù)霓饤壊判?。與外界印象不同的是，自然科學并不自始至終都是合情合理的冒險行為。最偉大的科學大師也只是歷史長河中他們那個時代的孩子，人們在牛頓的遺物中就發(fā)現(xiàn)了一個裝有煉金術(shù)文稿的箱子。欺詐、偽造和欺騙對自然科學家來講也并不陌生，因為他們也要面對虛榮、權(quán)力和金錢的誘惑。羅伯特？科赫毫無疑問是現(xiàn)代細菌學的奠基人之一，但就是這位科學巨匠出于個人利益將一種臆想的結(jié)核病疫苗推向了市場，給人類造成了極大的危害。表面上似乎建立在客觀真理基礎(chǔ)上的自然科學，實際上是徹頭徹尾的個人行為，而科學的代表們也都是擁有七情六欲、各種缺陷、莫名恐懼、乃至信仰和迷信的人。正因為這樣，科學家們的傳記才如此膾炙人口，引人人勝?！　〔杉詹丶遗c學科分類家　　亞里士多德　　前384-前322　　亞里士多德出生時蘇格拉底已去世15年了，而蘇格拉底的得意門生柏拉圖當時正在雅典附近經(jīng)辦一所貴族學校。后人往往把亞里士多德與這兩位偉大的哲學家相提并論，在幾乎所有的文獻中，人們都把亞里士多德當作一位哲學家，而非一位自然科學家來介紹，這自然有其合理因素和種種不同的理由。理由之一是那個年代還沒有現(xiàn)代意義上的自然科學，亞里士多德不但沒有研究工具（既沒有觀察植物和微生物的顯微鏡，也沒有可嘹望宇宙的望遠鏡），而且也不懂得現(xiàn)代自然科學研究的“科學方法”：根據(jù)人類長期積累的經(jīng)驗提出、求證并拓展有關(guān)自然界規(guī)律的理論。與用自己的數(shù)學天賦為其統(tǒng)治者設(shè)計出戰(zhàn)爭工具的阿基米德不同，亞里士多德也并不是我們今天所說的工程師和技術(shù)員。　　盡管如此，人們還是在亞里士多德身上發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)代科學的基本特征：對自然界進行觀察，把從中獲得的經(jīng)驗匯總起來并將別人的各種認知整理和記錄下來。亞里士多德十分強調(diào)經(jīng)驗和經(jīng)歷，這使他在很大程度上有別于他的導師，即著名的柏拉圖。柏拉圖雖然游歷豐富，積極參與政治活動，但其哲學思想?yún)s崇尚脫離現(xiàn)實世界的理念形式。與此相反，亞里士多德在柏拉圖學園學習和教學的20年間幾乎沒有大的旅行，他十分重視感性的認知，給感性上可以認知的現(xiàn)實存在以很高的地位。除了從孩提時代就開始收集整理的礦物、植物和動物標本外，亞里士多德還收集整理了大量有關(guān)自然現(xiàn)象的材料，碰到無法通過自己的觀察獲得的知識，他就向其他專業(yè)人士（如漁夫和獵人）請教。在其《動物志》、《動物的繁殖》和《論動物的結(jié)構(gòu)》等著作中，亞里士多德對許多自然現(xiàn)象都有十分正確和精辟的描述。由于他首次對一種哺乳動物（野生水鹿）和鲇科魚類做出了貼切的描述，后來人們以他的名字來命名這兩種動物，由此可見亞里士多德在自然標本的采集、整理和描述方面所做出的杰出貢獻。他對鲇科魚類的描述曾長時間受到人們的質(zhì)疑，因為人們錯誤地把亞里士多德所描述的出現(xiàn)在希臘水域的一種亞洲鲇科魚類當作了歐　　洲的鲇科魚類?！　∈廊藢τ趤喞锸慷嗟碌膶W術(shù)持質(zhì)疑的態(tài)度也是完全可以理解的，因為他確實給后世留下了很多的謬誤。例如他把所有生物分為“帶紅血”和“不帶紅血”兩種，把海綿動物、軟體動物、昆蟲、甲殼動物和墨魚稱為不帶紅血的動物，把魚、爬行動物、鳥和四足動物稱為帶紅血的動物，帶紅血的動物在他那生命自然圖解中具有更高的地位。在他看來，心臟是最重要的器官，而且是人用來思維的器官，而大腦只是一個具有冷卻（血液）功能的器官。從心理學這個角度來講，這位古希臘偉人也許不無道理，畢竟我們今天還經(jīng)常“心頭發(fā)熱”、有“心事”或要“讓心來說話”，而“冷靜的頭腦”則可使人的欲望有所收斂。也許是因為亞里士多德的觀點占據(jù)了太久的統(tǒng)治地位，直到l7世紀，威廉？哈維才具體描述出了血液循環(huán)系統(tǒng)?；降纳駮M管亞里士多德的全部哲學非常世俗，后來的基督教神學還是在他的學說中找到了佐證。在他的《天論》一書中，亞里士多德稱上帝至少是世俗生靈背后的驅(qū)動力，是“不動的驅(qū)動者”。他這樣寫道：“宇宙也是藝術(shù)和精神的產(chǎn)物，它的恒久并不在于所創(chuàng)造的生靈，所以．在造物之路上所形成的最初的零星物質(zhì)很有可能是上帝的意志所為?！眮喞锸慷嗟玛P(guān)于力學的觀點也統(tǒng)治了很長的時間，直到伽利略才將它修正。這位古希臘思想家相信，較重的物體要比較輕的物體更快地下落到地面并以最短的距離向地心接近，他認為，一個物體的速度隨物體所受的作用力或運動阻力的變化而成正比地增加或減少。直到l7世紀，艾薩克‘牛頓才對此給出了正確的描述：并不是　　物體的速度，而是物體的加速度和物體所受的合力成正比關(guān)系。諸如此類的“紕漏和謬誤”是完全可以理解的，至少也是可以原諒的。因為我們知道，亞里士多德遵循的是一種與現(xiàn)代科學家完全不同的哲學，他的興趣并不在于探尋一個過程或自然現(xiàn)象是怎么形成的，回答“怎樣”的問題，而在于探尋事物進展的結(jié)果，回答“為什么”。這種設(shè)問的方式是以獨特的方法論為基礎(chǔ)的，這種獨特的方法論是亞里士多德邏輯理論的一個組成部分，它總是將事物的發(fā)生或發(fā)展歸結(jié)為四種原因的推動。第一個原因是“質(zhì)料因”（causamaterialis），即一個事物、一種狀態(tài)或一個運動的物質(zhì)前提；第二個原因是“形式因”（causaformalis），就是指決定事物發(fā)生或發(fā)展的構(gòu)思，要賦予的外觀；“動力因”（causamovens）則是第三個原因，就是指“驅(qū)動”的原因，這對于我們今天來講是一個決定因素，例如，石頭下落是因為吸引其落地的重力，或者說地球和石頭相互運動，這種重力可以通過數(shù)學方法精確地計算出來；亞里士多德最感興趣的是第四個原因，即“目的因”（causafinalis），它指一件事情發(fā)生背后的目的，例如石頭運動后面所蘊藏的目的。對于亞里士多德來講，石頭運動的目的在于它要尋找其“自然的歸宿”，這位自然科學家進而認為石頭的自然歸宿在宇宙的中心，即地球的中心。在現(xiàn)代科學的問題清單里已找不到對目的因的提問，大部分科學家拒絕尋找隱藏在自然過程后面的任何形式的目的。這種關(guān)于圓滿實現(xiàn)（Entelchie），也即萬物的目的性的思想也表現(xiàn)在亞里士多德的自然圖解中，按照這種思想，他把世間各種現(xiàn)象分為有生命的和無生命的兩類。在生物學方面，亞里士多德認為自然界是一個巨大的階梯，是一個由“各種無生命物體、植物和動物構(gòu)成的連綿不絕的序列”。他的這種思想，即生物向“更高”的生命發(fā)展的觀點已十分接近進化論，我們不妨可以想象，假如亞里士多德有查爾斯？達爾文那樣的出游機會，世界將發(fā)生什么。在哲學（或者說科學方法論）方面，亞里士多德強調(diào)未來潛在性重于現(xiàn)實性，強調(diào)現(xiàn)實世界中的具體轉(zhuǎn)換重于抽象的、脫離現(xiàn)實的理念。他的哲學思想與l3世紀以大阿爾伯圖斯及其弟子托馬斯？阿奎那為代表的基督教經(jīng)院　　哲學流派相近，經(jīng)院哲學在歐洲統(tǒng)治思想界長達幾個世紀。人生在世被認為是向上帝發(fā)展的一個時間段，人的“目的因”是對上帝的感知，上帝的救贖是人最后可以想象的圓滿實現(xiàn)。這種與神學理論家的相近性也是人們在很長一段時間里把亞里士多德更多視為一位哲學家，而很少把他視為一位自然科學家的原因之一。在今后的歲月中，人們也許還會繼續(xù)這樣看待亞里士多德?！　喞锸慷嗟隆　∩脚c學術(shù)生涯　　亞里士多德于公元前384年出　　生在哈爾基季基半島的斯塔基爾，他的父親是馬其頓國王阿曼塔二世的宮廷御醫(yī)，家境寬綽富裕，在社會上有一定的名望。也許是受父親職業(yè)的影響，亞里士多德自幼就對自然界及其規(guī)律表現(xiàn)出了很大的興趣，少年時代他就收集了許多蝴蝶、甲殼蟲、石頭和熱帶植物標本。十七歲那年，亞里士多德來到了雅典，就讀于柏拉圖于公元前387年創(chuàng)辦的學園，后來成為柏拉圖學園的老師，亞里士多德在柏拉圖學園總共度過了20個春秋。公元前374年柏拉圖去世后，學園并沒有委任亞里士多德?lián)螆@長，而是讓柏拉圖的侄兒斯佩斯普出任園長。亞里士多德于是離開了雅典，應(yīng)學友赫米亞斯之邀來到了阿索斯城，赫米亞斯當時是小亞細亞沿海城市阿索斯和阿塔紐斯的君主。在阿索斯研究和從教三年后，亞里士多德與赫米亞斯的一位親戚結(jié)婚并搬遷到萊斯沃斯島的美蒂萊訥，在美蒂萊訥他與柏拉圖的另一位學生泰奧夫拉斯特一起創(chuàng)建了自己的學校。公元前342年，亞里士多德奉馬其頓國王菲利普斯二世（阿曼塔二世之子）之召，成為當時年僅十三歲的亞歷山大的私人教師。亞歷山大后來創(chuàng)造了歷史，被稱為亞歷山大大帝。公元前336年，亞歷山大繼承父親的王位，亞里士多德也因此成為這位亞細亞強悍君主的心腹，他于公元前334年回到了雅典。在雅典，亞里士多德又創(chuàng)建了一所自己的學校，并將其命名為呂克昂學園。呂克昂學園的名聲不久就超過了柏拉圖學園，學園的教學主要在學校的走廊和過道上進行，所以呂克昂學園出來的哲學家后來也被稱為“逍遙派”學者。亞里士多德與亞歷山大大帝一直保持著良好的關(guān)系，直至亞歷山大大帝去世。在兩人的接觸中，亞歷山大獲益良多，亞里士多德也得到了榮譽和保護。亞歷山大死后，亞里士多德越來越感到了大國沙文主義的敵意，為了避免雅典人“第二次褻瀆哲學”（亞里士多德以此暗喻公元前399年蘇格拉底被迫飲毒而死一事），他隱居到了哈爾基斯的埃維亞島。逃離雅典后不久，亞里士多德就于公元前322年死于胃病?！　喞锸慷嗟乱簧鸀楹笕肆粝铝舜罅可婕罢?、哲學和自然科學的著作和文獻，今天我們看到的亞里士多德的各種文獻主要是由公元前l(fā)世紀擔任呂克昂學園園長的安德魯尼科斯整理而成的。　　數(shù)學物理的始祖　　阿基米德　　約前287—前272　　在歷史學家眼里，阿基米德是人類歷史上最杰出的人物之一，有人甚至把他與牛頓和愛因斯坦相提并論。怎樣來解釋人們對他的這種至高無上的評價呢？毫無疑問，阿基米德是一位極富天賦的數(shù)學家，早在年輕時代他就沉迷于各種數(shù)學問題的解答。傳說他經(jīng)常在沙地、爐灰甚至自己沐浴后剛抹上護膚油的身體上記下各種公式、力學草圖和幾何圖形。他對數(shù)學的專注常使他廢寢忘食，古代歷史學家把阿基米德視為“數(shù)學之神”。要正確地評價阿基米德對人類所做出的貢獻，就有必要了解阿基米德所處的那個年代。阿基米德確定的許多計算幾何形狀及物體表面積和體積的方法已載入當今的教科書，但他的某些原理也不完全正確。例如，在他的《圓的度量》一書中，阿基米德認為“圓面積與其直徑的平方之比為11：14”，今天我們知道，這一方法計算的結(jié)果是當時尚不被人們所知的圓周率丌值的近似值。在推演圓周率和曲面物體的表面積的過程中，阿基米德創(chuàng)立了“逼近法”，即我們今天所說的逐步近似求極限的方法。他用圓內(nèi)接多邊形與外切多邊形邊數(shù)增多、面積逐漸接近的方法，比較精確地求出了圓周率。　　……

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