自然科學/德國少年兒童百科知識全書

前言

　　今天，如果我們沒有一本包羅萬象的《人類文化史》，那么對于“科學”這個概念，我們就無從談起了。因為只有把科學放在浩瀚的人類文化史中，我們才能看到現(xiàn)代科學的發(fā)展脈絡(luò)，看到科學與人類文化和社會發(fā)展之間的緊密聯(lián)系。在過去的幾百年中，特別是從19世紀中葉開始，科學知識和科學實驗為我們的文化帶來了深層次的、根本性的變化。一方面，人類對于自身以及這個世界有了更多更深刻的認識；另一方面，以科學研究為基礎(chǔ)的技術(shù)改革，使我們居住的這個星球日益先進。我們的祖先曾經(jīng)把人類累積的經(jīng)驗作為了解這個世界的入口，現(xiàn)在，我們通過科學知識正在不斷地打開這個入口?！　”緯鵀樽x者描述了科學發(fā)展史上的重大事件和現(xiàn)代科學的發(fā)展軌跡。作者希望能為讀者提供一條線索，使讀者可以輕而易舉地看到科學發(fā)展的開端和方向。本書的重點并不是那一小部分最偉大的科學家，而是那些在人類社會發(fā)展早期，深受社會文化影響的科學家，以及那些總是對新鮮事物感興趣，致力于把科學和技術(shù)相結(jié)合的科學家。

內(nèi)容概要

科學家在哪里工作？實驗到底有什么作用？什么是收藏室？……帶著這些問題，著名科學家、科普作家法勒克·穆勒博士引領(lǐng)我們踏上了一次奇妙的科學旅程。他為我們講述了世界上各種不同文化的發(fā)展與傳播，并且展望了科學發(fā)展的未來。穆勒博士還非常明確地闡述了科學發(fā)展對我們?nèi)粘Ｉ畹挠绊?，以及世界科學研究領(lǐng)域所取得的豐碩成果。他既提出了核武器應(yīng)該如何發(fā)展的問題，也為讀者們介紹了舉世聞名的諾貝爾獎。最后，他還指引孩子們，應(yīng)該如何了解科學知識，進行最初的科學研究。

書籍目錄

知識與科學  科學家們在哪里工作？  什么是知識？  為什么知識非常重要？  科學有哪些種類？  科學家就是收集者嗎？  如何確認關(guān)于世界的知識？  科學改變了我們對世界的認識嗎？科學的初級階段  科學有起源嗎？  古希臘人知道些什么？  人類如何保存知識？  為什么科學會發(fā)生改變？  百科全書包括哪些內(nèi)容？知識的傳播  第一所大學是什么時候建立的？  早期的大學有哪些作用？  知識是如何傳播的？科學革命  好奇心會帶來危險嗎？  什么是科學革命？  古老的知識有什么作用？  伽利略通過望遠鏡看到了什么？  人們?nèi)绾窝芯刻祗w？自然之書  什么是自然之書？  上帝是一個鐘表匠嗎？  人類是一臺機器嗎？  地球是一塊磁石嗎？  通過顯微鏡我們能看到什么？  實驗有哪些作用？  數(shù)學在科學研究中扮演著怎樣的角色？科學與合作  科學家必須共同合作嗎？  什么是科學院？  什么是收藏室？  所有人都應(yīng)該科學地思考嗎？電  能工業(yè)化時期  什么是工業(yè)化？  是否存在永動機？  什么是能量？  我們能從煤炭中得到顏料嗎？  什么是世界的“神經(jīng)系統(tǒng)”？  標準的重要性體現(xiàn)在哪里？  科學研究院是從什么時候開始建立的？競爭與合作  一個學科在不同的國家會有不同嗎？諾貝爾獎  原子世界遵循怎樣的法則？  計算機有多重要？  什么是合作研究？  我們生活在生物學的世紀嗎？世界的科學  為什么科學對每個人都很重要？  我們?nèi)绾螌W習科學知識？  孩子也能從事科研工作嗎？  科學將如何繼續(xù)發(fā)展？名詞索引

章節(jié)摘錄

　　什么是科學革命？　　歷史學家認為，現(xiàn)代科學體系形成于16世紀到17世紀之間。它是當時歐洲社會和經(jīng)濟變化的產(chǎn)物。有些人認為，在這個時期會爆發(fā)一場像除舊革新的政治革命一樣的“科學革命”。實際上，在這個時期內(nèi)，隨著知識的積累、更新和發(fā)展，科學的確發(fā)生了變化。當時最常見的就是關(guān)于宇宙學的辯論?！　?543年，尼古拉斯·哥白尼（1473—1543）發(fā)表了他的學術(shù)著作《天體運行論》。在這部著作中他闡述了自己的觀點：太陽是世界的中心。對于哥白尼而言，地球僅僅只是一顆在火星和金星之間按照一定軌道繞著太陽運行的行星?！　「绨啄嵩?jīng)供職于天主教會。由于這個特殊的理由，再加上一些其他的因素，他始終不能被看作是這個新學科唯一的創(chuàng)始人。其他的科學家接受了他提出的理論，并繼續(xù)把這個理論發(fā)揚光大。當時有許多學者都認為自己是新時代的代言人。對于他們而言，如果想要當時的天主教會接受他們發(fā)現(xiàn)的新事物和新思想，他們就必須要按照天主教的要求加以變通，這樣才有可能被天主教會認可。　　古老的知識有什么作用？　　差不多所有的學者都不愿意把“古老的知識”完全剔除，比如亞里士多德的學說。他們認為，這些“舊”知識像巨人一樣推動了科學的發(fā)展，雖然它們已經(jīng)完成了使命，但是我們完全可以把這些知識轉(zhuǎn)化為自己知識結(jié)構(gòu)的一部分。此外，如果我們能把現(xiàn)在的科學發(fā)展看作是古老的科學發(fā)展的一部分，那么我們就如同站在了巨人的肩膀上。這樣，我們就會比他們看得更遠?！　‘敃r，大部分研究人員并不是生活在修道院內(nèi)，而是在生活在城市中，在大學里學習。他們作為數(shù)學家、皇家天文學家或顧問，為公爵或者國王服務(wù)。雖然他們只能從事理論研究，禁止進行實際操作，但是當時的學者，還是對不同學科之間存在的關(guān)系表現(xiàn)出了極大熱情，希望能從實際的制造工藝中尋找答案?！　∵_·芬奇（1452—1519）是較早在多個學科領(lǐng)域開展研究的學者。他不僅致力于藝術(shù)研究，而且還涉獵工程學并提出了相關(guān)的問題。他時常親自動手，解答機械方面的疑問。另外一位著名學者伽利略，作為哲學家和數(shù)學家供職于意大利一個有權(quán)勢的伯爵府。伽利略從不懼怕進入手工作坊，而且喜歡和手工業(yè)者在一起，學習他們的制造技藝。　　伽利略通過望遠鏡看到了什么？　　17世紀初期，荷蘭的磨鏡師傅就已經(jīng)開始制造望遠鏡并在市場上出售了。這種情況出現(xiàn)后不久，伽利略就擁有了自己的望遠鏡。他利用這個經(jīng)過改進的望遠鏡來觀察天體，并且發(fā)現(xiàn)了很多過去未曾發(fā)現(xiàn)的東西。他看到月球表面坐落著山峰；木星不僅僅只有一顆衛(wèi)星，而是有好多顆衛(wèi)星圍著它旋轉(zhuǎn)；太陽的表面時不時會出現(xiàn)斑點，在斑點周圍出現(xiàn)紅色的光芒。伽利略的一些朋友和同行，剛開始都不相信他觀測到的現(xiàn)象。因為他們還心存疑慮：通過望遠鏡觀察到的東西是否值得信賴?！　‘斠粋€人用望遠鏡觀察遠處教堂的塔樓時，他還可以走到塔樓前，對比望遠鏡中看到的塔樓是否比真實的塔樓大一些。而在用望遠鏡觀測遙不可及的星辰時，人們根本無法通過對比來確定自己看到景象是否真實。　　人們?nèi)绾窝芯刻祗w？　　想要人們相信望遠鏡中觀測到的月球山脈真實可信，就必須滿足一些前提條件。首先，人們必須確信月亮、行星和太陽等天體和地球一樣，都遵循著同一種運動規(guī)律，這樣才具有可比性。關(guān)于這一點，早在伽利略之前就已經(jīng)開始了無休止的爭論。許多人認為，這些天體是按照和地球不同的規(guī)律運動的。最明顯的現(xiàn)象就是，這些天體都是沿著圓形的軌道恒久不變地轉(zhuǎn)動，而地球的運動則是雜亂無章、毫無規(guī)律可循的。因此這些人認為，在地球上通過望遠鏡觀測天體根本就是一種不科學的方式，不值得相信。然而，伽利略所做的實驗就是為了能讓其他同行相信，地球的運動同樣是遵循一定的規(guī)律的。在很多情況下，人們必須與自然合作，這樣它才能將最真實的一面展示給我們。　　什么是自然之書？　　在看完一些學者對大自然的介紹之后，我們就會發(fā)現(xiàn)，其實大自然就是一本非常特別的書。如果說《圣經(jīng)》是上帝賜予人類的一本寫滿文字的書，那么大自然也是一本不可思議的自然之書?！　≠だ韵嘈牛瑫鴮戇@本自然之書的語言并不是普通的文字，而是一種“數(shù)學語言”，即圓、三角和圓錐體這類普通的數(shù)學圖形?！　】茖W家的任務(wù)就是通過解讀自然中的幾何圖形和數(shù)字公式，為人類展示這本書所描述的內(nèi)容?！　≡S多科學家認為，實驗、實驗器材和儀器是人類探索和了解自然的重要途徑。英國科學家羅伯特·胡克（1635—1703）和許多同時代的人一樣，他們認為，生活在遠古時期的人類的祖先，曾經(jīng)有著非常敏銳的感官，他們可以在不使用任何輔助工具的情況下，感知到大自然的神秘規(guī)則。按照胡克的理論，現(xiàn)在他使用顯微鏡等實驗儀器，都是為了幫助人們找回已經(jīng)失去的感知能力。對于胡克而言，這個世界都是由微小的粒子構(gòu)成的，這種微小的粒子只有在顯微鏡下才能看得到。科學家只能依靠越來越精密的顯微鏡，才能不斷地了解到這些微小粒子的情況?！　∩系凼且粋€鐘表匠嗎？　　有時我們會討論，什么是這個時代最重要的新生事物。在討論中我們就會發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在科學家不僅能夠為我們闡釋天體的運動規(guī)律，創(chuàng)造出令人信服的數(shù)學成就，而且還能制造各種各樣的機器?！　‰m然有些機器的性能還不是很穩(wěn)定，但是機器的穩(wěn)定性和精密程度都在日益提高。　　而且，人類制造的機器也逐漸被社會接受和認可。

編輯推薦

　　《自然科學》為讀者描述了科學發(fā)展史上的重大事件和現(xiàn)代科學的發(fā)展軌跡。作者希望能為讀者提供一條線索，使讀者可以輕而易舉地看到科學發(fā)展的開端和方向?！蹲匀豢茖W》的重點并不是那一小部分最偉大的科學家，而是那些在人類社會發(fā)展早期，深受社會文化影響的科學家，以及那些總是對新鮮事物感興趣，致力于把科學和技術(shù)相結(jié)合的科學家。

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