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科學簡史 版權信息
- ISBN：9787505743854
- 條形碼：9787505743854 ; 978-7-5057-4385-4
- 裝幀：80g輕型紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>
科學簡史 本書特色
探尋2500年人類智慧，再現偉大科學家的光輝瞬間，開啟探索未知世界的好奇心。一本關于天文學、宇宙學、數學、物理學、化學、生物學、醫學和地質學的入門史。 1. 寫給每個曾經對世界懷抱好奇的心靈，一部適合青少年閱讀，兼具故事性、趣味性、知識性的科普書。 2. 一切知識，都有科學的特性？茖W不是通往真理的絕對可靠的指引，而是一種理解世界的方式，要探知未來就要理解科學，就必須理解科學的過去。 3. 從希波克拉底、柏拉圖和亞里士多德，到愛因斯坦、薛定諤和道金斯，這些拓展人類知識邊疆的偉大心靈，不僅改變了科學發展的軌跡，也促成了人類視野和思維方式的一次次革命。 4. 內外雙封面，封面超感滑面紙，內文精選純質紙，版式清晰舒朗！采用平裝膠釘，特用UV工藝，裝幀精美！ 5. 從人類早期的科學探索到20世紀宇宙大爆炸理論的提出，從古希臘時代的科學起源到16、17世紀現代科學的誕生，從地球科學的崛起、生命科學的興盛到對宇宙太空的探索……這本書是改變我們看待世界、宇宙和自我方式的科學讀本，引人入勝地講述了科學觀念變革和思想發展的偉大歷程。
科學簡史 內容簡介
《科學簡史》再現了偉大科學家的智慧光輝，并以此為脈絡呈現了一部極簡科學史，是人類探索世界和科學歷程的全新概覽。作者從目前偉大科學家的獨特視角出發，按照科學門類向讀者依次勾勒了天文學、宇宙學、數學、物理學、化學、生物學、醫學、地質學和氣象學的發展史。在闡述各學科重要原理、發現、發明的過程中穿插了偉大科學家的生平，讓你深入了解科學家的聰明才智，以及隱匿在科學背后的奇聞趣事，開啟探索未知世界的好奇心。
科學簡史 目錄
引言 1
**章 天文學和宇宙學：科學的宇宙觀 5
第二章 數學：數字的科學 47
第三章 物理學：事物的本質規律 77
第四章 化學：發現元素和化合物 111
第五章 生物學：地球生命的特征 139
第六章 人類與醫學：生命的本源 169
第七章 地質學和氣象學：自然的秘密 203
譯后記 229
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科學簡史 節選
**章 天文學和宇宙學：科學的宇宙觀 上古時代人類試圖通過觀察天體來理解宇宙，現在的天文學家借助儀器發現了更多未知。此外，他們還發現了宇宙中無法被任何望遠鏡觀測到的部分…… 自上古時代起，人類就已試圖通過觀察我們世界之外的物體——太陽、月亮、各種恒星和行星，來理解這個宇宙。巴比倫和埃及文明早就意識到，某些天文事件會重復發生且擁有循環周期，于是繪制了恒星定位圖并對種種天體事件進行了預測，諸如交食（天體的部分或全部受其他天體的遮掩而變得晦暗）、彗星、月亮以及*明亮恒星的運動，他們的記錄構成了計時和導航的基礎。 早在他們進行數世紀的觀察之前，古希臘人就已用神話人物的名字來命名各種星群或星座，諸如用俄里翁（海神波塞冬的兒子，一位年輕英俊的巨人）命名獵戶座，用卡斯特與帕勒克這對孿生神靈命名雙子座。托勒密在公元1世紀羅列了48個西方星座，如今，它們已成為人們在浩瀚夜空中的導航工具。羅馬人也以類似的方式命名了我們的一些行星：用墨丘利（羅馬神話中為眾神傳遞信息的使者）命名了水星，用維納斯（希臘神話中愛與美的女神）命名了金星，用瑪爾斯（羅馬神話中的戰神）命名了火星，用朱庇特（羅馬神話中的宙斯神）命名了木星，用薩杜恩（羅馬神話中的農業之神）命名了土星。由于反射了太陽的光芒，在天空中，我們可以看到這些行星猶如璀璨的“恒星”。 17世紀，人們發明了光學望遠鏡，這永遠地改變了地球中心論的觀點。很快，人們便清晰地意識到，宇宙遠比曾經想象的要廣袤。進一步深入地探究宇宙空間后，天文學家發現了太陽系內更多的行星（天王星和海王星）、小行星、爆破彗星、衛星（諸如月亮）、矮行星（諸如冥王星）、氣體云、宇宙塵，以及全新的星系。 如今的天文儀器五花八門，包括可以探測來自遙遠宇宙物體輻射的星載望遠鏡以及可以從其他行星帶回信息的航天探測器。有了這些儀器的武裝，天文學家發現了更多的未知：構成我們宇宙的物質粒子和作用力，恒星、行星和星系進化演變的過程以及宇宙的發端。此外，他們還發現了宇宙中無法被任何望遠鏡觀測到的很大一部分，這種“暗物質”已被證明為天文學中的*大謎團之一。 早期恒星錄：甘德 人們認為，中國的天文學家甘德（約公元前400—前340）以及與他同時代的石申是歷史上*早有名字記載的編制出恒星列表或者說恒星錄的天文學家。甘德生活在古代中國動蕩不安的戰國時代。木星是我們太陽系中體型*為巨大的行星，它擁有著明亮的可見光，其規律的十二年運行軌道穿越天空，這被用來紀年，于是木星也就成了集中觀察和預測的焦點。在沒有望遠鏡的年代，甘德及其同僚不得不憑借肉眼觀測，不過，他們完成了精確的計算，這引領其在*佳時機完成了天文觀測。 在中國大陸之上的夜空中，甘德觀測并分類編錄了超過1000顆恒星，此外，他還識別了至少100個東方星座。在200年后，希臘天文學家希帕克斯（Hipparchus）編制了**本為人知曉的西方恒星錄，其中包含了約800顆恒星，與之相較，甘德的恒星錄更為綜合全面。 甘德確切觀察到了木星四大衛星中的一顆，這是世界上已知的關于木星衛星的首次觀測記錄——伽利略·伽利雷于1610年用*新研制的望遠鏡方才正式“發現”這些衛星，這比甘德的記錄晚了很多年。 石申和甘德是**批近乎精確地將一年測算為3651/4天的天文學家。在公元前46年，尤里烏斯·愷撒聘用了亞歷山大的希臘天文學家索西琴尼（Sosigenes），令其重新調整羅馬歷法，以便其測量更為精準，此后的歐洲和非洲北部一直使用這部由此生成的羅馬儒略歷（Julian calendar，尤里烏斯·愷撒在公元前46年所制定的一個官方的365天的歷法），直至1582年出現的格里高利歷（Gregorian calendar）將其取而代之，后者一直沿用至今。 以地球為中心的宇宙觀：亞里士多德（Aristotle） 公元前4世紀，古代中國的諸個列國正為霸主之爭沐浴在戰火中。與此同時，希臘古典文化則傳遍了地中海東部為數眾多的殖民地，這為支撐西方思想走入近代奠定了基礎。 希臘人感覺自己身處宇宙的中心，而夜空的景象加強了他們的這種信念。天空中的星辰升起繼而降落，它們似乎正在進行著圍繞地球的旅程（這造成了一種地球圍繞自身軸線旋轉的錯覺：各種恒星在天空中向西移動，這似乎僅僅是因為地球向東旋轉而已）。 他們確認了一些“游星”，其位置相對于背景中閃閃發光的“恒星”發生著移動。這些漫游之星包括太陽、月亮以及我們太陽系中五顆當時已被人知曉的行星：水星、金星、火星、木星以及土星。希臘人得出一條結論，宇宙由地球和一些天體組成，前者是一個完美的球體（并非如太古文化所想的那般平坦），它固定處于萬物的中心，后者包括太陽和一些可見的行星——它們環繞地球，在軌道中進行著正圓勻速運動。這些“恒星”位于外天球——在19世紀之前，天文學家并未關注過這些遙遠恒星的真實運行情況。 偉大的自然哲學家兼科學家亞里士多德針對這種“地心說”補充了自己的觀點。他推理指出，大地和天空是由五種元素構成的：四種大地元素（土、氣、火和水）以及第五元素，一種充斥于天空并包含在圍繞地球同心殼層中的物質，也被稱作以太。每個以太的同心殼層都含有一個天體，其圍繞地球進行正圓勻速運動，位于天球*外層的那些恒星都是固定的。那些大地元素形成、衰退并死亡，但天空是完美和不變的。 亞里士多德的宇宙觀被阿拉伯世界接受并于中世紀被再度引入受基督教影響的歐洲。 亞里士多德（公元前384—前322） 亞里士多德是古希臘知識界的一名巨匠，其觀點對西方世界產生了持久的影響。他出生于馬其頓的一個醫學世家，也是位于雅典的柏拉圖學園的明星之一。 他之所以離開雅典，可能是因為未能在柏拉圖死后被任命為學園院長，也可能是因為菲利普發起的馬其頓擴張戰爭使得馬其頓人不受歡迎。不過，當亞歷山大大帝——菲利普的兒子，也是亞里士多德的學生——征服了所有希臘城邦之后，亞里士多德于公元前335年或前334年返回了這座城市。 亞里士多德在雅典創辦了自己的呂克昂學園，在當時已被定義的幾乎所有學科繼續開展廣泛的研究。他教學和辯論的方法是一邊和學生散步，一邊與其討論各種學問，正因如此，亞里士多德學派的學者也被稱為逍遙學派者。 亞歷山大大帝死后，針對馬其頓人的反感情緒再度點燃，亞里士多德開始了逃亡。據說這是因為他援引了七十年前哲學家蘇格拉底被判死刑的案例，并說道：“我不想讓雅典人再犯下第二次毀滅哲學的罪孽。” 分點歲差：希帕克斯（Hipparchus） 緊隨著亞歷山大大帝的戰勝，希臘古典文化流向東方，啟發了一批學者，其中就包括尼西亞（在如今的土耳其）的希帕克斯（約公元前190—前120）。 希帕克斯著手編制了一本恒星錄，與此同時，他注意到各顆恒星的位置和早先的記錄并不吻合：存在著一個預料之外的系統性移位。他探測到地球在圍繞自身軸線旋轉時的“搖擺”——不妨想象一下，旋轉陀螺頂部出現的緩慢搖擺，其自轉軸會沿著一個圓形軌道運轉。由地球搖擺造成的這樣一種環行周期大約為2.6萬年——希帕克斯經過相當精確的計算得到了這個數字。 該搖擺導致的晝夜平分點要比預期參照“恒星”時出現得略微早一點，正因如此，他將這種搖擺命名為分點歲差。 隨著時間的變遷，在這種偏差的影響下，古代歷法體系中四季的出現時間各不相同。這些歷法體系中的一年是以太陽運行規律進行的測量為基準的（“恒星年”），這恰好是我們從地球出發觀測（或者，如我們現在所知，地球圍繞太陽運行一周的耗時），太陽從天空中由某顆恒星標注的位置再次旋轉運動到同一位置所花費的時間。希帕克斯發明了測定年的一種新方法，并由此解決了這個問題，這就是所謂的“回歸年”，或者是表面上太陽旋轉連續兩次通過相同分點的時間間隔；貧w年約比恒星年短20分鐘，它構成了我們現代格里高利歷的基礎。這就確保每年之中，四季都能在相同的歷月出現。 希帕克斯利用巴比倫的數據，并精準地計算出了恒星年和回歸年的時長：確實，他的計算要比250年后托勒密精確得多，這也表明，希帕克斯遠遠領先于他所處的時代。 一個數學的宇宙：托勒密（Ptolemy） 托勒密出生于1世紀末期，是*后一位偉大的古希臘天文學家，他也采納了地球位于宇宙中心的地心論。他的貢獻在于創造了**個能夠通過數學術語解釋并預測太陽和各大行星運動的宇宙模型。他的模型似乎解答了一個已然困惑了希臘人長達1400年之久的問題：如果一顆行星圍繞著處于宇宙中心的地球旋轉，那么為什么有的時候，相對于其背后“恒星”的位置，這顆行星似乎是向后運動的呢？ 盡管托勒密對此深信不疑，但為了以數學方法解釋天體的運動，他不得不違背自己的規則進行假設，地球并非處于行星軌道的正中心。從實用主義出發，托勒密及其追隨者們接受了這種移位差，它被認為是“偏心圓”，但這不過是地心說這種重要理論中的一個小插曲而已。 托勒密結合使用了三種幾何結構。其中**種——偏心圓并無什么新奇，他的第二種結構周轉圓亦是如此。這就表明，各顆行星并非簡單地沿著大圈，而是沿著小圈，或者說是沿著周轉圓圍繞地球運轉的，反過來，它們其實圍繞著一個以地球為核心（偏心的）更大圓（均輪）的圓周旋轉。周轉圓領域的研究進展解釋了行星為何有時似乎會向后移動，或者說“逆行”（參見下頁圖解）。 托勒密的第三種幾何結構——偏心勻速圓——是富有革命性意義的。托勒密發明這種結構，旨在解釋行星為何有時看起來會移動得越來越快或越來越慢，而非如從地球上觀測的那樣勻速前進。他提出，周轉圓在其較大圓（均輪）圓周上的運動中心既未對準地球，也未對準該較大圓的偏心圓中心，而是與一個第三點重合，這就是偏心勻速點，其和地球位置相對，且與該較大圓中心的距離也與地球相同。只有從偏心勻速點出發觀測行星，它們才會呈現勻速運動。 以上三種數學架構（周轉圓、偏心圓、偏心勻速圓）較為復雜，也無法令純粹主義者們滿意，但它們似乎可以解釋天文學中某些令人困惑的問題，比如說行星的逆行，比如說為什么行星在某些不同時間會顯得更加明亮，也因而似乎更加接近地球。這些數學架構合起來引發了人們對行星位置的種種預測，這些預測非常接近于現代的太陽中心論這種宇宙觀，其認為，各顆行星是沿著橢圓形軌道圍繞太陽運轉的。 托勒密的幾何模型首先在中東，然后在西歐為人所接受。它與當時的宗教信仰相吻合，但凡有學者膽敢對其提出非議，嚴苛死板且頗具鎮壓性的天主教會將其判處死刑。不過到了1008年，阿拉伯的天文學家開始質疑托勒密的數據及其觀點，數個世紀之后，人們明確發現，實際上托勒密偽造了某些觀察記錄以匹配他自己的理論。 托勒密（約83—161） 托勒密生活在埃及，當時那里還只是羅馬帝國下轄行省之一。盡管他有著羅馬名——克羅狄斯，但其拉丁姓氏托勒密透露出希臘后裔的身世，他也采用希臘語進行寫作。托勒密在亞歷山大港小鎮觀測天空，那個小鎮擁有一座宏偉的圖書館，它猶如磁石一般吸引著所有學科的古代學者慕名前來。 從希帕克斯時代直至托勒密開始寫作之時，其間，希臘天文學歷經了一個長達200年的空擋期，而且多虧了托勒密，我們如今才會知曉希帕克斯當時的工作成果。托勒密是一名偉大的集大成者，他承認自己在解釋宇宙運作規律時采用了很多早先的理論。 阿拉伯世界的天文記錄：阿爾巴塔尼（al-Battani） 阿爾巴塔尼是一位著名天文儀器制造者兼天文學家之子，在他生活的時代，穆斯林帝國鼓勵人們努力學習，并使古希臘及羅馬的科學和哲學維持著勃勃生機。身處東西方的交叉路口，穆斯林學者也同時接納了來自中國和印度古老文明的觀念，輔之以自身的種種發現，他們融會貫通地形成了一種知識體系，并在之后傳入歐洲。 阿爾巴塔尼編制了一系列詳盡的天文表，其中精密記錄了太陽、月亮以及各大行星的位置，人們還可借此預測這些天體的未來位置。他的拜星者表（Sabian Tables）堪稱當時可以獲得的*為精準的天文表，并影響了后來的拉丁世界。 不同于早先其他的天文學家，阿爾巴塔尼在天文計算中并未采用什么幾何方法，而是使用了三角法。令人嘆為觀止的是，他竟然在當時就精準測定了我們的一個太陽年為365天5小時46分又24秒，我們今日的測算數字是365天5小時48分又45秒，前者僅僅少了數分鐘而已。此外，他還探索出了一個托勒密未曾注意到的新發現：一年之中，地球與太陽間的距離以及月亮與地球間的距離都在不斷變化。鑒于此，他準確預測了日環食現象，這個時候，月球覆蓋了太陽的中心，月球的邊緣就出現了一個“火環之圈”。 阿爾巴塔尼受到高度贊譽，600年之后出現的富有開創性的數學家兼天文學家尼古拉·哥白尼依然認可他的工作成果。 北極星導航：沈括 在11世紀，航海家們在導航時依賴于天體標志物以及對天體的觀察，其中就包括北部的極星，或稱為“北極星”。 北極星的位置大約和地軸方向一致，如果站在北極點上，那么它將恰好位于你的頭頂。當地球繞地軸旋轉時，位于地球北半球的觀察者會有這樣一種印象：各顆行星都圍繞著地球旋轉——只有北極星是個例外，它留在原地不動，于是也就成了地理北極極佳的導航指針。人們也可通過測量北極星水平線以上的高度來確定緯度位置（北南坐標）。 自上古時代晚期起，北極星就一直扮演著北部極星的角色，但由于存在著分點歲差，地球圍繞自身地軸旋轉時會出現極為緩慢的搖擺，于是北極就會指向某個不同的極星。在約公元3000年時，它將指向少衛增八；在約公元15000年時，它會轉向織女星，而在遙遠的未來，北極星將再度成為極星。 中國的博學家兼政府官員沈括（1031—1095）及其同僚衛樸（活躍于1075年前后）在連續五年中每晚測量極星的位置。之后，他記錄了中國磁針羅盤這項發明，整個歐洲及中東地區的海員都使用了這種羅盤。他是發現磁針指向磁南磁北，而非地理南地理北，或是真南真北的**人。 阿拉伯的星表和星盤：阿扎奎爾（Azarquiel） 阿扎奎爾（1028—1100），也被稱為阿爾-查爾卡利，生于西班牙的穆斯林城鎮托萊多，這里曾長期遭受西班牙基督徒的攻擊。他以制作精致的科學儀器為生，直到有一天，其客戶鼓勵他接受一些數學和天文學方面的教育。之后，他編制了托萊多星表（Toledan Tables），人們普遍認為它是當時*為精準的天文圖表，12世紀之前，這份圖表一直在整個歐洲廣為使用。 天文學家借助托萊多星表提早多年預測了太陽、月亮、各大行星相對于“恒星”的運動以及各種日食和月食現象。人們針對基督教西方的不同位置對這些星表做出改編，這就形成了在歐洲一直沿用到16世紀的阿方索星表（Alfonsine Tables，約1252—1270）。 阿扎奎爾的另外一大主要貢獻在于研制了一種新型的星盤。希帕克斯早在公元前150年就發明了這樣一種星盤的前身，但采用阿扎奎爾的儀器，人們可在任何緯度測量太陽、月亮及各大恒星的高度并確定其緯度。在中世紀的阿拉伯世界，星盤對于制定時間表的禱告者們非常重要，*終，它們被研制用于海上導航。 天文導航與地理大發現時代：亞伯拉罕·薩庫托（Abraham Zacuto） 公元15世紀，猶太科學家兼拉比（猶太人學者）亞伯拉罕·薩庫托出生于西班牙。當時，多數歐洲海員都沿著緊鄰海岸線且眾所周知的航線航行，而薩庫托憑借其導航儀器完全改變了這一切，在其幫助下，歐洲的探索者們得以橫渡海洋，直達美洲和東印度群島。 薩庫托*偉大成就之一在于研制了用于白天導航的太陽表（極星用于晚間導航）。擁有一個適用于航海的星盤，加上這些太陽表，海員就能基于太陽的高度（在一年中不同時間不斷變化）確定船只的緯度。人們可垂直放置金屬星盤，將圓盤上的零點標志對準地平線，其中可移動的表尺就會對準太陽，此時可以通過刻度讀取太陽高度。此外，通過比較某一海上位置與某一始發地（比如說，里斯本）的太陽高度，航海家可以分別計算出自身距離里斯本向南或向北的距離。 后來，人們應用這些技術研制了海圖，這成了海員冒險探索未知水域的無價之寶，其中就包括大名鼎鼎的探險家巴爾托洛梅烏·迪亞士、瓦斯科·達伽馬以及克里斯多弗·哥倫布。 薩庫托出版了一份年鑒，其中包含描繪各種天文現象的圖表，這曾極為成功地拯救了克里斯多弗·哥倫布的生命。在第四次尋找“新大陸”的航程中，哥倫布及其船員曾險遭一群土著人的殺戮，不過哥倫布從薩庫托的年鑒中得知，1504年2月29日將會出現一次月全食，于是他充分利用這點并告訴那些人，月亮的完全消失將說明，神對他們非常生氣。當月亮再度出現時，他宣布這標志著那些土著人獲得了寬恕，這很快就改變了那些土著人的態度！ 200年之后，一種更為精準的六分儀取代了星盤，并成為天文導航的標準儀器。不過直到18世紀精密計時表的問世，水手們才測量經度并得以在一望無際的大海上準確定位。 亞伯拉罕·薩庫托（約1452—1515） 位于伊比利亞半島歷史悠久的猶太社區與阿拉伯文化相連，它從中得益并培育了諸多偉大的學者。薩庫托就是其中之一，他是文藝復興時代的一名通才，具有廣泛的興趣愛好。他鼓勵自己的朋友克里斯多弗·哥倫布堅持航行前往亞洲的夢想。 1492年，作為君王的費迪南德與伊莎貝拉要求猶太人轉信基督教，否則就離開西班牙，于是薩庫托離開前往葡萄牙并在里斯本定居。很快，他就獲得了一個皇家天文學家及歷史學家的職位。國王曼努埃爾及航海家瓦斯科·達伽馬向薩庫托請教，他認為探索東方世界的航行是可行的。就在同一年，國王曼努埃爾下達了*后通牒，命令葡萄牙的猶太人要么轉信基督教，要么選擇離開。薩庫托及其子塞繆爾是少數得以適時逃離的猶太人，不過在前往北非地區避難所的路途中，他們被海盜捕獲兩次并被要求繳納贖金。 薩庫托*后在突尼斯登岸，但對西班牙的入侵始終心存恐懼，這迫使他繼續前行。薩庫托在北非地區四處流浪，*終在土耳其安頓下來。
科學簡史 作者簡介
尼古拉·查爾頓曾經撰寫和編輯過豐富多樣的歷史類及非小說類書籍，包括科學史以及哲學史的系列叢書：《科學家：他們改變了世界》和《哲學家：他們改變了世界》，F在她和合作伙伴一起在北約克郡運營一家小型出版企業。 梅瑞迪斯·麥克阿德是一名生活在倫敦的作家和編輯，已出版圖書《中國歷史年表》《中世紀歷史年表》。
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