穹頂之下，從泰利斯到愛因斯坦的科學遺產：從古希臘哲學家到現代物理學家，穿梭於數千年的科學發展歷程

前言

第一部分 數學家
科學之祖—泰利斯
最早證明勾股定理的人—畢達哥拉斯
幾何學宗師—歐幾里得
解析幾何的開創者—笛卡兒
偉大的業餘數學家—費馬
積分的創立者之一—萊布尼茲
數學王子—高斯
「非歐幾何學」的創始人之一—羅巴切夫斯基
現代幾何公理體系的奠基者—希爾伯特
數理邏輯學大師—羅素

第二部分 天文學及經典力學
百科全書式的學者—亞里斯多德
力學之父—阿基米德
古希臘天文學的集大成者—托勒密
近代實驗科學的思想先驅—羅傑．培根
「日心說」的創立者—哥白尼
近代實驗科學的奠基人—伽利略
天空的立法者—克卜勒
流體動力學的創立者—托里切利
液體力學的先驅—帕斯卡
彈性定律的發現者—虎克
經典物理學大師—牛頓
科學的預言家—哈雷

第三部分 熱學家
熱引擎理論的先驅—卡諾
能量守恆定律的先驅—邁爾
熱功當量的測定者—焦耳
十九世紀德國科學巨星—亥姆霍茲
熱力學的奠基人—克勞修斯
絕對溫標的創立者—威廉．湯姆森

第四部分 電學家
第一個揭開雷電之謎的人—富蘭克林
實驗電學的先驅—卡文迪許
電學理論的開創者—庫侖
電池的發明者—伏特
電動力學的開創者—安培
電流磁效應的發現者—奧斯特
i＝U/R的發現者—歐姆
電學大師—法拉第
「冷次定律」的建立者—冷次
電磁學的奠基人—韋伯
電磁起重機的發明者—亨利
電路定律的制定者—克希荷夫
電磁學理論的創立者—馬克士威
發明大王—愛迪生
無線電通訊的先驅—赫茲

第五部分 光學家
光的波動理論的奠基人—惠更斯
光的干涉定律的發現者—湯瑪士．楊格
太陽光譜細暗線的測定者—夫朗和斐
光的波動理論的完善者—菲涅爾

第六部分 原子物理學家
X光的發現者—倫琴
經典電子論的創立者—勞侖茲
最先開啟基本粒子物理學大門的人—約瑟夫．約翰．湯姆森
量子理論的奠基人—普朗克
原子物理學的奠基人—拉塞福
二十世紀最偉大的物理學家—愛因斯坦
現代量子力學的創立者—波耳
波動力學的創立者—薛丁格
第一個發現中子的科學家—查兌克
波動力學的奠基人—德布羅意
不相容原理的創立者—包立
第一座原子反應堆的建立者—費米
量子力學的完善者—海森堡

第七部分 化學家
近代化學的奠基人—波以耳
「俄國科學之父」—羅蒙諾索夫
近代化學之父—拉瓦節
科學原子論的建立者—道耳頓
給呂薩克定律的建立者—給呂薩克
結構化學理論的創始者—布特列洛夫
發現元素週期律的世界名人—門得列夫
世界首位兩度獲得諾貝爾獎的傑出女性—瑪里．居禮

第八部分 生物學家
第一個看到微生物的人—列文虎克
苦學成長的博物學家—林奈
生物演化論的先驅—拉馬克
違背聖經的「罪人」—達爾文
現代遺傳學的奠基人—孟德爾
條件反射理論的奠基者—巴夫洛夫
現代遺傳基因學說的創立者—摩爾根
分子生物學的元勛—華森和克里克

第九部分 地質學家
最早溝通中西文化的旅行家—馬可．波羅
近代地質學之父—赫頓
地質「災變論」的首倡者—居維葉
大陸漂移學說的建立人—韋格納
「地幔對流說」的建立者—霍姆斯

第十部分 中國科學家
小孔成像的最早發現者—墨子
中醫脈學的創導者—扁鵲
中國古代「神醫」—華佗
精通天文地理的科學家—張衡
東漢「醫聖」—張仲景
中國古代數學的開拓先鋒—劉徽
領先世界千年的中國科學家—祖沖之
地球子午線的最早測量者—一行
中國古代科學奇才—沈括
元朝傑出的天文學家、水利學家—郭守敬
親嚐百草的卓越藥物學家—李時珍
鞠躬盡瘁獻身科學的宰相—徐光啟
中國古代出色的地理學家、旅行家—徐霞客
中國最早的自然科學啟蒙學者—方以智
西學東漸的集大成者—李善蘭

 

前言

　　科學創造是人類歷史上最激動人心的創造。科學使人類進入一個嶄新的世界。對宇宙的探索，使人類實現了登上月球的宏偉夙願；對微觀粒子的探索使人類擁有了威力巨大的核能；對電的世界的探索，使人類的生活日益電氣化和數位化；對生物及人自身的探索，使人類戰勝了許多疾病，並延長了人類的壽命……科學已經徹底地改變了人類的生活方式，增強了人類征服自然界的能力。最重要的一點是，科學使人類擺脫了愚昧和落後的狀態，使人類的思維發展到了前所未有的高度。

　　今天的社會是重視科學技術的社會，不懂科學或者不具備科學素養的人，無論在學習還是工作中將面臨尷尬的境地。在人們所大力提倡的「素養教育」中，科學素養是最重要的，也是最應該被首先提倡的。科學思維可以促進人類智商的提升，這早已是不爭的事實。研究顯示，那些從小熱愛自然、善於觀察、敏於感知、勤於思考、勇於提問的孩子，其智力較其他兒童發育更快，身心發展更加平衡。現在，如何能讓自己的孩子具有科學思維的能力，豐富的想像力和動手動腦的能力，已成為家長們所關心的問題。

　　無疑，學校老師肩負著向青少年傳授基礎常識的任務。但是由於篇幅有限，且重點又在於知識本體，故教科書一般較少提及與知識相關聯的科學家。其實，了解科學家的人生經歷，不僅有利於孩子學習其經典理論，更重要的是，科學家的奮鬥歷程可以給人許多有益的啟迪。本書的目的，就在於讓青少年朋友擁有一本與教材相呼應，介紹科學家的科普讀物。如此一來，便可以透過閱讀本書理解教科書中的數理化知識，從而使枯燥的書本變得生動起來，使學習過程有趣又有效率。

　　為了方便讀者閱讀本書，並能用較少的時間達到較好的閱讀效果，本書在編寫中遵循了下列原則：

　　一、在人物的選擇上：本書所選擇的100位科學家，大多數出自國高中數學、物理、化學的課本之中，個別人物雖未出現，但作為常識也應該了解。這些科學家在自然科學的發展史上有過突出的貢獻，占有重要地位，因而具有較高知名度。他們的科學成就對後來的科學發展產生過深遠的影響。他們追求真理、克服困難、勇攀科學高峰的奮鬥經歷，對任何一個青少年而言，都具有現實的啟示和教育意義。需要指出的是，本書收錄的科學家，是那些致力於科學理論的創立、科學思想的產生的科學家，這與那些在某個技術領域有過重大發明的技術發明家有著根本的區別。故除愛迪生等少數幾位對科學理論起較大推動作用的發明外，如瓦特（James Watt）、蔡倫等純技術發明家本書未收錄。這並不表示他們不重要，只是他們的貢獻與自然科學思想的發展是兩回事，這是由科學和技術的不同性質所決定的。

　　二、在人物分類方法上：本書採用了空間、時間、學科融為一體的分類方式。橫向而言，全書人物分為中國與外國科學家兩大塊。這主要是由於中國五千年的文明發展史有其獨特性，且中國的科學思想在很長的時期內，是沿著一條獨特的方向發展的。如果把中國科學家與外國（尤其是西方）科學家放到一起介紹，由於文化背景不同，很可能會造成讀者思維上的混亂，同時不利於讀者區別和比較。在把全部科學家分為中外兩大塊的基礎上，外國科學家又按學科劃分為10大門類。各學科再以時間排定人物先後次序。這樣劃分的好處在於：讀者在閱讀完一個學科科學家的故事之後，實際上也就掌握了該學科的發展歷史。這樣每一位科學家在該學科發展歷史中的地位和作用，也就一目了然了。由於物理學門類較多，故又分解為經典力學、熱學、電學、光學和原子物理學五個學科分支，再與數學、化學、生物學及地理學共同組成一個有機的統一體。如此，本書所收錄的科學人物基本上涵蓋了國高中數理化教科書中的所有學科。需要指出的是：由於各學科發展的不平衡性，且在課本中的地位也不一致，故每個學科內介紹的科學家在數量上顯然不可能完全均等，但大體上安排了與該學科發展程度相符合的全部科學家。同時由於某些人物地位與作用並不明顯，或由於數據太少不能成文，所以未收錄本書之中。

　　三、在人類發展的各個歷史時期中，由於中國的科學家對人類文明作出了巨大的貢獻，所以在本書中占有較大篇幅。但由於本書篇幅有限，故僅選擇中國科學家中的一部分作為代表收錄本書之中。對於科學群星閃爍的中華文明而言，這顯然只能造成以點帶面的作用。但這絲毫不代表中國其他科學人物就不重要，也並非因為作者存在某種偏好，而僅是編寫的需要罷了。

　　四、在人物時間界定上：本書收錄的人物，僅限於目前已去世的科學家。其中僅有一處例外，即生物學家華森和克里克，由於他二人貢獻極為突出不能不寫，所以為保證準確反映生物學科發展全貌而破例收入。而對於其他仍然健在的科學家，來日方長，他們還將創造出更大、更多的科學成就，有鑑於此，本書暫未將其選入。

　　五、收錄本書的科學家，所處時代不同，生活經歷各異，因此留下的事蹟資料也多少不一。根據不同的情況，編寫時從實際出發，有的科學家筆墨較多，有的可能相對較少。這裡需要說明的是，篇幅長短僅僅與資料的多少有關，並不意味著他們科學貢獻的大小。另一點需要說明的是，如前所述，沒有收錄本書的著名科學家還有很多；本書中沒有收錄他們，只是因為篇幅所限，絲毫沒有抹殺他們科學成就的意思。

　　六、就本書而言，每位科學家均按照以下幾個部分去撰寫：人物生平──以樸素的語言講述科學家的人生經歷；思想著作──評論科學家的光輝思想及傳世名作；主要事件──解讀科學家成名之路；軼聞趣事──展示科學家多彩人生；歷史地位──評說科學家豐功偉業；餘論──點選科學家成功原因。透過多層次多側面的敘述，力爭使每一位科學人物都能以飽滿而生動的形象呈現在讀者面前。對於所涉及的一些自然科學理論，諸如定理、定律、定義等專業性很強的問題，也都簡明扼要地加以解釋。但對於過於專業的問題則不去深入討論。

　　七、雖然本書是以具有中等教育程度的社會群體為目標讀者，屬於科普性中級讀物，但作者仍以科學家們的科學精神為榜樣，力爭在保證通篇深入淺出、通俗易懂的基礎上，使本書具有較強的科學性、趣味性和可讀性，把科學家實事求是的科學態度貫穿到每一篇故事之中。

　　以上就是我們在著手編寫本書時的一些考慮，而且我們也是本著這些考慮進行工作的。由於編寫一本貼近國高中生讀者群，關於科學家的通俗讀物對我們來說是一種嘗試，因此，書中難免會有不足之處，希望得到讀者朋友們的批評指正。本書在編寫過程中，從公開出版的書籍和報刊上收集了大量的數據，其中包括國內外學者的研究成果。由於本書的體例，各篇傳記在參考、吸收和利用這些數據時，未能一一註明出處，敬請見諒。