寫在前面的話（代前言）
當(dāng)今世界，科學(xué)技術(shù)正以前所未有的態(tài)勢迅猛發(fā)展，科技革命開始向更高的階段邁進(jìn)，新的科技浪潮正洶涌澎湃，勢不可擋。新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)和技術(shù)發(fā)明，特別是高技術(shù)的不斷創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化，對全球化的競爭和綜合國力的提高、對世界的發(fā)展和人類文明的進(jìn)步產(chǎn)生著更加巨大而深刻的影響。社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)工具、勞動者素質(zhì)等生產(chǎn)力要素和人們的生產(chǎn)方式、生活方式、思想觀念都將發(fā)生新的革命性變化。
處在這樣一個時(shí)代，科學(xué)技術(shù)與每個人都有著密不可分的聯(lián)系，科學(xué)已經(jīng)滲透到生活的各個角落，沒有人可以離開科學(xué)而生活。因此，每個人都必須不斷提高個人的科學(xué)素質(zhì)水平，才能適應(yīng)科學(xué)的發(fā)展，時(shí)代的進(jìn)步。
科學(xué)素質(zhì)是公民素質(zhì)的重要組成部分。具備基本科學(xué)素質(zhì)就必須了解必要的科學(xué)技術(shù)知識，掌握基本的科學(xué)方法，樹立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具有一定的應(yīng)用它們處理實(shí)際問題、參與公共事務(wù)的能力。提高公民科學(xué)素質(zhì)，對于增強(qiáng)公民獲取和運(yùn)用科學(xué)知識的能力、改善生活質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)全面發(fā)展，對于提高國家自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國家，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，構(gòu)建社會主義和諧社會，都具有十分重要的意義。
目前，我國公民科學(xué)素質(zhì)水平與發(fā)達(dá)國家相比差距甚大。2015年發(fā)布的第九次中國公民科學(xué)素質(zhì)調(diào)查結(jié)果顯示，我國具備科學(xué)素質(zhì)的公民比例達(dá)到6.20%，比2010年的3.27%提高了2.93個百分點(diǎn)。 2018年的調(diào)查結(jié)果表明我國公眾具備科學(xué)素質(zhì)的比例提高到8.47%，但仍與中國科協(xié)發(fā)布的《面向建設(shè)世界科技強(qiáng)國的中國科協(xié)規(guī)劃綱要》中提出的到2020年實(shí)現(xiàn)我國公眾具備科學(xué)素質(zhì)的比例超過10%，2035年超過20%的目標(biāo)有較大差距。公民科學(xué)素質(zhì)水平偏低，已成為制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步的瓶頸之一，是在當(dāng)前形勢下，亟待解決的問題。
了解科學(xué)是提高科學(xué)素質(zhì)的基礎(chǔ)，而了解科學(xué)的*佳途徑，莫過于學(xué)習(xí)科學(xué)發(fā)展的歷史。正如英國哲?家弗朗西斯·培根所說：?提倡科學(xué)，非從科學(xué)史著手不可。
科學(xué)史為我們充分展現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)發(fā)展的歷程，真實(shí)、多角度地反映了科學(xué)技術(shù)的演變過程。通過一個個科學(xué)人物的探索活動，一件件科學(xué)事件的發(fā)生與進(jìn)程，讓人們在歷史的背景下學(xué)習(xí)科學(xué)，了解科學(xué)，體驗(yàn)科學(xué)。在這個過程中，不僅學(xué)習(xí)了科學(xué)的知識，更增強(qiáng)了對科學(xué)本質(zhì)的理解。人們不僅從科學(xué)史中可以獲得現(xiàn)成的、具體的科學(xué)知識，而且可以學(xué)習(xí)科學(xué)方法，提高科學(xué)思維能力，受到一定科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的熏陶。正如歌德所說：一門科學(xué)的歷史，就是這門科學(xué)本身。
愛因斯坦曾經(jīng)說過：科學(xué)的社會功能有兩個：第1，科學(xué)直接地，更多的是間接地通過生產(chǎn)工具轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展；第二，是它的教育功能，科學(xué)作用于人類心靈，這個功能看起來不像第1個功能那樣明顯，但是它和第1個功能同樣重要�？茖W(xué)史正是通過對科學(xué)發(fā)展在歷史、文化、經(jīng)濟(jì)與社會進(jìn)步等多維度上的展現(xiàn)，很好地起到了科學(xué)的教育功能。
科學(xué)史不僅是科學(xué)與技術(shù)進(jìn)程的史實(shí)記錄，更是一部人類思想史，是人類追求真理，探索世界，與自然和諧相處的歷史。史實(shí)可能會被遺忘，但思想與精神卻會永存不忘。
讓我們走進(jìn)科學(xué)發(fā)展的長廊，領(lǐng)略科學(xué)的魅力和蕩氣回腸；讓我們翻開科學(xué)發(fā)展的歷史畫卷，感受科學(xué)的波瀾壯闊與力量；讓我們在科學(xué)的海洋暢游，體驗(yàn)科學(xué)的廣博和令人神往；讓我們匯入科學(xué)的廣闊天地，沐浴科學(xué)的春風(fēng)與激蕩。這是我們編寫此書的心愿，也是我們努力的方向。愿讀者看到的不僅是科學(xué)進(jìn)程的圖文記錄，更能體驗(yàn)到科學(xué)精神的光芒。
本書是作者在2007年中國輕工業(yè)出版社出版的普通高等教育規(guī)劃教材《自然科學(xué)史十二講》的基礎(chǔ)上，總結(jié)了天津科技大學(xué)和河北傳媒學(xué)院近十年來科學(xué)史教學(xué)實(shí)踐編寫而成的，編寫過程充分借鑒了作者在不同層次、不同專業(yè)背景學(xué)生中開展科學(xué)史教學(xué)所取得的經(jīng)驗(yàn)，并融入了作者承擔(dān)的天津市教育科學(xué)規(guī)劃重點(diǎn)課題科學(xué)史教學(xué)與人文素質(zhì)培養(yǎng)的研究與實(shí)踐的研究成果。
本書在結(jié)構(gòu)上仍然保持了《自然科學(xué)史十二講》的內(nèi)容體系，保留了其脈絡(luò)清晰，便于把握，利于記憶的撰寫風(fēng)格。根據(jù)教學(xué)發(fā)展的需要，對部分內(nèi)容進(jìn)行了適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充和刪減，以利于教學(xué)內(nèi)容的選排。為便于組織教學(xué)，每章增設(shè)了一定數(shù)量的思考題和進(jìn)一步閱讀書目。大事記年表改作附錄集中在書后展示，以便于學(xué)生使用。
全書共分十章，一個附錄。全書由天津科技大學(xué)何迎春擔(dān)任主編，河北傳媒學(xué)院盧兆強(qiáng)為副主編。天津科技大學(xué)何迎春編寫第1、五、六、七、八章及附錄，河北傳媒學(xué)院盧兆強(qiáng)編寫第二、九、十章，天津科技大學(xué)盧曉江編寫第三、四章。
感謝中國輕工業(yè)出版社對本書編寫和出版的大力支持和幫助，感謝林媛編輯的熱心指導(dǎo)和精心安排。
第1章 前科學(xué)時(shí)代 技術(shù)積累與觀念萌芽 1
第1節(jié) 科學(xué)技術(shù)的起源 1
一、什么是科學(xué) 1
二、科學(xué)文明的起源 1
三、 科學(xué)文明的特質(zhì) 3
第二節(jié) 萌芽開始四大古文明 4
一、兩河文明的科學(xué)技術(shù)萌芽 4
二、古埃及文明的科學(xué)技術(shù) 8
思考題： 13
進(jìn)一步的閱讀： 13
第二章 科學(xué)精神的源頭 古希臘文明14
第1節(jié) 古希臘與古希臘人 14
第二節(jié) 古希臘的自然哲學(xué)家及流派 15
一、最早的自然哲學(xué)學(xué)派-米利都學(xué)派 16
二、畢達(dá)哥拉斯及其學(xué)派 17
三、芝諾的運(yùn)動悖論 18
四、恩培多克勒和四元素說 18
五、德謨克利特與原子論思想 19
六、 西方哲學(xué)的奠基者蘇格拉底 20
七、柏拉圖的理想國 20
八、百科全書式的大學(xué)者亞里士多德 21
第三節(jié) 古希臘的科學(xué)成就 23
一、 數(shù)學(xué)：數(shù)的認(rèn)識與公理化體系 23
二、 天文學(xué)：宇宙模型 25
三、 物理學(xué) 27
四、羅馬帝國時(shí)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 29
思考題： 35
進(jìn)一步的閱讀： 35
第三章 東西方文明的互動中世紀(jì)歐洲與阿拉伯科學(xué)技術(shù)36
第1節(jié) 中世紀(jì)歐洲科學(xué)的衰落與復(fù)興 36
一、中世紀(jì)前期：歐洲科學(xué)技術(shù)的停滯 37
二、中世紀(jì)后期：歐洲科學(xué)技術(shù)的復(fù)蘇 39
第二節(jié) 阿拉伯科學(xué)技術(shù)的興起與繁榮 42
一、阿拉伯天文學(xué)成就 43
二、阿拉伯?dāng)?shù)學(xué)的成就 44
三、阿拉伯的醫(yī)學(xué)的貢獻(xiàn) 45
四、阿拉伯的物理學(xué)成就 46
五、阿拉伯的化學(xué)成就 48
六、阿拉伯的醫(yī)學(xué)成就 49
第三節(jié) 歐洲大學(xué)的出現(xiàn)與發(fā)展 53
思考題： 57
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第四章 獨(dú)樹一幟的科技發(fā)展 中國古代科學(xué)技術(shù)59
第1節(jié) 中國古代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展脈絡(luò) 59
第二節(jié) 中國古代科學(xué)技術(shù)的成就與特點(diǎn) 62
一、天文學(xué) 62
二、數(shù)學(xué) 65
三、醫(yī)藥學(xué) 68
四、農(nóng)學(xué) 71
五、造紙術(shù)和印刷術(shù) 73
六、火藥和指南針 74
七、陶瓷與絲織 76
八、建筑技術(shù) 78
九、機(jī)械工程技術(shù) 80
第三節(jié) 中國古代科學(xué)技術(shù)的特點(diǎn) 82
一、發(fā)展的延續(xù)性 82
二、與封建社會同興衰 82
三、注重實(shí)用，理論薄弱 83
思考題： 84
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第五章 現(xiàn)代文明的號角--近代科學(xué)技術(shù)的興起 85
第1節(jié) 科學(xué)革命的時(shí)代背景 85
一、 文藝復(fù)興與宗教改革 85
三、地理大發(fā)現(xiàn) 87
第二節(jié) 科學(xué)革命與近代科學(xué)的興起 88
一、 日心說和天文學(xué)革命 88
二、生命科學(xué)的發(fā)展 90
三、物理學(xué)革命 92
四、科學(xué)革命中的數(shù)學(xué) 94
五、近代化學(xué)的誕生 96
六、科學(xué)方法論的變革 97
思考題： 98
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第六章 現(xiàn)代科學(xué)之路工業(yè)革命與科學(xué)啟蒙 99
第1節(jié) 啟蒙運(yùn)動的時(shí)代背景 99
一、18世紀(jì)上半葉的近代科學(xué) 99
二、 啟蒙運(yùn)動及其影響 99
三、 啟蒙運(yùn)動的科學(xué)理念旗手 100
第二節(jié) 18世紀(jì)主要科學(xué)家及其貢獻(xiàn) 101
第三節(jié)工業(yè)革命的發(fā)生 108
一、工業(yè)革命的時(shí)代背景 108
二、工業(yè)革命的起因 108
三、蒸汽機(jī)的誕生 109
第四節(jié) 工業(yè)革命的展開 111
一、交通革命 111
二、鋼鐵工業(yè)的進(jìn)步 113
三、機(jī)器制造與化工業(yè)的變遷 114
四、工業(yè)革命的偉大意義 114
思考題： 115
進(jìn)一步的閱讀： 115
第七章輝煌的時(shí)代 經(jīng)典科學(xué)大廈的落成 116
第1節(jié) 電磁感應(yīng)定律 116
一、 電磁聯(lián)系的探索 116
第二節(jié) 統(tǒng)一電磁學(xué)體系的創(chuàng)立 121
一、麥克斯韋構(gòu)建電磁學(xué)體系 121
二、麥克斯韋在近代科學(xué)史上的地位 122
三、赫茲驗(yàn)證電磁波的存在 123
第三節(jié) 熱力學(xué)與能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 124
一、熱本質(zhì)的認(rèn)識 124
二、熱力學(xué)的創(chuàng)立 125
三、能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 126
四、熱力學(xué)第二定律的創(chuàng)立 127
第四節(jié) 近代生物學(xué)的發(fā)展 128
一、細(xì)胞學(xué)說的建立 128
三、微生物學(xué)的建立 131
第五節(jié) 近代進(jìn)化論思想 133
一、早期進(jìn)化論思想 133
二、達(dá)爾文的進(jìn)化論思想 134
第六節(jié) 道爾頓的原子論 136
思考題： 137
進(jìn)一步的閱讀： 137
第八章 高歌猛進(jìn)的技術(shù)進(jìn)步第二次技術(shù)革命 137
第1節(jié) 電力技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用 137
一、 電動機(jī)的發(fā)明與應(yīng)用 137
二、 發(fā)電機(jī)的發(fā)明 138
三、 發(fā)電與輸電技術(shù) 139
第二節(jié) 不斷涌現(xiàn)的電器發(fā)明 141
一、電燈的發(fā)明 141
二、電影 142
三、留聲機(jī) 143
第三節(jié) 通訊的變革 143
一、電報(bào)的發(fā)明 144
二、電話的發(fā)明 145
三、無線電的誕生 146
第四節(jié) 內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明與發(fā)展 148
一、內(nèi)燃機(jī)的誕生 148
二、燃油內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明 149
三、汽車的誕生 150
第九章 經(jīng)典的超越新物理學(xué)革命 151
第1節(jié) 物理學(xué)晴空的烏云 151
一、以太危機(jī) 151
二、紫外災(zāi)難 152
第二節(jié) 物理學(xué)三大發(fā)現(xiàn) 153
一、X射線的發(fā)現(xiàn) 153
二、 天然放射性的發(fā)現(xiàn) 154
三、電子的發(fā)現(xiàn) 155
第三節(jié) 原子結(jié)構(gòu)的探究 156
一、原子核的發(fā)現(xiàn) 156
第四節(jié) 愛因斯坦與相對論 157
一、早年經(jīng)歷?? 157
二、1905奇跡 157
三、科學(xué)成就的第二個高峰 158
四、相對論的影響及愛因斯坦的歷史地位 159
第五節(jié) 物理學(xué)的新起點(diǎn)：量子力學(xué) 160
一、 量子與量子力學(xué)的概念 160
二、 量子說的提出背景 160
三、 量子力學(xué)的建立 162
四、 量子力學(xué)的拓展及各發(fā)展歷程的關(guān)系 164
五、量子力學(xué)的影響 165
思考題： 166
進(jìn)一步的閱讀： 166
第十章高科技時(shí)代-20世紀(jì)科學(xué)技術(shù) 167
第1節(jié) 現(xiàn)代生命科學(xué)的發(fā)展 167
一、孟德爾的再發(fā)現(xiàn) 167
二、現(xiàn)代遺傳學(xué)的創(chuàng)立 168
三、 DNA結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn) 169
四、 分子生物學(xué)的創(chuàng)立 171
第二節(jié) 現(xiàn)代生物高技術(shù) 173
一、現(xiàn)代酶工程與發(fā)酵工程 173
二、細(xì)胞工程 174
第三節(jié) 現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)的發(fā)展 177
一、板塊學(xué)說的提出 177
二、 板塊學(xué)說的證據(jù)：地幔對流與大陸漂移假說 178
第四節(jié) 現(xiàn)代系統(tǒng)論、信息論和控制論 179
一、系統(tǒng)論的發(fā)展歷程 179
二、現(xiàn)代信息論的產(chǎn)生 180
三、控制論的產(chǎn)生與影響 181
第1節(jié) 現(xiàn)代天文學(xué) 182
一、現(xiàn)代天文觀測手段的演變 182
三、現(xiàn)代宇宙學(xué)的興起 184
第五節(jié) 當(dāng)代高科技的歷程 185
一、核電的發(fā)明與影響 185
二、航空與航天技術(shù) 187
三、電子信息技術(shù) 189
思考題： 191
進(jìn)一步的閱讀： 191
結(jié)束語：走進(jìn)新時(shí)代 迎接新挑戰(zhàn)
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