本書是一本青少年科普類圖文讀物。本書選取了歷史上40個(gè)改變?nèi)祟惏l(fā)展進(jìn)程的經(jīng)典科學(xué)實(shí)驗(yàn), 從問題的產(chǎn)生到實(shí)驗(yàn)解決過程, 從距離的丈量到引力場的發(fā)現(xiàn), 幫助孩子探究人類在認(rèn)識自然的過程中, 解決問題的多種方法和思維方式的不斷拓展、深化, 多角度生動(dòng)展現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的歷程; 同時(shí), 本書還介紹了科學(xué)思想對我們的日常生活、對人類起源和世界的由來的認(rèn)識以及對人類最終命運(yùn)的影響, 旨在激發(fā)青少年讀者的科學(xué)興趣。
1.【中國科協(xié)名譽(yù)主席韓啟德作序力薦;張泉靈、李永樂贊賞推薦!】
韓啟德主席:讀完此書,不禁拍案叫絕!有助于讓讀者體會(huì)什么是科學(xué)精神、科學(xué)方法與科學(xué)思想。張泉靈:本書簡潔有趣,陪孩子閱讀,家長也可以悄悄補(bǔ)補(bǔ)課。
李永樂:不僅幫助中小學(xué)階段孩子掌握課內(nèi)外知識,還能培養(yǎng)他們對科學(xué)的興趣。
2.【40個(gè)改變世界的科學(xué)實(shí)驗(yàn)故事,7000年的科學(xué)發(fā)展史】
從最早的物理學(xué)測量講起,一直講到近期轟動(dòng)世界的引力場的發(fā)現(xiàn),通過40個(gè)改變世界的科學(xué)實(shí)驗(yàn)向孩子講述科學(xué)的歷史和本質(zhì)。
3.【掌握科學(xué)思維方法,習(xí)得科學(xué)精神,激發(fā)孩子的創(chuàng)造力和學(xué)習(xí)力】
《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》確立科學(xué)課程核心素養(yǎng)包括“科學(xué)觀念、科學(xué)思維、探究實(shí)踐、態(tài)度責(zé)任”。本書讓孩子跟隨歷史上偉大的科學(xué)家一起探究提出問題到解決問題的過程,培養(yǎng)孩子系統(tǒng)思維、批判性思維和創(chuàng)造性思維等科學(xué)思維方法,學(xué)習(xí)求是、懷疑、實(shí)證和理性的科學(xué)精神。
4.【豐富的跨學(xué)科知識,系統(tǒng)搭建知識框架】
涵蓋1000多個(gè)橫跨物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科的知識點(diǎn),讓孩子了解課內(nèi)文知識的同時(shí)了解:當(dāng)時(shí)科學(xué)家是如何思考的;這些知識對后來的科學(xué)發(fā)展產(chǎn)生了什么影響;為了為了發(fā)現(xiàn)這些新知識,需要設(shè)計(jì)什么樣的實(shí)驗(yàn),或者說實(shí)驗(yàn)和科學(xué)的關(guān)系。
5.【Q萌有趣的手繪插圖、活潑的知識小貼士,有趣有料停不下來】
延續(xù)《給孩子的科技史》系列圖書風(fēng)格,500多幅有趣有料的手繪插圖,好讀到停不來!讓孩子愛上科學(xué)、愛上探索,愛上思考!
6.【文津圖書獎(jiǎng)、吳大猷科普著作獎(jiǎng)得主吳軍博士新作】
繼暢銷書《給孩子的科技史》《給孩子的數(shù)學(xué)課》之后,吳軍博士第三部重磅青少年科普新作。
吳軍
計(jì)算機(jī)科學(xué)家
“文津圖書獎(jiǎng)”“吳大猷科普著作獎(jiǎng)”得主
約翰·霍普金斯大學(xué)工學(xué)院董事
畢業(yè)于清華大學(xué)、美國約翰·霍普金斯大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)博士。先后就職于谷歌和騰訊分別為中日韓算法的主要設(shè)計(jì)者和搜索業(yè)務(wù)副總裁。現(xiàn)為硅谷投資人。
注重子女科學(xué)素養(yǎng)教育,女兒就讀常青藤名校,曾為其擇校親自走訪過英美數(shù)家著名大學(xué)。用生動(dòng)文字講述科普知識一直是吳軍博士的強(qiáng)項(xiàng),著有《全球科技通史 》《信息傳》《智能時(shí)代》等十余部暢銷書作品多次獲得包括“文津圖書獎(jiǎng)”“中國好書”“中華優(yōu)秀出版物”等在內(nèi)的圖書大獎(jiǎng)。
第1課 如何測量遙遠(yuǎn)的距離?測量長度實(shí)驗(yàn)
第2課 王冠中有沒有摻白銀?阿基米德的浮力實(shí)驗(yàn)
第3課 哺乳動(dòng)物的聲帶是如何被發(fā)現(xiàn)的?蓋倫的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)
第4課 火藥是怎么被發(fā)明出來的?中國的煉丹術(shù)實(shí)驗(yàn)
第5課 10斤鐵球和1斤鐵球究竟誰先落地?伽利略的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)
第6課 古時(shí)候時(shí)間是如何被測算的?伽利略的鐘擺實(shí)驗(yàn)
第7課 空氣能將水托舉出來嗎?托里拆利的大氣壓實(shí)驗(yàn)
第8課 大氣壓的威力有多大?馬德堡半球?qū)嶒?yàn)
第9課 火有多熱,冰有多冷?溫度計(jì)實(shí)驗(yàn)
第10課 如何打開人體循環(huán)的黑箱?哈維證實(shí)血液循環(huán)的實(shí)驗(yàn)
第11課 陽光有多少種顏色?牛頓的分光實(shí)驗(yàn)
第12課 光是一種波嗎?托馬斯·楊的光干涉實(shí)驗(yàn)
第13課 煉金術(shù)士煮干尿液獲得了什么?開啟化學(xué)時(shí)代的煉金術(shù)實(shí)驗(yàn)
第14課 白瓷為什么比黃金還值錢?伯特格爾再發(fā)明瓷器的系列實(shí)驗(yàn)
第15課 困擾人類幾千年的兩個(gè)問題是什么?普里斯特利和拉瓦錫的燃燒實(shí)驗(yàn)
第16課 如何從天上取電?富蘭克林的雷電實(shí)驗(yàn)
第17課 電池是怎么被發(fā)明出來的?伏特的電池實(shí)驗(yàn)
第18課 一個(gè)扭秤如何稱出了地球重量?卡文迪許的扭秤實(shí)驗(yàn)
第19課 如何將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成熱量?焦耳的熱力學(xué)實(shí)驗(yàn)
第20課 電可以生磁,磁可以生電嗎?亨利和法拉第的電學(xué)實(shí)驗(yàn)
第21課 怎么證明地球自己在旋轉(zhuǎn)呢?傅科擺實(shí)驗(yàn)
第22課 細(xì)菌從哪里來?巴斯德的鵝頸瓶肉湯實(shí)驗(yàn)
第23課 如何制造不確定是否存在的東西?赫茲證實(shí)電磁波的實(shí)驗(yàn)
第24課 為什么種瓜得瓜,種豆得豆?孟德爾和摩爾根的遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)
第25課 如何通過電路傳遞聲音?貝爾-華生的電話傳音實(shí)驗(yàn)
第26課 傳說中的“以太”真的存在嗎?邁克爾遜和莫雷的以太實(shí)驗(yàn)
第27課 無線電通信是怎么誕生的?馬可尼的無線電實(shí)驗(yàn)
第28課 為什么狗進(jìn)食前會(huì)自動(dòng)流口水?巴甫洛夫的條件反射實(shí)驗(yàn)
第29課 看不見的光線是如何被發(fā)現(xiàn)的?倫琴發(fā)現(xiàn)X光和放射性的實(shí)驗(yàn)
第30課 光能否產(chǎn)生電?赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)
第31課 世間萬物由什么構(gòu)成?盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子核結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)
第32課 光線為何遇見太陽會(huì)拐彎?愛丁頓證實(shí)相對論的實(shí)驗(yàn)
第33課 發(fā)霉甜瓜救了無數(shù)人的命?弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素的實(shí)驗(yàn)
第34課 世界上最大的能量是什么?邁特納證實(shí)核裂變的實(shí)驗(yàn)
第35課 雙盲實(shí)驗(yàn)如何打敗偽醫(yī)學(xué)?從“磁力療法”到鹽水試驗(yàn)
第36課 光纖是如何傳遞信息的?丁達(dá)爾的全反射實(shí)驗(yàn)
第37課 宇宙大爆炸是怎么形成的?證實(shí)宇宙大爆炸的實(shí)驗(yàn)
第38課 什么是夸克家族?證實(shí)夸克的實(shí)驗(yàn)
第39課 賦予萬物質(zhì)量的“上帝粒子”是什么?證實(shí)希格斯玻色子的實(shí)驗(yàn)
第40課 如何“聽到”宇宙天體的變化?證實(shí)引力場的實(shí)驗(yàn)
前言 偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)是如何產(chǎn)生的
本書通過介紹影響人類文明進(jìn)程的40個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn),向青少年講述科學(xué)的歷史和本質(zhì)。為什么要從實(shí)驗(yàn)入手講述呢?因?yàn)槿祟愒诳茖W(xué)和技術(shù)上的進(jìn)步離不開實(shí)驗(yàn)?梢灾v,科學(xué)的發(fā)展歷史就是人類不斷做實(shí)驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的歷史。今天,學(xué)習(xí)科學(xué)依然要從做實(shí)驗(yàn)入手,而青少年要想培養(yǎng)創(chuàng)造力,也需要從做實(shí)驗(yàn)開始。
實(shí)驗(yàn)和我們?nèi)粘F胀ǖ挠^察有三個(gè)不同點(diǎn)。其一,日常的觀察通常是沒有目的的,因此獲取新知識的效率較低;實(shí)驗(yàn)通常是為了一個(gè)明確目的而專門設(shè)計(jì)的,在做實(shí)驗(yàn)的過程中,實(shí)驗(yàn)者會(huì)主動(dòng)收集信息。其二,日常觀察到的現(xiàn)象常常不可重復(fù),即便看似一樣的現(xiàn)象,每一次發(fā)生的條件和產(chǎn)生的結(jié)果都不大相同,因此通過觀察總結(jié)出一般性規(guī)律是很難的,很多時(shí)候,人們還會(huì)將特例錯(cuò)當(dāng)一般性規(guī)律;但實(shí)驗(yàn)是刻意設(shè)計(jì)的,同一個(gè)實(shí)驗(yàn)每一次進(jìn)行時(shí),實(shí)驗(yàn)的條件、設(shè)備都是相同的,因此它們的結(jié)果也具有可重復(fù)性,也就是說,無論誰來做,只要條件和流程一樣,結(jié)果也一樣,這樣就能發(fā)現(xiàn)一般性規(guī)律。我們只有在獲得一般性規(guī)律之后,才能利用它們進(jìn)行發(fā)明創(chuàng)造,改變世界。其三,日常觀察到的事情不是我們每一個(gè)觀察者可控的,因此,我們很難比較觀察到的現(xiàn)象,得出科學(xué)結(jié)論;但實(shí)驗(yàn)卻是可控的,我們可以通過實(shí)驗(yàn)得知不同方法、不同流程的優(yōu)劣,不同配方的有效性,這樣我們就能非?斓厝〉眠M(jìn)步,對現(xiàn)有的產(chǎn)品、方法、服務(wù)進(jìn)行升級。因此,了解實(shí)驗(yàn)是了解科學(xué)的鑰匙,也是培養(yǎng)創(chuàng)造力的手段。
在科學(xué)發(fā)展歷程中,有不少重大的、影響人類文明進(jìn)程的實(shí)驗(yàn),比如阿基米德所做的浮力實(shí)驗(yàn),焦耳發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的實(shí)驗(yàn),巴斯德發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的鵝頸瓶肉湯實(shí)驗(yàn)等。這些科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、解決問題的思路和他們得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一樣重要,甚至更重要。今天的學(xué)生學(xué)習(xí)浮力定律、能量守恒定律或者細(xì)菌致病的原理,只需要一堂課的時(shí)間,它們并不難;但是如何能夠通過學(xué)習(xí),掌握探索科學(xué)問題的方法,卻不是一件容易的事情。因此,本書介紹了歷史上那些偉大的科學(xué)家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的細(xì)節(jié)和過程,希望大家從此學(xué)會(huì)他們的科學(xué)思維方法。只有掌握了這些方法,才能做出自己的創(chuàng)新。
今天,從小學(xué)到高中的教科書已經(jīng)系統(tǒng)性地介紹了基本的科學(xué)知識。但是教科書上一般不會(huì)介紹學(xué)生需要了解的三種知識:其一,基本的科學(xué)知識是如何被發(fā)現(xiàn)的,當(dāng)時(shí)的科學(xué)家是如何思考的;其二,它們?yōu)槭裁粗匾瑢髞淼目茖W(xué)發(fā)展產(chǎn)生了什么影響;其三,為了發(fā)現(xiàn)這些新知識,需要設(shè)計(jì)什么實(shí)驗(yàn),或者實(shí)驗(yàn)和科學(xué)有何關(guān)系。本書就是為大家補(bǔ)上這三種知識,以便大家對科學(xué)有完整的了解。
本書的內(nèi)容從最早的物理學(xué)實(shí)驗(yàn)——測量講起,一直講到轟動(dòng)世界的引力場實(shí)驗(yàn)。希望通過這40個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn),讓讀者朋友了解科學(xué)發(fā)展的歷史、最新的動(dòng)態(tài),以及更重要的——科學(xué)方法。