寫在前面的話（代前言）
當今世界，科學技術正以前所未有的態(tài)勢迅猛發(fā)展，科技革命開始向更高的階段邁進，新的科技浪潮正洶涌澎湃，勢不可擋。新的科學發(fā)現(xiàn)和技術發(fā)明，特別是高技術的不斷創(chuàng)新及其產業(yè)化，對全球化的競爭和綜合國力的提高、對世界的發(fā)展和人類文明的進步產生著更加巨大而深刻的影響。社會產業(yè)結構、生產工具、勞動者素質等生產力要素和人們的生產方式、生活方式、思想觀念都將發(fā)生新的革命性變化。
處在這樣一個時代，科學技術與每個人都有著密不可分的聯(lián)系，科學已經滲透到生活的各個角落，沒有人可以離開科學而生活。因此，每個人都必須不斷提高個人的科學素質水平，才能適應科學的發(fā)展，時代的進步。
科學素質是公民素質的重要組成部分。具備基本科學素質就必須了解必要的科學技術知識，掌握基本的科學方法，樹立科學思想，崇尚科學精神，并具有一定的應用它們處理實際問題、參與公共事務的能力。提高公民科學素質，對于增強公民獲取和運用科學知識的能力、改善生活質量、實現(xiàn)全面發(fā)展，對于提高國家自主創(chuàng)新能力，建設創(chuàng)新型國家，實現(xiàn)經濟社會全面協(xié)調可持續(xù)發(fā)展，構建社會主義和諧社會，都具有十分重要的意義。
目前，我國公民科學素質水平與發(fā)達國家相比差距甚大。2015年發(fā)布的第九次中國公民科學素質調查結果顯示，我國具備科學素質的公民比例達到6.20%，比2010年的3.27%提高了2.93個百分點。 2018年的調查結果表明我國公眾具備科學素質的比例提高到8.47%，但仍與中國科協(xié)發(fā)布的《面向建設世界科技強國的中國科協(xié)規(guī)劃綱要》中提出的到2020年實現(xiàn)我國公眾具備科學素質的比例超過10%，2035年超過20%的目標有較大差距。公民科學素質水平偏低，已成為制約我國經濟發(fā)展和社會進步的瓶頸之一，是在當前形勢下，亟待解決的問題。
了解科學是提高科學素質的基礎，而了解科學的*佳途徑，莫過于學習科學發(fā)展的歷史。正如英國哲?家弗朗西斯·培根所說：?提倡科學，非從科學史著手不可。
科學史為我們充分展現(xiàn)了科學技術發(fā)展的歷程，真實、多角度地反映了科學技術的演變過程。通過一個個科學人物的探索活動，一件件科學事件的發(fā)生與進程，讓人們在歷史的背景下學習科學，了解科學，體驗科學。在這個過程中，不僅學習了科學的知識，更增強了對科學本質的理解。人們不僅從科學史中可以獲得現(xiàn)成的、具體的科學知識，而且可以學習科學方法，提高科學思維能力，受到一定科學態(tài)度和科學精神的熏陶。正如歌德所說：一門科學的歷史，就是這門科學本身。
愛因斯坦曾經說過：科學的社會功能有兩個：第1，科學直接地，更多的是間接地通過生產工具轉化為生產力，促進生產的發(fā)展；第二，是它的教育功能，科學作用于人類心靈，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史正是通過對科學發(fā)展在歷史、文化、經濟與社會進步等多維度上的展現(xiàn)，很好地起到了科學的教育功能。
科學史不僅是科學與技術進程的史實記錄，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。史實可能會被遺忘，但思想與精神卻會永存不忘。
讓我們走進科學發(fā)展的長廊，領略科學的魅力和蕩氣回腸；讓我們翻開科學發(fā)展的歷史畫卷，感受科學的波瀾壯闊與力量；讓我們在科學的海洋暢游，體驗科學的廣博和令人神往；讓我們匯入科學的廣闊天地，沐浴科學的春風與激蕩。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進程的圖文記錄，更能體驗到科學精神的光芒。
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《自然科學史十二講》的基礎上，總結了天津科技大學和河北傳媒學院近十年來科學史教學實踐編寫而成的，編寫過程充分借鑒了作者在不同層次、不同專業(yè)背景學生中開展科學史教學所取得的經驗，并融入了作者承擔的天津市教育科學規(guī)劃重點課題科學史教學與人文素質培養(yǎng)的研究與實踐的研究成果。
本書在結構上仍然保持了《自然科學史十二講》的內容體系，保留了其脈絡清晰，便于把握，利于記憶的撰寫風格。根據教學發(fā)展的需要，對部分內容進行了適當的補充和刪減，以利于教學內容的選排。為便于組織教學，每章增設了一定數量的思考題和進一步閱讀書目。大事記年表改作附錄集中在書后展示，以便于學生使用。
全書共分十章，一個附錄。全書由天津科技大學何迎春擔任主編，河北傳媒學院盧兆強為副主編。天津科技大學何迎春編寫第1、五、六、七、八章及附錄，河北傳媒學院盧兆強編寫第二、九、十章，天津科技大學盧曉江編寫第三、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和精心安排。
第1章 前科學時代 技術積累與觀念萌芽 1
第1節(jié) 科學技術的起源 1
一、什么是科學 1
二、科學文明的起源 1
三、 科學文明的特質 3
第二節(jié) 萌芽開始四大古文明 4
一、兩河文明的科學技術萌芽 4
二、古埃及文明的科學技術 8
思考題： 13
進一步的閱讀： 13
第二章 科學精神的源頭 古希臘文明14
第1節(jié) 古希臘與古希臘人 14
第二節(jié) 古希臘的自然哲學家及流派 15
一、最早的自然哲學學派-米利都學派 16
二、畢達哥拉斯及其學派 17
三、芝諾的運動悖論 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、百科全書式的大學者亞里士多德 21
第三節(jié) 古希臘的科學成就 23
一、 數學：數的認識與公理化體系 23
二、 天文學：宇宙模型 25
三、 物理學 27
四、羅馬帝國時代科學技術的發(fā)展 29
思考題： 35
進一步的閱讀： 35
第三章 東西方文明的互動中世紀歐洲與阿拉伯科學技術36
第1節(jié) 中世紀歐洲科學的衰落與復興 36
一、中世紀前期：歐洲科學技術的停滯 37
二、中世紀后期：歐洲科學技術的復蘇 39
第二節(jié) 阿拉伯科學技術的興起與繁榮 42
一、阿拉伯天文學成就 43
二、阿拉伯數學的成就 44
三、阿拉伯的醫(yī)學的貢獻 45
四、阿拉伯的物理學成就 46
五、阿拉伯的化學成就 48
六、阿拉伯的醫(yī)學成就 49
第三節(jié) 歐洲大學的出現(xiàn)與發(fā)展 53
思考題： 57
進一步的閱讀： 57
第四章 獨樹一幟的科技發(fā)展 中國古代科學技術59
第1節(jié) 中國古代科學技術的發(fā)展脈絡 59
第二節(jié) 中國古代科學技術的成就與特點 62
一、天文學 62
二、數學 65
三、醫(yī)藥學 68
四、農學 71
五、造紙術和印刷術 73
六、火藥和指南針 74
七、陶瓷與絲織 76
八、建筑技術 78
九、機械工程技術 80
第三節(jié) 中國古代科學技術的特點 82
一、發(fā)展的延續(xù)性 82
二、與封建社會同興衰 82
三、注重實用，理論薄弱 83
思考題： 84
進一步的閱讀： 84
第五章 現(xiàn)代文明的號角--近代科學技術的興起 85
第1節(jié) 科學革命的時代背景 85
一、 文藝復興與宗教改革 85
三、地理大發(fā)現(xiàn) 87
第二節(jié) 科學革命與近代科學的興起 88
一、 日心說和天文學革命 88
二、生命科學的發(fā)展 90
三、物理學革命 92
四、科學革命中的數學 94
五、近代化學的誕生 96
六、科學方法論的變革 97
思考題： 98
進一步的閱讀： 98
第六章 現(xiàn)代科學之路工業(yè)革命與科學啟蒙 99
第1節(jié) 啟蒙運動的時代背景 99
一、18世紀上半葉的近代科學 99
二、 啟蒙運動及其影響 99
三、 啟蒙運動的科學理念旗手 100
第二節(jié) 18世紀主要科學家及其貢獻 101
第三節(jié)工業(yè)革命的發(fā)生 108
一、工業(yè)革命的時代背景 108
二、工業(yè)革命的起因 108
三、蒸汽機的誕生 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)的進步 113
三、機器制造與化工業(yè)的變遷 114
四、工業(yè)革命的偉大意義 114
思考題： 115
進一步的閱讀： 115
第七章輝煌的時代 經典科學大廈的落成 116
第1節(jié) 電磁感應定律 116
一、 電磁聯(lián)系的探索 116
第二節(jié) 統(tǒng)一電磁學體系的創(chuàng)立 121
一、麥克斯韋構建電磁學體系 121
二、麥克斯韋在近代科學史上的地位 122
三、赫茲驗證電磁波的存在 123
第三節(jié) 熱力學與能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 124
一、熱本質的認識 124
二、熱力學的創(chuàng)立 125
三、能量守恒定律的發(fā)現(xiàn) 126
四、熱力學第二定律的創(chuàng)立 127
第四節(jié) 近代生物學的發(fā)展 128
一、細胞學說的建立 128
三、微生物學的建立 131
第五節(jié) 近代進化論思想 133
一、早期進化論思想 133
二、達爾文的進化論思想 134
第六節(jié) 道爾頓的原子論 136
思考題： 137
進一步的閱讀： 137
第八章 高歌猛進的技術進步第二次技術革命 137
第1節(jié) 電力技術的發(fā)展與應用 137
一、 電動機的發(fā)明與應用 137
二、 發(fā)電機的發(fā)明 138
三、 發(fā)電與輸電技術 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 143
第三節(jié) 通訊的變革 143
一、電報的發(fā)明 144
二、電話的發(fā)明 145
三、無線電的誕生 146
第四節(jié) 內燃機的發(fā)明與發(fā)展 148
一、內燃機的誕生 148
二、燃油內燃機的發(fā)明 149
三、汽車的誕生 150
第九章 經典的超越新物理學革命 151
第1節(jié) 物理學晴空的烏云 151
一、以太危機 151
二、紫外災難 152
第二節(jié) 物理學三大發(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) 原子結構的探究 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、早年經歷?? 157
二、1905奇跡 157
三、科學成就的第二個高峰 158
四、相對論的影響及愛因斯坦的歷史地位 159
第五節(jié) 物理學的新起點：量子力學 160
一、 量子與量子力學的概念 160
二、 量子說的提出背景 160
三、 量子力學的建立 162
四、 量子力學的拓展及各發(fā)展歷程的關系 164
五、量子力學的影響 165
思考題： 166
進一步的閱讀： 166
第十章高科技時代-20世紀科學技術 167
第1節(jié) 現(xiàn)代生命科學的發(fā)展 167
一、孟德爾的再發(fā)現(xiàn) 167
二、現(xiàn)代遺傳學的創(chuàng)立 168
三、 DNA結構的發(fā)現(xiàn) 169
四、 分子生物學的創(chuàng)立 171
第二節(jié) 現(xiàn)代生物高技術 173
一、現(xiàn)代酶工程與發(fā)酵工程 173
二、細胞工程 174
第三節(jié) 現(xiàn)代地質學的發(fā)展 177
一、板塊學說的提出 177
二、 板塊學說的證據：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)代信息論的產生 180
三、控制論的產生與影響 181
第1節(jié) 現(xiàn)代天文學 182
一、現(xiàn)代天文觀測手段的演變 182
三、現(xiàn)代宇宙學的興起 184
第五節(jié) 當代高科技的歷程 185
一、核電的發(fā)明與影響 185
二、航空與航天技術 187
三、電子信息技術 189
思考題： 191
進一步的閱讀： 191
結束語：走進新時代 迎接新挑戰(zhàn)
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