本書是一本青少年科普類圖文讀物。本書選取了歷史上40個改變?nèi)祟惏l(fā)展進(jìn)程的經(jīng)典科學(xué)實驗, 從問題的產(chǎn)生到實驗解決過程, 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, 多角度生動展現(xiàn)科學(xué)發(fā)展的歷程; 同時, 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,家長也可以悄悄補補課。
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個改變世界的科學(xué)實驗故事,7000年的科學(xué)發(fā)展史】
從最早的物理學(xué)測量講起,一直講到近期轟動世界的引力場的發(fā)現(xiàn),通過40個改變世界的科學(xué)實驗向孩子講述科學(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多個橫跨物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)、生物學(xué)等學(xué)科的知識點,讓孩子了解課內(nèi)文知識的同時了解:當(dāng)時科學(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)計什么樣的實驗,或者說實驗和科學(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、吳大猷科普著作獎得主吳軍博士新作】
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
計算機科學(xué)家
“文津圖書獎”“吳大猷科普著作獎”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)計算機科學(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)計者和搜索業(yè)務(wù)副總裁,F(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)。用生動文字講述科普知識一直是吳軍博士的強項,著有《全球科技通史 》《信息傳》《智能時代》等十余部暢銷書作品多次獲得包括“文津圖書獎”“中國好書”“中華優(yōu)秀出版物”等在內(nèi)的圖書大獎。
第1課 如何測量遙遠(yuǎn)的距離?測量長度實驗
第2課 王冠中有沒有摻白銀?阿基米德的浮力實驗
第3課 哺乳動物的聲帶是如何被發(fā)現(xiàn)的?蓋倫的醫(yī)學(xué)實驗
第4課 火藥是怎么被發(fā)明出來的?中國的煉丹術(shù)實驗
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驗
第6課 古時候時間是如何被測算的?伽利略的鐘擺實驗
第7課 空氣能將水托舉出來嗎?托里拆利的大氣壓實驗
第8課 大氣壓的威力有多大?馬德堡半球?qū)嶒?br />
第9課 火有多熱,冰有多冷?溫度計實驗
第10課 如何打開人體循環(huán)的黑箱?哈維證實血液循環(huán)的實驗
第11課 陽光有多少種顏色?牛頓的分光實驗
第12課 光是一種波嗎?托馬斯·楊的光干涉實驗
第13課 煉金術(shù)士煮干尿液獲得了什么?開啟化學(xué)時代的煉金術(shù)實驗
第14課 白瓷為什么比黃金還值錢?伯特格爾再發(fā)明瓷器的系列實驗
第15課 困擾人類幾千年的兩個問題是什么?普里斯特利和拉瓦錫的燃燒實驗
第16課 如何從天上取電?富蘭克林的雷電實驗
第17課 電池是怎么被發(fā)明出來的?伏特的電池實驗
第18課 一個扭秤如何稱出了地球重量?卡文迪許的扭秤實驗
第19課 如何將機械能轉(zhuǎn)化成熱量?焦耳的熱力學(xué)實驗
第20課 電可以生磁,磁可以生電嗎?亨利和法拉第的電學(xué)實驗
第21課 怎么證明地球自己在旋轉(zhuǎn)呢?傅科擺實驗
第22課 細(xì)菌從哪里來?巴斯德的鵝頸瓶肉湯實驗
第23課 如何制造不確定是否存在的東西?赫茲證實電磁波的實驗
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)實驗
第25課 如何通過電路傳遞聲音?貝爾-華生的電話傳音實驗
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驗
第27課 無線電通信是怎么誕生的?馬可尼的無線電實驗
第28課 為什么狗進(jìn)食前會自動流口水?巴甫洛夫的條件反射實驗
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光和放射性的實驗
第30課 光能否產(chǎn)生電?赫茲發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)的實驗
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)的實驗
第32課 光線為何遇見太陽會拐彎?愛丁頓證實相對論的實驗
第33課 發(fā)霉甜瓜救了無數(shù)人的命?弗萊明發(fā)現(xiàn)青霉素的實驗
第34課 世界上最大的能量是什么?邁特納證實核裂變的實驗
第35課 雙盲實驗如何打敗偽醫(yī)學(xué)?從“磁力療法”到鹽水試驗
第36課 光纖是如何傳遞信息的?丁達(dá)爾的全反射實驗
第37課 宇宙大爆炸是怎么形成的?證實宇宙大爆炸的實驗
第38課 什么是夸克家族?證實夸克的實驗
第39課 賦予萬物質(zhì)量的“上帝粒子”是什么?證實希格斯玻色子的實驗
第40課 如何“聽到”宇宙天體的變化?證實引力場的實驗
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個科學(xué)實驗,向青少年講述科學(xué)的歷史和本質(zhì)。為什么要從實驗入手講述呢?因為人類在科學(xué)和技術(shù)上的進(jìn)步離不開實驗?梢灾v,科學(xué)的發(fā)展歷史就是人類不斷做實驗、發(fā)現(xiàn)科學(xué)規(guī)律的歷史。今天,學(xué)習(xí)科學(xué)依然要從做實驗入手,而青少年要想培養(yǎng)創(chuàng)造力,也需要從做實驗開始。
實驗和我們?nèi)粘F胀ǖ挠^察有三個不同點。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;實驗通常是為了一個明確目的而專門設(shè)計的,在做實驗的過程中,實驗者會主動收集信息。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,很多時候,人們還會將特例錯當(dāng)一般性規(guī)律;但實驗是刻意設(shè)計的,同一個實驗每一次進(jìn)行時,實驗的條件、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;但實驗卻是可控的,我們可以通過實驗得知不同方法、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,了解實驗是了解科學(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)程的實驗,比如阿基米德所做的浮力實驗,焦耳發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的實驗,巴斯德發(fā)現(xiàn)細(xì)菌的鵝頸瓶肉湯實驗等。這些科學(xué)家設(shè)計實驗、解決問題的思路和他們得到的實驗結(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)行實驗的細(xì)節(jié)和過程,希望大家從此學(xué)會他們的科學(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)時的科學(xué)家是如何思考的;其二,它們?yōu)槭裁粗匾,對后來的科學(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)計什么實驗,或者實驗和科學(xué)有何關(guān)系。本書就是為大家補上這三種知識,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)實驗——測量講起,一直講到轟動世界的引力場實驗。希望通過這40個科學(xué)實驗,讓讀者朋友了解科學(xué)發(fā)展的歷史、最新的動態(tài),以及更重要的——科學(xué)方法。