
丛书序
党的二十大报告提出,“教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑”,要“培育创新文化,弘扬科学家精神,涵养优良学风,营造创新氛围”。2023年2月,习近平总书记进一步强调,要“深入实施全民科学素质提升行动”“树立热爱科学、崇尚科学的社会风尚”“要在教育‘双减’中做好科学教育加法,激发青少年好奇心、想象力、探求欲,培育具备科学家潜质、愿意献身科学研究事业的青少年群体”。提升中小学教师的科学素养,对培养创新人才、推动国家创新发展具有极为重要的意义。
阅读是提升科学素养的基础手段之一。中小学教师都异常忙碌,管理学生、批改作业、备课授课、制作课件、承担课题、发表论文……对他们来说,如何在这每天连轴转的24小时中,抽出时间做点科学阅读、不断提升对科学和科学教育的理解,着实是个难题。专著专论的全本阅读,会令教师由于时间原因望而生畏;而撷取名家名篇,制作有针对性的主题阅读板块,可以让教师根据需要选择性地阅读,且各篇完全独立,随时可以自由翻阅,不受上下文的制约,不失为一种从实际出发的选择。“中小学教师科学素养提升工程”丛书的策划出版就是基于上述目的。丛书将从科学本质、科学素养、科学家及其工作、前沿科技、科技创新、科学史、技术史等角度进行选篇,立足中小学教师的现实需要,助力中小学教师队伍建设。例如,丛书第一册《追寻科学之本》,从“科学是什么”“科学素养是什么”“科学家在干什么”三个主题入手,选取三十余篇文章,引导教师思考科学的本质,提升教师科学素养。
作为一名科学家,我始终认为,科学教育所传递的不只是科学知识和研究方法,更是科学精神。科学精神,至少应当包括:对事实的尊重,理性的质疑,科学的逻辑思维和推理,对事物的客观判断,以及宽容失败的文化。现在很多科学知识可以通过上网等渠道获取,但学会运用逻辑思维,理性质疑,寻求真理,是树立科学精神的基本素质。科学精神是在科研实践中形成的一套价值、行为规范和信念。我归纳为十二个字:求真务实、探索创新、理性质疑。弘扬科学精神比讲授科学知识更重要,授人以鱼不如授人以渔。科学精神的树立是提高国民科学素养的重要方面,是国家创新发展的先决条件。
一方面,我们要鼓励好奇心,保护探索欲。好奇心是一切创新的源泉。从研究生命演化的角度看,好奇心并非我们人类所特有的,而是人类与许多动物共有的一种思维活动,代表对一种事物特别注意的一种情绪,也代表一种求知欲、一种探知欲望,即喜欢探究不了解的事物的一种心理状况,或者一种情感行为。一般认为,好奇心是我们人类认知世界的主要驱动力。爱因斯坦曾说:“提出一个问题往往比解决一个问题更加重要。因为解决一个问题也许只是数学上或实验上的一个技巧问题,而提出新的问题,从新的角度看问题却需要创造性的想象力,这才标志着科学的真正进步。”我觉得爱因斯坦说出了科学研究的真谛。没有了好奇心,我们就提不出问题;没问题,我们就很难去深究,我们的社会就很难一步步向前发展。如果学生从小到大更多的是一种对知识的接受,面对的都是有标准答案的题目,很少提出独立的见解,那么这些学生进入大学或研究领域之后,就很难提出创新问题。营造独立思考、敢于质疑、包容并蓄的文化土壤和环境,呵护青少年的好奇心,这是社会各界尤其是老师和家长应该联起手来共同努力的事业。
另一方面,既要尊重知识,也要有挑战权威的勇气。科学探索就是不断逼近真理的过程,而我们获得的只是当下的相对正确的结论,并非绝对真理。科学进步就是不断发现旧有知识的错误和局限性。
近二十年来,中小学科学教育已经从关注科学知识转变为关注科学核心素养,科学观念、科学思维、探究实践、态度责任,缺一不可。这是巨大的进步。同时,我们也要注意,探究实践一定不能固化为制式的流程,而要根据教学实际灵活运用。科学教育唯有以人为本,寓教于乐,勿忘真、善、美,才能发挥最大的教育功能。科学与艺术的结合,能够让人感受到科学之美;科学对真理的渴求,起步于做人的诚实与诚信;还应当告诉学生,科学不是万能的,科学研究还需受到科学伦理的约束。科学本就是文化的一部分,如果仅仅关心科学的实用性,而忽略了科学与人文精神的结合,那么这样的科学教育不能算得上成功。
科学素养的提升绝非一朝一夕之事,积小流才终成江海。期盼广大教师通过阅读我们精心选编的内容,更好地理解科学、理解科学教育,关注科学发展的新进展、新成果,解决生活和教学中的现实问题。
周忠和
中国科学院院士
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所研究员
编写说明
《学点科技史》是“中小学教师科学素养提升工程”丛书的分册之一。本书一共辑录了数学、物理、化学、天文、地球科学、生命科学、医学、农学、信息科学九大学科近400个重大科学事件,旨在为中小学教师描述这些学科发展的轮廓,为后续深入了解这些关键科学事件提供线索。事件按照时间排序,从公元前10 000多年前的陶瓷烧制及原始农业发展开始,至公元2000年人类基因图谱绘制为止。每个事件用少则几百字,多不过几千字进行描述,简明扼要地概括事件本身及该事件对学科发展的影响。
本书目录可用作时间轴,各个学科用图标表示(见右侧),方便读者快速查找相应学科。
前言/ Ⅰ
第1 篇公元500 年之前的科学/ 1
人类开始烧制陶瓷/ 2
中国原始农业发展/ 3
西亚新月沃地出现原始农业/ 4
古印第安人开始世界上最早的玉米栽培/ 5
冶铜技艺出现/ 6
埃及用尼罗河洪水放淤灌溉/ 7
钱山漾出现丝织品和麻织物/ 8
埃及象形数字形成/ 9
美索不达米亚的早期天文学/ 10
埃及的旬星体系和历法/ 11
美索不达米亚数学形成/ 12
巴比伦医学已具雏形/ 13
甲骨文中出现十进位值制记数法/ 14
中国早期文字和典籍记述的动植物知识/ 15
埃及制作玻璃器具/ 16
殷商阴阳历开始使用/ 17
星象、物候、历法相结合确定农时/ 18
中国确切记载哈雷彗星/ 19
泰勒斯引入命题证明的思想/ 20
毕达哥拉斯学派证明勾股定理,并发现不可公度量/ 21
黄河流域开始形成传统的精耕细作技术/ 22
《墨经》问世/ 23
古希腊地理学发展/ 24
亚里士多德建立形式逻辑/ 25
欧几里得写成《几何原本》/ 26
中国发明司南/ 27
炼丹术产生/ 28
二进制在中国萌芽/ 29
阿基米德取得一系列重要数学成果/ 30
阿基米德著《论浮体》/ 32
埃拉托色尼估测地球周长/ 33
中国发明造纸术/ 34
依巴谷测定月地距离、编制星等表/ 35
《九章算术》成书/ 36
盖仑写成《论解剖》/ 37
托勒玫撰写《天文学大成》/ 38
张衡发明候风地动仪/ 39
丢番图写成《算术》/ 40
陈卓整合中国古代星官体系/ 41
祖冲之计算出圆周率的高精度值/ 42
第2 篇 公元500—1600 年的科学/ 43
火药发明/ 44
印度形成包括零的数码及相应的十进位值制记数法/ 45
一行等首次实测地球子午线长度/ 46
斐波那契写成《计算之书》/ 47
郭守敬取得巨大天文成就/ 48
黄道婆推广棉纺织技术/ 49
朱世杰写成《四元玉鉴》/ 50
欧洲黑死病暴发/ 51
郑和七下西洋/ 52
哥伦布发现美洲大陆/ 53
维萨里《人体的构造》出版/ 54
哥白尼《天体运行论》出版/ 55
格里高利十三世颁布格里历/ 56
第3 篇公元1600—1750 年的科学/ 57
徐光启与利玛窦合作翻译的《几何原本》前6 卷出版/ 58
伽利略制成第一架天文望远镜/ 59
开普勒发表行星运动定律 / 60
斯涅耳提出光的折射定律 / 61
太湖地区和珠江三角洲地区出现生态农业雏形/ 62
伽利略提出力学相对性原理/ 63
笛卡儿《几何学》出版,解析几何学正式诞生/ 64
费马大定理问世/ 66
《徐霞客游记》整理成书/ 67
海尔蒙特发现多种气体/ 68
显微镜开始应用于生物学研究/ 69
牛顿完成一系列关于微积分的论文/ 70
英国建成格林尼治天文台/ 71
罗默测定光速/ 72
莱布尼茨发表第一篇微分学论文和第一篇积分学论文/ 73
哈雷发现信风/ 74
莱布尼茨引入动能概念/ 75
牛顿《自然哲学的数学原理》出版/ 76
牛顿《光学》出版/ 77
哈得来创立经向环流理论/ 78
林奈提出自然系统分类方法/ 79
第4 篇公元1750—1850 年的科学/ 81
奥恩布鲁格发明叩诊法/ 82
拉瓦锡提出氧化说并验证化学反应中的质量守恒定律/ 83
库仑定律提出/ 85
伽伐尼发现生物电/ 86
拉瓦锡等完成《化学命名法》/ 87
拉瓦锡《化学纲要》出版/ 88
近代化学三大定律提出/ 90
拉普拉斯出版系列天文学著作/ 92
卡文迪许测量地球的质量/ 94
皮亚齐发现第一颗小行星/ 96
道尔顿提出原子论/ 97
索叙尔等阐述光合作用/ 98
贝采里乌斯引入“有机化学”概念/ 100
傅里叶级数提出/ 101
道尔顿《化学哲学新体系》出版/ 102
阿伏伽德罗提出分子学说/ 103
拉普拉斯《概率的分析理论》出版/ 104
贝采里乌斯提出化学符号和化学式的书写规则/ 105
柯西开创复变函数论/ 106
奥斯特发现电流磁效应/ 107
曼特尔发现恐龙化石/ 108
巴比奇设计差分机和分析机/ 109
欧姆定律提出/ 110
伽罗瓦确立群论基本概念/ 111
莱伊尔《地质学原理》出版/ 112
布朗发现细胞核/ 113
法拉第发现电磁感应现象/ 114
麻醉技术发展/ 115
法拉第提出电解定律/ 116
施莱登和施旺创立细胞学说/ 117
米尔德发现蛋白质的化学组成/ 118
焦耳定律提出/ 119
加勒发现海王星/ 120
汤姆孙(开尔文勋爵)提出绝对温度和绝对温标/ 121
冰期的发现与成因研究/ 122
第5 篇 公元1850—1945 年的科学/ 123
克劳修斯提出热力学第二定律/ 124
傅科用单摆实验证明地球的自转/ 125
黎曼几何学创立/ 126
布尔创建逻辑代数/ 127
凯库勒提出原子价学说/ 128
巴斯德创立细菌学说/ 129
达尔文《物种起源》出版/ 130
南丁格尔创建护士学校/ 131
麦克斯韦方程组建立/ 132
凯库勒提出苯环的结构式/ 133
克劳修斯提出熵的概念和熵增加原理/ 134
孟德尔提出两大遗传学定律/ 135
米歇尔等发现核酸并研究其组成/ 136
门捷列夫提出元素周期律/ 138
神经元学说建立/ 139
康托尔创立集合论/ 141
范托夫开创立体化学/ 143
地球生物圈概念提出/ 145
发现和命名染色体/ 147
发现减数分裂/ 148
阿伦尼乌斯提出电离学说/ 149
霍尔发明电解制铝方法/ 150
赫兹发现电磁波并观察到光电效应/ 151
李《变换群理论》出版/ 152
洛伦兹建立经典电子论/ 153
伊万诺夫斯基和贝杰林克发现病毒/ 154
X 射线发现/ 155
马可尼实现电磁波远距离传送/ 156
庞加莱创立组合拓扑学/ 157
贝克勒尔发现天然放射性/ 158
汤姆孙发现电子/ 159
居里夫妇发现钋和镭/ 160
现代地震监测手段的建立/ 161
地球圈层结构的发现/ 162
希尔伯特提出23 个著名数学问题/ 163
普朗克提出量子论/ 164
胶体化学创立/ 165
爱因斯坦创立狭义相对论/ 166
能斯特提出热力学第三定律/ 167
摩尔根证明基因位于染色体上/ 168
卢瑟福提出原子结构的有核模型/ 169
昂内斯发现超导现象/ 170
赫斯探测到宇宙射线/ 171
赫维西用同位素示踪技术研究化学过程/ 172
氢原子玻尔模型建立/ 173
莫塞莱提出原子序数概念/ 174
魏格纳系统阐述大陆漂移学说/ 175
爱因斯坦建立广义相对论/ 176
日全食观测证实光线的引力偏折/ 177
费希尔为现代数理统计学奠基/ 178
诺特奠定现代抽象代数学基础/ 179
哈勃确认M31 和M33 是河外星系/ 180
沃克提出大气环流三大涛动/ 181
泡利提出不相容原理/ 183
薛定谔创立波动力学/ 184
海森伯提出不确定性原理/ 185
弗莱明发现青霉素/ 186
格里菲思和埃弗里证明遗传物质是DNA 而非蛋白质/ 187
哈勃发现河外星系的速度-距离关系/ 189
泡利提出中微子假设/ 190
哥德尔提出不完备性定理/ 191
安德森发现正电子/ 192
马利肯和洪德提出分子轨道理论/ 193
央斯基发现宇宙射电/ 194
人工放射性发现/ 195
中国建成紫金山天文台/ 196
第1 届菲尔兹奖颁发/ 197
哈金斯和鲍林提出氢键理论/ 198
“图灵机”设想提出/ 199
哈恩等发现原子核裂变/ 200
阿塔纳索夫与贝利开发出真空电子管计算机/ 201
鲁宾和卡门发现碳14 / 202
克劳德等发现亚细胞结构/ 203
气象雷达发明/ 204
林德曼提出“食物链效率”和“能量金字塔”报告/ 205
费米主持建成第一座核反应堆/ 206
研制第一代电子计算机/ 207
艾肯研制成大型通用电磁式计算机/ 208
第6 篇 公元1945—2000 年的科学/ 209
第一颗原子弹试爆成功/ 210
冯•诺伊曼提出存储程序通用电子计算机方案/ 211
肖克利等发明晶体管/ 212
维纳创立控制论/ 213
香农创立信息论/ 214
默里和托马斯推进对人类器官和细胞移植的研究/ 215
临床诊断技术发展/ 216
波普尔与科恩推进量子化学计算/ 219
人工合成元素出现/ 220
赫尔希证明DNA 是遗传信息的载体/ 221
沃森和克里克提出DNA 双螺旋结构模型/ 222
第一代操作系统出现/ 223
考恩和莱因斯探测到中微子/ 224
宇称守恒定律被推翻/ 225
麦卡锡提出人工智能概念/ 226
苏联发射第一颗人造地球卫星/ 227
心脏起搏器成功应用于临床/ 228
苏联探测月球获得成功/ 229
海底扩张学说建立/ 230
美国开始实施阿波罗计划/ 231
全球综合性地球钻探计划启动/ 232
20 种氨基酸的遗传密码全部破译/ 233
盖尔曼提出夸克模型/ 234
中国研制大型数字计算机/ 235
中国合成结晶牛胰岛素/ 236
彭齐亚斯和威尔逊发现微波背景辐射/ 237
摩尔定律发表/ 238
陈景润等推进哥德巴赫猜想的研究/ 239
高锟提出用光导纤维作通信介质/ 240
电弱统一理论问世/ 241
大规模集成电路及大规模集成电路计算机诞生/ 242
摩根等提出板块构造学说/ 243
人工心脏开始进入临床/ 244
基因工程技术发展/ 245
ARPANet 诞生/ 247
汤普森和里奇开发UNIX 操作系统/ 248
美国宇航员登上月球/ 249
生物信息学诞生/ 250
太阳系行星空间探测进入高潮/ 251
生态农业提出/ 252
Intel 公司推出微处理器芯片/ 253
汤姆林森开发出电子邮件/ 254
袁隆平取得杂交水稻育种重大突破/ 255
瑟夫和卡恩制定TCP/IP 标准/ 256
尝试建立大统一理论/ 257
芒德布罗创立分形几何/ 258
丘成桐证明卡拉比猜想/ 259
柯里斯发现海底热液生物群/ 260
美国、日本制成超大规模集成电路/ 261
第一例试管婴儿诞生/ 262
阿耳瓦雷茨父子提出恐龙灭绝的小行星撞击假说/ 263
微软公司推出MS-DOS 1.0 和PC-DOS 1.0 / 264
IBM 公司推出IBM PC / 265
卡亨开发出高速高效的浮点运算部件8087 芯片/ 266
古思提出暴胀宇宙模型/ 267
普鲁西纳发现朊粒/ 268
穆利斯发明聚合酶链反应技术/ 269
因特网正式诞生/ 270
发现新的碳单质C60 / 271
CD-ROM 驱动器问世/ 272
微软公司发布Windows 1.0 / 273
泽维尔开创飞秒化学/ 274
威尔逊提出“线粒体夏娃”学说/ 275
CANET 建成中国第一个互联网电子邮件节点/ 276
计算机声卡问世/ 277
伯纳斯-李开发出万维网/ 278
安德里森等开发出浏览器软件Mosaic / 279
怀尔斯证明费马大定理/ 280
发现太阳系外行星/ 281
第一只体细胞克隆动物“多莉”羊诞生/ 282
即时通信软件ICQ 诞生/ 283
“火星探路者号”携火星车考察火星/ 284
“深蓝”计算机战胜国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫/ 285
小柴昌俊等发现中微子振荡现象/ 286
1998 年观测Ia 型超新星发现存在暗能量/ 287
纳米材料研究取得一系列进展/ 288
相对论重离子对撞机开始运行/ 290
人类基因组草图完成/ 291
后记/ 293
¥ 88.00
¥ 64.00
¥ 45.00
¥ 45.00
¥ 98.00
¥ 72.00