五堂极简科学史课/中小学科普经典阅读书系

科学史院士席泽宗讲述人类自然科学发展历程五门基础学科（理、化、天、地、生） 经典理论全讲解★原子论★元素周期律★大爆炸宇宙论★板块结构说★进化论回顾人类科学发展历程，提升各学科思维能力，增强学习兴趣

世界万物的本质是什么呢？宇宙的起源在哪里？魏格纳的大陆漂移说到底讲了什么？这些有趣的问题都能在书中找到答案！本书从五门基础学科（理、化、天、地、生）中选取具有革命意义的学说进行历史的回溯和对未来的展望，从宇宙的起源到原子世界，从大陆漂移说到进化论，人类探索世界的科学历程简洁生动地浓缩其中，充分激发青少年对科学知识的热情与好奇。

席泽宗（1927—2008），中国科学院院士、国际科学史研究院院士、国际欧亚科学院院士，曾任中国科学院自然科学史研究所所长。著有《古新星新表》《科学史十论》等作品。

前言
01 原子的物理模型和物质的可分性
——看到不可见的微观世界
1.1 对物质微观组成的漫长探索
1.2 电子的发现及其重大意义
1.3 原子模型的提出与演进
1.4 卢瑟福原子模型是怎样提出的
1.5 人工打破原子核和原子核模型
1.6 原子模型提供的有益启示
1.7 模型法成为揭示基本粒子组成的有力武器
1.8 电子由带分数电荷的准粒子组成
02 化学元素周期律
——世界万物的本质归原
2.1 早期探索的简明回顾
2.2 化学元素周期律的发现
2.3 元素周期律的本质
2.4 人造元素和周期表的未来
03 天文学的大爆炸理论
——宇宙的起源
3.1 简短的历史回顾
3.2 广义相对论的建立
3.3 哈勃定律的发现
3.4 大爆炸宇宙论的提出
3.5 大爆炸宇宙论的检验
3.6 大爆炸宇宙论的启示
3.7 大爆炸宇宙论的困难以及宇宙的暴涨
3.8 宇宙探索之路漫长而修远
04 大陆漂移理论发展的曲折历程
——从大陆漂移说到板块构造说
4.1 大陆漂移理论的历史渊源
4.2 魏格纳大陆漂移说的兴衰
4.3 少数地质学家仍在坚持大陆漂移理论
4.4 深海底地学现象的重大发现
4.5 板块构造说崛起
05 进化论
——生命演化的探索
5.1 静止的世界观：从古代到近代
5.2 达尔文之前的进化思想
5.3 达尔文及其进化论
5.4 达尔文主义的沉浮

     01 原子的物理模型和物质的可分性 ——看到不可见的微观世界 千百年来，人类对于茫茫宇宙和微观的物质世界有着各种各样的神奇遐想、神话和探索的故事，但是在近代望远镜和显微镜发明之后，才使人的视觉得到初步的延伸。当胡克(Robert Hooke，1635—1703)首次用显微镜看到植物的细胞壁时，牛顿(Isaac Newton，1643—1727)就把古代的原子论作为自己治学的基础，在他看来宇宙万物最终都是由连上帝也打不破的最小粒子靠引力和斥力相互作用形成的。为了说明科学家们对物质组成底蕴的探索过程，还需要从头说起，因为原子这个实体在发现它之前一直是一种哲学设想和科学假设，尽管用它能说明大量自然现象，可是在1908年以前它不过是个概念和假设而已，只不过是越来越有道理的假设，就像道尔顿(John Dalton，1766—1844)原子论逐渐得到广泛承认那样。 如果我们把物质的组成层次看成一个个阶梯，那么我们往往把眼前的物体看成宏观的，将天体看成宇观的，把分子和原子作为界标，比它们小的物质可以称之为微观的。这样看来，原子这个层次十分重要，在原子内有个极其复杂而神秘的微观世界，诱使人们去了解，去揭示，这就需要在人的力量尚不能看到和将它们打破以便看个究竟之前，只能先提出种种猜想和构思模型。这是人类认识自然的必经之路，吸引了很多科学探索者的兴趣。 1．1 对物质微观组成的漫长探索 几千年来，人类祖先曾经做出过无数的想象，也提出了关于宇宙万象起源的学说，但是经过历史的筛选和实验证实，堪称伟大的古代学说的是古希腊的原子论和我国的阴阳学说。古希腊的德谟克利特(Democritus，公元前460—前370)等提出了万物由原子组成，古希腊的伊壁鸠鲁(Epictrus，公元前342一前270)继承、发展了这个原子论，并且提出原子有内部组成却分不开的理论。这个理论在近代科学革命中得到恢复，伽利略(Galellio Galilei，1564—1642)、玻义耳(Robert Boyle，1627—1691)和牛顿等近代科学主要奠基人，都把原子论作为自己认识自然和治学的基础。牛顿甚至把原子论应用到自己发明的微积分和建立力学体系的基础中，像他的质点系力学就是原子和几何点相结合的产物。近代化学理论是道尔顿在1803年提出来的，它是根据牛顿的最小粒子概念和多层次粒子思想，赋予它们以相对重量(原子量)才形成的。近代原子—分子说是阿伏伽德罗(Amedeo Avogadre，1776—1856)在1811年提出的。这些理论不但推动了物理和化学的发展，而且诱使科学家们千方百计地去分裂物质，试图想办法去打开原子、原子核、质子和电子等，从而在现代科学目前演出了一幕幕趣剧。 揭示微观物质组成的底蕴，是意义极其重大的探索，它不但有助于了解宇宙万象的变化和演进，而且极大地推动了现代科学和技术的发展。例如，若想了解太阳能的来源，就可以从核物理的裂变和聚变原理得到解答；如果要知道现代信息技术，就必须懂得固体物理、半导体物理，从中了解电子和光子的运动规律。也许由于这些重要原因，在20世纪中期凡是发现过一种新元素或重要粒子的，几乎都获得了诺贝尔奖。 早在古代后期和近代前期，有些科学家和炼金术士就大胆地设想元素可以改变，原子可以分解，在那种人类技术还很低下的情况下，这些实际上都是幻想，甚至被说成巫术。到了19世纪，科学有了较大发展，这个半睡的梦曾促使法拉第(Michael Faraday，1791—1867)提出“分解金属，然后改变它们”，“如果你能分解一种元素并告诉我它们由什么组成的，就会是确实值得做的发现”。1887一1900年，英国科学家洛奇尔(J．N．Lockyer，1836—1920)利用光谱仪观察太阳表面，发现不同温度时太阳谱线展示了元素的演化过程，就像达尔文进化论反映的生物进化过程一样。那么无机物是否也像生物一样，有着进化的漫长过程呢？如果是，那么它们的内在原因又是什么？要解答这个问题，只有从研究物质的微观组成及其变化的规律着手。 电子是人类发现的第一个基本粒子，在它发现之后，科学家开始认真地构思原子结构和组成的模型，以便为揭示微观宇宙的奥秘做准备。 P1-3