酷科普发现从这里开始：人类在科学上的发现 [7-10岁]_刘怀景著_9787514307443

在灿烂的科学史的长河中有许多伟大的科学发现，它们就像天空中的恒星一样璀璨。然而更令人钦佩的是那些勇于探索的科学家，他们用自己的辛勤和汗水甚至生命换来科学的伟大进步。《酷科普发现从这里开始：人类在科学上的发现》从数学、物理、化学、生物、地理、天文六大方面，收录了从古到今的重大科学发现，并以故事的形式讲述深奥的科学知识，让读者轻松愉快地了解科学的发展历史，《酷科普发现从这里开始：人类在科学上的发现》了解那些伟大发现背后的故事，最终使读者从思想上建立一个比较完整的自然科学发展观念，认识科学史的发展规律。

人类从诞生的那一刻起，就在不断地探索自然、发现自然，逐步地建立对大自然的认识。科学便是在人类不断的探索发现中诞生的。在这漫长的科学史中，古希腊时代和文艺复兴时期是科学发现最集中的时期。
　　在物理史上，科学革命是古希腊时代科学哲学和古典物理学的分水岭。波兰人哥白尼首先以日心说否定了过去人们一直深信不疑的天动说。其后德国人开普勒也发展出其行星运行的模型，提出行星是按其轨迹而围绕着太阳运行。同时意大利人伽利略除不断强调其地动说外，还发展出多项基本的力学理论。到了1687年，英国人牛顿发现三大运动定律和万有引力定律。建立了古典力学的根基。20世纪初的物理学也出现了革命性变化，代表者为爱因斯坦。他发明了相对论，是对牛顿力学的概念作出了修正。这对物理学影响深远。因为爱因斯坦的理论。根本性地修订了过往科学界深信的知识，时到今天仍然备受讨论。原子弹的发明标志着物理学发展的又一巅峰。
　　而现代化学则是由古代炼金术转化而来的。1661年爱尔兰人波义耳发现了气体定律。其后法国人拉瓦锡更有前瞻性理论——对过去人们深信不疑的燃素说作出全面否定；倡导质量守恒定律，指出物质转化时其质量不变。踏入19世纪，又有英国人道尔顿确立了“物质是由粒子组成”的理论。1869年俄罗斯人门捷列夫编制了元素周期表，把物质中数十个元素列举出来。这两人的研究对日后也影响深远，前者为日后的粒子理论奠下基础；后者则成为了化学的基本知识。
　　今日的化学教科书，都少不了元素周期表。
　　1859年，英国博物学家查尔斯·达尔文在《物种起源》中，首先提出了以自然选择为主的演化理论，这可能是科学上最为显著且影响深远的一个理论。达尔文提出各种不同的动物是经历了长时间的自然进程之后成形，甚至连人类也是如此演化而来的生物。演化论引起了社会上反对和支持的声浪，并深刻地影响了大众对于“人类在牢宙中的地位”之理解。到了20世纪早期，奥地利遗传学家格里哥·孟德尔在1866年所发展的遗传定律被重新发现，之后遗传成为主要的研究对象。孟德尔定律是遗传学研究的起始关键，此学科也成为科学与产业上的主要研究领域之一。
　　20世纪中期来自美国的乔治·伽莫夫、拉尔夫-阿尔菲、罗伯特·赫尔曼，通过计算推论出证据显示，宇宙闻曾有大爆炸的痕迹。这些证据被视为计算宇宙历史的基础。其后60年代美国和苏联开始进行太空科技竞赛，1961年苏联派出世界第一个太空人加加林登上太空；后美国也派出太空人升空，历史性地首次登陆月球。其后各项太空发明相继面世，包括人造卫星、火箭和航天飞机等。
　　在灿烂的科学史的长河中有许多伟大的科学发现，它们就像天空中的恒星一样璀璨。然而更令人钦佩的是那些勇于探索的科学家，他们用自己的辛勤和汗水甚至生命换来科学的伟大进步。本书从数学、物理、化学、生物、地理、天文六大方面，收录了从古到今的重大科学发现，并以故事的形式讲述深奥的科学知识，让读者轻松愉快地了解科学的发展历史，了解那些伟大发现背后的故事，最终使读者从思想上建立一个比较完整的自然科学发展观念，认识科学史的发展规律。

早在1638年，意大利天文学家伽利略发现了这样一个问题：全体自然数与全体平方数，谁多谁少？不仅伽利略对此困惑不解，许多数学家也回答不了这个问题。谁又会想到，这一问题却为现代数学基础——集合论的诞生播下了种子。
　　集合论是19世纪末德国数学家乔治·康托创造的。由于它深入数学的每一个角落，所以成为一切数学分支的基础。英国哲学家、数学家罗素称赞康托的发现“或许是我们这个时代可引以为自豪的最伟大的事件”。
　　乔治·康托于1845年3月3日出生于俄国圣彼得堡一个犹太商人的家庭。1856年，康托全家迁往德国法兰克福。康托一生主要时光是在德国度过的。
　　康托有弟妹六人，他是老大。父亲从小就给他们灌输宗教方面的教育，并培养他们自信、自强和奋斗精神。父亲在给15岁的康托的一封信中写道：“你的父亲，或者说，你的父母以及在俄国、德国、丹麦的其他家人都在注视着你，希望你将来能成为科学地平线上升起的一颗明星。”这封信始终陪伴着康托，成为康托终生奋斗的一个动力。
　　年轻的康托在一所寄宿学校读书，操行评语上写着：“他的勤勉和热情堪称典范，在初等代数和三角方面成绩优异，其行为举止值得赞扬。”他是一个有很高天赋、全面发展的学生，在数学方面尤为突出。
　　但父亲并不希望儿子献身纯粹数学，希望儿子能够学工程学。1862年，康托上了苏黎世大学，次年又转入柏林大学学习。当时，维尔斯特拉斯、库默尔等著名数学家都在柏林大学任教。受他们的影响，康托放弃了当工程师的打算，转为研究纯粹数学。
　　他22岁时获得柏林大学数学博士学位，博士论文是关于数论方面的。他在博士论文中提出了一些奇异的观点，这在常人看来似乎有些离经叛道。他却认为，数学中提问的艺术比起解法来更为重要。后来，康托对数学独特的贡献就在于他以特殊的提问方式开辟了广阔的研究领域。
　　1869年康托在哈雷大学担任助教，主要研究数论、不定方程和三角级数。从古希腊时候起，对“无限”问题的研究就一直是数学家努力攻克的堡垒之一，但这一工作极其困难。比如，某种无穷多事物的计数问题，两类无穷多事物的个数的比较问题等。人们对此类问题的认识还不够深入，致使数学中有许多遗留问题未能得到彻底解决。例如实数是否可数，实数有多少，等等，在分析学中也留有不少的疑问。
　　到了19世纪下半叶，德国另一位大数学家戴德金取得了重大突破，他是对20世纪有极大影响的数学家。戴德金曾著文论及“无限”，认为一个系统如能和本身的一部分相似，则称为是无限的，否则是有限的。
　　在伽利略问题提出200多年以后，1873年康托开始了有关集合和无限等问题具有变革意义的工作。他第一次系统地研究了无穷集合的度量问题，并给出了度量集合的基本概念：一一对应，以此作为衡量集合大小的一把“尺子”。这样，如果两个集合之间能够建立一一对应的关系，就说它们的个数是相等的。康托利用自己的这一结论成功地证明了实数集合与自然数集合之间不能建立起一一对应关系，从而证明了实数集合是不可数的。这就解决了伽利略问题。
　　同年12月7日，他把自己这一发现写信告诉戴德金。以后，数学史家把这一天看作集合论的诞生日。
　　次年，29岁的康托结婚了。在度蜜月时他碰到了戴德金，两人进行了学术交流。康托继续戴德金的想法，认识到戴德金关于无限的定义是正确的，但是无限集彼此之间也是干差万别，并不相似，应该加以区别。接着，康托就把他的这些研究成果写成《论所有实代数的集合的一个性质》一文，发表在《克列尔数学》杂志上。这是关于集合论的第一篇论文，具有开创性意义。该文详细地论说了“无限”这一问题，受到世人注目，并成为后来的势和序数理论的基础。
　　以后10年间，他继续探索并发表了一系列论文，并以《集合论基础》为题作为专著于1883年出版。他开始了数学一个全新领域的研究。他发展了奠基于对实无穷作数学处理的超限数理论，并创造了相似于有限数运算的超限数算术。
　　集合论体现现代数学思想，它以全新的手段考察数学的研究对象，既能见树木，又能看到森林。对某一类问题的研究，像蘑菇一样成堆成片地作出发现。
　　邻域、映射、线性空间、结构、群、环、域等一系列现代数学概念，都建立在集合论的基础之上。康托在1882年提出一个猜想：在可数集基数和实数集基数之间没有别的基数。直观地讲，就是实数有多少的问题，一条直线上点有多少的问题。100年来，经过许多著名数学家的不懈努力，集合论取得了一些重大进展，而且为了解决它也找到一些著名的方法，这些方法对解决其他数学问题起了积极的作用。但是就猜想本身来说，还需要继续寻求新的数学命题或采用其他有效途径去证明。

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