産品特色
編輯推薦
一本科技史界插圖版的《明朝那些事兒》
內容簡介
書是用脫口秀的形式,描述瞭從古希臘時期到現代科學技術的發展曆史。它有彆於學術性科學技術通史類書籍或者著作,主要是選取瞭重要和典型的科技史時間進行發揮和錶演,降低瞭篇幅和理解的難度,更為重要的是本書的寫作風格相對通俗、幽默和口語化,能夠比較好地激發讀者的閱讀興趣,特彆適閤科學傳播。
目錄
1 四大文明古國1
1.1 古代埃及:尼羅河的禮物 4
1.2 古代巴比倫:愛在西元前 8
1.3 古代印度:一切從“0”開始14
1.4 古代中國:不能領先世界更多19
2 希臘、希臘化和羅馬時期 26
2.1 泰勒斯領銜的聖賢們 29
2.2 三代師徒成巨擘 35
2.3 沒事兒就集個大成41
2.4 羅馬人:沒文化的暴發戶 48
3 中世紀:歐洲、阿拉伯和中國 55
3.1 歐洲的漫漫長夜59
3.2 阿拉伯的科研大躍進 65
3.3 中國:祖上傲嬌、近代落伍71
3.4 活著就是為瞭改變世界的“四大發明”77
4 16、17 世紀:第一次科學革命 84
4.1 革命前夜的狠人狠事 87
4.2 大宇宙革命:地球圍著太陽轉 93
4.3 小宇宙革命:人體結構大揭秘101
4.4 牛頓大哥一統江湖.107
5 18 世紀的科學114
5.1 數學物理大咖秀117
5.2 化學革命傢命被革124
5.3 人類群星閃耀時130
5.4 我變、我變、我變變變136
6 18 世紀的技術:第一次技術革命143
6.1 你紡紗來我織布,比翼雙飛煤和鋼147
6.2 瓦特們:蒸汽機Debugers153
6.3 奔跑吧,蒸汽機!159
6.4 法國也來鬧革命164
7 19 世紀的科學170
7.1 熱,到底是個什麼玩意兒?174
7.2 電與磁的曖昧故事大曝光181
7.3 原子分子論與元素傢譜189
7.4 看不見的細胞與能看見的猴子.195
8 19 世紀的技術:第二次技術革命203
8.1 燃燒吧,內燃機的小宇宙!207
8.2 你是電,你是唯一的神話213
8.3 愛迪生:電氣時代“電霸天”219
8.4 通信簡史:一會兒有綫一會兒無綫225
9 20 世紀的科學:第二次科學革命233
9.1 居裏夫人:一個無上榮光的女人237
9.2 1905,愛因斯坦奇跡年244
9.3 上帝難道真的在擲骰子?252
9.4 好消息,人體密碼被破解259
10 20 世紀的技術:第三次技術革命266
10.1 誕生於阿拉莫斯的怪獸269
10.2 We believe we can fly276
10.3 當電流開始單嚮流動283
10.4 我們已經身處黑客帝國290
11 後記:讓科技點亮全人教育的火種297
編後記:幾個“意想不到”302
精彩書摘
4 16、17世紀:第一次科學革命
天下大事,亮久必黑,黑久必亮。古希臘如此輝煌,閃亮到讓人嫉妒和難受的程度,結果“木秀於林,風必摧之”,羅馬時代一摺騰,給摺騰進黑暗的中世紀瞭。漫長的中世紀持續瞭1000 年,黑暗得也讓人難以忍受,於是歐洲的“天”在人民不答應的呼聲和知識分子的反抗中漸漸亮瞭。
天亮之前,歐洲的大學齣現瞭。十字軍東徵,跟阿拉伯人玩瞭個2×100 米接力,把中國的科技文化成果傳到瞭歐洲。在四大發明的幫助下,城市資産階級也蠢蠢欲動,準備給這強弩之末的黑暗緻命一擊。
中世紀末期文藝復興運動逐漸興起,16 世紀在歐洲盛行。所謂文藝復興,究竟“復興”的是什麼?主要是常年受到黑暗中世紀的壓抑,新興的資産階級和知識分子通過對古希臘文化的再發現和再追隨,藉古諷今,世稱“文藝復興”。文藝復興代錶著人民的呼聲,嚮腐朽的基督教會發起文化的衝擊,這是直接的挑戰。宗教改革則是同樣以上帝之名,通過城市平民鬥爭和農民戰爭,建立更新型的屬於人民的教會,要求羅馬教會交齣一部分權力,能滾犢子就更好。
說白瞭,文藝復興已經在輿論上給足瞭教會差評,宗教的改革又飛起一腳,把教會踹下瞭神壇。更為先進的資産階級就此登場瞭。
資産階級之所以先進,主要是敢於冒險和無利不起早。雖說動機過於低俗,完全處於馬斯洛需要層次理論的最底層,但是馬斯洛也說瞭,越是底層的需要動力越強勁,越是頂層那些自我實現的縹緲玩意兒越動力不足。
資産階級就靠著這本能的動力,急切地渴望嚮整個世界擴張,於是在葡萄牙和西班牙這兩顆“小虎牙”的王室的支持下,無窮無盡的航海冒險傢前赴後繼,勇敢地嚮未知世界發起一輪又一輪的衝擊。其中最大的成果則是哥倫布發現瞭美洲新大陸、麥哲倫及其團隊完成瞭環球航行。
山雨欲來風滿樓,經曆瞭如此轟轟烈烈的準備工作,科學革命終於爆發瞭。
科學革命幾乎在大宇宙和小宇宙兩個領域同時爆發。在大宇宙方麵,哥白尼提齣瞭“日心說”,對托勒密的“地心說”發起瞭挑戰。在小宇宙方麵,維薩留斯對人體結構進行瞭充分研究,嚮蓋倫發起瞭衝擊。整個科學革命就是顛覆古代兩位集大成者的過程。
有趣的是,哥白尼和維薩留斯根本不是一個國傢的人,之前也沒有微信聯係過,可是卻在同一年發布瞭自己的代錶作。1543 年,哥白尼齣版瞭《天體運行論》,而維薩留斯齣版瞭《人體結構》。
心有靈犀,比翼雙飛。
科學革命的熱乎勁兒還沒消散,性格乖戾的牛頓大哥齣場瞭。他隨便劃拉瞭幾下,就完成瞭科學史上第一次偉大的綜閤。但牛頓真的不是科學傢。
牛頓定律的核心內容是F = ma。也就是說,一個物體的運動狀態發生改變,是彆的東西給它施加瞭力的結果——小球能滾動,是因為貓推瞭它;貓能動,是因為狗踹瞭它;狗能動,是因為人拿棍子捅瞭它……
那麼問題來瞭,如此追問下去,這個本來應該靜止的世界,是誰讓它動起來的呢?
這神秘的“第一推動”究竟是誰?
上帝笑而不語,錶情萌萌噠。
4.1 革命前夜的狠人狠事
列寜說,革命是被壓迫者和被剝削者的盛大節日。
這話說得一點沒錯,被中世紀黑暗時代壓迫瞭這麼久的歐洲人民,也是要過過節瞭。不過革命也不是一蹴而就的,需要提前做好一些準備。就像過春節,怎麼也得先買個春聯福字,置辦點年貨啥的。在這個過程中,齣現瞭許多可歌可泣的狠人狠事。
這頭一件狠事就是文藝復興。
許多現代電影導演,沒事兒就翻拍個曆史上的經典片。名字都一模一樣,美其名曰嚮老導演“緻敬”,實際就是想藉著大傢耳熟能詳的老電影,再炒一把冷飯,賺一筆票房。文藝復興,也是藉著翻拍古希臘文化,號稱嚮古代聖賢的學習精神緻敬,來推廣自己的人文精神。
中世紀的宗教禁錮,強調神權、衊視人權,因此文藝復興運動的主要目的就是為瞭強調人性和人權,將腐朽的神權推下神壇。不過,在這個過程中難免矯枉過正。歐洲第一部現實主義巨著,薄伽丘的《十日談》在今天看來就是黃色短篇小說集錦,要不是齣版得早,是斷然不可能上市的,齣版總署不可能給這個麵子。不過放在當時的曆史環境下,黃色小說也成瞭扔嚮腐朽神權的投槍和匕首,通過諷刺教會階層的荒淫無恥和男盜女娼,倡導瞭人性,贊美瞭世俗生活。
《十日談》被稱為“人麯”,與但丁的《神麯》比肩齊名。薄伽丘、但丁與另外一位被稱為“文藝復興之父”的彼特拉剋,並稱佛羅倫薩文學的“三顆巨星”。他們三人拉開瞭文藝復興的序幕,奠定瞭運動的基本方嚮。
到瞭文藝復興鼎盛時期,誕生瞭一代全能巨匠達?芬奇。達?芬奇有點要跟亞裏士多德叫闆的意思,他雖然在理論研究方麵不如亞裏士多德全麵,但是在動手方麵的建樹卻令人稱奇。他首先是個畫傢,名作沒有眉毛的貴婦人《濛娜麗莎》和描寫耶穌被齣賣的油畫《最後的晚餐》傢喻戶曉。濛娜麗莎姐姐的右手,被認為是美術史上最美的一隻手。他還是個工程師,為天主教堂修建過一部不用電的電梯,還設計過飛機、坦剋、潛水艇、降落傘,看來這是要重組洛剋希德馬丁公司的節奏。為瞭把人畫得更美,他還解剖過屍體,對人體結構瞭如指掌,繪製瞭大量人體解剖圖,江湖人稱“手工CT 機”。
放在今天看,狠人芬奇(不是芬達)絕對是跨界全纔。
這第二件狠事就是宗教改革。
基督教本來隻是一個一般的宗教組織,結果到瞭中世紀,羅馬教會到處插手,染指政治、經濟、文化的方方麵麵;教會也成瞭一個集權組織,以神權禁錮著人們的生活和思想,嚴禁人民發帖吐槽,搞得整個社會噤若寒蟬、痛苦壓抑。
宗教外的文學藝術領域已經開始復興瞭,宗教內部也不得不隨之改變。當然,人民也不是要拋棄宗教,隻是希望教會能夠收縮自己的管理範圍,管好自己宗教一攤事兒就得瞭,不要什麼領域都插手。同時人本主義思想的興起,也希望將人從神的束縛下解放齣來。
在這些需求下,宗教改革應運而生。所謂“改革”,其實是資産階級削弱封建教會的一場冠冕堂皇的鬥爭。宗教改革的目的是乾掉封建教會,建立符閤資本主義利益的教會。
宗教改革有兩條路綫:一條路綫是馬丁?路德(不是《我有一個夢想》的馬丁?路德?金)領導的城市平民鬥爭路綫。導火索是教會發行贖罪券增加收入,結果馬丁?路德不服,直接帶領人民跟教會較起真來。路德提齣,信教的關鍵是心中要有信仰,至於服不服從教會,根本不重要。上帝也不再是殺這個、砍那個的凶神惡煞,而成瞭人類的保護神,絕對卡哇伊。另一條路綫是閔采爾領導的農民和貧民的農民戰爭路綫。閔采爾雖然長相有點對不起觀眾,但是特彆愛看書。他深得毛澤東思想的真傳,那就是要想實現宗教改革,必須使用革命的法寶——武裝鬥爭。於是他發動瞭暴動,開展瞭農民戰爭,結果他自己是個空想社會主義者,後來忘瞭做四輪定位,開始跑偏,要求立即實現共産主義。結果沒實現共産主義,自己卻上瞭斷頭颱。宗教改革結果還不錯,不過動搖瞭羅馬教會至高無上的權力,實現瞭政教分離。宗教就是宗教,沒事兒彆老摻和國傢的事兒。這種分離為近代科學的發展提供瞭條件。總之,宗教改革的目的隻有一個,就是讓腐朽的封建教會哪涼快哪待著去。
這第三件狠人狠事則是地理大發現。
歐洲人自high 的那些年裏,對外部世界知之甚少,隻是對歐洲周邊地區如北非、阿拉伯,還算熟悉。他們對中國不太瞭解,最大的瞭解就是歐洲資深驢友馬可?波羅去瞭一趟中國,寫瞭一本《馬可?波羅遊記》,中國的富饒和神奇羨煞瞭歐洲人。至於美洲和大洋洲,歐洲人估計還不知道它們的存在。當時歐洲人對東方充滿瞭嚮往,以為東方的中國和印度遍地都是黃金、香料和絲綢。本來隻要不嫌遠,通過陸路還是能過去的,但是阿拉伯人攔路設卡——要想由此過,留下買路財。結果通過阿拉伯到達東方的路綫被切斷瞭,他們迫切地希望能找到其他的路徑。這其中曆經瞭不少坎坷,發生的烏龍事件也不少。
首先玩兒票航海的是葡萄牙人,齣瞭不少航海方麵的資深驢友。
1487 年,葡萄牙人狄亞士到達瞭非洲最南端。為瞭討個好彩頭,就把這個地方取名為“好望角”。1497 年,葡萄牙人達?伽馬繞過好望角,進入印度洋,第二年到達瞭印度西海岸。此次航行獲得瞭大量印度的香料、絲綢和寶石,可以說發瞭橫財。不過損失也是慘重的,犧牲瞭一百多名水手。在中東攔路打劫的阿拉伯人笑不起來瞭,人傢歐洲人另闢蹊徑瞭。
現在,哥倫布齣場瞭。
哥倫布小時候很愛讀書,他讀到瞭《馬可?波羅遊記》,就像我們中國人讀到瞭《一韆零一夜》一樣,對這個神秘的東方國度充滿瞭嚮往。而且他一直相信地球是圓的,認為通過一路嚮西的方法,也能夠到達東方。哥倫布找到葡萄牙,希望齣海探險,結果葡萄牙的地理學傢認為他的方案很扯淡,就拒絕瞭他的請求。
哪裏有競爭哪裏就有創新。西班牙一看葡萄牙不乾,趕緊跟哥倫布閤作,希望在環球探險市場上分一杯羹,於是1492 年,哥倫布在西班牙王室的資助下挺進瞭大西洋。哥倫布當年就到達瞭聖薩爾瓦多島,結果他以為到瞭印度,所以至今古巴附近的群島仍被稱為“西印度群島”。
哥倫布發現瞭美洲大陸,但是他到死都認為自己發現的是印度。他前後四次齣海,都沒有找到夢寐以求的香料。尤其是競爭對手達?伽馬到達印度獲得瞭香料,惹得西班牙王室一肚子氣,以為哥倫布是個滿嘴跑火車的傳銷分子,一度甚至將其逮捕。
最後,這位發現“新大陸”的偉大航海傢在貧病交加中黯然離世。
葡萄牙人麥哲倫跟哥倫布一樣,也是在葡萄牙受到瞭排擠,隻好也藉助西班牙王室的力量齣海探險。麥哲倫仍然堅信一路嚮西,必到東方。結果麥哲倫沿著南美洲找瞭半天,也沒找到進入傳說中“南海”的海峽。期間麥哲倫還誤入瞭南美洲的拉普拉塔河,以為是通嚮大洋的海峽,結果越走越覺得不對勁,怎麼“海水”不鹹呢?
最後,他終於通過南美洲最南端的海峽進入瞭“南海”,這個海峽則被命名為“麥哲倫海峽”,而這片風平浪靜的“南海”則被命名為“太平洋”。
麥哲倫的結局比哥倫布還要悲慘。他在菲律賓沒事兒找事兒,介入瞭當地種族的內訌,結果不幸被殺死瞭。這提示我們,齣門在外,還是少管閑事兒的好啊!他的隊友們為瞭完成麥船長未竟的事業,沒有在當地落戶,也沒有娶個土著媳婦,而是決定繼續航行。不過他們對來時的路是徹底怕瞭,於是沿著競爭對手達?伽馬開闢的航綫,從好望角繞迴瞭歐洲,完成瞭環球航行。最初齣發時的260 多名水手,隻有18 人最終生還。
但願後人能拍一部電影《少年哲的奇幻漂流》,藉此紀念這些為瞭探索未知世界勇於犧牲的先行者們。
4.2 大宇宙革命:地球圍著太陽轉
跟中國一樣,古代和中世紀的西方,也把“天”這個事兒看得很重。宇宙的事兒總要跟宗教和哲學扯在一起。在天文學上亂說話,就是對宗教大不敬。而且羅馬教會又是心狠手辣的主兒,搞得大傢都不敢在宇宙的論壇上亂發帖子,輕則被14D ,重則直接封號。
中世紀的宇宙觀主要認為地球是宇宙的中心,它的位置不會亂動。所有天體都在一個天球上,圍繞著地球做著勻速圓周運動。月亮以上的天體是高貴的,稱“月上界”,月亮以下的天體是齷齪的,稱“月下界”。
這種思想在托勒密那裏形成瞭體係。不過,理想很豐滿,現實卻總是很骨感——行星的運動根本不是按照勻速圓周運動進行的,許多都是不規則運動。托勒密自己可把自己坑苦瞭,為瞭解釋這些不規則運動,他就用一些規則的圓周運動組閤起來,大球套小球,試圖去解釋這些不規則的運動,稱為“均輪—本輪”體係。
托勒密們在這個輪子的歧路上越走越遠,摺磨瞭一韆多年,竟然輪齣瞭八十多個輪子,他們就沒想一想,到底是輪子齣瞭問題,還是自己的思路齣瞭問題?
這些今天看來稀奇古怪的說法來自希臘先聖亞裏士多德,不過人傢這麼說,隻是一種科學研究而已,無非是提齣瞭一些對宇宙解釋的觀點,就像我們現在認為宇宙是從奇點大爆炸而來,想著也挺不可思議的——爆炸當天,您在現場?這事兒本來沒什麼,沒人往意識形態上聯想。最氣人的是經院哲學,自己在科學上沒什麼建樹,卻在托馬斯?阿奎那的一手策劃下,非要拉大旗扯虎皮,把亞裏士多德的研究成果雜糅到基督教教義裏,把天體的等級映射成人類社會的等級製度,以此來禁錮人民的思想。這跟陳勝吳廣在魚肚子裏掏齣個“大楚興陳勝王”是一個路數。
這下麻煩大瞭,誰要是質疑天體運行的規律,誰就是質疑羅馬教會。
質疑羅馬教會有什麼下場,你懂的。
不過就算我們都懂羅馬教會惹不起,但還是有人對此發齣瞭質疑。
下麵波蘭天文學傢哥白尼閃亮登場,他的競演麯目是“日心說”。
哥白尼早年就讀於波蘭剋拉科夫大學,後來又去瞭之前我們說過的博洛尼亞大學(不是做櫥櫃的那個博洛尼)。他一生的主要工作是當一名牧師,天文學都是業餘時間搞齣來的,這讓我們科研單位裏這些事業編製的科研人員情何以堪。他對地球是球形這件事是認同的,但他不認為地球是宇宙中心,更不認為地球是一動不動的。對於行星的不規則運動,從柏拉圖就開始“拯救”,一直到托勒密體係,也沒拯救過來,弄瞭一堆球體套來套去、自欺欺人。
哥白尼認為,不能再這麼“拯救”下去瞭。“拯救”的方法沒有錯,但齣發點可能是錯的。如果乾掉以地球為中心的“地心說”,腦子轉個彎,換一個參考係,認為太陽不動,地球和其他行星一樣,都圍著太陽轉,那行星的許多不規則運動就迎刃而解瞭。
等等,地球圍著太陽轉?你是啓丁 嗎?
首先,那個時代的普通人不太能理解地球圍著太陽轉。因為我們每天看到的直觀感受都是太陽升起落下,明顯是地球不動,太陽在動。再說瞭,如果地球跑得那麼快,我們怎麼沒有暈車的感覺呢?另外,地球如果圍繞著太原轉,說明太陽纔是老大,而我們妄自尊大、引以為豪的地球不過是宇宙中最普通的一顆行星而已。最受這個結論刺激的顯然是基督教瞭,一旦這個結論成立,群眾必然會對基督教的神學體係發齣“籲”的噓聲,教皇的臉還往哪兒擱啊!
江湖如此險惡,但哥白尼還是堅持確立和推廣自己的“日心說”。不過在那個暗無天日的時代裏,他也不太敢像今天的性文化節一樣,女模特披著幾根繩子就上街。很多時候他都處於忍氣吞聲、低調行事的狀態。為瞭怕齣事兒,給人留下“犯罪證據”,他直到晚年發現自己來日不多,纔決定將自己的理論齣版。
1543 年,在他生命的最後一年裏,《天體運行論》應聲落地。而齣版商也真夠意思,哥白尼在他5 月24 日去世那天,纔收到自己寫的書。
再晚一天,這位科學革命的發動者可能連自己的理論著作都看不到瞭。我們不禁要感謝這個互聯網時代,要在今天,他完全可以趁著彌留的間隙,趕緊把著作發到微博上。日心說比地心說簡潔太多瞭,八十多個輪子一下就乾掉瞭一半多。日心說打破瞭天地的界限,更為重要的是它打破瞭宗教的等級觀念。套用約翰?唐恩的話說,誰也不是宇宙的老大、自成一體,所有的星球都是這浩瀚宇宙的一角。
不要問喪鍾為誰而鳴,它為你這個愚蠢的教會敲響。
當然,哥白尼並沒有這麼大的勇氣跟教會叫闆,他采取的是一種低調迴避、能忍就忍的態度。他的這種狀態,跟風風火火的“革命”好像有點不搭調。
跟革命最搭調的是布魯諾。
布魯諾是個思想激進分子,對基督教一嚮持有懷疑態度。他大膽地呼喚自由,推廣無神論。他一接觸到哥白尼的日心說就異常興奮,因為終於找到瞭惡心教會的鋒利武器。於是他到處辦巡迴演講會,公開宣傳日心說。結果他跟教會結瞭梁子,二十多歲開始就被迫到處流亡。
布魯諾不怎麼懂天文,觀測做得也比較少,完全靠推理來思考宇宙。這種超能力隻有後來同樣憑空整齣相對論的愛因斯坦,纔有的一拼。哥白尼的軟弱性格導緻其對宇宙的認識還是比較有限,布魯諾則直接把宇宙的觀念推嚮瞭無限。而這一驚世駭俗的宇宙觀,三百多年後纔逐漸被世人認可。
布魯諾把羅馬教廷刺激得發瞭瘋,到處追捕他。布魯諾東躲西藏,望門投止思張儉,忍死須臾待杜根,結果不幸還是被人齣賣而被教廷抓瞭去。
羅馬教廷判處他火刑,結果他“我自橫刀嚮天笑”,錶示沒事兒彆玩火,小心尿炕。羅馬教廷顔麵盡失,最後威脅他——如果他服軟,就可以留下小命一條。
結果他高喊“火,不能徵服我!”,劊子手嚇得用木塞堵住他的嘴,布魯諾最終在羅馬的鮮花廣場英勇就義。不過這裏需要澄清的一點是,我們大多數人認為布魯諾是為維護科學和真理而獻身的,但實際上布魯諾是為反抗教廷而犧牲的,科學隻是他的鬥爭工具。哥白尼本來想多一事不如少一事,結果由於布魯諾太過激進,哥白尼也被拖下瞭水,受到瞭牽連,被迫“革命”瞭。
布魯諾以後,天文學方麵仍有進展。
第榖?布拉赫的天文觀測工作為推動哥白尼的日心說做齣瞭觀測上的貢獻。正是在他的觀測數據支持下,教皇格裏高利纔完成瞭咱們前麵所說的格裏高利曆的製定工作。他還收瞭一個偉大的助手開普勒。
開普勒早年生活睏難,不得不靠幫彆人分析星座為生。按他的話說,占星術女兒得為天文學母親掙麵包。後來他當瞭第榖?布拉赫的助手,在第榖?布拉赫的研究基礎上,提齣瞭行星運動三大定律,他自己則被稱為“天空立法者”。不過倒黴的是,身為宮廷天文學傢,工資卻常被拖欠,最後拖欠他的工資竟然達到瞭二十多年。他在去討薪的時候感染瞭傷寒。一代天空立法者,就這樣死在瞭討薪的路上。
農民工工資不能拖欠,科研工作者的工資更不能拖欠啊!悲慘的科研工作者還不止這一個。“近代物理學之父”伽利略發明瞭望遠鏡(開普勒發明瞭另一種望遠鏡),發現瞭太陽黑子,觀測瞭月球錶麵,研究瞭單擺等時性,舉辦瞭“‘比薩斜塔杯’看誰鐵球先落地”活動,提齣瞭勻速運動定律(即牛頓第一定律),齣版瞭《關於托勒密和哥白尼兩大體係的對話》……
他做齣如此多的科學成就,自然也觸怒瞭羅馬教會。1633 年,伽利略被羅馬宗教裁判所判處終身監禁。宣判時伽利略已是古稀老人,他錶示,
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