《自然科学发展史简明教程/高等学校教材》对自然科学中数学、物理、化学、天文、生物、人体生理和医学等各学科的发展历史和现状做了比较系统和全面的论述,特别是对从古代到现代中国人在科技方面的工作和贡献做了比较详细的介绍。
《自然科学发展史简明教程/高等学校教材》的另一个重要特色是内容较新,书中除了介绍19世纪以前和20世纪上半叶的自然科学成就外,对20世纪中叶以后和21世纪初的各个科技领域发展状况也做了比较全面的介绍。
《自然科学发展史简明教程/高等学校教材》可作为理工科和医学院校的教师、研究生和大学生进行素质教育的教材和参考书,也可供自然科学各个相关领域工作的从业人员参考。对于有志于学习和了解自然科学发展历史和现状的读者,《自然科学发展史简明教程/高等学校教材》也不失为一本有益的科普读物。
研究科学史对了解某些学科近期发展的端倪,预估某些学科的发展方向,制订科学发展规划,具有重要的意义。对于高等学校学生选择努力方向,确定奋斗目标,也能起到指导性的作用。因此,国内外都出版有大量的关于科学史的文献,其中既有专著,也有科普图书,有全面论述科学各个学科发展的,也有就某一个专门问题进行讨论的,科普图书大多偏重于讲古代和近代的科技发展情况,专著则对20世纪的科学进步讲得比较多。
本书有下列几个特点:
第一,书中包括了20世纪下半叶至21世纪初各个科学领域的主要成就,内容相对比较新,对于学习和研究科学史的读者有重要意义。
第二,书中涉猎的学科面比较全,除了通常科学史书中涉及的物理、化学、生物、天文外,还包括了数学和医学。由于数学是自然科学的基础,这能使读者有机的了解各学科产生和发展的内在联系,对人类认识自然界的过程有更深刻的理解。
第三,书中除了详细介绍中国古代的科技成就,对近、现代中国科技工作者在各个科学领域的主要成就也都作了介绍,虽然限于篇幅介绍有不尽之处,但相对来说,是比较多的。
本书从内容上分成7部分。
第1部分就是第1章,介绍我国古代的科学技术和发明创造。除了四大发明和祖冲之等的数学、张仲景等的医学、李时珍等的药学、郭守敬等的天文、历法和徐光启、宋应星等的科学成就之外,还介绍了都江堰、大运河、郑和下西洋、五大农书等,而以讨论李约瑟问题作为结束。
第2部分包括第2、3两章,介绍数学发展的历史。从古希腊时代毕达哥拉斯、欧几里得、阿基米德讲起,一直讲到近代的牛顿、莱布尼茨、欧拉、高斯、黎曼、彭加勒以及20世纪的希尔伯特、冯·诺依曼和柯尔莫哥洛夫等的贡献。
第3部分就是第4章,介绍天文学的发展历史。从古希腊天文学和托勒密体系讲起,一直讲到哥白尼的日心说,伽利略、牛顿发明望远镜,太阳系的发现,以及哈勃定律、宇宙大爆炸的理论等。
第4部分包括第5、6、7三章,介绍物理学的发展。从阿基米德发现浮力定律讲起,一直讲到牛顿建立经典力学、欧拉等对牛顿力学的发展,近代和现代力学的成就,热力学、电学、光学和磁学的产生和进展,以及量子力学和相对论的问世,核能的利用,对超导和超流的研究,基本粒子的探索,电子计算机、激光器等物理学的主要应用等。
第5部分包括第8、9两章,介绍化学的发展。从中世纪炼金术士和后来波义耳的工作讲起,讲到拉瓦锡的贡献、门捷列夫周期律及其现代化,以及费歇尔对生命体中化学的开创性的工作,又从物理化学、量子化学、高分子化学的产生、发展,一直讲到有机物的合成、现代分析技术等。
第6部分就是第10章,介绍生物学的发展。从亚里士多德的理论讲起,一直讲到林奈的分类、达尔文的物种起源学说、细胞学的产生和发展、摩尔根的遗传学,以及蛋白质与核酸的研究、DNA的双螺旋结构的发现等。
第7部分包括第11、12两章,介绍对人体生理现象的研究和医学的发展。第11章介绍人体各个器官功能的发现,从心脏和血型讲起,然后介绍免疫、内分泌和呼吸各系统,一直讲到神经、肌肉、胆固醇等。第12章从巴斯德发现微生物讲起,然后介绍一些对人类有严重危害和曾经有过严重危害、现已基本消灭的传染病的情况,最后讲临床医学,介绍一些重要的诊断设备和药物,像X光机、CT机、核磁共振机和青霉素、链霉素等,以及癌症的防治。
由于本书涉及的科学领域比较广,所以可供从事理工科以及医科不同专业的科技工作者和研究生以及大专学生参考。
本书在编写过程中得到了苏定强院士、张鸿庆教授和吴敦虎教授的帮助,吴世康研究员、李觉先教授和叶建珏教授更是在百忙中对书中相关部分的内容进行了仔细的审阅,提出了许多宝贵的意见。作者谨在此向上述各位专家一并表示衷心的感谢。
由于水平所限,书中错误在所难免,敬请广大读者批评指正。
1 中国古代的科学与技术
1.1 数学
1.1.1 算经十书
1.1.2 刘徽、祖冲之
1.1.3 宋元时期的数学
1.2 天文与历法
1.2.1 我国古代的天文
1.2.2 我国的历法
1.3 医药学
1.3.1 黄帝内经与扁鹊
1.3.2 张仲景、华佗
1.3.3 别、思邈
1.3.4 李时珍
1.4 实用科学技术
1.4.1 蔡伦改造造纸术
1.4.2 指南针的发明
1.4.3 印刷术的发明与完善
1.4.4 **的发明
1.4.5 都江堰工程
1.4.6 制茶
1.4.7 瓷器
1.4.8 丝绸
1.4.9 造船与航海
1.4.10 大运河的开通
1.4.11 赵州桥的设计建造
1.4.12 五大农书
1.4.13 中国17世纪的工艺百科全书《天工开物》
1.5 中国科学技术发展的历史转折
2 数学(上)
2.1 古希腊时代
2.1.1 毕达哥拉斯
2.1.2 欧几里得
2.1.3 阿基米德
2.2 从中世纪到微积分产生前的数学
2.2.1 希腊数学在中世纪的命运
2.2.2 数字的表达形式和运算符号
2.2.3 笛卡儿与解析几何
2.3 微积分的创立
2.3.1 创建微积分的先驱者
2.3.2 牛顿
2.3.3 莱布尼茨
2.4 欧拉时代
2.4.1 贝努利家族等
2.4.2 欧拉
2.5 1 8世纪末到19世纪上半叶的数学群星
2.5.1 拉普拉斯、勒让德、傅里叶
2.5.2 泊松、雅可比
2.5.3 哈密顿、狄利克雷
2.5.4 阿贝尔、伽罗华
2.6 高斯与柯西
……