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拙作《科学实验之美》出版了 精选

已有 3533 次阅读 2020-9-19 11:14 |个人分类:科普|系统分类:科普集锦| 科学实验之美, 科普, 科学史, 科学传播

    按:拙作《科学实验之美》近期由浙江教育出版社出版了,这里不揣冒昧做一点介绍。该书是由中科院科学传播局周德进局长与浙江教育出版社周俊总编辑发起,中国科学技术大学原党委书记郭传杰教授担任主编的“中国青少年科学实验出版工程”丛书之一。该丛书共有5本,除了笔者的《科学实验之美》外,另有其他老师完成的《科学实验之旅》、《科学实验之功》、《科学实验之道》、《科学实验之趣》四册,共五册。

     刚接到任务时,觉得“科学实验之美”比较难写,因为“美”本身抽象而且具有主观性,很难驾驭,如何谈好科学实验的美一直没有好的思路。后来在郭老师的指导下,国科大汪前进教授就框架提出了宝贵意见,启发了思路。关于这套书的缘起和期间一起讨论的过程,郭老师在“丛书前言”已经详细说明了,此处不赘。下面把笔者写的《之美》分册的前言与目录放这里,供大家参考。有机会读到此书的读者,请多指正!感谢丛书团队及责任编辑高露露女士。

    前 言

尽管人类系统地从事科学实验探究开始于17世纪伽利略(Galileo Galilei)那个时代,但科学实验的历史可以追溯到很早。公元前3世纪,古希腊的埃拉托色尼(Eratosthenes)在夏至前后利用测量物体的影子便推算出了地球的周长——与现在的误差很小。这是科学史上一项了不起的成就,实验方法之简洁、思维之巧妙,堪称典范。

人类智识进化的历程,用英国科学人文学者布洛诺夫斯基(Jacob Bronowski)的话来说,这叫“人类的攀升”。在这一过程中,科学实验扮演了重要角色,特别是近代科学革命以来,大到理论革新、学科创建、方法演进,小到物质分析、材料试探、新药研发等等,无不仰赖科学实验。

什么是美?这恐怕永远是一个无法简单下定义答复的问题,毕竟它还与审美者的经验、阅历、职业、性别等等有诸多关联。但人类对许多“美”似乎又有接近的审美标准,婀娜的杨柳、壮观的云海、流畅的舞蹈、悠扬的笛声,这些“美”应该可以得到多数人的共识。但就“科学实验之美”这个话题,恐怕就众口难调了。与其纠结什么是“科学实验之美”,不如换一种视角与思路,去剖析下实验之美的几个方面,这便是本书的逻辑出发点。

照此思路,我们围绕科学实验,依次谈了实验问题之美、实验现象之美、实验设计之美、实验结果之美、实验济世之美、实验人物之美,共六章内容。每一章前缀导语,阐发主旨、引导案例,然后以“节”呈现,独立分析2~4个科学史上相关的实验案例,以回应所在章之主旨。在每一案例中,又尽可能详细交代实验的背景或源起、设计思路和过程、结果和影响。不求处处唯“美”是瞻,但求读者在细细品读中体察科学实验之美、感受科学实验之美。尽管本书最后专门辟有一章谈实验人物之美,但就全书彰显的旨趣而言,人物终归是美的载体、美的灵魂,没有这些科学家的精心设计、严谨实施、核查验算,所有前述的美将无从体现。学习他们面对问题时的好奇与睿智,面对困境时的坚毅与执著,面对反复实验、计算时的细心与耐心,面对破旧立新时的勇气和胆识。为便于读者理解,书中插入了大量实验原理图、示意图,部分生僻内容以“小知识”的形式穿插文中,相信读者会有一次愉悦的审“美”之旅。

《庄子》有云:“天地有大美而不言”。科学实验亦如此,其大美何需言哉?在阅读这些科学实验的故事中去欣赏、揣摩她的“大美”吧。

目 录

第1章 实验问题之美

  皇冠的难题——阿基米德发现浮力定律

  打开原子的大门——电子和原子核的发现

  神秘的小赤星——甘德发现木卫的验证

第2章 实验现象之美

  暗室彩练——光的色散实验

  光线偏折——广义相对论的验证

第3章 实验设计之美

  第一次“称量”地球——卡文迪许的扭秤实验

  一分为二显神奇——托马斯杨的双缝干涉实验

  基本电荷的测定——密立根的油滴实验

  地势其坤——量子反常霍尔效应的发现

第4章 实验结果之美

  燃烧之谜——氧化燃烧理论的建立

  能量守恒定律的基石——焦耳测定热功当量

  亲眼“看到了”地球自转——傅科摆实验

第5章 实验济世之美

  从牛痘到人痘——天花的覆灭

  多亏了盘尼西林——青霉素的发现与应用

第6章 实验人物之美

  卓越的实验大师——法拉第

  β衰变的女王——吴健雄

  让孩子们迷上化学的“洋教授”——戴维




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