科學的旅程(插圖版)

序
第一編　科學誕生
　引言
　第一部分　科學的先驅︰從古代到中世紀
第一章　古代的人們
第二章　從亞里士多德到中世紀晚期
　第二部分　物理科學中的科學革命
第三章　宇宙體系的顛覆
　　第四章　一門“廣闊而又最優秀的科學”
第五章　波義耳、化學和波義耳定律
　　第六章　牛頓、運動定律和“牛頓革命”
　第三部分　生命科學中的科學革命
　　第七章　從維薩留斯到法布里修斯
第八章 帕拉塞爾蘇斯、藥物學和醫學
第九章 哈維︰心髒和血液的運動
　　第十章　奇妙的微觀世界
　　第十一章　認識生命的廣泛性
　第四部分　科學、社會和科學革命
　　第十二章　17世紀︰一個轉變時期
　結論
第二編　理性興起
　引言
　第一部分　18世紀的物理科學
第一章　探索新的太陽系
第二章　恆星、星系和星雲
第三章　新地質學的誕生
第四章　近代化學的誕生
第五章　熱和電的奧秘
　第二部分 18世紀的生命科學
第六章　林奈︰偉大的命名者
第七章 布豐和自然界的多樣性
第八章　動物機器︰生理學、繁殖和胚胎學
第九章 近代進化論的先行者︰拉馬克和居維葉
　第三部分　18世紀的科學與社會
　　第十章　一個理性和革命的時人
　　第十一章　科學的斗士︰普及性意識
　　第十二章　黑暗的逆流︰騙子和庸醫
　結論
第三編　綜合時代
　引言　
　第一部分　19世紀的物理科學
　　第一章　原子與元素
　　第二章　復雜而有序的化學世界
　　第三章　不滅的能量
　　第四章　磁、電和光
　　第五章　天空與地球
　第二部分　19世紀的生命科學
　　第六章　達爾文和“貝格爾號”的饋贈
第七章 從宏觀到微觀︰器官、細菌和細胞
　第三部分　19世紀的科學與社會
　第八章　偽科學猖獗
　第九章　偉大的綜合時代
　結論
第四編　現代科學
　引言
　第一部分　物理科學，從1896年到1945年
　　第一章　新原子
　　第二章　新宇宙（一）︰愛因斯坦和相對論
　　第三章　新宇宙（二）︰量子奇跡
　　第四章　宇宙的新觀測
　　第五章　原子的四分五裂︰科學和原子彈
　第二部分　生命科學，從1896年到1945年
　　第六章　微生物學和化學的成長
　　第七章　追蹤遺傳學和遺傳現象之蹤跡
　　第八章　尋找古人類
　第三部分　科學與社會，從1896年到1945年
第九章 醫學和機器販子
第十章　婦女在科學中
　結論

科學，作為全人類的努力，是最偉大的事業之一。它的任務是探索自然界的“壯觀結構”及其令人稱奇的未知領域。它探索宇宙的重大奧秘，諸如黑洞、類星體以及諸如夸克和反夸克這樣極小的亞原子粒子。科學同時也探索人體、紅杉樹和逆轉錄黴病毒的奧秘。科學探索的領域包括整個宇宙和宇宙中的萬物，從小行星上的最小塵埃到女孩眼楮里的彩斑，從距我們數百萬光年之遠的星系到土星環背後復雜的機制。

有人可能會認為，科學只是事實和統計數據乏味而又瑣碎的堆砌。還有人認為，科學是詩、魔法和一切與人性有關的東西的對立面。這兩種說法都有錯誤的地方——沒有比科學更充滿生機，更充滿驚奇，或者更人性化的事物了。科學在不斷變革，在不斷對過去的事情進行重新認識，並從中獲取新的見解。

提出問題並且試圖琢磨其中的機理，是人類最基本的特征之一。而科學史講述的正是不同的個人、團隊和集體是如何對某些最基本的問題尋求解答的過程。例如，人類從何時開始想知道地球是由什麼組成，它的形狀是怎樣的？他們如何尋找答案？他們設計了哪些方法來得到結論？這些方法好不好？從哪個環節開始，這種探究變成了科學？這又意味著什麼？

科學要比我們在電影里看到的陌生的試管和奇特的儀器豐富得多。它遠不僅是在生物課上解剖青蛙或記住植物名字。科學實際上是一種思維方法，一種生動的、不斷變化的對世界的看法。它是發現世界背後機制的一種方式———種非常特別的方式，用的是科學家設計的一系列有助于發現自己錯誤的規則。因為，人們用其他方法來看、听或感覺時，很容易產生錯覺。

如果你認為這很難令人相信，請看右圖中的兩條水平線。一條線上的箭頭相對；另一條箭頭相背。你認為哪條線更長（不包括“箭頭本身”）？測量的結果表明，這兩條線的長度正好相等。由于通過觀察直接下結論容易犯錯，人們必須運用“科學方法”，才能回答“我怎樣才有把握”這樣的問題。如果你真的花時間測量了那兩條線，而不是听我們說兩條線是同樣長度，這時你就是像科學家一樣思考。你正在檢驗你自己的觀察，你正在檢驗兩條線“正好長度相等”這一判斷，你正在運用最有力的科學工具之一來完成你的檢驗︰即你正在通過測量來量化這兩條線。

2300多年前，一位古希臘哲學家亞里士多德（Aristotle，公元前384一前322年）告訴世界，當兩個不同重量的物體同時從同一高度落下時，重的首先落地。這是一種來自常識的論證。畢竟，任何想要檢驗的人都可以做一“觀察”，讓一片樹葉和一塊石頭一起落下，石頭一定首先落地。你可以自己在家里拿一張紙和一塊紙鎮對這個判斷進行檢驗。（不過這一檢驗有些錯誤，你知道錯在哪里嗎？）然而，很多希臘思想家並不打算做任何檢驗。既然答案已經知道，還有什麼可爭議呢？因為他們只相信人的“理性”能力，認為沒有必要訴諸“檢驗”，他們認為觀察和實驗在智力上和社會上都是低下的。

……