本书试图通过对人类自然科学发展全貌的描述，勾勒出科学知识积累过程的整个轮廓。全书采用结构分析的方法，针对科学领域中有重要意义的体系进行阐述，力图通过对东西方科学知识发展轨迹的探索，展示包括人类自身的知识世界的演进历史。此书在手，既可以了解人类科学知识发展的整体轮廓，也可将它作为科学史的小型工具书使用。

这是一本图文相间的人类知识长编。编者从约公元前7000年起笔，向我们描绘了人类最初的科学萌芽、启蒙时代的科学成就、一直到近现代科学的伟大革命。面对卷帙浩繁的资料，编者剔抉爬梳，驾驭有度；举凡数学、化学、物理学、天文学、医学、电学、光学、相对论、基因工程等无不尽纳其中。

本书的另一大特色是：编者从横向比较着笔，展现了东西方科学发展的不同风貌。此书在手，既可以了解人类科学知识发展的整体轮廓，也可将它作为科学史的小型工具书使用。

前言

第一编 科学的源头

第一章 文明古国的科学萌芽

　第一节 法老和工程师——古埃及

　第二节 两河之间——古美索不达米亚

　第三节 月临大地——古印度

第二章 上古中国的科学技术

　第一节 黄帝与神农

　第二节 世界最古老的文字——甲骨文

　第三节 天圆地方——上古中国的宇宙猜想

　第四节 《易经》——思考世界的本源

　第五节 二十四节气——天文学和历法

　第六节 《黄帝内经》——阴阳理论与五行学说的应用典范

　第七节 湮灭的物理学——《墨辩》

第三章 启蒙时代——古典希腊时期的科学

　第一节 万物归一——科学之父泰勒斯

　第二节 数的和谐——毕达哥拉斯学派

　第三节 最伟大的猜想——德谟克利特的原子论

　第四节 希波克拉底誓言

　第五节 哲学王的“理想国”——柏拉图学园

　第六节 百科全书式的学者——亚里士多德

第四章 希腊化罗马时期的科学技术

　第一节 智慧之都——亚历山大图书馆

　第二节 《几何原本》——“几何无王者之道”

　第三节 能撬动地球的人——阿基米德

　第四节 地球测量师——埃拉托色尼

　第五节 天才的思想——日心说先驱阿里斯塔克

　第六节 地心学说的体系——托勒密

　第七节 数学家的墓志铭——丢番图的年龄

　第八节 古希腊最后的医学家——帕加马的盖伦

　第九节 现行公历的源头——儒略历

　第十节 无神论的源头——卢克莱修与《物性论》

　第十一节 走进罗马

　第十二节 关注自然的海军司令——普林尼

第二编 中世纪的科学技术

第一章 阿拉伯人的遗产

　第一节 阿拉伯文化的黄金时代

　第二节 阿拉伯的数学成就

　第三节 阿拉伯人的礼物

第二章 中国中古时期的科学技术

　第一节 算之术——中国的数学

　第二节 国计民生——农学

　第三节 观天测地——天文学

　第四节 中医药学——自成体系

　第五节 四大发明

第三编 近代科学的曙光

第一章 哥白尼的天文学革命

　第一节 自然科学的独立宣言——哥白尼与《天体运行论》

　第二节 星学之王——第谷

　第三节 天空立法者——开普勒

　第四节 伽利略——“伽利略的新宇宙”

第二章 生命科学的肇始

　第一节 医学解剖学的经典——《论人体构造》

　第二节 血液循环的发现——塞尔维特

　第三节 人体的泵——哈维与血液循环

　第四节 显微镜下的新世界

第三章 牛顿时代

　第一节 上帝说：让牛顿出世

　第二节 组织化的科学机构

　第三节 《光学》和反射式望远镜

　第四节 经典物理学的高峰

　第五节 微积分发明权之争

第四章 从炼金术到化学

　第一节 炼金术：化学科学的基础

　第二节 “实验决定一切”——波义耳

　第三节 “燃素说”和施塔尔

　第四节 拉瓦锡——化学思想的革命者

　第五节 原子—分子学说

　第六节 排扑克游戏——门捷列夫发现元素周期表

第四编 科学革命

第一章 19世纪三大科学发现

　第一节 进化论——神创生命

　第二节 进化论的先驱们

　第三节 生物进化论的创立者——达尔文

　第四节 新达尔文主义——从细胞层次揭示进化机制

　第五节 能量守恒——热质量说与热之唯动说

　第六节 能量守恒——热力学的建立

　第七节 能量守恒及能量耗散定律

　第八节　麦克斯韦的“妖怪实验”

　第九节 生命科学——细胞学说的创立

第二章 19世纪电磁学与光学的发展

　第一节　电磁学

　第二节　光的本质

第三章 19世纪天文学的发展

　第一节　恒星的距离

　第二节 光谱分析在天文学中的应用

第四章 运输机械革命

　第一节 富尔顿的蠢物

　第二节　铁路与火车

　第三节 动力机新革命

　第四节 汽车的发展

第五编 科技狂飙

第一章 20世纪的科学革命

　第一节 划世纪的发现

　第二节　量子力学

　第三节　相对论的诞生

　第四节　粒子物理学

　第五节　对宇宙的重新认识

　第六节　20世纪的遗传学与基因工程

第二章 高科技的诞生

　第一节　核能利用

　第二节 电子信息的发展

　第三节　步人太空

　第四节　新兴科学的出现

埃及是人类最早进人文明的地区之一。

位于非洲东北部的尼罗河流域，大约在公元前3500年出现了以灌溉农业为主的文明——古埃及王国。古埃及人在今第一瀑布到艾斯尤特之间创造了巴达里文化和涅加达文化Ⅰ，从狩猎转向农耕。公元前3500年至公元前3100年，在一支闪米特人的引发下，他们又创造了涅加达文化Ⅱ，建立了奴隶制城邦，发明了象形文字，完成了向文明的过渡，成为人类最早走向文明的地区之一。

文明的延续——古埃及文字用语言、文字、图画来表示和传播文化，是人类早期文明的一个重要特征。文字，自人类为了记录而创造它之后，逐渐成为人类思考、酝酿理念以及创作的凭借，并成为人类自身存在的一种方式，给各自孕育的科学传统打上了不同的烙印。

古埃及文字系一种象形文字，产生于公元前3 100年的古王国时期——与苏美尔人的楔形文字、中国的甲骨文一样，都脱胎于原始社会中最简单的图画。这种图形文字有许多鸟、兽和人物形象，常常被刻画在石板或木板上，并仔细地涂上颜色，描上细带。刻画之后的象形文字，已不仅仅是文字，同时也是一幅幅美妙的彩色图画。

公元前2133年至公元前1786年，从象形文字中发展出一种更容易书写的草书体——“僧侣体”。后来，又出现了另一种字体——“世俗体”。“僧侣体”文字主要为祭司阶层所使用，而“世俗体”文字则是世俗生活中使用的文字。象形文字的书写可以横向，也可以竖向，可以从左到右，也可以从右到左；但“僧侣体”文字和“世俗体”文字的书写无论横向还是竖向，都只能从右到左。在古埃及，这几种文字可以同时使用。

古埃及人将文字刻写在神庙和宫殿的墙壁，以及王宫贵族墓葬的墙上。除石头外，他们最重要的书写工具是纸草的草芯。他们把草芯切割成片，横竖交错平铺放置，接着压制、晒干制成纸。然后对纸张进行抛光，用树胶粘贴成长条一长条依照卷轴的长度切割。古埃及人不仅自己使用纸草，还大量出口纸草至后来的希腊和罗马帝国。在古代希腊，纸草是一种贵重的书写材料，只有在书写重要的文书时才使用。

复杂的象形文字，导致书写的困难，因此书吏在古代埃及就成了一个专门的职业，有学校对即将担任书吏的学生进行专门的训练。首先，他们必须抄写经典的作品，在有了一定的基础之后，接下来他们要抄写信件、数学运算公式、地名和专有名词。学生们的这种抄写练习，也是许多古代埃及的文献保存下来的一个重要原因。古埃及的书吏拥有某些特权一一他们不需交纳赋税。书吏是一个较受尊重的职业，受到人们广泛的赞美。

古埃及文字，有24个单辅音的符号，类似字母。这直接影响了后来腓尼基人的字母文字；而腓尼基人的字母文字，又直接影响了希腊人的字母文字。现在欧洲各国的字母，都是从希腊字母发展而来的。

公元642年，阿拉伯人征服埃及，古埃及文字从此绝迹，古埃及的文字知识也就湮灭了。

1799年8月，拿破仑的士兵发现了制作于公元前196年的罗塞塔石碑，上面镌刻着象形文字、世俗体文字和希腊文，其内容主要是叙述托勒密五世自父亲托勒密四世处袭得的王位之正统性，及托勒密五世所做的许多善行，如减税、在神庙中竖立雕像、对神庙与祭司们大力支持的举动等。罗塞塔石碑独特的三语对照写法，成为解开古埃及文字之谜的关键：三种语言中的古希腊文是现代人可以阅读的，利用其来比对分析碑上其他两种语言文字的内容，就可以了解失传语言的文字与文法结构。

在许多尝试解读罗塞塔石碑的学者中，法国学者商博良于1822年第一个理解到：用形表义的埃及象形文，也具有表音作用。这成为解读所有埃及象形文的关键线索。商博良也由此被公认为是古埃及语言学的奠基人，罗塞塔石碑亦被誉为是“通往古埃及文明的钥匙”。  最早的太阳历——天文学和数学古埃及的农业生产需要掌握尼罗河水泛滥的确切日期，因而根据天象来确定季节就成了十分重要的工作，天文学知识因此而不断积累和丰富。

古埃及人在公元前2787年创立了人类历史上最早的太阳历。其制定方法是把天狼星和太阳同时在地平线升起的那天(此时尼罗河开始泛滥)定为一年之始，一年三季共12个月，每月30天，加上年终5天节日，全年共365天。这个历法每年只有1/4天的差数，是今天世界通用公历的原始基础。

由于尼罗河水每年泛滥之后必须重新丈量和划定土地，年复一年的工作使古埃及人在几何学方面比当时的任何民族都做了更多的实践练习，积累了很多的数学知识。修建水利设施以及建筑神庙和金字塔，使这些数学知识得到应用，并且进一步丰富和发展。古埃及人用的是10进制记数法，但不是十位制。例如：他们写222，不是将2重复3次，而是每一位上都有一个特殊的符号。埃及人能计算矩形、三角形、梯形和圆形的面积，以及正圆柱体、平截头正方锥体的体积。他们所用的圆周率为π=3．1605。在代数方面，古埃及人能解一元一次方程和一些较简单的一元二次方程。这些知识后来成为古希腊人发展数学的基础。P4-8

科学知识是人类文明史中最引以自豪的财富，它揭示了比人类自身古老得多的整个宇宙的奥秘，以及人类自身的秘密；它创造出了一个足够丰富的知识世界，同时也创造了人类自身的非凡智慧。人类探索与发现自然知识的历史，本身就是通过知识认识自己的历史。

古代世界相对先进的技术和科学知识，相继出现在北非的尼罗河流域、西亚的两河流域、东亚的黄河和长江流域、南亚的印度河和恒河流域、地中海沿岸的希腊和罗马地区。公元7世纪，亚洲西部的阿拉伯人也迅速掌握了古代世界的科学知识，并通过这些知识的传播沟通了西方和东方世界。在整个古代，许多科学技术成果，如阳历和阴历，节气、月、星期和其他时间单位的划分，恒星天区的划分和名称，数学的基础知识和十进制位值计数法、印度一阿拉伯数字、造纸术、印刷术等等，都已深深镶入整个人类文明大厦的基础之中。从15世纪起，科学的发展取得革命性突破，并在20世纪成为一种具有世界性特色的全球互通的文化。在这一过程中，数学、天文学、化学、物理学、医学、动植物学等各门科学都从不同角度和层次，描绘了人类眼里和心中的自然图景，展示了人类对自然界认识的改变和进步历程，这似乎表明，科学探索与发现的过程在增加自然知识的同时，也更多地揭示出了科学与人自身的相对关系，肯定了人类在科学发展过程中形成的某些观念。虽然如此，却又同时否定了人类认识自然界终极真理的可能性。

基于以上原因，本书试图通过对人类自然科学发展全貌的描述，勾勒出科学知识积累过程的整个轮廓。全书采用结构分析的方法，针对科学领域中有重要意义的体系进行阐述，力图通过对东西方科学知识发展轨迹的探索，展示包括人类自身的知识世界的演进历史。

我无法一一指出本书各章材料的来源，但是，本书在编译过程中，曾参考了中外专家学者的诸多研究著述和最新文论，并剔除了其中冗赘、繁杂之处。特别应该指出的是陈焕文先生、童圆媛小姐及曾聪小姐，他们所付出的辛勤劳动对本书的编译起了不可低估的作用，在此一并致以深深的谢意。

编著者

2007年6月20日