原子弹、火箭、橡胶、采油汽油、细菌学、青霉素、风力发电、塑料、太空材料、汽车、飞机、计算机……这些改变了我们生活的科技成果到底是谁创造的？它们背后都有着怎样的故事？翻开由王渝生主编的这本《炼火流金（改变人类的科学活动）》，了解更多世界科技文明。

王渝生主编的这本《炼火流金（改变人类的科学活动）》内容包括数学、物理、化学、生命科学、防疫、能源、材料、水利、汽车、飞机、通讯、计算机与网络各学科领域的重大创造发明给人类带来的文明。

第一章 大哉言数——漫谈数学

第二章 格物致知——物理

第三章 炼火流金——化学

第四章 破译生命——生命科学

第五章 守望健康——防疫

第六章 文明之火——能源

第七章 文明基石——材料

第八章 泽被万代——水利

第九章 汽车

第十章 飞机

第十一章 沟通无限——通讯

第十二章 网尽天下——计算机与网络

有一次，他在剑桥郊外的星桥市场上买书的时候，在一个小饰品杂货摊前停了下来。他发现了多棱镜。那天，他什么书也没有买，而是带了一个多棱镜回家了。当时，多棱镜只是作为一种玩具在出售，因为白光照在多棱镜上能够产生非常漂亮的色彩。但是，牛顿立刻意识到这些多棱镜的价值所在。他认为，过去的哲学家们在研究多棱镜对光的作用后得出的结论是错误的。

那么，到底是多棱镜告诉了我们白光里存在的事物，还是多棱镜实际上改变了白光？达卡尔和伦敦皇家学会的大多数人都认为多棱镜把白光转变成了能够产生颜色的光。这就是所谓的“变色理论”，当时没有任何人曾对此提出过质疑。伊萨克·牛顿，当时是一个24岁的大学毕业生，对这种变色理论产生了质疑。就是通过一个小小的多棱镜，牛顿将提出一种非常激进的观点，可能会彻底动摇当时科学界的一些根本观点。在圣三一学院，吃完饭，牛顿就迫不及待地玩弄起他的多棱镜。

但是，在1665年那个炎热的夏天，由于剑桥受瘟疫蔓延的威胁，圣三一学院被迫关门，牛顿只好返回老家沃尔索普。

接下去的两年是牛顿一生中取得的成果最丰富的两年。据说是受到树上掉下的苹果砸到自己的头上而受到启发，牛顿开始对引力和运动进行理论性研究。不过，他真正专注于这方面的研究还是几年后的事情。此时，他所专注的是有关光的一些具有革命性的实验。

牛顿当时在一间屋子里完成了他的一系列多棱镜实验，人们可以想像，光线就是从小洞里进来，照射在窗边的多棱镜灯上，最后在对面的墙壁上投下影像。

太阳光从小洞照射进来，照在多棱镜上，然后在远处的墙壁上形成一个椭圆形的影像。首先要在遮光板上钻一个口径约0。64cm的小洞，接下去要做的就是等待太阳升到合适的角度，以便有一束理想的光线能够穿过这个小洞照射进来。这是实验的第一步，在墙壁上得到了一个非常漂亮的光谱图像。

正如牛顿所意识到的那样，只是得到了一个彩色的光谱并不能证明任何东西。变色理论认为，多棱镜将白光转变成各种颜色。因此，我们所见到的光谱，也能够用这种理论来解释。下一步实验才能够揭示光的实质。

下一步实验需要一块木板，光线投射到一块木板上，然后在某一种颜色的光照射的地方钻个小孔，这样就可以将那种颜色的光分离开。例如，在红光所在的位置把木板钻个小孔，让红光从那儿穿过去。下一步要做的就是再拿一个多棱镜来。把第二个多棱镜放在木板的后面，设法让红光投射到墙壁上。

这就是实验的关键所在。变色理论预言，第二个多棱镜将会把这束红光再次转变回彩虹般的色彩。牛顿则预言，这束红光经过第二个多棱镜后，将仍然是一束红光。

实验结果证明，第二个多棱镜只是改变了通过第一个多棱镜的红光的方向，而没有改变红光的颜色。变色理论这下子解释不通了。通过第二个多棱镜的光仍然是红色的，这表明多棱镜并没有把白光转变成各种颜色，颜色是光所固有的。每种颜色的光弯曲或折射的角度是相同的。牛顿用数字来描述光。牛顿率先倡导使用实验、测量和数学来论证观点的做法，至今仍被定义为科学的方法。

任何一种理论都必须得到实验主管人的批准。此人不是别人，正是变色理论的拥护者，驼背的罗伯特·胡克。胡克仅仅用了三个小时对牛顿的理论进行了分析。他这样写道：“我不得不承认，我没有看到任何不可否认的论点，因此，我不得不怀疑这种新理论的可信度”。

脾气暴躁且傲慢自负的牛顿这样反击道：“就像我曾经断言的那样，我的理论毫无疑问是真理所在。”

最后，在与胡克斗争了15年之后，牛顿出版了他的科学巨著《自然哲学的数学原理》。这部巨著论述了他的万有引力和力学理论，以及一些普遍规律，这些理论和规律至今仍是现代工程学和科学的根基。牛顿在这部巨著里还对时间、空间和运动作了全面的描述。他的批评者们无不对他非凡的才智惊叹不已。牛顿登上了科学界的顶峰。

牛顿在1704年出版了《光学》这本书，但是在此之前，牛顿在1687年出版了一本《自然哲学的数学原理》，提出了运动学的三大定律和万有引力定律，从而奠定了经典力学、也是经典物理学的基础。牛顿的三大运动定律加上万有引力定律，可以说在伽利略的基础上，用数学方法总结出了几个关于物体运动的精确的数学描述。在当时人们的思想当中，天上物体的运动被看作是属于上帝的，地面上物体运动看成是世俗的，那么牛顿三大定律和万有引力定律，就把天上的物体运动和地面的物体运动统一起来了，也就是说把上帝和世俗统一在一块了，这可以说是人类历史上第一次对自然界描述的智慧的大综合，是人类历史上第一次的自然规律的大综合，这个综合就是由牛顿做出来的。

牛顿继承和发扬了伽利略的实验传统和数学的逻辑推理的传统，所以他的运动学的三大定律和万有引力定律，都可以用数学公式来精确表达，他的实验也能够重复进行，所以这就成了真正意义上的近代科学。牛顿所提出的实验方法，用数学来总结物理规律的方法，后来不仅成为物理学的基础，而且也是整个自然科学的基础，因此爱因斯坦给牛顿很高的评价，说在他（牛顿）之前和他之后，都还没有一个人能像牛顿那样影响着整个西方的思想、实践和科学研究的方向。

牛顿奠定了这个方法，总结了几个基础的公式，后来整个物理学在他的方法的基础上，在他所启示的用数学总结规律的基础之上，比如在用他的方法来研究分子的运动，研究刚体的运动，还研究一些气体的运动，所以在这些方面做出了很多成就。在热学、声学、热力学等方面也都做出了很多成就。正在这个时候，电磁学也跟着发展起来了。人们走过了一段很困难的静电阶段，终于走进了电学的领域。这个领域可以说最主要是由法拉第所建立的。

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中央电视台社教节目中心与上海科学技术文献出版社合作的《教科文行动》丛书出版活动，标志着中央电视台科教频道借助与兄弟媒体的互动与联系，获得了一个具有品牌效应的传播平台，频道制作、编播的优秀科教文化节目的社会影响力也在此平台上获得了全新的、深层次的扩充。

中央电视台作为一个全国性、综合性的媒体，不仅注重社会主义新闻事业、文艺事业，还十分注重文教事业；不仅注重自身建设，还十分注重与各方面社会力量的合作；不仅注重传媒自身的政治文化使命，也十分注重社会经济属性。

这几个注重，加上多年积淀，就决定了中央电视台是有着深厚文化内涵和文化作为，开放而非封闭、灵活而不僵硬，无论业务还是观念都始终处于前沿的电视媒体。

现在科教频道与上海科学技术文献出版社的合作，就是体现了几个注重，尤其体现了我们的文化作为、文化抱负，也体现了我们的合作理念。

中央电视台科教频道于2001年7月开播，是随着“科教兴国”战略的实施应运而生的。3年来，科教频道组织了多次主题突出的大型系列节目制作和播出上的特别编排，在中央电视台已形成了鲜明的频道特色，“教科文行动”的品牌在社会上也获得良好的赞誉。

上海科学技术文献出版社的同志一直关注着科教频道的成长，关注着科教频道的内容，此次通过精心策划、编辑，使电视上一闪即逝的节目，变成可以细读的文字，可以细看的图片，这样，科技、文化、艺术知识的传播就是立体的，深入的，全方位的。所以，双方的合作从文化上看，可以说是善莫大焉。

科教频道是中央电视台宣传“科教兴国”战略的重要基地，也是展现国内外优秀电视科教作品的基地。希望我们能以此为出发点，在将来展开更大规模、更高规格、更具影响力的合作。这样，我们同为国家文化事业中的一员，就能够互相借力，共同发展，最终把我们的事业做大做强。

祝中央电视台科教频道与上海科学技术文献出版社合作成功，祝《教科文行动》丛书的出版获得成功！

吹尽黄沙始到金

“教科文行动”由中央电视台科教频道始创，历经三载，熔铸了当代中国科教兴国战略的时代精神，熔铸了科教频道对“教育品格、科学品质、文化品位”一以贯之的追求，熔铸了中央电视台领导，科教频道领导、编创、管理等方面电视人的勇气、智慧与心血，熔铸着广大电视观众的希冀，终于成长为一个获得了同行赞誉、具有社会影响力而富于特色的电视文化品牌。

中央电视台于2001年创立科教频道，电视文化传播始踏上专业化征程。历次“教科文行动”不遗余力，不惮繁复，可谓“千淘万漉虽辛苦”，也只是经编纬辑了中外优秀文化成果中的不及九牛一毛。但在电子传播时代，它更像是种子，已经不断播撒于广泛的社会受众渴求知识的心田之中。

科教频道于2003年暑期编创的“教科文行动”，分为文学、美育、历史、地理、自然、科技、综合等7大版块，播出全程历时60多日，全套节目题材广泛，内容充实，视角独特，在生动的声画世界中渗透着深沉哲思与人文关怀。

节目播出后，受到观众好评，许多人要求重播或保存相关节目资料。对科教频道电视人而言，这是莫大的安慰与鼓舞——前行路上，知音弥多。

为方便观众对电视节目的深层理解和对相关文化知识的掌握，探索一条跨媒体的文化传播途径，中央电视台社教节目中心与上海科学技术文献出版社合作，整合“2003年暑期教科文行动”等一批优秀节目资源，将其纳入图书出版之列，并命名为中央电视台科教频道“教科文行动——给头脑的基本储存”。

丛书共分8个分册，分别为《探索宇宙的神奇奥秘》（原天文篇）《极具挑战的地球故事》（原地理篇）《寻找失落的世界遗产》（原历史篇）《改变人类的科学活动》（原科技篇）《古今中外的文学盛宴》（原文学篇）《艺术殿堂的心动之旅》（原综合篇）《动物世界的生存法则》（原自然篇）《科技发明的历史长河》（原天工开物）。

这样，电视“教科文行动”终于带着蓬勃的姿采走出电视，落实到广大观众及读者的手中、心中。观众、读者如在阅读中感到一些或契合或启迪或便利，就算是科教频道电视人借《教科文行动》丛书的出版而送上的点点金沙吧。

整套丛书在编辑过程中，得到了中央电视台台领导的支持，得到了多领域专家、学者的指教，得到了“教科文行动”编创人员的通力配合，在此一并深表谢忱。

中央电视台社教节目中心与上海科学技术文献出版社两家传媒的精诚合作，为《教科文行动》丛书出版奠定了成功基础。

本丛书的编辑或有不妥不当舛错之处，请广大读者不吝赐教。  CCTV－10《教科文行动——给头脑的基本储存》

编辑部