科学主义认为自然科学是真正的科学知识，唯有自然科学的方法才能富有成效地用来获取知识，它能够推广用于一切研究领域并解决人类面临的各种问题。

科学主义主张科学万能论，坚信理性或科学能解决人类的一切难题，而且认为科学的发展是无限度的。然而，他们根本没有意识到理性是有限的，科学也有负面的效应，倘使科学的发展丧失了人的目的和价值，迷失了方向，甚至可能成为毁灭人类自身的异己力量。《科学大发现--100则故事启示录》由董仁威编著。

科学主义把自然科学的一般有限原则加以不适当地推广和转换，将自然科学的观念、方法不加限制地外推搬用并用以规范人文科学和社会科学，这是违背科学精神的，凡是严肃的科学家都不会赞同。科学至上、科学方法万能的主张，绝不是科学共同体所共有的信念。董仁威编著的《科学大发现--100则故事启示录》共分七章内容。

第一章 自然秩序大发现

 启示录科学与实验观察

 1．哥白尼发现天体运行规律

 2．哥白尼学说的卫士雷蒂克

 3．科学战胜神权

 4．伽利略发现惯性

 5．牛顿发现万有引力定律

 6．牛顿三大定律的发现

 7．望远镜发现的行星——天王星

 8．“笔尖上的行星”——海王星

 9．富兰克林发现雷与电的关系

 10．法拉第发现电磁感应现象

 11．洛伦兹和汤姆生创立和验证电子理论

 12．麦克斯韦创立电磁理论

 13．赫兹发现电磁波

 14．开尔文预言物理学天空中的一朵乌云

 15．普朗克创立量子理论

 16．沃纳海森堡——量子力学奠基人之一

 17．量子力学的另两位奠基人——埃尔文薛定锷和保罗狄拉克

 18．爱因斯坦创立狭义相对论

 19．爱因斯坦与广义相对论

 20．统一场论

 21．巨人之谜——木星

 22．“被除名”的冥王星

 23．月球从哪里来

 24．危险的小行星

 25．宇宙大爆炸

 26．黑洞与白洞

 27．暗物质与暗能量

 28．反物质

 29．平行宇宙

 30．十维空间

第二章 数学大发现

 启示录数学是自然科学的王者

 3l_数的发现

 32．发现数的算术规律

 33．发现解方程原理

 34．发现图形数学规律

 35．平行公理与非欧几何

 36．发现代数和几何的关系

 37．牛顿和莱布尼茨发现数的变化规律——微积分

 38．庞加莱与拓扑学

 39．高斯与数论

 40．康托与集合论

 41．分形几何

 42．洛伦兹与混沌学

 43．二进制与数字化时代

第三章 生命科学大发现

 启示录科学与实证

 44．盾疑上帝造物——在贝格尔号军舰上的环球旅行中的发现

 45．灵光一现——破解物种起源之谜

 46．t大胆假设，小心求证”——20年求证的艰苦历程

 47．热爱真理，轻视名誉——面对竞争对手的理性选择

 48．达尔文的“鹰犬”赫胥黎——科普作家为新学说的胜利开道

 49．牛津大论战——生物进化论获得科学家共同体的承认

 50．达尔文的假说

 51．孟德尔的功勋

 52．弗莱明借助显微镜发现染色体

 53．摩尔根发现“基因”的住所

 54．艾弗里发现核酸是基因的“公寓”

 55．“外行”——物理学家薛定锷在发现遗传密码上的贡献

 56．比德尔发现基因和酶的关系

 57．沃森和克里克发现DNA的双螺旋形结构

 58．天文学家伽莫夫的遗传密码假说

 59．克里克论证伽莫夫假说

 60．破译生命密码

 61．渐变论与灾变论之争

 62．魏斯曼与新达尔文主义

 63．表观遗传学与新拉马克主义

第四章 物质深层结构的发现

 启示录大胆地假设，小心地求证

 64．道尔顿证实原子的存在

 65．卢瑟福发现原子可碎可分

 66．查德威克发现中子

 67．玻尔修正卢瑟福的原子模型

 68．托马斯杨和菲涅尔的“光波动说”

 69．迈克尔逊和莫雷证明“以太”子虚乌有

 70．爱因斯坦统一光的粒子说和波动说

 7l_伦琴发现X射线

 72．贝克勒尔发现放射性

 73．居里夫妇发现放射性元素

 74．卢瑟福发现放射线的本质

 75．汤川秀树发现介子

 76．发现六种夸克

 77．发现六种轻子

 78．希格斯玻色子的发现

 79．构成万物最基本的单元——待证实的弦

第五章 化学大发现

 启示录科学与假说

 80．波义耳与化学元素

 81．元素的发现

 82．元素氢的发现

 83．元素氧与氧化反应的发现

 84．门捷列夫与元素周期表

 85．放射性元素的发现

 86．同位素的发现

第六章 地理大发现

 启示录科学假说建立的程序与验证

 87．迪亚士发现好望角

 88．维斯普西和哥伦布发现新大陆

 89．麦哲伦环球航行证明地球是圆的

 90．魏格纳发现大陆漂移

 91．赫斯发现海底扩张

第七章 环保大发现

 启示录为了母亲的呼唤

 92．卡逊呼唤环保

 93．发现温室效应

 94．发现南极臭氧空洞

 95．发现湿地的作用

 96．发现森林锐减的危害

 97．发现大气污染和酸雨

 98．发现噪声污染和电磁波污染

 99．发现土壤污染

 100．发现水污染

启示录科学与实验观察

科学，意为“知识”“学问”，是反映自然、社会、思维等的客观规律的分科的知识体系，在近代侧重关于自然的学问。科学、哲学、神学是世界上的三大学问。凡研究这三大学问而有成就者，被人尊称为学者。

自然科学是从哲学上分离出来的。在2000多年前的古希腊，只有神学和哲学两种学问。那时，做这两种学问的人多如牛毛，学者众多。其中，有个高人，叫亚里士多德，是个大师级的学者、哲人。他的学问涉及一门门的自然科学。

亚里士多德一生有许多发现，这些发现依据的是人类当时对自然现象观测的结果。人们发现太阳从东边升起，西边落下，明明白白太阳在围着地球转，眼见为实，于是，亚里士多德便在他的天文学说中主张“地心说”，认为太阳是绕着地球转的。

亚里士多德还以“自然厌恶真空”为由，否认真空的存在，并认为宇宙中充满一种叫作“以太”的物质。

在物理学方面，亚里士多德反对德谟克利特的原子论，认为物质是均匀分布的。他还提出“重物下落的速度比轻物快”的理论。

在《动物史》一书里，亚里士多德主张雄性动物比雌性拥有更多牙齿。

亚里士多德在研究植物学、化学、气象学以及其他科学学科时，都只凭自己对事物的感觉提出了各种各样的理论。

这些理论，为后来的科学家证实其中绝大多数是错误的，是谬论。

真正将科学从哲学中独立出来，成为一门大学问的是在亚里士多德1900多年之后的意大利科学家伽利略，爱因斯坦称他是“现代科学之父”。

伽利略因将实验观察和数学引入科学，才使科学成为令人信服的学问，从而使科学引起了世界和人类生活翻天覆地的变化。

伽利略发明了天文望远镜，通过它观察天体，证实了哥白尼的“日心说”。他在《关于两种世界体系的对话》一书中，客观地讨论托勒密、亚里士多德的“地心说”与哥白尼的“日心说”。这本书用观察获得的充分的论据和大量无可争辩的事实，有力地批判了亚里士多德和托勒密的错误理论，纠正了亚里士多德在1900多年前犯下的错误。

伽利略对物理规律的论证非常严格。他创立了对物理现象进行实验研究并把实验的方法与数学方法、逻辑论证相结合的科学研究方法。他在荷兰人斯台文1586年使用两个重量不同的铅球试验的基础上，进行了自由落体试验，再一次证明了亚里士多德的理论是错误的。亚里士多德“重物下落的速度比轻物快”的理论经不起实验验证，是想当然的、荒谬的。

伽利略用这种科学研究方法进行了单摆试验。有一次，伽利略信步来到他熟悉的比萨大教堂，坐在一张长凳上，目光凝视着那雕刻精美的祭坛和拱形的廊柱，蓦地，教堂大厅中央的巨灯晃动起来，是修理房屋的工人在那里安装吊灯。

这本来是件很平常的事，吊灯像钟摆一样晃动，在空中划出看不见的圆弧。可是，伽利略却像触了电一样，目不转睛地跟踪着摆动的吊灯，同时，他用右手按着左腕的脉，计算着吊灯摆动一次脉搏跳动的次数，以此计算吊灯摆动的时间。

这样计算的结果，伽利略发现了一个秘密，这就是吊灯摆一次的时间，不管圆弧大小，总是一样的。一开始，吊灯摆得很厉害，渐渐地，它慢了下来，可是，每摆动一次，脉搏跳动的次数是一样的。伽利略的脑子里翻腾开了，亚里士多德曾说，摆经过一个短弧要比经过长弧快些，难道是自己的眼睛出了毛病？还是另有其他原因？

伽利略发了狂似的跑回大学宿舍，关起门来重复做这个试验。他找了不同长度的绳子、铁链，还有不知从哪里搞到的铁球、木球。在房顶上，在窗外的树枝上，着迷地一次又一次重复，并用沙漏记下每次摆动的时间。最后，伽利略不得不大胆地得出这样的结论：亚里士多德的结论是错误的，决定摆动周期的是绳子的长度，和它末端的物体重量没有关系。而且，相同长度的摆绳，振动的周期是一样的。这就是伽利略发现的摆的运动规律。

后来，惠更斯继续了伽利略的研究工作，导出了单摆的周期公式和向心加速度的数学表达式。牛顿在系统地总结了伽利略、惠更斯等人的工作后，得到了万有引力定律和牛顿运动三定律。伽利略留给后人的精神财富是宝贵的。爱因斯坦曾这样评价：“伽利略的发现，以及他所用的科学推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开端！”

历史一次次证明了亚里士多德科学理论的错误，且纠错的过程很漫长，科学家们为此花了一两千年的时间。比如，亚里士多德关于“以太”的学说，是直至19世纪末经“迈克尔孙一莫雷实验”才被推翻的，经历了2200多年。

虽说亚里士多德在自然科学上犯下了不计其数的错误，但生在现代的我们可以凭着祖先为我们所积累下来的智慧去指责他当年的错误，却不能否认他的伟大。毕竟，一个人的思想假如能在2000年的漫长时间里始终维持主流，这本身就已经是一件相当了不起的事了，而在当时的条件下，即便是最优秀的人才也只能像亚里士多德那样凭借日常生活中最基本的常识得到最想当然的认识。谁又能保证在千百年后现在的我们自以为“先进”的技术和理论不会被我们的后人取笑呢？

我们也不能否认亚里士多德原创性思想之功劳，因为后来者大多是在他的思想启发下，通过实验观察，进行严密数学运算，才纠正了他的错误，从而建立起严格的科学理论的。P3－5

我是一个老科普工作者，自小以当“赛先生”的战士为荣，为宣传科学，捍卫科学的尊严，奋斗了30多年。有一天，我忽然发现，如今的科学已不如过去“吃香”了。极端的反科学主义者将科学作为“贬义词”，认为现代社会的种种“疾病”正是科学主义、技术主义和工业主义等流行和统治的结果。

我懵了，晕头转向了。科学怎么啦？技术怎么啦？

我开始了思索。在我为“赛先生”奋斗的30多年中，创作出版了80多部科普著作，主要是普及我的专业生命科学的，还有形形色色的科学家传记与科学家报告文学作品。同时，我主编并主创了20多套大型科普丛书，这些丛书包含了数理化天地生等多学科的知识及各门类的科学和科学家的故事。

我把这些著作与丛书拿来重新翻阅，想悟出一点有关科学和技术的道道来。我是生物系细胞学专业毕业的研究生，本来只熟悉生命科学和生物技术，但是，我在主编各类丛书的过程中，却同数理化天地生及人文科学的学者打交道，从同他们合作编著百科全书式的著作过程中，耳濡目染，学到了广博的科学知识，知道了不少科学发现的故事。同时，我又是一个教授级的高级工程师，在自身从事的生物工程行列是技术专家，同各行各业的技术专家多有交道，出版了不少技术普及读物，熟知许多技术发明的故事。

我再一次通览了我主编并参与创作的这些百科全书式的科普著作及技术普及读物，钻研了科学主义与反科学主义的理论，从科学大发现和技术大发明的故事中悟出了一些道理，初步解了我这个“赛先生”战士的“迷惑”。

我悟到：科学是把双面刃，有利也有弊。科学主义与非科学主义有对也有错。

科学主义认为自然科学是真正的科学知识，唯有自然科学的方法才能富有成效地用来获取知识，它能够推广用于一切研究领域并解决人类面临的各种问题。

科学主义主张科学万能论，坚信理性或科学能解决人类的一切难题，而且认为科学的发展是无限度的。然而，他们根本没有意识到理性是有限的，科学也有负面的效应，倘使科学的发展丧失了人的目的和价值，迷失了方向，甚至可能成为毁灭人类自身的异己力量。

科学主义把自然科学的一般有限原则加以不适当地推广和转换，将自然科学的观念、方法不加限制地外推搬用并用以规范人文科学和社会科学，这是违背科学精神的，凡是严肃的科学家都不会赞同。科学至上、科学方法万能的主张，绝不是科学共同体所共有的信念。

反科学主义则有许多流派。激进的反科学主义认为科学和技术的发展必然给人类带来灾难，从而主张科学与技术必须停止乃至后退，甚至退回农业时代去。建设性的反科学主义并非反科学，而是针对科学主义缺陷的批判，反对将科学绝对化，反对滥用科技破坏环境等。

如何对待科学主义和反科学主义？

自1992年起，我国共开展了八次公民科学素质调查。第八次中国公民科学素养调查结果显示：2010年我国具备基本科学素养的公众比例为3．27％，仅相当于日本（1991年3％）、加拿大（1989年4％）和欧盟（1992年5％）等主要发达国家和地区20世纪80年代末90年代初的水平，远远落后于美国。2000年美国公众基本科学素养水平的比例就已达到17％。因此，在当今中国实现现代化的过程中，我们的“科学主义”不是多了，而是还很缺乏。中国现代化的实现，关键在于科学技术的现代化。所以，高扬科学的精神，倡导科学的方法，申明科学的价值，仍然是我们面临的一项紧迫的任务。

同时，也要理性对待反科学主义。他们指出科学的弊端、科学和技术的发展带来的负面影响。避免核武器、化学武器、生物武器、智能机器人以及因环境恶化而毁灭人类的危险，也是人类刻不容缓要着力解决的问题。

因此，有了这两部通过100则科学大发现和lOO则技术大发明的故事，反思科学与技术的“科学启示录”和“技术启示录”。

我要特别感谢为这两部书提供各学科资料的时光幻象成都科普创作中心的顾问和签约作家：刘兴诗、王晓达、松鹰、陈俊明、徐渝江、杨再华、李建云、尹代群、韦富章、董仁扬、姜永育、董晶、黄寰、罗子欣等，没有他们的帮助，这两部书是无法写成的。

董仁威2014—8—20