科学的发展史是人们不断通过实验去探索、发现、研究和创造的历史。所以实验工作始终是我们认识世界、改造世界的重要手段。作为21世纪的青少年,我们要敢于突破,学会创新,多动脑多动手,热爱实验,体验科学实验的趣味,努力培养自己的发明创造精神。
《科学实验的趣味》(作者刘鑫)一书主要介绍科学家们的发明都是建立在实验的基础上的,有我们所熟知的孟德尔豌豆实验、燃烧实验,众多奇妙的物理实验:龙舟赛,螺旋,杯底硬币,跳舞的乒乓球……还有神奇的化学实验和有趣的模型试验等,都给科学家们带来启迪,科学实验对科学发展有着至关重要的作用。
《科学实验的趣味》(作者刘鑫)一书主要介绍科学家们的发明都是建立在实验的基础上的,有我们所熟知的孟德尔豌豆实验、燃烧实验,众多奇妙的物理实验:龙舟赛,螺旋,杯底硬币,跳舞的乒乓球……还有神奇的化学实验和有趣的模型试验等,都给科学家们带来启迪,科学实验对科学发展有着至关重要的作用。《科学实验的趣味》采用流畅的文字语言和生动形象的例子,为大家打开实验科学之门,让大家尽情领略其中的奥妙。
人类对各种自然现象的认识,都有一部曲折发展的历史。拿我们日常生活中经常用到的火来说,人们对它的认识,从北京猿人使用野火到今天,已经有5000万年以上的历史。在认识火和燃烧现象的漫长征途上,充满了许许多多的风浪和波折。回顾这个历史,我们可以看到,人类对事物的认识是怎样在错综复杂的矛盾和斗争中辩证地发展的。
火是一种常见的自然现象。我们都见过枯槁的野草和树枝着火的情景,可是在自然界里会着火的又岂止草木。火山爆发时,熔岩滚滚;鼓风炉里,烈焰翻腾,这些都是坚硬无比的石头在燃烧。就是钢筋铁骨,也不免会被猛火烧成灰渣。就连太空中炎炎的烈日,又何尝不是一个燃烧着的大火球。
关于火,古代流传着许多神话和传说。在古希腊的神话中,据说人间的火是天神普罗米修斯冒着触犯天规的危险从天上偷到人间来的。在我国古代,人们则传说,火是一个叫燧人氏的人发明的。古代劳动人民通过对幻想中的驯火英雄的崇敬来表达他们要求征服自然的美好愿望。同时,这些神话和传说也十分自然地留下了我们先辈对自然界缺乏认识的痕迹。他们虽然已经通过用火感受到了火的光明和温暖。但在他们看来,火还是那么不可理解,是一种神秘莫测的东西。所以,在他们心目中,能驯服火的只有神仙或圣人。
当然,在古代,由于生产力水平低下,人们的认识还很难正确地反映自然界。
什么是火,当火成为人们生活和生产不可缺少的东西的时候,人们就十分自然地把火看成是宇宙万物的来源。我国古代“五行”说的金木水火土中有火;古代印度“四大”说的地水火风中有火;古希腊“四元”说的水土火气中也有火;古希腊的赫拉克利特甚至把整个世界都看成是“一团永恒的活火”。
在古代人看来,火是一切事物中最积极、最活跃、最容易变化的东西。它能促成事物的转化,整个世界就在烈火中永恒不息地变化着。要问火本身是什么,人们还只能依托于感觉,在古代哲学家的眼中,火就被看成是干和热两种原始性质的化身。人们从崇尚火到感觉火,从不会用火到学会用火,从只会用野火,到发现钻木取火。这都是人类同大自然长期斗争的结果。
用火,是人们认识火的真正起点。用了火,就能把石头炼成金属,把砂粒和灰碱烧成玻璃。于是,人们开始认识到,火除了发光、发热之外,还能使物质发生变化。这样,火就不仅仅是光和热的化身,而成了变革物质的强大力量。
火山爆发、雷电轰击、陨石落地和长期干旱都可能产生火。人类在实践中不仅感觉到了黑暗中火带来的光明,寒冷中火的温暖,而且还发现了经过火烧过的食物更为可口,火还能够驱赶猛兽,保护人们的生命安全。于是人们从野火中引来了火种,使火为人类服务。这是人类支配自然的伟大开端。
人类掌握了火,可以用火来烧烤野兽的肉和植物的根茎,从而结束了原始人类那茹毛饮血的野蛮而落后的时代。吃熟食不但减少了疾病的发生,缩短了消化过程,同时也为脑髓的发育提供了丰富的营养,使人类大脑的发育一代比一代完善起来。
摩擦生火是人类在生产实践中发明的,在打制石器的过程中,往往发现某些石头相击会产生火星。人们在使用木制工具时,发现枯木被猛力相摩擦就会发热,摩擦出的木屑热到一定程度也会生成火星,火星由于周围有较高的温度,燃烧时间相对较长,若再遇到易燃的干草之类的纤维,就能燃起火焰。于是人们由此发明了钻木取火等方法。
当人们尝试着用火去烧烂泥、石头之类的东西时,马上就在改造自然的斗争中取得了一系列的重大成果。制陶术的出现,就是用火烧烂泥的直接结果。后来,人们又从石头里烧出了金属。自然界里含锡的铜矿石,经过粗糙的烧炼,就能得到自然的青铜。又过了许多年,人们学会了炼铁,制造铁器。
烧陶要善于掌握火候,烧青铜需要更高的温度,至于炼铁,对用火技术的要求就更高了。所以,从发明摩擦取火,经过陶器时期,青铜时代,一直到铁器时代,这里的每一个进步,都同火有着密切的联系,都反映着人类利用火、控制火的能力和水平的提高与进步。随着火的利用不断扩大,煮盐、酿酒、烧玻璃等生产技术陆续出现。从此,人类要发展生产,就再也离不开火了。火成了人类改造自然的重要武器,成了“人类新的解放手段”。
火既然能使事物千变万化,那么使粪土化为黄金又何尝不可呢?
公元1世纪,在古希腊的亚历山大里亚城就流传着一种制造“黄金”的工艺。人们用锡、铅、铜、铁等金属熔制成一种黑色熔块,随后加些水银或砒霜使它变白,最后涂上一层硫黄石灰液或媒染剂,使它呈现金黄色的光泽,“黄金”就制成了。
炼金术起源于炼制金属的实践。古代随着冶金技术的发展,人们已经学会用混合各种矿石或在现成的金属里添加各种成分的方法来炼制各种金属。当时,人们只能根据颜色和光泽来分辨金属的“贵贱”,看到金黄、银白就以为黄的是金,白的是银。人们偶然制得一些光泽和色彩都很像金银的合金,便以为是真的黄金和白银。少年朋友们,今天,当你们听到这些无知的人们的所作所为时,你们一定会觉得很荒唐可笑吧。可是,他们有自己的一套自圆其说的理论,每日陶醉在自己的梦想之中。他们认为,之所以能把黑铁化为黄金是因为一切金属在本质上是一样的,都是阳性、火性、燃烧性的“硫”和阴性、水性、挥发性的“汞”相结合的产物。这里所说的硫和汞还不是我们今天所指的化学元素,而是某些神秘的本原。金属的“贵贱”决定于这两种本原在量上的差异。汞多就“贵”,硫多就“贱”。而火在他们的手里就更加神秘了,他们认为,火能烧去其中的硫,留下贵重的汞。所以贱金属愈烧愈精,最后变成宝贵的黄金。
炼金术从我国起源,最后传人欧洲,先后在我国、阿拉伯国家和欧洲的封建社会里盛传了一千七百多年。长期以来,烧金术士脱离劳动人民的实践,关在与世隔绝的幽暗的丹房里,沉醉于点石成金、发现“人造黄金”的梦想之中。他们始终没有把人类对火的认识,对燃烧现象本质的认识推进一步。在炼金术支配着火的漫长时期内,关于火和燃烧现象的学说,本质上是唯心主义的,他们把火看成是构成万物的元素和本原,认为物体燃烧则有火分解出来,而留下的是像土或盐那样的灰烬。炼金术士的神话根本无法解答与燃烧现象有关的各种问题。P3-5
科学是人类文明伟大的发现。“科学”这个词,源于中世纪拉丁文“Scientia”,原意为“学问”、“知识”。科学是人类认识客观世界的知识,但并不是任何关于客观世界的知识都是科学。1888年,达尔文曾给科学下过一个定义:“科学就是整理事实,从中发现规律,做出结论”。达尔文的定义指出了科学的内涵,即事实与规律。
科学是认识世界的过程,而随着人类探索的深入,人们发现,总有人类不能解答的问题。爱因斯坦说:“人类只能发现现象,但不能发现现象存在的原因。”当我们认为似乎找到了某个现象存在的原因,随后就会发现,这个原因仍然是个现象,它的背后仍然还有原因。
科学实验和科学观察一样,也是搜集科学事实、获得感性材料的基本方法,同时也是检验科学假说,形成科学理论的实践基础,二者互相联系、互为补充。但实验是在变革自然中认识自然,因而有着独特的认识功能。原因是科学实验中多种仪器的使用,使获得的感性材料更丰富、更精确,且能排除次要因素的干扰,更快揭示出研究对象的本质。
《科学实验的趣味》一书主要介绍科学家们的发明都是建立在实验的基础上的,有我们所熟知的孟德尔豌豆实验、燃烧实验,众多奇妙的物理实验:龙舟赛,螺旋,杯底硬币,跳舞的乒乓球……还有神奇的化学实验和有趣的模型试验等,都给科学家们带来启迪,科学实验对科学发展有着至关重要的作用。本书采用流畅的文字语言和生动形象的例子,为大家打开实验科学之门,让大家尽情领略其中的奥妙。
科学的发展史是人们不断通过实验去探索、发现、研究和创造的历史。所以实验工作始终是我们认识世界、改造世界的重要手段。作为21世纪的青少年,我们要敢于突破,学会创新,多动脑多动手,热爱实验,体验科学实验的趣味,努力培养自己的发明创造精神。