震撼世界的100个科学发现(上)(txt+pdf+epub+mobi电子书下载)

作者：戈丹,千舒

出版社：中国环境科学出版社,学苑音像出版社

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震撼世界的100个科学发现(上)试读：

前言

人类的历史，犹如一串华美的项链，是由无数大大小小的事件连接而成的。那一个个辉煌的瞬间，便是历史链条中璀灿的宝石与珍珠，它熠熠生辉，警示着后人。

人类的历史，更像一部恢弘的巨著，是由无数千姿百态的人物呕心谱就的。那一段段精彩的篇章，便是历史天书中闪光的风云与浪花，它浩瀚如烟，启迪着我们。

在古今中外的历史长河中，我们的祖先充分展现了人类杰出的智慧，创造了难以计数的灿烂文明，为今天的我们遗留下了博大精深的精粹学说、文化典籍、伟大发明；遗留下了对世界历史发展所做出的开创性的成就和产生过深远影响的历史事件；遗留下了福泽后人的宝贵遗产与物质财富。即使到了科技飞速发展、信息化高度集中的今天，我们仍然叹服前人的贡献，仍然感恩祖先的施惠，仍然震惊先哲的警示。

往事越千年。虽然几经沧海桑田，但不变的是人类永恒的追求，是人类探索的脚步，是人类沿着历史的足迹再创辉煌的奋斗。当无数充满致命诱惑的新浪潮涌来时，人们更需要一种对历史文化的正确抉择；当现代文明在疯狂地毁灭人类生存的家园时，我们更需要一种对人类历史的责任。于温故中知新，在汲古中鉴今，理应成为现代青年理性地认识历史、冷静地思考未来的当然选择。

本书对世界上下数千年重大历史事件做了全景式的扫描，从中我们可以看到政治经济的改良与变革，进步与保守的争斗与冲突，新旧体制的毁灭与诞生，理论学说的创立发展，科学发明的艰难突破等等。几乎涉及到影响世界文明的政治、军事、外交、文化、宗教、经济等各个领域的所有重大事件。本书对世界历史的真实过程做了纵深的透视，对人类文明的伟大成就做了全面的阐述，它从浩瀚的历史文库中，撷取精华、汇聚经典、分门别类地对历史上曾经发生的重大事件进行分析介绍，向广大读者尤其是青年朋友们打开了一扇历史的窗口，让他们穿越时空隧道，在历史的天空中遨游、畅想、于探幽寻秘中启迪智慧，启发思考，启示未来。

本书文字简洁，内容丰富，语言优美，叙述生动，既富有知识性，又具有趣味性，是一部精彩纷呈、波澜壮阔的世界历史的缩影。全书一扫传统历史读物的陈旧与沉闷，让读者在阅读中享受知识的乐趣，身临其境地感受历史的真实。同时，其全新的视角和独特的剖析，也给读者以更为广阔的文化视野与想像空间。

历史的车轮滚滚向前，21世纪的人类文明将会开出更加灿烂多彩的思想之花，结出更加丰富的文化科学硕果。明天的世界将是崭新的，未来的历史将更加辉煌。当代青年，正处在一个渴望求知、极具探索和勇敢追求的伟大时代。我们应当沿着历史凝结的历程，沿着前人留下的辉煌轨迹，从历史的精彩篇章中汲取知识，感悟人生，获得真理，走向成功的圣殿；以从历史中所启迪的智慧，创造卓越的人生，创造人类历史的崭新未来。

1.扁鹊与中医脉诊的发现

扁鹊大约生活在公元前5至4世纪左右，姓秦名越人，渤海郡（今河北任丘）人，中国春秋战国时期著名医学家。

扁鹊年轻时当过旅店的舍长，有一位常在旅店住宿的旅客长桑君和他过往甚密，感情很好。通过许多事情的考验，他感觉扁鹊为人正直厚道，便把自己毕生所学的医术绝学全部传授给他。扁鹊便拜长桑君为师，继承其医术，并刻苦钻研，最终成为一代名医。《史记》中有这样一个故事：

有一次，扁鹊到齐国行医，遇到了齐桓侯，扁鹊看了看他，马上说道：“您的皮肤有些小问题，赶快医治吧，否则会加重的。”可齐桓侯不以为然，还在扁鹊离开后讽刺他：“我根本没有病，医生总喜欢给没病的人治病，把医好病作为自己的功劳来炫耀。”过了十天，扁鹊又见到了齐桓侯，说道：“大王，您的病已侵入血脉肌肉中了，再不医治恐怕会恶化的。”桓侯还是不予理会。又过了十天，扁鹊再次见到桓侯，道：“您的病已经进入到了肠胃，再不赶快治疗的话恐怕就严重了。”这次桓侯干脆不理扁鹊。又过了十天，扁鹊远远的看到了齐桓侯，转头就跑。桓侯有些奇怪，使人问之。扁鹊答道：“皮肤间的小病，用熨贴法就可以治好；血脉肌肉里的病，也可以用针灸治好；后来病在肠胃，可以用火济治好。但是现在桓侯已经病入骨髓里了，已经无可就药了。所以我不用再过问了。”过了些时日，齐桓侯的病果真开始发作，派人寻找扁鹊，可这时扁鹊早就离开齐国了。

这一故事表明扁鹊对望诊有很高深的造诣。这便是中医总结出的四诊（望诊，闻诊，问诊，切诊）之一，当时扁鹊称它们为望色、听声、写影和切脉。

扁鹊在切诊上也是很高明的，有一次在虢国遇到太子身亡，扁鹊通过诊脉断定太子并没有死，只是“尸蹶”（类似现在的休克）而已，后果真治愈。他通过切摸，发现太子两大腿的体表仍然温暖，还观察到太子鼻翼微动，因此敢下判断。扁鹊是历史上最早用脉诊法来判断病情的医生，并有相应的脉诊理论。

扁鹊为人谦虚谨慎，从不好大喜功。就拿治愈虢国太子的事件来说，当时虢国国君十分感激，众人也纷纷传说扁鹊有起死回生的绝术。可扁鹊却实事求是地说：“这个患者并没有死亡，只不过我恢复了他原来的样子而已，并不是大家所说的‘起死回生’。”这反映出一代名医高尚的医德。

扁鹊无私地把自己的医术传给了门徒。后来汉代出现的《黄帝八十一难经》一书，便有人认为是扁鹊所著。另外传说他还曾著有《扁鹊内经》等书，可惜现在已经失传。

2.太阳直径及日食原因的发现

泰勒斯是古希腊第一个自然科学家和哲学家，希腊最早的哲学学派——爱奥尼亚学派的创始人。

米利都是地中海东岸小亚细亚地区的希腊城邦，位于门德雷斯河口，地处东西方往来的交通要道，是手工业、航海业和文化的中心。它比希腊其他地区更容易吸收巴比伦、埃及等东方古国累积下来的经验和文化。

泰勒斯生于米利都。他的家庭属于奴隶主贵族阶级，所以他从小就受到了良好的教育。长大以后，泰勒斯成为古希腊著名的哲学家、天文学家、数学家和科学家。他招收学生，建立学园，创立了米利都学派。他不仅是当时自发唯物主义的代表，同时也是较早的科学启蒙者。

泰斯勒生活的那个时代，整个社会还处于愚昧落后的状态，人们对许多自然现象理解不了。泰勒斯总想着探讨自然中的真理。

泰勒斯早年是一个商人，曾到过不少东方国家，学习了古巴比伦观测日食、月食和测算海上船只距离等方面的知识，了解到腓尼基人英赫·希敦斯基探讨万物组成的原始思想，知道了埃及土地丈量的方法和规则等。他还到过美索不达米亚平原，在那里学习了数学和天文学知识。以后，他从事政治和工程活动，并研究数学和天文学，晚年转向哲学。他几乎涉猎了当时人类的全部思想和活动领域，获得崇高的声誉，被尊为“希腊七贤之首”。实际上七贤之中，只有他够得上是一个渊博的学者，其余的都是政治家。

在天文学方面，泰勒斯作了很多研究，他对太阳的直径进行了测量和计算，他宣布太阳的直径约为日道的1/720。这个数字与现在所测得的太阳直径相差很小。他在计算后得知，按照小熊星航行比按大熊星航行要准确得多，他把这一发现告诉了那些航海的人。通过对日月星辰的观察和研究，他确定了365天为一年，这些发现都是在当时没有任何天文观测设备的情况下完成的。

在天文学领域，泰斯勒更为人们所津津乐道的是他正确地解释了日食的原因，并曾预测了一次日食，制止了一场战争。

当时，米底王国与两河流域下游的迦勒底人联合攻占了亚述的首都尼尼微，亚述的领土被两国瓜分了。米底王国占有了今天伊朗的大部分，准备继续向西扩张，但受到吕底亚王国的顽强抵抗。两国在哈吕斯河一带展开激烈的战斗，接连五年也没有决出胜负。

战争给平民百姓带来了灾难，百姓们流离失所。这时，泰勒斯预先推测出某天有日食，扬言上天反对人世的战争，某日必以日食作警告。当时没有人相信他，后来果然不出所料。公元前585年5月28日，当两国的将士们短兵相接时，天突然黑了下来，白昼顿时变成黑夜。交战的双方惊恐万分，于是马上停战和好，两国后来还互通了婚姻。

这次战争的结束，当然还有政治、经济等方面的原因，日食只是起到一个“药引”的作用。不过，人们更为关心的是另一个重要的问题，泰勒斯是怎样预知日食的呢？

后人作过种种推测和考证，一般认为是应用了迦勒底人发现的沙罗周期。一个沙罗周期等于223个朔望月，即6585，321124日或18年零11日（若其间有5年闰年则是18年零10日）。日月运行是有周期性的，日月食也有周期。日食一定发生在朔日，假如某个朔日有日食，18年11日之后也是朔日，而日月又大致回到原来的位置上，因此很有可能发生类似的现象。

不过一个周期之后，日月位置只是近似相同，所以能看见日食的地点和日食的景象都可能有所变化，甚至根本不发生日食。泰勒斯大概知道公元前603年5月18日有过日食，所以侥幸猜对了。当然关于这件事，还有一些别的说法，没有统一的定论。

泰勒斯在数学和天文学领域的突出成就，赢得了世人的广泛关注。因为人类历史上很少有这样成绩斐然的科学家，所以，人们尊称他为“科学之祖”。

3.“阿基米德定律”的发现与证明

在古希腊叙拉古城，有一天，人们忽然看见大学者阿基米德竟然光着身子冲出浴室，边跑边嚷：“找到了！找到了！”他疯了吗？没有。他是在洗澡时在水盆里受到启发，发现了流体静力学的基本原理，从而找到了银匠在金王冠里掺银的秘密。他是为此而兴奋得忘乎所以了。

事情是这样的：叙拉古国王艾希罗曾交给金匠一块黄金，让他做一顶王冠。王冠做成后，国王拿在手里觉得有点轻。他怀疑金匠掺了假，可是金匠以脑袋担保说没有，并当面拿秤来称，结果与原来的金块一样重。国王还是有些怀疑，可他又拿不出证据，于是把阿基米德叫来，要他来解决这个难题。回家后，阿基米德闭门谢客，冥思苦想，但百思不得其解。

一天，他的夫人逼他洗澡。当他跳入池中时，水从池中溢了出来。阿基米德听到那哗哗哗的流水声，灵感一下子冒了出来。于是他从池中跳出来，连衣服都没穿，就冲到了街上。原来，阿基米德由澡盆溢水找到了解决王冠问题的办法：相同质量的相同物质泡在水里，溢出的水的体积应该相同。如果把王冠放到水里，溢出的水的体积应该与相同质量的金块的体积相同，否则王冠里肯定掺了假。

阿基米德跑到王宫后立即找来一盆水，又找来同样重量的一块黄金，一块白银，分两次泡进盆里，白银溢出的水比黄金溢出的几乎要多一倍，然后他又把王冠和金块分别泡进水盆里，王冠溢出的水比金块多，显然王冠的质量不等于金块的质量，王冠里肯定掺了假。在铁的事实面前，金匠不得不低头承认，王冠里确实掺了白银。烦人的王冠之谜终于解开了。

这次试验的意义远远大过查出王冠掺假的秘密。阿基米德从中发现了一条原理：即物体在液体中减轻的重量，等于他所排出液体的重量。这条原理后人以阿基米德的名字命名。一直到现代，人们还在利用这个原理测定船舶的载重量。

公元前287年，阿基米德诞生于西西里岛的叙拉古（今意大利锡拉库萨）。他出身于贵族，与叙拉古的赫农王有亲戚关系，家庭十分富有。阿基米德的父亲是天文学家兼数学家，学识渊博，为人谦逊。他11岁时，借助与王室的关系，被送到古希腊文化中心亚历山大里亚城去学习。

亚历山大位于尼罗河口，是当时文化贸易的中心之一。这里有雄伟的博物馆、图书馆，而且人才荟萃，被世人誉为“智慧之都”。阿基米德在这里学习和生活了许多年，曾跟很多学者密切交往。他在学习期间对数学、力学和天文学有浓厚的兴趣。在他学习天文学时，发明了用水力推动的星球仪，并用它模拟太阳、行星和月亮的运行及表演日食和月食现象。为解决用尼罗河水灌溉土地的难题，它发明了圆筒状的螺旋扬水器，后人称它为“阿基米德螺旋”。

阿基米德在力学方面的成绩最为突出，他系统并严格地证明了杠杆定律，为静力学奠定了基础。在总结前人经验的基础上，阿基米德系统地研究了物体的重心和杠杆原理，提出了精确的确定物体重心的方法，指出在物体的中心处支起来，就能使物体保持平衡。阿基米德曾说过：“假如给我一个支点，我就能推动地球。”

阿基米德确定了抛物线弓形、螺线、圆形的面积以及椭球体、抛物面体等各种复杂几何体的表面积和体积的计算方法。在推演这些公式的过程中，他创立了“穷竭法”，即我们今天所说的逐步近似求极限的方法，因而被公认为微积分计算的鼻祖。他用圆内接多边形与外切多边形边数增多，面积逐渐接近的方法，比较精确地求出了圆周率。面对古希腊繁冗的数字表示方式，阿基米德还首创了记大数的方法，突破了当时用希腊字母计数不能超过一万的局限，并用它解决了许多数学难题。阿基米德被后来的数学家尊称为“数学之神”，在人类有史以来最重要的三位数学家中，阿基米德占首位，另两位是牛顿和高斯。

阿基米德在天文学方面也有出色的成就。除了前面提到的星球仪，他还认为地球是圆球状的，并围绕着太阳旋转，这一观点比哥白尼的“日心说”要早1800年。限于当时的条件，他并没有就这个问题进行深入系统的研究。但早在公元前三世纪就提出这样的见解，是很了不起的。

在阿基米德晚年时，罗马军队入侵叙拉古，阿基米德指导同胞们制造了很多攻击和防御的作战武器。当侵略军首领马塞勒塞率众攻城时，他设计的投石机把敌人打得哭爹喊娘。他制造的铁爪式起重机，能将敌船提起并倒转。

另一个难以置信的传说是，他曾率领叙拉古人民手持凹面镜，将阳光聚焦在罗马军队的木制战舰上，使它们焚烧起来。罗马士兵在这频频的打击中已经心惊胆战，草木皆兵。一见到有绳索或木头从城里扔出，他们就惊呼“阿基米德来了”，随之抱头鼠窜。

罗马军队被阻入城外达三年之久。最终，于公元前212年，罗马人趁叙拉古城防务稍有松懈，大举进攻闯入了城市。此时，75岁的阿基米德正在潜心研究一道深奥的数学题。一个罗马士兵闯入，用脚践踏了他所画的图形，阿基米德愤怒地与之争论，残暴无知的士兵举刀一挥，一位璀璨的科学巨星就此陨落了。

4.麻醉剂的发现与应用

华佗，我国东汉时期医学家。他发明了全身麻醉药“麻沸散”，比欧洲发明的麻醉剂要早1600年；他提出了预防医学的思想，首创了健身的“五禽戏”。

华佗是沛国谯郡（今安徽亳县）人，医术高明。如今人们称赞某个医生医术高明，常用“华佗再世，妙手回春”来形容，这充分表明了华佗的医术在人们心目中的地位。难能可贵的是，华佗医术全面，内、外、妇、儿、针灸科科精通，尤其擅长外科。他曾著有《青囊经》三卷，可惜已经失散。

华佗生活的年代，军阀割据混战，民不聊生。他小时候看到人们因为一点小病就丧生，感到非常的痛惜。于是从小就立志学医，为病人解除痛苦。他学习非常刻苦，不仅习文作诗，还抽时间研习医书，每天看书到深夜。成人后，华佗的文章词句写得十分精彩，医术也逐渐崭露头角，于是不断有人推荐他去做官。沛国相陈硅推荐他当孝廉，太尉黄琬征聘他去做官，都被他一一婉言拒绝。他无意步入仕途，官场里勾心斗角的现象让他感到深恶痛绝；他最大的理想是游历四方，为人看病，不分贫富贵贱。

华佗在医学上的最大成就是发明了麻沸散，这在进行外科手术时极大地减轻了病人的痛苦。早在汉朝以前，就有人发现了某些具有麻醉性能的药物，但并没有广泛运用于外科手术。华佗认真总结了前人的经验，将这些药物的成分、性能进行了反复研究、多次试验，终于发明了一种中药麻醉剂，取名为麻沸散。这种药采用酒服的方法，可以达到全身麻醉的目的。此后，华佗在进行外科手术时大都采用麻沸散，效果极佳。

有一天，几个壮汉抬着一个男子急匆匆地来找华佗看病。病人双手紧捂肚皮，额冒冷汗，并高喊着：“痛死了，痛死了！”华佗赶忙给他切脉诊断，很快找到了病因。华佗想为他采取保守治疗的方法，给他扎了几针，又让他当即吞服了几粒小药丸。几分钟之后，病人的叫喊声没有了。

可是过了没多久，病人又高呼“痛死人了！”在一旁陪伴的他的妻子吓得大哭起来。华佗知道，保守治疗不管用，只能通过手术了。他对病人的妻子一字一句地说：“你丈夫患了阑尾病，只得切开肚子，割去有病的肠子，才能从根本上解除痛苦。”

病人妻子一听说要剖肚切肠，连连摇头说不行，问还有没有其他的方法。因为在那个年代，人们认为“身体发肤，受之父母，不敢毁伤，孝之始也”。华佗耐心地对她说：“现在已经没有其他更好的方法了，只得动手术。否则，病人很快会痛死。这种手术我以前做过，只要给他喝一碗麻沸散，再动刀他就不会有任何疼痛感了，而且也不会有生命危险，你尽管放心。”

病人的妻子见到了这种地步，只得同意动手术了。华佗给病人喝了麻沸散后不久，药力开始起作用，病人昏沉沉地睡过去了。华佗不慌不忙地用煮沸消毒过的刀切开病人的肚皮，然后切除溃烂了的阑尾，吸去腹内的脓血，再用事先配制好的药水洗净患部。最后将切口缝合，敷上了药膏。

一切如华佗预料的那样顺利，几个时辰之后，病人逐渐醒了过来，痛苦显著地减轻了。四五天后，病人肚子上的口子开始愈合。一个月后，病人完全恢复了健康，如病前一样行动自如了。

虽然割阑尾在今天看来只不过是一个小小的外科手术，但在1800年前，却是史无前例、难以想象的。华佗发明麻沸散并用于手术，是一项了不起的成就。

自古以来，医生都是切脉治病，很少有人会去关心怎样防止疾病发生，而华佗创造性地提出了健身的预防思想，这是史无前例的。

通过长期的实践摸索，结合病人的发病原因，华佗专门创造了一套名叫“五禽戏”的医疗体操。它模仿虎的前肢扑动；鹿的颈脖伸转；猿的脚尖纵跳；熊的仆倒站起；鸟的展翅飞翔等动作，把这五种动作连贯起来，就可以使全身各关节、各部位都得到适当活动，有益于强身健体。他对弟子吴普说：“人体应该经常运动，这样会有助于消化，使血脉畅通，人体就不易得病。这同流水不腐、户枢不蠹是同样的道理。当然劳动要适度，过于劳累会使人生病。”后来，吴普和华佗的另外一位弟子长期坚持练习五禽戏，年逾八十仍耳聪目明，齿全牙坚。

据说，曹操患了头风病（即今天所说的三叉神经痛），这种病经常发作，他便召华佗到许昌来给他治病。但是这种病不能根除，只能当时治好，因此曹操就不想让他走。但华佗的理想是为天下人治病，不想专门为曹操一人服务。后来他找了一个借口，谎称妻子病了，要回故里。回家后，华佗再也不想到许昌曹操那儿去。曹操几次召他不至，一气之下把他给杀了。

一代名医就这样消失了，为中华医学留下了永久的遗憾。但华佗留给后人的宝贵的医学财富和精神财富将万代相传。

5.祖冲之与圆周率的发现

祖冲之，中国南北朝时期著名的数学家、天文学家。他是世界上将圆周率精确到小数点后七位的第一人，这一研究发现比西方早了1100多年。

祖冲之字文远，原籍范阳遒县（今河北涞源县），后来为了躲避北方战乱，祖先迁居江南。他出生于一个士大夫家庭，父亲和祖父对天文、历法都很有研究。祖冲之受家庭的影响，从小就热爱科学。成人之后，祖冲之决定致力于圆周率的研究，计算出更加准确的圆周率。

圆是自然界中最常见的几何图形，许多物体都是圆形。可是怎样计算圆的周长和面积呢？古人很早就进行了研究和探索。古人发现圆的周长与直径的比是一个常数，称为圆周率。如果能准确地求出圆周率，再用直尺量出直径的长度，圆的周长和面积就容易求出来了。圆周率到底是多少呢？我国古代有一本算书叫《周髀算经》，这是我国最早的数学著作之一。书中提出了“径一周三”的概念，这个圆周率称为古率，这当然太粗略了。两汉末年的刘歆求出圆周率的值为3.1547。东汉张衡计算出的圆周率为3.1622。三国末年刘徽创造出包含有极限思想的“割圆术”，计算出了内接正192边形的周长和面积，得出圆周率为3.14。后来他又计算出圆内接3072边形的周长和面积，得出圆周率为3.1416（3927/1250）。

祖冲之认为前人的这些计算结果还是太粗略了，误差很大。但他并没有蔑视前人的研究成果，而是对他们的研究方法进行了认真的研究与思考。后来，他在前人研究成果的基础上，对计算圆周率的方法进行了革新，这种新的计算方法被命名为“缀术”。运用此方法，祖冲之比较精确地计算出了圆周率在3.1415926到3.1415927之间，并用22/7（疏率）和355/113（密率）这两个分数值来表示。这是当时世界上最先进的圆周率。西方直到1573年才由德国奥托较为精确地计算出圆周率，比祖冲之晚了1100多年。

祖冲之准确地计算出圆周率后七位数字以后，很快在实践中得到了运用。他自己曾用他的圆周率研究过度量衡的问题，并用于鉴定古量器的计算。北周武帝保宝元年（公元561年）所制的玉斗就是以3.1415926为圆周率计算出来的。祖冲之将他的研究成果写成了《缀书》一书。隋唐时期，《缀书》一直是数学教育的基本内容之一。可惜后来因为战乱该书失传了，这是我国数学史上的一大损失。

除了数学外，祖冲之在天文学上也颇有建树。由于从小就受到祖父和父亲的影响，祖冲之学到了一些天文学方面的知识。长大后他兴趣不减，经常进行一些实际测量和推算。他曾说过：“亲量圭尺，躬察仪漏，目尽毫厘，心穷筹策。”意思是说，他经常亲自观察测量日影长短的圭尺，用以校订节气，测定一年的时间到底有多长；也常常亲自察看古代计时用的器具“漏刻”，从而证实日月星辰的升落时辰；他还经常摆弄用于观测、计量实验和检验的各种仪器。祖冲之有着严谨的治学态度，每次观察，他都非常认真，尽量避免任何细小的误差，在此基础上认真进行思考、计算，想出解决问题的办法。

祖冲之将他在天文历法上的观测数据和其他资料作了认真的整理，自己摸索出一些规律。他发现传统的《元嘉历》中有很多错误，于是根据自己的观察作了修改，编成了一本新历法——《大明历》，并向朝廷上奏，希望在全国推行。当朝皇帝是宋孝武帝刘骏，他自己不懂历法，于是组织了一些懂得历法的大臣在金殿上进行“廷议”，号令祖冲之参加，让他与大臣们就两种历法的优劣进行辩论。

公元462年的一天，一场关于历法的大辩论展开了。双方的代表人物是祖冲之和戴法兴。戴法兴首先提出：“日有恒度，宿无改位，这是万世不变的，你并无变法之理。”

祖冲之马上反驳道：“旧历法十九年七闰，每二百年就会相差一天，如果改用大明历，每三百九十一年设一百四十四个闰月，就能与天数符合了。”他又接着说道：“旧历法的夏至和冬至都比天象早，五星（金、木、水、火、土）的出现和隐伏也比实际天象差40多天。历法不符合天象，当然要改革。”“日月星辰的长落，自有其天数，非凡夫所能测定。”戴法兴不甘心自己的失败。“日月星辰皆有形可检验，有数据可以推算，并非出于神性，怎么能说凡夫不能测定呢？在下十多年的观测发现每年夏至与冬至的圭尺都没有误差。”他又转身向宋孝武帝道：“据臣推算，每45年11个月要后退1度。”“你这是削闰坏章，诬天背经。”戴法兴有些恼羞成怒了。“商朝时的历法是三年一闰，周朝时改为五年二闰，春秋中叶起，才确定十九年七闰，难道他们是削闰坏章吗？至于历法，在《元嘉历》之前已经有《太阳历》，后来才改的，这是不是也是诬天背经呢？”

辩论最终以祖冲之的大获全胜而告终。经过进一步的研究，证实了《大明历》的科学性。于是宋孝武帝颁布诏书，通令全国于公元465年起改行新历。遗憾的是宋朝不久就发生了战乱，《大明历》实际上并未推行。祖冲之死时仍沿用《元嘉历》。

梁武帝时，祖冲之的儿子祖日桓上奏朝廷，请求皇帝下令后用《大明历》。梁武帝派人深入研究，证实了《大明历》的优越性后，颁令于公元510年起施行《大明历》。祖冲之在天文学上的成就最终得到了认可。

6.宇宙结构的发现与证明

古代人最感兴趣的是日月星辰是怎样构成、如何运动的。托勒密是第一个系统研究这些问题并作出成就的科学家。

托勒密生活的时代是古希腊后期，当时罗马人占领了许多希腊城邦，希腊的科学文化迅速向外传播。托勒密就出生在深受希腊文化影响的埃及城市托勒密城中。

托勒密在继承亚里士多德等人学说的基础上，通过大量的天文观测和大地测量，创立了宇宙结构学说，写成了13卷本的巨著《天文大全》。书中，他把前人提出的地球是宇宙中心的观点，进一步发挥和系统总结。托勒密的行星体系学说，肯定了大地是一个悬空的没有支柱的球体，并且从恒星天体中区分出行星和日、月是离我们较近的一群天体，迈出了把太阳系从众星中识别出来的关键一步。托勒密经过系统的天文观测和计算，编制成包括1028颗恒星的位置表，测算出月球到地球的平均距离为29.5倍地球直径，这个数值在古代是相当了不起的。这样有规律的行星体系是托勒密学说的核心和精华，对推动人类文明进步起到了巨大的作用。

托勒密博学多才，有许多著作流传后世。除了天文学外，他还是位数学家、光学家、地理学家和地图学家。在他之前，地图上的东面只画到印度的恒河为止，而他绘制出了一幅从中国到西欧、从俄国到埃及的世界地图。托勒密对光的折射进行了卓有成效的研究，总结出入射角和折射角成正比。他还用数学方法继续进行研究，已经走到折射定律的面前，可惜未发现它。结果折射定律直到17世纪才由荷兰数学家斯聂尔发现。

7.通过实测认识地球的科学首创

一行和尚，俗名张遂。中国古代巨鹿（今河北巨鹿县）人，唐弘道元年（公元638年）生，开元十五年（公元727年）卒。

一行是我国历史上著名的天文学家，青年时期便出家做了和尚，一行是其法名。

一行从小聪慧过人，勤读苦学，对天文历法有着特别的兴趣。公元705年，一代女皇武则天的侄子武三思敬仰一行的学问，可是一行不屑与这样的权贵之人结交，只好弃家出逃，于嵩山削发为僧。公元712年唐玄宗即位，召一行回长安主持历法的修订工作。一行生活在我国封建经济、文化迅猛发展的盛唐时期，由于经济的飞速增长，社会生产、科学技术也随之得到了很大的发展与进步。

在历法的修订上，一行继承和发展了我国天文学上的优良传统，在日月五星运行的基础上编制了新历。为了便于观测，他和机械制造师梁令瓒合作，制造出了新的天文仪器，一件是黄道游仪，用来测量太阳运行轨道；一件是浑天铜仪，用来表示日月星辰的运行周期。

一行在全国设立了12个观测点，进行日影测量工作。在拥有了大量的实际数据之后，他重新测定了150多颗恒星的位置，并推翻古书上的定论，证明恒星的位置并不是永恒不变的。这是天文学历史上最早的发现。

一行经过10年的努力，编出了一部当时最为精确的历法——《大衍历》。其内容系统、结构合理、逻辑严密，因此在明朝末年以前一直沿用。可见，它在我国历法上占有很重要的地位。

为了使历法能普遍适用于全国各地，一行和太史监南宫说组织实测了子午线的长度，测量地点多达13处，以今河南省为中心，北起铁勒（今内蒙古以北），南达林邑（今越南中部），测量范围之大是前所未有的。测量的内容包括二分（春分、秋分）、二至（冬至、夏至）正午时分八尺之竿（表）的日影长，北极高度（天球北极的仰角）以及昼夜的长短等等。这是世界上第一次用科学的方法进行子午线实测，意义是极其重大的。

为了测量北极仰角，一行设计了一种叫“覆矩”的测量工具，还根据观测数据绘制了《覆矩图》24幅。一行设计的这种测北极高度（即地理纬度）的工具——“覆矩图”，在当时世界上是一种最先进的经纬度测量工具。可惜“覆矩图”后来没能推广，特别是没有应用于我国地图的测绘。

一行等人测量的数据表明，从河南的滑县到上蔡，北极高度差一度半，南北距离是526里270步，夏至日影相差2寸多。从而纠正了“南北地隔千里，影长差一寸”的传统说法，并测出地球子午线一度之长为151.07公里。虽然不十分精确，却是世界上大规模测量子午线的开端。开创了我国通过实测认识地球的道路，把地球纬度测量和距离结合起来，为天文大地测量的发展奠定了基础。国外最早实测子午线的是阿拉伯阿·马蒙在814年进行的，晚于我国90年。

8.孙思邈与中医药价值的发现

孙思邈（约581～682年），中国京兆华原（今陕西耀县）人，自幼体弱多病，为延医治病，几乎耗尽家产。孙思邈因深受疾病之苦，自幼即萌发了立志从医的抱负。唐代科学盛行，重科举成名，并不以医学为意。孙思邈却不然，他热爱医学，不以医学为贱业，并且博阅群书，勤学苦练，从青少年时代就立志把毕生精力贡献给医药事业，孙思邈拒绝了隋文帝给他的国子博士的官职，谢绝了唐太宗授给他的爵位，唐高宗拜他为谏议大夫，他再次辞谢。为行医采药，孙思邈足迹遍四方。孙思邈对当时儒士书生专意科举成名而贱视行医行业的风尚十分不满，认为“朝野士庶，咸治之术阙而弗论，吁可怪也。”孙思邈从国计民生的角度批评当时重科举阙功名而轻医术的风气，说明他把医学当作有关国计民生的大计来认识。

作为一个医生，孙思邈发扬了我国古代医生讲究医德优良传统。孙思邈特别鄙视那些“恃己所长，专心细略财物”，或者偶有成绩就骄傲自矜，以为“天下无双”的浅薄的医生。他认为医生应公而无私，应谨慎谦虚。这种高尚的医德，孙思邈是一生言传身教，躬身力行的。

孙思邈善于学习总结前人的经验。他曾认真钻研古代的医书《内经》、《伤寒杂病论》、《神农本草经》等，从中汲取了丰富的医药学知识。孙思邈注重向人民学习，注重在实践中学习，他的足迹踏遍许多名山，他的身影经常出现在民间，他从民间学到了许多医药知识和经验。当发现别人有好的医方，孙思邈“不远千里，伏膺取决”，一定把好的医方弄到手才肯罢休。这种刻苦好学、虚心求教的态度使他的医药学知识很快有了大幅度提高。

孙思邈还十分重视医药学知识的普及工作，他主张人人都应当掌握一定的医药学知识，这样“上以疗君亲之族，下以救贫贱之厄，中以保身长全。”为了普及工作的开展，孙思邈认为应当编一部简易实用的医药书。于是他遍检历代医学典籍，结合自己临床经验，参照民间验方，写作《备急千金要方》。永徽三年（652），孙思邈已年近七十，《备急千金要方》才编撰成功。这是一部包括中医基础理论和临床各科的诊断、治疗、针灸、食治、预防、卫生等各方面医学知识的医药卫生书。全书计三十卷，编为二百三十二门，共收载方论五千三百首。它以人体的脏腑进行分类，已接近于现代医学的分类方法。之后，孙思邈又不断总结自己的经验，进一步搜集和整理民间药方，研究古代医药典籍，继续从事医药学的编著工作。永隆二年（681），已是百岁老人的孙思邈，仍完成了《千金翼方》的编著工作。《千金翼方》是《千金要方》的补充，偏重记述本草、伤寒、杂病、中风、疮痛等病，收载当时所用药物八百七十三种，详细记述了二百三十三种药物的采集和炮制方法。孙思邈一生行医采药七八十年，对中药的了解冠绝当时，被人称为“药王”。《千金要方》和《千金翼方》，“相辅相济，比翼齐飞”，成为中医学史上极有实用价值的医药学备用手册。孙思邈为人治病，认为“人命至重，有贵千金”，所以用“千金方”来为自己的医药书命名，可见他编书的深刻用意。

孙思邈是一位具有革新精神的医学家。他在论病、用方、用药等方面，虽然注重参照古代医经，但却并不拘泥死守，而是善于结合自己的经验，兼取各家之长，能够冲破传统，大胆创新。他看病总是“精问察之”，“至意深心，详察形候，纤毫勿失；处判针药，无得参差。”形成了自己严谨的诊疗作风。孙思邈博采众家，以成“一家之学”，开创中医学史上一代新风。

孙思邈行医特别重视常见病和多发病的诊疗。他发现山区人民易得瘿瘤（粗脖子病，即甲状腺肿大），经过观察分析，他指出这种病是由于长期饮用了山中一种不洁净的水引起的，他用昆布、海藻、鹿靥、羊靥等含磺较多的药物来治疗这种病，取得了好效果。孙思邈详细记述了脚气病的症状和治疗方法，这比欧洲医学家论述脚气病大约早一千年（欧洲人首次论述脚气病是在公元一六四二年）。

孙思邈对妇女和儿童的疾病也特别重视。他认为：“生民之道，莫不以养小为大，若无小则不能成大”，认为妇女与男人不同，有胎妊、生产、崩伤的特殊区别。正是妇女、儿童的重要地位和特殊性的认识出发，孙思邈在《千金方》中首列妇科，儿科；“先讲妇人、小儿，然后再论成人和老年的疾患。”其中许多方面至今仍可作为现今妇幼保健、产妇幼儿护理的借鉴。

另外，孙思邈对卫生保健、疾病预防工作也很重视。孙思邈主张人应参加劳动，但不要劳累过度；不要放纵情欲；不要贪味过饱，不可饮酒过量，不随地吐痰，养成良好的卫生和饮食习惯，要加强体育运动，以积极的预防减免疾病的发生。

孙思邈不仅是一位多所建树的伟大的医药学家，而且也是一个有作为的炼丹家。在《丹经内伏硫黄法》中，孙思邈记录了火药的配方。火药是中国古代炼丹家对人类作出的贡献，是我国四大发明之一。孙思邈的《丹经内伏硫黄法》所记火药配方是现存最早火药配方的记录。

9.沈括与地磁偏角的发现

宋代，中国的科学技术再次达到了辉煌的顶峰。沈括由于在自然科学上的重大贡献，被后人称之为“东方的牛顿”。

在元代以前，我国在科学界作出重大贡献的、在世界科学史上称得上第一流的科学家一直是层出不穷的：从春秋战国到秦汉时期著名的大科学家有神医扁鹊、墨子、鲁班、甘公、石申、张衡，从三国、魏晋到盛唐、两宋有刘徽、祖冲之、一行、沈括、秦九韶、杨辉等多人。

从春秋战国到宋元之际，中国古代的自然科学终于达到了最辉煌的顶峰。

宋代最杰出的科学家就是沈括，由于他在科学上的重大贡献，人们称他为东方的牛顿。沈括1030年生于浙江的杭州。沈括的父亲是北宋的一个官员，先后在四川、福建、河南、江苏等地做过官。沈括从小就跟着父亲走南闯北；俗话说：“读万卷书，不如行万里路”。祖国壮丽的山河，广阔的原野，使他增长了许多书本上没有的知识。沈括喜欢读书，但从不迷信书本。他善于独立思考，因而在天文、物理、地学及其它领域都有独到的见解。

沈括在天文学上的贡献是首屈一指的，他在北宋嘉佑年间考中进士后，就开始自学天文历法。由于他学识过人，不久就被调到朝中，主持司天监的工作。他发现以往的历法不够准确，因此，主张在实测日、月、星、辰的运转角度的基础上制定新历法。在他的《梦溪笔谈》中不仅对日、月、及五大行星的运行轨迹作了仔细的观察，而且还对陨石的坠落等天文现象进行了生动、详细的描述。

沈括的天文观测相当精确，他是世界上最早注意到北极星实际上并不在北极的科学家。为了测到北极星的实际位置，他每天用浑天仪观测北极星，并将每天前半夜、半夜、后半夜北极星在天空中的位置的星空图绘制下来。紧张地工作了三个月，他终于计算出了北极星的实际位置，北极星并不在北极点上，而是离开北极还有一度多。沈括在对日、月和五大行星的实际观测的基础上提出了彻底废止阴历而改用阳历的主张，并且提出以十二节气定月份，大月31天，小月30天。这种进步的历法同今天的公历比也毫不逊色。可惜在当时没能推行开。

沈括在地磁学上也作出了极其重要的贡献。他是世界上最早发现了地磁偏角的科学家。在《梦溪笔谈》中，他记载了这一重大发现：“用磁石去磨针尖，针尖就指向南方，不过常常略微偏东，并不完全指向正南。”这就是说，他已经发现了地磁偏角。在西方直到1492年哥伦布航海时才发现了地磁偏角，但是，已经比沈括晚了400多年。

沈括还是一个伟大的数学家，在他的《梦溪笔谈》中，专门著有研究数学章节，并且开创了高阶等差级数的研究方向，给出了世界上最早的对高阶等差数列求和的公式，比西方领先了好几个世纪。

更为重要的是，在他的《梦溪笔谈》中记载了大量中国古代技术方面的发明创造，例如：毕昇的活字印刷术，指南针的制作方法。还有其它许多科学技术上的重大成果都是由于沈括的记载，今天才得到世界的公认。

沈括早年为官顺利，到了晚年因受别人牵连，免官后闲居润州，由于政治上不得志，才在梦溪园著书立说，《梦书笔谈》就是因此而得名的。很难设想，如果沈括一生为官顺利，将造成中国古代科学技术史上多么严重的损失！

1095年，沈括去世了，一颗科学的巨星陨落了。

10.中国古代恒星观测的大发现

宋元时期中国天文学的研究达到了一个新的顶峰。

宋代的天文学成就在我国历史上是首屈一指的。从公元1010年～1106在官方主持下，共进行了五次大规模的恒星观测，其中最著名的就是第四次观测，因为这次的观测结果还引起了轰动世界的新发现。

公元1078年～1085年，北宋政府组织了对恒星天象的第四次大规模观测。有个叫黄裳的人根据观测的结果绘制了一个星图送给了当时的太子赵扩，并由赵扩收藏，这就是著名的黄裳原图。赵扩十分喜欢这张精心绘制的天文图。靖康之变王朝南渡，这张宝贵的天文图也随之到了江南，大约从13世纪中叶起，在江南风景如画的历史名城苏州的文庙门口就竖起了一石碑。以后，南宋灭亡，元明相替，几百年过去了，也没有什么人注意过这块古老的石碑。这块古老的石碑高2米左右，宽约1米，碑上刻着一个大圆盘。盘上是许多被七拐八岔的线连在一起的小点点和一些稀奇古怪的文字，这就是公元1247年左右一个叫王致和的人根据黄裳绘制的原图刻成的天文图像。在这幅闻名世界的苏州石刻天文图上，刻有北宋第四次大规模天文观测的结果——1430颗恒星。它是我国天文学史上，也是世界天文学史上的珍宝。

宋元时期最著名的天文学家是元朝的郭守敬，他从小喜欢读书，喜欢观察各种自然现象，对天文学尤其感兴趣。他自己还制造了一些土仪器，如用竹篾做的浑仪来观察天象，为后来对天文仪器的发明和创造打下了基础。

公元1276年，元朝政府下令修订历法，郭守敬参加了这个工作。他本着实事求是的科学态度，提出在修订历法前应对天象进行一次大规模的观测，官方采纳了他的这一建议。这次许多人参加的大规模天象观测活动使我国天方学史上记录的恒星数量由1430颗增加到2500多颗，并把观测结果也制成了星图，遗憾的是这个星图没能保存下来。

在观测天象的活动中，为了提高精密度，郭守敬在三年之内制成了简仪、高表、仰仪等13种天文仪器。为了在外地观测，他又创制了一套携带方便的天文仪器，还制作了仰规变距图、导方浑盖图等五种图，与仪器互相参照使用。

郭守敬创制简仪，是对浑仪的大胆革新。浑仪是古代用来测量日、月和星星位置的主要天文仪器。但是结构复杂，转动不灵便，且圆环很多，遮掩了一部分星星，不利于观察。简仪的功用和浑仪相同，但结构简单，刻度精密，为了旋转顺利，还装了滚球轴承，比欧洲应用滚球轴承早了将近二百年。郭守敬制造的天文仪器，精巧和准确程度都超过了前人。清朝初年，西方的传教士汤若望来中国，见到郭守敬创造的天文仪器非常敬佩。他尊称郭守敬为“中国的第谷”。第谷是16世纪欧洲著名的天文学家。也制造许多天文仪器。但他却比郭守敬晚300多年。

应用这次观测的数据，郭守敬花了两年多的时间修成了一部新历法——《授时历》。以往的历法不满一日的尾数大多用分数来表示，使计算十分复杂，而郭守敬的《授时历》改用了小数，他计算出一年为365.2425日，和地球公转周期只差“秒，与当今世界上通用的公历一年的周期相同。《授时历》是在1280年颁布的，比现行的公历要早302年。

郭守敬在天文历法方面的著作有14种，共计105卷，在古代天文学家中，他是著作最为丰富的一个。

从公元前6世纪的春秋战国时期到公元15世纪长达2000年的时间内，中国在整个科学技术领域，无论是数学、天文学、物理学等理论自然科学方面，还是在应用技术的发明创造上，始终居于世界的领先地位。究其原因，主要是由于我国古代的科学家们普遍享有思想上的自由，从春秋战国直到宋元时期，在我国始终未能形成像伊斯兰教、基督教国家那样的政教合一的神学统治。因此，自先秦以来发达的自然科学和各种学术流派始终没有象古希腊及中世纪的西方那样遭受到严酷的摧残。这正是科学发展的最重要的条件。

11.用消元法解高次方程的科学首创

朱世杰，字汉卿，号松庭。燕山（今北京附近）人，生卒年不详，中国元代著名数学家。

中国在两汉时期就能解一次方程，古时候称为“方程术”。到了宋元时期又出现了具有世界意义的成就——天元术。那么，当未知数不止一个的时候，如何列出高次联立方程组求解呢？有这样一道古代数学题：“直田积八百六十四步，只云长阔共六十步，问阔及长各几步？答曰：阔二十四步，长三十六步”。这就是说，长方形田地的面积等于八六四平方步，长与宽的和是六十步，长与宽各多少步？此题列成方程式即是：xy＝864，x＋y＝60，其中x、y分别表示田的长和宽，这是一个二元二次方程组问题，此题选自我国南宋数学家杨辉所著《田亩比类乘除算法》一书。这说明，我国宋代数学家就已结合生产实践对多元高次方程组有了研究。那么，有没有三元三次方程组，四元四次方程组呢？当然有。早在宋、元时期，我国数学家就圆满地解决了这个问题。

元代数学家朱世杰，在与他同时代的数学家秦九韶、李治所创立的一元高次方程的数值解法和天元术的基础上，进一步发展了“四元术”，创造了用消元法解二、三、四元高次方程组的方法。

朱世杰这—重大发明，都记录在他的杰作《四元玉鉴》一书中。

所谓四元术，就是用天元（x）、地元（y）、人元（z）、物元（u）等四元表示四元高次方程组。朱世杰不仅提出了多元（最高到四元）高次联立方程组的算筹摆置记述方法，而且把《九章算术》等书中四元一次联立方程解法推广到四元高次联立方程组。四元术用四元消法解题，把四元四式消去一元变成三元三式，再消去一元变成二元二式，再消去一元，就得到一个只含一元的天元开方式，然后用增乘开方法求正根。这和现代解方程组的方法基本一致。

在西方，在16世纪以前，人们长期把不同的未知数用同一个符号来表示，以致含混不清。直到公元1559年，法国数学家彪特才开始用不同的字母A、B、C……来表示不同的未知数。而我国，朱世杰早在公元1303年就巧妙地解决了这个问题，他用天、地、人、物这四元来表示四个未知数，即相当于现在的x、y、z、u。

而关于四元高次联立方程的求解，欧洲直到1775年，法国数学家别朱在他的《代数方程的一般理论》一书中才得以系统地解决。但这已比朱世杰晚了四五百年。

四元术是我国数学家的又一辉煌成就。它达到了当时世界数学发展的高峰。

12.哥伦布对新大陆的发现

公元1442年10月12日凌晨，朝霞满天，哥伦布率领着他的船队经过了七十多天的海上航行，到达了美洲的巴哈马群岛。

与自然科学的发展密切相关的最后一个重要因素就是航海与地理大发现。欧洲资本主义萌芽的产生与自然科学的兴起是意大利文艺复兴中同时降生的一对双胞胎。这对双胞胎是一个联体双胎，谁也离不开谁。自然科学的发展需要资本主义的社会环境和思想自由，而地理大发现与航海一方面为资本主义开辟了广阔的市场，促进了资本主义生产关系的确立，另一方面也从天文学、地理学、海洋、生物等方面直接促进了自然科学的发展。因此无论是资本主义制度的建立，还是自然科学的复兴都离不开广阔的海洋。

最早的古代世界的文明几乎无一例外地都是起源于大河流域：古埃及、古印度、古巴比伦和古代中国无不如此。但是从它们中间都没有直接生长出现代文明来，而比它们晚得多的古希腊文明是依赖那浩瀚的地中海成长起来的。所以只有她才有可能经过欧洲文艺复兴重见天日，也只有她才能够成长为近代科学与文明的参天大树。事实上，欧洲资本主义制度下的许多东西都是从古希腊人那里直接搬来的，所以英国著名大诗人雪莱才会说：“我们都是古希腊人，我们的法律、文学、宗教、艺术的根源都在古希腊。”

从此以后，海洋文明就替代了古老的大河文明。

欧洲最早进行远距离航行的是葡萄牙和西班牙。其中功勋卓著者就是克里斯托弗尔·哥伦布。（1）热爱船和大海的孩子

克里斯托弗尔·哥伦布于1451年生于意大利的热那亚。据说其父母都是移居热那亚的西班牙人。哥伦布小的时候家境不太好，因此没有受过什么正规教育。但是，他勤奋好学，凭着自己的天赋自学到许多知识，为他后来辉煌的事业打下了坚实的基础。

哥伦布从小有两个爱好：一是喜欢小船，一是爱读书。

哥伦布非常喜欢小船，热爱大海。热那亚是个繁忙的海港，那水陆交织的景色，那扬帆入海的航船，那来自遥远的东方的商人，那产自异国他乡的珍禽怪兽、奇花异草、金银玛瑙，引起他强烈的好奇心和事业心：将来一定当个海员，到大海上去远航。

哥伦布还非常喜欢读书。尽管他很早就失了学，但是他已经能读书了，劳动之余他就一头扎进了书堆，他读过许多书，还学会了九国的语言：葡萄牙语、拉丁语等，当然还有西班牙语。在他读过的书中，他最喜欢的就是那本《马可·波罗游记》。这是一个叫马可·波罗的威尼斯商人在狱中讲述的自身经历，在这本书中，那个名叫马可·波罗的人叙述了他历尽艰辛到达东方的经过和大元帝国的皇帝同他的交往。书中还叙述了他在东方的所见所闻，可能是由于马可·波罗越说越高兴，后来就信口胡说起来，一直到把中国说成了一个遍地黄金、富庶无比的天堂之国。以致后来有些人对这位马可·波罗是否到过中国都产生了怀疑，不过，小哥伦布却是毫不怀疑地全盘接受了。

哥伦布为了实现自己的理想，学习了许多知识，研究了许多东西。什么天文学、地理学、数学等著作，掌握如何利用观测天空的星象定位的方法，了解风力、风向、风速等方面的知识，还学会如何识别海图，为后来的航海事业准备好了扎实的基础知识。

在艰苦的学习和大海的召唤下，哥伦布一天一天地长大了。（2）美丽的梦想

有一天，哥伦布读了一本奇怪的书。这就是亚历山大里亚的著名学者托勒密在公元三世纪前后写成的《地理学》，书中托勒密“大地是球形”的观点，深深地吸引了哥伦布。

当时，由于信仰伊斯兰教的土耳其奥斯曼帝国十分强大，横挡在从欧洲到达东方的道路上，因此东西方的交通并不十分方便，所以哥伦布想到：既然大地是球形的，那么只要从欧洲大西洋的西海岸出发一直向西航行，不是照样可以到达东方——印度和中国吗？

于是，哥伦布就把自己的想法写信告诉了当时意大利著名的数学家、地理学家托斯卡纳里，并且很快收到了这位学者的回信。托斯卡纳里在信中鼓励哥伦布说“你想着手航行并不如人们想象的那么困难，相反，你决定的航线肯定是没有错的！”据说哥伦布航海时使用的海图就是他给绘画的。有了这位大学者的支持，哥伦布的信心就更足了。遗憾的是，无论是哥伦布还是托斯卡纳里，他们都没有把地球的尺寸搞对。

当时，“地球是圆的”这个观念还没有被人们普遍接受，因此地球的尺寸到底有多大就更说不清了。在哥伦布那个时代，地球的周长有三个值：最精确的是古希腊亚历山大里亚的缪司博物院图书馆馆长埃拉托斯特尼计算出来的值，他认为地球的周长大约是二十五万希腊里。其次是中国唐代高僧一行和尚实测的值，比实际值还大六分之一左右。最差的是由比埃拉托斯特尼晚两个多世纪的另一位天文学家波西多留斯计算的地球周长，只有二万八千公里，比实际值短了三分之一。很不幸托斯卡纳里和哥伦布都接受了这个错误值（后来牛顿也上过当）。这个错误一方面促成了他的航海计划的实现（托斯卡纳里就是在这个前提下认为哥伦布的航行计划不难实现）。另一方面也差一点儿使他失去了“发现新大陆”的殊荣。

哥伦布真不愧为海上英雄，为了锻炼自己，他很早就到了一个远方叔父的船上，熟悉大海，熟悉海船，熟悉航海生涯，准备着有一天自己率领船队在大海上扬帆远航。（3）首航出师不利

克里斯托弗尔·哥伦布在航海生涯中一直很不幸。

哥伦布先把他的宏伟计划献给了热那亚，希望得到官方的资助到东方航行。但是当时的热那亚在地中海的商业贸易中失利，财政十分困难，虽然对哥伦布的航海计划很感兴趣却心有余而力不足，无法支持哥伦布实现他往西航行直达东方的庞大计划，哥伦布没有办法只好转向另一个海上强国葡萄牙。

哥伦布来到葡萄牙，向葡萄牙国王约翰二世献上了他的航海计划。可约翰二世是个野心勃勃的家伙，一听有这么好的事情，十分高兴。但是，他并不想给哥伦布出钱让他去风光一番，而是想自得全功。他一面和哥伦布谈着，一面暗暗组织好船队，派自己国家的船长，按哥伦布的计划启航了。

海上的事情可不是谁都干得了的，再加上葡萄牙国王派出的这位船长是个大笨蛋，出海不久又遇上了飓风，于是为了保命很快就返航了。这小子不怪自己无能，反而在国王面前进谗言，诋毁哥伦布的航海计划。约翰二世本也昏聩，就再也不理睬哥伦布了。于是西航东进之举又一次失败。

古人言：“福无双至，祸不单行。”正在哥伦布因远航成为泡影一筹莫展之际，他那患难与共的妻子又身染重病。虽百般医治，然而因回天乏术，抛下哥伦布和他们年仅5岁的儿子回到她的创造者那里去了。哥伦布心痛欲碎，但也毫无办法。由于妻子病逝，计划泡汤，连生活也成了问题。哥伦布只好携带幼子到西班牙去投靠他的姨妈，想先把孩子寄养在姨妈家中，自己再去闯荡大洋。这次西班牙之行，导致了这位伟大的航海家完成了辉煌的事业。（4）柳暗花明

哥伦布带着他的儿子从热那亚先到了西班牙的·巴罗斯港。由于天色已晚，不便赶路，父子俩就住进了附近的一座修道院。这修道院院长正是西班牙颇有声望的人文主义者胡安·佩雷斯。这胡安·佩雷斯学识渊博，思想敏锐，与哥伦布一见如故。听了哥伦布的宏伟计划和不幸遭遇，动了侠义心肠，立即动笔给西班牙女王伊丽莎白写了一封热情洋溢的推荐信，让哥伦布去见女王并且把哥伦布的小儿子收养在修道院里。

哥伦布留下儿子，带上佩雷斯院长的信，叩见了伊丽莎白女王，并当面陈述了自己的航海计划。他的计划一讲完，女王的部下就急了，纷纷指责哥伦布违反教义，异想天开。因为按《圣经》的说法，除了亚当的后裔之外，地球上就没有别人了。因此，地球的“背面”根本没有人类，所以转到地球的“背面”去找通往东方的路，纯粹是疯子的想法。但是那女王可不这么想。这位女王真乃是巾帼不让须眉。她在位期间先统一了整个西班牙，又励精图治，使小小的西班牙成了威震欧洲的海上强国。她可没有听部下的胡言乱语，而是一边安顿哥伦布的生活，一边组织了一个由天文学家、地理学家和其它学者组成的“审议会”来讨论哥伦布计划的可行性。没想到这个审议会里都是十分保守的家伙，他们从《圣经》上给哥伦布的计划判了死刑。眼看计划落空，哥伦布心急如焚。

然而，哥伦布真不愧为一代英豪，屡遭挫折，仍旧不改初衷。他见西班牙已无意实现自己的航海计划，立即打点行装，告别挚友，准备转赴英法，再展宏图。据说，当时哥伦布已经登程启航了，伊丽莎白女王派来的信使才赶到，当他听到信使的传令：克里斯托弗尔·哥伦布先生，女王陛下已准奏，请您回宫时，他几乎都有点儿不相信了，多年的夙愿终于实现了。

伊丽莎白女王何以力排众议，接受了哥伦布的计划呢？有人说是德高望众的胡安·佩雷斯院长亲见女王，劝说成功。恐怕最重要的是由于女王为了西班牙的利益，不能让英法或其它国家先打通东方的航道，那可能会影响西班牙的海上优势。因此，女王对这件事下了极大的决心，甚至当众表示：“若国库空虚，愿将朕所佩珠宝变卖，支付航海费用。”为此哥伦布感动得热泪滚滚，恨不得去吻女王走过的地面。（5）船队扬帆远航

1492年8月3日，天将破晓，巴罗斯港上挤满了人群。连德高望重的胡安·佩雷斯院长也带领着修道士们赶到了这里。大家都是来给远航的船队送行的。太阳快要升起来了。被伊丽莎白女王封为海军上将的克里斯托弗尔·哥伦布庄严地登上了小舰队的旗舰圣玛丽亚号。面对即将出发的船队和巴罗斯港的父老乡亲们，哥伦布热泪盈眶。他大声宣誓：决不辜负女王陛下和父老乡亲的愿望，此行定要成功地带回东方的财宝，并使所到之处皈依基督教。然后，这位海军上将就发出了启航的命令。就这样，哥伦布满怀信心地带着西班牙伊丽莎白女王给中国皇帝的“国书”，率领着三艘海船一直向西出发了。在岸上众人的注目之下，船队越走越远，最后完全消失在茫茫的大海上了。

按现代的标准，哥伦布“上将”的三艘小船要远航东方真是太小了点儿。旗舰圣玛丽亚号最大，仅有120吨，另一艘“王牌”号仅及旗舰的一半，载重60吨。第三艘“少女号”则只有40吨。这三艘船根本不适合远距离航行。

这三艘小船一头扎进大海奋力西行。不料想一路上连遇怪事。

出发没几天，一天，天刚黑不久，一个巨大的怪异的火球落入离船队不远的海中，发出轰隆轰隆的巨响。弄得海员们心里七上八下，提心吊胆。其实，这是一块巨大的陨石落到了海里。

没过两天，掌舵的舵手又发现罗盘的指向与北极星的指向偏离了不少。因为许多人相信海洋的尽头就是地狱的入口，连罗盘都不能用了，可能是到了地狱的入口了吧？一霎时军心浮动，议论纷纷。众人都问哥伦布，哥伦布不慌不忙地回答说：“不是罗盘失灵，是北极星偏移了。”也不知是哥伦布从来自东方的书里真的了解到了磁极产生的偏角，也不知他是蒙对了，反正这个结论早就由中国宋朝的沈括发现了，而且早已被证实了。但在西方，这还是第一次。以后哥伦布这句话就成了西方人发现磁偏角的准确日期了。

哥伦布稳定了军心，船队又勇敢地向西前进了。（6）终于到达美洲

大约又走了一个多月，“少女号”上的海员报告：发现了一大群海鸟，可能已经快到陆地了，哥伦布却告诉大家，还早呢！但是两天以后，“少女号”又报告发现了陆地，而且是一大片大片的草地，于是人们开始跳跃欢呼起来，哥伦布则根本不相信，果然船队进入“草地”一看，根本不是什么草地，而是进入了一个极为神秘的海域：这里水平如镜，水质澄清，水中漂浮着密密的褐色的海藻，远远一看很象一片“大草原”。于是哥伦布给它起了个名字叫“马尾藻海”。其实这片水域十分凶险，这里常年无强风，帆船进去就出不来了。螺旋桨推进器的动力船进去，就会被“魔鬼”般的海藻缠死，一动也别想动了。哥伦布的运气还真不错，遇到了罕见的风天，只用了19天竟闯过了这危险的海区。

开始，船员们还满有信心，过了两个月后就都心烦意乱了，连哥伦布自己也有点着急。因为按照波西多留斯计算的地球的周长，此刻已经该距离中国不远了。幸好他夜间在甲板上散步时看见一群迁徙的候鸟直向西南飞去，他一下子就放心了。既然有候鸟飞，必有陆地供它落下，所以距离陆地已经不太远了。然而船员们却已经失望了，10月10日（出发后的两个月零五天），有人纠集了一些船员发动叛乱，妄图杀死哥伦布掉头返航。幸好哥伦布早有准备。他制服了对方，又宽大为怀，没有惩罚他们，并安慰全体船员，三日内必可见到陆地。

哥伦布确实不凡，公元1492年10月12日凌晨，水手们发现了茫茫大洋中的陆地——美洲的巴哈马群岛。

清晨，朝霞满天，他们驶进了这片美丽的土地。海岸是洁白耀眼的沙滩，岸上到处是奇花异草，高大的棕榈，丛生的含羞草，带刺的仙人掌和其它叫不出名字的美丽的植物。鹈鹕在水边觅食，鹦鹉在林边鸣叫，更多的美丽的鸟儿到处飞来飞去，叽叽喳喳。远处是浓密的树林，绿色的美丽的泻湖位于岛的中央。这儿的风景真是太美了，哥伦布和他的船员们都以为到了人间仙境。再看岛上的居民，全是黄皮肤，跟马可·波罗游记中说的差不多，就是肤色有点深，只见他们赤身裸体，在鼻子上、耳朵上戴着黄金首饰，哥伦布和他的部下真以为到了东方呢。

由于哥伦布看过《马可·波罗游记》，知道中国非常发达，不会落后到这种程度。因此就认为这是到了印度的属地，这些人不是中国人，一定是印度人。所以后来人们就把这儿的居民叫做“印第安人”。其实这里离印度还远得很呢。（7）新大陆的发现者

哥伦布和他的船员们主要是为了寻找黄金和香料而来的，另外还为了扩大西班牙的版图。后来，他们为了寻找黄金又在土著居民的带领下到达了今天的海地。

但是哥伦布和他的部下只打听到了出产黄金的地方，在还没有找到黄金之前就发生了矛盾。一部分人早已归心似箭，而且从土著居民手里弄到了不少黄金，已经是心满意足了。另一部分人跟着一位西班牙船长溜了，圣玛丽亚号又损毁了，于是哥伦布只好留下了39个人驻守在当地收集黄金和香料，亲自带领其余的人胜利返航了。他们临走前带走了一只独木舟，还掠去了几个印第安人。

由于当时哥伦布只剩下了一只“少女号”，为了万一发生危险也能让自己的功绩流芳后世，哥伦布就把航行的全部情况写下来装入了一只瓶子，以备发现。日月如梭，光阴似箭，300年后这个瓶子奇迹般地出现在西班牙的比开斯湾，成了哥伦布发现美洲大陆的有力的证据。

1493年3月16日，哥伦布回到了西班牙。航船进港，观者如潮，西班牙王家卫队亲自为他开路。前面是头戴金饰的印第安人，后面是船员们抬着的献给女王的礼物。回国后的哥伦布得到了极高的荣誉。当他进宫拜见女王时，伊丽莎白女王和王子亲自欢迎了他。

俗话说：“乐极生悲。”哥伦布回国后，女王待他极好，又三次派他带队前往黄金之国——中国。然而他始终也没找到。女王要的大批的黄金和香料也没弄到多少。于是西班牙宫廷逐渐开始对他不满意了。

后来，由于1498年，达·伽马绕道好望角真的到达了印度的果阿，并带回了大量的亚洲产的胡椒、丁香、生姜、豆蔻等香料和一些金银。于是，人们纷纷指责哥伦布是骗子，欺骗了女王，也欺骗了民众，结果这位“海军上将”被逮捕下狱当了“犯人”。

还是女王出面，人们才把他从狱中放了出来。哥伦布为西班牙王宫历尽了艰辛，最后于1506年在贫病交加之下悲惨的死去了。据说，哥伦布死后，当地还发布了一个消息说：“那个自称海军上将的人死了。”

由于一个数据上的错误，使哥伦布直到死都认为他真的到达了亚洲，到达了东方，而不知道他已经发现了一块“新大陆”。尽管后来是意大利一个叫阿美利加的人第一个宣布美洲是一块新大陆，尽管地理学家们也给这块新大陆取名为阿美利加洲，但是人们仍旧说：“是哥伦布发现了新大陆。”并且一致把“1492年10月12日哥伦布到达巴哈马群岛”的这一天定为发现美洲的日期。

13.世界物质统一性的发现

布鲁诺，1548年1月生于意大利诺拉，他是维护和发展哥白尼的“日心说”的著名代表人物，并为此而英勇献身。布鲁诺出生于那不勒斯的一个没落小贵族家庭，15岁时进入修道院。这时意大利正处于文艺复兴时期，科学的思想对布鲁诺产生了巨大影响。他在修道院里开始阅读科学书籍，同时接受了日心说的观点。1572年，布鲁诺成为牧师，并且获得了哲学博士学位，但是他的哲学思想却与教会的清规戒律产生了重大分歧。1575年，布鲁诺成为教会的“异端分子”，被迫逃往罗马。此后，受到教会的迫害，开始流亡各国。1578年，他流亡到瑞士，在日内瓦被囚禁。1579年释放后，流落到法国，先后在图卢兹大学和巴黎大学讲授天文学。1583年，他到了英国；1585年又到了德国。这段时期，布鲁诺已完全成为经院哲学和神学的反对派，他到处批判宗教哲学，宣传日心说，宣传他的先进宇宙观，发展了宇宙无限的思想。他热情宣传和支持哥白尼学说，并发展了哥白尼的学说。他认为太阳并不是宇宙的中心，它仅是宇宙中众多天体之一，太阳本身也是运动的。布鲁诺的唯物主义宇宙观，引起了宗教界的极端仇视。1592年，在威尼斯遭到逮捕。他在狱中坚贞不屈，坚持自己的观点。1600年，他被宗教裁判所处以火刑，殉难于罗马鲜花广场。

在他的《灰堆上的华宴》一书中，为了维护哥白尼的主张，他提出了一些相当难以置信的无穷大宇宙的论据。他支持当时被认为是异端的日心说理论，布鲁诺对哥白尼学说不仅坚定捍卫和积极传播，而且有所补充和发展。布鲁诺认为，宇宙并非有限，它在空间上是无限的，时间上是永恒的。宇宙既不可能有一个固定不变的中心，也没有绝对的边缘，宇宙是由无数星系组成的。太阳仅是太阳系的中心，太阳系是宇宙无数星系中的一个。地球确实是环绕太阳转动，但太阳并非静止不动，它也在运动着，它同其他恒星的位置亦在不断变动之中。布鲁诺不仅否定了地球中心说，而且也否定了太阳为宇宙中心的说法。他甚至进而认为宇宙有它本身的客观规律，并不像教会宣扬的一切都服从于上帝的意志。显然，布鲁诺的新宇宙观是对哥白尼天文学说的新发展。

布鲁诺认为：自然界的万事万物都处于普遍联系和不断运动变化之中，这种变化就是统一的物质实体所包含的各种形式不断转化的过程，事物经过互相转化，形成为对立面的统一。

布鲁诺在论证世界物质统一性时引出了物质实体是万物的“最初本原”和“最初原因”的思想。他认为，统一的物质实体即是世界万物的本原，又是世界万物的原因。说物质是本原，乃指它是构成万物的基础，本身又存在于它所构成的事物之中。

布鲁诺在哲学的基本问题上坚持了唯物主义的立场。

布鲁诺是一位社会进化论者，他反对封建社会的蒙昧主义和神学统治。他认为人类历史是不断变化、不断前进的，因而他反对把远古社会美化为“黄金时代”。他认为，社会“如果没有变化，没有变易，没有盛衰兴替，就不会有适宜的东西，良好的东西，愉快的东西”。他认为，社会发展到他这个时代，已经千疮百孔，腐败不堪，因而他预言：“世界很快将发生一场普遍的变革，因为要想让这种腐败状态继续下去，已经不可能了。”

布鲁诺是意大利天文学家、思想家和唯物主义哲学家。他的思想认识远远超过他同时代的人。为了真理，他被烧死在罗马鲜花广场，但他的科学精神却永远不灭。

14.哥白尼创立“日心说”

公元前4世纪，亚里士多德创立了“地心说”。亚里士多德认为，宇宙是一个有限的球体，分为天地两层，地球位于宇宙中心，所以日月围绕地球运行，物体总是落向地面。地球之外有9个等距离天层，各个天层自己都不会运动，是上帝推动了恒星天层，才带动了所有的天层。人类居住的地球，岿然不动地居于宇宙中心。作为古希腊的最后一位大天文学家，托勒密全面承袭了亚里士多德的“地心说”，把亚里士多德的9层天扩大为11层。托勒密设想，各行星都绕着一个较小的圆周运动，而每个圆的圆心则在以地球为中心的圆周上运动。他把绕地球的那个圆叫“均轮”，每个小圆叫“本轮”，同时假设地球并不恰好在均轮的中心，而是偏开一定的距离，均轮都是一些偏心圆；日、月、行星除了作上述轨道运行外，还与众恒星一起，每天绕地球转动一周，从而使计算结果达到了与实测的一致，取得了航海上的实用价值。托勒密的“地心说”恰好迎合了基督教义，便被基督教用来维护《圣经》学说。《圣经》宣扬，宇宙和地球都是上帝耶和华创造的，地球不动位居宇宙中心，圣地耶路撒冷位居大地中央，人类是神的骄子，宇宙间的万物都是神为了满足人的需要创造出来的……于是，托勒密的“地心说”成了《圣经》，天文学成了宗教的奴婢，这种状况一直延续到哥白尼时代。

哥白尼，1473年出生在波兰托伦小城的一个商人家庭里。他10岁那年，瘟疫夺去了他的父亲。从那时起，哥白尼开始跟舅父务卡施生活在一起。18岁的时候，舅父把他送进了克拉科夫大学，在那里，思想敏锐的哥白尼对天文学和数学发生了极大的兴趣。他钻研了数学，广泛涉猎古代天文学书籍，潜心研究过“地心说”，做了许多笔记和计算，并开始用仪器观测天象，头脑里开始孕育新的天文体系。后来，哥白尼来到意大利留学，在学术气氛十分活跃的帕多瓦大学学习。该校的天文学教授诺法拉对“地心说”表示怀疑，认为宇宙结构可以通过更简单的图式表现出来。在他的思想熏陶下，哥白尼萌发了关于地球自转和地球及行星围绕太阳公转的见解。回到波兰后，哥白尼继续进行长期天象观测和研究，更进一步认定太阳是宇宙的中心。因为行星的顺行逆行，是地球和其他行星绕太阳公转的周期不同造成的假象，表面上看起来好像太阳在绕地球转，实际上则是地球和其他行星一起，在绕太阳旋转。这一点就像我们坐在船上，明明是船在走，但却感觉到岸在往后移一样。哥白尼夜以继日地观测着，计算着，终于冲破重重阻力，创立了以太阳为中心的“日心说”。哥白尼曾把他的“日心说”主要观点写成一篇《浅说》，抄赠给一些朋友。他的观点立即引起了欧洲各国的重视，可他不敢把它们全部写出来发表，害怕由此招致教会的迫害。但是，哥白尼曾经说过：“人的天职在于探索真理。”在探索真理的强烈冲动下，他还是在踌躇中开始了《天体运行论》一书的写作。这部6卷本的科学巨著《天体运行论》几经周折，终于艰难地面世了。此刻，哥白尼的生命也走到了尽头。他在临终前一个小时才看到这本还散发着油墨清香的著作，他用颤抖的手摩挲着书页，溘然长逝。《天体运行论》明确地提出所有的行星都是以太阳为中心并绕着太阳进行圆周运动的。书中写道：“地球是动的。”“地球除了旋转外，还有某些运动，还在游荡，它其实是一颗行星。”“在所有这些行星中间，太阳傲然坐镇……太阳就这样高踞于王位之上，统治着围绕膝下的子女一样的众行星。”《天体运行论》虽然也存在缺点，但它在人类历史上第一次描绘出了太阳系结构的真实图景，揭示了地球围绕太阳转的本质，把颠倒了1000多年的日地关系重新颠倒过来，引起了中世纪宇宙观的彻底革命，沉重打击了封建教会的神权统治。

1600年2月17日，在罗马的鲜花广场上，一个约50岁的男人，赤身被绑在火刑架上，可能是因为长期监狱生活的折磨，他的身体显得很虚弱，但是，他的精神却一点也不颓废，两眼熠熠发光。当刽子手们点燃了火，也就是在他生命的最后一刻，他庄严地呼唤道：“火并不能把我征服，未来的世纪会了解我，知道我的价值的。”

他就是乔尔丹诺·布鲁诺，是意大利古代的先进思想家、唯物主义哲学家和自然科学家。

布鲁诺对哥白尼的《天体运行论》的学习和研究，使他怀疑宗教的神学，成了一位具有叛逆性的“异端”。1577年，布鲁诺因此而被开除教籍，迫使他流亡国外长达15年，他先后留居瑞士、英国、德国等地。这期间，他主要从事讲学和著述活动，先后写出了《论原因、本属和统一》、《论无限性、宇宙和诸世界》等重要著作。他不仅继承了哥白尼“太阳中心说”，而且进一步发展了哥白尼的学说，形成了新的宇宙观。他到处写文章、作演讲，沉重地打击了封建神学传统。

1583年，布鲁诺到英国，批判经院哲学和神学，反对亚里士多德一托勒密的地心说，宣传哥白尼的日心说。1585年去德国，宣传进步的宇宙观，反对宗教哲学，进一步引起了罗马宗教裁判所的恐惧和仇恨。1592年，布鲁诺在威尼斯被捕入狱，在被囚禁的八年中，布鲁诺始终坚持自己的学说，最后被宗教裁判所判为“异端”烧死在罗马鲜花广场。然而历史的发展，最终证实了布鲁诺临终的预言。

伽利略是伟大的意大利物理学家和天文学家，科学革命的先驱。历史上他首先在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。

为了证实和传播哥白尼的日心说，伽利略献出了毕生精力。由此，他晚年受到教会迫害，并被终身监禁。他以系统的实验和观察推翻了以亚里士多德为代表的、纯属思辨的传统的自然观，开创了以实验事实为根据并具有严密逻辑体系的近代科学。因此，他被称为“近代科学之父”。他的工作，为牛顿的理论体系的建立奠定了基础。

日心说经历了艰苦的斗争后，才为人们所接受，这是天文学上一次伟大的革命，不仅引起了人类宇宙观的重大革新，而且从根本上动摇了欧洲中世纪宗教神学的理论支柱。“从此自然科学便开始从神学中解放出来”，“科学的发展从此便大踏步前进。”（恩格斯《自然辩证法》）

15.笛卡尔创立解析几何

1596年3月31日，笛卡尔出生于法国克勒滋河右岸一个古老的贵族家庭，他的父亲是布列塔尼议会的议员。虽然笛卡尔的家庭富裕，但他刚生下来的时候，瘦得跟一个萝卜头似的，父母亲都以为这个孩子很难长大成人。

笛卡尔两岁的那一年，他的母亲去世了，本来就瘦小的笛卡尔没有了母亲的照料，不仅不吃东西而且经常哭泣，爸爸眼看着笛卡尔心疼得要命，于是赶紧给他请了一个温柔而善良的保姆，笛卡尔的保姆非常耐心，把笛卡尔带得很好，使得笛卡尔起死回生。

笛卡尔8岁时被父亲送到拉弗莱希公学。这里是当时欧洲最有名的教会学校，吸引了四面八方的贵族子弟。他的亲戚夏尔勒神父简直就像他的生父，也形同于其家庭教师。他十分喜欢笛卡尔，由于笛卡尔体弱多病，他安排学校的老师特别给笛卡尔以照顾，特意安排了适合于他的身体的特殊作息时间，允许他“早上躺在床上不起来，一直睡到他想去教室为止。”笛卡尔尊敬老师，在学校里学习科学的热情一直非常高涨。8年6个月后，他以模范生的身份从学校毕业。

1612年，他去波士顿大学攻读法律，由于勤奋好学，4年后，他以最好的成绩获得法学博士学位。笛卡尔坚信社会实践是人生的大课堂。1616年，他决心走向社会，“去读世界这本大书”，他同几个青年来到巴黎。这位拉·埃伊城的贵族青年衣冠楚楚，腰悬宝剑，走进了巴黎的上流社会，笛卡尔彬彬有礼地在巴黎的上流社会交往一段时间以后，终于感到了这种生活的无聊和浪费。于是，他在郊区找了一个清静之处，整整两年埋头于数学研究。

1618年，他去荷兰的布雷达，开始了他的戎马生涯。

有一天，他在布雷达看到许多人盯着城墙上一道荷兰文数学难题出神。笛卡尔请身旁一个人译成拉丁文。那人不相信这个青年军官能解这样的难题，便带着讥讽的口吻翻译了。不料两天之后，笛卡尔作出了正确的解答，那人大吃一惊。原来他是当时著名的学者贝克曼。后来，他们由于共同的爱好，成了莫逆之交。他对笛卡尔影响极大，笛卡尔曾说，贝克曼唤醒了他的科学兴趣，“把一个业已离开科学的心灵，带回到最正常、最美好的路上。”笛卡尔经常不分白天黑夜地研究数学，一天，他躺在病榻上，仰望着天花板出神，只见蜘蛛正忙着在墙角上结网，它一会儿在雪白的天花板上爬来爬去，一会儿又顺着蛛丝爬上爬下。这精彩的“杂技”牢牢地把笛卡尔吸引住了。笛卡尔从中受到启发，他想：“这只悬在半空的蜘蛛不就是一个移动的点吗？能不能用两面墙的交线及墙与天花板的交线来确定它的空间位置呢？”他在纸上画出了三条相互垂直的直线分别表示两墙的交线和墙与天花板的交线，并在空间点出一个P点代表蜘蛛，P到两墙的距离分别用X和Y表示，到天花板的距离用Z表示。这样，只要X、Y、Z有了准确的数值，P点的位置就完全可以确定了。他认为，两面墙与天花板交出了3条线，都汇合于墙角，如果将墙角当作计算起点，把这3条相互垂直的线作为3根标上数字的数轴，这样就构成了一个坐标系，空间的任何一个点都可以用3根数轴上3个有顺序的数来表示，而一组有顺序的3个数，也可用空间的一个点表示出来。这样，数与形就建立了必然的联系。笛卡尔又继续深入研究，不久便创立了一门新的数学分支一解析几何学。

在解析几何学中，应用笛卡尔直角坐标系，可以将几何图形转化为代数方程来研究；亦可将代数方程画成几何图形来研究。

当时法国宗教传统势力还比较强大，他深知自己的思想与教会大相径庭，在法国会被视为异端。为了能将自己研究的成果著述下来，1628年秋，他决定到荷兰定居。在荷兰，他居住在不出名的村庄或城市的偏僻处，离大学和图书馆不远。除研究数学、哲学外，他还从事光学、化学、生理学、气象学及天文学的研究，并和欧洲主要学者保持密切的学术联系。笛卡尔的著作几乎全是在荷兰写的。他于1628年写出了《指导哲理之原则》，1629～1634年完成了以哥白尼学说为基础的《论宇宙》的主要部分，他还整理出三篇论文——数学史上划时代的著：作《几何》、《屈光学》、《气象学》，他又写了一篇序言，即哲学史上著名的《科学中正确运用理性和追求真理的方法论》（简称《方法论》），1637年6月8日在莱顿匿名发表，他没有索取任何报酬。

笛卡尔在《方法论》中总结了卓越的自然科学家的研究方法，加以哲学的概括和论证，提出了以数学方法为核心的演绎法。

1649年底，笛卡尔开始应邀为瑞典女王讲授哲学，由于时常冒着刺骨的寒风去给女王上课，他于次年2月1日感冒，随即转成肺炎，2月11日笛卡尔病逝，年仅54岁。

他的墓志铭这样写道：“笛卡尔，欧洲文艺复兴以来第一个为人类争取并保证理性权利的人。”

16.太阳系奥秘的揭开

第谷·布拉赫——这个贵族的孩子，不当高官、不图权势，把自己的一生全部献给了天文观测事业，成了世界天文学界的奇才。

哥白尼的《天体运行论》发表以后一直面临着来自两个方面的反对：一是权威的反对，一是常识的反对。尽管有布鲁诺这样的知识分子接受了这一全新的宇宙体系，然而在整个社会上，它的影响并不很大。因此，事实上一直到公元1616年以前，罗马教廷还根本没有感觉到哥白尼的日心体系有多么危险。

在这半个多世纪的时间里，教会对《天体运行论》一直是容忍的态度，所以哥白尼的日心体系一直在天文学界和一部分知识分子中间传播着。在这段时期内，哥白尼革命只具有一种十分强大的、潜在的革命意义。它需要逐渐地被揭示出来，才能成为整个天文学革命——科学革命的号角。

把哥白尼革命的全部意义展示出来，逐步使得他的日心体系进一步完美，而且更加精确化的是德国著名天文学家约翰·开普勒。但是，在哥白尼和开普勒之间还有一个十分重要的中间环节，这就是被后人称之为“近代天文学之父”的丹麦著名的天文学家第谷·布拉赫。

第谷·布拉赫于1546年出生于丹麦斯坎尼亚省的一个贵族家庭，他的父亲是一个律师，他还有一个伯父，在丹麦是一个有钱有势的旧贵族。由于他的伯父没有儿子，第谷从小就过继给了他的伯父。

第谷的伯父很有地位，而且也非常有钱。因此他既不希望第谷经商，也不希望第谷成为一个学者，而是一心希望第谷搞政治，做大官，以后好光宗耀祖，继承自己的旧贵族的衣钵。

第谷在十三岁那年被送到首都哥本哈根上了大学。名义上是学哲学和修辞学，实际上只不过是学一点儿官场上为人处世、应酬答对的极庸俗的东西而已（这套东西今天也还有一些人在拼命地学，因为这是官场上不可缺少的基本功）。第谷对这一套可没兴趣，他从小在伯父家里长大，看透了旧贵族官场上的那套鬼把戏，就跟《红楼梦》里的贾宝玉一样，对做官厌烦透了。官场里旧贵族之间争权夺势、勾心斗角、尔虞我诈、丑态百出的事儿在第谷看来肮脏极了。因此，他不但没有好好学习些什么修辞学和那些处世之道，反而迷上了研究遥远太空的学问——天文学。

事情的起因是这样的。

1560年8月，丹麦首都哥本哈根的天文观象台预报：本月21日将发生日食，在哥本哈根就可以观测到。

十四岁的第谷·布拉赫和其它许多有着强烈的好奇心的青少年一样，抱着很大的兴趣等待着这一天的到来。果然，1560年8月21日，哥本哈根的人们看到了这次日食。这件事引起了第谷的深思。他想：既然能预先测出日食发生的时间，那么天体的运行一定是有规律的，如果我能够探索出这神秘的规律，探索出这宇宙的奥秘该多么好啊！从那以后，他真的迷上了天文学。

第谷不仅经常观测天象，而且还阅读了大量的天文学著作，古希腊时期的托勒密的《天文学大全》使他如获至宝，他成了一个托勒密的崇拜者。由于他不走“正路”，不想好好学“做官”，反而迷上了天文学，使他的伯父十分不满。

为了把第谷引上仕途之路，让他放弃天文学研究，伯父又在1562年把他送到了德国的莱比锡大学，在那里学习法律，并且还给他派了一个家庭教师，监督他学习，好在这个家庭教师既不敢不听第谷伯父的吩咐，又不愿意惹小主人生气，对第谷的监督只是睁一只眼闭一只眼，因此第谷还可以悄悄地研究他的天文学。

1566年，第谷的伯父死了，第谷一下子就自由了。他可以有更多的时间从事他酷爱的事业——天文学研究了。

第谷终生一直坚持天文观测，并且研究他的宇宙体系。他的运气也非常好，他多次观测到了日食。1563年他观测到了罕见的土木星交汇，1572年他又观测到了仙后星座的超新星爆发，1577年还观测到了慧星，并认定了慧星距地球的距离比月亮远。尤其是1572年对超新星的观测，使第谷受益极大。

1572年11月11日，太阳落山后，第谷同往常一样开始观察天象。天越来越暗时，他发现在仙后星座旁边出现了一颗新的明亮的星星。这时的第谷对星空已经是了如指掌了。他深知仙后星座旁边以前是没有这么一颗星的，于是，从这一天开始第谷每晚持续不断地对这颗星进行观察，他发现这颗星一夜比一夜更亮，最后超过了金星的亮度，后来甚至在白天也可以毫不费力地就看见它了。过了一年，这颗星渐渐地暗了下去。又过了四个月，这颗星终于在天幕上消失了。这颗星在天空存在的十六个月当中，第谷以惊人的毅力，不分寒暑，凭一双肉眼一直坚持观测，并且作出了详细的记录，积累了非常宝贵的天文资料。

第谷观测的是一颗超新星，就是我国古代天文记录中讲的客星，它并不是新产生的星，而是一颗恒星。在正常的情况下，恒星的亮度是稳定的，是人们用肉眼看不见的，而在它发生爆发时，会释放出大量的能量，因而亮度激增，突然在天空显现了出来。第谷观测的就是这样一颗超新星。

对超新星的观测，更加激发了第谷从事天文研究的极大兴趣。他根据自己的观测材料写出了一部重要的著作《论新星》，这是世界上第一部详细论述超新星爆发的著作。在世界天文学史上具有重要的意义。丹麦国王腓特立二世非常重视第谷的天文学研究工作，他不仅给了第谷优厚的薪俸，并且把丹麦首都哥本哈根附近的赫芬岛赠给了第谷，还拨了一笔巨款为他修建了天文台。

腓特立二世给第谷·布拉赫修建的这座天文台是1576年完工的。这就是赫芬岛上著名的乌拉尼期堡天文观象台。它是全欧洲、也是全世界第一座近代意义上的天文台。由于这座天文台的建立，赫芬岛成了活跃的天文学研究中心，许多著名学者从世界各地到这里来访问和学习，这座天文台对欧洲及全世界的天文事业的发展都起到了重大作用。

为了更好地开展天文学研究工作。第谷精心设计和制造了许多大型的、精密的天文观测仪器。这些仪器有木制的，也有铁制的和铜制的。其中最大的是一个直经三十九英尺、精密度极高的象限仪。后人称之为“第谷象限仪”。

第谷在赫芬岛上前后工作了二十年，在天文学的观测、记录和研究方面取得了突出的成就。由于他的观测仪器的精度的提高和对大气折射的效应进行了修正，使他的天文观测的准确度远远超过了前人。第谷的天文观测值比以前最好的观测值要精确几十倍到上百倍。他先后观测了七百七十七颗恒星的位置。而且编制了一个误差极小的星表。他详细观测、研究和记录过月亮行星和慧星的运行情况，取得了大量精确、宝贵的天文观测资料和准确的数据和记录。他一生有许多新的天文发现，记录了许多新的天文现象。其中许多成果在世界都是第一流的。然而在世界天文学史上，在第谷·布拉赫的所有的发现之中，天文学家们一致认为他一生最重要的发现是发现了名传后世的最伟大的天文学家约翰·开普勒。

第谷在赫芬岛上的工作前后长达二十年，这是他学术研究的黄金时代。但是在丹麦国王腓特立二世去世以后，第谷失去了支持者，也失去了经费来源，研究工作进行不下去了。就在这十分困难的时候，他接到了奥地利国王鲁道夫的邀请迁居到奥地利，并设法将赫芬岛上的仪器也运到了奥地利。

第谷在奥地利的工作由于没有助手效率很低，正在为难之际，他收到了一本题名为《宇宙的奥秘》的书和一封热情洋溢的信，写信的是一个署名“约翰·开普勒”的德国青年。

约翰·开普勒的观点在书中表达得很明确，他信仰的是哥白尼的日心说，而第谷则是托勒密地心体系的信奉者。尽管观点不一致，但是第谷从他的信中和书中看到这是一个真正献身于科学事业的、很难得的人才。于是，他马上复信让开普勒到布拉格当他的助手。我们今天大学里的研究生导师们很少有几个能有第谷这样的胸怀，观点不一致的研究生坚决不收的占大多数。第谷这样的教师是很少见的。据说有一次，因为开普勒那个好吃懒做的老婆的挑唆，开普勒和第谷吵翻了，但是，当开普勒认识了自己的错误以后，第谷立刻就原谅了他。

第谷·布拉赫尽管掌握了丰富、准确、完整的天文观测数据，但是他用来进行天文观测的体系却是一个折衷的宇宙体系。在第谷的体系中，除地球以外，所有的行星都绕太阳运行，而太阳却率领着众行星绕地球运行，地球则是静止不动的处于宇宙的中心。尽管第谷也了解哥白尼的体系，但是，他认为日心说的思想是违背圣经的，是不能接受的。因此他的观测数据没有发挥应有的作用。

约翰·开普勒认为第谷是一个最大的富翁，然而却不知道如何应用自己的财富。据说，第谷在自己临终前才把观测数据交给开普勒，而且表示开普勒只能在地心说体系下使用这些数据。然而“一日无常万事休”，第谷撒手西去，开普勒立即就把第谷精密的观测数据同哥白尼的日心说体系结合到了一起。

第谷与开普勒1600年2月4日在布拉格的会见，是科学史上的重大事件之一，它标志着近代自然科学的两大基础：经验观察和数学理论的结合。开普勒所信仰的哥白尼体系的数学原理与第谷·布拉赫精确的观测数据的结合，终于使开普勒揭开了整个太阳系的秘密。

17.血液循环现象的发现

1616年，英国医学家哈维公布了自己所发现的血液循环理论，即人体内的血液是循环的，它分为体循环和肺循环两部分。血液从左心室进入动脉，流到全身各处后，再汇集到静脉，然后流回右心房，这叫体循环；血液由右心室进入动脉，流经肺部，然后由静脉流回左心房，这叫肺循环。这个发现，奠定了近代医学的基础。

对血液的最早论述是由亚里士多德提出的，他十分错误地以为人体内（血管内）充满着空气。这种错误的说法延续了几百年，直到公元2世纪才被古罗马的名医盖仑否定。盖仑设想，人体内有一个由肝脏、心脏和大脑组成的循环系统。在肝脏中，人体所吸收的食物转化为血液，这些血液携带着“自然灵气”，通过静脉流向身体各个部位，再通过同样的静脉流回肝脏。在这里，血液的运动恰如潮水的涨落，来来回回，永不停息。当血液流到心脏后，大部分流了回去，一少部分从右心室透过隔膜上的小孔进入左心室。在左心室里，这些血液与来自肺部的空气混合，形成“生命灵气”，再由动脉传送到身体各部位并被吸收。其中，进入大脑的那部分血液与“动物灵气”融合，然后流动到身体各处的肌肉和感官中。

盖仑是医学界的权威，他的血液理论自然是不容置疑的真理。因此，后来关于血液流动的探索停止了1000年。

16世纪中叶，比利时学者维萨里在解剖动物时发现，心脏的中隔很厚，没有可见的孔道，盖仑关于左心室与右心室之间有小孔相通

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