作者：(美)亥文
出版社：青岛出版社
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历史上100个最伟大的发现试读：
前言
发现！这个词会令你兴奋激动，心跳加速。每次发现都是一次惊喜，每次发现都让你失声惊呼：“啊，哈！我明白了！”“哇！我找到答案了！”
人人渴望有所发现。发现就是求新，就是观察事物——就是知所未知，察所未察。发现是求未知于已知，是平中见奇，司空见惯中出卓见。发现开辟了一个又一个未知领域，也带人们进入一个又一个未涉足的地带。发现打开了新视野；发现见真知，出卓见；发现带来的财富无穷尽；发现标志着人类文明的进步，丰富了人类的知识。
法庭上，陪审团竭力去发现事实真相。人类学家要从过去的文明和文化中发现实质文物。人们通过心理疗法发现自己的内心世界。
我们说哥伦布“发现”了新世界，这并不意味着他创造了新大陆，开拓或发明了新大陆。新世界始终就在那儿。1492年哥伦布到来之前，土著人就已在那里生活了几千年，早就知道了加勒比群岛的存在，这当然用不着让一个欧洲人来为他们发现这片岛屿。哥伦布的贡献就是让科学家意识到这里有一片新大陆。他是第一个发现这一大片新陆地的欧洲人，也是第一个将这块大陆标示在地图上的人。在地图上标明新大陆的地理位置就是发现。
发现往往是偶然的。1970年，维拉·鲁宾发现了宇宙中的暗物质。她当时并不是在寻找暗物质。事实上，她事先并不知道有这种物质存在，之后她才发现并证明了它的存在。发现了新物质的存在，她还得为之命名（称之为暗物质）。
有时发现建立在前人成果的基础上，但多数发现则不然。一些发现是科学家长期研究的结果，但也有些发现产生于瞬间。发现经常不期而至，它的到来往往标志着新的研究领域的开端，或者标志着现有科学领域的新重点。
为什么要发现？因为发现绘就了人类发展和进步的轨迹。今天的发现将造就明天的世界。重大的发现决定了科学的发展趋势，体现了科学家的观点，反映了我们对古往今来世界变化的看法。1905年，爱因斯坦相对论的发现震撼了20世纪的物理学界。发现标示出科学的发展和进步，就好像潜水海湾的标志浮标，辽阔的海面上浮标点点，标示出蜿蜒曲折的航道。
发现往往代表了崭新的思想和理念。新发现实际上就是不落窠臼，另辟蹊径，觅求新意。正如人类进化对其DNA进化具有十分重要的意义一样，这些新的科学发现对人类进化也非常重要，因为DNA进化使人的生理能够适应环境的变化。
本书介绍了历史上100个最重要的科学发现。这些发现对人类科学的发展和思维方式产生了不可估量的影响。此书介绍了发现过程，说明了每个发现在人类历史进程中那无以取代的重要性。在成千上万个发现中，这些发现最伟大，最重要，它们是科学伟人的智慧结晶。
在许多其他的人类发展领域里也有很多重要发明，但本书没有包罗万象广而纳之，如艺术、文化、哲学、社会、历史、宗教等领域的重要发现都未列入本书予以介绍。有些科学发现既不属于个人发现，也不属于合作研究的成果。这类发现也不在本书的介绍之列。例如，全球气候变暖是当今全球关注和研究的焦点问题。这一发现关系到亿万人的生命——如果不是几十亿人的话。但是，全球气候变暖不属于某个人的发现，至少是30个研究者25年来研究的结果，所以这项发现也没有被纳入此书。
在此书中，你将见到许多科学巨人。许多人——当然并不是所有的人对历史作出了重大贡献，而且其贡献也带有科学性质，但他们的发现则不具备100个最重要发现的条件。许多世界上最伟大的思想家和发现家也不在此书中，因为他们的发现不带有科学性质。
与发明不同，发现通常不是为了迎合实用性。发现丰富了人们的知识，加深了人们对世界的认识。科学家往往要用上几十年（甚至几百年）的时间来理解认识这些发现，来证实其重要性。格雷戈尔·孟德尔对生物遗传基本规律的发现就是一个例子。50年后，人们才认识到这一发现的重要性——即使是现在他的发现依然是基因科学的基础。100年之后，在人类探索太空奥秘的今天，科学家依然不遗余力地去认识这一发现，千方百计地利用这一发现。
发明有别于发现。发明过程关注的是发明方法和产品，发明家在理解的基础上利用知识来解决问题。伟大的发明一问世就投入使用。
发现涉及的不是方法和产品。爱因斯坦的相对论没有产出新产品、提出新方法，也没有改变我们日常生活的观念。开普勒发现了太阳的小圆轨道、阿尔弗雷德·魏格纳的大陆漂移说都是如此，他们的发现虽然没有直接产品也没改变方法，但都说明了人类在理解世界和宇宙方面迈出了无以取代的、重要的一大步。
撰写此书主要有以下3个目的：
1.介绍重大的科学发现，说明它们对我们思维方式和理解世界的影响。
2.介绍每一个发现在科学领域中的进步和发展脉络。
3.介绍发现背景和科学探索过程。
有趣的是，与《历史上100个最伟大的发明》相比，这本书中发现家之间的共性更多一些。书中所列举的发现家一般都数学成绩优异，获得自然科学或工程学的高级学位。
这些发现科学家都对自然和身边的世界非常着迷，非常热爱科学和自己的工作。在从事重大发现工作的时候，他们中的多数就已是其领域里的专家学者。他们的发现是其执着的追求和首创精神的结晶。这些科学家在自己的科学领域里热衷于某个问题的研究，工作勤奋，有激情而又锲而不舍。他们都具有奉献精神，是我们学习的典范。他们的成就得益于机遇，也得益于他们善于利用机遇。他们在工作中善于捕捉机遇，勤奋钻研，执着追求，为我们树立了学习的榜样。
令人惊奇的是，许多近代发现被看作是理所当然的，是科普常识。“海底扩张学说”只有50年的历史，其他星系的存在发现于80年前，中子的存在发现于70年前，30年前，科学界刚发现恐龙的生活习性，50年前发现了核子融合，生态系统和新陈代谢的概念都是在70年前提出来的。所有这些发现都已成为常识的一部分。
要从几千个发现中选出100个最重要的发现，本人只能设定一些标准，以此对众多的重要科学发现进行比较分类，按标准做出选择。以下是所设定的7项选择标准：
1.该发现是真的具有创新价值，还是仅仅对某个现有概念的提炼和升华？
2.这个发现在多大程度上改变了科学发展轨迹和研究趋势？它是否从根本上改变了科学世界观？是否彻底改变了科学家们的思维方式和行为方式？
3.该发现对某一科学领域的发展有何重要影响？
4.该发现对人类发展是否具有长期的影响？其影响是否渗入我们的日常生活？
5.该发现的所属领域是否是已确立的科学领域？发现是否具备科学性？
6.该发现是否有覆盖面，涉及众多的科学领域、子领域和特殊的研究领域？
7.该发现是否属于个人发现？是否是单项发现？是否是长期研究的结果？
许多有价值的发现、许多有影响的科学家，由于不符合上述入选标准，所以其发现未被纳入“100个最伟大的发现”之列。所有的科学家值得我们学习和尊重。选择你最喜欢的科学家，了解他们，研究他们的贡献。纵观世界发现史，所有的科学家都作出了重要的贡献，集体的影响远远胜于个人的影响。
读发现故事，悟发现之道，感发现之伟大。觅寻自己最喜欢的发现家，研究他们的人生轨迹，写就自己的发现故事，让世人同你一起分享！杠杆原理和浮力原理
阿基米德
发现时间：公元前260年
发现内容：物理学和工程学中的两条基本原理。
发现者：阿基米德（Archimedes）
杠杆原理和浮力原理为什么是100个最伟大的发现之一？
浮力和杠杆是所有定性科学和工程学的基本概念。浮力原理认为，液体对物体向上的浮力等于物体所排开的液体重量；杠杆原理认为，杠杆一端向下的作用力能够转化为杠杆另一端向上的作用力，这与杠杆两端的长度成比例。这表明了人们认识周围客观世界的早期创见，是在量化描述物理现象方面的重大突破。无数的工程设计和科学进步无不依据这两个发现。
杠杆原理和浮力原理是怎样发现的？
公元前260年，26岁的阿基米德在西里西岛的锡拉丘兹学习两门著名的科学——天文学和几何学。一天，阿基米德看见四个小男孩在海滩玩浮木板。他们把木板平衡地支在齐腰高的岩石上，一个小男孩骑在木板的一端，其他的三个猛地跳到另一端。这时，那个小男孩就被抛到了空中。
他们沿着支点滑动木板，改变木板两端的长度，使短的一端只有木板14的长度。三个小男孩爬上了短的一端，站到顶端；在高高翘起的长的那端，另一个小男孩用力弹跳。然后，他就落到木板上，猛地把木板压到沙滩上，把三个小男孩弹到空中。
阿基米德被深深迷住了。小物体的重量（一个孩子）竟然能够毫不费力地抛起这么大的重量（三个孩子），他决定弄明白其中的原理。
杠杆工作原理阿基米德制作了一个三角形的木块当作岩石的模型，使用木条和小木块当作小男孩和浮木板的模型。在平衡杠杆两端不同重量的过程中，阿基米德通过测量意识到：原来杠杆是欧几里得几何中比例作用的例子之一，作用于杠杆两端的力必须与支点两侧的杠杆长度成比例，杠杆是人们使用的最基本的举升装置。阿基米德发现了杠杆的数学原理。
15年后，也就是公元前245年，赫农王命令阿基米德鉴定金匠是否欺骗了他。赫农王给金匠一块金子让他做一顶纯金的皇冠。做好的皇冠尽管与先前的金子一样重，但国王还是怀疑金匠掺假了。他命令阿基米德鉴定皇冠是不是纯金的，但是不允许破坏皇冠。
这看起来是件不可能的事情。在公共浴室内，阿基米德注意到他的胳膊浮到水面。他的大脑中闪现出模糊不清的想法。他把胳膊完全放进水中，全身放松，这时胳膊又浮到水面。
他从浴盆中站起来，浴盆四周的水位下降；再坐下去时，浴盆中的水位又上升了。
他躺在浴盆中，水位则变得更高了，而他也感觉到自己变轻了。他站起来后，水位下降，他则感觉到自己重了。一定是水对身体产生向上的浮力才使得他感到自己轻了。
浮力原理他把差不多同样大小的石块和木块同时放入浴盆，浸入到水中。石块下沉到水里，但是他感觉到石块变轻。他必须要向下按着木块才能把它浸到水里。这表明浮力与物体的排水量（物体体积）有关，而不是与物体的重量有关。物体在水中感觉有多重一定与它的密度（物体单位体积的重量）有关。
阿基米德在此找到了解决国王问题的方法，问题的关键在于密度。如果皇冠里面含有其他金属，它的密度会不相同，在重量相等的情况下，这个皇冠的体积是不同的。
把皇冠和同样重量的金子放进水里，结果发现皇冠排出的水量比金子的大，这表明皇冠是掺假的。
更为重要的是，阿基米德发现了浮力原理，即水对物体的浮力等于物体所排开水的重量。太阳是宇宙的中心
尼古拉·哥白尼
发现时间：1520年
发现内容：太阳是宇宙的中心，地球围绕太阳转。
发现者：尼古拉·哥白尼（Nicholaus Copernicus）“日心说”为什么是100个最伟大的发现之一？
哥白尼观测行星和恒星的运行规律，收集、编辑并比较了几十名其他天文学家的天体观察文献。经过长期的观测和研究，哥白尼向在欧洲一直居于统治地位的“地心说”发起了挑战。两千多年来，人们认为地球是宇宙的中心，是静止不动的，其他星体、太阳和恒星都围着地球旋转。他的著作《天体运行论》标志着人类理解宇宙的开端，开创了现代天文学之先河。
哥白尼是第一个以科学观察方法为基础提出科学理论的人。（此前的理论基础是逻辑和思想。）哥白尼的发现和研究方法既开辟了现代天文学的研究领域，又创建了现代科学的研究方法。“日心说”是怎样创立的？
1499年，哥白尼毕业于意大利的博洛尼亚大学，任天主教教士。他回到波兰跟叔父一起工作。其叔父，瓦茨恩罗德，是费琅堡天主教大教堂的主教。哥白尼当时住在教堂的顶楼，因此可以长期进行天文观测。
托勒密那个时候，人们相信的是1500多年前希腊科学家托勒密创立的宇宙模式。托勒密认为地球是宇宙的中心且静止不动，日、月、行星和恒星均围绕地球运动，而恒星远离地球，位于太空这个巨型球体之外。然而，经仔细观测，科学家们发现行星运行规律与托勒密的宇宙模式不吻合。
托勒密的天体模式一些科学家修正了托勒密的宇宙轨道学说，在原有的轨道（或称小天体轨道）上又增加了更多的天体运行轨道。这一模式称每颗行星都沿着一个小轨道做圆周运行，而小轨道又沿着该行星的大轨道绕地球做圆周运动。几百年之后，这一模式的漏洞越来越明显。科学家们又在这个模式上增加了许多轨道，行星就这样沿着一道又一道的轨道做圆周运动。
哥白尼想用“现代”（16世纪的）技术来改进托勒密的测量结果，以期取消一些小轨道。
在长达近20年的时间里，哥白尼不辞辛劳日夜测量行星的位置，但其测量获得的结果仍然与托勒密的天体运行模式没有多少差别。
哥白尼想知道在另一个运行着的行星上观察这些行星的运行情况会是什么样的。基于这种设想，哥白尼萌发了一个念头：假如地球在运行中，那么这些行星的运行看上去会是什么情况呢？这一设想在他脑海里变得清晰起来了。
一年里，哥白尼在不同的时间、不同的距离从地球上观察行星，每一个行星的情况都不相同，这使他意识到地球不可能位于行星轨道的中心。
经过20年的观测，哥白尼发现唯独太阳的周年变化不明显。这意味着地球和太阳的距离始终没有改变。如果地球不是宇宙的中心，那么宇宙的中心就是太阳。他立刻想到如果把太阳放在宇宙的中心位置，那么地球就该绕着太阳运行。
这样他就可以取消所有的小圆轨道模式，直接让所有的已知行星围绕太阳做圆周运动。
然而，人们是否能接受哥白尼提出的新的宇宙模式呢？全世界的人——尤其是权力极大的天主教会是否相信地球是宇宙中心这一说法呢？
由于害怕教会的惩罚，哥白尼在世时不敢公开他的发现。1543年，这一发现才公诸天下。即使在那个时候，哥白尼的发现还不断受到教会、大学等机构与天文学家的蔑视和嘲笑。终于，在60年后，约翰·开普勒和伽利略·伽利雷证明了哥白尼是正确的。人体构造
安德烈·维萨里
发现时间：1543年
发现内容：创立了近代人体解剖学，首次较精确地认识了人体构造。
发现者：安德烈·维萨里（Andreas Vesalius）
人体构造为什么是100个最伟大的发现之一？
1500年以来，医生们用的人体解剖资料实际上大部分以动物研究为基础，缺乏可靠性，错误百出，但却被奉为经典。维萨里第一个坚持通过解剖、生理实验和直接观察的科学方法指导人体解剖。他编写的《人体的结构》第一次准确地揭示了人体结构和生理功能的原理。
维萨里的著作使人们失去了对希腊早期盖仑的论著长达1500年的信任，成为医学上的重要转折点。从此，医生们不再依靠主观推测而以科学为依据来认识人体结构。
人体构造是怎样发现的？
安德烈·维萨里1515年出生于布鲁塞尔。他的父亲是皇家医生，收集了很多稀有的医学藏书。小维萨里把大量时间花在了这些藏书上，对生物的机能产生了极大的好奇心。他还经常抓来小动物和昆虫进行解剖观察。
18岁时，维萨里到巴黎学习医学。在学医过程中，动物或人体解剖这门课颇不寻常。在必须解剖的情况下，一边是教授解说，一边是屠夫解剖。公元前50年，希腊医生盖仑撰写了一部关于人体结构的著作，书中的翻译文献和图片就是学生使用的教材。
不久，人们就发现维萨里聪明过人，但傲气清高，好与人争论。在第二次看解剖时，他就从屠夫手中夺过刀子熟练地解剖起来，在场的所有人都大吃一惊。
维萨里成为这些医学学生的“小头目”。他唆使同学潜入骨场，寻找骨骼用于研究；进入墓地，挖掘尸体用于解剖。为了研究，他经常不畏凶猛的看门犬，忍受着恶臭味，到巴黎蒙福孔墓地（抛弃死刑犯的地方）获取刚处死的罪犯尸体。
1537年，维萨里在巴黎毕业。他来到了意大利的帕多瓦大学。在那里，他开始了一系列的演讲，每场演讲都以实际解剖和组织实验为中心，向人们展示了肌肉、动脉、神经和静脉的组织结构甚至人脑的细微结构。学生们和其他教授蜂拥而至，来者无不深为其技术和新发现所吸引。
1540年1月，意大利博洛尼亚的一个剧院座无虚席，维萨里进行了精彩的演讲。与其他医学院学生一样，维萨里训练有素，信奉盖仑的理论。然而他一直处于困惑之中，因为他解剖出来的实际结构和盖仑描述的大相径庭。
在这次演讲中，维萨里指出盖仑对弯曲的大腿骨、心室和分块胸骨等都进行了描述。其描述显示人体结构与猿的生理结构更为相似。他列举出盖仑描述的人体结构与人体实际结构之间200多个不同之处，首次通过实例公开指出了盖仑的结论是错误的。维萨里还多次证实欧洲医生所参照的都不是人体的实际结构，而是猿、犬等动物的结构，盖仑及其医学论述都是错误的。
维萨里的演讲触犯了当地的医学会。他在以后的3年里闭门不出，潜心编写解剖书籍，还请来著名的画家描绘他所解剖出来的血管、神经、骨骼等。
维萨里的《人体的结构》1543年，维萨里出版了他的著作《人体的结构》。信奉盖仑理论的医学教授们对维萨里的著作深表怀疑。维萨里勃然大怒，一怒之下将其所有的笔记和研究资料都付之一炬，发誓从今往后不再解剖人体。
值得庆幸的是，他的著作保留了下来，在以后300年的时间里成为解剖学界的权威之作。自由落体定律
伽利略·伽利雷
发现时间：1598年
发现内容：不论质量大小，物体都以相同的速度落地。
发现者：伽利略·伽利雷（Galileo Galilei）
自由落体定律为什么是100个最伟大的发现之一？
自由落体定律看似一个简单发现，无深奥原理，质量大的物体落下也不比质量小的物体快，这又有什么呢？该定律何以成为伟大发现之一呢？因为以前的科学都是建立在古希腊亚里士多德和托勒密的理论之上，自由落体定律结束了这些理论的统治时代，建立起现代科学。伽利略的发现重新振兴了物理学，把物理学推入到现代阶段，为牛顿创立万有引力定律和运动定律奠定了基础，是现代物理学和工程学的基础组成部分。
自由落体定律是怎样创立的？
24岁的伽利略是意大利比萨大学的数学教授。遇到难题时，他就经常坐在当地的教堂里。教堂里的照明灯在长链子上轻轻地摆动着。1598年夏天，他发现这些灯总是以相同的速度摆动。
伽利略决定测量照明灯摆动的时间，于是，他按住脖子上的脉搏开始测量其中的一盏灯的摆速，接着他又测量了另一盏稍大的照明灯摆速，结果发现两盏灯的摆动速度相同。他借来了祭台助手点灯的长灯芯，用力摆动大小不同的两盏灯。经过多日的计时测量，他发现不论灯质量大小，弧线长短，这些灯沿着弧线摆动所用的时间完全相同。
质量大的灯和质量小的灯以相同速度沿着弧线下落，这一发现与持续2000年的理论基础截然不同。伽利略深为这一发现所吸引。
亚里士多德站在比萨大学的课堂上，伽利略一只手拿着一块砖，另一只手拿着用水泥砌在一起的两块砖，好像在掂量它们的分量，比较它们的质量。他对学生说：“各位同学，经过观察来回摆动的钟摆，我得出一个结论，亚里士多德的观点是错的。”
全班学生都大吃一惊，“亚里士多德的观点有误？！”每个人在学校里的第一堂自然科学课上，首先学习到的就是：古希腊哲学家亚里士多德的著作是科学的基础。亚里士多德的一条定理就是：重的物体因其质量大的下落速度快。
伽利略爬上桌子，把砖头举到齐眉的高度，松开了手。“砰”的一声，两块砖落在地板上。他问道：“质量大的下落得快吗？”
学生们摇了摇头，两块砖是同时落地的。
伽利略喊道：“再来一次！”他再次抛下砖头，学生们仍呆呆地站在那里。“砰”的一声，他又问道，“质量大的下落得快吗？”不是的，两块砖头还是同时落地。学生们目瞪口呆，伽利略当场宣布亚里士多德的结论是错误的。
但是，世人不愿接受伽利略的科学发现。他的朋友里奇，一名数学家，看到伽利略的砖块落地演示后，说道：“我只承认两块砖块与一块砖块是以相同速度落地的，但是我仍不能轻易相信亚里士多德的理论是错误的，还是再找另外的实例来证明吧！”
伽利略认为自己需要公开进行一次更有说服力的实证演示，让众人接受他的发现。据说，为了演示新发现，他站在著名的比萨斜塔顶上，从191英尺的高度同时扔下一个10磅的铅球和一个1磅的铅球。虽然无法确定他究竟是否在高塔上扔过铅球，但自由落体定律终成事实。行星运行定律
约翰尼斯·开普勒
发现时间：1609年
发现内容：行星围绕太阳运行的轨道不是圆形而是椭圆形。
发现者：约翰尼斯·开普勒（Johannes Kepler）
行星运行定律为什么是100个最伟大的发现之一？
哥白尼创立了“日心说”，正确认识了太阳系的结构，但他仍像以前的天文学家那样，认为行星是沿圆形轨道围绕太阳运行的。因此，人们还是不能准确测定行星的位置。
开普勒发现椭圆这一概念，证实行星的轨道实际上是椭圆的。从此，太阳系的位置和运行得到科学、准确的描述。400年之后的今天，天文技术的发展日新月异，但是我们对行星的认识仍然和开普勒当时的发现一样，没有人能改变这一定律，可能永远都不会有人推翻这个定律。
行星运行定律是怎样创立的？“地心说”示意图两千年来，天文学家一直把地球当作宇宙的中心，认为所有的天体都沿着圆形轨道围绕地球运行。但是，根据“地心说”所作出的预测与实际的测量结果不相符。科学家又提出了小圆轨道，然而仍然存在错误，因此，科学家在小圆轨道的基础上又创建了小圆轨道。
哥白尼发现太阳是太阳系的中心，但依然认为所有行星的运行轨道都是圆形的。尽管此时大部分小圆轨道已取消了，但测定行星位置依然存在误差。
约翰尼斯·开普勒于1571年生于德国南部，恰好是哥白尼创立“日心说”后的第28年。开普勒童年时期命运多舛，他的姨妈被当作巫婆烧死在火刑柱上，妈妈也险遭此厄运。小开普勒体弱多病，视力很差，用眼镜也无法矫正。虽然他进入大学后学业优异，但仍然屡遭挫折。
1597年，他担任德国著名天文学家第谷·布拉赫（Tycho Brahe）的助手。几十年来，第谷一直测量行星（尤其是火星）的位置，他的测量是欧洲天文学家中最为精确的。第谷于1601年去世，他把所有记录和星表都留给了开普勒。
第谷·布拉赫小圆轨道理论是建立在行星小圆轨道运行模型基础之上的，开普勒拒绝接受小圆轨道理论，决心绘制出与第谷数据相符的火星运行轨道。天主教会的实力非常强大，信奉哥白尼的乔达诺·布鲁诺（Giordano Bruno）被活活地烧死。即便暗示“日心说”的做法也是很危险的，没有一个科学家敢于站出来支持哥白尼的“激进观点”，但是开普勒决定用哥白尼的宇宙理论和第谷的测量数据去探索行星的奥秘。
开普勒将很多想法付诸实践，也运用了不少数学方法，但都不见成效。他视力很差，难以进行天文观测，不得已只能依赖第谷的测量结果。开普勒的研究屡屡受挫，但是最后他得出结论认为行星的轨道不是圆形的，因为只有这样才能解释第谷关于火星的理论。在那时，这是件不可思议的事情。
开普勒发现，椭圆（拉长的圆形）与先前的理论更为相符，然而数据还是不相符。别无选择之时，开普勒认为行星可能不是匀速围绕太阳运行的。这在当时也是件不可思议的事情。
行星的椭圆轨道依照这两个革命性的观点，开普勒发现椭圆轨道与第谷测量的行星运行最为相符。椭圆定律成为开普勒第一定律。随后，他又增加了开普勒第二定律：行星运行速度随着它与太阳距离的变化而变化，行星离太阳越近运行则越快。
开普勒在1609年发表的论著中提出了他的发现。在随后的18年里，他一直在计算详细的行星运行表，测定6颗已知行星的位置。开普勒研究的早期，苏格兰人约翰·纳皮尔（John Napier）就发明了对数。开普勒第一个把对数运用到实践中。借助这些运算表，开普勒才证实自己发现了行星运行的规律。木星卫星
伽利略·伽利雷
发现时间：1610年
发现内容：除地球外，其他行星也有卫星。
发现者：伽利略·伽利雷（Galileo Galilei）
木星卫星为什么是100个最伟大的发现之一？
伽利略发现其他行星也有卫星，这一发现加深了人类对宇宙的理解。他亲手制作望远镜，进行细致研究，开创了现代天文学。这些发现是运用望远镜进行的首次天文发现。
他注意观察夜空中令人神往的天体，证实了地球不是宇宙中唯一有卫星的行星，还证明了尼古拉·哥白尼的“日心说”是正确的。
使用简单的望远镜，依靠单独研究，伽利略让人们很好地认识了太阳系、星系和浩瀚的宇宙。他制作的望远镜使人们观察到以前难以观察到的太空景象，加深了人们对宇宙的理解。
木星卫星是怎样发现的？
伽利略望远镜这个发现得益于望远镜的发明。1608年底，伽利略第一次见到望远镜，他很快意识到天文学家最需要的是高倍望远镜。1609年底，伽利略制造出一台40倍的双透镜望远镜。这是科学研究中第一台用于天文观测的望远镜。
约翰尼斯·开普勒在一篇论文中描述行星运行轨道，这使伽利略相信波兰天文学家尼古拉·哥白尼的“日心说”。相信“日心说”是很危险的，因为相信“日心说”，乔纳诺·布鲁诺被活活地烧死在火刑柱上。伽利略决定使用新望远镜，以更准确地绘制行星运行图，证明哥白尼的“日心说”是正确的。
伽利略运用望远镜先观测月亮。他清晰地看到月亮上高山和山谷凹凸起伏，参差不齐的月亮边缘看起来就像锯齿刀切割的一样。他所观察到的月亮并不像亚里士多德和托勒密所说的那样平滑。但是，势力强大的天主教会、欧洲的大学教师和科学家们都对亚里士多德和托勒密的理论深信不疑。
通过对月亮表面一夜的观察，伽利略再次证明亚里士多德的理论是错误的。伽利略曾经证明自由落体运动定律，因为这与亚里士多德的理论相悖，他被从教师职位上解雇。木星卫星
伽利略观测的下一个目标是最大的行星——木星，他计划花几个月的时间仔细绘制木星运行图。通过望远镜，伽利略观察到人类从未观测到的太空，清晰地观察到木星。令他吃惊的是，他发现几颗卫星正在围绕木星旋转。亚里士多德曾经说过（所有的科学家都这样认为），宇宙中只有地球有卫星。在随后的几天里，伽利略发现了木星的四颗卫星，它们是在地球之外首次发现的卫星。
他再次证明亚里士多德的理论是错误的。
然而，旧的观念不会很快消逝。1616年，天主教会禁止伽利略教书，严禁他宣扬哥白尼的理论。很多教会的高级头目拒绝使用望远镜观察太空，声称这是魔术师的把戏，卫星只存在于望远镜中。
伽利略对教会的警告不屑一顾，最后被宗教审判所召回罗马，饱受折磨。他被迫公开收回自己的观点和发现，还被判处终身监禁。1640年，伽利略去世，去世前他除了说自己的发现是正确的外，没有说任何别的话。1992年10月——伽利略被误判376年后，罗马教会才为他平反昭雪，承认他的科学发现。人体循环系统
威廉·哈维
发现时间：1628年
发现内容：动脉、静脉、心脏和肺形成一个独立、完整的循环系统。
发现者：威廉·哈维（William Harvey）
人体循环系统为什么是100个最伟大的发现之一？
循环系统是人体最重要的系统。400年前，人们还不了解人体循环系统，很多人认为胸膛里面跳动的是良知的声音，希望其他人能够听到。大多数认为，血液是由心脏产生的，被肌肉消耗掉了。有些人认为，动脉中充满了空气。
威廉·哈维发现循环系统中主要器官（心脏、肺、动脉和静脉）的实际功能，首次画出完整、准确的血液循环图。哈维首次把科学方法运用到生物研究中，成为科学家们的榜样。他1628年出版的著作是现代生理学的开端。
人体循环系统是怎样发现的？
古希腊生理学家盖仑认为，食物在心脏中转化成血液，然后被人体当作能量消耗掉。在16世纪，医生们仍然把他流传1500年之久的著作奉为圭臬。大多数医生仍然赞同他的观点：动脉和静脉中流动的血液是没有丝毫联系的。
威廉·哈维1578年生于英国，在剑桥学习医学。后来他被邀请到欧洲著名的医学中心——意大利的帕多瓦大学学习。
1602年哈维学成归国，与伊丽莎白女王御医的女儿结为伉俪，被指定为国王詹姆士一世的宫廷御医。1618年，他又被指定为国王查理一世的个人医生。
人体循环系统图在护理国王期间，哈维做了大量的动物和人体实验，专心研究静脉和动脉。在解剖过程中，哈维发现了静脉中存在一系列扁平的瓣膜。哈维不是瓣膜的发现者，但却是瓣膜功能的发现者。他发现这些瓣膜总是让血液流向心脏，静脉中的血液只从胳膊、腿和脑后部流向心脏。
哈维开始了一系列的动物实验，他压紧一根动脉或静脉观察其反应。有时，他压紧一根动脉，随后松开，观察这股血液到底流向何处。他也对静脉进行了同样实验。有时，他同时压紧、松开静脉和动脉。通过实验，他发现在独立的循环系统中，动脉和静脉是相互连接的，血液总是从动脉流向静脉。
哈维转向了对心脏的研究，发现心脏像肌肉一样活动，推动血液向肺部和动脉流动。通过对流动血液的观察，他发现跟很多动物血液一样，人体内的血液并没有被消耗掉，而是通过循环系统反复地循环，为人体供应氧气和营养。
哈维书中的插图1625年，哈维发现了几乎完整的人体循环系统，但是面临两个难题。第一个难题是：通过实验，他发现血液从动脉流向静脉，但是却不能指出通过什么途径流向静脉。（哈维没有显微镜，所以他无法看到细小的毛细血管。1670年，也就是哈维去世后的第三年，意大利人马尔皮基使用显微镜发现了毛细血管，哈维的循环系统理论才得以完善。）
第二个难题是：他担心，指出心脏只是肌肉发达的泵并不是灵魂和良知的所在，会遭到民众攻击和教会谴责，他还担心失去皇宫的工作。1628年，哈维找到德国的一家小出版社，出版了他仅有72页的发现总结。为了防止英国人能够读懂此书，他在出版时选用了拉丁文（科学的语言）。
哈维出书的消息在欧洲不胫而走，这影响了他的声誉。许多病人对哈维的研究成果大为震惊，不再找他治病。但是，哈维的研究是精细的、准确的，1650年，他的著作成为广为接受的循环系统教材。气压
托里拆利
发现时间：1640年
发现内容：空气具有重量，向我们施加压力。
发现者：伊万奇里斯特·托里拆利（Evangelista Torricelli）
气压的发现为什么是100个最伟大的发现之一？
气压计大气具有重量，并且向我们施加压力，这是一件非常简单并且似乎显而易见的现象。然而，人们却感觉不到。气压已经成为你生活中的一部分，所以你意识不到它。早期的科学家也是这样，他们从来都没有考虑到空气和大气层有重量。
托里拆利的发现是正式研究天气和大气的开端，让我们开始了解大气层，为牛顿和其他科学家研究重力奠定了基础。
这一新发现同时使托里拆利创立了真空的概念，发明了气象研究的基本仪器——气压计。
气压是怎样发现的？
1640年10月的一天，万里无云，在离佛罗伦萨集市广场不远的一口井旁，意大利著名科学家伽利略在进行抽水泵实验。他把软管的一端放到井水中，然后把软管挂在离井壁3米高的木头横梁上，另一端则连接到手动的抽水泵上。抽水泵由伽利略的两个助手拿着，一个是富商的儿子——32岁，志向远大的科学家托里拆利，另一个是意大利物理学家巴利安尼（Giovanni Baliani）。
托里拆利和巴利安尼摇动抽水泵的木质把手，软管内的空气慢慢被抽出，水在软管内慢慢上升。抽水泵把软管吸得像扁平的饮料吸管，这时不论他们怎样用力摇动把手，水离井中水面的高度都不会超过9.7米。每次实验都是这样。
伽利略提出：水柱的重量以某种方式使水回到那个高度。
1643年，托里拆利又开始研究抽水机的奥妙。根据伽利略的理论，重的液体也能达到同样的临界重量，高度要低得多。水银的重量是水的13.5倍，因此，水银柱的高度不会超过水柱高度的113.5，即大约30英寸。
水银实验托里拆利把6英尺长的玻璃管装上水银，用软木塞塞住开口端。他把玻璃管颠倒过来，把带有木塞的一端放进装有水银的盆子中。正如他所预料的一样，拔掉木塞后，水银从玻璃管流进盆子中，但并不是全部水银都流出来。
托里拆利测量了玻璃管中水银柱的高度，与他料想的一样，水银柱的高度是30英寸。然而，他仍在怀疑这一奥秘的原因与水银柱上面的真空有关。
第二天，风雨交加，雨点敲打着窗子，为了研究水银上面的真空，托里拆利一遍遍地做实验。可是，这一天水银柱只上升到29英寸的高度。
托里拆利困惑不解，他希望水银柱上升到昨天实验时的高度。两个实验有什么不同之处呢？雨点不停地敲打着玻璃，他陷入沉思之中。
一个革命性的新想法在托里拆利的脑海中闪现。两次实验是在不同的天气状况下进行的，空气也是有重量的。抽水泵奥秘的真相不在于液体重量和它上面的真空，而在于周围大气的重量。
托里拆利意识到：大气中空气的重量对盆子中的水银施加压力，这种力量把水银压进了玻璃管中。玻璃管中水银的重量与大气向盆子中水银施加的重量应该是完全相等的。
大气重量改变时，它向盆子中施加的压力就会增大或减少，这样就会导致玻璃管中水银柱升高或下降。天气变化必然引起大气重量的变化。
托里拆利发现了大气压力，找到了测量和研究大气压力的方法。波义耳定律
罗伯特·波义耳
发现时间：1650年
发现内容：气体体积与压强成反比。
发现者：罗伯特·波义耳（Robert Boyle）
波义耳定律为什么是100个最伟大的发现之一？
德谟克利特波义耳创建的理论——波义耳定律，是第一个描述气体运动的数量公式，为气体的量化研究和化学分析奠定了基础。该定律是学习化学的基础，学生在学习化学之初都要学习它。
波义耳具有实验天赋，还证实了气体像固体一样是由原子构成的。但是，在气体中，原子距离较远，互不连接，所以它们能够被挤压得更密集些。早在公元前440年，德谟克利特就提出原子的存在，在随后的两千年里人们一直争论这个问题。通过实验，波义耳使科学界相信原子确实是存在的。
波义耳定律是怎样创立的？
波义耳生于伯爵之家，是英国科学协会的会员。在1662年科学协会的会议上，罗伯特·胡克（Robert Hooke）宣读了一篇论文，论文描述法国关于“空气弹性”的实验。17世纪，科学家对空气特征产生了浓厚兴趣。
法国科学家制造了一个黄铜气缸，中间装有活塞，安装得很紧。几个人用力按下活塞，压缩缸里的空气。然后，他们松开活塞，活塞弹回来，但是没有全部弹回来。不论他们隔多长时间做一次实验，活塞总是不能全部弹回来。
通过这项实验，法国科学家声称空气根本不存在弹性，经过压缩，空气会保持轻微的压缩状态。
波义耳宣称法国科学家的实验不能说明任何问题。他指出，活塞之所以不能全部弹回来，是因为他们使用的活塞太紧。有人反驳道，如果活塞稍松，四周就会漏气，影响实验。
罗伯特·波义耳许诺要制造一个松紧适中的绝好活塞，证明上述实验是错误的。
两周后，罗伯特·波义耳手持“U”形大玻璃管站在众会员面前。这个“U”形玻璃管是不匀称的，一支又细又长，高出3英尺多，另一只又短又粗，短的这支顶端密封，长的那只顶端开口。
波义耳把水银倒进玻璃管中，水银盖住了“U”形玻璃管的底部，两边稍有上升。在封闭的短管中，水银堵住一小股空气。波义耳解释，活塞就是任何压缩空气的装置，水银也可以看作“活塞”。像法国实验所期望的那样，波义耳的做法不会因为摩擦而影响实验结果。
波义耳记录下水银重量，在水银和空气交界处刻了一条线。他向长玻璃管中滴水银，一直把它滴满。这时，水银在短玻璃管中上升到一半的高度。在水银的挤压下，堵住空气的体积变成不到原来的一半。
在短玻璃管上，波义耳刻下了第二条线，标示出里面水银的新高度和堵住空气的压缩体积。U形玻璃管
然后，通过“U”形玻璃管底部的阀门，他把水银排出，直到玻璃活塞和水银的重量与实验开始时的重量完全相等。水银柱又回到它实验开始的高度，堵住的空气又回到它当初的位置。空气果真有弹性，法国科学家的实验是错误的，波义耳是正确的。
罗伯特·波义耳用玻璃活塞继续实验，发现了很多值得注意的事情。当他向堵住的空气施加双倍的压力时，空气的体积就会减半；施加3倍的压力时，体积就会变成原来的13。当受到挤压时，空气体积的变化与压强的变化总是成比例。他创建了一个简单的数学等式来表示这一比例关系，现在我们称之为“波义耳定律”。就认识大气、利用大气为人类服务而言，这一定律是极为重要的。细胞
罗伯特·胡克
发现时间：1665年
发现内容：细胞是生物体的基本组成部分。
发现者：罗伯特·胡克（Robert Hooke）
细胞为什么是100个最伟大的发现之一？
细胞是解剖学的基本单位，每个生物是由数百万个细胞组成的。就像发现分子和原子后科学家可以更好地了解化学物质一样，通过对单个细胞的分析，人们可以研究生物体的功能。胡克的发现使生物学家能够更好地了解生物体。
伽利略使用望远镜让人们认识到浩瀚神秘的宇宙，胡克使用显微镜让人们认识到微观世界。胡克的研究和众多发现标志着显微镜学成为科学中的一门学科。
细胞是怎样发现的？
罗伯特·胡克非常有趣。在童年时，他体弱多病，父母认为他活不下来，也就没有去教育他。11岁时，胡克没有像父母认为的那样活不下来，他父亲开始在家对他漫不经心地进行教育。12岁时，他看见一个肖像画家似的人在绘画，暗暗下了决心“我也能画”。在最初的几幅素描中，他表现出绘画天赋。
第二年，他父亲去世，只留下100美元。胡克决定用这点钱去学习绘画，但很快发现绘画颜料熏得他头痛。
他没有去学习绘画，而是用这点钱到威斯特敏斯特学校求学。刚到学校不久，一天胡克听到有人在演奏风琴，他想自己也能演奏。胡克很快就表现出善于演奏的特长，开始学习演奏，学习在唱诗班唱歌。
植物细胞不幸的是，当时新英国政府信奉新教，宗教作风严格，禁止教堂出现轻浮的唱诗班和轻松的音乐。胡克没有机会在唱诗班学习，他的钱就这样花尽了。胡克没有下一步的具体打算，就受雇于牛津大学附近一个富有的理科学生。胡克被科学迷住了，再次暗下决心：“我也能研究。”正如他想的一样，胡克在科学方面表现非凡。他科学成就卓著，在英国屈指可数，科学生涯就是从牛津的学徒生活开始的。胡克很快就成为著名建筑家和实验家。
16世纪90年代后期，人们发明了显微镜。到1660年，只有少数人能够制造出将物体放大100倍的显微镜。显微镜的倍数不断增加，但焦点只能聚集在狭长的形状上，人们很难使用显微镜焦聚。
1660年，胡克成为皇家学会（英国早期的科学组织）的雇员，开始了一系列显微镜研究。1662年，他帮助设计了一台300倍的显微镜，胡克使用这台显微镜观察普通物体的微型结构。在显微镜的帮助下，凭借他的艺术才干，胡克首次细致地研究微观世界，准确地画出了苍蝇的复眼、羽毛的结构和蝴蝶翅膀的轮廓。他还画出一系列微小虫子并进行分类。
1664年，他使用显微镜观察干燥的软木薄片。他发现，软木薄片由很多小室组成，它们紧紧地排列在一起，呈不规则状。实际上，软木细胞是稀疏的大细胞，这就是胡克能够看见它们的缘故。他所研
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