全書分為基礎科學、天文學、地球地理、人體科學、生命醫(yī)學、生物科學、科技發(fā)明與應用科學、軍事科學、交通與通信、科學未解之謎10大部分，為讀者展示了一個豐富多彩、奧妙無窮的科學世界。
科學包含了世界的全部奧妙，是揭開自然之謎的鑰匙，是通向未來世界的橋梁，它的不斷進步給世界帶來了翻天覆地的變化。掌握了科學的人，就像搭上了一列高速列車，向著美好的未來飛奔而去。科學是青少年的主要功課，而且，當今的世界對他們的要求也越來越高，因此，廣大的青少年朋友需要一條獲得科學知識的捷徑。對于廣大青少年來說，雖然未必人人會成為科學家，但作為一個21世紀的現(xiàn)代人,不了解基本的科學知識，是難以想象的。
基于此，我們精心編寫了這本《科學百科彩圖館》，它專為中國青少年量身打造，就像一片神奇的帆，能將你輕松帶進浩瀚的科學海洋，讓你開開心心地愛上科學，成為有科學頭腦的人。
本書按照學科種類組織編寫，并考慮到讀者的閱讀習慣，將紛繁復雜的科學內(nèi)容歸納為基礎科學、天文學、地球地理、人體科學、生命醫(yī)學、生物科學、科技發(fā)明與應用科學、軍事科學、交通與通信、科學未解之謎10大部分，從浩瀚的知識海洋中精心選取最有了解價值的內(nèi)容，具體而直觀地介紹當今主要學科領域的基礎知識、歷史進展、核心概念、主要成就、科學趣談和最新應用等，幫助讀者系統(tǒng)全面地架構起科學知識體系的框架，開闊視野，啟迪思維，一步步進入神秘而有趣的科學王國。全書以探索精神和人文關懷貫穿始終，為讀者展示了一個豐富多彩、奧妙無窮的科學世界，是一本融知識性和趣味性于一體的理想科普讀物。書中的每一節(jié)都獨立成篇，以通俗生動的語言闡述一個個科學專題，結構完整，講解準確清晰，能使讀者于趣味盎然中輕松受益，且便于隨時翻閱，可從任一頁讀起。
全書配有600余幅精美插圖，有珍貴的實物照片、現(xiàn)場照片、手繪插圖，也有大量原理示意圖和結構清晰、解釋詳盡的分解圖等，再配以簡潔、準確的圖注，與文字相輔相成，幫助讀者形象、直觀地理解各學科知識，激發(fā)讀者熱愛科學、學習知識的興趣，拓展其想象空間，使他們能在充滿趣味的閱讀中，輕松增長知識，并啟發(fā)其思維與創(chuàng)造能力。另外，本書還設置了“知識檔案”欄目作為知識鏈接，或對專業(yè)術語進行通俗解釋，或對相關知識進行補充延伸，或為實用性較強的提示說明，或為與之相關的歷史檔案，讓讀者有豁然開朗、觸類旁通之感，并留下深刻印象。
厚厚一大本,卻不感到沉重枯燥，帶領讀者步入輕松、有趣、絢爛的彩色讀書之旅；對科學知識的講述既簡明通俗,但在專家眼里,又達到了準確的要求；內(nèi)容編排上既注重各章節(jié)間的內(nèi)在聯(lián)系和邏輯順序，又符合一般讀者的認知規(guī)律；既圖文并茂，又與現(xiàn)代審美有機結合，用新穎科學的體例、版式和裝幀設計，全面打造一個融匯文字、圖片等元素的全新視讀世界，彰顯其欣賞價值與藝術價值。這些就是本書的突出特點。
今天，“科學技術是第一生產(chǎn)力”的觀念已深入人心，崇尚科學的精神正成為時代的主旋律�，F(xiàn)代社會要求每個勞動者對博大精深的科學知識體系有個概貌的了解，形成與之相匹配的知識結構，以便能夠與時俱進地進行知識更新。這樣，才會理解和應對自然界的各種現(xiàn)象和社會上有關科學的各種問題。愿每位讀者都能確立科學的觀點、科學的方法和科學的精神，具備較為豐富的科學素養(yǎng)。
基礎科學
源于古希臘人的自然科學萌芽 2
阿基米德的發(fā)明與發(fā)現(xiàn) 4
黃金分割律的發(fā)現(xiàn) 6
人類對圓周率的探索歷程 7
數(shù)學的進展 9
萬有引力定律的誕生 11
無所不在的電 12
熱能的隱秘生活 16
光的性質 19
紅外線與紫外線的發(fā)現(xiàn) 20
赫茲捕捉電磁波 21
光速是如何測出來的 23
門捷列夫與元素周期表 25
倫琴發(fā)現(xiàn)X射線 26
絕對零度的神奇世界 28
愛因斯坦與相對論 29
亞原子粒子 30
原子核裂變 32
量子力學 33
神秘的電子 35
新化學元素 36
金屬為何有“記憶” 37
天文學
古巴比倫的天文學 40
古希臘的天文學 41
哥白尼和日心說 44
開普勒探究天體運行的規(guī)律 46
伽利略發(fā)明天文望遠鏡 47
行星的早期發(fā)現(xiàn)者 48
赫羅圖的發(fā)明 51
屬于愛因斯坦的宇宙 52
宇宙是怎樣產(chǎn)生的 54
宇宙為什么在不斷地膨脹 55
什么是黑洞 57
銀河系的結構是什么樣的 58
恒星的光度和亮度 59
恒星的運動和特點 62
太陽的結構 63
太陽系中最大的行星——木星 65
土星與神奇的土星光環(huán) 66
揭開月球的秘密 68
發(fā)現(xiàn)海王星與冥王星 70
水星上有什么 73
金星探奇 75
隕石來自何處 76
探尋彗星活動的周期 78
小行星會不會撞擊地球 80
射電望遠鏡 81
行星探測器 83
繪制月球與火星地圖 84
阿波羅計劃 86
航天飛機 87
哈勃太空望遠鏡 89
地球地理
地球是怎樣誕生的 92
藍色的行星——地球 93
地球的轉動 94
地球氣候帶 95
大陸漂移 96
地震 97
陸地水資源 98
如何測定地球的年齡 100
地理大發(fā)現(xiàn) 102
青藏高原從海底到世界屋脊的變遷 103
南極冰蓋下的秘密 104
煤是怎樣形成的 107
石油來源于動物遺體嗎 108
閃電是怎樣形成的 109
彩虹中隱藏的秘密 110
霧的種類與成因 112
極光形成之謎 113
颶風的成因與危害 114
揭開海市蜃樓的奧秘 116
造福人類的洋流 117
美麗的海底“花園” 118
探尋夏威夷群島的成因 120
冰川運動對地理環(huán)境的影響 122
冰雹是怎樣形成的 124
關于地球是否存在“溫室效應”的爭論 125
如何保護臭氧層 129
“厄爾尼諾”現(xiàn)象 132
人體科學
人體組織和器官 136
骨骼是身體的支架 137
人體的發(fā)動機 138
人體的信息網(wǎng) 139
心臟怎樣為你“努力工作” 140
體內(nèi)的物質運輸系統(tǒng) 141
我們是怎樣呼吸的 142
食物是怎樣被消化的 143
食物的加工廠 145
腎臟是怎樣制造尿液的 146
什么是內(nèi)分泌系統(tǒng) 147
生命從哪里來 148
胎兒在母腹中的生活 149
大腦的構造是怎樣的 151
大腦怎樣工作 152
你睡得好嗎 153
你是怎樣看到圖像的 154
視錯覺是怎樣產(chǎn)生的 155
你怎樣聽到聲音 156
嗅覺、味覺和觸覺面面觀 157
頭發(fā)中的學問 158
一專多能的舌頭 159
如何塑造優(yōu)美體形 160
威脅健康的因素 162
人體中的生物鐘 163
人體血型的發(fā)現(xiàn) 163
常見的無意識反應 164
人體的兩大殺手 165
人體的防御戰(zhàn) 166
人體的創(chuàng)傷與自我修復 167
生命醫(yī)學
醫(yī)學的誕生 170
亞里士多德和蓋侖 172
解剖科學 174
哈維發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)的機理 175
對患病原因的探究 177
疾病預防科學 180
巴斯德與巴氏消毒法 182
色盲與遺傳 183
班廷與胰島素的發(fā)現(xiàn) 184
細菌與病毒 186
青霉素和抗生素 187
仍未解開的疾病難題 188
合成藥物的發(fā)明與應用 190
營養(yǎng)和新陳代謝 191
癌癥 193
麻醉劑是怎樣發(fā)明的 196
藥物療法和自然療法 197
運動損傷及其治療 198
遺傳學和DNA的發(fā)現(xiàn) 199
人類基因組 203
激素的作用 205
對精神疾病的治療策略 207
聆聽大腦的聲音 209
常見呼吸問題的急救 211
諸種傷后處理方法 212
肌肉和骨頭受傷的處理 214
動物咬傷和蜇傷的處理 215
生物科學
獅子為什么要吼叫 218
獵豹的領地保護策略 220
猴類與人類相似性的局限 222
蝙蝠與昆蟲的“斗法” 224
吸血蝙蝠間的“利他行為”研究 225
大群有蹄類動物定期遷徙之謎 227
取食與植物性防御 229
吼猴的能量保存策略 231
非洲森林中的跨種聯(lián)系 233
梳理毛發(fā)與家族生活 234
當首領要付出的代價 236
小鼠基于氣味的溝通方式 238
蠑螈的反捕食武器 240
蝌蚪的頑強生存之道 242
鹿群集展示的交配體系 244
馬鹿對性別比例的控制 245
猴類和猿類中的“殺嬰行為” 247
橄欖狒狒兩性之間的“友誼” 249
在生育后代上的“投資策略” 251
加州海獅的繁殖策略 253
弱勢雄性的選擇性交配策略 255
無微不至的親代照料 257
虎鯨的狩獵策略 260
紅大馬哈魚驚人的遠程洄游 261
毛蟲的防御措施 263
對孔雀炫耀行為的研究 264
艱難的繁殖賽跑 266
大型企鵝的極地生存策略 268
植物也有語言嗎 269
森林是怎樣調(diào)節(jié)氣候的 271
根據(jù)年輪可判斷樹木的年齡 272
沒有根的花中之王 272
秋天樹葉為什么發(fā)紅 273
胡楊為什么不怕干旱和鹽堿地 274
能吃蟲的植物 275
有益微生物群的神奇作用 277
科技發(fā)明與應用科學
紙張的生產(chǎn)及應用 280
畢昇和他的活字印刷術 281
風車的改進與推廣 283
水車的廣泛應用 284
改變世界的指南針 286
鐘和表的發(fā)明與改進 287
氣壓計與真空 288
改變世界的望遠鏡 290
煉鐵的歷史與進展 291
加速工業(yè)革命的紡織機 293
農(nóng)業(yè)機械的發(fā)明與應用 294
富蘭克林與避雷針 295
攝影的誕生 296
留聲機、電燈、蓄電池的發(fā)明 298
內(nèi)燃機的發(fā)明與改進 299
諾貝爾和安全炸藥 301
電冰箱的發(fā)明 302
人造纖維的發(fā)明與普及 303
第一臺計算機 305
激光的誕生 306
半導體的應用與推廣 308
超導體的發(fā)現(xiàn)與應用 309
如何讓海水變成淡水 311
神通廣大的微型機器人 313
巧用海浪發(fā)電 314
軍事科學
槍和火藥 316
改變戰(zhàn)爭面貌的機槍 317
無聲槍為什么“沒有”聲音 319
槍之最 320
炮之最 322
地雷和防御工事 323
穿著鎧甲的坦克 324
反坦克武器 326
戰(zhàn)時通訊 327
空降部隊 328
戰(zhàn)時運輸 329
間諜武器 330
性能各異的水雷家族 331
潛水艇的改進與應用 332
“海上巨無霸”——航空母艦 333
戰(zhàn)時偵察 335
防毒面具的研制 336
隱身軍服的發(fā)明 336
隱形飛機為什么能隱形 338
改變世界的火箭 338
能追蹤敵機的“響尾蛇”導彈 340
“長著眼睛”的巡航導彈 341
導彈之最 342
化學武器和原子彈 344
太空“間諜”——偵察衛(wèi)星 345
交通與通信
鐵路運輸 348
公路運輸 349
水上運輸 350
空中運輸 352
運河的開鑿與作用 353
蒸汽機車的誕生 354
海上航行 355
蒸汽船的發(fā)明與應用 357
改變世界的電報 358
用電來傳遞聲音——電話的發(fā)明 360
第一輛汽車 361
改變世界的飛機 362
第一臺電視機 364
個人電腦的發(fā)明與普及 365
磁懸浮鐵路及其應用前景 367
通訊方式 368
光導纖維的發(fā)明與信息高速公路 369
移動電話的發(fā)明 370
大眾傳媒 371
神通廣大的全球定位系統(tǒng) 372
傳真技術的發(fā)明與進步 374
種類繁多的人造衛(wèi)星 376
改變世界的萬維網(wǎng) 377
科學未解之謎
宇宙中真的存在反物質嗎 380
地球生命來自何處 383
暗物質之謎 386
外星人之謎 388
尋找消失的大西洲 390
太陽系地外生命探疑 393
金星上的城墟之謎 395
恐龍滅絕之謎 396
尼斯湖怪獸到底是什么 399
是否存在“野人” 400
神秘冰人奧茲之謎 402
人類起源之謎 404
法老陵墓的造訪者離奇死亡之謎 407
人類為何會得癌癥 410
艾滋病從何而來 412
人為什么會做夢 414
破譯人體輝光之謎 416
肉身不腐之謎 418
球形閃電之謎 420
水存在著一種新的形態(tài)嗎 422
神秘巨石陣的含義 424
源于古希臘人的自然科學萌芽
與古希臘人最早在幾何學、代數(shù)學和天文學等領域取得成就一樣，對自然進行研究的科學(即物理學)同樣起源于古希臘。早期的自然哲學家對物質世界提出了質疑。物質世界是如何形成的？宇宙的主要物質是什么？是氣、水、火還是一些由它們組合而成的物質形態(tài)？物質能夠無中生有嗎？究竟有沒有一個造物主？生命是故意被創(chuàng)造出來的，還是所有的事物都是一種偶然機遇的產(chǎn)物？由物質組成的宇宙是一成不變的，還是會經(jīng)常發(fā)生變化？在很多人看來，這些疑問都屬于形而上學的問題，因此無法找到像數(shù)學一樣精確的答案。
公元前7～前6世紀，一些早期的哲學家提出了他們的宇宙理論，主要是通過一種或者是幾種重要的元素對宇宙的組成進行闡釋。物質的形態(tài)是如此變化多端，既包括非生命形態(tài)，也包括生命形態(tài)，這就意味著這些元素必然處于持續(xù)不斷的變化之中。然而，我們可以找到一個平衡點，而且這種平衡點介乎于將要形成和誕生以及即將消滅和死亡之間，如此循環(huán)往復。公元前5世紀之前，這些概念一直是理論爭辯的核心。從那個時候開始，這個爭論才開始分化為兩個方向。
公元前515年出生的巴門尼德認為，物質不斷形成和消亡的過程意味著在某一個時間點上必然存在著一種“非存在”的狀態(tài)。既然存在是可能的，那么“非存在”應該是不可能的；而如果“非存在”確實存在，那么其本身就是一種客觀存在。正如巴門尼德在他的一首詩《真理之路》中所描述的那樣：“不要讓不是真理的東西引導你，你要讓自己的思想跳出那種思維方式。”
與巴門尼德同處于一個時代的恩培多克勒（可能還是巴門尼德的學生）認為，從誕生之日起，宇宙就不能發(fā)生變化，它始終保持著一種不變的狀態(tài)。同時，他也認為我們生活于其中的世界的改變是有可能的，這些變化主要通過土、水、氣和火這四種物質的“根”元素之間發(fā)生錯綜復雜的互相作用。那些“根”可以通過相愛與相恨的力量被拉開或者牽到一起，如此循環(huán)往復——相愛與相恨是他為吸引力和排斥力所起的另外一種名字。每一種“根”都有其獨特性，而所有的物質都是由這些“根”的不同組合形成的，因此不久之后，這些“根”便被稱為基本元素。
德謨克利特在這一爭論中卻持另外一種完全不同的觀點。出生于公元前460年左右的德謨克利特因為對人類生存條件所持的樂觀態(tài)度而被人們稱為一位笑容可掬的哲學家。據(jù)傳聞所說，他足足活了100歲。
德謨克利特找不到任何理由來解釋為什么存在和非存在兩者可以共存。“任何事物的存在都歸于零�！彼庳熈税烷T尼德的所有信徒和擁護者。他把世界想象成一個莫大的虛空，在這個虛空中，持續(xù)不斷地下著細微到根本無法察覺更無法辨認其形狀和大小的原子雨。各個原子之間出于巧合的碰撞可以形成各種物體，而當原子分崩離析的時候，物體又開始分解。
在柏拉圖指導其弟子去尋找那些潛藏在世界完美外表之后的永恒物質的時候，他最出名的弟子亞里士多德卻對自然世界的直接觀察給予了極大的關注和重視。亞里士多德不僅竭力研究那些在當時被柏拉圖主義者和畢達哥拉斯學派奉為尊貴高尚的天體運動，而且也關注和考察那些從小毛蟲到海洋生物等自然世界中極為平凡的具體事件。
從邏輯的角度出發(fā)，亞里士多德拒絕接受原子理論，而是采用了恩培多克勒的火、水、土和氣四元素論，并且創(chuàng)立了一個非常詳細的物質理論。按照亞里士多德的觀點，這些元素同時塑造了生命物質和非生命物質。然而，他在根本信仰上與恩培多克勒有所不同，因為他認為元素是可以變動的。在亞里士多德看來，元素可以放棄或者獲取潮濕與干燥、熱與冷等屬性，而且它們也能夠從一種存在方式自動轉變?yōu)榱硗庖环N存在方式。
對自然世界進行的觀察使亞里士多德了解到，自然中的每一個事物都存在著某種設計原理或創(chuàng)造功能。他認為，生命體實際上都是按照從低級向高級進化的目的進行組織的：從最初開始的無生命物體上升到各種在生長發(fā)育機制上近乎完美的植物，然后是在覓食功能上幾近完美的動物，最后是思考功能和幸福感相當完美的人類。
在亞里士多德看來，世界是運動著的，變化和運動是世界的基本特征。同時，他還認為在每一個物體背后存在著4種被他稱之為“因子”的元素。一旦這些因子被人們所了解和掌握，那么物體本身就完全被人們所了解和掌握了。第1個因子是物質或者物質動因，即所有物體的組成元素。第2個是形式或者形式動因，即上述物質所呈現(xiàn)的外部形式。第3個是動力或者動力動因，也就是使這個物體成為可能的原因。第4個是亞里士多德世界觀中最為重要的一個因子，這個因子被稱為目的動因，它指出了一個事物的目的、目的的內(nèi)容以及目的存在的原因等。
所有的自然事物（與人類雙手所創(chuàng)造的人造物品有所不同）在其內(nèi)部都存在著一種動力法則，而且就是這種法則推動著它們朝著自己的目的動因推進。
比如，橡樹的果實不需要外界刺激就可以朝著其目的（生根發(fā)芽，從而茁壯成長為一顆成熟的橡樹）前進。因此，在亞里士多德看來，物質一直處于變動之中，即從一種存在狀態(tài)轉變成另外一種存在狀態(tài)，其驅動力要么是基于內(nèi)在法則使它們朝著正當?shù)哪繕俗儎樱丛谕饬ψ饔孟鲁渌繕俗儎印?br />
在德謨克利特時代之后的一個多世紀，伊壁鳩魯重新回歸到他的原子理論，并開始思索由在一個沒有靈魂、諸神和造物主的虛空世界里運動著的原子組成的唯物主義世界。伊壁鳩魯?shù)脑诱撆c德謨克利特的原子論之間存在著區(qū)別：他的原子是有質量的，而且可以突然被轉移和發(fā)生碰撞。此外，在它們被賦予某種形狀的時候，它們能夠喚起感官刺激。在伊壁鳩魯看來，自然事件是沒有任何目的的，所有的事情都是由原子的隨機運動決定的。即使是人的思想也與源自原子結構的身體沒有什么兩樣。當死亡降臨的時候，思想和身體的原子都將散播到空氣中去。
古希臘人留下了最基本的物理學概念：元素、原子或者其他物質是所有物質的基本構成要素；物質都有產(chǎn)生、成長、衰退和消亡的過程；由于物質都將經(jīng)歷轉變的過程，因此物質的形態(tài)經(jīng)常是暫時性的。這便是古希臘物理學思想的基本內(nèi)容（在某些情況下，這些思想又是一個個的問題），這些思想一直激勵著2?500多年以后的科學家和哲學家。
……
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