前言  偉大的科學發(fā)現(xiàn)是如何產生的

本書通過介紹影響人類文明進程的40個科學實驗，向青少年講述科學的歷史和本質。為什么要從實驗入手講述呢？因為人類在科學和技術上的進步離不開實驗�？梢灾v，科學的發(fā)展歷史就是人類不斷做實驗、發(fā)現(xiàn)科學規(guī)律的歷史。今天，學習科學依然要從做實驗入手，而青少年要想培養(yǎng)創(chuàng)造力，也需要從做實驗開始。

實驗和我們日常普通的觀察有三個不同點。其一，日常的觀察通常是沒有目的的，因此獲取新知識的效率較低；實驗通常是為了一個明確目的而專門設計的，在做實驗的過程中，實驗者會主動收集信息。其二，日常觀察到的現(xiàn)象常常不可重復，即便看似一樣的現(xiàn)象，每一次發(fā)生的條件和產生的結果都不大相同，因此通過觀察總結出一般性規(guī)律是很難的，很多時候，人們還會將特例錯當一般性規(guī)律；但實驗是刻意設計的，同一個實驗每一次進行時，實驗的條件、設備都是相同的，因此它們的結果也具有可重復性，也就是說，無論誰來做，只要條件和流程一樣，結果也一樣，這樣就能發(fā)現(xiàn)一般性規(guī)律。我們只有在獲得一般性規(guī)律之后，才能利用它們進行發(fā)明創(chuàng)造，改變世界。其三，日常觀察到的事情不是我們每一個觀察者可控的，因此，我們很難比較觀察到的現(xiàn)象，得出科學結論；但實驗卻是可控的，我們可以通過實驗得知不同方法、不同流程的優(yōu)劣，不同配方的有效性，這樣我們就能非�？斓厝〉眠M步，對現(xiàn)有的產品、方法、服務進行升級。因此，了解實驗是了解科學的鑰匙，也是培養(yǎng)創(chuàng)造力的手段。

在科學發(fā)展歷程中，有不少重大的、影響人類文明進程的實驗，比如阿基米德所做的浮力實驗，焦耳發(fā)現(xiàn)能量守恒定律的實驗，巴斯德發(fā)現(xiàn)細菌的鵝頸瓶肉湯實驗等。這些科學家設計實驗、解決問題的思路和他們得到的實驗結果一樣重要，甚至更重要。今天的學生學習浮力定律、能量守恒定律或者細菌致病的原理，只需要一堂課的時間，它們并不難；但是如何能夠通過學習，掌握探索科學問題的方法，卻不是一件容易的事情。因此，本書介紹了歷史上那些偉大的科學家進行實驗的細節(jié)和過程，希望大家從此學會他們的科學思維方法。只有掌握了這些方法，才能做出自己的創(chuàng)新。

今天，從小學到高中的教科書已經系統(tǒng)性地介紹了基本的科學知識。但是教科書上一般不會介紹學生需要了解的三種知識：其一，基本的科學知識是如何被發(fā)現(xiàn)的，當時的科學家是如何思考的；其二，它們?yōu)槭裁粗匾�，對后來的科學發(fā)展產生了什么影響；其三，為了發(fā)現(xiàn)這些新知識，需要設計什么實驗，或者實驗和科學有何關系。本書就是為大家補上這三種知識，以便大家對科學有完整的了解。

本書的內容從最早的物理學實驗——測量講起，一直講到轟動世界的引力場實驗。希望通過這40個科學實驗，讓讀者朋友了解科學發(fā)展的歷史、最新的動態(tài)，以及更重要的——科學方法。