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最伟大的十个科学发现
著名网络科普作家塔米姆·安萨利在其近著中，提出了对社会有重大影响的10大科学发现。有些我们耳熟能详，有些却似最熟悉的陌生人。基本上，我们很难分辨，达尔文的物种进化论和牛顿的三大运动定律哪个更伟大。所以，我们要做的仅仅是站在牛顿们的肩膀上，看得更多、更远。
十、光的波粒二象性
光的波动说与微粒说之争从十七世纪初笛卡儿提出的两点假说开始，至二十世纪初以光的波粒二象性告终，前后共经历了三百多年的时间。牛顿、惠更斯、托马斯·杨、菲涅耳等多位著名的科学家成为这一论战双方的主辩手。正是他们的努力揭开了遮盖在“光的本质”外面那层扑朔迷离的面纱。二十世纪初，普朗克和爱因斯坦提出了光的量子学说。
1921年，爱因斯坦因为“光的波粒二象性”这一成就而获得了诺贝尔物理学奖。
1911 年 10 月 29
日，在物理化学家能斯特的组织下，主题为“辐射理论与量子”的第一届索尔维会议终于在布鲁塞尔成功召开了。来自各个国家的物理学家们聚在一起，共同讨论恼人的量子问题。他们都有一种共同的感受，即经典物理学的某些基本原理处境不妙了。第一届索尔维会议使量子思想声名远播，并使更多的人投入到对量子问题的研究中。爱因斯坦的好友贝索风趣地将这次会议称为“布鲁塞尔的女巫盛宴”。
光子的波动性与粒子性之间的联系为：光子的波动性与粒子性是光子本性在不同的条件下的表现。波动性突出表现在其传播过程中，粒子性则突出表现在物体的电磁辐射与吸收、光子与物质的相互作用中。一般地说，频率越高、波长越短、能量越大的光子其粒子性越显著；而波长越长，能量越低的光子则波动性越显著。值得提出的是，在同一条件下，光子或者表现其粒子性，或者表现其波动性，而不能两者同时都表现出来。
九、热力学四大定律
18世纪，卡诺等科学家发现在诸如机车、人体、太阳系和宇宙等系统中，从能量转变成“功”的四大定律。没有这四大定律的知识，很多工程技术和发明就不会诞生。热力学四大定律对认识宇宙有重大意义。对宇宙来说，总的无序量一直在增加。
热力学是法国科学家卡诺奠定的一门新科学，它的建立是由研究蒸汽机的效率开始的。1824年，卡诺发表了《论火的动力》一书，在扼要评述蒸汽机重要性之后，他提出了卡诺循环和卡诺定理，主张热是一种物质运动形式，它是不生不灭的。这是历史上关于能量守恒原理的最早表述。
卡诺的著作生前没有引起人们的重视，1832年卡诺得霍乱过早死去，他用过的东西连同一些珍贵的手稿都被烧毁。今天,人们把卡诺视为力学中的伽利略，认为他奠定了现代热力学和热动力机械技术的基础。
热力学四大定律：
第一定律——能量守恒定律(包含了热能)
第二定律——机械能可全部转换成热能，但是热能却不能以有限次的试验操作全部转换成功(热能不能完全转化为功)
第三定律——绝对零度不可达成性
第零定律——若A与B热平衡，B与C热平衡时，A与C也同时热平衡。
八、基因
孟德尔从未描述过基因，也没有观测到基因以及使用基因这个词。但这位奥地利传教士发现了遗传定律，仅仅通过繁育豌豆，画出其结果图，就得出了卓越的结论。孟德尔发现，在预先可测知规律下控制的组合，父母可将其独特的特性传给子女。
孟德尔遗传定律：
1、分离律：细胞中有成对的基本遗传单位，在杂种的生殖细胞中，成对的遗传单位一个来自雄性亲体，一个来自雌性亲体，形成配子时这些遗传单位彼此分离。
2、独立分配律：在后代中不同对的对立性状随机组合。性状决定于遗传单位，遗传单位的出现符合简单的统计学规律。
1909年，丹麦生物学家约翰森根据希腊文“给予生命”之义，创造了基因（gene）一词，并用这个术语代替孟德尔的“遗传因子”。不过他所说的基因并不代表物质实体，而是一种与细胞的任何可见形态结构毫无关系的抽象单位。因此，那时所指的基因只是遗传性状的符号，还没有具体涉及基因的物质概念。
1953年，克里克和沃森发现DNA的双螺旋结构。随着研究的深入，现在我们已经知道，在生物界并非所有的基因都是由DNA构成的。
七、物种进化
人们习惯认为，目前在地球上的每一种生命从一开始就是这样，即没有新的物种诞生，迄今也未发生什么变化。19世纪达尔文提出进化论，揭示出地球上生命的动态性质。尽管进化论本身在科学家们之间仍有争议，但事实上，没有一名主流科学家怀疑下列事实：老的物种在死亡、新的物种在生成。
1859年，达尔文出版《物种的起源》，提出相似的物种都是相互联系的，起源于一个共同的祖先；自然界中存在着优胜劣汰的竞争，旧种被消灭，新种不断产生，呈现物种的连续变化。进化理论自诞生之日起，直至今天仍对人类社会的发展产生着重大影响。
学术界眼中的进化论：
“虽然进化论是用粗糙的英国方式来申论，但它对自然史的基本观点，却完全符合了我的社会主义主张。” ——社会学家马克思
（他等着拜读达尔文的著作，并透露和达尔文曾通过信，还送了一 本自己签名的《资本论》给他。）
“在经济放任政策下，个人为了求存，就会努力展现他潜在的能力，并不断自我改善；相对的，偷懒和依赖国家社会者，其结果是无 法生存。”
——社会学家斯宾塞 （他认为物竞天择，适者生存的理论不但能应用到自然界，也能应 用到人类社会。）
“为什么有些人有某些特征，他的孩子却没有相同的特征呢？” ——自然科学家理查德·欧文
他在小猎犬号帮达尔文收集标本，却是达尔文最大的反对者。（他认为，进化论纯属理论，没有实验证实。）
六、电流
19世纪，伏特等科学家们让“电”流动。使人们了解到电流是一种性质截然不同的力。发现电流要比其实际应用意义重大得多，科学家发现，电、磁、无线电波和光是各种不同形式的电磁力。
伏特在伽伐尼实险的基础上，致力研究两种不同金属的接触。他得出了新的结论，认为两金属不仅仅是导体，而且是由它们产生电流的。用伏特自己的话来说：金属是真正的电流激发者，而神经是被动的。伏特并把这种电流命名为“金属的”或“接触的”电流。
伏特不仅发现两种不同金属接触时会发生电流效应，而且发现当金属浸入某些液体时，也会有同样的效应。伏特开始是用几只碗盛了盐水，把几对黄铜和锌做成的电极连接起来，就有电流产生。当时引起极大的轰动。这是第一个能产生稳定、持续电流的置。有了持续电流，对电学的研究打开了新的局面。为了纪念他，人们将电动势单位取名伏特。
五、血液循环
每一个人拥有固定量血液，以固定方向绕其身体循环。这个事实在12世纪，首先由阿拉伯医生Ibnal－Nafis发现。17世纪，又被英国医生哈维再次予以发现。哈维的成就为人们充分了解人和动物的生理学开辟了新的途径。
哈维根据实验研究证实了动物体内的血液循环现象，并阐明了血液受心脏推动，沿动脉流向全身，再沿静脉返回心脏，环流不息的原理。
哈维在1628年发表的《动物心血运动的研究》，首次阐明了心液循环的原理，使人类对血液循环有了正确的认识。
心血管系统是一个完整的封闭的循环管道，它以心脏为中心通过血管与全身各器官、组织相连，血液在其中循环流动。心脏是一个中空的肌性器官，它不停地有规律地收缩和舒张，不断地吸入和压出血液，保证血液沿着血管朝一个方向不断地向前流动。
血管是运输血液的管道，包括动脉、静脉和毛细血管。
动脉自心脏发出，经反复分支，血管口径逐步变小，数目逐渐增多，最后分布到全身各部组织内，成为毛细血管。毛细血管呈网状，血液与组织间的物质交换就在此进行。毛细血管逐渐汇合成为静脉，小静脉汇合成大静脉，最后返回心脏，完成血液循环。
四、物质的结构
1789年，法国化学家拉瓦锡推翻燃素说，提出“元素”说。他说，这种“元素”物质不能被任何化学过程再分解。他提出的元素表是不完整的，且有一些错误，但是他对完整元素表的提出起到了重要作用。基于他的工作，科学家们提出近代的看法：即所有物质能被分解为109种元素，所有元素是由原子构成，所有原子由质子、中子和电子构成，等等……
拉瓦锡通过金属煅烧实验，于1777年向巴黎科学院提出了一篇报告《燃烧概论》，阐明了燃烧作用的氧化学说，要点为：
①燃烧时放出光和热；
②只有在氧存在时，物质才会燃烧；
③空气是由两种成分组成的，物质在空气中燃烧时，吸收了空气中的氧,因此重量增加,物质所增加的重量恰恰就是它所吸收氧的重量；
④一般的可燃物质（非金属）燃烧后通常变为酸，氧是酸的本原，一切酸中都含有氧。金属煅烧后变为煅灰，它们是金属的氧化物。
他还通过精确的定量实验，证明物质虽然在一系列化学反应中改变了状态，但参与反应的物质的总量在反应前后都是相同的。于是拉瓦锡用实验证明了化学反应中的质量守恒定律。拉瓦锡的氧化学说彻底地推翻了燃素说，使化学开始蓬勃地发展起来。
三、三大运动定律
牛顿提出了运动的三大定律，解释了宇宙中所有物体的运动。牛顿还发明了微积分及解释了引力。
三大运动定律：
（一）惯性定律：物体若不受力，则始终保持原有的运动状态，即静止或作等速度运动。
（二）运动定律：物体受力必做加速度运动，其加速度正比于作用力，反比于物体的质量。
（三）作用与反作用定律：甲物体对乙物体施力之同时，乙物体会对甲物体施以大小相等、方向相反的另一个力。
二、微生物的存在
17世纪末，荷兰透镜制造商列文·虎克从自己的牙齿刮下一些污物，并通过显微镜观看这些东西。他认为这里有“小微生物”在动。事实上，人肉眼是看不见这种“小微生物”的。约两个世纪后，对这种“不可见”微生物的了解，使巴斯德提出了疾病的微生物理论，这一理论又使医生攻克了多种疾病：伤寒、小儿麻痹症及白喉等。之后，人类对从传染病、心脏病到癌症等死亡主要原因的认识发生了变化。
微生物是一切肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。它们是一些个体微小、构造简单的低等生物。大多为单细胞，少数为多细胞，还包括一些没有细胞结构的生物。主要有古菌；属于原核生物类的细菌、放线菌、蓝细菌、支原体、立克次氏体；属于真核生物类的真菌、原生动物和显微藻类。
虽然我们用肉眼看不到单个的微生物细胞，但是当微生物大量繁殖在某种材料上形成一个大集团时，或是把微生物培养在某些基质上，我们就能看到它们了。我们把这一团由几百万个微生物细胞组成的集合体称为菌落。例如腐败的馒头和面包上长的毛，烂水果上的斑点，皮鞋上的霉点，皮肤上的藓块等就是许多微生物形成的菌落。
一、勾股定理
在每个直角三角形中，斜边的平方等于两直角边平方之和。第一个证明这一定理的是公元前6世纪的希腊哲学家毕达格拉斯。毕达格拉斯认为，物理世界的核心是数学。将物理学与数学相结合，证明是最富有成果的结合。甚至到现在，如果一项科学理论能够从数学上加以证明，人们才会认为这项科学理论是真正可靠的
勾股定理是初等几何中的一个基本定理。这个定理有十分悠久的历史，几乎所有文明古国（希腊、中国、埃及、巴比伦、印度等）对此定理都有所
研究，希腊著名数学家毕达哥拉斯曾对本定理有所研究，故西方国家均称此定理为毕达哥拉斯定理。
著名的希腊数学家欧几里德在巨著《几何原本》中给出一个很好的证明 （如下图）：分别以直角三角形的直角边AB，AC及斜边BC向外作正方形，ABFH，AGKC及BCED，连FC，
BK，作AL⊥DE。则欧几里得通过△BCF及△BCK为媒介。证明了正方形ABFH与矩形BDLM及正方形ACKG与 矩形MLEC等积，于是推得AB2+AC2=BC2。
在我国，这个定理的叙述最早见于《周髀算经
》（大约成书于公元前一世纪前的西汉时期），书中有一段商高（约前1120年）答周公问中有「勾广三
，股修四，经隅五」的话，意即直角三角形的两条直角边是3及4、则斜边是5。
三国的赵爽（约3世纪）， 在他的数学文献《勾股圆方图》中（作为《周髀算经》的注文，而被保留于该书之中）。运用弦图，
巧妙的证明了勾股定理。（如下图）他把三角形涂成红色，其面积叫「朱实」，中间正方形涂成黄色叫
做「中黄实」，也叫「差实」。他写道︰「按弦图，又可勾股相乘为朱实二，倍之为朱实四，以勾股
之差相乘为中黄实，加差实，亦称弦实」。若用现在的符号，分别用a、b、c记勾、股、弦之长，赵爽所述即：2ab+(a-b)2=c2，化简之得a2+b2=c2。
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