科学实验之美

序言

尽管人类系统地从事科学实验探究开始于17世纪伽利略（Galileo Galilei）那个时代，但科学实验的历史可以追溯到很早。公元前3世纪，古希腊的埃拉托色尼（Eratosthenes）在夏至前后利用测量物体的影子便推算出了地球的周长——与现在的误差很小。这是科学史上一项了不起的成就，实验方法之简洁、思维之巧妙，堪称典范。

人类智识进化的历程，用英国科学人文学者布洛诺夫斯基（Jacob Bronowski）的话来说，这叫“人类的攀升”。在这一过程中，科学实验扮演了重要角色，特别是近代科学革命以来，大到理论革新、学科创建、方法演进，小到物质分析、材料试探、新药研发等等，无不仰赖科学实验。

什么是美？这恐怕永远是一个无法简单下定义答复的问题，毕竟它还与审美者的经验、阅历、职业、性别等等有诸多关联。但人类对许多“美”似乎又有接近的审美标准，婀娜的杨柳、壮观的云海、流畅的舞蹈、悠扬的笛声，这些“美”应该可以得到多数人的共识。但就“科学实验之美”这个话题，恐怕就众口难调了。与其纠结什么是“科学实验之美”，不如换一种视角与思路，去剖析下实验之美的几个方面，这便是本书的逻辑出发点。

照此思路，我们围绕科学实验，依次谈了实验问题之美、实验现象之美、实验设计之美、实验结果之美、实验济世之美、实验人物之美，共六章内容。每一章前缀导语，阐发主旨、引导案例，然后以“节”呈现，独立分析2～4个科学史上相关的实验案例，以回应所在章之主旨。在每一案例中，又尽可能详细交代实验的背景或源起、设计思路和过程、结果和影响。不求处处唯“美”是瞻，但求读者在细细品读中体察科学实验之美、感受科学实验之美。尽管本书最后专门辟有一章谈实验人物之美，但就全书彰显的旨趣而言，人物终归是美的载体、美的灵魂，没有这些科学家的精心设计、严谨实施、核查验算，所有前述的美将无从体现。学习他们面对问题时的好奇与睿智，面对困境时的坚毅与执著，面对反复实验、计算时的细心与耐心，面对破旧立新时的勇气和胆识。为便于读者理解，书中插入了大量实验原理图、示意图，部分生僻内容以“小知识”的形式穿插文中，相信读者会有一次愉悦的审“美”之旅。

《庄子》有云：“天地有大美而不言”。科学实验亦如此，其大美何需言哉？在阅读这些科学实验的故事中去欣赏、揣摩她的“大美”吧。