機(jī)器人與人類-中小學(xué)生科學(xué)閱讀文庫

前言

　　科學(xué)是什么？ 就科學(xué)的外延來看，有自然科學(xué)、社會科學(xué)和人文科學(xué)三大門類。這是 廣義上的科學(xué)，我們這里講狹義上的科學(xué)，指自然科學(xué)。自然科學(xué)主要是以 求取自然世界的“本真”為目的的。由此我們不難發(fā)現(xiàn)科學(xué)的價值在于“求 真”——使我們盡可能地認(rèn)識最客觀的世界，不僅是表面的世界，而且是內(nèi) 在聯(lián)系著的，具有各種規(guī)律的世界。進(jìn)而可以推演出科學(xué)的另一個價值—— 改變和創(chuàng)造，人類可以根據(jù)正確的認(rèn)識和內(nèi)在的規(guī)律創(chuàng)造出先進(jìn)的生產(chǎn)力。 正是科學(xué)的發(fā)展，帶來了日新月異的變化、翻天覆地的奇跡。千百年來，人 們?yōu)榭茖W(xué)的這種無與倫比的力量而震撼，為科學(xué)應(yīng)用所創(chuàng)造的奇跡而驚訝， 為隱身于世界內(nèi)部的各種科學(xué)規(guī)律而吸引，為探究規(guī)律過程中的種種曲折而 癡迷，為發(fā)現(xiàn)或者貼近規(guī)律而喜悅。 科學(xué)史研究之父薩頓在其所著《科學(xué)史和新人文主義》中文版序言中說 ：“（人們）大多數(shù)只是從科學(xué)的物質(zhì)成就上去理解科學(xué)，而忽視了科學(xué)在精 神方面的作用?？茖W(xué)對人類的功能絕不只是能為人類帶來物質(zhì)上的利益，那 只是它的副產(chǎn)品?？茖W(xué)最寶貴的價值不是這些，而是科學(xué)的精神，是一種嶄 新的思想意識，是人類精神文明中最寶貴的一部分……”薩頓告訴我們科學(xué) 不僅僅是科學(xué)知識本身，在某種程度上，科學(xué)更重要的價值是科學(xué)思想、科 學(xué)方法和科學(xué)精神。中國科學(xué)院院長路甬祥概括了科學(xué)精神的內(nèi)涵，包括“ 理性求知精神、實(shí)證求真精神、質(zhì)疑批判精神、開拓創(chuàng)新精神”等四個方面 。事實(shí)就是這樣，人不是知識的容器，他不可能掌握所有的知識、認(rèn)識所有 的真理，然而科學(xué)思想、科學(xué)方法和科學(xué)精神卻能引領(lǐng)一個人一步步接近真 理，而且能夠使他正確地運(yùn)用科學(xué)，使科學(xué)為人類造福，而不是走向反面。 這些綜合起來就是當(dāng)下社會所倡導(dǎo)的人的科學(xué)素養(yǎng)。科學(xué)素養(yǎng)不僅關(guān)系 到公民個體生存發(fā)展的方方面面，還關(guān)系到一個民族、一個國家的未來。人 民日報曾經(jīng)發(fā)表過一篇社論，社論說：“公眾素養(yǎng)是科技發(fā)展的土壤。離開 了這個群眾基礎(chǔ)，即使我們能夠?qū)崿F(xiàn)‘上天入地’，也很難持續(xù)不斷地推動 創(chuàng)新。”提高公眾的科學(xué)素養(yǎng)是我們當(dāng)下較為緊迫的任務(wù)，而教育應(yīng)該是完 成這一任務(wù)最為主要的途徑。欣喜的是，我們的教育已經(jīng)關(guān)注到了這一點(diǎn)。 新修訂的《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：“具備基本的科學(xué)素養(yǎng) 是現(xiàn)代社會合格公民的必要條件，是學(xué)生終身發(fā)展的必備基礎(chǔ)。科學(xué)素養(yǎng)包 含多方面的內(nèi)容，一般指了解必要的科學(xué)技術(shù)知識，掌握基本的科學(xué)方法， 樹立科學(xué)思想，崇尚科學(xué)精神，并具備一定的應(yīng)用它們處理實(shí)際問題、參與 公共事務(wù)的能力?！睉?yīng)該說，這是對科學(xué)素養(yǎng)的一種立體詮釋。 問題在于我們的學(xué)?？茖W(xué)素養(yǎng)教育應(yīng)該如何開展？僅憑學(xué)校開設(shè)的自然 和科學(xué)，甚或數(shù)理化等課程是不夠的，即便這些課程已經(jīng)盡力關(guān)注并安排了 科學(xué)思想和科學(xué)精神的內(nèi)容，但限于課時、限于課程結(jié)構(gòu)體系，無法讓學(xué)生 在完成課業(yè)目標(biāo)的同時從科學(xué)認(rèn)知走進(jìn)科學(xué)情意，也無法讓學(xué)生在學(xué)習(xí)知識 方法的同時加強(qiáng)科學(xué)價值觀的培養(yǎng)，學(xué)生甚至難以體會到科學(xué)精神在日常生 活中的應(yīng)用，更不用說在社會生活中的應(yīng)用了。南京師范大學(xué)出版社推出的 《中小學(xué)生科學(xué)閱讀文庫》當(dāng)是—個有益的嘗試——讓學(xué)生在閱讀中享受科 學(xué)的樂趣，在潛移默化中感悟科學(xué)思想，在不知不覺中培養(yǎng)科學(xué)精神，當(dāng)然 ，也在賞圖悅讀中學(xué)到科學(xué)知識。從這套讀本的編排可以看到策劃者以及作 者對人文、科學(xué)和教育的理解與熱忱、投入與功力。我相信，有了這樣的讀 物，這樣的嘗試，一定會給科普工作打開一扇新的窗口，對素質(zhì)教育也是— 件非常有益之事。 我深深相信，一定會有更多的科學(xué)工作者、教育工作者、出版工作者聯(lián) 起手來，投身到科學(xué)素養(yǎng)教育的事業(yè)中來。 是為序。 江蘇省科學(xué)技術(shù)協(xié)會副主席馮少東

內(nèi)容概要

　　《中小學(xué)生科學(xué)閱讀文庫》當(dāng)是一個有益的嘗試——讓學(xué)生在閱讀中享受科學(xué)的樂趣，在潛移默化中感悟科學(xué)思想，在不知不覺中培養(yǎng)科學(xué)精神，當(dāng)然，也在賞圖悅讀中學(xué)到科學(xué)知識?！吨行W(xué)生科學(xué)閱讀文庫》編寫組組編的這本《機(jī)器人與人類》就是該文庫中的其中一本。它主要介紹了生物、化學(xué)、天文、物理、醫(yī)學(xué)等方面的科學(xué)知識?！稒C(jī)器人與人類》由南京師范大學(xué)出版社出版發(fā)行。

書籍目錄

青霉素——“二戰(zhàn)”期間的重要發(fā)現(xiàn)阿司匹林：歷經(jīng)百年的藥壇奇葩人與大腸桿菌：兩個世紀(jì)的“孽緣”植物也有喜怒哀樂笑之奧秘人工改造生命人體極限之謎機(jī)器人與人類太空生活趣事多認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)克隆羊過去是未來的鑰匙——?dú)夂蜃兓c社會歷史的聯(lián)系第六次物種滅絕：人禍而非天災(zāi)在更暖的世界里幸存科學(xué)與減災(zāi)給大自然標(biāo)價節(jié)能從我做起低碳生活，保護(hù)環(huán)境綠色化學(xué)：為生態(tài)安全護(hù)航原子彈：這一千個太陽卻在世界上投下了一千個陰影切爾諾貝利，未醒的噩夢科學(xué)的雙刃劍

章節(jié)摘錄

　　青霉素——“二戰(zhàn)”期問的重要發(fā)現(xiàn) 20世紀(jì)40年代以前，人類一直未能掌握一種能高效治療細(xì) 菌性感染且副作用小的藥物。當(dāng)時，流行著許多傳染 病，如猩紅熱、白喉、腦膜炎、淋病、梅毒等，這些疾病嚴(yán)重威脅 著人們的生命。若某人患了肺結(jié)核，就意味著此人不久就會離開人 世。由于沒有有效的治療方法，人們只能眼睜睜看著一個個病人悲 慘地死去。而弗萊明的發(fā)現(xiàn)改變了這一現(xiàn)狀。 弗萊明從小立志學(xué)醫(yī)，1901年，他考取了倫敦大學(xué)的圣瑪麗醫(yī) 學(xué)院，投身醫(yī)學(xué)書海苦心鉆研。1908年，他獲得醫(yī)學(xué)學(xué)士和理學(xué)學(xué) 士雙學(xué)位，畢業(yè)時又獲得了倫敦大學(xué)的金質(zhì)獎?wù)隆?909年，弗萊明 成為英國皇家外科學(xué)會的會員。 從1906年起，弗萊明師從英國著名傳染病理學(xué)家和抗菌治療學(xué) 家賴特，從事痘苗治療和預(yù)防傳染病的研究。第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā) 后，弗萊明以中尉軍銜參加了皇家軍醫(yī)部隊(duì)，在賴特上校領(lǐng)導(dǎo)的實(shí) 驗(yàn)室工作。在那里，他看到許多傷員因傷口感染而被迫截肢或痛苦 地死去，還有大批傷員因消毒藥物進(jìn)入血液而病情加重。當(dāng)時，除 防腐劑外，還找不到更好的靈丹妙藥控制病情，而防腐劑在尚未消 滅侵襲病人的細(xì)菌之前，會大量殺傷人體的白細(xì)胞。通過實(shí)驗(yàn)，弗 萊明還證明化學(xué)防腐劑對于某些創(chuàng)傷無效。第一次世界大戰(zhàn)結(jié)束 后，弗萊明回到母校圣瑪麗醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，繼續(xù)從事研究，探索 消滅病菌的方法。由于人體傷口化膿的主要原因之一是傷口存在葡 萄球菌，弗萊明在一只只小碟子里倒人營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)劑，培育出 葡萄球菌，然后再試驗(yàn)用各種藥劑消滅葡萄球菌。他在初步研究過 自己培養(yǎng)的細(xì)菌后，往往順手把那些玻璃器皿隨便地放置起來。過 一個星期以后再打開來看看發(fā)生了變化沒有。 1928年9月的一個早晨，弗萊明來到 實(shí)驗(yàn)室，他在逐個檢查培養(yǎng)皿時，發(fā)現(xiàn)一 只沒有加蓋的培養(yǎng)皿上長出了一團(tuán)青霉 菌。這是空氣中的青霉菌飄落到培養(yǎng)皿上 造成的。但是令人奇怪的是，凡是培養(yǎng)物 與青色霉菌接觸的地方，黃色的葡萄球菌 正在變得半透明，最后完全溶解了，培養(yǎng) 皿中顯現(xiàn)出干干凈凈的一圈。毫無疑問，青色霉菌消滅了它接觸到 的葡萄球菌。 弗萊明迅速地從培養(yǎng)皿中刮出一點(diǎn)霉菌，小心地放在顯微鏡 下，發(fā)現(xiàn)那種能使葡萄球菌逐漸溶解死亡的菌種是青霉菌。隨后， 他把剩下的霉菌放在一個裝滿培養(yǎng)基的罐子里繼續(xù)觀察。幾天后， 這種特異青霉菌長成了菌落，培養(yǎng)湯呈淡黃色。他又驚訝地發(fā)現(xiàn)， 不僅這種青霉菌具有強(qiáng)烈的殺菌作用，而且就連黃色的培養(yǎng)湯也有 較好的殺菌能力。于是他推論，真正的殺菌物質(zhì)一定是青霉菌生長 過程中的代謝物，他稱之為“青霉素”。 整整4年，弗萊明專門研究這種特異青霉菌。他把青霉菌接種 到肉湯培養(yǎng)液里，讓它迅速繁殖。然后，又把這種長滿了綠色霉菌 的液體小心地過濾，最后得到一小瓶濾液。他把濾液滴在原先長滿 葡萄球菌的培養(yǎng)皿上，幾個小時后，葡萄球菌被消滅得干干凈凈。 最后，他進(jìn)行了毒性實(shí)驗(yàn)，把這種濾液注射到兔子的靜脈里，兔子 沒有絲毫的異樣反應(yīng)。這說明青霉素是一種殺菌威力強(qiáng)大而又無毒 副作用的新藥。弗萊明終于實(shí)現(xiàn)了他尋找新藥的愿望。 但是，青霉素濾液中僅含極微量的青霉 素。據(jù)計算，即使治療人體皮膚上一個微小的 化膿性傷口，也需要幾千毫升濾液，如果要?dú)?死人體內(nèi)的病菌，那就得用幾萬毫升濾液！從 何處弄到這么多濾液呢？人的血管又如何容納 得下這么多的濾液呢？弗萊明無法解決這些問 題。他把這項(xiàng)極有價值的發(fā)現(xiàn)寫成一篇論文， 發(fā)表在英國一家學(xué)術(shù)刊物上，鼓勵別人繼續(xù)這 項(xiàng)_T作。他堅(jiān)信青霉素是有價值的，總有一天 人們將利用它的力量去拯救生命。因此，他沒 有輕易丟掉所培養(yǎng)的青霉菌，反而耐心地把它 在培養(yǎng)基上定期傳代。 20世紀(jì)30年代，病理學(xué)教授霍華德·弗洛 里博士組織了一批人研究溶菌酶的效能。1935 年，29歲的生物化學(xué)家厄恩斯特·錢恩博士加 入這個研究小組。在一個圖書館查找以往的文 獻(xiàn)時，在一本積滿灰塵的醫(yī)學(xué)雜志上，他意外 地發(fā)現(xiàn)了弗萊明lO年前發(fā)表的關(guān)于青霉素的文 章。他們立刻把全部工作轉(zhuǎn)到對青霉素的專門 研究上來。同年，錢恩和弗洛里在牛津發(fā)現(xiàn)了 一株青霉葡萄球菌氧化酶培養(yǎng)物，這一菌種同弗 萊明首次發(fā)現(xiàn)的特異青霉菌一模一樣。然后他們 一鼓作氣，開始了試驗(yàn)和分離青霉素的工作。 不知經(jīng)過多少個不眠之夜，到了年底，錢恩終于成功地分離 出像玉米淀粉似的黃色青霉素粉末，并把它提純?yōu)樗巹?。各種各 樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，這些黃色粉劑即使被稀釋3 000萬倍仍然有 效。1940年春天，他們又進(jìn)行多次動物感染實(shí)驗(yàn)，結(jié)果非常令人滿 意。于是同年8月，錢恩和弗洛里等人把對青霉素重新研究的全部 成果都刊登在著名的《柳葉刀》雜志上。 這篇文章極大地震動了一個人，那就是青霉素的發(fā)現(xiàn)者弗萊 明。他這10年來始終密切注視著抗菌物質(zhì)的研究動態(tài)。當(dāng)他看到錢 恩和弗洛里的報告后，立刻動身趕到牛津會見這兩個人。當(dāng)錢恩等 人得知弗萊明還活著時，驚喜之情溢于言表。后來，弗萊明毫不猶豫 地把自己培養(yǎng)了多年的青霉素產(chǎn)生菌送給了弗洛里。利用這些產(chǎn)生 菌，錢恩等人培養(yǎng)出效力更大的青霉素菌株。經(jīng)過一年多的辛勤努 力，七八十種病菌的試管實(shí)驗(yàn)和動物試驗(yàn)，都證明青霉素對引起多種 疾病的病菌都有較大的殺傷作用。他們還提純出一些結(jié)晶狀態(tài)下的青 霉素。 為了把人類從各種疾病和傳染病的威脅中徹底解救出來，必須 在工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)青霉素。弗洛里等人四處奔波，希望英國的藥 廠能大量投產(chǎn)這一大有前途的新藥，遺憾的是，多數(shù)藥廠都借口戰(zhàn) 時困難而置之不理。最后，他們只能遠(yuǎn)涉重洋，來到美國。1941年 12月，美國軍方宣布青霉素為優(yōu)先制造的軍需品。農(nóng)業(yè)部和私人工 業(yè)也在全力以赴地尋找成批生產(chǎn)這種新藥的方法。1944年，英美聯(lián) 軍在諾曼底登陸，開辟了第二戰(zhàn)場，開始大規(guī)模地同德國法西斯作 戰(zhàn)，受傷的士兵越來越多，青霉素的需求量也越來越大，其治療效 果也引起了軍事指揮人員的關(guān)注。 到1942年末，有20余家美國公司開始大量生產(chǎn)青霉素。待 戰(zhàn)爭結(jié)束時，產(chǎn)量已能滿足一年治療700萬病人的需要。那些曾 經(jīng)嚴(yán)重危害人類的疾病，比如猩紅熱、白喉、梅毒、淋病，以及 各種結(jié)核病、白血病、肺炎、傷寒等，都得到了有效的抑制。 青霉素奇跡般的療效，促使人們在世界各地到處尋找新的抗菌 物質(zhì)。一時間，許許多多醫(yī)藥工作者紛紛來到污水溝旁、垃圾堆 上、田野之中，采集樣本，篩選菌種。終于在1943年，生化學(xué)家瓦 克斯曼博士發(fā)現(xiàn)另一種有效的抗菌素——鏈霉素。此后，在短短20 余年內(nèi)，人們又陸續(xù)地發(fā)現(xiàn)了氯霉素、金霉素等數(shù)十種各有功效的 抗菌素。 為表彰弗萊明等人對人類做出的杰出貢獻(xiàn)，1945年的諾貝爾醫(yī) 學(xué)獎授予了弗萊明、弗洛里和錢恩三人?！　　?/pre>




編輯推薦
　　植物也有喜怒哀樂，人體極限之謎，笑之奧秘，機(jī)器人與人類，克隆羊，綠色化學(xué)，低碳生活，原子彈……翻開由《中小學(xué)生科學(xué)閱讀文庫》編寫組組編的這本《機(jī)器人與人類》，它將帶你了解更多有關(guān)生物、化學(xué)、天文、物理、醫(yī)學(xué)等方面的科學(xué)知識。





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