孩子们看得懂的科学经典《万物简史》(全3册)

?科学经典，bidu书目

《万物简史》曾被《科学》杂志评为“2003年度科学著作”之一，是写给科学爱好者的经典之作，而本书正是在原本的基础上，晦涩难懂的内容改写得更易被小读者理解并掌握，激发他们探寻世界的兴趣。

?链接多元领域，打破学科边界

在书中，孩子可以学到物理学  地理学  天文学  生物学  化学  海洋学甚至西方文史。

?板块多元，知识量超丰富

60余个章节讲解200余个知识点，书中还设“知识贴士”等板块，生僻字注音，内容丰富。

?趣味文字，阅读轻松，理解透彻

人物 情景 对话，颠覆传统说教式科普方式，以轻松活泼的语言，拆解科学现象，梳理原理与规律，让学习不再枯燥。

?奇妙插画，妙趣横生的阅读体验

400余幅插画由资深童书插画师绘制，将科学知识拟人化、具象化，立体式知识讲解，带给孩子妙趣横生的阅读体验。

《宇宙与地球》

来创建一个宇宙吧！  / 002

大爆炸后发生了什么？  / 010

欢迎你出生在太阳系  / 016

当我们到达宇宙的边缘  / 024

再见了，冥王星！  / 030

漫游宇宙的“旅行者”  / 036

埃文斯牧师与超新星  / 042

来测量地球吧！  / 050

你所不了解的地球  / 059

天才物理学家的双面人生  / 065

爱因斯坦的宇宙  / 070

眺望更遥远的宇宙  / 078

天文学家埃德温·哈勃  / 085

砰！一撞成名的曼森  / 090

小行星与地球的别样缘分  / 096

无比奇妙的陨石时代  / 104

轰隆隆，大地震来了！  / 110

人类脚底下正在发生的事  / 119

美丽而危险的火山喷发  / 127

著名的黄石国家公园  / 132

《怒放的生命》

活跃在地球上的生命  / 002

出发！向大气层前进  / 008

被水主宰着的地球  / 014

数不胜数的海洋生物  / 020

当第一个生命诞生时  / 026

我们看不见的微生物世界  / 032

让人生病的微生物  / 038

生命：永不完结的诗篇  / 044

灾难与生命如影随形  / 050

丰富多彩的生命啊！  / 056

为什么总能发现新生物？  / 062

令人赞叹的细胞  / 068

达尔文是怎么想的？  / 074

孟德尔的豌豆杂交实验  / 080

困扰人类的 DNA 之谜  / 086

，也最坏：冰河时代  / 092

神神秘秘的两足动物  / 098

制作工具的人科动物  / 104

消失了的动物们  / 110

好运而残忍的人类  / 116

《瑰丽的科学》

到处都是原子  / 002

研究原子的人们  / 008

小小的粒子，大大的世界  / 014

大陆正在漂移中  / 020

重要的板块构造学说  / 026

地质学的萌芽与成长  / 034

敲石头的人们  / 038

地质学的一场新争论  / 044

搞笑却真实存在的论战  / 049

物种灭绝与恐龙化石  / 054

生物学家理查德·欧文  / 062

柯普与马什的激烈对抗  / 066

幸运又倒霉的化学家  / 070

化学是一把双刃剑  / 076

门捷列夫与元素周期表  / 080

奇特的放射性元素  / 088

无知引发的悲剧  / 094

杀人不见血的铅  / 098

把铅撵出去  / 104

“糟糕”的发明：氯氟烃  / 110

来测量地球吧！

在过去，因为科技水平不够发达，很多在今天看起来非常容易的事情，当时的人们却想都不敢去想。在没有计算机的年代，为了搞清楚地球到底长什么样、有多大、有多重，好奇的科学家先后想出了很多奇奇怪怪的法子！这一章，我们就来说说过去的科学家在认识地球这件事上到底有多努力！

地球的大小

人类对认识地球这件事情一直都充满了热情。在过去，许多人就曾试图利用有限的工具来测量地球的大小。比如，很久以前，地理学家就一直在使用一种名为三角测量法的方法，来收集他们想要的数据。三角测量法是由希腊天文学家喜帕恰斯创立的，它甚至可以被用来计算地球到月球的距离。

三角测量法以几何数学为基础，通过三角形一边的长度和两个角度，就可以计算出其他数值。举个例子，我去巴黎，你去莫斯科，测量出我们之间的距离和我们分别望向月球的角度，就能计算出我们分别距离月球有多远了。但是，我们需要在这两个地方之间拉起沉重的链子，链子还必须拉得特别紧，因为我们要以此来测量两地相隔的水平距离——还有一点必须注意，那就是过热或过冷的气温会使链子热胀冷缩。

这种方法听起来能把人累到吐血。但是没办法啊，当时可还没有雷达、计算机这些先进的发明，人们只能利用手边能找到的工具，来进行实地测量并计算出结果。话说，尝试使用三角测量法的人是理查德·诺伍德，他是一位年轻的英国数学家。他一丝不苟地完成了测量任务，并计算出了地球的每度经线的长度，而且这些数值只与真实长度相差不到 503 米！

地球的周长

科学考察并不总是有着愉快的结尾，比如 1735 年法国所进行的秘（bì）鲁远征。这次科学考察的目的是测量穿越安第斯山脉的距离，并最终计算出地球的周长是多少。这支队伍中有数学家皮埃尔·布格和军人探险家查理·玛丽·孔达米纳，以及其他几个成员。

但是，还没等这次考察取得一些进展，不知道出于什么原因，当地人非常愤怒地将这支队伍赶出了村庄。

之后，这支队伍就像被厄运紧紧地缠上了一样，队员死的死，伤的伤，逃的逃，能够工作的人越来越少，并且彼此之间出现了巨大的、不可调和的矛盾，尤其是布格和孔达米纳。

在那个并不和平的年代，生活在山区里的人很难相信，这群法国科学家不远万里来到此地，只是为了测量地球的周长——这听起来就充满了阴谋的味道。因此，无论这支队伍走到哪里，面对的都是当地人的怀疑和敌意。

但即使这样，布格和孔达米纳还是坚持执行着测量任务，虽然他们已经很久不跟对方说话了。他们一起蹚过激流，爬过高山，闯过森林，不屈不挠地度过了九年半的时间。但是，当这个项目终于接近尾声时，一个噩耗传来——另一支法国考察队发现地球正如牛顿所说的那样，并不是一个圆不溜丢的球体——这意味着以地球是球体为基础的测量活动毫无意义。

浪费了近 10 年的时间，布格和孔达米纳得到了一个他们根本不想得到的结果，并且这个结果还是其他队伍先发现的。他们受到了很大的打击，并在失望与伤心中结束了漫长而坎坷的测量工作，各自默默地返回了自己的家乡。他们依旧不愿意和对方讲话。

达尔文是怎么想的？

如果没有踏上那次惊险的航行，达尔文本应该成为一名普普通通的乡村牧师——当然，如果你能忽视他对蚯蚓的喜爱已经到了无以复加的程度。在这场漫长的旅行中，达尔文不仅收获了丰富的见闻与广阔的眼界，也将就此锻炼出来的冒险精神贯穿了自己的一生。生命从何而来？生命又因何而变化？随着《物种起源》的面世，人们就快要知道了……

一次改变人生的旅行

达尔文在自己人生的前半段过得并不顺利，可谓是“差生”的“典范”。达尔文出生在一个富裕的家庭中，他的父亲是一位受人尊敬的内科医生，他的母亲在他年仅 8 岁的时候就去世了。从小到大，比起读书识字，达尔文更愿意打猎枪、和狗玩、抓老鼠。尽管他不止一次表现出对博物学的兴趣，但他的父亲还是执意将他送到了爱丁堡大学学医。这次求学经历给达尔文带来了很大的精神创伤，不出意料地，最后他只勉强地从剑桥大学获得了一个神学学位。

就在达尔文准备成为一名乡村牧师时，命运给了他一次改变人生的机会——“贝格尔号”考察船的船长邀请他一同出航。于是，22 岁的达尔文就此拉开了他非凡一生的序幕。达尔文在考察船上从 1831 年一直待到了 1836 年。在这趟充满了困难和辛苦的旅行中，他发现了许多珍贵的大型化石，其中包括迄（qì）今为止最为完好的大地懒属。他还找到了一种新的海豚，并对整个安第斯山脉做了翔实的地质考察，提出了一种关于珊瑚礁成因的新理论。等到 1836 年，达尔文重新回到家乡时，他已经 27 岁。

生存是一场没有硝烟的战争

在结束这次远航后，达尔文再也没有离开自己的家乡。在故土上，达尔文开始整理自己采集的标本，并思考关于自然选择的事情。他认为生命是一个持续不断的竞争的过程，自然选择决定了哪些物种会繁荣，哪些物种会衰败。属于繁荣物种的上一代会将自己的优势传给下一代，以保证它们能在争夺生存资源时获得胜利——通过这种方式，物种就可以得到不断的完善。

至于那些衰败的物种，未来等着它们的就是渐渐消失。但他的这些想法一开始并没有形成系统的理论，而是经过一段时间后，在 1842 年，达尔文才开始简略地提出了他的新理论。

值得一提的是，虽然达尔文详细地描述了“适者生存”的概念，但他并没有使用这个词。“适者生存”最早出现在赫伯特·斯宾塞的《生物学原理》一书中——这已经是《物种起源》发表后的第 5 个年头。而且，达尔文一开始也没有使用“进化”一词，这个词得等到《物种起源》第 6 次印刷的时候才出现。

达尔文与《物种起源》

很多人会误以为达尔文学说中最重要的观点是人类是由猿进化而来的，但实际上这并不准确——达尔文只是顺便提了一下这点而已。在当时，欧洲的思想正受到宗教的统治，大多数人坚信地球上的一切生物都是由上帝创造出来的。达尔文太清楚自己的理论一旦公布，将引起怎样的狂风暴雨！但就在他决定将自己的手稿永远锁在抽屉里时，命运和他开了一个玩笑：一个名叫阿尔弗雷德·拉塞尔·华莱士的年轻人给他寄来了一份论文草稿，这份草稿提出的观点与达尔文未发表的手稿中的观点非常相似，甚至里面有些语句跟他写的如出一辙（zhé）。于是，达尔文只好发表了自己的作品。

1858 年 7 月 1 日，达尔文和华莱士的理论被公之于世，果不其然在国内掀起了轩然大波，他们也受到了许多宗教人士的强烈抨击。实际上，达尔文甚至终其一生都被自己的观点所困扰。

1871 年，他又发表了《人类的由来》一书，说明了人类与猿的亲缘关系。但奇怪的是，《人类的由来》却并没有像《物种起源》那样引起很大的轰动，也许这时候的人们已经准备好知道：我们是从哪里来的？我们到底是怎么来的？

知识链接

“鸠占鹊巢”的布谷鸟

在每年的春夏之交，我们常能在山中听见一种婉转而悠扬的鸟鸣声——发出这种声音的正是我们熟悉的布谷鸟。布谷鸟并不愿意亲自抚养孩子，所以它们经常会把自己的蛋生在别的鸟的巢中，让别的鸟类代替自己喂养雏鸟。聪明而狡猾的布谷鸟会事先叼走巢中原有的一个蛋，再在很短的时间里产下自己的蛋，让鸟巢的主人对发生的事情浑然不觉。而布谷鸟的雏鸟破壳而出后，也会毫不客气地将巢中原来的蛋和雏鸟都一一拱出去，自私而冷血地霸占自己养父母的全部关爱。1859 年，达尔文将自己的手稿扩充为《物种起源》并出版。

到处都是原子

原子是什么呢？了不起的物理学家理查德·费曼曾说过：“一切东西都是由原子构成的。”你的身体是原子，你看到的沙发、墙壁和桌子是原子，你看不到的空气也是原子。原子虽然非常渺小，但无处不在，无时不在，它们的数量庞大到数也数不清，用也用不完！这一章，我们就来说一说关于原子的二三事。

非常小，数量多

原子是一种微小而神秘的东西。当你四下观望时，会发现原子与这个世界有着千丝万缕的联系，不管是吃的喝的，还是穿的用的，这些都是由不计其数的原子组成的。实际上，原子组成了世界上的一切，包括地球上的生命，比如你和我。

你知道吗，就算是 50 万个原子排成一排，人的一根头发也能把它们全部遮住——原子就是这么小，小到我们难以想象！不过，我们不妨还是来试一下：找一根 1 毫米的线，把它平均分成 1000 段，每一段的宽度都是 1 微米；然后从中再取出一段，继续平均分成 10000 段——好了，现在差不多了，1 个原子大约有 1 毫米的一千万分之一那么大！

由于一个原子实在是太小了，所以这个世界必须要有足够多的原子才能行。实际上，原子的数量真的多到我们数也数不完！有人推算过，我们每个人的身上都有多达 10 亿个原子！然而，化学家往往更喜欢用分子来考虑问题和计算结果，而一个分子就是两个或两个以上在一起工作的原子。在处于海平面的海拔高度，以及零摄氏度的情况下，1 立方厘米的空气可以塞进大约 4500 亿亿个分子——那么，现在轮到你开动脑筋了，这么广阔的一个宇宙究竟需要多少个原子才能填满呢？

原子的寿命极长

原子的寿命非常长，长到它可以在宇宙里四处游荡。实际上，我们身上的每个原子都有过一段非常漫长的旅行，它们穿越过几颗恒星，组成过几百万个生物，最后来到了我们的身体里面。

这让我不禁去想象，这些原子或许曾属于贝多芬、成吉思汗或者其他声名显赫的历史人物——因为原子要花差不多几十年的时间才能彻底地重新分配，所以想要活着的人身上的原子是不可能的。试想一下，当年组成莎士比亚的那 10 亿个原子，现在有多少会在你的身上呢？

这些数目庞大的原子一直尽职尽责地守护着我们，并且只要我们还存在，哪怕是仅仅一秒，它们都会一直拼命地工作下去。然而，当我们的生命结束后，这些原子又会静悄悄地四散而去，为自己寻找新的用武之地。届时，它们将会重新变成别的东西，比如一滴露水或者一片树叶。没人知道一个原子究竟需要多长时间才会消失不见，也许是几十亿年（马丁·里斯认为是大约 1035 年），也许它将永远存在于天地之间。总之，对于长寿的原子来说，人类的一生真是太短暂了。

中子、质子和电子

现在让我们来说一下原子的结构。每个原子都由原子核和带负电荷的电子组成，每个原子核又都由带正电荷的质子和不带电荷的中子组成。质子和中子装在原子核中，而电子在外面没有规律地围绕着原子核旋转。实际上，电子的质量非常小，质子的质量大约是它的 1842 倍，可以说原子核构成了原子的全部质量。有人这么解释，质子决定了一个原子的身份，电子决定了一个原子的性情，中子增加了一个原子的质量。

说到原子的结构，相信很多人的脑海中会浮现出这样一个画面：一两个电子正绕着原子核飞速地旋转，就像是行星围绕着太阳。但是，我很遗憾地告诉你，这幅图是完全错误的，它不过是一位名叫长冈半太郎的日本物理学家的凭空想象。在历史上，英国物理学家汤姆孙不仅是电子的发现者，他还提出了世界上第一个原子模型，即西瓜模型。与西瓜模型针锋相对的，就是“日本物理学之父”长冈半太郎于 1903 年提出的土星模型。近代人认识原子有四个重要的进展，分别是元素周期表、电离学说、原子光谱和放射性。不过，西瓜模型可以解释元素周期律，却不能解释原子光谱，而土星模型正好与它相反。之后，通过α 粒子散射实验，英国物理学家卢瑟福发现西瓜模型存在重大缺陷，由此他对这一模型进行了改动，并提出了著名的行星模型，为原子物理学奠定了基础。然而，电子并不会按照确定的轨道运动，甚至我们连描述它的运动轨迹都做不到。

知识链接

什么是原子核物理学？

自从 19 世纪末人类意识到原子核内蕴（yùn）含着巨大的能量，原子核物理学便开始萌芽了。原子核物理学属于物理学的一个分支，简称核物理学，研究领域涵盖了原子核的结构、变化规律、反应等。核物理学不仅仅被应用于武器制造上，核能作为一种清洁能源，大型核电站的开发也需要这门学科的支撑。除此之外，核物理学的研究成果也被广泛用于治疗肿瘤等疾病。

宇宙是由什么构成的？历历在目的天下万物是如何起源的？太阳为何日复一日地在天空中出没？孩子们对万事万物总会抱有无比的好奇心，而无数个好奇心组成了这本《万物简史》。本套书共三册，专为孩子们打造，内容丰富有趣，配以400余张精美手绘插图，让孩子们从这本书中了解到广阔的宇宙起源于一个小到不起眼儿的奇点；探索生命之所以能存在的种种秘密，梳理不同生物的演化历史；回顾人类历史上认识宇宙、探索万物的科学历程，感受人类文明的进步和变革……天文、地理、生命、科学，孩子们可以通过这本书自己看懂大千世界的无穷奥妙，踩着伟大科学家们的肩膀，看向更广阔、更遥远的未来！

第一册《宇宙与地球》，讲述了宇宙和地球的演化过程、人类对宇宙的认知与探索、黄石国家公园的建立等内容，精心梳理了有关宇宙与地球的科普知识点，涉及万有引力定律、相对论、宇宙旅行、空间膨胀等多领域只是，从宏观角度为读者呈现出宇宙的瑰丽景象，满足孩子们对宇宙万物的好奇心。

第二册《怒放的生命》，作者将带领读者与复杂多变的生命进行深刻的对话，去探索生命之所以能存在的种种秘密，梳理不同生物的演化历史，并思索人类的未来。回答孩子们关于地球上的生命是如何从无到有的？猴子真的是人类的祖先吗？化石是怎样形成的？等奇奇怪怪的问题。

第三册《瑰丽的科学》，主要回顾了人类历史上认识宇宙、探索万物的科学历程，从原子物理学到板块构造学说再到量子理论、灾变论，全景式展现人类文明的进步与变革，读者可从中了解到人类文明的进步和变革，开启一场探寻万物起源的奇幻之旅！

徐国庆，青岛市黄岛区人。本科毕业于鲁东大学生物技术专业。现任教于青岛西海岸新区实验高级中学，国家一级教师职称。主要著作有《生物太有趣了》

高帆，1985年7月出生，毕业于内蒙古师范大学雕塑艺术研究院，在校期间作品多次被学校收藏，双学位学士，呼和浩特市国学院院士资格，中华少儿美术教学丛书副主编，想象派艺术机构创始人，四维教学法引入者，全国少儿美术优秀辅导教师，漫画作品多次在北方新报、晨报发表。