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中华学生百科全书-第294部分
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南北寒带）的划分等传入中国。这在士大夫阶层中引起很大的震动，但完全
能接受的人不多。图中译名如亚洲、欧洲、大西洋、地中海、罗马、古巴、
加拿大以及地球、南北极、南北极圈和赤道等一直沿用至今。
西方光学知识的传入是从汤若望《远镜说》开始的。书中介绍了望远镜
的用法、制法和原理。对于光在水中的折射现象、光经凸透镜以放大物像等
都有解释。
关于西方制造火器的技术，当时有一部带有保密性的书叫做《火攻奇器
图说》，此书来历已不清楚了。明末清初，由于军事上的需要，汤若望和南
怀仁都奉命设计铸造过铳炮。明末铸造有 1，200 斤重和几百斤重的火炮，但
数量都不多。崇祯十六年（1643 年）完成的著作有汤若望口授、焦勖笔录的
《火攻揭要》，内容包括各式火炮的铸造法、运用法、安置以及子弹和地雷
的制造等。清初南怀仁编译的《神武图说》，叙述了铳炮的原理并有附图。
此后，我国没有在这方面进行认真地研究和提高。
火器传入后的情况是这样，西方科技知识传入后总的特点也是这样。其
中只有天文和数学发展的情况与此不同。究其原因，主要是由于明朝政权很
快衰亡，封建统治者对科技作用认识有局限，社会发展缓慢，不具备科学技
术大踏步前进所需要的条件。具体到各学科，当然还有自己的问题。例如地
学，在当时明清战争的政治环境和闭关自守、抑制工商的政策下，地理视野
很难开阔，地学的实践积累极少，地学知识离开了广泛与深入的实地考察与
研究，是难以得到发展的。
耶稣会传教士来华，一方面传入了西方的科学与文化，另一方面也把中
国的科学介绍到西方。传教士写回去的报告、书信、专著，以及他们带回的
许多中国典籍，对西方社会和科学的发展起了一定的推动作用。我国的哲学
思想对于 18 世纪法国和德国的资产阶级革命起过作用。在科学技术方面，例
如我国的园林建筑技术，于 18 世纪中叶传到欧洲后，对英、法、德、荷兰等
国的园林建筑都发生一定的影响。研究中国园林的专著有英国的园艺专家钱
伯斯的《东方园林论》和德国人翁则尔的《中国园林论》。又如我国天文学
中的宣夜说传入欧洲，促进了西方水晶球说的崩溃。
著名数学家李善兰和近代数学知识
中国古代数学，正如本书以前各章所述，曾经取得过不少杰出成果。到
了近代，西方数学由于对数、解析几何学和微积分的产生，中国数学已显得
落后许多。但是在中国近代，仍然有一些数学取得了某些成果。这些成果虽
然比西方先进的数学水平低得多，时间也晚得多，但这些成果却大都是他们
自己独立地取得的。在这些数学家中，较著名的有：项名达（1789—1850 年）、
戴煦（1805—1860 年）、李善兰（1811—1882）等人。
这一时期最著名的数学家是李善兰。
李善兰，字壬叔，号秋纫，浙江海宁人，从小喜爱数学，“方年十龄，
读书家塾，架上有古九章，窃取阅之，以为可不学而能，从此遂好算”，“三
十后，所造渐深”。1852 年到上海参加西方数学、天文学等科学著作的翻译
工作，8 年间译书 80 多卷。1860 年以后在徐有壬、曾国藩手下充任幕僚。1868
年到北京任同文馆天文学算馆总教习，直至病故。李善兰的数学研究成果集
中地体现在他自己编辑刊刻的《则古昔斋算学》之中，里面包括有他的数学
著作 13 种。其中《方圆阐幽》、《弧矢启秘》、《对数深源》3 种，是关于
幂级数展开式方面的研究。李善兰创造了一种“尖锥术”，即用尖锥的面积
来表示 Xn”，用求诸尖锥之和的方法来解决各种数学问题。虽然他在创造“尖
锥术”的时候还没有接触微积分，但已经实际上得出了有关定积分公式。李
善兰还曾把“尖锥术”用于对数函数的幂级数展开。
李善兰上述的工作说明，即使没有西方传入的微积分，中国数学也将会
通过自己特殊的途径，运用独特的思想方式达到微积分，从而完成由初等数
学到高等数学的转变。实际上在西方，牛顿和莱布尼兹也是通过各自不同的
途径，几乎同时达到微积分的思想的。
李善兰在数论方面还证明了著名的费尔玛定理。这一结果发表在《考数
根法》（数根即指素数，考数根法即判定素数的方法）之中，这是他在北京
同文馆时期做出的工作。
鸦片战争之后的中国近代数学的另一个方面，也可以说主要的方面，乃
是进一步介绍西方先进的数学知识来中国。
从 50 年代开始，李善兰与伟烈亚力合作所翻译的《几何原本》后 9 卷、
《代数学》、《代微积拾级》等书，使明末清初传入我国前 6 卷的古希腊数
学名著《几何原本》有了较为完整的中文译文，并且使西方近代的符号代数
学以及解析几何和徽积分第一次传入我国。
李善兰还创造了不少的数学名词和术语，例如“代数”、“微分”、“积
分”等等都一直被沿用到今天，而且也传到日本被沿用到现在。他还直接引
用了西方的不少数学符号，例如＝、÷、（）、＞、＜等，但是仍未采用世界
通用的阿拉伯数码而是用了一、二、三、四……（），并用传统的天干（甲、
乙、丙……）地支（子、丑、寅……）外加“天””地”“人”“物”4 个
字来表示 26 个英文字母，用“微”的偏旁“彳”来表示微分，用“禾”字表
示积分。总之，这些译文和今天通用的数学符号还相差较远。
洋务运动与近代科技的发展
从 19 世纪 60 年代到 90 年代的 35 年时间，历史学界经常把它称为“洋
务运动”时期。这时，清朝上层统治集团在国内外政策方面有一个较大的变
化，掀起了一阵兴办洋务热潮。所谓“洋务”，除了对外交涉的内容之外，
主要还包括练新军，购置洋枪洋炮和兵船战舰等武器，兴办工厂和矿山，修
铁路，办电报，办学堂等等。洋务派的重要首领是和西太后勾结密切的恭亲
王奕䜣和曾国藩、李鸿章等镇压太平天国农民起义运动的湘军和淮军头目。
正是在这种兴办洋务的阵阵热潮当中，西方的科学技术，从新式织布机
到作为原动机械的蒸汽机，从各种工作母机到新式的转炉和平炉的炼钢方
法，电报、轮船和火车等近代交通通讯工具都相继传入我国；同时还在各处
设立了译书馆等机构，翻译出版了不少西方近代科学技术书籍。这一切都使
洋务运动时期成为我国近代科学技术史上的一个重要时期。
虽然洋务运动是清朝官吏为维护其封建统治而推行的一种内部改良运
动，有其落后的一面。但是，三十余年的洋务运动却使中国社会发生了很大
的变化，在历史上首次出现了产业工人和资产阶级（包括买办资产阶级和民
族资产阶级）这两个对立的新生阶级，引进了先进的科学技术，兴办了封建
的手工业作坊无可与之相比的近代工厂和矿山，形成了前所未有的新的生产
力。与此同时，却也养肥了清王朝大大小小的贪官污吏并使洋老板赚足了钱，
使中国人民背负起骇人听闻的外债。这样，就进一步把中国社会拖上半封建
半殖民地的道路。
五四运动和中国近代科技
1911 年的辛亥革命虽然打倒了清王朝，但政权却落到袁世凯之流的北洋
军阀手里，反帝反封建的任务实际上并没有完成，“民国”不过只是徒具虚
名，辛亥革命仅赶走了一个皇帝，而权力都落在封建军阀手里，革命实际上
是失败了。
但是，中国的社会却在不断前进。从 19 世纪 90 年代末期开始到五四运
动时止，在这 20 多年期间里，不论经济、政治和社会思想等各个方面，我国
社会都发生了重大变化。
经济方面，在 20 世纪的最早 10 年里就有了较大的发展。特别是在 1914
—1918 年第一次世界大战期间，帝国主义之间忙于相互残杀和争夺，由于战
争而引起的经济危机，使得除日本、美国以外的英、德、法、俄等国一时顾
不上中国，它们对华商品的输出量下降很多，从而使中国的民族资本获得一
个暂时的发展机会。从 1912 年到 1919 年，在中国新建的工矿企业就多达 470
多个，其发展的速度超过了洋务运动以来的任何一个时期。与此同时，日美
两国利用欧洲在进行大战的机会，加速在华投资设厂，扩大对中国的侵略和
掠夺。
由于新的工厂不断增加，中国工人阶级的队伍也迅速壮大起来。辛亥革
命前中国产业工人的人数仅有五六十万人，到五四运动前夕，已猛增到 200
万人，工人运动也日益高涨。
事实证明，在当时的中国，“科学救国”、“实业救国”都是行不通的，
出路只能是进行社会革命。但是，从戊戌变法、辛亥革命直到伟大的五四运
动等一系列革命运动也证明了：科学技术不仅可以创造新的生产力，而且也
是变革社会的不可缺少的一个重要方面。
五四运动前后，中国科学已逐渐溶合到世界科学发展的洪流中去，数学
（珠算除外）、天文学等学科已不再有中国古代传统的特色，但是很多技术
门类，如建筑、纺织等仍保留着传统的某些特点，而中医学和中药学虽然不
断遭受否定和非难，但依然保持着生命力。
中国历史上的许多伟大发明和创造，和世界上的其他民族其他国家和地
区历史上的各种发明创造一样，永远都是全人类的共同财富。
中国科学技术史在伟大的五四运动前后逐渐地走进了一个新的时期，掀
开了中国现代科学技术史的新的一页。
认识微生物
什么是微生物
一说起动物和植物，很多人会滔滔不绝，但如果说起微生物，恐柏对它
熟悉的人就不太多。希望这本书能带你步入微生物大世界。
微生物也像动物、植物一样，具有生命，它可以由小长大，可以“生儿
育女”，繁殖后代，也可以“吃”进食物，排出废物，它也会死亡。也就是
说生命体（无论动物、植物）所有特征它都具有，只不过是它的个子特别特
别的小，小到我们根本无法用肉眼看到它。只能借助显微镜才能看到它。当
然，有的大型微生物我们用肉眼也可以看到，如蘑菇、木耳等，尽管它们比
较大，但我们也把它归于微生物这一类。微生物这个家庭非常庞大，成员也
很多，根据它们的一些特点，我们把它分成细菌、放线菌、真菌和病毒四大
类。
微生物虽然特别小，我们看不见，但是它无时无刻不存在于我们的四周，
就是我们的身体里、衣服上、皮肤上、手上都有许多微生物存在。它们所做
的好事和坏事就可以使我们感觉到它的存在。比如，你经常不洗手，吃没有
洗干净的水果，就容易得痢疾；穿衣服不注意易得感冒：家里买的肉、菜等
保管不好会烂掉，这都是因为微生物在捣鬼。你每天吃的馒头、面包、酱油、
醋，以及过年时桌上摆的酒等，这些好吃的东西，都是微生物帮我们制造的，
如果没有微生物，我们就无法吃到这些好东西，也就无法品尝到酸奶、果奶
等饮料。微生物这个大世界里既有“好人”，也有“坏蛋”，而且还有许多
大家不认识、不了解的微生物。所以我们要认真地学习，将来去认识、了解
它们，消灭微生物中那些使人得病、使东西变坏的坏蛋，为人们制造出更多
好吃、好喝的东西来。
是谁发现了微生物
大约迄今 32 亿年以前，微生物就悄悄地在地球上出现了，那时，整个地
球是它们独霸的天下，后来才陆续出现了植物、动物和人类。
很早，人们就知道猎取动物当食品，栽培植物收获粮食，并发展了与人
类生活密切相关的畜牧业和农业。但是，资历最古老的微生物却一直无声无
息地渡过了漫长的岁月，即就是人们在物理学、化学、天文学和其它许多方
面已经取得很大成就的时候，对于微生物王国，几乎是一无所知。尽管人们
也早已利用微生物来酿酒、发酵、造醋，但由于它们太小，小到人的肉眼无
法看到，所以，人们无从知道它们的存在。
直到 300 多年以前，列文虎克制造出世界上第一架能放大 200 倍的显微
镜，人类才能够在显微镜下看到了微生物的“倩影”。
列文虎克
列文虎克是荷兰人，1632 年出生在一个贫穷的家庭。他非常热爱大自
然，也非常爱动脑筋。他喜欢听大人们讲述海上的冒险故事，也喜欢向大人
们提出许多问题，并追根问底。列文虎克的童年一点也不幸福，他从小失去
了父亲。为了帮助母亲养活一家人，他过早地挑起了生活的重担。16 岁的那
一年，列文虎克离开了家乡，来到了荷兰的首都阿姆斯特丹，在一家杂货铺
里当学徒。外国的学徒和我国解放前的徒工一样，不仅生活艰苦，每日像牛
马一样为老板忙着干活，而且还吃不饱肚子。然而，正是艰苦的环境使他变
得坚强起来。白天，他忙着干活，一到晚上，店铺关门后，他就借着灯光读
着自己喜欢的书。他从书中知道了天空、宇宙，也从书中认识了许多动物、
植物和小昆虫。这段时间，列文虎克从书本上学到了许多东西。
杂货铺的隔壁是一家眼镜店，他有空就向师傅们学习磨眼镜片的技术。
他还从一些手艺人那里学会了做金银饰品的手艺。在六年的学徒生活中，他
学会许多在学校无法学到的知识。
他知道磨制的玻璃片可以将小的东西放大后，在脑海里产生了一个新奇
的想法：如果能制造一种特殊的镜片可以把看到的东西放大许多，用它来观
察一切微小的事物该有多好！
列文虎克的学徒期满了，他不得不为谋生而四处奔波，一直没有机会实
现自己的理想。几十年过去了，最后他回到了自己的故乡，做了一个看门人。
看门这种清闲的工作为他实现理想提供了充裕的时间。他开始了艰苦的磨制
显微镜镜片的工作。经过许多天的辛劳，他终于做成了可以放大近 200 倍的
世界上第一台显微镜。
列文虎克做好显微镜后，到处收集微小的东西放到显微镜下观察。有一
次，他找到一个从不刷牙的老头，从他的牙缝里取下牙垢，然后放在显微镜
下观察。当他往显微镜里看时，他惊呆了：牙垢里竟然有许许多多小生物，
它们像鱼儿一样来回游动。他仔细地把看到的东西画在本子上，并详细记录
了观察的结果。
列文虎克每天不停地观察着、记录着。他的标本越来越多，他把这些观
察结果寄到英国皇家学会并引起了轰动，全世界的人们都在议论着这个微小
的尚不被人所知的世界。人们从世界各地来到荷兰列文虎克的家乡，要求看
一看这些居然连肉眼也看不到的微小生物。这些人当时并没有意识到列文虎
克的发现多么重要，他们来到此地仅仅是为了满足他们的好奇心而已，在当
时没有人意识到这些微小生物的发现对人类的重大意义。列文虎克用自己亲
手制作的显微镜，第个观察到了细菌。但是由于当时科学不发达，就连列文
虎克自己也不知道发现这些细菌有什么用处，他只是把它门叫做可爱的“小
动物”。
巴斯德
列文虎克发明显微镜一百多年后，随着科学的发展和工业技术的进步，
显微镜的制造也越来越进步。显微镜的放大倍数以及它的性能质量都有显著
提高。科学家们利用显微镜观察了许多物体，并在高山、海洋、河流、沙漠
等地发现了微生物的足迹。
但是，人们仍然不明白，细菌等微生物到底与人类有什么关系？细菌在
人类的生活中起着什么作用？在当时，这就像一个谜一样摆在人类面前，许
多科学家都研究、探索这一问题。在科学家的努力下，微生物世界的秘密开
始被人们认识，第一个完整揭开细菌秘密的是巴斯德。
巴斯德是法国人，1822 年诞生在法国的多耳。巴斯德上小学时在学校表
现很平常，一点也不出众，但是他能严格要求自己，加倍努力学习。21 岁时，
以优异的成绩考入法国当时著名的大学——巴黎高等师范学院。他在大学里
专攻化学，但是他更喜欢用显微镜观察实验过程。
1865 年，法国一个城市里所有酒厂制造的芳香美味的啤酒都变得特别
酸，使啤酒无法喝而堆在厂里卖不出去。老板们都很着急。他们不明白好好
的啤酒怎么会变酸呢？就在一点办法都想不出来时，他们给当时大名鼎鼎的
化学家巴斯德写信，请巴斯德解决啤酒发酸的问题。
巴斯德把发酸的啤酒和不发酸的啤酒分别放到显微镜下观察，经无数次
的核对，终于弄清了：啤酒发酸的原因是由于一种叫做乳酸杆菌的细菌在作
怪。是它们将啤酒中的酒精变酸而使啤酒无法下咽。
巴斯德把各酒厂的老板都叫来，然后告诉他们是乳酸杆菌使啤酒变酸
的。这些老板们根本不相信，这种微不足道的小东西怎么能使啤酒变酸呢？
巴斯德告诉他们不要小看这些小细菌。他能够用眼睛来辨别啤酒是不是发酸
的。老板们更不相信了，因为辨别酒的好坏历来都是评酒师们用嘴品尝的，
没有人能用眼睛来发现酒是否发酸。老板们拿来许多种酒，有不发酸的好酒，
也有发酸的啤酒，还有的老板将好酒和发酸的酒掺起来请巴斯德检查，然后
请一个有名的评酒师来鉴定。巴斯德把每瓶酒逐个滴在玻璃片上，放到显微
镜下观察，根据乳酸杆菌的有无、多少来判定酒是否发酸和发酸的程度。每
一种酒都被巴斯德说准了，老板们这才信服了。
巴斯德告诉老板们，要想使酒不发酸，只需将酒加热到 60℃，保持 30
分钟左右，把乳酸杆菌杀死，啤酒就不会发酸了。这就是著名的“巴斯德消
毒法”，直到今天，这种方法仍被人们使用着。
巴斯德的一生几乎全都献给了研究细菌的事业。他发现细菌不仅可以使
啤酒变酸，而且能使蚕害病，同时他还发现人类的某些传染病也是由细菌引
起的。是他第一个指出了细菌和人类生命健康的关系以及细菌在人类的日常
生活中的作用，开创了细菌研究的新时代。
乡村医生柯赫的贡献
和巴斯德差不多同时代，在德国的一个偏僻的乡村里，有一个医生，他
的名字叫柯赫。柯赫每天除给村民看病以外，还不分昼夜地对细菌进行各种
各样的研究。要想研究细菌就必须有大量的细菌标本。细菌虽然能在短时间
内分裂而繁殖后代，但细菌的繁殖必须要有充分的养料和合适的条件。细菌
每天也需要“吃饭”。因此，柯赫就根据不同细菌的口味，为他们配制好可
口的饭菜——肉汤，让细菌在肉汤里能很快地繁殖后代。
世界上的细菌有成千上万种，它们常常混在一起，当用肉汤喂养它们时，
许多种细菌会在一起共同繁殖，这就给研究细菌带来了困难。有什么办法能
使各种细菌不混在一起呢？也就是说从混杂的细菌里分离出单一纯种的细
菌，需要什么细菌，就能随时取到什么细菌。如果真是这样，那研究细菌该
有多方便呀！柯赫想了许多办法，做了许多实验，但是都失败了。柯赫为此
吃不下饭，睡不着觉。
一次，柯赫在厨房中无意地发现半个半生不熟的土豆上长出了一些分散
的红、白色的小圆点，这是一堆细菌在土豆表面上生长繁殖起来的菌落。他
拿起土豆想了想，又放到显微镜下去观察，发现红色小点内全是球菌，而在
白色小点上则全是杆茵。那么，在土豆上培养细菌不就能分离单一的菌种了
吗？可是土豆的养分比较少，有些细菌不能在土豆上繁殖。实验又失败了。
柯赫仍然在思考着、寻找着……
终于他找到了。那就是在肉汤里加入一些洋菜（也叫琼脂）。调好后再
使其冷却，就变成了凉粉一样胶冻状的平板，然后把细菌小心地接种上去，
在平板上轻轻地划一道线。然后进行培养。细菌在平板上被固定在一处，再
不能像在肉汤里一样可以自由游动，每一个细菌只在固定的地方生长，同时
可以吸取它身体下面洋菜肉汤里的营养，这个细菌在这一点上繁殖后代，最
后变成了小堆细菌，这堆细菌就是单一的纯种。平板上生长着许多这样的细
菌小堆，有的是光滑、乳白的，有的是毛茸茸的，还有金黄色的、红色的……。
每一个小堆都是一个细菌的后代。纯种细菌的分离难题终于解决了。
一直到今天，一百多年过去了，柯赫发明的这种培养细菌的方法在全世
界每一个细菌实验室里仍在应用着。它的名字叫“固体培养基”。
细菌的身体非常小，而且透明无色，用显微镜观察总是看不清楚，为了
便于分辨它们，柯赫又经过无数次的试验，给细菌穿上了漂亮的彩色外衣，
使细菌在显微镜下看得很清楚了，这就是柯赫的又一大贡献——细菌染色
法。
柯赫的两大贡献，为全世界的科学家研究细菌提供了极大�
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