那些给我们布置作业的“幕后黑手”

当我们绞尽脑汁地做数学题、科学题时，有没有想过，究竟是谁给我们布置了这些作业？真的只是老师们吗？哈哈，也许另有“幕后黑手”——那些开宗立派的科学大佬！人类科技之所以不断进步，正是因为站在了他们的肩膀之上。

数学：欧几里得

你害怕几何吗？各种定义、定理、证明，是不是挺不容易的？中小学课本里的几何学知识，大多来自古希腊数学家欧几里得的著作《几何原本》。这本著作大约成书于公元前 300 年，它开创了公理化体系的先河。所谓“公理化体系”，即从最简单的基本公理和定义开始，进行逻辑推理，构建知识体系。任何知识只有经过无懈可击的证明过程才能成立。比如三角形内角和等于180度，就需要证明。这种方法深刻地影响了后来的数学乃至各门自然科学的发展。牛顿的《自然哲学的数学原理》就是完全模仿欧几里得的格式所写的。明代科学家徐光启将《几何原本》译成中文后，盛赞其能令人“心思细密”“增长才干”，“故举世无一人不当学”。希望你也能感受到几何学的魅力。

天文：托勒密、哥白尼

你有没有在科技馆、天文馆大厅里看到过一个叫“傅科摆”的装置：长长的绳子下面挂着一个摆锤，它摆动的方向在缓慢变化。傅科摆是人类第一次不借助地球以外的参照物证明地球自转的伟大尝试。公元2世纪，托勒密写成的《天文学大成》成了古希腊天文学的顶峰，它可以从数学上（用的就是欧几里得几何学方法）解释和计算我们所见到的日月星辰的运行规律。

可谁能想到呢，符合我们直观感受的“地球静止不动”竟是错误的——哥白尼的《天球运行论》不但颠覆了我们对宇宙的认识，而且直接导致了牛顿物理学的诞生。从“地心说”到“日心说”再到“宇宙大爆炸”，人类的宇宙观在彻底颠覆中不断发展。因此，我们的课本上、科技馆里才会一遍又一遍地讲述这场革命。

数学、物理、天文：伽利略、牛顿

在物理课上，你是不是有点害怕各种小球、木块、小车、斜坡？这些东西来自400年前意大利伟大的科学家伽利略对物体运动的研究。伽利略研究物体下落后，得出了“自由落体”规律；伽利略还第一次用望远镜指向天空，从而用天文新发现支持了哥白尼的“日心说”。

伽利略通过斜面小车实验发现，物体受到的阻力越小，运动的时间越长，并由此推测在理想情况下，小车将以恒定不变的速度在绝对光滑的平面上永远运动下去。牛顿对此进一步研究，总结出牛顿第一运动定律，即惯性定律。

伽利略和牛顿都在物理和天文方面做出了奠基性的贡献。牛顿的运动定律、万有引力定律，第一次从物理上统一了天上地下的物体运动规律，也开辟了天文学研究的新时代——顺便让我们的课本上写满了他的名字。当你做作业的时候，有没有想过宇宙秘密就在其中？

物理：爱因斯坦、玻尔

相对论、量子，这些名词逐渐出现在了我们的课本上，因为它们已经走进了我们的生活。在我们使用手机导航时，手机接收卫星传来的信号，需要经过相对论修正，才能计算出正确的位置。爱因斯坦指出，时间可以伸缩，空间可以扭曲。他的相对论进一步帮助我们理解恒星、黑洞、宇宙大爆炸，向我们展示了一个全新的宇宙。

丹麦物理学家尼尔斯·玻尔是量子力学的奠基人之一。他领导的哥本哈根学派深刻地揭示了微观世界的本质是量子规律，原子、原子核的秘密从此被揭开，并由此产生了争议极大的武器——原子弹。

爱因斯坦和玻尔对量子性质的本质展开了长期的争论。他们相互启发、相互竞争，碰撞出的思想火花为今天的量子产业（量子保密通信、量子计算机等）奠定了基础。也许过不了几年，这些学问将会进一步深入我们的课本！

生物：达尔文

千姿万态的生命究竟是怎么来的？对于我们经常提出的疑问，英国生物学家达尔文在他的《物种起源》里第一次给出了明确的回答，进化论的思想由此诞生，成了我们的常识。达尔文通过长期的观察、实验和思考，提出了“物竞天择，适者生存”的自然选择学说，指出在漫长的时间里，遗传和变异现象是生物多样性的原因，生物不是固定不变的。

进化论不仅仅是现代生物学的理论基础，也在社会学、地质学等领域产生了深远影响——生物化石来自地下深处，也是判定地层形成年代的标志物。

生物：詹姆斯·沃森、弗朗西斯·克里克

为什么我们跟父母长得很像，“一看就是一家人”？生物学家詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克共同发现了DNA的双螺旋结构、遗传信息（基因）的传递方式……在学校里，我们会学习生物的基本概念，如细胞、基因、遗传等知识，DNA的双螺旋结构是理解这些概念的关键，基因的变异和遗传也为进化论提供了基础。

从20世纪起，解读人类基因组序列成为世界规模的“大科学工程”，中国科学家也参与其中。在这个基础上，通过分析一个人的基因组信息，可以清晰地看到他历代祖先的来源。

化学：拉瓦锡、门捷列夫

法国化学家拉瓦锡是现代化学的奠基人之一，他通过实验证明了化学反应中的质量守恒定律。当你苦于化学反应方程式的配平、质量计算时，那就是拉瓦锡的“幽灵”在为难你……不是，是在启发你理解这个世界。

化学是一门非常简洁、优美的科学，一张元素周期表展示了元素化学性质的变化规律。俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律并编制了最初的元素周期表，它让我们可以系统地了解元素的性质及其递变规律，还可以用于预测元素的化学性质、理解化学反应等。门捷列夫就是用它预言了新元素的存在和性质。今天，这张表会出现在每一本字典的后面，因为它不仅仅在考试的时候才会发挥作用。

电磁学：法拉第

我们今天须臾不可离开电和能源。圆盘发电机是英国科学家法拉第做出的伟大发明。虽然他发现“电磁感应现象”的时候，人们还不知道它有什么用处，但今天我们家里、工厂里、道路上的每一盏灯和机器都离不开电磁学。

让人感到欣慰的是，这么厉害的法拉第，他的数学也不好，因为他没有接受过正规的学校教育。可他的物理直觉非常好，他提出了电场和磁场的概念，“导线切割磁力线产生势能”，多么形象的表述！他的工作为麦克斯韦发展电磁学的数学表述奠定了基础。

计算机：冯·诺依曼、艾伦·图灵

计算机、智能家电、无人驾驶汽车已经逐渐深入我们的日常生活中，AI也正在改变我们的学习方式。这一切都离不开计算机科学领域的两位重要人物：冯·诺依曼和艾伦·图灵。

冯·诺依曼被尊称为“现代计算机之父”。他提出了冯·诺依曼结构，即通过二进制逻辑语言编制程序和数据，从而让计算机实现人机对话。艾伦·图灵提出关于机器思维的“图灵测试”问题，他的论文《计算机和智能》引起了广泛的关注和深远的影响，为今天AI的研究和发展奠定了基础。当你在作业上遇到难题的时候，可以试试向AI求助。

8. 达尔文

9. 詹姆斯·沃森（左）和弗朗西斯·克里克（右）

10. 拉瓦锡

11. 门捷列夫

12. 法拉第

13. 冯·诺依曼

14. 艾伦·图灵