科学是美丽的，科学往往是生活中真善美的现场，好奇、怀疑和智慧运行的疆域。长期以来，那么多人让自己停留在动人的科学探索现场之外，多么遗憾！

我国美丽的草原怎么了？火山是恶魔还是瑰宝？蜘蛛为什么不会被网粘住？……天文、地理、生物、物理、化学……尽在其中！

一个科学家，特别是“身经百战”的科学家，对古今科研事例，包括对自身科研经历的体验，梳理一下表达出来，就会是对思想和科学方法很好的普及。本书刊载30篇左右适于中小学教师使用，并适合于中学生阅读的科普短文。每篇讲述一项科学知识和过程，并在正文之外加旁注和跋作为导读，着重阐明其中的科学思想和方法，以引发读者思考和探究。

书中文章各自独立，一事一讲，互不牵制。不同学科之间的篇数上保持大致的平衡。文章分两类，一类是新的创作，是主体；另一类是若干科普佳作的直录。两者的正文均保持作者自己的风格，作者以及编者利用旁注和后跋以实现导读和提示。

创新探索 分裂不是细胞繁殖的唯一途径——贝时璋院士创建“细胞重建学说”／王谷岩／1

天地奥妙 蛋白质的折叠／张旭东刘次全／9

100℃能熔化的银／郭国霖／14

蛙眼传奇／王谷岩／19

一场耐人寻味的“空战”／王谷岩／23

砾石的故事／林秋雁／27

探源究理 地震是怎样发生的？／陈运泰吴忠良／30

恐龙的灭绝／潘云唐／35

我国美丽的草原怎么了？／陈佐忠／44

火山：是恶魔还是瑰宝？／刘嘉麒／49

善事之器 神奇的天文学方法／李启斌／62

从罗默的光速测量说起／王绶瑁／65

人类怎样知道大地的形状和大小？／吴忠良陈运泰／70

前瞻溯望 寻找地外文明／南仁东／75

地心之旅／张少泉／81

发现脉冲星的故事／王绶琯／92

拉蒂迈小姐的鱼／王谷岩／99

杜瓦瓶的发明和超导电性的发现／沈慧君／103

阿斯顿和质谱仪的发明／郭奕玲／108

科学现在时 以自然之力恢复自然／蒋高明／112

量子世界寻“猫”／孙昌璞／118

第四纪：过去一现在一未来／林秋雁／124

河流湖泊“生病”了？！／刘静玲／129

体验与启示 医生应该是医学科学家／陈竺／133

实践与动手 让我们一起化验家乡的土壤／陈佐忠／136

小明求知 蜘蛛为什么不会被网粘住？／宋心琦／139

为什么静脉注射是比较合理的给药方法／宋心琦／143

塑料是怎样从绝缘体变成导电体的？／宋心琦／145

打印出来的计算机芯片／宋心琦／147

行万里路 神奇的南极洲／胡舜士／150

走进植物园／陈佐忠／160

读万卷书 《月球岩石》导读／王绶瑁／165

《基因组：人种自传23章》简介／卢圣栋王谷岩／169

馆长导游 走进北京天文馆／朱进／171

走进上海科技馆／潘政／178

静静的池塘，水平如镜。圆圆的荷叶上，颗颗晶莹的水珠在阳光的映照下闪闪发光。水珠旁，蹲着一只青蛙，它一动也不动，仿佛木雕泥塑一样。只有从它的呼吸和明亮的眼睛上，方才知道它不仅活着，而且处于完全清醒的状态。就在这只青蛙眼睛的正前方，开放着一朵艳丽的荷花。然而，美中不足，落在这荷花上的是一只令人生厌的绿头苍蝇。

这时，人们多么希望青蛙赶快去吃掉它！

苍蝇就在青蛙眼前，可青蛙一动不动。是在打瞌睡呢，还是青蛙“眼大无神”、视力不佳？

突然，苍蝇“拔腿”要跑，就在这一瞬间，只见青蛙以迅雷不及掩耳之势，对准苍蝇腾身一跃，张开大口，翻出舌尖，一下子就把苍蝇粘住，“勾”进嘴里。这是多么奇特的发现和捕捉食物的方式啊！

原来，青蛙的眼睛对静止的东西视而不见，对运动的物体却是明察秋毫哩！青蛙正因为具有如此特殊的视觉特性，所以能够准确地捕捉昆虫、逃避敌害。

蛙眼具有怎样的结构特点，因而使青蛙有了这样奇异的本领？科学家们经过深入研究发现，青蛙眼睛的视网膜由三层细胞组成：光感受细胞层，中间联系细胞层，神经节细胞层。

第一层的光感受细胞把外界景物的影像成在视网膜上，并把影像转换为神经电信号；第二层联系细胞负责将电信号传给第三层；第三层神经节细胞则检测影像特征，并将这些电信号编成密码传给大脑。

神经节细胞又分为四类，每一类都执行特定的检测功能，只对运动目标的某一特征有反应，分别辨认、抽取视网膜图像的不同特征。这样，就把一个复杂的图像分解成了几种易于辨认的特征，提高了发现与辨认目标的速度和准确性。因此，科学家们把这四类神经节细胞称为“检测器”，分别是“边缘检测器”、“凸边检测器”(也叫“昆虫检测器”)、“反差检测器”和“变暗检测器”。这四种检测器共同作用，就可以使青蛙只对与它生存有紧要关系的景物有反应了。

边缘检测器，只对比周围环境亮或暗的景物边缘有反应；凸边检测器，只对像昆虫那样移动的景物弯曲的凸边有反应；反差检测器，只对亮度的变化有反应：而变暗检测器，只对光强的减弱即阴影有反应。这四种检测器的作用综合在一起，就使青蛙的眼睛既对“前端圆圆的快速移动的物体”特别敏感——有这样特征的是它喜欢吃的昆虫，也对那些“有很大的阴影的快速运动”的天敌特别敏感。而对于它的生存没有意义的事物，如不动的或摇动的树木和草叶则都没有反应。

不难看出，蛙眼所起的作用，远远超出了一点不漏地把景物拍摄下来的照相机的工作范围。蛙眼不仅可以把所看到的物体的图像呈现在视网膜上，而且能够分析所看到的图像，挑选出特定的图像特征，然后经视神经“通报”给大脑。

经过大自然的“精雕细刻”，蛙眼的这套视觉检测系统已经达到了十分完善的地步。蛙眼对背景不起反应，而是集中注意相对于背景运动具有特定形态特征的物体。一旦一只昆虫或者天敌的“影子”从眼前掠过，它立即就会做出反应，扑向食物或者逃进水中。也就是说，蛙眼看到的只是对它的生存有意义的景物。例如，运动的天敌和食物对它的生存十分重要，水塘是它的栖身之地，都是对它生存有意义的景物。青蛙视觉器官的这一特性，给“运动目标探测器”提供了设计原理和模型。

提示

模拟蛙眼视觉特征以建造军事装备的研究工作已经取得了很大进展，根据蛙眼的视觉原理，借助于电子技术。人们制成了多种被称为“电子蛙眼”的检测装备。这些“电子蛙眼”可以像蛙眼那样，从它所“看”到的许多物体中准确无误地识别出特定形状和运动状态的物体。  这种图像识别能力正是雷达系统所需要的。根据蛙眼的视觉特性改进的雷达系统，能够很好地从背帚中区别出目标来，因而提高了雷达的抗干扰能力，能够快速而准确地识别出飞机、舰艇、导弹等。尤其是，它能够根据导弹的飞行状态，把真导弹与假导弹区分开来。从而不会被作为“诱饵”的假导弹所迷惑。它还可以有效地把设定要搜索的目标与其他物体分开。

模仿蛙眼的工作原理，人们还制成了另一种“电子蛙眼图像识别机”，它可以成为机场飞行调度员的出色助手。这种装置能监视飞机的起飞、降落。若发现飞机将要相撞。还能及时发出警报。

国外已投入使用的一种卫星跟踪系统。就是模仿蛙眼原理工作的。有了这种跟踪系统。就可随时准确地分辨与接收侦察卫星搜集到的各种有用信息了。P19-22

小学、初中学生的科学素质培养，关系到“科教兴国”的基础，是目前我国教育和科普工作中的一项重要而艰巨的任务。

两年前在一次科学家茶话会上，几位科学家提出：面对这样的任务，科学界能够做些什么？自己能够做些什么？经过几番讨论，有了一个构想：编写一套适应高小、初中教师和学生的需要、以阐明科学思想和科学方法为主的科普丛书。

目前，高小、初中阶段的科学素质教育，仍是一个需要积累经验、力求完善的课题。为此编写的教材和以介绍博物知识为主的科普读物，一直得到重视并不断有所增益。而以阐明科学思想和科学方法为主的读物，尽管更加贴近素质教育，却相对薄弱。本套丛书的目的就是尝试使这个薄弱的方面得到一些加强。

科学思想和科学方法，有理念的乃至哲学的一面。而实践体验，则必须结合具体的“一事一物”。这使得这方面的科普不同于系统知识和博物性质的科普。但是，科普的内容归根结蒂是出自科学家的工作，而科学家的工作——研究科学，正是针对着“一事一物”运用其科学思想和科学方法的过程。因此，一个科学家，特别是“身经百战”的科学家，对古今科研事例，包括对自身科研经历的体验，梳理一下表达出来，就会是对科学思想和科学方法很好的普及。

于是我们把编写的方式定为“科学家讲科学”，并以此作为丛书的名称。这种构思得到了北京理工大学出版社的支持。我们陆续组织了不同学科、热心于青少年科普的科学家们草拟结构、分工编写，邀请同行们参加撰稿，并于2004年出版了第一辑作为实验本。现对第一辑进行修订，与其后组织的稿件一同出版，共结成5辑。每辑包括30余篇适于中小学教师使用，并适合于中学生阅读的科普短文。文稿的编撰原则是每篇讲述一项科学知识和过程，并在正文之外加旁注和跋作为导读，着重阐明其中的科学思想和方法，以引发读者思考和探究。

书中文章各自独立，一事一讲，互不牵制。不同学科之间在篇数上保持大致的平衡。文章分两类，一类是新的创作，是主体；另一类是若干科普佳作的直录。两者的正文均保持作者自己的风格，作者以及编者利用旁注和跋以实现导读和提示。

思想和方法都是发展的。我们希望帮助读者领悟，但更重要的是启发读者思考。科学思想和科学方法都是用于科学问题的处理，而处理问题的途径从来都不会是独一无二的，都必须依靠判断和选择。所以我们主张在导读中不但不去回避，而且要尽力表达不同的观点。有了分歧和比较就有了更加宽阔的思考空间，而往往是从思考碰撞出的火花中人们找到了发展的种子。

当前，我国中小学的科学素质教育任重而道远，对教师队伍的科学素养和创造性劳动提出了更高、更迫切的要求。希望这套丛书能够成为奋斗在中小学教育第一线的老师们乐于相携、便于咨询的伙伴。

科学是美丽的，科学往往是生活中真善美的现场，好奇、怀疑和智慧运行的疆域。长期以来，那么多人让自己停留在动人的科学探索现场之外，多么遗憾！

——沈致远