科技文化的发展，从探究无际的星空开始，面对的是"宇观世界"，然后转向人类周围，现一般称"宏观世界"。研究继续向纵深发展，人们逐渐发现宏观世界中的科学规律往往不能从宏观层面上得到解释，细胞的发现就是明证。周期律的存在以及电器的应用，使科学家意识到无机世界的构造并不能在原子层面上得到完满的解释。就这样，向"微观世界"或者说是向"小人国"的进军开始了，这一进军是在两条战线﹣﹣有机和无机世界里同时进行的。
在向有机世界进军的行列里，先要谈法国的路易·巴斯德（~)。巴斯德出身十分贫寒，祖上不是种田、就是作工，父亲是个穷皮匠，母亲是工人家的女儿。不过路易的父亲很有志气，自己省吃俭用，把血汗钱省下，供路易上学，那时路易已9岁，小路易的许多阔同学反不及他幸运，因为这位皮匠父亲，不但时常鼓励自己的儿子，还常常在灯下陪伴儿子一起学习。路易长大后，父亲把他送到柏桑宋的皇家学校深造。
路易·巴斯德没有辜负父母苦心，他学习成绩非常好，不久便基本上自立了。他为学校工作，当数学物理助教，这样他的膳宿由学校包下，还能得到法郎的薪俸。经过不断的努力，巴斯德进入了当时法国颇有声誉的巴黎高等师范学校，在那里的学习生活，为巴斯德后来的科学发现奠定了基础。
巴斯德学习十分刻苦，但决非"两耳不闻天下事"。在法国革命浪潮汹涌的年，巴斯德拿起了枪，为自由而战，并把自己的积蓄统统捐给了共和军。就在这前后，他的研究也在飞快进展。他对酒石酸的旋光性（偏振光通过酒石酸振动面会发生旋转的现象）进行了系统的研究，并提出同样化学成份的有机物，由于分子结构不同，有不同的旋光性。这一现象的发现，给巴斯德带来了荣誉。他被提为教授，获得英国皇家学会的奖励，还被授于法国骑士勋章。不仅如此，这一研究还把巴斯德带入微观世界中。
巴斯德高于同代人之处，在于他很重视实际应用，这使他能从实践中获得新的思路。一次，一位酒厂老板向他求助，希望他帮助自己解决葡萄酒、啤酒长期存放变质问题，巴斯德接受了这个任务。他通过实验证明，有机质的液体中会产生微生物，这一结果否定了当时流行的"微生物是自然产生的"这错误看法。
巴斯德有这样一句名言："当你做成功一件事，千万不要等待着享受荣誉，应该再作那些需要作的事。"当别人因为他取得的成功而尊崇他时，他谦虚和真诚地说："你们应该尊重的是科学。"对科学研究他非常认真，他说："直到事实无可怀疑为止，否则，你自己总是要怀疑的。"他从不取巧或碰运气，而是坚信："所谓好机会，只能存在于有准备的心里。"
巴斯德的研究成果，再一次证明，科学对"造福人类"能作出何等的贡献。他通过研究发现，将较少的细菌注射入人体，会使人增强对这种病菌的抵抗力，从而使他培养出狂犬病疫苗。光是年，巴斯德救治了近个病人，死亡率只有0.94%，即不到百分之一。他发现了抵抗羊的炭疸病猪的丹毒病和鸡瘟的各种注射剂，对养蚕业也作出了贡献。他的学生则发现了白喉抗毒素。
和巴斯德的研究成果同样伟大的是巴斯德的人格。他从未因自己获得的荣誉而骄傲，他曾说："你所尊敬的应是科学。"他也从来不躺在自己成绩上享乐，因为在他看来，"一个真正的科学家，他所作的各种工作，都不应该为了自己的享受。"下面这段话更能体现出巴斯德的人格，这话是对他父亲说的。
"哦！我亲爱的爸爸！你的生活，正像你的工作那样简陋；但你的精神高尚，却超过了你的身份。你曾经告诉我，在一种工作中长期忍耐着才能够得出成绩来，那种好处实在是说不完的。"
巴斯德和施莱登、施旺、微耳等探索着生命王国中的微观世界；物理学家、化学家们则向无机王国中的微观世界进军。这里的许多事件，教科书上讲了不少，本书着重介绍的依然是有关科学方法，或者说是"进军路线"。
从道尔顿建立"原子论"后，很多化学家感到不大满足，总觉着应找出些办法，把原子分割开。他们绞尽脑汁，使出了各种解数，加热、蒸馏、蒸发、熔化、冷却等等，可是原子"巍然不动"，依旧如故。化学家们费了九牛二虎之力，没干成的事，却被一种"物理仪器"一一放电管给完成了。
这是在19世纪中叶，英国有位物理学家兼化学家名叫克鲁克斯（~)，他发现放电管中，有一股从阴极流向阳极的"粒子流"。带电体同性相斥，异性相吸，这是众所周知的常识，这粒子流离开阴极飞往阳极，说明这些粒子带电，而且携的是"负电"。因为还搞不清这到底是什么粒子，只好以它的出发点"阴极"命名，称它作"阴极射线"。不少科学家开始注意这阴极射线，化了三十来年时光研究它。其中最有名的一个是汤姆生，读者应该注意，科技文化史上有几个汤姆生，这里讲的是约瑟夫．约翰．汤姆生爵士（~)，他当时在著名的卡文迪许研究所工作。约瑟夫．约翰.汤姆生应用力学方法计算这种粒子的质量，发现它质量很小，还不到原子质量的千分之一，后来经实验证明，是氢原子质量的一千八百三十七分之一。
克鲁克斯创造真空放电管时，还曾发现这种放电管会产生一种"不可见光"，人肉眼看不见它，照相底片却能因其照射而感光。克鲁克斯并没有多加思考，德国科学家伦琴（~）却对它进行了认真的探究。他反复进行实验，证明这决非一种偶然现象，但把它称作什么呢？代数中总用"x"称呼未知数，伦琴就仿此把这人们尚不清楚的不可见光，称作"x射线"。后来科学界把它称作伦琴射线，以纪念这位"X射线"的发现者。
数学家们总要千方百计求出方程中"x"的大小，"X射线"究竟是什么呢？这问题引起了物理学家和化学家的密切注意。在研究中，人们发现能使底片感光的不只是x射线，法国的柏克勒耳（~）发现有些盐类（如铀盐）同样能产生感光效应。这种现象被称作"放射性"，而能产生"放射性"的物质，被称作"放射性物质"。
谈到放射性物质，必要讲居里夫妇﹣﹣比埃尔．居里（~）和玛丽．斯多罗夫斯卡．居里（-)，后者人们常称为居里夫人。由于她在放射性研究中做出了巨大贡献，她成为世界上第一个获得诺贝尔奖金的女性，也是第一个两次获得诺贝尔奖金的科学家。她先后获得8种不同奖金、16种奖章、19个荣誉博士，有23个国家的83个科学部门授予她荣誉称号。
居里夫人不是平白无故地获得这么多荣誉的，她命运坎坷，经历过许多苦难。求学时，她因长期的贫困生活，造成严重贫血以至晕倒；发现镭的研究，经历了十二个寒暑；工作室是小小的棚屋；生活中间又经丧夫之痛（居里先生因车祸而去世）。尽管如此，她却顽强地奋斗，勇敢地探索。用她自己的话说："我天性中勇气占了优势。"居里夫人为研究放射性，献出了自己的一切，她死于严重贫血，这是镭的放性长期作用的结果。所幸的是居里夫人后继有人，她的女儿伊伦．居里（~）和女婿约里奥．居里(~）把她的研究继续了下去。他们发现了人工放射性，并于年共获诺贝尔奖金。
现在轮到卢瑟福（~）出场了。居里夫人的研究为科学家解开原子构造之谜提供了一把"金钥匙"，但钥匙要有用，谜底要人来揭开，这个人便是英国物理学家卢瑟福。科学家中贫家子弟居多，卢瑟福是其中之一。他生于新西兰一个偏僻农村，他学习非常刻苦，靠奖学金进高中，又在校长鼓励下参加大学奖学金考试，进入新西兰大学坎特伯富学院深造。年获得去英国学习的奖学金，进入世界闻名的剑桥大学卡文迪许实验室（卡文迪许是著名科学家，氢的发现者）。
良好的学习环境和个人的奋发努力，使卢瑟福在科学研究中具有敏锐的目光。他注意到居里夫妇的发现，但却另辟蹊经，不是研究放射性元素，而是研究放射性产生的射线。他经过细致的观察，发现铀的射线有两种：一种穿透力很弱，连0.02毫米的铝片都穿不过；另一种与之相反，能穿过0.5毫米左右的铝片。他给这两种射线起了名字，用的是希腊字母表上打头的两个：a（阿发）、B（贝他）。后来他又发现还有第三种射线：r（伽马）射线，这射线穿透力更强。卢瑟福并没有就此止步，他和一位叫索迪（~）的英国科学家一起，合作研究发现原子放射阿尔法、贝塔射线后，性质完全变了，变作另一种元素。这时，卢瑟福以其科学家的远见提出了几个大胆的看法：放射性现象不同于一般的化学反应；原子是可以分割的；原子的结构十分复杂。
这些看法只能是假说，需要用实验和基于实验的推理来证明它。可原子本身就小，既看不见，又摸不到，更不必说"观察"原子内部结构了。这就要靠巧妙的科学方法了。卢瑟福想了个办法，用a射线作"炮弹"来轰击。这里炮轰只是个比方，意思是说让高速运动的阿尔法射线穿过金属片，看看这阿尔法射线的运动路线会是什么样的。结果是大多数阿尔法射线直穿而过，也有少数阿尔法粒子偏转很大的角度，甚至会反弹回来，这说明什么呢？卢瑟福提出了自己的看法。他认为原子结构很像太阳系，只不过有带电成份。原子的"太阳"是原子核，带正电，原子质量主要集中在这里，"行星"——带负电的电子绕着原子核转。原子核尺度比原子小得多，因而才出现上面的结果。
卢瑟福不仅在科学上有巨大成就，在合作研究方面，也作出了榜样。现代科研越来越需要群体的力量，卢瑟福走在了前面。他本人是物理学家，他手下高手云集，不仅有物理学家，还有对研究原子论很重要的化学家﹣﹣索迪，卢瑟福和索迪二人相得益彰。卢瑟福于年获诺贝尔化学奖，索迪则于13年后受此殊荣。卢瑟福周围能人云集；这里有盖革计数器的发明者德国物理学家盖革（~)；发明云室以显现粒子运动轨迹的威尔逊（~，获诺贝尔年物理奖）；有对量子论作出重大贡献的丹麦物理学家玻尔（~)；有以建立x射线光谱，并提出原子序数概念而闻名的英国学者莫斯莱（~)；还有因发现中子而获年诺贝尔物理奖的英国物理学家查德威克（~)；发明质谱仪（分析同位素的仪器）获年诺贝尔化学奖的阿斯顿（~）和发现铀裂变获年诺贝尔化学奖的德国化学家哈恩（~)。现在时机已经成熟，一场科技文化革命即将来临。
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