科学与技术史

人类基因组计划 一、基因的本质 1866 年，奥地利修道士格雷戈尔·孟德尔（Gregor Mendel，1822—1884）发表了他对豌豆杂交实验的结果——他发现了遗传的基本规律。孟德尔发现：遗传因子（后来被称为"基因"）是成对存在的，一个来自父本，一个来自母本；在形成配子时，成对的基因分离；不同性状的基因独立遗传。 ...

人工智能简史 一、人工智能的诞生 1950 年，英国数学家阿兰·图灵发表了一篇题为《计算机器与智能》的论文——他提出了一个著名的问题：“机器能思考吗？“图灵还提出了一个测试机器智能的方法——“图灵测试”：如果一台机器能在对话中让人误以为它是人类，那么它就具有智能。 ...

航天竞赛：从人造卫星到登月 一、太空时代的开端 1957 年 10 月 4 日，苏联成功发射了世界上第一颗人造卫星——斯普特尼克 1 号（Sputnik 1）。这个重 83.6 公斤的铝球在轨道上运行了三个月，发出"嘟嘟"的无线电信号——全世界都能接收到。斯普特尼克的发射震惊了美国——它证明了苏联在火箭技术方面的领先地位。 ...

核能与核武器 一、原子核的发现 1911 年，新西兰物理学家欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford，1871—1937）通过著名的"金箔实验"发现了原子核——他用α粒子轰击金箔，发现大多数α粒子直接穿过，但有少数被反弹回来。卢瑟福惊叹道：“这就像你用 15 英寸的炮弹射击一张薄纸，炮弹却被弹回来打中了你。” ...

半导体与硅谷 一、晶体管的诞生 1947 年 12 月 23 日，贝尔实验室的三位物理学家——约翰·巴丁（John Bardeen）、沃尔特·布拉顿（Walter Brattain）和威廉·肖克利（William Shockley）——发明了晶体管。这个小装置比火柴盒还小，却能完成与真空管相同的功能——放大和开关电信号——但它更小、更可靠、更省电。 ...

移动通信革命 一、无线电的诞生 移动通信的历史可以追溯到无线电的发明。1895 年，意大利发明家古列尔莫·马可尼（Guglielmo Marconi，1874—1937）成功地进行了无线电通信实验——他在意大利的庄园里发送了无线电信号，距离约 1.5 公里。1899 年，马可尼实现了跨英吉利海峡的无线电通信。1901 年，他实现了跨大西洋的无线电通信。 ...

大数据与算法社会 一、数据爆炸 21 世纪初，人类产生的数据量开始爆炸式增长。互联网、社交媒体、移动设备和物联网传感器每天产生海量的数据——到 2020 年代，全球每天产生的数据量达到了约 2.5 万亿字节。 ...

可再生能源革命 一、化石能源的时代 工业革命以来，人类社会主要依赖化石能源——煤炭、石油和天然气。化石能源推动了经济增长，但也带来了严重的问题：空气污染、资源枯竭和气候变化。 ...

CRISPR 与基因编辑 一、CRISPR 的发现 CRISPR（Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，规律间隔成簇短回文重复序列）的故事始于 1987 年——日本科学家石野良纯（Yoshizumi Ishino）在大肠杆菌的基因组中发现了一段奇怪的重复序列。他不知道这些序列的功能——它们看起来没有意义。 ...

量子计算的前沿 一、量子力学与计算 量子计算的理论基础可以追溯到 1980 年代。1981 年，物理学家理查德·费曼（Richard Feynman）在一次演讲中指出：用经典计算机模拟量子系统是极其困难的——因为量子系统的状态空间随粒子数量指数增长。费曼提出：也许可以用量子系统来模拟量子系统——这就是量子计算的最初想法。 ...