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一次看懂自然科学(用科学家强大的学术背景,普及通识教育,一探科学之美!)


一次看懂自然科学(用科学家强大的学术背景,普及通识教育,一探科学之美!)

作  者:刘炯朗 著

出 版 社:山西人民出版社

出版时间:2012年12月

定  价:28.00

I S B N :9787203079439

所属分类: 少儿  >  少儿科普    

标  签:百科  科普 百科  童书  

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TOP内容简介

  这是来自科学家、教育家的科学和人文关怀,用最趣味、看似最简单的文字讲述最深奥、最广博的科学知识。

  作者工科出身,却文学、历史、哲学、艺术等修养深厚,学贯中西,自称“深受西方影响的中国读书人”,倡导无目的地快乐读书,让学习的兴趣自由成长。可以将各种科学知识和人文历史信手拈来,再最自然地将之融为一体,然后深入浅出,如行云流水般地娓娓道来,为读者开启一道道科学之门,天文、地理、数学,艺术、文学历史……包罗万象,融会贯通,课堂里十年也学不完、学不会的知识,在这里却是完善自我、滋养心灵的精神食粮。这样的能力其中之一来自作者多年读书的积累,而作者期待的是让年轻一代感受到他读书的快乐,并也能拥有这种快乐和这份能力。

  《一次看懂自然科学》收录26篇自然领域的相关文章,分为“谈天”、“说地”、“论人”三大部分,用轻松诙谐的笔调带领读者一窥科学之美。

  银河为什么又叫牛奶路?外星人到底存不存在?为什么圆形是最经济的形状?你是不是忙不停又瘦不了?阿基米德发现浮力是在澡盆里?现代人生病是压出来的?

  原来科学发明充满了各种偶然

  原来玄奥的科学知识如此地妙趣横生

TOP作者简介

  刘炯朗,广东省中山县人,麻省理工学院电机博士,台湾著名教育家、科学家,2011年卡夫曼奖(Phil Kaufman Award)获得者,该奖项被认为是电子设计自动化界的诺贝尔奖。先后当选美国电子电机工程师学会院士、美国计算机协会(ACM)杰出会员。曾任教于麻省理工学院、伊利诺大学,于1998年出任台湾清华大学校长,2000年当选台湾中研院院士,2002年从清华大学退休。近年悠游于写作、广播、演讲等领域,幽默的谈吐、丰富的学识及深厚的涵养深得学生及阅读大众的喜爱。

TOP目录

1 谈 天

天有多大?

宇宙的中心点

寻找外星人

德瑞克方程式

从大爆炸开始

追星有一套

世上最幸运的人

霍金与黑洞

时间是圆的

再探爱因斯坦的梦

2 说 地 

阿基米德的顿悟

科学中的偶然

花粉、染料、抗生素

眼睛会说话

圆周率怎么来?

从打喷嚏说起

蝴蝶变贵人

炸弹客与王羲之

3 论 人

当老虎来敲门

压出来的文明病

忙不停又瘦不了?

鸦片接受器与难忘的猫王

睡得好,人不老

学会与压力共舞

完美的追求

基因工程时代的伦理观

TOP书摘

  世上最幸运的人

  全身瘫痪快五十年的科学家霍金,在天文物理学方面有非凡贡献。

  从他身上,我们看到了勇气、毅力与感恩。

  2007年4月26日,报上有一条不见得每个人都注意到的新闻——鼎鼎有名的霍金教授在美国佛罗里达州参加了零地心引力的飞行。

  将近70岁的霍金是英国剑桥大学的教授,也是当代最杰出的天文物理学家之一,在对黑洞的研究上有开天辟地的贡献。他在二十岁出头时候罹患了运动神经细胞的疾病,多年下来,他不但无法走路、无法举手,甚至不能够讲话,但是,他持续不断地从事研究工作,成就首屈一指。霍金教授飞行的新闻让我想起几个有趣的话题:什么是零地心引力的飞行?霍金教授罹患的是什么疾病?

  大家都知道地心引力是牛顿发现的。当牛顿看到苹果从树上掉到地面时,他不禁问道:“为什么苹果往地面掉,而不是向左右横飞呢?”牛顿的万有引力定律说,两个物体间的吸引力和两者的质量成正比,和两者的距离平方成反比。所以,地球和苹果,地球和一个人,地球和天空中的一只鸟、一架飞机之间,都有互相吸引的力,这就是地心引力。

  体验无重力状态

  当我们站在地上或者坐在椅子上,地球对我们的身体有一个吸引力,按照牛顿“作用力和反作用力相等”的定律,地板或者椅子的表面对我们的身体产生一个反作用力。地球的吸引力是往下拉,这个反作用力是往上推,两个力的大小是相等的,所以,我们的身体会维持平衡不动;当我们用磅秤去量体重或者对自己的身体重量的感觉,感觉到的就是这个反作用力的大小。那么,既然地心引力和它的反作用力大小一样,有什么差别呢?没错,地心引力是不变的,但是,当其它力量加在我们身上时,全部的反作用力会增加或者减小,我们的重量也因而改变。

  例如,当水给我们身体一股浮力时,地心引力是往的,浮力是往上的,相减之后反作用力会减小,使我们觉得比较轻。再者,当人造卫星绕着地球旋转时,旋转所产生的离心力和地心引力相抵消,所以在太空舱里会达到无重量的状态。严格来讲,无重量是比较准确的说法。零地心吸引力描述同样的物理现象,事实上地心吸引力是被抵消了,并非不存在。最后,当我们在电梯、飞机或者火箭里,不论加速或减速,我们的重量会跟着改变。这正是高中时学的物理,加速度和力是有直接关系的。

  当飞机或者火箭向上加速时,身体的重量会增加,尤其火箭升空时加速很大,所以航天员感到重量的压力也很大。反过来,当电梯或者飞机迅速向下加速时,我们身体的重量会减小。这就是霍金教授在4月26日坐在飞机里体验零地心引力的基本物理原理。

  多年来,美国太空署都用飞机在空中迅速往下冲,达到零地心引力,来训练航天员。1993年,有一家专门提供太空的旅游和娱乐活动的商业公司,名字就叫做零地心引力。他们用一部经过改装的波音747飞机,每次升空90分钟,收费3,750美元(不过,霍金教授是免费的),飞机沿着一条抛物线的航道向上爬升,然后向下俯冲,每次乘客可以有30秒钟的时间体验地心引力或者1/3的地心吸引力(那是火星上面的火星引力),或者1/6的地心引力(那是在月亮上面的引力)。在90分钟的飞行时间里,飞机会爬升、俯冲来回10至15次,让乘客有七八分钟的时间体验地心引力的消失或者减低,也就是没有重量或者重量减轻的感觉。当然,正如前面所讲,在这一升一降之中,乘客也会体验到重量的增加,不过,最大增加到1.8G,是地心引力的1.8倍,全程都相当安全。飞机的飞行高度是三万英尺,每次最多可以载30位乘客,现在乘客可以选择在拉斯维加斯或佛罗里达起飞,还可以通过网络预先订位,你有兴趣试试吗?

  为什么霍金教授要尝试这样的飞行?他说,人类必须到太空发展,尤其是当地球上充满了暖化、传染病等危险的今天,私人、商业、营利机构都可以参与太空的发展,不一定得靠政府机构完全负担。对一个六十多岁、全身瘫痪、世界级的科学家来说,这是个短期而有趣的旅程。

  与众不同的一生

  霍金17岁时进入英国牛津大学念物理。据老师说,他并未整体埋首于书堆,也不写笔记,不过大家都知道他的脑袋与众不同。按照英国的大学制度,学生毕业的时候,按照学业成绩可以得到一等或者二等荣誉,霍金的成绩在这两个等级的边缘,他得参加口试来决定能不能以一等荣誉毕业。据说,口试委员会马上就相信这名学生远比他们聪明。

  后来,霍金转到剑桥大学念博士学位,从物理改行到理论天文学和宇宙论。21岁时,他发现自己罹患运动神经细胞的疾病,这种病人会逐渐失去神经对肌肉的控制,至今仍无法完全治疗。医生跟他说:“您还是回去念您的博士学位吧!”当时,他不知道自己能活多久,数学底子也不够好,有点灰心丧气。霍金在刚得病的时候与简?怀尔德女士订婚,后来当他的病情逐渐稳定下来,他们结婚了并育有三个小孩。婚姻带给霍金教授很大的安定力。但是,霍金教授在结婚二十五年后离婚,几年后跟照顾他的护士结婚,不过这段婚姻仅仅维持了11年。

  霍金教授获得博士学位后一直留在剑桥大学,今天他是剑桥大学数学系的讲座教授,这是300多年前由牛顿开始,一脉相承,非常光荣的讲座教授位置。在霍金教授的传记里,大家常常提到,他出生在伟大的天文学家伽利略过世那一天,这应该是巧合而不是转世投胎吧。但是,霍金教授的贡献的确可以视为牛顿、伽利略和爱因斯坦的贡献的延伸和发扬光大。霍金教授念完博士后短短几年,就在天文物理学的领域崭露头角。霍金教授32岁那年当选为伦敦皇家学院院士,也是皇家学院有史以来最年轻的院士。

  霍金教授研究的领域包括:宇宙来源、黑洞、时间和空间的关系、广义相对论和量子重力学,都是非常专门的学问。霍金教授对科学普及也不遗余力,写了科学专书《时间简史,这本书非常畅销,光是版税就五百多万美元。

  霍金教授在罹病后的前十几年,还能够自己吃饭、上下床,后来就要靠轮椅来行动,需要24小时的护理照顾。他讲话越来越不清楚,起初找听得懂他说话的人传译,甚至得把单词的每个字母一一念出来,由别人指着一个字母,他会扬起眉毛表示“是”或者“不是”。后来,他有了一套电脑设备,可以在电脑银幕的字典里选字,然后由电脑的语言合成系统,把他选的字连成句子,发音念出来。他靠脸部肌肉的移动或用嘴吹气来控制电脑,但是,尽管如此,他仍然可以通过电脑系统发表演讲、写研究论文、出书、收发e-mail和浏览网页。2006年,他到香港访问,还开玩笑说,他用的语言合成系统说出来的英文有美国口音,不知道换成有法国系统,大家反应会如何?

  运动神经细胞的作用是把电的讯号送到肌肉,以控制肌肉的动作。人体肌肉运动可以分成:受控制的运动和不受控制的运动。不受控制的运动包括心肌跳动、肠胃肌肉蠕动、呼吸器官肌肉扇动等。受控制运动则是是由运动神经细胞送出的讯号控制的,例如手脚的动作、弯腰、眨眼睛、脸部肌肉的笑容和抽动等等。运动神经细胞分布在大脑和脊髓里,当这些细胞退化、死亡的时候,就不能再把神经讯号送到肌肉,肌肉变得软弱、萎缩,当大脑完全失去处理受控制运动的能力时,患者就瘫痪了。得这种疾病的人,刚开始时会有抽筋、肌肉僵硬、手脚无力、语言不清楚的征兆,肌肉萎缩会蔓延到全身,站立、行走、吞咽、呼吸都会受到影响。不过,通常患者的智力、记忆力和五官的感觉是不受到影响的。

  永远不要对自己失望

  另外一位运动神经细胞疾病的患者,是二十世纪二三十年代,美国棒球大联盟非常出色的球员卢?格里格。他在大联盟前后15年,被认为是美国棒球历史上最好的一垒手,也被选入20世纪最佳球队队员,共打了23场满垒全垒打,外号叫作“铁马”的卢?格里格也是连续出赛2,130场的纪录保持人,这个纪录维持了近50年,在1995年才被打破。他在生涯高峰的时候,发现得了运动神经细胞疾病,不幸地在短短三年内去世。

  在霍金教授描述自己的疾病的短文里,他的结语是:我很幸运,因为我的病情进展得比别的患者缓慢,那也表示我们不要失去希。当卢?格里格得了运动神经细胞疾病,必须从棒球界退休。在洋基球场为他举办的退休典礼上,他说:“今天,我认为我是世界上最幸运的人。”

  在霍金教授和卢?格里格身上,我们看到勇气、毅力和感恩。相信看完他们的故事后,我们每个人都会说:“我认为自己是世界上最幸运的人。”

  ……

TOP插图

 

TOP 其它信息

装  帧:平装

页  数:223

开  本:大32开

纸  张:胶版纸

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