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物理學家的科學講堂:理解科學家的思考脈絡,掌握世界的定律與真理
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- 作者: 田中幸, 結城千代子著
- 出版社:台灣東販
- 出版年:2022
- ISBN:9786263048423
- EISBN:9786263290556 EPUB
- 格式:EPUB 版式
從「人物」解讀科學的歷史!
現代科學從我們身邊的各種現象,乃至包含地球在內的宇宙的誕生到終結,都已經可以給出廣泛的解釋。現代科學有時會被當成一個整體,有時則會被分成我物理、化學、生物、地球科學,但這四個領域本來其實是沒有分界的。因為它們全都是為了解釋這個世界而存在的研究和知識。
早在很久很久以前,就連科學這個概念本身都還不存在的時候,人類便開始思考、探究、創造,嘗試許多除了單純的求生以外的事情。這世界上存在許多喜歡觀察身邊的環境,對各種事物感到好奇,於是追究他們的關聯、原理、成因,並嘗試去預測它們的人。
最終科學演化成一種以無論何時、何地、任何人都能辦到的驗證為根基,講求檢驗,以「實驗」為核心的思維。所謂的驗證的就是反覆確認。我們常聽到可驗證性、可重複性等字眼,而它們正是科學的重要之處。也就是說,只要進行與前人一樣的實驗,就能得到與前人相同的結論。而重複進行實驗,一定能帶來更進一步的發展。
在各種科學中,物理學的工作是將宇宙的原理拆解成最基礎的組成元件。物理學研究的對象,包含物體的運動、結構、溫度變化、聲音和光、電和磁等等,目的是找出我們身邊萬事萬物共同的基本規則和關係。現代科學家要找出某個問題的答案時,通常會先建立假說,做出預測,然後進行「實驗」,從實驗結果找出規律性。而這個方法最早就是由物理學發展而來的。還有,物理學的另一項特徵,就是會用數學式來描述世界的基本定律。
然而,在現在最尖端的物理學領域,最流行的卻是以夸克為首的基本粒子、大霹靂、黑洞等與宇宙有關的研究。從現代物理學的角度來看,發現重力和電的真面目,都已經是相當古老的事件。去回溯這些古老發現的足跡,乍看之下只有浪漫或歷史性的意義,對於學習科學沒有太多幫助。但這並不是事實。我敢清楚斷言,認識以前的科學家們的大腦,對生活在現代的我們絕對有幫助。
例如,有些在現代早已被推翻的古希臘先哲亞里斯多德的思想,仍常常被現代人自然地當成常識。所以去認識這些思想是如何被推翻的非常重要。還有,出生在日本的關原之戰時代的伽利略,以及伽利略以後的科學家們的思想,直到今日依然沒有褪色。這是因為物理學是一門藉由亞里斯多德時代的思想中仍沒有的「實驗」,經過許許多多科學家的經驗積累而成的學問。因此回溯這個累積的過程同樣十分重要。
閱讀本書時的重點,除了認識那位科學家發現了什麼、發明了什麼外,更重要的是去認識他們思考的脈絡。愛因斯坦曾說「思考本身就是目的」。物理可以說是一門為「思考」提供了良好題材的學科。希望本書也能成為大家「思考」的契機。
本書特色
解答國中生、高中生、大學生關於物理的所有疑惑,收錄了15個對學習高中、大學物理有幫助的主題。
每個主題都會用三位科學家解說,了解「科學家如何思考」,打好物理學習的基礎
- 書封
- 前言
- 第1章 力學之一(運動)
- 亞里斯多德
- 伽利略
- 笛卡兒
- 從生活思考科學:物理學中的「運動」是什麼?
- 專欄:李奧納多‧達文西與摩擦力
- 第2章 大氣壓與真
- 托里切利
- 帕斯卡
- 格里克
- 從生活思考科學:什麼是「壓力」?
- 專欄:人們早在江戶時代就知道空氣的存在
- 第3章 力學之二(萬有引力)
- 虎克
- 牛頓(第6章也會出場)
- 卡文迪許
- 從生活思考科學:什麼是萬物皆有的「萬有引力」?
- 專欄:牛頓活躍時代的日本
- 年表① 對力學的建立貢獻卓著的科學家們
- 創造歷史的科學家的名言①
- 第4章 溫度
- 塔斯卡尼大公斐迪南二世
- 攝爾修斯
- 克耳文男爵
- 從生活思考科學:什麼是「溫度」?
- 專欄:「溫度計」的發展史
- 第5章 熱力學
- 瓦特
- 卡諾
- 焦耳
- 從生活思考科學:認識熱力學的發展史
- 專欄:新概念「熵」的出現
- 年表② 對熱力學發展貢獻卓著的科學家們
- 創造歷史的科學家的名言②
- 第6章 光之一(波的探究)
- 牛頓(第3章也有出場)
- 惠更斯
- 楊格
- 從生活思考科學:不可思議的光學現象
- 專欄:什麼是反射所有光的全反射?
- 第7章 聲音
- 傅立葉
- 都卜勒
- 馬赫
- 從生活思考科學:聲音的性質
- 專欄:畢達哥拉斯與音階
- 年表③ 與波的研究有關的科學家們
- 創造歷史的科學家的名言③
- 第8章 磁與電
- 吉爾伯特
- 庫倫
- 高斯
- 從生活思考科學:靜電與磁鐵有何不同?
- 專欄:貴族們也沉迷其中的靜電
- 第9章 電流
- 伏打
- 安培
- 歐姆
- 從生活思考科學:什麼是「帶電」
- 專欄:電流與磁場的研究者‧奧斯特
- 第10章 電磁波
- 法拉第
- 馬克士威
- 赫茲
- 從生活思考科學:什麼是電磁波?
- 專欄:電波是哪種電磁波?
- 年表④ 電磁學的發展與科學家們
- 創造歷史的科學家的名言④
- 第11章 原子的結構
- J.J.湯姆森
- 長岡半太郎
- 拉瑟福
- 從生活思考科學:解開原子結構之謎的契機是花粉
- 專欄:打開核能的大門
- 第12章 輻射線
- 倫琴
- 貝克勒
- 瑪莉‧居禮
- 從生活思考科學:輻射很可怕嗎?從頭開始認識輻射
- 專欄:被應用在各種領域的輻射線
- 第13章 光之二(波粒二象性)
- 愛因斯坦
- 康普頓
- 德布羅意
- 從生活思考科學:光到底是什麼?從生活的例子到相對論
- 專欄:量子力學與愛因斯坦
- 第14章 量子力學
- 普朗克
- 波耳
- 薛丁格
- 從生活思考科學:什麼是量子力學?認識量子力學的概念和原理
- 專欄:朝永振一郎與同時代的科學家們
- 第15章 基本粒子
- 狄拉克
- 費米
- 蓋爾曼
- 從生活思考科學:認識基本粒子研究的大型設施
- 專欄:日本科學家的活躍‧湯川秀樹與坂田昌一
- 年表⑤ 與原子研究有關的科學家們
- 創造歷史的科學家的名言⑤
- 參考文獻‧網站一覽
- 索引
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