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內容簡介
愛因斯坦冰箱是什麼?它如何應用在核子增殖反應爐的製冷系統?
1755年的里斯本大地震,如何震出一頁新歷史?和牛頓力學的世界體系又有什麼關聯?
法拉第感應定律引發了一波波的新發現,影響到二十年後的無線通訊時代,也開啟了電力的時代。
作者從物理學家的發現、研究到發明的故事,引領讀者認識天文物理、電磁學、熱力學……
一直到二十世紀的現代物理,瞭解物理學家如何思考,為物理學奠定基礎,改變了人類歷史,形塑了我們現在生活的世界。
人類最早發現大自然運作規則之處,是源自對浩瀚的星空觀察。而牛頓的力學系統就是從研究行星運動而來的。
到了十九世紀,隨著科學家孜孜不倦的努力,更多的物理現象被涵蓋進來,像是電磁學與熱力學,
而電磁學的單位大多是以發現相關定律的物理學家來命名的。
進入二十世紀之後,相對論改變了我們對時空的理解,重力波也首次被探測到,
這個根基於愛因斯坦提出的廣義相對論終於被證實了,這百年的追尋又是怎樣一個過程?
每一個影響人類歷史進展的研究發現或發明,均非一蹴可及,都是科學家夜以繼日或苦心造詣的研究與觀察,是研究者演繹或推翻前人理論成果而來。每顆星星的發現、每個研究的新定論都環環相扣,相互關聯,作者引領我們從書中四十多位物理學家的故事中,理解這些科學發現與理論演繹的發展過程和思考邏輯;物理,不再只是難懂的符號與公式,而是生活中可以親近的科學。
透過本書,你可以認識以下四十多位改變歷史的科學家,以及他們的理念、研究與發明:
伊斯蘭第一位天文學家花拉子米、測量地球的穆薩三兄弟、發現彗星的哈雷、打破蒼穹界限的赫歇爾家族、
天體力學的先驅巴宜與拉普拉斯、天王星的發現者勒維耶、芮氏地震規模的制定者芮克特與古登堡、
子午線的制定者法國總統阿拉戈、走了四千萬步丈量日本地圖的伊能忠敬;
開啟熱力學大門的卡諾父子、維多利亞時代的物理巨擘開爾文男爵、開創熱力學的克勞修斯、
為原子而死的波茲曼、建立現代統計力學架構的吉布斯、二維易辛模型的昂山格;
現代物理背後的推手羅倫茲、確立原子序的莫里斯、廣義相對論的史瓦西、發現中子的查德威克、
原子彈計畫的法蘭克與西拉德、日本的原子彈F計畫與理研的二號研究、磁核共振NMR之父拉比、
量子電動力學的許文格、東洋的粒子物理先驅坂田昌一。
以及藏在電磁單位背後的英雄們:庫倫、伏打、厄斯特、安培、法拉第、韋伯、亨利、歐姆、馬克士威、赫茲以及特斯拉。
目錄
第一部 天文中的物理
人類最早發現大自然的運作規則是源自對浩瀚星空觀察。哥白尼的日心說在克卜勒行星運動三大定律的加持下,穩穩地成為天文學的基礎。而牛頓的力學系統就是從研究行星運動而來的,所以要了解物理學的演進,就要從天文學開始。
1-1尖塔下的星空(一):從巴格達到開羅
1-2尖塔下的星空(二):從撒馬爾干到伊斯坦堡
1-3愛德蒙.哈雷與他的慧星
1-4英法天文台的子午線之爭
1-5打破蒼穹界限的赫歇爾家族
1-6天體力學的先驅巴宜與拉普拉斯
1-7英法千年恩仇錄,誰先發現海王星?
1-8里斯本大地震,震出一頁新文明史
1-9熱愛物理的法國總統阿拉戈
1-10丈量日本的伊能忠敬
1-11砲利之道,從腓特烈大帝到拿破崙
1-12斯托克斯用數學描述森羅萬象
第二部 電磁單位背後的英雄們
電磁學單位大多是以發現相關物理定律的物理學家來命名,像庫倫、伏特、安培、法拉第、韋伯、高斯、特斯拉、亨利、歐姆等等,這些留名青史的大人物們,在數百年後還陰魂不散地造成學生的困擾,各自有著精彩的人生故事。讓我好好地介紹這些創造電磁學的前輩們的生涯故事,希望讓大家對這些人名有更鮮活的印象。
2-1電量的單位:庫侖
2-2電壓的單位:伏特
2-3磁場的單位:厄斯特
2-4電流的單位:安培
2-5電容的單位:法拉
2-6磁通量的單位:韋伯
2-7電感的單位:亨利
2-8電阻的單位:歐姆
2-9磁通量單位:馬克士威
2-10頻率的單位:赫茲
2-11磁感應強度的單位:特斯拉
第三部:熱力學
十九世紀被納入古典物理的現象是熱。十九世紀初,科學家們普遍把熱想像成物質,法國的年輕工程師卡諾在熱質說的前提下,開始思索熱機效率極限的問題,開啟熱力學的大門。二十年後,英國的焦耳以實驗證明,熱不是物質而是一種能量的形式。
3-1卡諾父子與他們的熱血世代
3-2維多利亞時代的物理巨擘開爾文男爵
3-3開創熱力學的克勞修斯
3-4為科學而生,為原子而死的波茲曼
3-5建立起現代統計力學架構的吉布斯
3-6解人所不能解的鬼才昂山格
第四部:二十世紀之後的物理
進入二十世紀之後,物理經歷一番天翻地覆的改變,相對論改變了我們對時空理解,重力波也首次被探測到,這個根基於愛因斯坦提出的廣義相對論終於被證實了,這百年的追尋又是怎樣一個過程?
4-1現代物理的推手羅倫茲
4-2隕落在一戰戰場上的科學家
4-3發現中子的查德威克
4-4大英帝國的原子彈計畫
4-5諤諤雙士:法蘭克與西拉德
4-6日本的原子彈計畫:理研的二號研究
4-7 F計畫
4-8核磁共振之父拉比
4-9孤高的物理學家許文格
4-10東洋的粒子物理先驅坂田昌一
4-11重力波的前世今生
延伸內容
高崇文教授是我看過整合物理與歷史最厲害的狠角色!不同於現今書市常見,針對相同的軼事重複呢喃,或是專挑迷人的課題吸引眼球,他以專業的眼光,帶你穿越時空的隔閡,彷彿搭乘時光機,重回歷史現場觀看科學的發展。~~林秀豪 國立清華大學物理系教授
我跟著阿文老師的故事一步步地重新認識物理學的發展,重新認識這些物理學家們,遠比物理觀念更重要的東西,清楚地在文章中浮現──科學的發展是一種集體的行為,而非獨立個體。~~陳惠玉 國立中興大學物理系教授、《物理雙月刊》總編輯
科學研究的發展,總是伴隨著社會背景與歷史事件演進,從來不是單一個人能夠橫空出世,獨創而成。本書由這個角度切入科學家的生平介紹,讓每一個被描述的人物,均生動地活現起來。書中沒有什麼令人望而生畏的方程式,有的只是滿滿的歷史情懷。~~楊仲準 中原大學物理系副教授、台灣中子科學學會副理事長
作者資料
高崇文
作者長期在台灣知名科普網站與雜誌《物理雙月刊》主筆〈阿文開講〉專欄,用輕鬆有趣的文字將科學家的生平和研究歷程來帶入物理的發展史,以及貼近生活的重要物理知識,並以淺顯易懂的方式表達繁複的物理概念,將抽象的概念具體展現或圖像化。 現任: 中原大學物理學系教授 中原大學高能中心主任 國立交通大學兼任教授 國立中央大學兼任教授 《物理雙月刊》專欄〈阿文開講〉主筆 研究領域:高能物理 學經歷: 美國馬里蘭大學物理博士 德國法蘭克福大學理論物理所宏博學者 臺灣大學物理系博士後研究員 英國曼徹斯特大學物理系博士後研究員 北卡羅萊納州立大學物理系博士後研究員 清華大學國家理論科學研究中心物理組客座助理教授 臺灣中原大學物理學系副教授 德國麥茨大學核子物理研究所訪問教授 相關著作:《愛因斯坦冰箱:從科學家故事看物理概念如何環環相扣,形塑現代世界》注意事項
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