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薛丁格的貓:50個改變歷史的物理學實驗

薛丁格的貓:50個改變歷史的物理學實驗

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9789869483445
亞當•哈特-戴維斯
張如芳
大石國際文化
2017年6月12日
127.00  元
HK$ 107.95
省下 $19.05
 
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ISBN:9789869483445
  • 規格:平裝 / 176頁 / 15 x 21 cm / 普通級 / 全彩印刷 / 初版
  • 出版地:台灣


  • 自然科普 > 科普叢書

















    本書的實驗,定義了物理學的研究範疇

    透視有史以來的偉大科學家

    如何透過巧妙的實驗設計,從中探索物理學的世界

    也為人類的科技發展奠定了重要基石





    前言 6



    第一章:早期的實驗:公元前430年—公元1307年 8

    約公元前430年 空氣是一種「東西」嗎?—恩培多克勒 10

    約公元前240年 為什麼浴缸裡的水會溢出來?—阿基米德 13

    約公元前230年 如何測量地球呢?—埃拉托斯特尼 17

    公元1021年 光是如何傳播的呢?—海什木 20

    公元1307年 為什麼彩虹是彩色的?—夫來伯格的希奧多瑞克 23



    第二章:啟蒙時代:公元1308年—公元1760年 26

    公元1581年 磁北在哪裡?—諾曼 28

    公元1587年 大物體或小物體:哪一個落下的快呢?—伽利略 31

    公元1648年 山頂的空氣較稀薄嗎?—帕斯卡 34

    公元1660年 為什麼輪胎要充氣呢?—波以耳和虎克 37

    公元1672年 「白色」是一種顏色嗎?—牛頓 40

    公元1676年 光是以有限的速度前進嗎?—羅默 43

    公元1687年 「蘋果掉下來」的故事是真的嗎?—牛頓 46

    公元1760年 冰是熱的.....嗎?—布雷克 49



    第三章:更廣的領域:公元1761年—公元1850年 52

    公元1774年 你會測量世界的質量嗎?—馬斯基林 54

    公元1798年 你會測量世界的質量嗎(不用到山)?—卡文迪西 57

    公元1799年 沒附電池嗎?—伏打 60

    公元1803年 光散開時會發生什麼事呢?—楊 63

    公元1820年 磁可以生電嗎?—奧斯特和法拉第 66

    公元1842年 有可能拉長聲波嗎?—都卜勒 69

    公元1843年 需要多少能量來把水燒熱呢?—焦耳 72

    公元1850年 光在水裡比較快嗎?—菲左和傅科 75



    第四章:光、射線和原子:公元1851年—公元1914年 78

    公元1887年 什麼是以太?—邁克生和莫立 80

    公元1895年 X光是如何被發現的?—侖琴和貝克勒 83

    公元1897年 原子裡面有什麼?—湯木生 86?? ?

    公元1898年 鐳是怎麼被發現的?—居禮和居禮 89

    公元1899年 能量可以經由空間傳播嗎?—特士拉 92

    公元1905年 光速不變嗎?—愛因斯坦 95

    公元1908-1913年 為什麼世界大部分是真空的呢?—拉塞福等人 98

    公元1911年 在絕對零度時金屬會有什麼性質?—沃斯 101

    公元1911年 把頭埋在雲裡可以讓你得到諾貝爾獎嗎?—威爾森 103

    公元1913年 可以測量粒子的帶電量嗎?—密立坎和夫列契 106

    公元1914年 量子力學比我們想像中的還詭異嗎?法蘭克和赫茲 110



    第五章:更深入探索物質:公元1915年—公元1939年 114

    公元1915年 重力和加速度有關嗎?—愛因斯坦 116

    公元1919年 你可以把鉛變成金嗎?—拉塞福119

    公元1919年 有辦法證明愛因斯坦是對的嗎?—愛丁頓等人 122

    公元1922年 粒子自旋嗎?—斯特恩和革拉赫 125

    公元1923年──公元1927年 一個粒子可以波動嗎?—戴維森和革末128

    公元1927年 所有事情都不確定嗎?—海森堡131

    公元1927年──公元1929年 為什麼宇宙不斷膨脹呢?—傅里德曼等人134

    公元1932年 反物質存在嗎?—安德森137

    公元1933年 重力如何束縛星系?—茲維基140

    公元1935年 薛丁格的貓是死的,還是活的?—薛丁格143

    公元1939年 核子物理怎麼導致原子彈的產生呢?—西拉德和費米146



    第六章:橫跨宇宙:公元1940年—公元2009年 150

    公元1956年 一顆星星誕生了嗎?—塔姆等人152

    公元1965年 宇宙大霹靂有回音嗎?—彭齊亞斯和威爾遜 155

    公元1967年 小綠人存在嗎?—貝爾158

    公元1998年 宇宙正在加速嗎?—珀爾穆特等人161

    公元1999年 為什麼我們在這裡?—雷斯等人163

    公元2007年 這個宇宙裡只有我們嗎?—波拉克等人166

    公元2009年 希格斯玻色子能夠被發現嗎?—希格斯等人169



    索引172

    名詞解釋174

    謝誌和參考文獻 175

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    前言



      物理學大概是最古老的科學,歷史非常悠久。自古人類對事物運作的道理總是充滿好奇,更有不少人絞盡了腦汁,想要解開自然界的祕密。想必曾經有成千上萬的原始民族坐在夜空下,看著月亮和星星在頭頂上移動,想不通發生了什麼事。每一種文化都有自己的傳說用來解釋天象和世界的創造,而物理學則是訴諸邏輯、推論,尤其是實驗,來尋求事實的真相。



      天文學向來是科學發展的先鋒;我們用肉眼就能觀測天空,然後編列星表和星圖,註明奇特的行星運動,以及偶爾出現的流星、彗星和超新星。約公元1600年,望遠鏡的發明讓天文學的發展前進了一步,但因為天文學者不做實驗,所以本書收錄的天文學家很少。



      恩培多克勒的漏壺實驗,和阿基米德在浴缸中的頓悟相隔了200年,在計算和理解的程度上也不可同日而語。希臘文明式微之後出現了一段停滯期,一直到伊斯蘭黃金時代來臨,阿拉伯科學家、工程師和鍊金術士才繼續帶領科學的發展。但之後又來了一段停滯期,直到哥白尼在公元1543年發表著作闡述日心說,和67年後觀察到木星的衛星,使哥白尼學說得到實證支持的伽利略出現後,才有了改變。



      伽利略進行了一系列革命性的實驗,接著勞勃•波以耳和牛頓建立了物理和化學的堅實基礎。後來的科學家憑著這些新的實踐方法和理論,測量出聲速、光速、地球質量和翅膀的空氣動力學。這些成果絕大部分在歐洲完成,尤其是德國;後來美國開始嶄露頭角,從此一路領先。



      到了19世紀末,科學界在短短五年間接連發現了X射線、放射性和電子,這些驚人的成果進一步造就了新的觀念、新的理論和新的實驗,並在20世紀初,在物質本質的理解上獲得了重大突破。



      接下來的兩次世界大戰迫使科學家全心投入軍事研究,結果發明了雷達、微波,托克馬克反應器和核能發電。儘管如此,戰後基礎科學再一次蓬勃發展,尤其是太空人、天文物理學家和太空科學家開始深入探索宇宙的本質。望遠鏡被送上太空,在視野不受大氣干擾的地方觀測星空;電腦的運算能力則依據摩爾定律(Moore’s Law,積體電路上可容納的電晶體數目以每二年加倍的速度增加)成長。



      21世紀是「大科學」(Big Science)的時代,牽涉到史上規模最大、最昂貴的實驗;有的實驗動員了數以千計的物理學家,利用許多超級電腦來分析實驗產生的龐大數據流。



      即使在這一切努力之下,物理學還是永遠研究不完。不論完成多少個實驗,每個實驗都會帶出新的問題,所以一直會有問題等待解答。

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