光與槓桿,11項劃時代的人類發明:工業製品×機械動力×電力學……從輪子、蒸汽到電子與影像技術,一場深入機械與電氣原理的技術革命!
內容簡介
文明的齒輪,從火光到電流的發明史
從瓦特的蒸汽機到法拉第的發電機,
一部關於火、電與人類創造力的文明簡史,揭開人類對未知的渴望!
▎啟蒙與動機:從火種到科學精神
本書以回顧人類歷史上關鍵性的發明為核心,從原始社會中人類對火的掌握、錐子的使用、水上航行工具的出現開始,揭示了科技如何從基本工具逐步演進至現代機械與電子裝置。書中以作者自身童年的閱讀經驗為引子,傳遞出一種對機械原理、技術構造的純粹熱愛與探索精神。作者強調,雖然許多年輕讀者未必關心發明者是誰,但他們對於「這東西怎麼運作」的好奇心,是理解技術與科學進步最初的動力。
▎電力的黎明:從厄斯特到法拉第
書中深入介紹了電磁學的開創者──厄斯特、阿拉戈、戴維爵士、法拉第與亨利等人的貢獻,並詳細說明他們如何透過實驗發現電磁感應、自感現象與電流與磁場之間的互動關係。尤其法拉第的電磁感應實驗,被視為現代發電機與馬達的理論基礎。這些發現不僅為照明、電報、電話等現代應用奠定根基,也讓「電」成為無所不在的基礎能源。書中搭配插圖與裝置解說,使讀者能更具體地理解這些抽象科學原理的實際應用方式。
▎機械與動力:發電機與電機的革命
書中第三部分聚焦於發電機與馬達的發展,從早期的皮克西發電機、普爾弗馬克的疊層鐵芯、到湯姆森博士的三相發電系統,呈現了動力機械從理論到實用的發展過程。特別是特斯拉與威斯汀豪斯的交流電發展,使得遠距離高效輸電成為可能,也開啟了大型城市的電力建設時代。這一段落不僅講述發電原理,更涵蓋發電機結構、效率改良與三相電的應用,強調了科學發展與工業需求之間密不可分的關係。
▎科技的延伸:電子、X光與無線通訊
書末轉向電子與原子世界的探索,描述湯木生、密立根等人對電子的發現,以及這些超微粒子如何形塑了現代科技的根基。X射線的發現、真空管的應用、電子管的放大功能等,不僅推動了醫學與通訊的革命,也預示了電子時代的來臨。這些發明最終促成了無線通訊、電視、雷達等高科技的誕生。作者強調,科學不僅是知識的累積,更是一種突破無知與點亮黑暗的力量,是人類文明延續的真正火炬。
【本書特色】:
本書以深入淺出的方式介紹對人類文明影響深遠的發明,從火與輪子的早期應用,到電力、發電機、電子與X光等現代科技發展,皆詳實描繪其原理與運作。作者透過大量插圖與親身經歷,引導讀者理解複雜機械的運作邏輯,並強調發明背後的實驗精神與求知熱情,是一本兼具知識性、啟發性與教育意義的科普經典。
從瓦特的蒸汽機到法拉第的發電機,
一部關於火、電與人類創造力的文明簡史,揭開人類對未知的渴望!
▎啟蒙與動機:從火種到科學精神
本書以回顧人類歷史上關鍵性的發明為核心,從原始社會中人類對火的掌握、錐子的使用、水上航行工具的出現開始,揭示了科技如何從基本工具逐步演進至現代機械與電子裝置。書中以作者自身童年的閱讀經驗為引子,傳遞出一種對機械原理、技術構造的純粹熱愛與探索精神。作者強調,雖然許多年輕讀者未必關心發明者是誰,但他們對於「這東西怎麼運作」的好奇心,是理解技術與科學進步最初的動力。
▎電力的黎明:從厄斯特到法拉第
書中深入介紹了電磁學的開創者──厄斯特、阿拉戈、戴維爵士、法拉第與亨利等人的貢獻,並詳細說明他們如何透過實驗發現電磁感應、自感現象與電流與磁場之間的互動關係。尤其法拉第的電磁感應實驗,被視為現代發電機與馬達的理論基礎。這些發現不僅為照明、電報、電話等現代應用奠定根基,也讓「電」成為無所不在的基礎能源。書中搭配插圖與裝置解說,使讀者能更具體地理解這些抽象科學原理的實際應用方式。
▎機械與動力:發電機與電機的革命
書中第三部分聚焦於發電機與馬達的發展,從早期的皮克西發電機、普爾弗馬克的疊層鐵芯、到湯姆森博士的三相發電系統,呈現了動力機械從理論到實用的發展過程。特別是特斯拉與威斯汀豪斯的交流電發展,使得遠距離高效輸電成為可能,也開啟了大型城市的電力建設時代。這一段落不僅講述發電原理,更涵蓋發電機結構、效率改良與三相電的應用,強調了科學發展與工業需求之間密不可分的關係。
▎科技的延伸:電子、X光與無線通訊
書末轉向電子與原子世界的探索,描述湯木生、密立根等人對電子的發現,以及這些超微粒子如何形塑了現代科技的根基。X射線的發現、真空管的應用、電子管的放大功能等,不僅推動了醫學與通訊的革命,也預示了電子時代的來臨。這些發明最終促成了無線通訊、電視、雷達等高科技的誕生。作者強調,科學不僅是知識的累積,更是一種突破無知與點亮黑暗的力量,是人類文明延續的真正火炬。
【本書特色】:
本書以深入淺出的方式介紹對人類文明影響深遠的發明,從火與輪子的早期應用,到電力、發電機、電子與X光等現代科技發展,皆詳實描繪其原理與運作。作者透過大量插圖與親身經歷,引導讀者理解複雜機械的運作邏輯,並強調發明背後的實驗精神與求知熱情,是一本兼具知識性、啟發性與教育意義的科普經典。
目錄
中文版前言
前言
第一章 電力行業的先驅
第二章 發電機和馬達
第三章 電子和X射線
第四章 電報和電話
第五章 無線電傳輸
第六章 電燈
第七章 原動機
第八章 機械運輸
第九章 家庭和農場發明
第十章 優秀的工業產品
第十一章 影像藝術
前言
第一章 電力行業的先驅
第二章 發電機和馬達
第三章 電子和X射線
第四章 電報和電話
第五章 無線電傳輸
第六章 電燈
第七章 原動機
第八章 機械運輸
第九章 家庭和農場發明
第十章 優秀的工業產品
第十一章 影像藝術
試閱
第一章 電力行業的先驅
在一百多年前的1831年,倫敦皇家研究院的麥可.法拉第和紐約奧爾巴尼市的約瑟夫.亨利分別發現了電磁感應現象。而在此前十年,法國物理學家阿拉戈和英國化學家漢弗里.戴維爵士曾分別發現,鐵棒周圍的電流會使鐵棒具有磁性。在此之前,丹麥物理學家厄斯特於1819年發現,可以自由轉動的條形磁鐵與其附近的載流導線成直角。這些發現直接促成了發電機和電機,以及電報和電話的出現,也間接地為人們帶來了電燈、收音機,以及幾乎所有家庭、辦公室、工廠、車輛或醫院所使用的電器。如今這些場合都離不開電。而厄斯特、阿拉戈、戴維爵士、法拉第和亨利這些科學家,不僅擁有開拓性的發現,還具有令人欽佩的個人魅力。
漢斯.克里斯蒂安.厄斯特出生於丹麥朗厄蘭島魯茲克賓一個藥劑師家庭。在當地教學設施極為簡陋的條件下,漢斯和弟弟安德斯只能跟著理髮師學一點德語,而理髮師的妻子則輔導他們讀和寫。理髮師對算術的理解也僅限於加減法,因此漢斯又跟著一位知識稍豐富些的校友學習了乘除法。兄弟二人跟著麵包師傅學習繪畫,又跟著市長學習了一些法語,最終在當地一位檢驗師的幫助下,漢斯學到了更多的數學知識。12歲起,漢斯開始幫助父親在藥房裡工作,同時繼續學習化學。
儘管條件有限,兄弟二人仍然在這種「拼湊」的教育環境下努力學習,並於1794年雙雙考入哥本哈根大學。安德斯成為了一名法學家。當時,漢斯更喜歡文學和哲學,還曾在1797年憑藉散文〈論詩歌與散文的界限〉獲得了大學金質獎章。他的博士論文題目是《大自然形而上學的知識架構》,這是一個需要讀者反覆「咀嚼和消化」的主題。1800年,義大利物理學家伏特發明了伏打電堆,這對漢斯的研究興趣產生了一定的影響。此後,漢斯在德國、義大利和法國旅遊時又與當地哲學家進行了交流,最終,漢斯.厄斯特的研究興趣逐漸轉向了物理學。
多年來,厄斯特一直致力於研究電和磁之間的密切連繫,許多哲學家也認為這種連繫必然存在。而厄斯特在1820年發表的論文《論磁針的電流撞擊實驗》中證明,電流會對其附近「磁針的方向產生確定及相似的影響」,這也是對上述猜想的首次強而有力的證明。正如福布斯所言,「據我所知,人們對他(厄斯特)的期待從未有過一絲哪怕是稍微的懷疑」。厄斯特這一重要發現引起了學術界極大的關注,他也先後被授予法國研究所獎項以及英國皇家學會科普利獎章,並獲得丹麥「國旗騎士勛章」。同時,厄斯特也是一位卓越的自然科學普及工作者,其作品選集《自然之靈》於1850年出版。
多米尼克.法蘭索瓦.尚.阿拉戈出身於富裕之家,從小便接受良好的教育。從巴黎綜合理工學院畢業後,阿拉戈並沒有按計畫參軍,而是成為了巴黎天文臺的祕書,自此他便與拉普拉斯保持著密切的聯繫。1806年,阿拉戈與必歐一起參加遠征西班牙的大地測量隊,並在必歐返回巴黎後獨自留下完成這項工作。然而拿破侖.波拿巴此時入侵西班牙,使阿拉戈陷入了極大的危險中。他從巴利阿里群島逃往阿爾及爾時,被一名西班牙私掠者俘虜,並在西班牙監禁了三個月。在阿爾及爾總督的要求下,阿拉戈才被釋放,但在返回馬賽前,他在非洲度過了六個月的時間。
23歲時,阿拉戈接替了拉朗德擔任巴黎綜合理工學院分析幾何學教授,並成為巴黎天文臺的天文學家。1830年,阿拉戈出任天文臺臺長,同年擔任科學院終身祕書。
除了在科學方面頗有建樹,阿拉戈在法國下議院任職期間也表現優秀,並於1848年擔任臨時政府的海軍和陸軍部長,在此期間,他廢除了法國海軍的鞭刑和法國殖民地的奴隸制。六月革命後,阿拉戈曾於1852年欲辭去經度局的職務,但被路易.波拿巴政府駁回。
在一百多年前的1831年,倫敦皇家研究院的麥可.法拉第和紐約奧爾巴尼市的約瑟夫.亨利分別發現了電磁感應現象。而在此前十年,法國物理學家阿拉戈和英國化學家漢弗里.戴維爵士曾分別發現,鐵棒周圍的電流會使鐵棒具有磁性。在此之前,丹麥物理學家厄斯特於1819年發現,可以自由轉動的條形磁鐵與其附近的載流導線成直角。這些發現直接促成了發電機和電機,以及電報和電話的出現,也間接地為人們帶來了電燈、收音機,以及幾乎所有家庭、辦公室、工廠、車輛或醫院所使用的電器。如今這些場合都離不開電。而厄斯特、阿拉戈、戴維爵士、法拉第和亨利這些科學家,不僅擁有開拓性的發現,還具有令人欽佩的個人魅力。
漢斯.克里斯蒂安.厄斯特出生於丹麥朗厄蘭島魯茲克賓一個藥劑師家庭。在當地教學設施極為簡陋的條件下,漢斯和弟弟安德斯只能跟著理髮師學一點德語,而理髮師的妻子則輔導他們讀和寫。理髮師對算術的理解也僅限於加減法,因此漢斯又跟著一位知識稍豐富些的校友學習了乘除法。兄弟二人跟著麵包師傅學習繪畫,又跟著市長學習了一些法語,最終在當地一位檢驗師的幫助下,漢斯學到了更多的數學知識。12歲起,漢斯開始幫助父親在藥房裡工作,同時繼續學習化學。
儘管條件有限,兄弟二人仍然在這種「拼湊」的教育環境下努力學習,並於1794年雙雙考入哥本哈根大學。安德斯成為了一名法學家。當時,漢斯更喜歡文學和哲學,還曾在1797年憑藉散文〈論詩歌與散文的界限〉獲得了大學金質獎章。他的博士論文題目是《大自然形而上學的知識架構》,這是一個需要讀者反覆「咀嚼和消化」的主題。1800年,義大利物理學家伏特發明了伏打電堆,這對漢斯的研究興趣產生了一定的影響。此後,漢斯在德國、義大利和法國旅遊時又與當地哲學家進行了交流,最終,漢斯.厄斯特的研究興趣逐漸轉向了物理學。
多年來,厄斯特一直致力於研究電和磁之間的密切連繫,許多哲學家也認為這種連繫必然存在。而厄斯特在1820年發表的論文《論磁針的電流撞擊實驗》中證明,電流會對其附近「磁針的方向產生確定及相似的影響」,這也是對上述猜想的首次強而有力的證明。正如福布斯所言,「據我所知,人們對他(厄斯特)的期待從未有過一絲哪怕是稍微的懷疑」。厄斯特這一重要發現引起了學術界極大的關注,他也先後被授予法國研究所獎項以及英國皇家學會科普利獎章,並獲得丹麥「國旗騎士勛章」。同時,厄斯特也是一位卓越的自然科學普及工作者,其作品選集《自然之靈》於1850年出版。
多米尼克.法蘭索瓦.尚.阿拉戈出身於富裕之家,從小便接受良好的教育。從巴黎綜合理工學院畢業後,阿拉戈並沒有按計畫參軍,而是成為了巴黎天文臺的祕書,自此他便與拉普拉斯保持著密切的聯繫。1806年,阿拉戈與必歐一起參加遠征西班牙的大地測量隊,並在必歐返回巴黎後獨自留下完成這項工作。然而拿破侖.波拿巴此時入侵西班牙,使阿拉戈陷入了極大的危險中。他從巴利阿里群島逃往阿爾及爾時,被一名西班牙私掠者俘虜,並在西班牙監禁了三個月。在阿爾及爾總督的要求下,阿拉戈才被釋放,但在返回馬賽前,他在非洲度過了六個月的時間。
23歲時,阿拉戈接替了拉朗德擔任巴黎綜合理工學院分析幾何學教授,並成為巴黎天文臺的天文學家。1830年,阿拉戈出任天文臺臺長,同年擔任科學院終身祕書。
除了在科學方面頗有建樹,阿拉戈在法國下議院任職期間也表現優秀,並於1848年擔任臨時政府的海軍和陸軍部長,在此期間,他廢除了法國海軍的鞭刑和法國殖民地的奴隸制。六月革命後,阿拉戈曾於1852年欲辭去經度局的職務,但被路易.波拿巴政府駁回。
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