物理君與薛小貓的生活科學大冒險:從家裡到太空,腦洞大開的226個物理現象與原理
一個人,一隻貓, 一座奇幻物理島, 一堆老師不教、爸媽不會、不問憋得慌的物理問題, 一場奇妙的科學冒險之旅。 深夜做完實驗準備回宿舍的高材生物理君, 突然被一股神秘力量吸進路邊人孔蓋,掉到「悟理島」, 在島上駐守的貓咪薛小貓告訴他, 必須回答多道物理問題, 獲得7種解鎖道具,衝破8個關卡, 才能回到原來的世界。 為了順利回家,物理君使出畢生所學, 帶著薛小貓一路過關斬將, 回答各種家裡、餐桌上、學校、路上、電子產品裡、天氣裡等日常生活中可能遇到的物理問題,包括: 毛巾要用多大的力氣才能擰乾? 牛奶為什麼能解辣? 聲音可以滅火嗎? 飛機的窗戶為什麼是橢圓形的? 為什麼彩虹是彎的不是直的? 為什麼下雨前白雲會變烏雲? 還有一些充滿想像力的奇特問題,例如: 人為什麼無法穿牆? 把地球冷凍一下能緩解溫室效應嗎? 怎麼造一顆恆星?將它放入宇宙會發生什麼事? 跟著物理君與薛小貓漫遊神奇的悟理島, 在充滿知識與趣味的解題過程中, 學習那些日常經常看到、不太知道為什麼、但是又很有趣的物理現象, 探索萬事萬物的奧秘。 好評推薦 中科院物理所的「靈魂問答」又來啦!這些提問都來自對世界充滿好奇心的人,其中一定也有你「問在心頭口難開」的問題。跟著「物理君」一起開啟物理冒險之旅吧,你會在其中發現更多萬物的奧秘。──知識型YouTuber 李永樂老師 &
維度:前往超越想像的高維度世界 少年伽利略29
★日本牛頓獨家授權,全彩豐富圖解★80頁內容輕量化,價格門檻低,減輕入門門檻★適合國中生輔助學習課程內容我們理所當然認為自己居住在由長、寬、高構成的「3維度世界」中。但是「維度」究竟是什麼呢?還有更高維度的世界存在嗎?讓少年伽利略以簡明扼要的說明方式,帶領大家認識高維度世界的概念!現在就以一個簡單例子說明維度是什麼!當你在平面的紙上放一個「d」的文字板,不管怎麼平移,它都只會是「d」或「p」,沒辦法轉成「b」。但如果到了三維空間,你就可以把「d」文字板拿起來,180度翻過來,變成「b」。因此,0維度「點」到了1維度「線段」,可以區別長度;到了2維度「面」,可以丈量面積大小;到了3維度「立體」,就擁有更多形狀、空間上的可能性。也就是說,只要提升一個維度,就能賦予更多資訊,在高維度可以做到低維度做不到的事情。那4維度空間會長什麼樣子呢?5維度呢?6維度呢?探索高維度世界有什麼用處呢?物理學最新的「超弦理論」即預言了10維度空間的存在,期望可以統一自然界的四種基本力。或許你曾在科幻小說、電影中看過這些概念但不太瞭解,透過本書除了可以認識「維度」外,還可以一併了解相對論所闡述之重力,以及超弦理論的相關知識,透過「少年伽利略」精彩豐富的圖解,適合剛入門的讀者減輕閱讀壓力,又可以一探這個神祕的高維度世界!系列特色1. 日本牛頓出版社獨家授權。2. 釐清脈絡,建立學習觀念,適合國三到高一以上對該主題有興趣者。3. 一書一主題,範圍明確,知識更有系統,學習也更有效率。
時間:探索謎團重重的時間本質 少年伽利略30
★日本牛頓獨家授權,全彩豐富圖解★80頁內容輕量化,價格門檻低★適合國中生輔助學習課程內容為什麼快樂的時光總是過得特別快?該如何調整生理時鐘,讓工作變得更有效率呢?閉眼默數10秒鐘後暫停手中的計時器,再睜眼看看時間準不準……應該很多人都有玩過類似的遊戲吧!令人意外地,我們其實不太能掌握對於時間的量感。不過,幸好有時鐘規律地隨著時間推進,我們才能隨時測量時間、掌握時刻。為什麼快樂的時光總是匆匆流逝呢?時間旅行有可能實現嗎?追根究柢,時間究竟是什麼?歡迎踏入充滿謎團的神奇時間世界!本書從心理學、生物學、物理學等各方觀點探究時間的本質,即使不具備相關專業知識也能享受其中樂趣。系列特色1. 日本牛頓出版社獨家授權。2. 釐清脈絡,建立學習觀念。3. 一書一主題,範圍明確,知識更有系統,學習也更有效率。
世界第一簡單物理數學
在歷史的長河中,物理學和數學總是同步發展著。 然而,到高中為止,「物理」和「數學」都被歸類為不同的科目,少有機會能體會到它們的「同步發展」。 本書的預設讀者是像作者一樣「不太擅長數學,卻想要學習物理學」的學生,透過比高中程度再稍難的數學,深入淺出地連結物理學,體會物理學與數學的息息相關,並盡可能地收錄大量的物理學例題,輔以漫畫特有的生動圖繪,幫助讀者能夠在腦海中不斷湧現用數學所描述的物理學世界。 也請來清華大學物理系林秀豪教授專門審訂,給予大家更專業的知識! 基礎數學知識對於在大學學習的物理學是必不可少的。 然而,在數學課上並不經常涉及物理學的應用,而且在大多數情況下,在物理課上也沒有多少時間來解釋數學。 本書針對高中和大學一、二年級所學的數學,如線性代數、微分和積分微積分、微分方程、複數等,通過漫畫和插圖,用視覺幫助學生獲得對公式和計算的清晰印象。 此外,還以實例的形式解釋了數學在物理學中的應用,可以從中理解數學和物理學之間的聯繫。 目錄 序章 家庭教師的我反而變成她的學生!? 第1章 什麼是物理數學? 第2章 線性代數 第3章 單變數函數的微積分 第4章 多變數函數的微積分 第5章 向量分析 第6章 複數
相對論:文科也能輕鬆入門 觀念伽利略6
★快速建立相對論的基礎概念 ★瞭解相對論如何運用在現代生活 & 當你聽到「時間跟空間會變長,也會變短」應該會感到非常不可置信吧?這就是由愛因斯坦構思出的相對論,可說是推翻一般人常識的嶄新理論。 & 但相對論聽起來複雜又龐大,要從哪裡開始認識起呢? & 本書從相對論的基礎「光速不變原理」開始介紹,隨著狹義相對論、廣義相對論,帶讀者了解兩者的差異,以及相對論跟現代物理學有何關聯,是如何運用在我們的生活當中。解說方式輕鬆淺白,只要對相對論有興趣,都可以輕鬆了解! & 透過「觀念伽利略」可愛的4格插畫,還可以一窺天才物理學家愛因斯坦的生平軼事,現在就一起來感受相對論的神奇魅力吧! & 系列特色 & 1. 日本牛頓出版社獨家授權。 2. 以手繪插圖、四格漫畫與專欄小故事,兼顧圖解與訊息量。 3. 清楚解釋基本觀念,搭配「人人伽利略」、「少年伽利略」系列,提升學習效果。 &
量子論:一探未來的科技趨勢 觀念伽利略7
──量子電腦無疑是未來的科技趨勢 ──每個人都需要了解「量子論」的基礎知識! & 量子論到底在講什麼呢? & 電子和原子這樣的微觀世界與我們所認知的非常不同,比如電子竟然可以同時擁有粒子跟波的性質,有如忍者一樣同時存在於不同地方,還可以穿透理應跨越不了的障礙! & 量子論不但可以闡明這些不可思議的現象,更進一步發展出半導體,才有我們現在的科技社會,還與化學週期表、候鳥遷徙、光合作用、太陽都有關聯。 & 本書透過清楚簡單的講解,即使不具備深奧的物理、數學知識也可以馬上掌握量子論的重點與基礎知識!適合國中生以上對量子論有興趣的讀者,早日啟發對自然科普的興趣! & 系列特色 & 1. 日本牛頓出版社獨家授權。 2. 以手繪插圖、四格漫畫與專欄小故事,兼顧圖解與訊息量。 3. 清楚解釋基本觀念,搭配「人人伽利略」、「少年伽利略」系列,提升學習效果。 &
物理:趣味無窮的物理現象 觀念伽利略5
★國中‧高中的物理知識大集錦★ 手繪插圖、四格漫畫,搭配淺白的文字敘述 輕鬆認識生活中的各種物理現象 & 相信有不少人一看到「物理」這個詞,就覺得艱澀難懂而頭痛萬分吧!不過,如果因為這樣的印象就對物理敬而遠之,未免太可惜了。 & 所謂的物理,是一門探索自然界規則的學問。例如,當你搭乘的公車緊急煞車時,所有乘客都會不由自主地受到某種力量影響而大力前傾,其實就是「慣性定律」造成的現象。物理與我們生活中的一切情景息息相關,了解物理,觀看世界的眼光便會有所不同,亦能為日常生活平添更多樂趣。 & 本書將以最厲害、最有趣的方式介紹與各種現象有關的物理知識,完全不需要任何複雜困難的計算。輕鬆翻閱本書,轉眼便能理解物理的本質。邀您一同盡情享受充滿樂趣的物理世界! & 系列特色 & 1. 日本牛頓出版社獨家授權。 2. 以手繪插圖、四格漫畫與專欄小故事,兼顧圖解與訊息量。 3. 清楚解釋基本觀念,搭配「人人伽利略」、「少年伽利略」系列,提升學習效果。 &
大人的宇宙學教室:透過微中子與重力波解密宇宙起源
透過微波捕捉到宇宙誕生38萬年後「火球宇宙」的樣貌 而微中子和重力波則可一探火球的深處,甚至宇宙誕生的模樣 & 宇宙觀測的時代,已經從只使用可見光 發展到使用各種波長的電磁波, 包含無線電波、紅外線、紫外線、X射線和伽馬射線等。 然後,為了看到宇宙的盡頭, 我們終於透過微波捕捉到宇宙誕生38萬年後「火球宇宙」的樣貌。 & 那麼在此之前你是怎麼看宇宙的樣子的呢? 正是「微中子」和「重力波」才使得觀測宇宙成為可能。 原則上,微中子可以提供「火球」深處的宇宙信息。 此外,重力波已經抵達可一窺宇宙誕生模樣的階段。 我們將仔細解釋微中子和重力波這兩個關鍵詞, 以便任何對太空感興趣的人都能理解。 &
21世紀諾貝爾物理獎2001-2021
大至宇宙天文,小至中子粒子, 實驗觀測與理論齊頭並進,看得懂的諾貝爾物理學, 學術典範正在轉移,新研究浪潮風起雲湧。 每個世代的得獎者皆有其特色,反映著近代物理學的歷史和演進。 進入21世紀之後的諾貝爾物理獎得主, 長年關注的領域,涵蓋凝聚態、核物理、天文宇宙學, 乃至於技術突破與材料的創新,與生活息息相關。 他們以先驅角色,引領科學不斷朝向知識的邊界前進。 & & ◎本世紀諾貝爾物理學獎的二、三事 •2021年物理獎首度頒給氣候變遷學者,關注地球暖化。 •若沒有藍光LED燈的發明,本世紀的夜晚將截然不同! •2009年諾貝爾物理獎打破慣例,給予三位科技人對於網路的貢獻。 •多虧2007年得主,iPod能達到微小化又有良好訊號。 ‧2012年得主為超快速量子電腦的實現跨出了第一步。 ‧史上只有一位諾貝爾物理獎得主也獲得了搞笑物理學獎。 & & 每年10月諾貝爾獎頒布,總在媒體和學界引來話題,從獲獎人的國家、背景、學術經歷和奮鬥歷程,到得獎感言和頒獎花絮,誠然是全球學界每年最大的盛事,因為它代表得主在科學成就的巔峰,也能展現出科學發展的最新趨勢。 《21世紀諾貝爾物理獎2001-2022》集結《科學月刊》每年在諾貝爾獎得主公布後,邀請國內同領域的專家,分析該年各個得主生平事蹟和得獎領域,以深入淺出的文字和說明,讓讀者瞭解物理研究的最新景況,前瞻地引導讀者思考科學的前景。 從1960年到1999年四十年間的頒發次數比例,凝聚態領域約45%,粒子與核物理領域約40%,天文與宇宙學領域約13%,技術領域約5%。因為有些年份頒發給不同領域,所以加起來略超過100%。其中技術領域只有兩項,分別是1966年雷射技術的先導研究,以及1971年全像攝影。這兩個技術領域項目對於現代生活的影響微乎其微,完全無法與之前討論過的本世紀的三個技術獎項相比。 相對而言,本世紀目前為止的獎項的分配比例分別為:凝聚態領域約 40%,粒子與核物理領域約 23%,天文與宇宙學領域約27%,技術領域約14%。相比之下,最明顯的就是粒子與核物理的比例下降約一半,天文與宇宙學的比例則加倍。而技術領域的成長更是驚人的三倍且重要性大增。這樣的變化隱含著上世紀末到本世紀初這二、三十年間學術領域的消長與學術典範的轉移。 天文與宇宙學的比例加倍,部分理由是過去由於技術上的巨大挑戰,天文學中有關黑洞或重力波的直接觀測在過去一個世紀中幾乎沒有重大進展,直到最近相關的實驗觀測才陸續到位。其中劃時代的突破是2015年開始運行的重力波雷射干涉儀(LIGO),開啟了黑洞與重力波天文學的新時代。2017年諾貝爾物理獎頒給證實重力波存在的萊納.魏斯(Rainer Weiss)、巴里.巴利許(Barry Barish)和基普.索恩(Kip Thorne);2020年則頒給約六十年前就提出黑洞形成理論的潘洛斯(Roger Penrose)與較近的近黑洞觀測研究。而在宇宙學方面,宇宙學家也嘗試建立宇宙學的標準模型,而這是2019年物理獎所頒發的主題之一,當年給獎的另一個主題是系外行星。 至於技術領域則著眼於材料的創新。本世紀所頒發的三個技術領域相關的物理獎恰恰都與我們生活息息相關。它們分別是2000年的半導體集成電路(IC),2009年頒發的光纖與感光耦合元件(CCD),以及2014年的藍光二極體。如果沒有這幾項發明,我們將生活在完全不同的21世紀。 另外值得一提的是,為本書撰稿的台灣物理學家中,有許多師出諾貝爾獎大師門下,能一窺得獎者或特立獨行的研究風格,或平易近人的為人處事一面,更神遊於他們治學的風範和精神。 名人推薦 曾耀寰(科學月刊社理事長、中研院物理所副技師) 累積2001年2021年的諾貝爾經濟科學獎,年份加倍、超值的內容,宴饗大眾,值得購買珍藏。 導讀:林豐利(台師大天文與重力中心主任) 諾貝爾獎是學術界的桂冠,得獎者將進入史冊,得獎的工作通常是學術研究的里程碑,不只承繼先人的努力,往往也開啟往後的研究途徑。累積2001年至2021年的諾貝爾物理獎,年份加倍、超值的內容,宴饗大眾,值得購買珍藏。 推薦文:寒波(盲眼的尼安德塔石器匠部落主、泛科學專欄作者) 就算不是研究科學的讀者,閱讀諾貝爾獎的介紹,以及厲害科學家的故事,想必也能滿載而歸。 &
【新裝版】 3 小時讀通牛頓力學
榮獲日本全國學校圖書館協議會選定圖書! & 以牛頓力學為主,徹底圖解分析「力」「能量」「功」「運動」等基本概念 不用勉強閱讀嚴格的定義與冗長的算式,也不用生吞活剝難懂的專用術語,只要會畫圖就會解題! & 完全圖解分析力與運動,功與能量! & 力學是物理的入口,是物理的基礎,是對物體形狀或運動狀態造成改變作用的來源。 將力學做為「道具」使用,不僅在學問上,更能應用於工作與日常生活中的方方面面! & ●重量原來並不固定? ──重量指的是地球將物體往地心方向拉的力量,而非物體本身具有的量,所以大小會隨著被拉往地心的力大小而異,並非定量。 & ●速率和速度是一樣的東西嗎? ──不一樣。速率只有大小(每單位時間移動的量),稱為純量;速度則同時具有大小與方向(指行進路徑方向),稱為向量。 & ●該如何與孩子順利玩拋接球? ──拋出的球速,取決於水平方向的速度,所以向斜上方拋出會比較容易接到。 & ●除了能量守恆,動量是否也會守恆? ──動量=質量X速度,是一種向量,在獨力的系統裡,即使運動發生變化,動量依然會守恆。這就是動量守恆定律。 & ●既有正加速度運動,那是否也有負加速度運動? ──開使用動後的加速度運動稱為「正加速度運動」,而減速運動就稱為「負加速度運動」。 & ●自然界的基本作用力有幾種? ──重力(萬有引力)、電磁力(分子間作用力)、弱作用力(原子核內的粒子交換)、強作用力(形成原子核),共四種。 & 從溜滑梯討論斜面運動、從腳踏車探討圓周運動、打棒球認識動量、拖行李了解摩擦力、電梯上升下降使體重忽重忽輕、踩煞車是在作負功……日常生活中的牛頓力學無所不在,槓桿、彈簧、滑輪、碰撞,教你畫力學圖快速解題。 &
從零開始的量子力學:從骰子遊戲到生死未卜的貓,你非深究不可的神祕理論
愛因斯坦:「我相信上帝不扔骰子的。」 波耳:「不要告訴上帝該去做什麼。」 科學界兩大巨頭的精彩交鋒 × 二十世紀物理學界熱門話題 惠勒:「我不知道哪裡還會再出現兩位更偉大的人物, 在更高的合作水準上,針對一個更深刻的論題,進行一場為時更長的對話。」 ►人人談論的「量子」,到底是什麼? 量子這個詞是從拉丁文「quantum」而來的,原意是數量。 如果一個物理量存在最小的不可分割的單位,那麼這個最小單位就稱為量子。例如在微觀的世界中,能量的狀態是不連續的,是由一小塊、一小塊能量所組成的能量,而這個最小且不能分割的能量狀態,就是量子。 ►到底什麼時候才會用到量子力學呢? 有些人可能會認為,量子力學與我們的日常相距很遠。 但其實,我們當今生活都與量子力學有著密不可分的關係,如我們用的手機、電腦、電視機等各種電器,以及大量使用電腦的各行各業(如銀行),這些都與量子力學有著密切的聯繫。 ►「科學巨人」愛因斯坦對量子力學的看法 愛因斯坦是量子力學的先驅,他甚至被譽為「量子論之父」中的一個。 但是,愛因斯坦堅持認為,量子世界與宏觀世界不應該有質的不同,人們對宏觀世界的認識應該可以延伸到微觀領域,量子世界與宏觀世界一樣應該具有實在性。 ►來談談量子力學與諾貝爾物理學獎 量子力學是從20世紀初發展起來的,到今天已經被授予了「無數個」諾貝爾物理學獎和化學獎。有的諾貝爾獎聽起來似乎只是一個新概念的提出;有些甚至只發表在論文的註釋裡面。其實,每個物理學獎的背後都顯示或隱含著大量的數學過程,而且有非常深刻的物理內容。 ►初學者該如何學好量子力學? 由於量子力學很難用司空見慣的現象來比喻而達到幫助理解的效果。 對於初學者來說,可以採取一種「鴕鳥心態」,即盡量先接受量子力學的正統解釋,暫時不去追根究柢地問為什麼。而本書能夠對理清讀者的困惑有所助益。 本書特色 本書有助於一般讀者了解目前基本的量子力學的正統解釋和數學框架。作者既希望本書對攻讀量子力學課程的學生們有所啟迪(如數學框架方面),也希望能夠向一部分大眾普及量子力學的基本原理知識。全書文筆流暢、解釋清晰易懂,對於想要一窺量子力學世界的自學者來說,實屬不可多得的佳作。 &
黑洞裡的時間旅行者:穿越奇點、探索未來,物理學家的超時空冒險記!
愛因斯坦:「上帝是不擲骰子的。」 霍金:「上帝不僅擲骰子,而且有時還把骰子擲到人們看不見的地方去了。」 上帝:???那好吧,你們倆打一架算了! & 科學界扛霸子大集合 × 熱門物理話題集錦 一次讀懂物理學界的美麗與哀愁! & ►會行走的百科全書 人手一機的時代裡,大家都是萬事通。 但回到19世紀初,工業革命還未全面啟動以前, 誰才是「世界上最後一個什麼都知道的人」? & ►「我最近在研究測不準原理。」 2020大選前夕,被問到是否角逐總統寶座的柯市長, 為什麼突然提起海森堡的測不準原理? 所謂的「測不準」原理,到底又有多「不準」呢? & ►東西方偉人的時間大發現 孔子:「逝者如斯夫,不舍晝夜。」 牛頓:「絕對時間就像河流一樣流逝。」 他們彼此不知道,卻悄悄一拍即合的時間觀…… 時間到底是什麼?讓科學家們解釋給你聽! & ►聲明狼藉的彗星 《你的名字》,瀧和三葉因彗星分裂而結緣; 《千萬別抬頭》,核彈級彗星直接毀滅地球。 現代天文迷拚命想趕上的年度盛事, 卻是古人避之唯恐不及的可怕凶兆! 彗星是福是禍,還是一團髒兮兮的雪球? & ►門捷列夫:「何不燒鈔票?」 1866年,「週期表之父」門捷列夫兩赴油田, 透過實地考察尋找更有效利用重油的新方法。 面對想燒石油來發電的蘇聯政府,門捷列夫說: 「與其燒石油,還不如往灶裡扔鈔票。」 即使放在今天也讓人覺得不可思議的言論, 說出這句話的他到底在想什麼呢? & ►繼續胡鬧吧!費曼先生 打開放著原子彈機密文件的保險櫃; 跑去賭城跟職業賭徒研究輸贏機率…… 被譽為「科學頑童」的理察.費曼, 讓你曉得物理學家並不全都是老古板! & ►科學史上的人道之光 二戰期間,約里奧-居禮意外發現核連鎖反應。 面對這項可能被用於戰爭的重大研究成果, 科學家們是應該公諸於世,還是應該默默雪藏? 兩相權衡之下,他們做了這樣的決定—— & 本書特色 & 本書總結歷次講座和公開課的核心,以演講集的方式呈現給讀者,內容主要包含:愛因斯坦與相對論、彎曲的時空、黑洞、宇宙的演化、量子力學的建立與爭論、原子彈與核能的和平利用、天文學的若干知識、對時間本質的探索等。 & 作者力圖把科學家們作為有血有肉的人展現在大家面前,使讀者看到真實的歷史和鮮活的人物形象,從而了解到科學家不一定是完人,但都是創造歷史的偉人。
相對的宇宙,愛因斯坦的困惑:黑洞謎團、弔詭悖論、學者舌戰……淺談相對論與20世紀物理學
一本所有人都能輕鬆閱讀的相對論科普作品 一窺愛因斯坦與20世紀物理學界的精采大戲 & ◎當牛頓不再可靠:相對論與量子力學 19世紀末,牛頓力學和馬克士威電磁理論成果斐然。不過,科學畢竟是無止境的,晴朗的古典物理天空中慢慢地積累了兩片烏雲。而愛因斯坦生得「逢時」,他抓住了這兩片烏雲。他稍稍撥弄了一下第一片烏雲,一篇光電效應的文章,引出了量子的概念。後來,在許許多多物理學家的共同努力下,創立了量子理論。而第二片小烏雲,則引發了愛因斯坦的相對論革命。 & 量子論和相對論,分別適合描述遠離人們日常生活經驗的微觀世界和宏觀世界。兩個新理論的誕生需要人們轉變觀念,因為這兩個理論導致了許多與人們生活經驗不符的奇怪現象,諸如量子力學中的「薛丁格的貓」、本書中將要介紹的「孿生子悖論」等。 & 有位詩人為牛頓寫下幾句令人感動的墓誌銘: & 「上帝說,讓牛頓降生吧。於是世界一片光明。(God said, Let Newton be! and all was light.)」 & 另一位詩人則在後面加上了兩句玩笑話: & 「魔鬼撒旦說,讓愛因斯坦出世吧。於是,大地又重新籠罩在黑暗之中(But Satan brought Einstein to the fore. Now all is dark, just as before.)。」 & ◎愛因斯坦的鎖:廣義相對論的數學功臣黎曼幾何 愛因斯坦曾經在一次演講中談到數學和物理的關係時作了一個比喻。大意是說,如果沒有幾何只有物理,就好像文學中沒有語言只有思想一樣。的確如此,愛因斯坦對時間、空間非同尋常的見解,對重力、加速度等效而使得時空彎曲的幾何思想,令他感到無比快樂而著迷。因此,他當時感到急需找到一種合適的語言來描述他的物理概念,說出他深奧的思想!這是一種什麼樣的語言呢?在建立廣義相對論的過程中,愛因斯坦迷惘而困惑了好幾年,直到1912年的一天,他突然想到,解開祕密的鑰匙似乎就是高斯的曲面論。於是,他立刻請教好友格羅斯曼。完全出於他的意料之外,格羅斯曼告訴他,比高斯的曲面論更進了一步,半個世紀之前的黎曼,已經幫他的重力理論想出了一個完美的數學結構:黎曼幾何。 & 數學,特別是黎曼幾何,無疑對愛因斯坦創立廣義相對論有至關重要的作用。儘管愛因斯坦曾經被數學老師稱為懶狗,大眾中還傳說他數學曾經不及格之類的謠言,但那都不是一個真實的愛因斯坦。其實,愛因斯坦並不缺少數學天賦。按他自己的說法,16歲之前就已學會歐氏幾何和微積分。只不過,年輕時代的愛因斯坦出於對物理的執著和熱愛,只把數學看成為表述他的物理思想的語言和工具。 & ◎霍金的賭注:圍繞數名物理學大師的黑洞戰爭 你可能沒有聽說過,霍金因為對黑洞問題的理解,曾3次與物理學界的同行們打賭,但有趣的是,每次都以霍金輸掉賭局而告終。 & 1997年,索恩、普雷斯基爾與霍金就以上所述的黑洞資訊丟失問題打賭。霍金認為黑洞蒸發後資訊消失了,而索恩和普雷斯基爾認為黑洞可以隱藏它內部的資訊,三人打賭的賭注是一本百科全書。 & 黑洞資訊悖論,實際上也是因為廣義相對論與量子理論的衝突而產生的,霍金站在廣義相對論一邊,色斯金等人則站在量子論一邊。索恩和普雷斯基爾其實都算是重力方面的專家,不過,他們獨具慧眼,將賭注下到了色斯金一邊。 & 色斯金和特霍夫特從計算黑洞熵中悟出了一個全象原理(Holographic principle),從而解釋了資訊悖論。全象原理認為,資訊不會丟失,黑洞的邊界儲存了進到黑洞中的包括物質組成和相互作用的所有資訊。 & 全象原理的成功,使得霍金本人也認輸:在2004年一次廣義相對論和重力國際會議上,霍金宣布,黑洞的演化是符合因果律的,並沒有丟失資訊,他承認輸掉了這場賭局。 & 本書特色 & -由專業物理學者執筆,文筆輕鬆有趣 -減少使用專業術語和數學公式 -眾多圖片解說,深入淺出介紹深奧物理理論 -使用素材具有學術價值,涉及許多前線科學家正在思考的問題 -捨棄解說枯燥公式,著眼於梳理科學家建立理論的思路 &
單位:生活中的單位知識一次掌握 少年伽利略24
★日本牛頓獨家授權,全彩豐富圖解 ★80頁內容輕量化,價格門檻低 ★適合國中生輔助學習課程內容 古埃及的單位竟然是以法老的身體為基準!? 公尺、公斤、秒……這些單位是如何產生的呢? 天氣預報與健康檢查中常見的「那個記號」也是單位! 我們習慣利用「單位」將事實描述得更為具體,並藉此與他人共享資訊。 例如「長度1.75公尺」、「重量68公斤」等等,正因為有了單位的存在,人類在測量或比較物體時才有可作為基準的工具。 本書以寓教於樂的方式,深入淺出地解說單位的意義與來歷。除了介紹常見常用的單位之外,也有關於宇宙、自然、化學、生物等領域的導出單位與特殊單位知識。日常生活自不用說,單位對於產業與科學發展也是不可或缺的一環。歡迎一同來探索趣味盎然的單位世界! 系列特色 1. 日本牛頓出版社獨家授權。 2. 釐清脈絡,建立學習觀念。 3. 一書一主題,範圍明確,知識更有系統,學習也更有效率。
時間的形狀:相對論史話(增訂版)
史上最好懂、最精彩的相對論! 完全不同於一般傳統的科普書,更像一本閒暇時可以翻閱的小說。 淺顯的語言、身邊的事例、思維的實驗,這是一本人人都能讀懂的相對論。 & ★★★此次增訂版,於第五章的「從黑洞到蟲洞」、「壓軸大戲」;第七章的「時間旅行」;第九章的「EPR實驗」、「宇宙大法官」等章節有新增的內容,針對蟲洞、奇點、宇宙膨脹、量子糾纏(量子纏結)等,補上最新的資訊。 & 這本書保證有趣。跟隨作者,你可以進入愛因斯坦的夢境,坐在牛頓老師的課堂裡,來到星光實驗的現場……零距離接觸科學的知識與思維。 & 從小到大,你可能一直有這樣的疑問: 光到底是什麼東西? 光速不變,代表什麼意思? 宇宙到底長什麼樣子?有大小嗎?有生死嗎? 我們能不能穿越時空,任意到達未來或回到過去? 時間到底是什麼東西? 時間會停止嗎?時間停止了宇宙還存在嗎? 這世界上的物質到底是由什麼構成的? & 讀了這本書,你將會找到答案。 & 本書上半部(前五章)先回顧一下物理學所走過的曲折歷史,這段歷史的精彩程度不亞於任何一段戰爭史。在伽利略、牛頓等巨星紛紛謝幕之後,超級巨星愛因斯坦閃亮登場。他就像一位橫空出世的大俠,無門無派,一出手即震驚天下,他的絕招就是「相對論」。 & 中間的第六章是一段橫跨半個世紀的真實歷史故事,這故事塵封已久,現在很多年輕人都不敢相信那是事實,但真相往往比小說更驚人。 & 最後四章是本書的下半部,比上半部更精彩,結構更宏大,故事更神奇。作者將細緻剖析時空的真相,帶你領略神奇的四維時空奇景,了解整個宇宙的終極圖像,再回到原子的深處,見識不可思議的微觀世界,最後看一看當今物理學的最新發展——萬物理論。 & 本書最初於2011年在中國出版,就蔚為風潮,備受讀者喜愛,更被推崇為與曹天元《上帝擲骰子嗎?量子物理史話》齊名的科普傑作。 & 對於想了解相對論、物理、宇宙、或是電影《星際效應》背後原理的讀者,將會發現這本書是如此的清晰易懂,先釐清一般人會想問的最基礎問題,把問題描述清楚了,才進入科學家的研究成果等等,這樣一來,讓物理變得更親切、有趣,進而產生好奇心,是這本書的最大特色。 &
50則非知不可的物理學概念
Joanne Baker在《50則非知不可的物理學概念》中,以連續五十篇清晰而簡明的短文,說明了掌管我們物理世界如何運作的發現、定律、原理和理論。 Baker不但概述並解釋了像「克卜勒行星運行定律」以及「牛頓萬有引力定律」這些人類對物理世界瞭解的歷史性突破,而且還拆解了現代科學理論中,有時常令人感到十分迷惘的複雜內容——從「普朗克定律」到「包立不相容定律」,還有像是「薛丁格的貓」以及「弦理論」。在本文之外,另附有一系實用有趣的內容,包含物理學家的生平簡介、相關概念的大事記、說明用圖表,以及大師引言。 這本清楚、好讀,又容易理解的《50則非知不可的物理學概念》,是非專業人士一窺現代物理學的最佳入門書,Baker最擅長將最複雜、最具挑戰性的概念,輕易地寫成一般人都看得懂的文字。 &
看圖讀懂結構力學
結構力學到底是什麼? 簡單說就是用來防止建築物等結構物發生倒塌、傾斜,確保其結構安全的力學 要想建造安全的建築物等結構物,就一定要懂結構力學! & 牛頓與帕司卡、外力‧內力‧反力、「重量」這種力、構建內部的力、桁架的原理與解法、構建大小設計、耐得住地震與風壓的壁量‧壁倍率計算…… 用輕鬆插圖,讀懂基本知識、原理和計算 從基礎中的基礎開始學起,步步變身精通達人! & & ●「結構力學」好難學? 「結構力學」是土木工程、結構技師、機械學科的必修科目,除了多應用在建築、工業上,也是高普考、專技考試、基層及各種特種考試必考科目,但因為看不見「力」,也沒有時鐘或溫度計這種能夠以可見形式表示的裝置,所以讓人在學習時倍感困難,導致很多人都不擅長這門學問。 不過,只要正確理解計算的基本方式與觀念,就一點都不難學! & ●從基礎徹底解說 之所以會覺得結構力學難學,主要原因出在「最初的啟蒙入門」。 只要能先搞懂一開始的基礎概念,之後的學習就能一帆風順。 例如,要破壞堅硬的構件是一件很困難的事,但用羊羹來做實驗就容易多了!想想看,你會怎麼隨意破壞羊羹呢? 本書專為從基礎開始學結構力學的讀者所寫,初階解說簡潔明快,愈是深入,愈花時間仔細說明。 因此不會出現難以消化的情況,可以按照自己的步調來學習。 & ★應力有幾種? 三種。 ①軸向力(同一軸上相反的力)--作用於構件軸方向的力。依照力的方向,會造成構件壓縮或拉伸。 ②彎矩(會造成構件彎曲的作用力)--沿垂直於軸的方向作用,將構件折彎的力。 ③剪力(同為與軸垂直的力,會切斷構件)--如同使用工具來切斷構件般的作用力。 & ★力的特性有哪些? ①力矩--力的大小與支點距離的乘積。距離支點越遠,力的效率越高。 ②向量--能夠合成和分解,且具有方向性,所以不同方向的力不能像純量般進行加減計算。 & ★在建築結構力學裡,作用力有幾種表現形式? ①垂直方向的力 ②水平方向的力 ③力矩 & ★重量的單位是固定的嗎? 不是。 地球引力(又稱為重力)幾乎可視為固定不變的,但嚴格來說,重力在地球各地還是會有不同的變化,而且任何東西原本在地球上的重量,到了太空中會通通變成零。 & 正是因為知道結構力學難學,所以本書會盡量不使用計算公式,而是使用大量插圖,以加深形象化的理解。 例如桁架的構造計算,是採用克里蒙納圖解法,而不用三角函數的公式去解 除了理論,本書還考量到了實用性,讓讀者能夠透過本書而具備確認小型住宅規模建築物安全性的能力 講解完後還有小練習可做,讓你立刻檢視自己究竟了解了多少! 非常推薦給剛開始學結構力學的人,以及想重頭再學一次的人! & ※本書為《圖解超簡單結構力學》之改版
解密相對論:說明時空之謎與重力現象的理論 人人伽利略29
★日本牛頓獨家授權精美圖解 ★認識「廣義相對論」和「狹義相對論」的基礎概念 ★瞭解相對論對現代物理學和科技的應用 & 「如果與美女對坐一小時,可能只覺得過了一分鐘。但若坐在火爐上一分鐘,會覺得似乎過了一小時以上。」愛因斯坦在一篇實驗報告的摘要用了這段話,巧妙形容出相對論的奧妙之處。 & 相對論聽起來非常深奧遙遠,但它可以解釋太陽為何可以持續燃燒數十億年,還有鐵會被磁鐵吸引的原因,我們常用的GPS定位系統,也靠相對論的計算,才能減少傳遞資訊的時間差等等。不用多說,相對論是時間、空間相關的革命性理論,也是現代物理學的重要基礎。 & 根據相對論的說法,時間跟空間都會伸縮。那麼,我們是否能夠回到過去或前往未來呢?真的有可能進行星際旅行嗎?相對論不僅為物理學帶來巨大貢獻,與生活還有什麼關聯性呢?本書還特別以電腦繪圖模擬相對論實際上看起來的樣子,如果過去對相對論不是非常瞭解,又或可能有些誤解,趕快透過本書的專業圖解,感受相對論的魅力之處吧! & 本書特色 & 1. 本書系取得日本牛頓出版社的授權,以精美插圖、珍貴照片及電腦模擬圖像,深入淺出解說科學知識,淺顯易懂。 2. 以一書一主題的系統化,縱向深入閱讀,橫向觸類旁通,主題涵蓋天文、數學、物理、化學、生命科學等領域。 3. 以不同的角度提出各種科學疑問,啟發讀者對科學的探究興趣。
基本粒子:進入微觀的神祕世界 少年伽利略18
★日本牛頓獨家授權,全彩豐富圖解 ★80頁內容輕量化,價格門檻低 ★適合國中生輔助學習課程內容 & 於電影動畫出現的反物質竟然真的存在! 為什麼會有重力跟電磁力的存在呢? 希格斯玻色子是怎麼被發現的? & 科學家原本以為原子就是不可分割的最小粒子,然而卻發現了電子跟夸克這種更微小的基本粒子。 & 基本粒子不僅是物質的基礎,更傳遞了重力、電磁力等4大基本力,若能透過實驗驗證大統一理論的存在,就能大幅幫助我們理解宇宙最初始的樣貌。你對基本粒子的瞭解有多少呢?目前又發現了哪幾種基本粒子呢?藉由少年伽利略《基本粒子:進入微觀的神祕世界》精美圖解來一探究竟吧! & 系列特色 & 1. 日本牛頓出版社獨家授權。 2. 釐清脈絡,建立學習觀念。 3. 一書一主題,範圍明確,知識更有系統,學習也更有效率。 & *適讀年齡:12歲以上/國中以上
基礎物理
本書基本上是依照108年教育部頒布十二年國民基本教育課程綱要自然科學領域「物理學」的架構書寫而成,適合醫護食品群四技的同學使用。 作者以深入淺出的方式,引導讀者了解物理學的發展過程、重要性及生活物理學討論的範圍及方向,並了解各種尺度下的物體,並以科學符號表示,且會做各種科學符號的運算,以及物理學與醫學、自然科學、工程學和各種應用科學之間的關係。 全書包含導論、力學、溫度與熱、聲音與波動、光學、電學、能量與生活、近代物理發展等8章及4個實驗,可在有限的教學時數中掌握物理學中最基礎、最重要的觀念,章末習題的解答以QR Code提供於目錄頁,方便讀者掃描觀看。
物理 力學篇:60分鐘學基礎力學 少年伽利略15
★日本牛頓獨家授權,全彩豐富圖解 ★80頁內容輕量化,價格門檻低 ★適合國中生輔助學習課程內容 ──快速掌握牛頓三大定律 ──雨滴從高空落下來打在我們身上,為什麼不會痛呢? ──如果沒有力,我們可能連走路都辦不到?! 力學聽起來很深奧,但簡單來說,在平常生活中走路、用筷子挾菜、雨滴落下、使用開罐器,都與「力」有關,力學可說是物理學的重要基礎之一。瞭解力學的基礎知識後,就能用嶄新的眼光去觀察周遭的世界,增加對物理的興趣。少年伽利略一貫淺顯易懂的解說,再搭配日常案例,適合國中生探索學習,也適合高中生複習課堂內容。 系列特色 1. 日本牛頓出版社獨家授權。 2. 釐清脈絡,建立學習觀念。 3. 一書一主題,範圍明確,知識更有系統,學習也更有效率。
光的原理:在許多科學領域大放異彩少年伽利略16
★日本牛頓獨家授權,全彩豐富圖解 ★80頁內容輕量化,價格門檻低 ★適合國中生輔助學習課程內容 為什麼蘋果是紅色,葉子是綠色? 平凡無奇的光,對我們生活有何影響呢? 因為有光,我們才得以看見物品,分辨顏色,植物才能行光合作用提供氧氣給我們,看似平凡無奇的光,卻在科學領域大放異彩!我們善用光的性質加熱物品、傳遞資訊,也利用光去除髒汙,達到清潔的效果。為什麼彩虹會有那麼多顏色呢?每種動物眼中的世界都跟我們一樣嗎?就讓《光的原理:在許多科學領域大放異彩》來告訴你! 少年伽利略的難度適中,適合國高中生輔助學習,也適合對自然科普有興趣的成人當休閒讀物,輕鬆沒有負擔! 系列特色 1. 日本牛頓出版社獨家授權。 2. 釐清脈絡,建立學習觀念。 3. 一書一主題,範圍明確,知識更有系統,學習也更有效率。
圖解粒子物理:從牛頓力學到上帝粒子,一窺物質的究極樣貌
「物質皆由原子組成。」——理察.費曼 粒子的生成、消滅,就是理解基本粒子物理學的出發點 & 自古以來,人類一直在追求所有物質的終極樣貌, 包含自身的肉體、眼前的東西,甚至是夜空中遙遠的星體。 現代的基本粒子物理學,究竟在研究些什麼?如何研究?又要往何處去呢? & 這是一本在極力避免提到數學式的情況下, 盡可能描述物理學前因後果的入門書。 本書將從牛頓力學開始,一直談到二十世紀的基本粒子物理學, 說明這一系列物理學的發展過程。
Unit Girls 擬人化單位事典
~「Girls Unit(女子團體)」?不對,我們是「Unit Girls(單位女孩)」!~ 世界上的各種「單位」化身為美少女 跟你一起踏上認識科學單位的冒險旅程! 公尺、公斤、秒……我們每天在生活中都會用到許多單位。 但是,理所當然地存在著單位、理所當然地使用單位,理所當然地大家都用同樣的單位……單位對我們來說太過理所當然,以至於我們時常忘了單位的好處。 2019年,「單位」成了科學界最受矚目的議題,甚至可以說是具有歷史性意義的一年。 國際單位制(SI)基本單位之一的公斤[㎏],在時隔130年後終於重新改變了定義。 不僅如此,同樣是基本單位之一的電流單位安培[A]、熱力學的溫度單位克耳文[K]、發光強度的單位燭光[cd]、物量的單位莫耳[mol]等單位也同時改變了定義。 一口氣重新定義這麼多基本單位,在單位的歷史上是未曾有過的大事件。 在這重要的歷史事件後,我們為您致上劃時代的這本書。 不論是您熟悉的單位,還是從未耳聞過的單位,在本書中都有詳細的介紹與解說。 本書特色 ◎收錄日本「理科系插畫家」所設計、繪製的30名擬人化單位角色「Unit Girls」! ◎囊括面積、質量、時間、電磁、溫度、光度、輻射等各種領域,介紹超過120個單位! ◎全書採單元式編排,可以從你感興趣的任何地方開始閱讀!
世界第一簡單物理學【力學篇】(修訂版)
漫畫→圖解→解說 經典科普漫畫──全新修訂版! 邀請專業老師修訂,知識更進化、更精準,讓你輕鬆看漫畫學會物理力學! & 本書藉由漫畫清楚描繪力學的動態意象,另輔以文字說明概念,最後以循序漸進的方式說明力學基礎知識,以及與生活相關的物理學。如此一來,使得原本枯燥乏味的力學現象及相關定律變得更有趣,任何人都能依以下指示,隨著本書的安排輕鬆習得力學知識。 & 專門請了臺大物理學教授及物理所研究生進行修訂,確保大家都能獲得正確的知識,閱讀更順暢、專業度也提升! 物理學是一門與自然現象息息相關的學問。力學即為其基礎。一般教科書多以文字敘述力學的動態意象,缺少了圖像連結使初學者總無法體會實際概念與真正有趣之處。本書藉由漫畫將力學的物理運動,以及力隨時間變化所產生的變動以動態方式表現出來,期望讀者能清楚理解力學的基礎概念──「牛頓三大運動定律」、「動量與衝量」、「功與能量」、「力學能守恆定律」。 & 本書的用法 & 本書專為不擅長物理的人至理工科系的大學生等不同程度讀者所撰寫,為了使各種讀者可配合自己適合的程度學習,而分成「漫畫部分」、「進階」、「挑戰」三個階段。 & 正要學習物理的人或是學不好物理的人:首先請僅閱讀漫畫部分。即使碰到無法理解的地方,也無需在意。你將會因為有趣的漫畫而順利讀完吧!讀完一遍漫畫後,接下來請連同「實驗室」再閱讀一次。雖然會出現數學算式,但由於僅會使用到國中程度的數學,若認真閱讀,應可漸漸理解!若即使如此還是有無法理解之處,就請略過吧!讀得越透徹,越能漸漸懂得物理的思考法。之後,再請依自己的興趣及理解程度,慢慢往進階部分和挑戰部分邁進。此外,請利用在本書學得的力學定律,試著思考生活週遭的現象。重要的是,不斷思考。 & 物理成績普普,但想進一步學習高中程度物理力學的人:請盡量閱讀進階部分。進階部分為補充漫畫內容的解說。若是非常喜歡理科的人,即使是國中生也可以理解!此外,對於書中出現的算式,請自己計算一遍。請不要死背公式,因為藉由基本定律導出結果是理解物理的關鍵之一。 & 大學生.理工科系出身的社會人士.喜歡物理的高中生:請一路讀至挑戰部分。此部分是以高中程度的微積分,進一步為漫畫內容作補充。微積分是由發現三大運動定律的牛頓所創造的,為充分運用力學所不可或缺的道具。此外,使用微積分後,可清楚地展示出力學各定律間的關聯。若不看書,也能由牛頓三大運動定律導出動量守恆定律、功和動能的關係、能量守恆定律的話,則表示你已具備相當的物理實力。 & 希望大家在閱讀這本書時,都能毫無壓力的輕鬆學習物理學知識!
六極物理:極快、極大、極重、極小、極熱、極冷,探索極限世界
穿越六個極限世界,讓科學延伸你的感知力! 極快〉哥哥從太空回來後,年紀變得比弟弟小? 透過狹義相對論發現接近光速的神奇現象。 極大〉宇宙會有終結的一天嗎? 快速了解天體,探索全宇宙的奧妙。 極重〉地球被壓縮成雞蛋大小,就可以變成黑洞嗎? 從《星際效應》講述廣義相對論的時空機密。 極小〉人縮到質子的大小,就可以穿越時空嗎? 原子的內部世界影響著全世界。 極熱〉如果不能違反熱力學第二定律,宇宙會變成一鍋熱湯嗎? 掌握攝氏一億度就可以和石油說再見。 極冷〉如果完成室溫超導體,石油產業會終結嗎? 從絕對零度發現超導體,再也不用交流電。 73位偉大科學家、47則物理學原理和定理、25個物理實驗和思想實驗、44種物理學理論、541個物理學與數學概念,一本讓人終身受益的科普讀物。 從看懂科幻電影到理解最新科技,物理早已深入你我的生活各領域,但多數人卻覺得物理學艱深晦澀,深奧之處通常體現在複雜的數學計算上,其核心思想往往大道至簡。 本書有故事、有趣味、有漫畫,繞開複雜的數學計算,用通俗的語言向讀者解釋核心的物理思想。所謂「六極」,是從人類直接的感知出發,延伸到極快、極大、極重、極小、極熱、極冷的極限狀態,盡數展現前沿的物理學精髓,讓每個人都能拋開繁瑣的數學,體會物理學的精妙。 以人能感知的世界為線索,把現有的物理學重新拆解一番:生活環境中的所有物理參數都是適中、溫和的,否則生命無法存續;肉眼看不見宇宙的深處和微觀世界的原子、分子和細菌;地球上的氣溫不會太高,也不會太低,否則我們不被熱死也要被冷死……因此,如果要讓物理學的現象變得明顯,方法之一是把環境參數調到極限,才能看到其中的神奇表現。 《六極物理》絕非你對科學好奇心和求知欲的終點,而是讓你把從中學到的物理學思維做為求知的起點,從此奔向更加廣闊的、神祕的海洋,送給每位讀者的物理啟蒙書。
相對論:從13歲開始學相對論 少年伽利略11
《星際效應》電影中消失的23年去哪了? 雙生子悖論中的弟弟,為什麼會比哥哥還要老? ★日本牛頓獨家授權,2021年全新系列! ★彩色印刷,圖解豐富,只有80頁,內容輕量化,價格門檻低。 ★內容只談重點,方便讀者快速掌握,為國中的自然科學習打下札實的基礎。 大家都聽過相對論,但不一定知道相對論在講什麼。愛因斯坦提出相對論,顛覆了世人對時間、空間的概念。時間的速度為什麼會不一樣?重力又會對時間空間帶來什麼影響? 本書透過清楚的圖解,讓國高中生也可以掌握到相對論的基本概念,13歲就可以開始熟悉相對論的思維方式,開拓學習物理的視野! 系列特色 1. 日本牛頓出版社獨家授權。 2. 釐清脈絡,建立學習觀念。 3. 一書一主題,範圍明確,知識更有系統,學習也更有效率。
量子論:從13歲開始學量子論 少年伽利略12
薛丁格的貓到底怎麼了? 量子電腦有多厲害? 量子論是物理學最炙手可熱的領域,應用極廣, 從候鳥遷徙到光合作用,都與量子論有關。 & ★日本牛頓獨家授權,2021年全新系列! ★彩色印刷,圖解豐富,只有80頁,內容輕量化,價格門檻低。 ★內容只談重點,方便讀者快速掌握,為國中的自然科學習打下札實的基礎。 & 量子論是物理學最抽象難懂的領域,古典物理學的法則在此並不管用。面對一個如此重要又不容易掌握的領域,就讓人人少年伽利略系列的《量子論:從13歲開始學量子論》來為讀者建立基本概念吧!從理論到應用層面,本書以80頁的篇幅介紹了量子論,像這麼簡潔扼要的書籍,找不到第二本! & 系列特色 & 1. 日本牛頓出版社獨家授權。 2. 釐清脈絡,建立學習觀念。 3. 一書一主題,範圍明確,知識更有系統,學習也更有效率。
無是什麼?「什麼都沒有」的世界真的存在嗎? 人人伽利略28
什麼東西都不存在的「無」是什麼意思? 真空就是所謂的「無」嗎? & ★日本牛頓獨家授權精美圖解 ★一併學習量子論、超弦理論 & 一提到「什麼東西都沒有」的空間,大家應該會馬上聯想到真空。但根據現代物理學的觀點,真空僅指寬寬鬆鬆的空間而已,即使從空間除去各式各樣的物質,裡面仍然有基本粒子不斷生成、湮滅,也還有許多能量與場滿溢其中。 & 本書先帶大家認識生活中常見的「0」概念,接著以物理學的角度探討連時間、空間都不存在的無,也就是我們現行宇宙的開端,究竟我們的宇宙是如何誕生的呢?真空裡面到底還含有什麼呢?一起探究終極的「無」吧! & 系列特色 & 1. 本書系取得日本牛頓出版社的授權,以精美插圖、珍貴照片及電腦模擬圖像,深入淺出解說科學知識,淺顯易懂。 2. 以一書一主題的系統化,縱向深入閱讀,橫向觸類旁通,主題涵蓋天文、數學、物理、化學、生命科學等領域。 3. 以不同的角度提出各種科學疑問,啟發讀者對科學的探究興趣。
跟科學家一起認識構築世界的50個物理定律:發現契機x原理解說x應用實例
只要三步驟,就能簡單了解 世界上所有物理定律的原理 讓科學家親自教你50個重要物理定律及原理。 從發現契機→原理解說→應用實例。 用三階段讓你徹底了解影響世界的物理定律。 聽到物理學這三個字,不少人都因為枯燥乏味的教科書而大感棘手。 然而,歷史上眾多的科學家們,卻是像前述那樣, 從對身邊現象的簡單疑問開始,一步一步發現重要的定律和原理。 本書將透過虛構的歷史科學家訪談,讓大家一邊感受這些科學家們的熱情和氣息, 一邊解說他們發現的定律和原理。 另外,為了抽象性高的物理原理更好理解, 書中還附上有趣插畫和說明圖,以及許多補充註解。 相信大家都能跟著發現者的科學家本人,一起快樂地讀下去。 同時,還會向大家介紹這些定律和原理,對現代人日常生活的哪些層面能派上哪些用場。 希望能讓大家切切實實地感覺到「這世界是由物理定律組成的」這件事。
一次搞懂量子通訊
薛丁格的貓>一隻貓的生與死,影響著量子力學的問題與矛盾。 愛因斯坦>與波耳的量子物理之爭,促進量子力學的發展。 密碼學>二戰期間,圖靈的密碼學發揮關鍵作用,盟軍才能順利擊敗納粹。 上課聽不懂、考試想不通?跟著愛因斯坦、薛丁格與圖靈,快速理解物理的疑難雜症! 誰適合讀《一次搞懂量子通訊》? ☑有「十萬個為什麼」的孩子,能有機會更快、更無壓力地進入奇妙的量子世界 ☑對理科頭疼的國、高中生,發現科學神奇的魅力,找到豁然開朗的轉折點 ☑大學物理相關科系學生,真正搞懂課堂中探討的知識究竟是什麼 ☑職場拚搏的上班族,「魔法科技」早已成為現實,而世界仍在加速變化 量子到底是什麼?IBM、Google為何要爭奪「量子霸權」?搞懂量子就能像《駭客任務》一樣隨心所欲?凱撒大帝是最早發明密碼學的人?愛因斯坦受到幽靈的困擾才搞懂量子糾纏……未來屬於有好奇心的人! 從凱撒大帝到神探福爾摩斯,從物理、哲學到密碼學,以時代為舞臺,以宇宙為主角,讓你看看新世界科技的真面目! 圖解十大量子實驗,回眸十五位科學天才的閃耀時刻,展望無處不在的量子黑科技。只講故事、不講理論,「薛丁格的貓」、「愛因斯坦的量子物理」、「密碼學」三大領域輕鬆融會貫通。 這不是一本量子力學的史詩鉅作,也不是科學家的神蹟紀錄片,而是連文科生都能看懂,讓人可以邊看邊笑,輕鬆理解量子通訊與密碼學的「科普小說」。 翻開本書,您可以發現對物理學的興趣之外,還能讀懂世界的過去、現在和未來。 名人推薦 佑來了 科學型YouTuber 陳正源 臺北市立第一女子高級中學物理科教師 簡麗賢 臺北市立第一女子高級中學物理科教師 專業推薦(依姓氏筆畫排序)
時間的秩序:用最尖端物理學,顛覆常識與直覺,探索時間的本質
《時間簡史》後又一現象級暢銷科普讀物。 《時代雜誌》十大非虛構好書。 《自然》《衛報》《紐約時報》《泰晤士報》等10餘家媒體好評推薦。 & 讓物理變得性感的男人,下一個史蒂芬‧霍金。 義大利物理學家卡羅.羅維理繼《七堂極簡物理課》後全新力作。 & 奇異博士班奈狄克‧康柏拜區傾情朗讀,有聲書獲得英國國家圖書獎。 & 為什麼我們是記得過去,而非未來? 是我們存在於時間之內,還是時間存在於我們之中? & 物理學與哲學的完美融合,在習以為常之處,探索世界的驚人真相。 用詩意的語言、前沿物理學理論探索時間的本質,顛覆固有的常識與直覺,探索為深刻的奧祕。 & 本書分為三個部分,第一部分總結關於時間的內容,闡述現代物理學對「時間」的研究成果。一般認為時間是很簡單、基礎的東西,均勻流逝,從過去流向未來,可用鐘錶測量。宇宙中的事件以過去、現在、未來用這種順序依序發生。……然而,這些全部都被證明是錯的。 & 第二部分描繪了量子重力學,是人類嘗試去理解這個沒有時間的世界。是一個奇怪、陌生的世界,然而仍是我們所棲息的世界。 & 本書第三部分是最重要的,因為與我們的關係最為密切。在一個沒有時間的世界,必定是因為某樣東西,產生了大家所熟悉的時間。 & 同時也產生了時間的秩序,讓它的未來不同於過去,讓它順暢地流動。 & 卡羅.羅維理向我們揭示出一個奇怪的宇宙,在這裡,時間的特質一一坍塌,在最基本的層面上,時間消失了。我們對時間流逝的感知,取決於我們的視角……。 & 名人誠心推薦 & 蔡坤憲──《霍金大見解》 譯者 & 各界好評推薦 & ◆「羅維利逐章展示了現代物理學如何消滅對時間的普遍理解......。關於科學,本書的內心和人性,詩詞和柔和的語調,還有許多其他出色的解釋,使之達到了路易斯‧湯瑪斯和瑞吉兒‧卡森這樣偉大的科學家作家的水準和風格。」《紐約時報》書評 & ◆「首先摧毀了我們對時間概念的常識。這是一本雄心勃勃的書,它闡明了一個棘手的問題,閱讀過程還十分讓人愉快。」《華爾街日報》 & ◆「優雅地抓住了物理學最深奧的謎團之一。羅維爾首先拆除了被認為是常識的時間觀念。一本雄心勃勃的書,闡明了一個棘手的問題,讀起來很愉快。」《華爾街日報》 & ◆「沒有人像卡洛·羅維利那樣寫關於宇宙的文章。關於時間的新故事很優雅,而且很清楚,無論他是在揭示事實還是在沉迷於關於時間本質的浪漫哲學猜測。」《華盛頓郵報》 & ◆「羅維爾是物理學家,也是迴路量子引力理論的奠基人之一,他使用文學、詩歌和歷史手段來揭示時間的屬性、時間的含義以及時間的開始。」 《科學美國人》 & ◆「我們生活在科學寫作的時代,卡洛·羅維利的新書《時間的秩序》就是最好的例子。他在這裡展示了時間到底有多深刻。」《黑暗元素三部曲》作家──菲利普‧普爾曼 & ◆「一本不可思議的書。羅維理用富有詩意、魅力和感染力的睿智文字傳達了關於時間最複雜和有啟發性的想法。」班奈狄克‧康柏拜區 & ◆「豐富的詩意與學養。」日本作曲家、演員──坂本龍一 &
追光之旅:你所不知道的同步輻射
當一束光照在台灣這塊土地上 乘載著科學夢想的種子,也開始萌芽成長 開創未來新光源,帶領我們在科學領域中,無止境地探索 從美食到音樂、從考古到創新、從蛛絲到晶圓製造 帶你看見不一樣的世界 本書從全球同步輻射發展概況開始,帶領讀者認識什麼是同步輻射,以及台灣的同步輻射發展歷程,乃至於亞洲第一座、世界第三座第三代同步光源如何在台灣誕生,並兼述多位秉持「成就不必在我」的先行者,一步步推動,使台灣光源、台灣光子源成為名副其實的「台灣之光」;最後,細數同步光源如何落實應用,成為驅動產業發展與文明進步的能量。 我期待,台灣光源與台灣光子源可以成為更多科學家的科研利器,照亮遠方,探索更廣袤的未知世界,並造福人類社會。 ——李遠哲,中央研究院前院長 藉由本書的介紹,我希望可以吸引更多對科學有興趣的讀者投入相關領域研究,也讓台灣各界更加重視基礎研究與關鍵技術的開發。 ——吳政忠,科技部部長
時光旅人
有些人的夢想很小,只要能出國度假,或擁有自己的房子,就心滿意足了, 有些人的夢想比較大,他們想當國家領導人,或創一番大事業, 但沒有人的夢想會比馬雷特還大,他要建造一部時光機,回到過去…… 一個沈默的小男孩從十歲起,就懷抱著一個夢:他要建造一部時光機器,搭乘它回到爸爸猝死之前,提醒爸爸要注意健康,並且說一句從來沒能親口對父親說的話:爸爸,我愛您。 小男孩馬雷特本來有個幸福的家庭,勤奮愛家的爸爸是他的天,爸爸會陪他讀書,教他這世界上所有的事情,但就在慶祝完結婚十一週年的當晚,爸爸毫無預警的撒手人寰。 爸爸不在了,小男孩很憂鬱,總是逃學、躲到家裡的地下室發呆,那是爸爸遺留下來的工具間。小男孩自暴自棄,絕望的思念爸爸,偶然讀了威爾斯的小說《時光機器》和愛因斯坦的相對論,便立下志願,要實現時光旅行的夢想。 從科幻小說催生的夢想,是個可能會遭受訕笑的祕密,小男孩馬雷特懷著這不能說的祕密,走過坎坷成長路,終於成為物理教授馬雷特,有能力把畢生的夢想,以科學理論落實:他正著手打造全世界第一部理論上最可行的時光機器。
用物理方法分析經濟學:快速增加財富的方法(國際英文版第二版)
Economics is regarded as a branch of applied physics.* Wealth is defined exact quantitatively as wealth ring. Wealth ring consists of production sector, exchange sector, consumption sector, and environmental sector. This is a logical expansion of traditional economics of supply and demand . Money is defined as a universal exchanger.By extending the conservation laws in physics to economics, a fundamental exact quantitative theorem has been found to be obeyed by wealth creating activities.This new way of economics analysis has seven quantum frameworks that are abstracted from quantum field theory.The immediate advantage is to give an analytical way to increase wealth of nation. We have used it to understand the rapid rise of wealth in China in thirty years from 1980 to 2010. Other nations and other entities could use similar analytical method to increase their wealth rapidly.The evolution of human society is considered to evolve from hunter-gatherer society to agricultural society, from agricultural society to industrial society, and now should evolve from industrial society into an ecological society. “Prebiotic Chemical evolution→ Biological Evolution (organisms and ecosystem) → Individual learning and thinking → Human cultural evolution → Evolution of economies including the Global economy” By Murray Gell-Mann, Nobel laureate in theoretical Physics, 1969.
大科學:從經濟大蕭條到冷戰,軍工複合體的誕生
一段被遺忘的歷史,軍工複合體的誕生, 從原子彈到核能發電,從太空設備到網際網路, 「大科學」的追尋成就了科學?還是毀壞了科學? 普立茲獎記者揭露一段政治與科學交織的歷史。 & 這是一段被遺忘的歷史。從原子彈到登月計劃,從探測太陽系外的宇宙,到深入微觀尺度的原子,這些都是「大科學」的產物,至今引導著產官學界的合作。 & 「大」,不是一個誇張的形容詞,而是特指一九三○年代開始,科學界從人員編制、經費投入、儀器尺寸等各方面,皆往鉅型化發展的趨勢。 & 居禮夫人時代的科學,往往由一位科學家,搭配兩、三位助理進行,到一九三○年代之後,一個實驗室可能包括數十名科學家,甚至成長為上千名專家的社群;實驗設備從小到可以放在「掌上」或「腿上」,大型化到好幾棟建築物才能容納得下,甚至巨大到變成「地景」的一部分;經費也不再是一所大學能夠承擔,而是需要傾國家之力,再加上工、商業界的巨頭。 & 是誰創造了新的合作模式?是誰開始追求「大」儀器?答案是,厄尼斯特・勞倫斯(Ernest Lawrence)。 & 他是諾貝爾物理學獎的得主,也是迴旋加速器的最初奠基者。他顛覆了科學家的傳統形象,發展出經營管理者的領導才能,還不拘領域,廣納技術人員。他在經濟大蕭條時代贏得資源,更讓「大科學」在二次世界大戰(加入曼哈頓計劃),以及戰後隨之而來的韓戰和冷戰裡,成為科學界、政治界和文化界的新典範。 & 在「大科學」新典範下,政府(特別是軍事單位)成為經費最大來源,工商業也逐漸影響學術界。科學家如何反省自身角色的改變?科學還是單純追求自然界真相嗎?還是科學界也需要從商業競爭當中,謀取自身利益?對「大科學」的追尋,究竟成就了科學,還是毀壞了科學?科學家如何成為政治裡的科學家?政治圈又如何因為科學社群的介入而改變? & 無論是褒是貶,勞倫斯創造了我們身處的世界,大科學是我們的進行式。 & @厄尼斯特・勞倫斯的時代 & 厄尼斯特・勞倫斯能夠在經濟大蕭條時代,說服研究基金會(例如:洛克斐勒基金會)投入鉅資,也能夠招募各方而來的人員,打破學科界線,打造勞倫斯風格的實驗室,不論是工程師或技術人員,只要有才能,都能在他的實驗室找到一席之地。最後,這樣的實驗團隊,還在世界各地複製,從美東到歐洲,都可以看到勞倫斯將迴旋加速器帶到世界各地的影子。他認為,與其視科學儀器為機密,不如幫助各實驗室打造迴旋加速器,加速讓高能物理的版圖變成科學界的常規。 & 勞倫斯啟動的迴旋加速器知識王國,不到二十年,加速器從11英吋進展到184英寸,用巨大的儀器探索微觀粒子的奧秘。在經濟大蕭條的時代,勞倫斯有能力說服金主,投入鉅資。接著在二戰時,勞倫斯加入著名的「曼哈頓計劃」,與各座山頭合作,研發原子彈,打造軍工複合體的雛形。戰後,美蘇和平對峙的冷戰時代,依然能持續獲得軍方贊助,成為軍備賽局裡關鍵性的毀滅力量。 & @厄尼斯特・勞倫斯的爭議,以及他與歐本海默 & 核子工業除了引發道德難題,讓世人思考投注武器研發的正當性,核子力量也應用於醫界放射性療法(與他弟弟合作),和工業界的核能發電。究竟「大科學」本身即有為了取得軍方資源,而內建的不道德性?或者,「大科學」因為軍方介入而具備有利的發展條件,當轉移到其他領域,例如:網際網路(Internet),能創造出未來的榮景。 & 勞倫斯是貢獻卓著的科學家,也是極具爭議性的人物。他所開啟的迴旋加速器研究,每次有了新發現,都會引發新一輪的疑問,而這些疑問又必須有更大、功能更強的機器才能回答。這種不斷掠取更多資源的追尋,讓人質疑:為何不去專注與人類生活更相關的科學研究? & 另外,他在冷戰「麥卡錫主義」狂潮侵害美國學術自由的時候,並沒有挺身捍衛。他也因為熟知募款技巧,而在冷戰時期,不斷規劃出更大的計畫;他相信計畫夠大,才夠有吸引力。他還在各方試圖推動「禁核試」的浪潮中,持續追尋核子武器的研發,選擇成為物理學界的少數方。 & 一般人提到核子工業(原子彈),多會聯想到歐本海默。歐本海默最有名的,是以人道關懷,說出「後悔身為科學家卻製造出殺人武器」的一番話。勞倫斯卻支持核試,他認為,只有繼續核試,人類才有可能有「乾淨」的核彈,不論這個主張是樂觀的天真,或是政治說詞。兩位不同立場的人原先是好友,只是歐本海默為人所知,勞倫斯卻被逐漸遺忘。本書即是為了打開我們的另一隻眼,看見故事的另一半。 & 歐本海默雖受人敬重,但,是勞倫斯,他所創新的實驗室合作模式,改變了科學的內涵,以及科學和國家、產業界之間的關係。當因爲各界質疑,使得軍方逐漸淡出科學事業,商界和產業界填補了這樣的空間,成為下一波矽谷產業的推手。
物理大圖鑑:伽利略科學大圖鑑2
收納90個重要物理概念! 掌握關鍵字,是學好物理的第一步! 範圍廣泛,簡明扼要是人人出版「伽利略科學大圖鑑系列」的特色。內容含括該領域的重要主題,並以一個跨頁來呈現一個主題。 「伽利略科學大圖鑑」的第二本是《物理大圖鑑》,從基礎的「力與運動」、「氣體與熱」、「波」、「電與磁」,到「原子」、「物理學與宇宙」,以及波粒二象性、量子力學、相對論、基本粒子等內容,適用國高中程度的學生,甚至對科學有興趣的小學高年級學生,也會感到《物理大圖鑑》趣味盎然。 《物理大圖鑑》充分表現了日本牛頓出版社的特色,文字淺顯,圖解精美,不管是作為預習、複習,或是建立對物理整體概念,《物理大圖鑑》都很合適。 系列特色 1. 日本牛頓出版社獨家授權。 2. 主題明確,解釋清晰。 3. 以關鍵字整合知識,含括範圍廣,拓展學習視野。
用物理方法分析經濟學:快速增加財富的方法(國際英文版)
Economics is regarded as a branch of applied physics.* Wealth is defined exact quantitatively as wealth ring. Wealth ring consists of production sector, exchange sector, consumption sector, and environmental sector. This is a logical expansion of traditional economics of supply and demand . Money is defined as a universal exchanger.By extending the conservation laws in physics to economics, a fundamental exact quantitative theorem has been found to be obeyed by wealth creating activities. This new way of economic analysis has seven quantum frameworks that are abstracted from quantum field theory.The immediate advantage is to give an analytical way to increase wealth of nation. We have used it to understand the rapid rise of wealth in China in thirty years from 1980 to 2010. Other nations and other entities could use similar analytical method to increase their wealth rapidly. The evolution of human society is considered to evolve from hunter-gatherer society to agricultural society, from agricultural society to industrial society, and now should evolve from industrial society into an ecological society. “Prebiotic Chemical evolution→ Biological Evolution (organisms and ecosystem) → Individual learning and thinking → Human cultural evolution → Evolution of economies including the Global economy” By Murray Gell-Mann, Nobel laureate in theoretical Physics, 1969. 用物理分法分析經濟學:快速增加財富的方法經濟學是應用物理學的一個分支*。財富的精確定量的定義為財富圈。財富圈是由生產,交換,消費和環境四個部門組成。這是由傳統經濟學的供給和需求擴展而成。金錢被定義為普遍交換者。通過將物理學中的守恆定律擴展到經濟學上•,發現所有財富增加都遵循一條精確定量定理。量子框架這種新的經濟分析方式具有, 是從量子場論中抽象出來的七個量子框架。量子框架的優勢是能提供一種分析方法來研究增加國家財富的辦法。我們用它來瞭解1980年至2010年這30年間中國財富快速增長的理由。其他國家和其他經濟實體也可以使用同樣量子框架的分析方法來找到它們自己快速增加財富的辦法。人類社會的發展是從獵人-收集社會發展為農業社會,從農業社會發展為工業社會,現在應該從工業社會發展為生態社會。“生物前的化學進化→生物進化(有機體和生態系統)→個人學習與思考→人類文化進化→包括全球經濟在內的經濟進化”---默里•蓋爾曼,諾貝爾理論物理學獎獲得者/1969年
相對論的意義:在普林斯頓大學的四個講座 The Meaning of Relativity
本書是1921年,愛因斯坦在同魏斯曼訪問美國時,在普林斯頓大學「斯塔福德·利特爾講座講演」(Stafford Little Lectures)發表四次講演的彙集。書中配有大量愛因斯坦的珍貴照片,呈現愛因斯坦的科學哲學、科學遺產、科學精神以及他開放的世界主義、和平主義。 作者以其特有的論述才能,精闢介紹狹義相對論和廣義相對論的基本內容,對相對論的成就及其發展中存在的關鍵問題進行深入探討,反映出相對論背後思路的基礎,及愛因斯坦對相對論發展的看法。內容盡可能使用文字,非方程式來表達,因此既利於專業人士參閱,也便於非物理專業的一般人士閱讀。書末另附錄〈宇宙學問題〉及其最後一篇科學論文〈非對稱場的相對性理論〉,對於所有對相對論以及物理學思想史有興趣的讀者,本書均有極大的啟發價值。
原子中的幽靈:從愛因斯坦的惡夢到薛丁格的貓,看八位物理學家眼中的量子力學
認識量子力學的第一本書 & ◎榮獲物理學會推薦最佳100本物理科普書 ◎台灣大學物理學系高涌泉教授專文導讀 ◎八位引領學術的物理學家對量子力學的精采洞見 & 量子力學無疑是二十世紀最重要的科學成就。1984年起BBC科學節目製作人朱利安.布朗邀請物理學家保羅.戴維斯主持節目,一起採訪了八位在量子力學領域著名的物理學家,針對量子力學提出各種討論與思辯。從1993年初版至今,本書一直是了解量子力學爭議與奧妙之處的最佳入門書。 & 費曼:「沒有人懂量子力學。」 量子論的出現,解釋了長久以來人們對物質的困惑,但卻同時讓薛丁格、愛因斯坦與費曼等物理大師感到不安,爭論從此不歇。其中「量子糾纏」的概念讓愛因斯坦難以接受,稱之為「鬼魅般的超距效應」,覺得就像來自原子中的幽靈,還因此和波耳進行了長達十年的論戰。本書從這個爭議開始,逐步拆解與討論量子力學的各項重要觀念。 & 量子力學與宏觀世界的橋樑 宏觀世界的漸變特質與微觀量子理論中離散的特性似乎格格不入,近代物理學家致力於搭起兩個世界的橋樑,探索兩邊的關係與邊界。本書不只討論了薛丁格的貓、貝爾不等式、阿斯佩克特實驗、多宇宙詮釋等,主持人與物理學家針對量子研究的各種討論,更是值得讓人一探科學大師們的思考脈絡。 & 想要了解量子力學,這絕對是不可錯過的入門書。
物理之美:費曼與你談物理
康乃爾大學梅森哲講座歷年最著名的演說 入選「近代世界最佳書籍」大系, 與達爾文《物種原始》、亞當斯密《國富論》齊名 物理是研究大自然律動與模式的學問, 但這些律動與模式並非肉眼可見,定律又總是用數學描述, 讓人難以一窺堂奧。 1964年,聲譽鵲起的物理學家費曼, 應邀至康乃爾大學擔任梅森哲講座的主講人, 為聽眾解釋物理定律更高一層的性質, 也就是講座的總標題:「物理定律的特徵」。 費曼除了學識享譽國際,科普的演說技巧也是後世典範, 他擅長以淺顯易懂的方式,解釋艱澀的科學原理。 英國廣播公司將本次講座製成節目與書, 出版後名列當代經典,風行不墜。 在這一系列七講的演說裡, 費曼從重力出發,再談及守恆、時間等大自然最廣泛的特性, 不僅描繪出物理之美,也告訴我們應該具備的科學態度。
相對論超入門:連文科生也能輕鬆讀懂劃時代理論
史上最短、最容易理解的劃時代教學! 困難的用語、複雜的計算全都捨棄! 1小時理解「狹義相對論」3大重點! 相對論從根本上顛覆了我們在日常生活中對「空間和時間」的概念。 換言之,學習相對論,就等於學習我們所生活世界的「真實面貌」。 理解相對論後,你眼中所見的世界將會變成截然不同的風貌。 相對論有以「時間和空間」為主題的「狹義相對論」, 以及除此之外再加上了「重力」這個主題的「廣義相對論」。 也許有不少人都會擔心「要讀懂相對論應該要具備數學和物理學的高深知識吧?」。 但「狹義相對論」的部分只需具備國中程度的數學就能完全理解。 「運動物體的時間流逝會減緩」、 「運動物體的長度會縮短」、 「質量與能量相同」 以這3個重點為主來學習相對論的思考方式。 完全不使用數學或物理上的專業用語,短短60分鐘就解說完相對論。 重點 運動中的物體「時間比較慢」 第1個是「時間膨脹」。雖然不是像科幻電影中出現的時光機那樣,可以讓時間倒流,但相對論告訴我們「物體在移動時時間會變慢」。 重點 運動中的物體長度會收縮 也就是說,「運動中的物體長度會收縮」這個現象。這也是相對論中非常有名的論點,而且已經被許多實驗證明是正確的。 重點 質量跟能量相同 簡單來說,這個重點的結論是:「質量可以轉換成能量,且能量也可以轉換成質量」。這個事實一般稱之為「質能等價」。
物理學的演進
愛因斯坦寫給所有人的科普經典 ════════════ 不使用任何數學公式! 介紹從伽利略、牛頓時代的古典理論 到現代相對論和量子力學的物理學史 & ★快速了解「相對論」或「量子力學」的最佳入門書! ★國、高中學生打底物理學知識、培養科學素養必備! ★北一女物理教師、《如何學好高中物理》作者簡麗賢,導讀推薦! & 本書由現代物理學之父愛因斯坦與波蘭物理學家英費爾德合著。書中介紹了從伽利略、牛頓時代的古典力學,到現代場論、相對論和量子論這數百年來物理學的發展史。 & 全書尤其以「演進」的觀點,凸顯物理學史上的重大發展或轉折,使讀者閱讀時如偵探蒐集各種線索般,一步步串起各種物理學知識,並思考歷程背後的哲學思想或觀念上的變化。此外本書也透過大量通俗易懂的例子與插圖,將物理學知識與日常生活巧妙融合在一起,既生動又有趣。 & 本書首次出版於1938年,其後物理學自然有了空前的進展,然而英費爾德說:「本書只是討論物理學的一些本質上沒有變化的重要觀念,因此沒有過時的問題。」而關於出版此書的動機,他和愛因斯坦在序言中說,他們並不是要寫一本物理學的教科書,因此不會教授讀者一堆理論,「反之,我們想描繪的是人類心智在尋找觀念世界與現實世界之間的連結時,所付出的種種努力」。
微中子:挑戰物理學「最大之謎」,一本書讀懂諾貝爾獎的研究
諾貝爾物理學獎獲獎主題──微中子震盪 日本怪咖物理學家用有趣的解說方式,帶讀者瞭解諾貝爾獎研究 最微小的物質「基本粒子」──其中又以微中子最難捕捉。地球上的人類,大家每秒都會沐浴到600兆個微中子,但大部分都如同幽靈般穿透過去,完全沒有任何感覺。 充滿謎團的微中子,卻逐漸迫近融合人類構築起來的科學。 ‧微中子一開始是被想像出來的! ‧鍊金術是可行的? ‧科幻小說中的反物質能製造出來? ‧鏡子照不出吸血鬼,是因為有「對稱性破缺」。 ‧基本粒子的世界中也是有代溝! 2015年,梶田隆章教授與亞瑟.麥唐納獲頒諾貝爾物理獎。其獲獎理由是大氣微中子的研究中發現微中子振盪。 雖然當時有許多媒體盛大報導,卻只強調「發現微中子具有質量」這件事。 雖然微中子具有質量很重要,但到底只是附帶的結果,其本質在於「某微中子會隨著時間經過轉為其他微中子」,若未能理解「基本粒子的種類會隨著時間改變」的重要性,就無法明白這項研究的重要性。 本書聚焦於科普什麼是微中子,並詳細解說微中子震盪現象,深入講解梶田隆章教授的實驗。 ◎日本AMAZON 4星好評推薦 ‧用很多有趣的舉例來解講艱深的科學知識。 ‧讀完本書後才瞭解諾貝爾物理學獎的研究。 ‧連平時不太讀科學書的我也覺得很有趣,作者擅長用大家熟悉的東西來比喻物理學。
趣味物理研究所
~宇宙種種不可思議,都能用物理來解釋~ 與理科老師一起動動腦,看懂科幻電影的機密! 看似深奧的物理,卻始終是大眾娛樂偏愛的題材之一。 例如2014年上映的《星際效應》,描述太空人穿越蟲洞尋找人類新家園; 時空特務通過時間旅行改變歷史,阻止犯罪發生; 2015年的《絕地救援》,展現植物學家曁工程師的主角,如何在火星種馬鈴薯求生。 以及本年度好萊塢燒腦片《天能》,更從熱力學第二定律切入闡述「時間逆行」,突破既往詮釋時間旅行的維度。 科幻電影與相關題材不斷推陳出新,片中情節在物理理論的加持下,不僅更加貼近現實可能,也為觀眾帶來一分觀影燒腦的挑戰。 而這本《趣味物理研究所》,正是讓你重新認識物理,掌握基礎知識,展開一趟「大開腦洞」的思辨之旅。 本書作者左卷健男,長期致力於推廣科學教育,並推出多本廣受大眾歡迎的科普書籍。 這次他將在本書中帶領讀者,從物理觀點探索25道謎題, 同時也一併追溯科學家如何透過觀察與實驗,揭曉世界萬物隱藏的真理── ・約西元前3世紀,阿基米德在洗澡時想出妙計判別「真假皇冠」; ・西元1590年,伽利略在比薩斜塔進行傳說中的自由落體實驗; ・西元1666年,牛頓利用稜鏡,發現太陽光是由7種色光所組成; ・西元1839年,法拉第通過一連串實驗,向世人證實靜電、電池、生物電都是同一種電…… 「物理是宇宙運行的公式」,數百年來始終吸引無數人嘗試解謎。 肉眼不可見的熱能、讓夜晚能如白晝活動的電能、吸附地表萬物的地心引力…… 這些看似抽象的神祕力量,卻又時時刻刻環繞日常。 ➤科幻電影裡完全隱形的超能力,在現實中有辦法重現嗎? ➤國中學過溫度最低的極限是−273.15℃,那最高溫度同樣也有上限嗎? ➤阿基米德說,只要給他一個支點就能撐起地球。試問他要花多長時間才能辦到? ➤在全黑的無塵室裡,只要眼睛習慣後,也能慢慢看見四周環境? ➤同樣都是高溫,我們能用水蒸氣點燃火柴嗎? 本書除了援引生活例子玩科學,還會解釋隱形人、真空隧道和永動機等科幻創作背後的原理! 穿插精彩的小故事,深入解說世界上各種現象的基礎。 現在就讓我們放下課本,一同探索不可思議又充滿戲劇性的物理世界吧。 本書特色 ◎25道物理謎題,從宇宙追溯至地心、從小說家的異想天開到科學家大開的腦洞,就讓自然老師告訴你原來是這麼回事! ◎全書架構分三大單元「科幻物理」「生活物理」與「思想實驗」,帶領你從多元觀點深入思考,了解物理原來這麼有趣! ◎講題涵蓋國高中自然教育範疇,包含熱力學、古典力學、電磁學與重力,配合教科書一起學更容易懂!
物理奇遇記:湯普金斯先生的相對論及量子力學之旅
加莫夫(提出「宇宙大霹靂學說」知名物理學家)遺世科普經典鉅作 ◎第一屆吳大猷科普銀籤獎得獎作品 ◎中華民國物理學會百大物理科普推薦讀物 & 對後世影響深遠的科普讀本,經典全新重獻 「宇宙大霹靂學說」的創建者加莫夫從一九三八年開始,創造了「湯普金斯先生」這號人物,帶領讀者認識「相對論」與「量子力學」這兩個理論的精髓,甫一出版即好評不斷。科普名家史坦納德徵得加莫夫家族的同意,以最新的科學研究成果改寫此書,除了大力改寫章節以符合最新的科學發展之外,也力求插圖風格的統一。歷經將近一個世紀,這本書不斷受到世界各國的讀者喜愛,也不斷地有再版或者新的翻譯版本推出,被公認為認識「相對論」與「量子力學」的基礎入門讀物,令這一本書最後也不單單是科普著作,更是加莫夫留給世人的精華遺產。 & 生動的故事及67幅精心插圖,進入「相對論」與「量子力學」的必讀入門 本書圍繞著加莫夫筆下的湯普金斯先生,他原本是一位溫吞的銀行小職員,他對物理學卻有很大的興趣,在下班時光一面聽物理講座時,一面又昏昏沉沉打了瞌睡,這一睡就睡到「相對論」和「量子理論」的世界裡去了…… 湯普金斯先生的英文名字是C. G. H. Tompkins,其中的C、G、H同時也代表近代物理學中相當重要的三個常數:光速(c)、重力常數(G)還有普朗克常數(h)。這些物理常數不是非常大,就是非常小,在我們可見的尺度上,我們很難觀察到它們的效應。加莫夫在本書中創造的新世界將這些常數的作用誇大,讓了解物理特性變得容易許多。 本書分為兩個部分,第一部分從相對論中討論時間與空間的扭曲變動,到宇宙的擴張極限,回答宇宙是正在收縮抑或擴張,黑洞又是如何生成。第二部分則進入量子力學裡的原子微觀世界。全書用深入淺出且趣味誇張的方式介紹近代物理的發展與研究,更用生動有趣的圖片讓看似艱澀的物理更平易近人。 & 各界好評 加莫夫為世界著名物理學家,更是二十世紀最傑出的科普作家。他以湯普金斯夢中奇遇為線索,深入淺出介紹了物理學的各個領域。新版由史坦納德增補內容,完全合乎時代,保留了幽默風趣的特色。本書已有多國翻譯本,是二十一世紀的經典。──吳大猷科普獎評語 多麼吸引人的劇情,內容又如此符合科學!不但可供娛樂消遣,也富含大量物理知識。──美國《科學人雜誌》、英國《觀察家報》 每個對近代物理感興趣的人都超愛這本書。──《自然》雜誌 可隨著主角的腳步,探索看似不可思議的相對論現象與量子效應,使我們對艱澀難懂的理論,有了基本認識與想像的藍圖,便於進一步學習。──國際物理奧林匹亞競賽金牌陳昱安 傳奇人物:宇宙大霹靂的創立者加莫夫,他以幽默、深入淺出的文筆,將物理知識融入讀者心靈中。──傅學海(前國立臺灣師範大學教授) 讓我們隨湯普金斯一起去遊歷吧!那匪夷所思的情節,如移動的時鐘會變慢等,其實也發生在我們周圍,只是效應很小的被忽略。作者把有趣的物理效應放大很多倍,創造了一個奇幻荒誕的新世界。──張至義(中央研究院物理所兼任研究員) 本書將量子力學微觀的特殊現象,表現得非常輕鬆有趣,非常適合高中以上讀者閱讀。──高君陶(台北市立建國中學物理教師) 好書經得起時間考驗。三十年前看此書,覺得內容生動活潑,插畫傳神,讓物理這門科學變得好玩很多。今日再讀新版,更佩服內容如此引人入勝,讓讀者可一窺近代物理的奧秘。──許瑞榮(國立成功大學物理系教授) 幽默有趣的情節,巧妙描述相對論的崮中道理,外行如我都愛不釋手,更何況是有志於物理探究的青年學子。我懇切推薦這值得細細品味的科普好書,保證讓你像愛因斯坦一樣讚不絕口!──蔡炳坤(前台北市立建國中學校長) 我和清大同窗蒲慕明院士同是湯普金斯迷,一心要以加莫夫為師。如今新版更趨完整,愈加值得一讀。──李太楓(前中央研究院天文及天文物理所特聘研究員) &
讓世界變簡單的日常物理學:徹底了解萬物本質,辨別真相與欺詐
亞馬遜分類榜長期排行第一! 物理不好沒關係! 一本就讓你跟上未來、看懂電影、了解身邊的為什麼。 讀了這本再也沒有搞不懂的設定! & 了解物理學,映入眼簾的景色都會改變 日本的宇宙論、物理學首席專家為讀者解開全新的世界觀點。 & 從天空到宇宙,從手機到生命, 日本宇宙論、物理學首席專家用最簡單的說明、最好懂的例子, 解讀日常生活中所有的「為什麼」。 & 只要了解事物的本質,知道基本的原理,我們就不容易受到迷惑。 這個世界很複雜,想用原貌理解,實在難上加難。 不過,物理學可以幫我們把複雜的現象簡化理解。 & 物理學其實超好用? →物理學家預測股價:眾多學者正活躍於華爾街。 →手機也是應用物理學:通訊、GPS,與現代必備的科技息息相關。 →了解基本原理:足以辨別真相,不會再被奇怪的流言影響。 & 相對論告訴我們: →住高一點,老快一點:高的地方時間流動比地面還要快。 →曲速引擎&逆轉時間沒問題:科幻電影裡超先進的科技,其實早已證實可行。 →黑洞的存在:最初是由德國天文學者用廣義相對論推算出黑洞,2019年公佈了人類史上第一張黑洞觀測照片 & 解釋宇宙起源的量子 →科學式輪迴轉生:構成我們的原子,過去可能是恐龍身體的一部分。 →真有平行世界嗎?:AU宇宙不是幻想,每一秒都有可能分裂出新的世界。 →人的意識從何而來?:若是人工智慧進化產生意識,是否就等於是生命了? & ■好評推薦 Cheap (YouTube知識型網紅) 朱楚文(財經主播/主持人) 簡麗賢(北一女中物理教師) 吳旭明(物理教學影片Youtuber) 科學最前線(科普社群網站)
完美的理論:一整個世紀的天才與廣義相對論之戰(2020新版)
★英國皇家學會2014年度科學書獎決選書★ ★物理世界之書2014年度決選書★ 愛因斯坦在1915年11月25日發表廣義相對論,震撼全球, 扭轉了這一百年來科學技術的發展走向,引領人類全面向太空前進。 《完美的理論:一整個世紀的天才與廣義相對論之戰》以大師級人物為故事主軸, 包括愛因斯坦、愛丁頓、惠勒、費曼、潘若斯、霍金…… 把廣義相對論發表迄今的相關科學發展, 包括宇宙學、電波天文學、量子重力等等,重新整理詮釋, 很淺白的介紹報紙上常見的科學術語背後的概念, 諸如:恆星核融合、中子星、大霹靂、黑洞、暗物質、弦論等等。 值此廣義相對論一百年的關鍵時刻,《完美的理論》從歷史掌故中,理出線索, 引領我們正面迎向未來的科學,以及浩瀚無垠的星空。 廣義相對論從1915年發表以來, 它的孕育、誕生、成長、徬徨、再起、雄霸、到修正, 在過去一百年裡,充滿了曲折的情節, 好像一個探險家的奇幻之旅,充滿了戲劇性。 難怪全球物理學界紛紛舉辦研討會,慶祝廣義相對論百年大壽…… 媒體及出版界也大量報導及發行專書, 其中牛津大學費瑞拉教授所著《完美的理論》最值得推薦。 費瑞拉承襲了物理學界數十年來的優良傳統, 由做過重大學術貢獻的物理學者, 主動積極的撰寫深入淺出、生動有趣的科普著作, 使社會大眾能適當了解科學最前沿的發展。—— 陳丕燊,臺大梁次震宇宙學與粒子天文物理學研究中心主任 能夠駕馭愛因斯坦的廣義相對論,就等於得到了一把宇宙奧祕之鑰, 讓我們得以了解宇宙的歷史、時間的起源, 以及宇宙中所有恆星與星系的演化…… 廣義相對論的歷史橫跨各大洲,參與這場世紀之爭的人物,包括: 一些英國天文學家、一位俄國氣象學家、一位比利時神父、 一位紐西蘭數學家、一位德國軍人、一位印度神童、 一位美國的原子彈專家、一位南非的貴格會信徒, 以及許許多多其他人,都因愛因斯坦理論的優雅及強大威力, 而一起投入這個領域…… 二十一世紀肯定會是愛因斯坦廣義相對論的世紀, 我很慶幸自己活在一個有這麼多新事物等待我們發現的年代。 在愛因斯坦提出他的廣義相對論一百年後,某些神奇的事即將要發生。—— 費瑞拉,本書作者