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編輯推薦: |
神秘的等式E=mc2是科学的里程碑。爱因斯坦预言,光经过太阳附近时会偏折。这一预言的观测证据捕捉了公众的想像力。公式本身是触摸不到的,但是太空中显而易见地运动着的天体的照片却较容易获取作为证明。本书阐明了每位伟大思想家易于理解的成果的复杂的思想基础,就这方面而言,本书为普通读者了解人类历史上最伟大、最具影响力的思想家提供了重要的指南。
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內容簡介: |
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这本书就是你要寻找的朋友。这本书并不简单的只是一个内容提要。它以 一种清晰、综合而又明白易懂的方式,阐述了那些架构我们这个世界的伟
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關於作者: |
皮特·莫尔博士是位于布里斯托尔的三一学院的伦理学客座教授,自由科学撰稿人。作为一位屡获大奖的记者和作家,他曾在科学委员会里与英国国会议员和皇室成员公事,他也曾为《卫报》、《新科学家》、《柳叶刀》、《英格兰医学杂志》、《生物医学网》撰文。他主要关注科学对社会的影响,科学发现对哲学思考的影响;他的著作包括《杀死病菌》、《巴比塔的阴影》、《十月怀胎》、《为了一个婴儿》等。他是医学记录联合会的名誉主席以及英国科学作家联合会成员,他现与妻儿一起居住在英格兰的索尔瑞。
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目錄:
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前言
外部世界
自然的属性
自然的结构
地球
宇宙
数学
发明与革新
内部世界
进化论与遗传学
人体
大脑
结语
索引
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內容試閱:
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贫穷的开始 铁匠的生活是很艰难的。1971年,詹姆斯·法拉第和他的妻子玛格丽
特从南部的约克郡移居到纽英顿布茨来竭力维持生计。那里当时还是伦敦 附近的一座村庄,如今已成为大都市的中心。1795年他们搬到了这个忙碌
的城市的中心时,一点也没意识到这将给他们的儿子一个惊人的机会来改 变世界。
由于父母都很贫寒,迈克尔·法拉第只受过很基础的教育,在他的整
个一生里,法拉第的数学知识几乎是一片空白。回顾过去,他最大的转折 点是成为图书装订商的学徒。他工作的地方对一个求知的大脑来说是一块
宝地。有思想的人们把自己的思想记录下来并在书里讨论,因此跟上最新 的思想的方法就是阅读这些新书,更好的就是在它们还未出版之前就读到
它们。很快法拉第就开始阅读从他手上经过的书,并做了读书笔记,这使 他前所未有地接触到了新兴的知识。他的家庭属于桑德曼教会,一个相信
对《圣经》字面解释的教派,在法拉第的宗教阅读中,他接触到了牧师伊 萨克·瓦特所写的《人类的发展》,这激起他更大的阅读兴趣,并使他参
加了一些讲座。
由于坚定不移和一些好运气,他在皇家学院做了汉弗莱·戴维的助手
。随后得到了一些在这个享有盛名的伦敦讲坛讲课的机会,讲坛就在邦德 街附近。戴维醉心于化学研究,但是也决定吸引尽可能多的人来对科学产
生兴趣。
关于电的结论 作为一个热衷于研究化学的人,当法拉第加入皇家学院的时候,他的
感觉一定像一个孩子被放进一个可以自由挑选的糖果店那样。然而,他最 重要的工作总的来说是关于电的,具体说来,是关于电磁场的。
1821年11月,法拉第在《科学季刊》上发表了一篇名为《一些新的电
磁运动以及磁场理论》的文章。这篇文章有着划时代的意义。文章描述了 从电能到机械能的转换以及从机械能到电能的转换。法拉第发现磁体会绕
着里面通有电流的固定导线运动。这样可以通过导线中传过的电能来得到 移动的磁体的机械能,这就是电动马达的前身。
不止这些,法拉第还注意到如果将磁体固定而让导线运动,当导线中
通过电流时,同样会围绕磁体运动。
天才并不总是做出最早的观察,而是如何将观察结果表达出来。法拉
第坚信导线周围一定会辐射一些环形的力线,使得导线和磁体相互作用。
这个观点后来得到了证明,并且被后来的科学家们完善,称为“电磁场理
论”,其中詹姆斯·克拉克·麦克斯韦发展了关于这些发现的数学解释。
然而在当时,法拉第的解释为欧洲大部分数学物理学家所反对,因为他们
认为电荷在远处相互吸引或相互排斥,这些线是多余的。
十年之后,法拉第公布了他的另一大发现。他拿了一个铁环,在一侧
绕上了一段长度的绝缘导线,在另一侧又绕上了另一段绝缘导线。他预言 ,当给第一个导线中通电时,在环中会产生一个场,使得另一段导线中产
生感应电流。最初这个实验看起来好像失败了,没有电流产生,但是后来 他做了更加严格的观察。每次通电断电的时候,用来检测第二段导线中电
流的检流计都会跳动一下。这就是变压器的前身。
想到这一点,法拉第意识到无论第一个线圈里面的电流如何改变,第
二个线圈中者会感应出电流:为了验证这个想法,他拿了一块磁铁在线圈 的里外滑动。当磁铁移动的时候,检流计的指针记录了一个电流,当他继
续把磁铁向里移动时,指针又移动了一个位置,当他把磁铁拿出线圈时, 检流计的指针向反方向移动。随后,他拿了一个铜盘,使它在磁铁两极之
间旋转,这次得到了一个稳恒的电流!法拉第所做的其实就是世界上第一台 发电机。他随后认识到静止的电流,如电池里的电流,和电叉所产生的电
荷其实是一回事。
电解 将他对化学和电学的研究结合起来,法拉第做了一些重大的发现,这
是关于电流在化学溶液中传播的效果的研究。他对所发生的现象的理解和 以前的观点是如此的不同,以至于在一篇1834年发表在皇家学会的《哲学
学报》的文章中,法拉第提出了6个新的词语,这些经过严格定义的词语用 来描述他所做的工作。
科学家们用“极”的概念而不是直接称呼溶液的物质来描述溶液。法
拉第提出了“电极”的概念,当给溶液通电时,带负电荷的气体如氧气和 氯气聚集的一集称之为阳极,反之,带正电荷的物质聚集的一极称为阴极
。任何一个电极释放出来的物质称为电解液,由在阳极收集到的阴离子和 在阴极收集到的阳离子组成。
如果布丁是通过被吃来证明自己的存在,那么新名词则是在它们的实
用性和长久性上得以体现自己的价值。法拉第一定不会对这些词语今天仍 在被使用而感到吃惊。
公开的示范 终其一生,法拉第都不会忘记他参加公开讲座时的激动心情:当他一
旦功成名就之后,法拉第也热心于参与到这一传统中来。
1827年,他在皇家学院做了首次圣诞讲座,这个讲座是关于不同的化
学原理的86种证明的。包括烟火、电闪雷鸣以及色彩的变化。他通过将硝 石、硫黄和木炭标准的火药配方混合在一起来演示化学物质是如何相互
结合以产生新的物质的。点火之后,他指出这会产生声音、火光和热,以 及一部分气体和少量残余物。
在讲座的另一部分,他演示了如何称量空气的重量,他先称了一个玻
璃地球仪的重量,随后把里面的空气抽去,再称一次,这回重量会轻一些 。两者的差值就是玻璃地球仪中空气的重量。甚至用他贫乏的基本数学知
识也能够算出会场里的空气大约有2吨重。
私人的宗教信仰 法拉第一生都坚守他的桑德曼教会信仰。他的一部分生活方式也来自
于这种信仰,例如拒绝储存财富。结果之一就是当他结婚时,法拉第没什 么钱来置办家当——不过这个问题皇家学院帮他解决了。然而当他退休时
,又再次陷入了窘境。这一次维多利亚女皇为他在汉普顿庭院的格雷斯法 沃公寓提供了生活用品。他在那里和妻子一直住到去世。
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