內容簡介
解答國中生、高中生、大學生關於物理的所有疑惑,收錄了15個對學習高中、大學物理有幫助的主題。
每個主題都會用三位科學家解說,了解「科學家如何思考」,打好物理學習的基礎!
從「人物」解讀科學的歷史!
現代科學從我們身邊的各種現象,乃至包含地球在內的宇宙的誕生到終結,都已經可以給出廣泛的解釋。現代科學有時會被當成一個整體,有時則會被分成我物理、化學、生物、地球科學,但這四個領域本來其實是沒有分界的。因為它們全都是為了解釋這個世界而存在的研究和知識。
早在很久很久以前,就連科學這個概念本身都還不存在的時候,人類便開始思考、探究、創造,嘗試許多除了單純的求生以外的事情。這世界上存在許多喜歡觀察身邊的環境,對各種事物感到好奇,於是追究他們的關聯、原理、成因,並嘗試去預測它們的人。
最終科學演化成一種以無論何時、何地、任何人都能辦到的驗證為根基,講求檢驗,以「實驗」為核心的思維。所謂的驗證的就是反覆確認。我們常聽到可驗證性、可重複性等字眼,而它們正是科學的重要之處。也就是說,只要進行與前人一樣的實驗,就能得到與前人相同的結論。而重複進行實驗,一定能帶來更進一步的發展。
在各種科學中,物理學的工作是將宇宙的原理拆解成最基礎的組成元件。物理學研究的對象,包含物體的運動、結構、溫度變化、聲音和光、電和磁等等,目的是找出我們身邊萬事萬物共同的基本規則和關係。現代科學家要找出某個問題的答案時,通常會先建立假說,做出預測,然後進行「實驗」,從實驗結果找出規律性。而這個方法最早就是由物理學發展而來的。還有,物理學的另一項特徵,就是會用數學式來描述世界的基本定律。
然而,在現在最尖端的物理學領域,最流行的卻是以夸克為首的基本粒子、大霹靂、黑洞等與宇宙有關的研究。從現代物理學的角度來看,發現重力和電的真面目,都已經是相當古老的事件。去回溯這些古老發現的足跡,乍看之下只有浪漫或歷史性的意義,對於學習科學沒有太多幫助。但這並不是事實。我敢清楚斷言,認識以前的科學家們的大腦,對生活在現代的我們絕對有幫助。
例如,有些在現代早已被推翻的古希臘先哲亞里斯多德的思想,仍常常被現代人自然地當成常識。所以去認識這些思想是如何被推翻的非常重要。還有,出生在日本的關原之戰時代的伽利略,以及伽利略以後的科學家們的思想,直到今日依然沒有褪色。這是因為物理學是一門藉由亞里斯多德時代的思想中仍沒有的「實驗」,經過許許多多科學家的經驗積累而成的學問。因此回溯這個累積的過程同樣十分重要。
閱讀本書時的重點,除了認識那位科學家發現了什麼、發明了什麼外,更重要的是去認識他們思考的脈絡。愛因斯坦曾說「思考本身就是目的」。物理可以說是一門為「思考」提供了良好題材的學科。希望本書也能成為大家「思考」的契機。
作者簡介
目錄
卷頭語……3
前言……6
第1章 力學之一(運動)……9
亞里斯多德……10
伽利略……12
笛卡兒……14
從生活思考科學
物理學中的「運動」是什麼?……16
專欄
李奧納多‧達文西與摩擦力……18
第2章 大氣壓與真空…19
托里切利……20
帕斯卡……22
格里克……24
從生活思考科學
什麼是「壓力」?……26
專欄
人們早在江戶時代就知道空氣的存在……28
第3章 力學之二(萬有引力)……29
虎克……30
牛頓(第6章也會出場)……32
卡文迪許……34
從生活思考科學
什麼是萬物皆有的「萬有引力」?……36
專欄
牛頓活躍時代的日本……38
年表 對力學的建立貢獻卓著的科學家們……39
創造歷史的科學家的名言……40
第4章 溫度……41
塔斯卡尼大公斐迪南二世……42
攝爾修斯……44
克耳文男爵……46
從生活思考科學
什麼是「溫度」?……48
專欄
「溫度計」的發展史……50
第5章 熱力學……51
瓦特……52
卡諾……54
焦耳……56
從生活思考科學
認識熱力學的發展史
專欄
新概念「熵」的出現……60
年表 對熱力學發展貢獻卓著的科學家們……60
創造歷史的科學家的名言……62
第6章 光之一(波的探究)……63
牛頓(第3章也有出場)……64
惠更斯……66
楊格……68
從生活思考科學
不可思議的光學現象&hellip...