50則非知不可的物理學概念

定價：~~280~~ 元

NT $ 221 ~ 266

作者：Joanne Baker
譯者：李明芝
出版社：五南
出版日期：2013-03-25
語言：繁體中文
ISBN10：9571169978
ISBN13：9789571169972
裝訂：平裝 / 216頁 / 17 x 23 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版

內容簡介

　　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。

本書特色

　　以50則短篇物理學概念，簡介了影響人類歷史的重要物理學發現。

作者簡介

Joanne Baker

　　於劍橋（Cambridge）攻讀物理學，並在1995年於雪梨大學（University of Sydney）獲得博士學位。她是《科學》（Science）雜誌的物理學編輯，專長為宇宙太空和地球科學。

譯者簡介

李明芝

　　畢業於台灣大學心理學研究所，曾就讀美國密西根州立大學家庭與兒童生態學系博士班。熱愛閱讀、興趣廣泛，愛好自由與文學創作，決定脫離單一學術生涯，朝多元生活邁進。目前專職翻譯、寫作及享受旅行、生活。譯有《第一次當媽媽就上手》（信誼基金出版社）、《演化的力量》（博雅書屋出版社）、《雙面好萊塢》（博雅書屋出版社）、《進入你的感官世界》（聯經出版公司）、《發展心裡學》（學富文化出版社），以及親子、心理相關之文章和會議摘要，另著有數篇短篇小說和遊記。

序

序言

　　當我跟朋友提到這本書的時候，他們都開玩笑地說，關於物理，你真的一定得知道的第一件事情就是：物理很難。儘管如此，我們每天都還是會用到物理。當我們看著鏡子、或戴上眼鏡時，我們會用到物理的光學。當我們調鬧鐘時，我們就進入了時間的軌道；當我們使用地圖時，我們遨遊在幾何的空間。我們的手機，藉由看不到的電磁波連上衛星，讓我們彼此聯繫。然而，物理學並不全然屬於技術層面。沒有了物理，就沒有月亮、彩虹、鑽石。即便是在血管裡流動的血液，都遵循著物理定律，所以這是一門自然界的科學。

　　現代物理學充滿了驚奇。量子物理透過質疑物體存在的特有概念，顛覆了我們對世界的認識。宇宙論提問的則是宇宙到底是什麼。宇宙如何形成，而我們為何在此？我們的宇宙是否很特別，或者其實是某種必然的結果？往原子內部看去，物理學家們發現一個潛藏的、幽靈般的基本粒子世界。就算是最堅硬的桃花木桌子，最主要的組成卻也是「空的空間」，其中的原子是由核力的支架來支撐。物理學源自於哲學，某種程度又因為凌駕日常經驗的新穎且意想不到的世界觀，返回到哲學。

　　然而，物理學不只是虛構想法的集合，而是根植於事實和實驗。科學方法不斷地提升物理定律，就像電腦軟體會抓蟲並且增加新的模組。若有了證據可依，就能容許重大的思考轉換，但接受則需要時間。哥白尼（Copernicus）提出地球繞太陽轉的想法（日心論），花了一世紀以上的時間才被廣為接受，不過接受新知的速度已逐漸加快，像是量子物理和相對論，在十年內就加入了物理學的行列。但即便是最成功的物理定律，仍然得持續不斷地繼續接受檢驗。

　　本書將帶領你來一趟短短的物理世界之旅，從基本的概念，像是地心引力、光和能量，到量子理論、混沌以及暗能量等現代物理學。希望這本書能像是一本精彩的旅遊書，吸引你去發現更多物理的奧妙。其實，物理不只是基本原則，而且還相當有趣！

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內容連載

02牛頓運動定律（Newton’s laws of motion）

牛頓是有史以來最卓越、最負爭議，也最具影響力的科學家之一。他發明了微積分、解釋了萬有引力，並且確認了白光的顏色組成。他的三大運動定律，說明了高爾夫球為什麼會沿著弧線滾動、為什麼車子在轉彎的時候車裡的人會被擠到一側，以及為什麼我們在打到球的時候會從球棒上感受到力。

雖然在艾薩克‧牛頓（Issac Newton）的時代還沒有發明機車，不過他的三大運動定律也可以解釋特技騎士如何能騎上與地面垂直的死亡之牆，以及奧運自行車選手如何能在傾斜的車道上競賽。

十七世紀的牛頓，被視為科學界最重要的傑出份子之一。他以自身的高度好奇性格，理解到某些看似最簡單、但卻相當深奧的世界面向，例如拋出的球如何以弧線劃過空中、東西為什麼會往下掉而不是向上飛，以及行星如何繞著太陽運轉。

一六六○年代，還是個劍橋大學普通學生的牛頓，已經開始閱讀偉大的數學著作。因為這些閱讀，讓他的興趣從民法轉向物理定律。之後，當學校因為爆發瘟疫而關閉時，待在家裡的牛頓開始踏出了發展三大運動定律的第一步。

牛頓借用伽利略的慣性定律，訂定出第一運動定律。第一定律是說物體除非有外力作用，否則不會移動或改變速度。除非有外力施加，否則沒有運動的物體會保持不動；

P 009
牛頓的運動定律

第一定律若沒有施加力改變速度或方向，物體會以相同速度做直線運動或保持不動。
第二定律力產生的加速度跟物體的質量成反比（F = ma）。
第三定律每個作用的力都會產生一個相等且相反的反作用力。

正以固定速度運動的物體，會以同樣的速度運動，除非對其施加外力。力（例如推）提供了改變物體速率的加速度。加速度是指在一定時間內的速度變化。

從我們的自身經驗裡很難體會到這點。如果我們丟出曲棍球的冰球，它會掠過冰面然後因為冰的摩擦力而漸漸變慢。摩擦力是造成冰球減速的力。不過牛頓的第一定律，是在沒有摩擦力的地方才有的特例。離我們最近的這種地方是太空，然而就算是在太空，還是有像引力的力在作用。但無論如何，第一定律提供了基本的標準來瞭解力與運動。

加速度牛頓的第二運動定律跟力的大小與其產生的加速度有關。讓物體加速所需的力，跟物體的質量成比例。重的物體（或慣性較大的物體），需要較大的力來使其加速。因此，若在一分鐘內要讓一百公斤的汽車從靜止加速到時速100公里，需要的力等於汽車的質量乘上每單位時間增加的速率。

大事記

大約西元前350年亞里斯多德在《物理學》（Physics）一書中提出運動是由於持續的改變所引起。
西元1640年伽利略提出慣性定律。
西元1687年牛頓出版了《自然哲學的數學原理》。
西元1905年愛因斯坦發表狹義相對論。

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