描述
开 本: 16开纸 张: 胶版纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787559656780
1、小到厨房,大到宇宙,世界万物运作都遵循着科学定律。本书用浅显的插图搭配简单的句子,可以发现生活中科学定律无处不在,我们在应用它,它也在带领人类认知世界。
2、这是一本简明有趣又轻松的科普读物。每一章先由插画师绘制一张大开页场景图,而后分“定律”与“现象”,聚焦局部为读者展现生活中运用到的科学。
3、每一章的插画中都有一名对科学界做出杰出贡献的人,在书籍后面还统一整理了13位影响深远的科学家的简介。
4、国际知名艺术家亚当·丹特为本书绘制全景图,完美诠释科学之美,极具收藏价值。
美拉德反应|奥氏熟化|喜瑞尔效应|量子隧穿|鸡尾酒会效应|月亮错觉……
不确定性原理|薛定谔方程|奥尔伯斯悖论|趋同进化|马兰戈尼效应……
贾尼别科夫效应|锚定效应|混沌的天气系统|帕累托原则|宇宙微波背景辐射……
世间每一个不起眼的现象背后,都暗含着深奥而又有趣科学原理。这是对我们所在的宇宙及其运作方式的一次前所未有的独特展示。艺术家亚当·丹特从我们家里开始,穿过越来越复杂的街道、城市和郊野,一直到太阳系和整个宇宙。他以精美插图揭示了维持万物运行的科学定律,以及这些定律被人类发现后所创造的现象与成果。
前 言
1厨 房
2房 屋
3花 园
4科学博物馆
5医 院
6城市广场
7街 道
8乡 村
9海 岸
10陆 地
11地 球
12太阳系
13整个宇宙
参考资料
关键人物
定律与现象索引
前言
科学研究宇宙万物如何运行。科学的本质在于追求抽象的知识—其意义不言而喻。随着科学应用的发展,尤其在光学方面,科学研究日益实用化;借助科学,我们不仅可以体察事物运行的原理,还能够了解并运用技术造福日常生活。
定律与现象
亚当·丹特(Adam Dant)为本书创作的插画精彩纷呈、妙趣横生;通过这些插画,我们会发现:科学定律与现象在人类活动中随处可见,表现形式五花八门。定律与现象之别,只在毫厘之间。现象指的是宇宙中发生或存在的事物。现象俯拾皆是,从某个物体(例如,一颗恒星)到某种运行机制,例如某种液体的流动方式,甚至生命本身。科学定律则通过归纳将不同现象联系起来。
社会有人为制定的法律体系,宇宙却没有规则手册,我们没法对照情况翻查对应的结果。每一条科学定律都在努力揭示自然界的重复模式。杰出的美国物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)指出:“自然现象中蕴藏着……某种节奏和模式,这种节奏和模式无法一目了然,须得通过睿智的分析之眼来发现;这些模式被我们称为物理定律。”
定律往往呈现为以数学方式表达的预测。一些定律是实用性的观察结论。例如,克莱伯定律(Kleiber’s law)发现,动物体重与其能量代谢水平相关;我们人类也适用于这一定律。这类定律不是理论,其内涵是:“我们进行了大量观察,情况通常如此。”另一些定律则是理论性的概括,并且在特定条件下始终成立,尤其是物理定律。例如,牛顿运动定律准确地描述了物体在非高速状态下如何运动。
本书之道
书中的每幅插画对应一个特定的宇宙视角,视角从厨房开始逐步延展,穿过房屋、花园、科学博物馆、医院、城市广场、街道、乡村、海岸、陆地、地球、太阳系以及宇宙—亚当的想象力天马行空,构思别出心裁。在每一整幅插画中,在丰富多样的活动和事物背后,你将了解到46种不同的定律及现象—定律标记为“ L ”,现象标记为“ P ”。
蕴藏在插画中的定律及现象将逐一列出并辅以解说。限于篇幅,解说从简;一些概念委实复杂,在此只能观其大略。未尽之处,你可上网检索更多信息—平心而论,遇到高深的量子物理学,科学家也要抓耳挠腮。科学世界浩瀚无垠、日新月异,一本书可想而知无法尽数囊括,只能尽力择取出版时的代表性科学题材。
通过插画以及简洁的解说,你将感受到:我们所为、所感无一不在见证、参与科学现象,无一不为科学规律所引领、贯通。科学并不拘囿于校园或专业实验室,科学是万物运行的核心。塞缪尔·约翰逊 (Samuel Johnson)曾经说过:“一个人厌倦了伦敦,其实是厌倦了生活。”本书想说,如果有人表示对科学不感兴趣,也就是对生命、宇宙以及一切都不感兴趣。
关键人物
在本书结尾,你将看到13位“规则改变者”—这些关键人物深刻地影响了科学观念,影响了我们对万物运行原理的理解。每一章对应一位关键人物(你可在插画中找到该关键人物及其发现)。给科学名人堂提名向来是吃力不讨好的。我选择的标准在于:该人物推进了人类对宇宙运行规律的了解,而非根据知名度的高低。这些科学家建立了我们对基本规律及现象的认识,他们大多生活在20世纪之前。1900年以来,科学新发现犹如雨后春笋;然而,除了量子物理学和混沌理论等少数领域,各学科此前已确立其基础。13位关键人物中仅有两名女性,原因就在于此。如果对近50年的一流科学家进行筛选,这一比例将大不相同。尽管在20世纪之前为科学求知作出贡献的女性为数不少,受观念局限,当时科学界的女性比例极低。所幸,今时不同往日。
科学之美
《万物如何运行》这本书可以从 互补的两个层面来感受。书中配有一系列精彩的插画;亚当·丹 特(Adam Dant)不愧是杰伍德绘画奖(Jerwood Drawing Prize)得主,对宏大复杂的构图得心应手。他的插画不只是艺术品。细细观摩,每一幅插画都在多方位地展示:科学与技术无孔不入,联手塑造了我们与所在宇宙的关系。
19世纪英国诗人约翰·济慈(John Keats)有一件知名逸事:他指控牛顿“拆解彩虹”有罪,令自然之美沦为乏味的数学。然而,正如亚当的插画所示,科学与美并无分界。有了科学的观念,我们在欣赏自然壮美之际,还能回味其中的原理,岂不妙哉?
布莱恩·克莱格
我真的很喜欢这本书,还有它详细(和有趣)的插图,这确实有助于吸引你进入各种主题。我认为它特别适合有科学头脑的孩子或年轻人,作为更高级学习的垫脚石。虽然,我已经过了那个年龄,发现它作为理解各种科学定律的入门书非常有帮助。这些描述都非常简短,但我发现它对我来说很合适,因为它允许我更轻松地做笔记,以便以后在其他地方进行更详细的研究。
——英国亚马逊读者
厨 房
The Kitchen
查理定律 L
在恒定的气压下,气体的体积与其 温 度成正比。发好的面团放入烤箱受热后,面团中的气泡体积增大,形成质地蓬松的蛋糕。
盖-吕萨克定律 L
气体的温度随压强变化。冰箱中的制冷剂(保持冰箱低温的化学物质)先压缩后膨胀,将冰箱内部的热量转移到冰箱背面的散热器。
焦耳定律 L
电子元件产生的热量与其电阻成正比、与电流的平方成正比。这就是电烤吐司机的工作原理。
热力学第二定律 L
在封闭系统中,熵要么保持不变,要么增加。熵代表系统各部分可能的组合方式的多少。瓷 器在打破后,可能的组合方式增多了,熵增加了。
法拉第电磁感应定律 L
电路中的感应电压取决于穿过电路的磁场强度变化率。平底锅放在接通电源的电磁炉上,通 过电磁 感应原理实现加热。
热力学定律 L
物体内能的变化等于其获得的热量减去对周围环境所做的功。从炉灶获得热量,平底锅内的能量增加了。
酸碱反应 P
酸碱反应过程中,酸里面的氢离子(H )与碱 里面的氢氧根离子(OH-)结合生成水(H2O)。醋(醋酸)和发酵粉(碱性的碳酸氢钠)反应还会释放出二氧化碳(CO2)。
热力学第零定律 L
如果两个系统与第三个系统之间处于 热平衡状态,那么这两个系统彼此也处于热平衡状态。在这种情况下,可用同一支温度计比较温度。
焦散曲线 P
光线照射到液体表面发生反射和折射,产生明亮的光曲线。在盛有液体的碗中,经常可以见到这一现象。
毛细作用 P
液体受到邻近物质表面的吸引,克服重力流入其狭隙。借助毛细作用,厨房纸巾吸去溅出的液体。
内聚力 P
相同物质的分子之间相互吸引而聚拢。在蜡纸盒这类排斥性的表面上,液滴因内聚力而近乎球形。
传导 P
一种物质分子在快速移动时,碰撞、推动其他分子,热量发生转移。烤 箱手 套可以防止金属托盘上的热量传导到人的手上。
绝热膨胀 P
在该反应中,能量以功而非热的形式 输出。谷粒中的水变成蒸汽;随着气体膨胀,谷粒变得蓬松、温度降低。
腹鸣 P
胃肠内容物受胃肠道肌肉舒缩作用,经 过小肠时发出隆隆声。
对流 P
分子的温度越高,移动的速度越快,流体密度就越低。因此,暖空气向上走。来自烤架的烟尘颗粒随热气飘向上方的烟雾探测器。
乳浊液 P
一些常规液体可制成均质流体。在均质牛奶中,液态乳脂被分 解成非常小的液滴,与水混合成乳浊液。
电致发光 P
一些材料在电流通过时会发光,半导体这一特性尤其突出。发光钟内有发光二极管,通电后会发光。
酶解 P
酶常被用作催化剂,促进化学反应。人在咀嚼面包时,唾液中的淀粉酶会将淀粉分解成糖,有助于消化。
指数增长 P
指数增长意味着每个时间周期的增长率为一个常量,例如每小时翻一番。腐烂 果实上的细菌不断翻番,快速增多。
溶解 P
固体溶解时,固体分子之间的键受到破坏。糖溶解在茶杯的热水中,因为水分子更能吸引糖分子。
涡流 P
除了沿电路流动的常见电流,导体内可感应生成回路式电流。受电磁炉的作用,平底锅锅底生成涡流而变热。
共价键 P
原子之间共用外层电子形成共价键,这是许多化合物的结合方式。食糖所含的化合物—蔗糖具有多个共价键。
发酵 P
发酵过程中,细菌或酵母等微 生物分解碳水化合物,产生酒精、乳酸和二氧化碳。酵母分解大麦麦芽中的淀粉,生成啤酒。
彩虹色 P
不同面的反射相互干涉,在透明层生成多种颜色。厨房水槽中的肥皂泡看起来是彩虹色。
离子键 P
离子之间的键 ——原子获得或失去电子而形成的电荷吸引。盐倒入茶水中,钠离子和氯离子之间形成离子键。
潜热 P
达到沸点时,液体的温度不再受热上升,液体被蒸发。炉灶上,平底锅中的沸水始终是100℃。
莱顿弗罗斯特效应 P
当液体落向温度高于其沸点的表面,液滴会被托浮在一层蒸汽上。平底锅中溅出来的液滴翩然滚过高温的炉灶表面。
荧光 P
物质受(通常能量更强的)光源刺激后发光。白色 LED 灯的荧光涂层受灯内蓝光刺激而发出白光。
摩擦 P
接触面之间阻碍运动的相互作用。粗糙不平的橡胶鞋 底抓住地板上的微小凸起,使搬托盘的男子更不易滑倒。
铁磁性 P
在具 有铁磁性的永磁体中,微小晶体对齐排列形成磁场叠加。冰箱磁贴含有小铁磁体,所以能够附着在金属制的冰箱门上。
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