在“科学的故事”系列丛书中,故事大师乔伊·哈基姆用生动的语言阐述了科学思想从古至今的演化过程。
如果你想要了解科学教科书背后精彩的故事,这套书将是您的优先考虑!
比较新的教育理念STEAM,有专家建议添加reading,成为STREAM,“科学的故事”丛书也许是响应这一倡议的良作。
近4年的磨稿,无论从文字、语言,还是纸张、版面,整套丛书都堪称科学入门的阅读精品。
审视历史,预测未来。如果您对人工智能的将来一头雾水,也许可以从历史中找寻到理性的思维,从诸位大师身上感悟科学精神的真谛。
该丛书由美国国家科学教师协会大力推荐,成为受美国中小学生爱不释手的科学史读本。第四册《量子革命——璀璨群星与原子的奥秘》,呈现了一个奥妙无穷的崭新领域——量子世界。无数的科学巨匠们为此展开了一场你追我赶式的比拼与协作,开创了一个辉煌多彩的量子时代
乔伊·哈基姆(Joy Hakim),美国作家,詹姆斯·米切纳写作奖得主,家长选择奖金奖和银奖得主。在史密斯学院获得教育学硕士学位和名誉博士学位。曾撰写了《美国——我们的历史》系列丛书,其鲜明的叙事风格,正在改变很多美国学生学习历史和老师讲授历史的方式。
李希凡,上海市曹杨第二中学教师,曾获2015年上海市中小学中青年教师教学评选活动中学物理组一等奖。平时广泛阅读各类科普作品及科学史读物,以期更好地发挥科学史地育人功能。
第1 章 少年的奇思妙想
第2 章 时光重现
第3 章 电与磁的激荡融合
第4 章 名字都以M 打头的两位科学家
第5 章 看不见的电微粒
第6 章 比原子更小?亚原子?开玩笑吧?
第7 章 获得诺贝尔奖的玛丽
第8 章 神秘射线
第9 章 再起波澜
第10 章 五篇论文
第11 章 看见光(光子)
第12 章 分子运动
第13 章 探明真相
第14 章 重塑原子
第15 章 α 粒子炮火不断
第16 章 玻尔另辟蹊径
第17 章 美国人追踪光子,法国人揭秘物质
第18 章 什么是不确定性?海森堡说,是一切
第19 章 猫、夸克和量子怪诞
第20 章 原子对撞
第21 章 化学、魅力与和平
第22 章 能量等于质量乘以光速的平方(E=mc2)
第23 章 走向战争(大事记)
第24 章 核裂变幻象
第25 章 总统的力量
第26 章 小山上的曼哈顿
第27 章 量子电动力学?你一定是在开玩笑吧
第1 章 少年的奇思妙想
15岁的阿尔伯特·爱因斯坦正处于痛苦之中。他正为从德国的中学毕业而努力,但他讨厌学校,那里既严格又古板。更糟糕的是,他的父母移居去了意大利。他们认为他应该留在德国直到完成学业。然而,没过多久他就前往意大利与父母会合了。他为什么要离开德国?今天,没有人知道确切的原因,但他就读的学校给他的一封信给出了关键的线索:“你在班上的表现具有破坏性,并且影响到了其他学生。”爱因斯坦的父母该如何面
对中途辍学,又一声不吭跑来意大利的儿子呢?
在意大利米兰,爱因斯坦的父亲拥有一家生产机器零部件的工厂,这种机器就是发电机,它能将煤、石油和山谷河流中的能量转化为电能。发电机能点亮村落中的电灯。那是1895年,当时电灯和所有推动工业革命的电气技术都还是新鲜事物。
阿尔伯特将会引领世界超越工业革命的时代,他将开启全新的科学纪元。然而那时还没人知道这些,他的父母只是不停地催促他认真读书。在工厂里四处转悠不失为一个非常好的学习方式,阿尔伯特可以从中学到许多关于电气机械方面的有趣知识,然而这远不足以帮助他应对19 世纪末那个瞬息万变的世界。他的父亲建议他忘记那些“哲学胡话”,他需要的是一个学位。
尽管全家人都在担心他的前途,但是年轻的爱因斯坦心思却全然不在其上。他的思绪萦绕在别处。他不断地问自己:“如果我坐在一束光上,会看到什么?”爱因斯坦沉迷于光的问题而不能自拔。光速是299 792.5千米/ 秒,不到1秒钟,爱因斯坦就会离开地球和它的大气层。在地球之外的广袤宇宙中,时间、空间和物质是什么样的?这个问题没有人能够帮他回答,因为无人知晓以光速运动时到底会发生什么。
爱因斯坦当时可能还没意识到这一点,他在思考他那个时代的科学问题:作为一种电磁辐射,光的行为为什么是这样的?光似乎和被击出的棒球不同,并不遵从同样的运动规律——也就是牛顿定律。19 世纪末的大多数人并没有意识到,这种不一致(Incompatibility)引发了科学思维上的一次重大危机。牛顿定律能够完美地应用于日常生活中,詹姆斯·克拉克·麦克斯韦(James Clerk Maxwell,1831—1879)创立的电磁
场理论也可以。而且,电磁场理论将科学引向了日常生活之外,它将整个宇宙都纳入研究范围内。科学家发现,在牛顿理论和电磁场理论重叠的领域,似乎存在某种不一致性(Incongruity),两者不可能都正确——至少不可能都完全正确。不过,除了少数科学家和一位15 岁的思考者外,很少有人为此感到困扰。激发了他一生对音乐的热情。他的妹妹马娅将小提琴比作哥哥的“宝贝孩子”。
一位名叫马克斯·塔尔穆德(Max Talmud)(后称为塔尔梅,Talmey)医学院学生常来他家中共进晚餐。邀请贫困的学生一起共进晚餐是犹太家庭的传统。马克斯每周四来吃晚餐时,会带来最新的科学和数学思想。马克斯还和阿尔伯特一起细细阅读了一套系列读物“大众自然科学丛书”。晚餐后,阿尔伯特的父亲赫尔曼有时会为这个组合家庭朗读莎士比亚或歌德的作品。
阿尔伯特12 岁时,叔叔雅各布送给他一本欧几里得(Euclid)的著作,当他深入钻研这本书时,阿尔伯特难掩激动的心情。他称这本书为他的“神圣几何书”。马克斯后来写道,他热情洋溢的年轻朋友很快就在数学方面远远超越了他。
令人神往的科学故事
科学从来没有像今天这般深刻地改变着我们。真的,我们一天都离不开科学。科学显得艰涩与深奥,简单的E = mc2 竟然将能量与质量联系在一块。然而,科学又有那么多诱人的趣味,居然吸引了众多的科学家陶醉其中,忘乎所以。
有鉴于此,上海教育出版社从Smithsonian 出版社引进了这套“The Story of Science”(科学的故事)丛书。
丛书由美国国家科学教师协会大力推荐,成为受美国中小学生爱不释手的科学史读本。我们不妨来读一下这几段有趣的评述:“如果达芬奇也在学校学习科学,他肯定会对这套丛书着迷。”“故事大师哈基姆将创世神话、科学、历史、数学、地理、艺术与数学巧妙地融合在一起,并以孩子们喜欢的方式讲出来了。”“在她的笔下:你将经历一场惊险而刺激的科学冒险。”……
原版图书共三册,为方便国内读者阅读,出版社将中文版图书拆分为五册。在第一册《科学之源——自然哲学家的启示》中,作者带领我们回到古希腊,与毕达哥拉斯、亚里士多德、阿基米德等先哲们对话,领会他们对世界的看法,感受科学历程的迂回曲折、缓慢前行的过程。第二册《科学革命——牛顿与他的巨人们》,介绍了以伽利略、牛顿为代表的物理学家,是如何揭开近代科学革命的序幕,刷新了人们的宇宙观。在第三册《经典科学——电、磁、热的美妙乐章》中, 拉瓦锡拉开了化学的序幕,道尔顿、阿伏伽德罗、门捷列夫等引领我们一探原子世界的究竟,法拉第、麦克斯韦等打通了电与磁之间的屏障,相关的重要学科因此发展了起来。第四册《量子革命——璀璨群星与原子的奥秘》,则呈现了一个奥妙无穷的崭新领域——量子世界。无数的科学巨匠们为此展开了一场你追我赶式的比拼与协作,开创了一个辉煌多彩的量子时代。第五册《时空之维——爱因斯坦与他的宇宙》中,作者带领我们站在相对论的高度,来认识和探索浩瀚宇宙及其未来……
对科学有兴趣的读者也许会发现,丛书有着哈利·波特般的神奇魔法,让人忍不住要一口气读完才觉得畅快。长话短说,还是快点打开吧!
我之前对量子力学一直存在一种“高深莫测”的印象,觉得它只属于那些顶尖的物理学家。但《科学的故事系列丛书 量子革命:璀璨群星与原子的奥秘》这本书,彻底改变了我的看法。它用一种极其人性化的方式,讲述了量子力学从萌芽到发展的整个波澜壮阔的历史。我看到的是一群充满激情、不畏艰难的科学家,他们是如何在实验数据和理论猜想之间穿梭,一步步揭开原子和光本质的秘密。书中对“波粒二象性”的讲解,是我觉得最令人着迷的部分之一。一个电子,既可以表现出粒子的碰撞特性,又可以表现出波的衍射和干涉特性,这种矛盾而统一的性质,让我对物质的本质有了全新的认识。作者通过引述科学家们的原话和当时的科学争论,让我仿佛置身于那个充满智慧火花的时代,感受着科学探索的魅力。这本书不仅仅是知识的传授,更是一种精神的传递,它让我明白,科学的进步,是建立在无数次失败和无数次坚持之上的。它让我对那些为科学发展做出贡献的先驱者们充满了敬意,也让我对未来的科技发展充满了期待。
评分阅读《科学的故事系列丛书 量子革命:璀璨群星与原子的奥秘》这本书,仿佛经历了一场思想的洗礼。我一直以为,我们日常生活中所感受到的物质世界的运行规律,就是宇宙的全部真相。然而,量子革命的出现,彻底打破了我的这种认知壁垒。书中详细讲述了从经典物理学走向量子力学的历史进程,让我认识到,在微观尺度下,世界呈现出完全不同的面貌。那些曾经被认为是坚不可摧的粒子,竟然可以像波一样传播,而波,又可以被看作是离散的能量包。这种“亦此亦彼”的性质,在我的理解中简直是匪夷所思。但我被书中对这些现象的解释所深深吸引。作者没有回避那些令人困惑的悖论,而是将其视为量子理论的魅力所在,并通过引述科学家们的讨论和实验结果,层层递进地展示了量子力学的逻辑自洽性。我尤其欣赏书中对“叠加态”和“量子隧道效应”的讲解,这些概念在我的脑海中勾勒出一种全新的宇宙图景,一个充满不确定性,但又暗藏着无限可能性的微观世界。它让我明白了,我们所观察到的现实,可能只是那个更大、更复杂的多维宇宙中的一个投影。这本书不仅仅是科普,更是一种哲学思辨的启迪,它让我开始质疑我们习以为常的“实在”,并思考其背后的本质。
评分这本书真的让我惊叹于人类智慧的边界和宇宙的深邃。《科学的故事系列丛书 量子革命:璀璨群星与原子的奥秘》以一种引人入胜的方式,将我带入了量子力学这个充满奇幻色彩的领域。我一直以为,科学研究都是循序渐进、合乎逻辑的,但量子革命的诞生,似乎打破了许多传统意义上的“逻辑”。书中对那些早期量子理论的阐述,让我看到了科学家们是如何在数学的指引下,不断挑战自己的直觉,最终建立起一套全新的物理学框架。我特别被书中对“能量量子化”的描述所吸引,这就像是宇宙的基本规则被悄然改变了,能量不再是连续的,而是像“跳跃”一样,以离散的“份”存在。这种微小的改变,却引发了整个物理学界的颠覆。书中对海森堡不确定性原理的讲解,更是让我对“观测”与“被观测物”之间的关系产生了全新的认识。我开始思考,我们所能认识到的世界,是否受到我们自身观察方式的根本性限制?这本书就像是一场思想的冒险,它不仅拓展了我对物理世界的认知,更激发了我对哲学和本体论的思考。它让我明白了,科学的魅力,恰恰在于其不断挑战现状,不断揭示更深层次的真实。
评分老实说,当我拿起《科学的故事系列丛书 量子革命:璀璨群星与原子的奥秘》这本书时,心里其实是带着一丝忐忑的。毕竟,“量子革命”听起来就不是那么容易啃的“硬骨头”。我担心这本书会像我过去接触过的某些科普读物一样,虽然标题吸引人,但内容却充斥着天书般的公式,或者泛泛而谈,抓不住重点。然而,出乎我意料的是,这本书给我带来了前所未有的阅读体验。作者以一种近乎讲故事的方式,将科学史上的那些重要时刻和关键人物栩栩如生地呈现在我面前。我看到了普朗克为了解释黑体辐射而不得不引入“量子”概念时的挣扎,看到了爱因斯坦在光电效应上的卓越贡献,也看到了玻尔模型如何试图统一宏观经典物理和微观量子世界的矛盾。书中对于这些科学家的思想实验和理论推导的阐述,虽然依旧涉及了一些科学原理,但却用非常易懂的比喻和形象化的语言,将这些抽象的概念具象化,让我能够逐步理解,甚至是在脑海中勾勒出那些微观粒子的奇妙运动轨迹。尤其是书中对海森堡不确定性原理的解读,让我对“观测”本身对微观世界产生的影响有了全新的认识,这简直是颠覆了我之前对客观世界的认知。我不再仅仅是被动地接受知识,而是开始主动地去思考,去探索,去想象。这本书就像一把钥匙,为我打开了通往量子世界的大门,让我得以窥见那个隐藏在日常经验之下的,更加奇妙、更加深刻的真实。
评分不得不说,《科学的故事系列丛书 量子革命:璀璨群星与原子的奥秘》是一本真正让我“动脑筋”的书。我一直以为,我们生活在一个确定性的世界里,一切都有因果关系,一切都可以被预测。但量子力学,却向我展示了一个充满概率的世界。书中对量子叠加态的描述,让我感到既困惑又着迷。一个粒子,在没有被观测之前,可以同时处于多种可能性的叠加之中,直到我们去测量它,它才会随机地“选择”其中一种状态。这种随机性,让我想起了宇宙的起源,也许一开始,一切的可能性都同时存在,然后通过某种机制,才最终演变成了我们现在看到的这个确定的现实。作者在讲解这些概念时,并没有回避其反直觉的性质,而是通过梳理科学家的思考过程,引导我们一步步理解。我尤其欣赏书中对量子纠缠的阐述,那种“隔空传物”般的神秘联系,让我对宇宙的本质有了更深层次的思考。这本书不仅仅是关于物理学的知识,它更是一种思维方式的启迪,它让我开始用一种更加开放和包容的态度去理解世界,去接受那些看似不可思议的可能性。
评分初次翻阅《科学的故事系列丛书 量子革命:璀璨群星与原子的奥秘》,便被其标题中“璀璨群星与原子的奥秘”所吸引,这本身就勾勒出一种宏大与微观交织的壮丽图景。而书中内容的展开,更是将这份期待化为现实,引领我踏上了一段穿越时空的科学探索之旅。我一直对物理学有着浓厚的兴趣,但对于量子力学这一分支,总是感到既好奇又有些望而却步,因为它似乎充斥着太多违背常理的奇特现象。然而,这本书以一种极其巧妙的方式,将这些复杂的概念娓娓道来。它没有直接堆砌枯燥的公式和晦涩的术语,而是通过梳理量子力学发展的历史脉络,生动地刻画了那些伟大的科学家们是如何在理论的迷雾中摸索前行,又是如何凭借着敏锐的洞察力和严谨的逻辑,一点点地拨开量子世界的神秘面纱。我特别喜欢书中对“量子纠缠”的描述,爱因斯坦曾称之为“幽灵般的超距作用”,这种现象至今仍让许多科学家感到困惑。作者通过引用的历史文献和科学家的思想火花,让我得以窥见他们当时是如何思考、如何争辩,又是如何最终接纳并发展了这些颠覆性的理论。阅读的过程中,我不仅仅是在学习知识,更是在感受一种精神,一种在未知面前永不放弃、勇于挑战权威的科学精神。这本书让我深刻体会到,科学的进步并非一蹴而就,而是无数次失败、无数次质疑、无数次灵感碰撞的结果。它让我对那些曾经遥不可及的科学概念产生了新的理解,也激起了我更深层次的思考,关于现实的本质,关于宇宙的奥秘,以及人类在其中扮演的角色。
评分我一直以为,科学,尤其是物理学,是一门严谨、精确、逻辑性极强的学科,它应该能够为我们提供一个清晰、有序的宇宙图景。然而,《科学的故事系列丛书 量子革命:璀璨群星与原子的奥秘》这本书,彻底颠覆了我的这种看法。它所描绘的量子世界,充满了不确定性、概率性和奇特的“超距作用”。书中对量子力学发展史的梳理,让我看到了科学家们如何在直觉的对立面,用数学和实验一步步构建起这个令人费解的理论。我印象特别深刻的是书中关于“量子叠加”的解释,一个粒子在被测量之前,可以同时处于多种状态的叠加,这让我感觉像是科幻小说中的情节,但它却是真实存在的物理现象。作者并没有试图用简单的类比来“稀释”这些概念的颠覆性,而是直面它们的奇异,并引导读者去理解其背后的逻辑。我开始意识到,我们所处的宏观世界,实际上是无数个微观量子行为的集体涌现,而我们日常的经验,仅仅是这个复杂系统中的一个特定视角。这本书让我对“真实”有了更深的思考,它不再是简单意义上的“看得见摸得着”,而是一种更加抽象、更加本质的存在。它也让我对科学的理解更加多元化,科学不仅仅是对客观世界的描述,更是人类认知边界不断拓展的过程。
评分对于我来说,这是一本让我重新审视“科学”这两个字的书。《科学的故事系列丛书 量子革命:璀璨群星与原子的奥秘》不仅仅是一本关于量子力学理论的书,更是一部关于人类探索未知、挑战极限的传奇。我一直以来对物理学都抱有浓厚的兴趣,尤其对宇宙大爆炸、黑洞等宏观奇观着迷。但这本书将我的视野拉回到了微观世界,让我看到了那些构成万事万物的基本粒子,是如何以一种完全出乎意料的方式运作的。书中对量子力学早期诞生的历史背景的描绘,让我看到了那个时代科学巨匠们的智慧碰撞和思想火花。我被他们面对那些难以解释的实验现象时,所展现出的非凡毅力所感动。特别是书中关于“概率波”和“量子纠缠”的讲解,虽然依旧抽象,但作者巧妙地运用了一些历史事件和科学家的思考过程,让我逐渐能够理解这些概念的精髓。它让我明白,在量子世界里,一切都不是绝对的,而是充满着各种可能性。这种不确定性,反而构成了量子世界独特的魅力,也为我们未来的科技发展提供了无限可能。这本书让我意识到,科学的进步,离不开每一次对已知理论的质疑和对未知领域的勇敢探索。
评分这本书真是让我大开眼界,完全颠覆了我对宇宙和物质世界的认知。一直以来,我们所熟悉的经典物理学似乎无懈可击,能够解释从宏观天体的运行到微观粒子的碰撞。然而,当我翻开《科学的故事系列丛书 量子革命:璀璨群星与原子的奥秘》时,我才真正意识到,在那层层叠叠的现实之下,隐藏着一个更加奇妙、更加令人费解的世界——量子世界。书中对于普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡等先驱者们如何一步步探索这个前所未有的领域,进行了详尽的描绘。我尤其被他们面对那些与直觉完全相悖的现象时,所展现出的非凡勇气和智慧所打动。例如,波粒二象性这个概念,在我初次接触时,简直是天方夜谭。一个粒子怎么可能同时拥有波的特性和粒子的特性?书中通过生动形象的比喻和深入浅出的讲解,将这些抽象的概念变得触手可及,让我开始理解,原来微观世界有着自己独特的运行规律,与我们宏观的经验有着本质的区别。更让我着迷的是,作者并没有止步于理论的介绍,而是着重阐述了量子革命对整个科学界乃至人类文明带来的深远影响。从半导体技术到激光,再到今天的量子计算和量子通信,这些看似高深莫测的科学成就,都源于当年那些科学家们对原子和光量子不懈的探索。阅读过程中,我仿佛置身于那个群星璀璨的科学时代,亲眼见证着人类智慧的光芒如何照亮未知的黑暗,如何一步步揭开宇宙最深层的奥秘。这本书不仅仅是一本关于科学的书,更是一部关于人类好奇心、求知欲以及不断突破自身认知边界的史诗。
评分这本书简直是一次智力探险的绝佳伴侣!《科学的故事系列丛书 量子革命:璀璨群星与原子的奥秘》不仅仅是一堆文字,它更像是一个精心构建的虚拟实验室,让我能够亲身体验科学家的思维过程。我一直对宇宙的奥秘充满好奇,尤其是那些肉眼看不见的微观世界,总觉得那里隐藏着不为人知的秘密。而量子革命,恰恰是揭示这些秘密的关键。书中对量子力学早期发展的描述,让我得以深入了解那些伟大的思想家们是如何一步步打破旧有框架,建立起全新的理论体系的。我记得书中有一段关于双缝实验的精彩描写,那个实验的结果,至今仍然让我感到震撼。一个粒子,当它没有被观测时,竟然能够同时通过两条缝隙,表现出波的特性;而一旦我们尝试去观测它,它又立刻“坍缩”成一个粒子,只通过一条缝隙。这种行为,完全颠覆了我对“粒子”和“波”的传统认知。作者用非常形象的比喻,例如“薛定峨的猫”,来帮助读者理解那些看似悖论的量子现象。阅读过程中,我不再是被动地接受信息,而是开始主动地思考,去尝试理解这些超越日常经验的物理规律。这本书让我深刻体会到,科学探索的本质,就是不断地质疑、不断地突破,直到触碰到那个最真实的现实。
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