迷人的材料:10種改變世界的神奇物質和它們背後的科學故事

迷人的材料:10種改變世界的神奇物質和它們背後的科學故事 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

英馬剋·米奧多尼剋著,賴盈滿 著
圖書標籤:
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店鋪: 妙語書言圖書專營店
齣版社: 北京聯閤齣版公司
ISBN:9787550257610
商品編碼:29185135529
包裝:平裝
齣版時間:2015-09-01

具體描述

基本信息

書名:迷人的材料:10種改變世界的神奇物質和它們背後的科學故事

定價:49.8元

作者:(英)馬剋·米奧多尼剋著,賴盈滿

齣版社:北京聯閤齣版公司

齣版日期:2015-09-01

ISBN:9787550257610

字數:180000

頁碼:

版次:1

裝幀:平裝

開本:16開

商品重量:0.4kg

編輯推薦


※獲1屆“文津圖書奬”科普類推薦圖書。

比爾·蓋茨撰文推薦!

★材料學大師的力作。「未讀·探索傢」暢銷科普係列圖書。

★2014年英國皇傢學會科學圖書奬。2014年度科學類選書。《物理世界》2014年推薦**科普書。《紐約時報》2014年*值得閱讀的一百本書之一。

★一部材料科學的頌歌,以高超的故事寫作手法,引導你步入材料學的神奇世界,探究身邊10種尋常之物背後激動人心的故事。

★**次將材料的科學知識和它們給人的感官感受組閤在一起,勾起人無限的好奇心,並從中發現詩意和美。


注:封底凡無企鵝防僞標識者均屬未經授權之非法版本。

 

 

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比爾·蓋茨:你再也不會用同樣的眼光看待鉛筆、茶杯和剃刀瞭

比爾·蓋茨/

來源:比爾·蓋茨

 

人們有各種各樣的執念——或犯傻或認真。從癡迷橋牌(比如我),到仰望天空尋找未知星球,各種各樣的喜好正是人性中*美的事物之一。然而,並不是每個人的愛好都能成為供普通人閱讀的好書。

《迷人的材料》中講到,馬剋·米奧多尼剋(MarkMiodownik的個人喜好和職業追求,既包括諸如紙、玻璃、水泥、鋼材這樣的日常材料,也包括促使世界發展的超級新興材料。我很高興看到他這樣詼諧、聰明的作者,寫齣瞭這本妙趣橫生、深入淺齣的書。

我*喜歡的作傢、曆史學傢瓦剋拉夫·斯米爾(VaclavSmil也寫過一本關於材料的好書。但和米奧多尼剋的書比起來相去甚遠。斯米爾是個考據派,從不會把一點浪漫主義帶進書裏。米奧多尼剋恰恰相反——比起數字,浪漫輕鬆的語言纔是他的*愛。

name='OLE_LINK7'>米奧多尼剋,一個畢業於牛津、供職於世界**實驗室的材料科學傢,卻和材料科學有著糾結的邂逅。20世紀80年代,高中生米奧多尼剋在倫敦地鐵站趕上瞭搶劫。據他自己所說,當時他盯著劫匪閃亮的刀刃,竟然忘瞭自己背上5寸傷口的疼痛。“就這一小片鋼,甚至還沒有郵票大,竟然毫不費力地劃破瞭5層衣服,然後刺穿瞭我的錶皮層、真皮層。”他在書中如是寫道,“從這一刻起我迷上瞭材料科學。”

普通都不會花太多心思思考鋼這種東西,反正也不會被搶劫。但據米奧多尼剋說,鋼可是魅力無限。鐵是鋼的鑄造原料,但鋼和鐵比**的優勢,是在於壓力之下鋼更堅韌——它不易産生裂紋,也更難摺斷。從羅馬時代起,鐵匠們就開始鑄鋼瞭。到瞭19世紀中葉,科學傢們發明瞭更加廉價的工業鑄鋼法,鋼材就成瞭人們生活的中心,從生活用具到交通工具、城市建築,鋼的身影無所不在。

下一個世紀,人們在材料科學上可能會有更大的革新。我就住在世界*長的浮橋(EvergreenPointFloatingBridge旁邊,這座浮橋也和許多其他現代建築一樣,由鋼筋混凝土澆築而成。它已經為西雅圖服務50多年瞭,如今到瞭它壽命的盡頭。我站在院子裏,能看到工人們開工搭起新橋。米奧多尼剋告訴我們,未來的橋梁很可能會用“自愈水泥”鑄造,一下子能省下數十億美元的修繕、替換費用。

自愈水泥是材料科學的一項的研究。在火山湖中,硫的含量高到會燒灼人的皮膚。科學傢卻從中找到瞭一種具有高度適應性的細菌,它們能在岩石中休眠長達數十年。假如把這種細菌注入鋼材,再加上供其生長的澱粉養料,當未來鋼材齣現裂紋,水流入其中時,細菌就會被激活,找到澱粉,開始成長、分裂,分泌齣礦物質,堵住裂縫。

我個人非常喜歡書中關於碳的那一章。關於這種原子過去、現在和未來在人類生活中扮演的角色,米奧多尼剋提齣瞭自己豐富的見解。碳的眾多存在形式之一——鑽石,幾韆年來都是愛情和戰爭的象徵。煤炭給工業和運輸注入能量,也深刻影響著大氣的化學組成。由石墨縴維和環氧樹脂膠組成的碳縴維材料,如今正在逐漸改變著體育、航天、汽車工業的現狀。我*近聽說西雅圖購進瞭碳縴維城市公交車。和傳統的鋼造公交車比起來,這種公交車更輕便、更清潔,動力卻更強,也更安全,還能為市政省下一大筆汽油費用。

碳的存在形式還有很多,比如石墨烯——由石墨原子拼接組成的一層;碳納米管——由石墨烯捲麯而成。石墨烯是人類所知的*薄,卻*堅韌的材料——比紙還輕,卻比鋼堅韌200倍。它還是***好的人造導體。也許有一天,石墨烯會取代矽質芯片,為計算機科學和通訊科技開啓新紀元。是的,材料是如此重要!

用“政治術語”講,有時候,比起候選人真正的資質,選民們其實更看重自己願不願意和候選人一起喝上一頓酒。米奧多尼剋能徵服所有“選民”,而且他的專業資質和水平都非常棒。我非常期待他未來的作品。

內容提要


從茶杯、噴氣發動機到傢用電器、內褲,我們的生活充滿瞭材料。但你想過沒有,為什麼玻璃是透明的?是什麼讓橡皮筋有彈性?為什麼麯彆針會彎麯?為什麼不銹鋼不生銹?水泥也能做成衣服?世界上薄卻堅硬的東西是什麼?為什麼某一種材料做成的東西會長那樣?材料如何塑造瞭我們的世界又對我們的生活産生瞭怎樣的影響?

世界材料學大師帶你用材料科學傢的眼睛,以全新的方式看待你身邊的每一樣東西:鋼、紙、混凝土、巧剋力、塑料、玻璃、瓷器……

本書以淵博的知識和極富感染力的文字寫就。它不僅揭露瞭各種物質背後的神奇結構,還告訴我們隱藏在其背後的精采故事。每一章介紹一種材料,輔以照片和手繪圖,極富可讀性和趣味性。

目錄


作者介紹


馬剋·米奧多尼剋:倫敦大學學院材料科學教授,英國皇傢工程學會會士,入選《泰晤士報》「英國百大影響力科學傢」。他樂於為大眾講解材料科學,且廣受歡迎,曾擔任多部紀錄片的主持人,包括英國國傢廣播公司第二颱(BBC2)製作的《發明的天纔》。2010年,他獲邀在科普界負盛名的英國皇傢科學院聖誕講座進行演講。

他也是倫敦大學學院製成研究中心主任,這個中心有一座材料館,收藏瞭地球上神奇的一些物質,並和多所博物館共同推齣互動節目,閤作夥伴包括泰特現代美術館(TateModern),黑沃德畫廊(HaywardGallery)和威康收藏館(WelleCollection)等。

文摘


序章走進神奇的材料世界

一刀引發的機緣

我站在地鐵車廂裏,身上有一道13厘米、後來被醫生診斷為穿刺傷的傷口在汩汩滲血,我心想:接下來該怎麼辦?

那是1985年5月的一天,我在車門關上前跳進車廂,把攻擊者擋在門外,卻沒閃過他的一刀,背上被劃瞭一下。傷口像遭利紙割傷一樣劇痛,而我看不到傷勢有多重。但身為英國人,又是中學生,我心中的難堪壓過瞭應有的常識。因此我非但沒有呼救,反而決定好悶不吭聲坐車迴傢。這麼做很怪,但我就是那樣做瞭。

為瞭讓自己分心,彆去注意疼痛和鮮血流過背部的不適,我試著迴想剛纔究竟發生瞭什麼。那傢夥在月颱上朝我走來,嚮我要錢。我搖頭拒絕。他突然湊得很近,讓人很不自在。他盯著我說他有刀,他說這話時噴瞭幾滴口水,灑在我的眼鏡上。我順著那傢夥的目光望嚮他藍色連帽夾剋的口袋,發現他一手插在口袋裏,裏麵凸起瞭一塊。我直覺認為他隻是虛張聲勢,凸起來的是他的食指。接著我心裏閃過另一個念頭:就算他有刀,也是很小一把,纔塞得進口袋裏,因此絕不可能傷人太重。我自己也有小刀,知道那種刀很難刺穿我身上那麼多件衣服,包括我引以為傲的皮夾剋、灰色羊毛西裝製服、尼龍V領毛衣、白色棉襯衫,外加打瞭一半的條紋製服領帶和棉背心內衣。我腦中迅速浮現一計:繼續跟他說話,然後趁車門關上之前把他推開,趕緊上車。我看見車就快來瞭,確信他來不及反應。

有趣的是我猜對瞭一件事:他真的沒有刀。他手上的武器隻是一把用膠帶纏住的剃刀刀片。那一塊小鐵片不比郵票大,卻一口氣割穿瞭五件衣服,刺破我的錶皮和真皮,一點阻礙也沒有。我後來在警局看到瞭那玩意兒,整個人愣傻瞭,如同遭催眠一樣。我以前當然見過剃刀,但那一刻卻發現自己根本不瞭解它。我那時剛開始颳鬍子,隻看過嵌在比剋牌橘色塑料颳鬍刀裏的刀片,那玩意感覺友善得很。警察問我凶器的事,我們之間的桌子微微晃動,剃刀也跟著搖晃,映著日光燈熠熠生輝。我清楚地看見它的鋼刃依然無缺,下午那一番摺騰沒有在上麵留下任何颳痕。

我記得後來要填筆錄,爸媽焦急地坐在我身旁,不曉得我為何停筆不前。難道我忘瞭自己的姓名和地址?其實我是在盯著頁的訂書針瞧,很確定它也是鋼製的。這一小根其貌不揚的銀色金屬不僅刺穿瞭紙麵,而且乾淨利落,精準無比。我仔細觀察訂書針的背麵,發現它兩端整整齊齊對摺收好,把紙緊緊抱住。連珠寶匠也沒有這等功夫。我後來查到世界上把訂書機是工匠親手為法國國王路易十五打造的,每一根針上都刻著國王的姓名縮寫。誰想得到訂書機竟然有皇室血統?我覺得這訂書針真是“巧奪天工”,於是指給父母親看。他們兩人對看一眼,麵帶愁容,心想這孩子是神經錯亂瞭。

我想是吧,因為怪事顯然發生瞭。那一天,我正式成瞭“材料迷”,而頭一個對象就是鋼。我突然對鋼超級敏感,發現它無所不在,其實隻要開始留意,就會察覺確實如此。

我在警察局做筆錄時,發現圓珠筆尖是鋼做的;我父親焦急地等待時,鑰匙圈當啷作響,那也是鋼製成的;後來它還護送我迴傢,因為包住我傢車子外殼的還是鋼,而且厚度比一張明信片還薄。說也奇怪,那輛小Mini平常很吵,但我覺得它那天特彆乖巧,仿佛在代錶鋼為下午的事嚮我道歉。迴傢後,我和父親並肩坐在餐桌前,安靜地喝著母親煮的湯。我突然停下來,發現自己正拿著一塊鋼片放進嘴裏。我把不銹鋼湯匙吸吮乾淨,拿齣來看著它發亮的錶麵。那勺麵又光又亮,連我變形的倒影都看得見。“這是什麼材質?”我揮動手裏的湯匙問父親,“還有,它為什麼沒味道?”說完,我把湯匙放迴嘴裏仔細吸吮,確定它是不是真的沒味道。

我腦中湧齣瞭幾百萬個問題。鋼為我們做瞭那麼多事,我們為什麼幾乎不曾提到它?這材料和我們那麼親密,我們把它含在嘴裏、用它去除不要的毛發、坐在它裏麵到處跑,它是我們忠實的朋友,我們卻幾乎不曉得它如此的訣竅。為什麼剃刀用來切割,迴形針卻能隨意彎摺?為什麼金屬會發亮,玻璃卻是透明的?為什麼幾乎所有人都討厭混凝土而喜歡鑽石?為什麼巧剋力那麼好吃?某某材料為什麼外觀是那樣子、有那樣的性質?

 

材料構築瞭我們的世界

自從那天被人刺傷之後,我幾乎所有時間都沉迷在材料裏。我在牛津大學攻讀材料科學拿到博士,研究主題是噴氣發動機用閤金,接著又到全球各地先進的實驗室擔任材料科學傢和工程師。我對材料愈來愈著迷,手邊收藏的特殊材料也愈來愈多。那些樣本如今都納入我跟同事兼好友賴芙琳(ZoeLaughlin)和康林(MartinConreen)共同打造的材料館裏。其中有些怪得離譜,例如美國航空航天局的氣凝膠,成分有99.8%是氣體,感覺就像固態煙霧;有些具有放射性,例如我在澳洲一傢古董店很裏麵的角落發現的鈾玻璃;有些很小卻重得誇張,例如要費盡韆辛萬苦纔能從鎢錳鐵礦提煉鑄成的鎢條;有些雖然常見卻隱含不為人知的秘密,例如自愈型混凝土。這座材料館目前位於英國倫敦大學學院的製成研究中心,裏頭收藏瞭上韆種材料,呈現齣建構我們這個世界——從住傢、衣服、機器到車輛的各種原料。你可以用它們重建文明,也可以用它們毀滅世界。

然而,我們還有一個更巨大的材料館,裏頭收藏瞭數百萬種材料,這是已知大的材料館,而且收藏數量一直呈指數增長:那就是人造物的世界。請看本頁的照片。這是我在我傢屋頂喝茶的照片。這張照片非常普通,但如果仔細觀察,就會發現它像一份型錄,列齣瞭建構我們整個文明世界的各種材料。這些材料很重要。拿掉混凝土、玻璃、織物、金屬和其餘材料,我就隻能光溜溜地飄在空中發抖。我們或許自認為文明,但文明絕大多數得歸功於豐饒的物質。少瞭物質材料,我們可能很快就得和其他動物一樣為瞭生存而搏鬥。因此從這個角度看,是衣服、住宅、城市和各式各樣的“東西”讓我們成為人(隻要去過災區就知道我在說什麼),而我們用習俗和語言讓它們具有生命。因此,材料世界不僅是人類科技與文化的展現,更是人類的一部分。我們發明材料、製造材料,而材料讓我們成為我們。

 

 

文明時代就是材料時代

從我們對文明發展階段的劃分(石器時代、青銅時代和鐵器時代)就可以看齣材料對我們而言有多麼根本和重要。人類社會每一個新時代都是因為一種新材料齣現而促成的。鋼是維多利亞時代的關鍵原料,讓工程師得以充分實現夢想,做齣、鐵路、蒸汽機和郵輪。修建英國大西部鐵路與橋梁的工程師布魯內爾(IsambardKingdomBrunel)用材料改造瞭地景,播下瞭現代主義的種子。

20世紀常被歌頌為矽時代,是因為材料科學的突破帶來瞭矽芯片和信息革命。但這個說法忽略瞭其他五花八門的嶄新材質,它們同樣改寫瞭現代人的生活。建築師運用大規模生産的結構鋼和平闆玻璃建起摩天大樓,創造齣新的都市生活形態。産品和服裝設計師用塑料改變瞭我們的住宅與穿著。聚閤物製造而成的賽璐珞催生瞭影像文化一韆年來的大變革,也就是電影的誕生。鋁閤金和鎳超閤金讓我們製造齣噴氣發動機,使得飛行從此變得便宜,進而加速瞭文化互動。醫用和牙科陶瓷讓我們有能力重塑自己,並改寫瞭殘障與老化的定義。整形手術的英文是plasticsurgery,而plastic既有“整形”也有“塑料”的意思,這顯示材料往往是新療法誕生的關鍵,從器官修補(如髖關節置換手術)到美化外錶(如矽膠隆胸)都是如此。德國解剖學傢馮哈根斯(GunthervonHagens)博士展齣人體標本的“人體世界展”,也展現瞭新穎的生物醫用材料對文化的影響,促使我們思考自己生時和死後的物質性。

人類建構瞭物質世界。如果你想瞭解其中奧秘,挖掘這些物質來自何處、如何作用,又如何定義瞭我們,這本書便是獻給你的。材料雖然遍布我們周遭,卻往往麵貌模糊得齣奇,隱匿在我們生活的背景中,毫不顯眼,乍看很難發現它們各有特色。絕大多數金屬都會散發灰色光澤,有多少人能分辨鋁和鋼的差彆?不同的樹木差異明顯,但有多少人能說齣為什麼?塑料更是令人睏惑,誰曉得聚乙烯和聚有什麼差彆?但更根本的問題或許是:這種事有誰在乎?

我在乎,而且我想告訴你為什麼。不僅如此,既然主題是材料,是構成萬物的東西,那我愛從哪裏開始都可以。因此,我選瞭我在屋頂的照片當成這本書的起點和靈感來源。

我從照片中挑瞭10種材料,用它們來說“東西”的故事。我會挖掘這10種材料當初發明的動機,揭開其背後的材料科學之謎,贊嘆人如何用高明的技術把它們製造齣來。更重要的是,我會說明它為何重要,為何少一物便不能成世界。

在發掘的過程中,我們將發現材料和人一樣,差異往往深藏在錶麵之下,大多數人唯有靠先進的科學儀器纔能略窺一二。因此,為瞭瞭解材料的性質,我們必須跳脫人類的經驗尺度,鑽進物質裏麵。唯有進入這個微觀世界,我們纔能明瞭為何有些材料會有氣味,有些則無;有些東西上韆年不變,有些一曬太陽就發黃變皺;有些玻璃可以防彈,但玻璃酒杯卻一摔就碎。這趟微觀之旅將揭開我們飲食、衣著、用具和珠寶背後的科學,當然還探索瞭人體。

不過,微觀世界的空間尺度雖小,時間尺度卻常常大得驚人。就拿縴維和絲綫來說,它的尺寸和頭發差不多,是細得肉眼幾乎看不見的人造物,我們可以用它來製造繩索、毛毯、地毯和重要的東西:衣服。我們身上穿的牛仔褲和所有衣服都是微型編織結構,而許多結構的式樣比英國的巨石陣還古老。人類曆史都記載衣服能保暖、庇護身體,還能穿齣時尚,但衣服也是高科技産品,20世紀發明瞭強韌的縴維,讓我們可以製作太空衣保護登陸月球的航天員,還有堅固的縴維可以製造義肢。至於我,我很開心有人發明瞭一種名叫“凱芙拉”的高強度閤成縴維,可以製作防刀刺的內衣。人類的材料技術發展瞭幾韆年,所以我會在書中不斷提到材料科學史。

本書每一章不但會介紹一種材料,還會提供一個認識材料的不同角度。有些主要從曆史齣發,有些來自個人經驗;有些強調材料的文化含義,有些則強調科技的驚人創造力。每一章都是這些角度的獨特混閤,理由很簡單,因為材料太多種類也太多樣,我們跟材料的關係也是如此,不可能一概而論。材料科學是從技術層麵瞭解物質的強大、統閤的理論架構,但重點還是關於材料,而不是探討科學。畢竟所有東西都是由彆的東西製成的,而製造東西的人(藝術傢、設計師、廚師、工程師、傢具師傅、珠寶匠和外科醫生等),對所使用的材料都有屬於自己的情感、感覺和運用方式。我想捕捉的就是如此豐富多樣的材料知識。

例如,我在討論紙的那一章用瞭許多角度,像快照一樣呈現,理由不隻是紙有各種形態,還因為幾乎所有人都在以許多方式使用紙。但在討論生物醫用材料的那一章,我卻鑽入瞭“人類的物質自我”(也就是人體)的深處。這塊領域正迅速成為材料科學的處女地,不斷有新材料齣現,開啓瞭名為仿生學的全新世界,讓人體得以藉助植入物而重建。這些植入物都經過設計,可以“聰明地”融入肌肉和血液的運作中。它們誓言改變人和自我的關係,因此對未來社會有深遠的影響。

 

看不見的微觀世界影響大

由於萬物都由原子組成,因此我們無法不談原子的運作原理,也就是人稱量子力學的理論。這錶示我們一旦進入微觀原子世界,就必須完全捨棄常識,開始談論波函數和電子態。愈來愈多材料從這個微觀尺度創造齣來,而且這些材料看起來幾乎無所不能。運用量子力學設計而成的矽芯片已經催生瞭信息時代,而以同樣方式設計的太陽能電池很有潛力,隻靠陽光就能解決能源問題。不過革命尚未成功,我們還在使用石油和煤炭。為什麼?在發電領域有一個明日之星——石墨烯,我會試著用它來解釋當下發電方式的局限。

簡而言之,材料科學的基本概念就是:看不見的微觀世界若有變化,那麼在人的尺度之中,物質行為也會跟著改變。我們的祖先能做齣銅和鋼之類的新材料,就是因為碰巧濛到瞭這個過程。差彆隻在於老祖先沒有顯微鏡,看不見自己在做什麼,但這隻讓他們的成就顯得更加驚人。比方說,敲打金屬不隻會改變它外在的形狀,還會改變它內在的結構,因此若用某種方式敲擊,金屬的內在結構就會有所改變,使它變得更硬。我們的祖先從經驗中學到瞭此事,隻不過並不知其所以然。人類的材料知識從石器時始就不斷纍積,但直到20世紀纔掌握瞭材料的真正結構。然而,蘊含在鑄鐵和其他工藝裏的經驗知識依然重要,而本書提到的材料也幾乎都是經由我們手腦並用纔發現和認識的,因此認識材料不僅靠腦袋,也靠雙手。

人在感覺和生活上都和材料建立瞭關係,這帶來瞭許多奇妙的結果。有些物質雖然有瑕疵,我們卻愛不釋手;有些材料很實用,我們卻深惡痛絕。就拿陶瓷來說吧。陶瓷是餐具的原料,我們的杯碗瓢盤都是陶瓷做的,無論住傢或餐廳,少瞭陶瓷就不完整。

人類從幾韆年前發明農耕以來就在使用陶瓷,然而陶瓷用久瞭容易有缺口、發生龜裂,甚至在不該破的時候摔得粉碎。我們為何不改用更堅固的材料,例如塑料或金屬來製作碗盤和杯子?陶瓷在物理上有這些缺點,我們為何還對它不離不棄?許多領域的學者都在問這個問題,例如考古學傢、人類學傢、設計師和藝術傢,但有一門學科專門有係統地研究人對材料的感官反應,並且發現瞭許多有趣的現象,那就是心理物理學。

例如針對“酥脆感”所做的研究顯示,我們覺得某些食物好吃與否不隻是跟味道有關,還跟品嘗時的聲音有關,兩者同樣重要。這讓不少廚師受到啓發,開發齣具有音效的餐點,而某些薯片商更進一步,不僅讓産品更酥脆,還讓包裝更會發齣聲音。我在介紹巧剋力那一章會討論材料的心理物理學意義,同時說明材料的感官性幾百年來一直是人類發明創造的主要動力。

這本書當然無法涵蓋所有材料,也無法盡述材料和人類文化的關係,而是概略介紹材料如何影響我們的生活,並且闡述即使單純如在屋頂上喝茶的活動,也必須倚賴復雜的物質網絡纔能進行。各位不必到博物館就能領略曆史和科技如何推動人類社會,它們的影響此時此刻就在你身旁四周,隻是我們多數時候視而不見。我們必須視而不見,因為要是我們整天一邊用手指滑過水泥牆麵,一邊發齣贊嘆,肯定會被當成瘋子。但在某些機緣下你會陷入沉思:我在地鐵站被人刺瞭一刀的那一刻,就屬於那樣的機緣,而我希望這本書也提供這樣的機緣,能讓你走進神奇的材料世界。

序言



《物質的秘密:從原子到宇宙的奇妙之旅》 在這本引人入勝的書中,我們將踏上一段探索物質本質的宏大旅程,從構成我們身體的微小原子,到填充無垠宇宙的神秘能量。我們將剝開層層迷霧,揭示物質世界的內在規律,理解它們如何塑造瞭我們所知的現實,並展望它們在未來可能帶來的顛覆性變革。 第一章:時間的織錦——量子世界的微光 我們的旅程始於最基本、最令人費解的層麵:量子世界。在這裏,我們熟悉的宏觀物理定律似乎失效,取而代之的是概率、疊加態和不確定性。我們將深入探索原子內部的奧秘,瞭解電子如何在不同能級之間跳躍,光子如何攜帶能量,以及波粒二象性如何挑戰我們對現實的直觀認知。我們將介紹量子糾纏這一“鬼魅般的超距作用”,它暗示著粒子之間可能存在一種我們尚未完全理解的深刻聯係。本書將以通俗易懂的方式,為您揭示量子力學的核心概念,並解釋它如何成為現代科技的基石,從激光到半導體,再到量子計算的未來圖景。我們將思考,當尺度縮小到極點,世界的運作方式將呈現齣怎樣令人驚嘆的麵貌。 第二章:元素的交響麯——化學的語言與構建 從量子世界的微觀跳躍到宏觀的化學反應,我們將聚焦於構成我們世界的“積木”——元素。本書將帶您認識元素周期錶,理解原子序數、原子量以及不同元素之間的化學性質是如何相互關聯、層層遞進的。我們將深入探討化學鍵的形成,無論是共價鍵的分享,還是離子鍵的轉移,它們如何將原子緊密地連接在一起,形成韆變萬化的分子。我們將追溯化學發展的曆史,從煉金術的神秘傳說到現代有機化學和無機化學的蓬勃發展,瞭解科學傢們如何通過實驗和理論,一步步解讀物質的構成和轉化規律。您將瞭解到,水是怎樣的奇跡,氧氣又是如何支持生命的燃燒,以及碳原子那令人驚嘆的多樣性,它構成瞭我們體內和周圍幾乎所有有機物的骨架。 第三章:物質的形態變幻——固、液、氣與等離子體的奧秘 物質並非一成不變,它的形態變化是理解宇宙運行的重要綫索。本書將詳細闡述固、液、氣這三種經典物質狀態的根本區彆,它們是如何由粒子間的相互作用力、溫度和壓強決定的。我們將探索晶體和非晶體的微觀結構,理解它們為何錶現齣如此不同的物理性質。接著,我們將目光轉嚮液體,揭示其流動性背後的分子動力學,以及錶麵張力、黏性等奇特現象。最後,我們將觸及“物質的第四態”——等離子體,瞭解它在宇宙中無處不在(恒星、閃電)的重要性,以及它在核聚變等前沿科技中的應用潛力。我們將通過生動的例子,展示物質形態的轉換是如何影響我們的日常生活和工業生産的。 第四章:能量的流動與轉化——熱力學定律的永恒法則 能量是宇宙的驅動力,而熱力學定律則是能量轉化過程的根本法則。本書將深入淺齣地介紹熱力學第一定律(能量守恒)、第二定律(熵增)和第三定律。我們將理解能量如何在不同形式之間轉化,例如從化學能轉化為熱能,從電能轉化為光能。我們將探討熵增原理,它解釋瞭為何自然界的一切趨嚮於無序,以及生命體是如何在局部抵抗這種趨勢的。您將瞭解到,蒸汽機的發明如何開啓瞭工業革命,內燃機的效率又為何成為工程學上的挑戰。本書也將展望熱力學在能源危機、氣候變化等重大問題中的指導意義,以及未來可能齣現的更高效的能源利用方式。 第五章:光的低語與電磁的舞蹈——穿越時空的信使 光和電磁波是我們在宇宙中感知和交流的關鍵。本書將帶您穿越電磁頻譜,從可見光到不可見的無綫電波、微波、紅外綫、紫外綫、X射綫和伽馬射綫。我們將探索光的本質,理解它是如何以波和粒子的雙重身份存在的,以及色散、乾涉、衍射等光學現象。我們將深入研究電磁場,瞭解麥剋斯韋方程組如何統一瞭電和磁,並預言瞭電磁波的存在。您將瞭解到,無綫通信如何將世界連接在一起,X射綫如何幫助我們窺探人體內部,而伽馬射綫又在宇宙中最劇烈的現象中扮演著怎樣的角色。本書將揭示,光和電磁波不僅僅是信息的載體,它們更是我們理解宇宙演化和物質相互作用的重要窗口。 第六章:引力的束縛——時空的漣漪與宇宙的宏偉 引力是宇宙中最普遍、最深刻的力量之一,它塑造瞭行星的軌道,維係著星係的結構,並決定瞭宇宙的命運。本書將從牛頓的萬有引力定律齣發,逐步深入到愛因斯坦的廣義相對論。我們將理解引力如何被視為時空的彎麯,以及質量和能量如何扭麯周圍的時空。我們將探索黑洞這一宇宙中最神秘的天體,瞭解它們是如何形成的,以及引力波的探測如何為我們提供瞭全新的觀測宇宙的手段。您將瞭解到,引力不僅影響著我們腳下的大地,它更是宇宙大尺度結構的形成和演化的關鍵。 第七章:物質的深層結構——原子核的能量與粒子物理的奇境 當我們進一步深入物質的構成,將觸及原子核的奇妙世界。本書將介紹原子核的組成——質子和中子,以及它們之間強大的核力。我們將探討放射性衰變,瞭解不同類型的衰變如何釋放齣能量,以及同位素的應用。接著,我們將進入粒子物理學的領域,認識更基本的粒子,如誇剋、輕子,以及傳遞相互作用力的玻色樹。我們將瞭解標準模型的構建,它成功地描述瞭已知的基本粒子和三種基本相互作用力。您將瞭解到,核能的利用如何為人類提供瞭巨大的能源,而粒子對撞機又如何幫助我們探索物質最深層的秘密。 第八章:相變與臨界現象——從水到超流體的奇妙轉變 物質在特定條件下會發生劇烈的相變,展現齣令人著迷的特性。本書將詳細分析相變的過程,例如冰融化成水,水蒸發成蒸汽。我們將深入研究臨界點附近的現象,理解為什麼在臨界溫度和壓力下,液體的密度會趨近於氣體的密度,兩種相界限消失。我們將探討超導性和超流性,這些在極低溫下齣現的宏觀量子現象,它們在能量傳輸、磁懸浮等領域具有巨大的應用潛力。通過對相變的理解,我們將更深刻地認識到,物質的性質並非總是平滑連續地變化的,而是可能在某些“閾值”處發生質的飛躍。 第九章:對稱與守恒——自然界的優雅法則 對稱性和守恒律是貫穿整個物理學最根本、最優雅的原理。本書將闡述諾特定理,它揭示瞭對稱性與守恒量之間的深刻聯係。例如,時間的平移對稱性對應著能量守恒,空間的平移對稱性對應著動量守恒,空間的鏇轉對稱性對應著角動量守恒。我們將看到,這些看似抽象的數學概念,卻是理解宇宙運行的基石,它們不僅在經典物理學中至關重要,在量子場論等現代物理學理論中也扮演著核心角色。理解這些法則,有助於我們洞察自然界的內在秩序和運行規律。 第十章:未來的物質——新材料與科技的曙光 在旅程的終點,我們將展望物質科學的未來,探討新材料的研發和它們可能帶來的科技革命。我們將討論超材料、納米材料、拓撲材料等前沿領域,它們在光學、電子學、能源等領域展現齣的顛覆性潛力。本書將思考,未來我們是否能夠設計齣具有特定功能的“智能材料”,它們能夠根據環境變化而自我調整。我們將展望量子計算機的實現,它將徹底改變我們處理信息和解決復雜問題的能力。最後,我們將思考,對物質更深入的理解,將如何幫助我們應對氣候變化、疾病治療、太空探索等人類麵臨的重大挑戰,並最終改變我們的生活方式和對宇宙的認知。 《物質的秘密》不僅僅是一本科普讀物,它是一次思維的冒險,一次對宇宙奧秘的求索。它將帶領您穿越微觀與宏觀,從古老的哲學思辨到最尖端的科學探索,理解構成萬物最基本原理的力量。無論您是物理學的愛好者,還是對世界充滿好奇的探索者,這本書都將為您打開一扇通往奇妙物質世界的大門,讓您以全新的視角審視我們所處的宇宙。

用戶評價

評分

我最近讀完的《迷人的材料》這本書,簡直就是一本開啓我奇妙科學之旅的寶藏!我一直以為科學世界是遙不可及的,充斥著我無法理解的公式和理論,但這本書徹底打消瞭我的顧慮。作者以一種極其生動活潑、充滿故事性的筆調,為我揭開瞭十種“改變世界的神奇物質”的神秘麵紗,讓我驚嘆於大自然的鬼斧神工和人類的智慧結晶。 書中對“稀土元素”的介紹讓我尤為著迷。我之前對稀土的瞭解僅限於它是“稀有”而且“貴重”的,但這本書讓我明白瞭它為什麼如此重要。作者用生動的比喻解釋瞭稀土元素原子核外層電子的特殊結構,正是這種結構賦予瞭它們在光學、磁學和催化等方麵的獨特性能。我看到瞭稀土在永磁電機、LED照明、激光技術以及新能源汽車電池中的關鍵作用,簡直不敢相信,這些不起眼的小元素,竟然是現代高科技産業不可或缺的基石。書中還講述瞭稀土發現過程中的一些傳奇故事,以及各國圍繞稀土資源的博弈,讓我對這種“工業維生素”有瞭更深刻的認識。 而關於“閤成縴維”的章節,更是讓我重新審視瞭我們日常生活中穿著的衣物。我之前隻知道尼龍、滌綸這些名字,但這本書讓我明白瞭它們是如何通過化學反應,將石油等基礎原料轉化為具有各種優異性能的縴維。作者詳細講解瞭聚閤反應的原理,以及不同聚閤方式如何産生具有不同特性(如強度、彈性、透氣性)的閤成縴維。讀到這裏,我纔真正理解,為什麼一條看似普通的運動褲,能夠如此舒適耐穿,而一件輕便的雨衣,又能做到防水透氣。書中還提到瞭閤成縴維在醫療、航天等領域的廣泛應用,讓我看到瞭這項“人造”材料的巨大潛力。 這本書最讓我欣賞的地方在於,它不僅僅是枯燥的知識堆砌,而是將科學與人文巧妙地結閤在一起。作者在講述每一種材料時,都會穿插一些關於發明者、科學傢以及材料發展曆程的動人故事。我被那些科學傢們不懈的探索精神、在無數次失敗中堅持不懈的毅力所深深打動。比如,書中對“聚閤物”的講解,就提到瞭科學傢們如何從天然橡膠的性能限製中尋求突破,最終創造齣具有各種神奇功能的閤成聚閤物,這過程聽起來就充滿瞭智慧和挑戰。 總的來說,《迷人的材料》是一本讓我受益匪淺的科普讀物,它用通俗易懂的語言,為我打開瞭科學的大門,讓我看到瞭物質世界的神奇之處,更讓我對科學探索本身充滿瞭敬意和熱愛。我強烈推薦這本書給所有對世界充滿好奇,渴望瞭解那些“改變世界”的幕後英雄——神奇材料的讀者。

評分

最近讀完《迷人的材料:10種改變世界的神奇物質和它們背後的科學故事》這本書,我感覺自己的大腦被重新格式化瞭一遍。我一直以為自己對“材料”這個詞的概念僅限於衣物、建築或者是一些普通的日用品,但這本書徹底刷新瞭我的認知。作者以一種非常獨特且引人入勝的方式,將那些聽起來就充滿魔力的物質,如“液晶”、“半導體”和“生物可降解塑料”等,抽絲剝繭地展現在我們麵前,並且詳細地講述瞭它們是如何一步步從實驗室走嚮改變世界的舞颱。 書中對“液晶”的闡述讓我印象深刻。我平時使用的手機屏幕、電視屏幕,其背後的核心技術竟然就是液晶。作者非常細緻地解釋瞭液晶分子在電場作用下的取嚮變化,以及這種變化如何控製光的通過,從而形成我們看到的圖像。這個過程聽起來非常復雜,但作者用非常形象的比喻,比如比作微小的“指南針”會根據電流方嚮自動調整角度,讓我瞬間就明白瞭其中的道理。而且,書中還提到瞭液晶在太陽能電池、傳感器等領域的潛在應用,讓我看到瞭這項技術遠超我想象的廣闊前景。 關於“半導體”的部分,更是讓我對現代電子産品有瞭全新的認識。我之前對半導體隻知道它們是電腦、手機等電子設備的核心,但這本書卻深入淺齣地講解瞭它們為何能夠導電又絕緣的特殊屬性,以及矽這種普通的元素是如何被提煉、加工,最終成為支撐整個信息時代的關鍵。作者還講述瞭早期晶體管的發明故事,以及科學傢們如何不斷優化半導體材料和工藝,纔有瞭今天我們習以為常的各種電子設備。讀到這些,我纔真正體會到,我們手中輕巧的設備,背後蘊含著多麼龐大且精密的科學體係。 讓我尤其感動的是,這本書不僅僅是介紹物質的特性和應用,更是充滿瞭人文關懷。作者在講述每一種材料時,都會穿插一些關於發明者、研究者們的故事。他們為瞭揭示物質的奧秘,付齣瞭多少心血,經曆瞭多少挫摺,這些都讓我對科學研究有瞭更深的敬意。比如,書中提到“生物可降解塑料”的發明,不僅是為瞭解決塑料汙染問題,更是科學傢們對地球環境的深深關切。 總的來說,《迷人的材料》是一本非常優秀的科普讀物,它以一種極富感染力的方式,將科學的魅力展現在讀者麵前。它讓我看到瞭科學的力量,看到瞭人類智慧的閃光,更讓我對未來充滿瞭期待。我強烈推薦這本書給所有對世界充滿好奇,渴望瞭解那些“看不見的”科學故事的朋友們。

評分

最近手癢入手瞭一本《迷人的材料》,原以為會是一本硬邦邦的科普書,結果卻是一場精彩絕倫的科學之旅!作者像是擁有魔術師般的筆觸,將十種“改變世界的神奇物質”活靈活現地展現在我眼前,讓我驚嘆不已。我一直對我們生活的這個物質世界感到好奇,但又苦於找不到閤適的入門途徑,這本書恰恰填補瞭我的空白。 書中對“閤金”的闡述讓我受益匪淺。我之前對閤金的理解僅僅是金屬的混閤,但這本書讓我明白瞭閤金的強大之處在於其“協力共贏”的特性。作者詳細解釋瞭閤金的形成機理,以及不同金屬元素在固溶、化閤物等形態下如何改變整體的強度、硬度、耐腐蝕性等性能。我看到瞭鋼材(鐵與碳的閤金)如何支撐起摩天大樓和橋梁,鋁閤金如何讓飛機輕盈起飛,不銹鋼如何在傢用電器中發揮重要作用。書中還提到瞭鎳鈦閤金的形狀記憶效應,以及它的在醫療器械上的應用,這讓我對“材料的組閤”産生瞭全新的認識,原來簡單的混閤也能産生如此巨大的能量。 而關於“陶瓷”的章節,更是讓我大開眼界。我一直認為陶瓷隻是碗碟、花盆,但這本書讓我認識到瞭現代陶瓷的強大功能。作者解釋瞭陶瓷獨特的晶體結構,以及這種結構賦予它耐高溫、耐腐蝕、絕緣等優異的特性。我看到瞭氧化鋁陶瓷在火箭發動機噴口中的應用,氮化矽陶瓷在高速軸承中的作用,以及氧化鋯陶瓷在高端刀具和醫療植入物上的重要地位。讀到這些,我纔明白,原來陶瓷並非是脆弱的代名詞,它在極端環境下也能展現齣驚人的韌性。書中還穿插瞭一些陶瓷製作的傳統工藝和現代技術,讓我看到瞭古老智慧與現代科技的完美結閤。 這本書最打動我的地方,在於它不僅僅是科學知識的傳遞,更是一種對科學探索精神的贊頌。作者在講述每一種材料時,都會穿插一些關於發明者、科學傢以及材料發展曆程的感人故事。我被那些科學傢們在實驗室裏默默耕耘的身影所吸引,他們為瞭揭示物質的奧秘,付齣瞭多少心血,剋服瞭多少睏難。比如,書中對“玻璃”的講解,就提到瞭科學傢們如何從簡單的矽砂中提煉齣透明且堅固的材料,以及如何通過不斷的技術革新,讓玻璃擁有瞭各種神奇的特性。 總而言之,《迷人的材料》是一本讓我愛不釋手的科普讀物。它用通俗易懂的語言,為我打開瞭科學的大門,讓我看到瞭物質世界的神奇之處,更讓我對人類的智慧和創造力充滿瞭敬佩。我強烈推薦這本書給所有對世界充滿好奇,渴望瞭解那些“改變世界”的幕後英雄——神奇材料的讀者。

評分

我最近入手瞭一本叫做《迷人的材料》的書,還沒拆封就迫不及待地翻瞭翻,結果就被裏麵的內容深深吸引住瞭。這本書完全顛覆瞭我對“材料學”的刻闆印象,我原以為會是一堆晦澀難懂的公式和專業術語,結果作者卻用一種非常故事化的方式,將“改變世界的神奇物質”娓娓道來,讓我讀得津津有味。 書中對“石墨烯”的介紹就讓我非常震撼。我一直知道石墨烯是碳的一種形態,很輕很薄,但這本書讓我明白瞭它為什麼被稱為“神奇材料”。作者詳細介紹瞭石墨烯的二維結構,以及這種結構賦予它的超乎想象的強度、導電性和導熱性。讀到石墨烯在柔性顯示器、高速通信、甚至太空電梯方麵的應用設想,我簡直不敢相信,一塊薄薄的材料竟然能承載如此宏大的未來。作者還描述瞭石墨烯發現過程中的一些趣事,比如兩位科學傢是如何在實驗室裏“偶然”發現瞭它,然後又花瞭多久纔把它從一張紙上剝離齣來,這個過程聽起來就充滿瞭智慧和韌性。 另一章關於“形狀記憶閤金”的內容也讓我大開眼界。我之前對這種材料完全沒有概念,讀瞭之後纔知道,原來有些金屬可以“記住”自己的形狀,並在受到外力變形後,通過加熱或冷卻恢復原狀。這本書用形象的比喻解釋瞭鎳鈦閤金的工作原理,比如它在溫度變化時,其原子間的排列方式會發生改變,從而導緻宏觀形狀的變化。我立刻聯想到瞭醫療領域,比如微創手術中的支架,還有一些智能服裝的設計,這些都離不開形狀記憶閤金的貢獻。書中還提到瞭一些有趣的早期應用,比如一些老式打火機或者玩具,現在想來,這些背後都隱藏著如此精妙的科學原理。 這本書的敘事方式非常引人入勝,它不是簡單地羅列材料的特性,而是將每一種材料的發現、發展和應用,都融入瞭一個個引人入勝的故事中。作者似乎非常擅長將復雜的科學概念轉化為讀者易於理解的語言,同時又不失嚴謹性。我特彆喜歡書中對科學傢們探索過程的描寫,那種對未知的渴望,那種在無數次失敗中尋找突破的勇氣,都讓我深受感動。 總的來說,《迷人的材料》是一本非常成功的科普讀物,它不僅讓我學到瞭很多關於材料科學的知識,更重要的是,它讓我對科學探索本身産生瞭更深的敬意和興趣。我強烈推薦這本書給那些對科學世界充滿好奇,但又害怕復雜理論的讀者。

評分

最近一口氣讀完瞭《迷人的材料》,感覺像是在一場精彩的科學冒險中,發現瞭許多隱藏的寶藏!我一直對我們身邊的物質世界充滿瞭好奇,但又覺得科學理論太過遙遠,《迷人的材料》這本書恰恰用一種極其引人入勝的方式,為我揭示瞭那些“改變世界的神奇物質”的秘密。作者的文筆流暢生動,將深奧的科學原理轉化成瞭一個個精彩的故事,讓我讀得津津有味。 書中對“磁性材料”的介紹,讓我對“看不見的力量”有瞭全新的認識。我之前隻知道磁鐵能吸附鐵,但這本書讓我明白瞭磁性材料為何能夠産生如此強大的作用。作者詳細解釋瞭磁疇、磁疇壁等概念,以及不同材料在磁場作用下,其原子內部電子的排列方式如何發生變化,從而産生磁性。我看到瞭永磁體在電機、揚聲器、硬盤等設備中的關鍵作用,也看到瞭軟磁材料在變壓器、電磁鐵等應用中的重要性。書中還提到瞭新型磁性材料的研究,如稀土永磁材料、巨磁阻材料等,它們在新能源、信息存儲等領域的巨大潛力,讓我驚嘆於磁性材料的無窮魅力。 而關於“復閤材料”的章節,更是讓我看到瞭材料科學的創新前沿。我之前對復閤材料的概念比較模糊,但這本書讓我明白瞭,將不同性質的材料巧妙地組閤在一起,就能創造齣性能遠超單一材料的“超級材料”。作者詳細介紹瞭縴維增強復閤材料,比如碳縴維增強聚閤物(CFRP),它不僅強度極高,而且非常輕便,在航空航天、汽車製造等領域發揮著重要作用。我還瞭解瞭夾層復閤材料,它們通過將不同材料層疊起來,來實現輕質高強的特性,比如在飛機機翼和船體結構上的應用。讀到這裏,我纔真正體會到,科學的創新往往來自於不同領域的融閤與協同。 這本書最讓我感動的是,作者在講述每一種材料時,都穿插瞭許多關於發明者、科學傢以及材料發展曆程的動人故事。她沒有枯燥地羅列數據和公式,而是通過講述這些鮮活的人物和他們的探索經曆,展現瞭人類對未知世界的執著追求和不懈努力。比如,書中對“黏閤劑”的闡述,就追溯到瞭人類早期使用天然樹脂、動物膠等黏閤劑的曆史,以及現代化學工業如何發展齣各種高性能的閤成黏閤劑,它們連接瞭無數的零件,支撐起我們的生活。 總而言之,《迷人的材料》是一本非常優秀的科普讀物,它以一種通俗易懂、生動有趣的方式,為我打開瞭科學的大門,讓我看到瞭物質世界的無限可能,更讓我對人類的智慧和創造力充滿瞭敬意。我強烈推薦這本書給所有對世界充滿好奇,渴望瞭解那些“改變世界”的幕後英雄——神奇材料的讀者。

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最近讀完《迷人的材料:10種改變世界的神奇物質和它們背後的科學故事》,感覺像是進行瞭一次知識的“尋寶之旅”。我一直對生活中的各種奇妙現象充滿好奇,而這本書就像一位博學的嚮導,為我揭示瞭隱藏在日常事物背後,那些“改變世界”的物質的秘密。作者的敘事風格非常引人入勝,將原本可能深奧的科學原理,用生動形象的比喻和精彩的故事娓娓道來。 書中關於“催化劑”的介紹,讓我對化學反應有瞭全新的認識。我之前隻知道催化劑可以加速化學反應,但這本書讓我明白瞭它的神奇之處在於,它自身在反應過程中並不消耗,卻能極大地降低反應所需的能量。作者用生活中常見的例子,比如汽車尾氣淨化器中的催化劑,以及工業生産中用於製造化肥、塑料的催化劑,來解釋催化劑的重要作用。讀到這裏,我纔意識到,原來我們生活中許多便利的産品,都離不開這些“默默奉獻”的催化劑。書中還提到瞭科學傢們如何尋找和設計新型催化劑,以提高反應效率,降低能耗,這讓我看到瞭科學在可持續發展中的重要貢獻。 而關於“生物材料”的章節,更是讓我驚嘆於大自然的神奇創造力。我之前對生物材料的瞭解僅限於一些簡單的生物製品,但這本書讓我看到瞭生物材料在醫學、工程等領域的巨大潛力。作者詳細介紹瞭蛋白質、核酸、多糖等天然生物大分子的結構和功能,以及它們如何被用於製造藥物載體、組織工程支架、生物傳感器等。讀到這裏,我仿佛看到瞭一個充滿無限可能的未來,人類可以利用生物的智慧,來解決健康、環境等方麵的挑戰。書中還講述瞭一些關於生物材料研究的感人故事,比如科學傢們如何從自然界中汲取靈感,來設計齣能夠模擬生物功能的材料。 這本書最讓我感到振奮的是,它不僅僅是知識的傳遞,更是一種對科學探索精神的歌頌。作者在講述每一種材料時,都會穿插一些關於發明者、科學傢以及材料發展曆程的精彩故事。我被那些科學傢們不懈的探索精神、在無數次失敗中尋找突破的勇氣所深深打動。比如,書中對“染料”的講解,就提到瞭科學傢們如何從煤焦油中提取齣具有鮮艷色彩的有機染料,這不僅改變瞭紡織業,也為現代化學工業的發展奠定瞭基礎。 總而言之,《迷人的材料》是一本讓我愛不釋手的科普讀物。它用通俗易懂的語言,為我打開瞭科學的大門,讓我看到瞭物質世界的神奇之處,更讓我對人類的智慧和創造力充滿瞭敬意。我強烈推薦這本書給所有對世界充滿好奇,渴望瞭解那些“改變世界”的幕後英雄——神奇材料的讀者。

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最近偶然翻開《迷人的材料:10種改變世界的神奇物質和它們背後的科學故事》,簡直就被這本書深深吸引住瞭!我原本以為自己對材料科學一竅不通,讀這本書就像是進入瞭一個充滿驚喜的寶藏世界。作者的筆觸非常細膩,將那些我們日常生活中司空見慣,卻又至關重要的物質,描繪得栩栩如生,並且揭示瞭它們背後令人驚嘆的科學原理。 書中對“金屬”的介紹,讓我從全新的角度認識瞭這種古老而強大的材料。我之前隻知道鐵、銅、鋁這些金屬,但這本書讓我明白瞭金屬之所以具有導電、導熱、延展性等特性的根本原因——它們原子之間自由電子的運動。作者詳細解釋瞭金屬晶體的結構,以及不同金屬元素如何通過閤金化來增強其性能。我看到瞭鋼材如何支撐起宏偉的建築,鋁閤金如何為飛機提供輕盈的翅膀,銅綫如何傳遞電能,甚至還有一些稀有的金屬,如鉑、金,它們在催化、電子産品等領域的關鍵作用。書中還提到瞭金屬冶煉的曆史演變,以及科學傢們如何不斷探索新的閤金組閤,來滿足日益增長的技術需求。 而關於“矽”的章節,更是讓我對現代科技有瞭更深層次的理解。我一直知道矽是半導體材料,是計算機芯片的基石,但這本書讓我明白瞭矽的神奇之處究竟在哪裏。作者詳細解釋瞭矽原子最外層電子的特殊軌道結構,以及它如何能夠通過摻雜不同的元素,精確地控製其導電性。從簡單的二極管到復雜的集成電路,這些微小的矽片承載著我們這個信息時代的脈搏。書中還提到瞭矽在太陽能電池、光學縴維等領域的應用,讓我看到瞭這項“不起眼”的元素所蘊含的巨大能量。 這本書最令我贊嘆的是,作者將科學知識與人類的智慧和曆史緊密地聯係在一起。她不僅僅是介紹材料的特性,更是在講述材料背後的故事,講述科學傢們是如何在探索中不斷前行,如何剋服睏難,最終改變瞭世界。比如,書中對“玻璃”的闡述,就追溯到瞭古埃及時期,講述瞭人類是如何從簡單的沙子中提煉齣透明且堅固的材料,以及玻璃的每一次技術革新,都對人類文明的發展産生瞭深遠的影響。 總而言之,《迷人的材料》是一本極具啓發性的科普讀物。它以一種輕鬆愉快的方式,讓我領略瞭物質世界的奧秘,感受到瞭科學的力量,更讓我對人類的創造力和探索精神充滿瞭敬意。我強烈推薦這本書給所有渴望瞭解科學世界,卻又害怕枯燥理論的讀者。

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最近讀完《迷人的材料》,簡直就像完成瞭一場穿越時空的科學探險!這本書用一種極其吸引人的方式,將十種“改變世界的神奇物質”呈現在我眼前,並且細緻地講述瞭它們背後的科學故事。我一直對我們身邊的物質世界充滿好奇,但又覺得科學理論太過抽象,這本書恰恰彌補瞭我的這一遺憾,讓我看到瞭科學的魅力和力量。 書中對“絕緣體”的描述,讓我對電流的控製有瞭更深的理解。我之前隻知道電綫外麵包裹著塑料,所以不會觸電,但這本書讓我明白瞭絕緣體之所以能夠阻擋電流,是因為它們的原子核對電子的束縛力極強,電子難以自由移動。作者用生動的比喻,將絕緣體比作“電子的牢籠”,讓我瞬間就理解瞭它的工作原理。我看到瞭絕緣體在電力輸送、電子設備安全運行中的重要作用,從高壓電綫到手機內部的電路闆,都離不開這些“沉默的守護者”。書中還提到瞭不同種類的絕緣體,比如陶瓷、玻璃、橡膠等,它們各自的特性決定瞭它們在不同場景下的應用。 而關於“光學材料”的章節,更是讓我對我們看到的繽紛世界有瞭全新的認識。我之前隻知道鏡子和眼鏡是光學材料,但這本書讓我明白瞭,光學材料的種類和功能遠不止於此。作者詳細解釋瞭透明、半透明、反射、摺射等光學現象是如何通過材料的結構和性質産生的。我看到瞭玻璃如何被加工成相機鏡頭,讓我們可以捕捉遠方的景象;看到瞭棱鏡如何將白光分解成七彩的彩虹;看到瞭LED材料如何發齣高效而節能的光。書中還提到瞭納米光學材料在超材料、光通信等前沿領域的研究,讓我看到瞭光學材料的未來發展方嚮。 這本書最讓我印象深刻的是,作者在講述每一種材料時,都將科學知識與人類的探索和創造緊密地聯係在一起。她不僅僅是介紹物質的屬性,更是在講述材料背後的故事,講述科學傢們是如何在好奇心的驅使下,不斷探索物質的奧秘,並用他們的智慧和創造,改變瞭我們的生活。比如,書中對“色素”的講解,就追溯到瞭古代人類如何利用植物、礦物來為衣物和壁畫著色,以及現代化學工業如何閤成齣種類繁多、色彩鮮艷的人工色素。 總而言之,《迷人的材料》是一本兼具知識性和人文性的科普讀物。它用一種非常親切易懂的方式,為我打開瞭科學的大門,讓我看到瞭物質世界的奇妙之處,更讓我對人類的智慧和創造力充滿瞭敬意。我強烈推薦這本書給所有對世界充滿好奇,渴望瞭解那些“改變世界”的幕後英雄——神奇材料的讀者。

評分

這本書真是讓我大開眼界!我一直對物質科學有著濃厚的興趣,但往往覺得那些枯燥的化學公式和物理定律離我太遠。《迷人的材料》徹底顛覆瞭我的認知。它沒有直接灌輸晦澀的理論,而是通過講述一個個引人入勝的故事,將“改變世界的神奇物質”背後的科學原理娓娓道來。 比如,書中對“超導材料”的描述,簡直就像科幻小說一般。我之前以為超導隻是在極低的溫度下發生的現象,這本書卻深入淺齣地解釋瞭它的原理,以及科學傢們如何一步步突破技術瓶頸,最終實現高溫超導。讀到作者描述當年發現高溫超導時的激動人心的場麵,我仿佛也置身其中,感受到瞭科學探索的巨大魅力。書中還舉瞭超導材料在磁懸浮列車、核聚變發電等領域的應用前景,讓我對未來的交通和能源有瞭更清晰的想象。 而對於“納米材料”,我的理解也更進瞭一層。我一直以為納米隻是一個很小的單位,這本書卻讓我明白,當物質縮小到納米級彆時,它的性質會發生翻天覆地的變化。作者用生動的比喻解釋瞭納米材料的獨特性質,比如錶麵積與體積之比的增大,以及由此帶來的催化、抗菌等神奇功效。書中提到的納米機器人、納米藥物等概念,更是讓我驚嘆於人類的智慧和創造力。我開始重新審視生活中那些看似平凡的材料,也許它們在納米層麵就隱藏著巨大的潛力。 這本書的魅力還在於,它不僅僅是介紹“是什麼”,更是探究“為什麼”。作者不會止步於描述一種材料的特性,而是會追溯其發現的曆史,講述科學傢們如何剋服睏難,如何通過實驗和理論的結閤,最終揭示其背後的奧秘。這種深入的挖掘,讓我對科學研究的過程有瞭更深刻的理解,也更加敬佩那些為科學發展做齣貢獻的先驅者們。 總而言之,《迷人的材料》是一本老少皆宜、通俗易懂又極具啓發性的科普讀物。它成功地將抽象的科學概念具象化,讓我在閱讀中不僅增長瞭知識,更點燃瞭我對科學的無限熱情。我強烈推薦給所有對世界充滿好奇、渴望瞭解物質奧秘的朋友們!

評分

最近剛翻完《迷人的材料》,感覺像是經曆瞭一場關於物質世界的奇幻漂流。這本書就像一本藏寶圖,引領我發現那些隱藏在我們日常生活中,卻擁有改變世界力量的神奇物質。作者的文筆極其生動,將那些原本可能枯燥的科學原理,轉化成瞭引人入勝的故事,讓我讀得欲罷不能。 書中關於“天然橡膠”的描述,讓我對這種我們熟悉的物質有瞭全新的認識。我一直以為橡膠就是輪胎和橡皮筋,但這本書讓我明白,天然橡膠復雜的分子結構賦予瞭它獨特的彈性和韌性。作者詳細解釋瞭聚異戊二烯分子的長鏈結構,以及硫化過程如何通過在橡膠分子間形成交聯鍵,大大增強瞭橡膠的強度和耐久性。讀到這部分,我立刻聯想到生活中的各種橡膠製品,從鞋底到密封圈,它們都是天然橡膠經過巧妙轉化後的傑齣代錶。書中還提到瞭天然橡膠在第一次和第二次世界大戰中的戰略意義,以及科學傢們如何努力尋找閤成橡膠的替代品,這個曆史進程本身就充滿瞭戲劇性。 而關於“聚閤物”的章節,更是讓我對塑料有瞭更深刻的理解。我之前對塑料的印象是“廉價”、“易得”,但這本書讓我看到瞭聚閤物材料的無限可能。作者從單體的聚閤過程講起,解釋瞭聚乙烯、聚丙烯等不同聚閤物的結構特點,以及這些結構如何決定瞭它們在不同領域的應用。我看到瞭輕便耐用的塑料在包裝、建築、汽車製造中的身影,也看到瞭功能性聚閤物在醫療、電子等尖端科技中的重要作用。書中還探討瞭塑料汙染的嚴峻挑戰,以及科學傢們正在開發的生物可降解塑料,這讓我看到瞭科學在解決環境問題上的努力和希望。 這本書最讓我印象深刻的,是作者在講述每一種材料時,都將科學知識與曆史、人文巧妙地融閤在一起。她不是簡單地羅列事實,而是通過講述科學傢們的故事,展現瞭人類探索未知、改造世界的勇氣和智慧。比如,書中對“水泥”的講解,就追溯到瞭古羅馬時期,講述瞭人類是如何發現並利用火山灰等材料來製作具有強大粘閤力的建築材料,這讓我看到瞭科學的傳承和發展。 總而言之,《迷人的材料》是一本兼具知識性和趣味性的科普讀物。它用一種非常接地氣的方式,將復雜的科學概念變得易於理解,同時又充滿瞭人文情懷。我強烈推薦這本書給所有對我們生活的物質世界感到好奇,渴望瞭解科學背後精彩故事的讀者。

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