77個不可思議的科學魔術 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:方智

作者:後藤道夫

出品人:

页数:0

译者:王蘊潔

出版时间:2001年12月31日

价格:NT$ 180

装帧:

isbn号码:9789576798139

丛书系列:

图书标签:

• 科学
• 魔术
• 实验
• 儿童
• 科普
• 趣味科学
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• 教育

寰宇探秘：解构宇宙的奥秘与物质的边界 书籍简介 本书并非聚焦于日常生活中那些引人入胜的、基于视觉错觉或巧妙道具的“科学魔术”。相反，它将带领读者深入探索那些真正令人惊叹的、支配我们存在和理解世界的物理学、化学、天文学和生物学的前沿发现与核心原理。这是一次对自然界最深层逻辑的求索之旅，旨在揭示那些看似不可思议，实则蕴含着严谨数学和实验支撑的宇宙法则。 第一部分：时空的织网与物质的基石 第一章：引力的颂歌与时空弯曲的几何学 我们将从牛顿的经典框架出发，探讨万有引力如何塑造了恒星、星系乃至整个宇宙的结构。然而，真正的震撼在于爱因斯坦的广义相对论。本章将详尽解析时空如何被质量和能量所扭曲，并以此解释水星近日点的反常进动，以及引力透镜效应在观测遥远星系中的关键作用。我们不会使用花哨的比喻，而是深入探讨黎曼几何在描述弯曲时空中的应用，理解黑洞视界之外的物理奇点，以及引力波探测——LIGO如何捕捉到两个黑洞并合时产生的“时空涟漪”，为我们提供了一种全新的感官来聆听宇宙的剧变。 第二章：量子世界的怪诞现实 量子力学是现代物理学的两大支柱之一，它彻底颠覆了我们对实在性的直觉认知。本章将系统梳理从普朗克常数到薛定谔方程的核心概念。我们将详细阐述波粒二象性，并着重探讨“量子叠加态”的数学表述，例如电子在两个狭缝中同时穿过的悖论。更进一步，我们将深入分析量子纠缠现象——爱因斯坦口中的“鬼魅般的超距作用”。读者将理解，尽管纠缠粒子在空间上分离，但测量其中一个粒子会瞬间影响另一个的状态，这背后的信息传递限制与贝尔不等式的实验验证，揭示了我们对“局域实在性”的深刻误解。 第三章：基本粒子的族谱与标准模型的构建 宇宙万物最终由哪些基本砖块构成？本章将系统介绍粒子物理学的“标准模型”。我们将逐一解析六种夸克（上、下、奇、魅、底、顶）和六种轻子（电子、缪子、陶子及其对应的中微子），以及传递基本作用力的玻色子——光子、W/Z玻色子和胶子。篇幅将重点放在“希格斯机制”上：理解为什么某些粒子具有质量，以及欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）如何成功捕获希格斯玻色子，从而为其他粒子赋予质量的“能量场”提供了实验证据。 第二部分：化学的编排与生命的蓝图 第四章：周期表的深层逻辑与化学键的本质 化学，作为研究物质相互转化的科学，其核心在于电子排布。本章将超越简单的元素周期表记忆，探究为什么特定的元素排列会赋予物质特定的性质。我们将详细分析不同类型的化学键：共价键的轨道杂化理论（sp, sp2, sp3）、离子键的静电吸引力，以及范德华力等较弱相互作用力如何决定了水的特殊性质（如高比热容和表面张力）。特别关注过渡金属的d轨道分裂理论，这解释了为何许多化合物会呈现出绚烂的色彩和独特的催化能力。 第五章：熵增定律与不可逆过程的热力学 热力学是理解能量转换效率和过程方向性的关键。本章的核心是熵（Entropy）的概念，即系统无序程度的度量，以及热力学第二定律的普适性——宇宙的总熵永远增加。我们将应用统计力学的方法来理解宏观的熵增如何源于微观粒子状态的随机性增加。这不仅解释了为什么热量总是从高温物体流向低温物体，也揭示了生命体这一高度有序结构在局部维持自身所需的巨大能量代价，以及其最终的命运——热寂。 第六章：DNA的双螺旋与遗传信息的编码与复制 生命现象的“不可思议”之处在于其自我复制和演化的能力。本章聚焦于分子生物学的核心：脱氧核糖核酸（DNA）。我们将详细解析DNA的双螺旋结构、碱基对的配对原则（A-T, G-C），以及这种结构如何高效地存储着海量生命信息。随后，我们将剖析DNA复制的半保留模型、转录（DNA到RNA）和翻译（RNA到蛋白质）的完整分子机器，理解基因表达的精确调控网络如何使得一个受精卵分化出数万亿个具有不同功能的细胞。 第三部分：宇宙的宏大叙事与前沿探索 第七章：星系演化与暗物质的引力印记 本章将视野扩展到银河系之外。我们将研究星系的形成和演化历史，从原始气体云坍缩到螺旋星系、椭圆星系和不规则星系的诞生。关键在于，根据星系的旋转曲线观测，可见物质的引力远不足以束缚星系结构。因此，本章将深入探讨“暗物质”的证据链——引力透镜观测、宇宙微波背景辐射（CMB）的各向异性分析，以及当前搜寻弱相互作用重粒子（WIMP）或轴子的实验尝试。 第八章：宇宙的起源与加速膨胀的谜团 我们将回顾大爆炸理论（Big Bang）的三个主要证据：宇宙膨胀（哈勃定律）、宇宙微波背景辐射（CMB）以及轻元素的丰度。随后，我们将讨论现代宇宙学面临的最大挑战：宇宙的加速膨胀。本章将详细介绍“暗能量”的概念，它被假定为一种均匀分布在时空中的负压能量，驱动着宇宙的加速扩张。读者将了解到宇宙学常数（Lambda）在爱因斯坦方程中的回归，以及对暗能量本质的多种理论猜想，包括卡西米尔效应和量子真空能。 第九章：生命存在的边界与系外行星的搜寻 本书的收官部分将关注我们是否是宇宙中唯一的智慧生命。我们将探讨系外行星搜寻的先进技术，如凌星法（开普勒望远镜数据分析）和多普勒频移法，以及如何分析系外行星的大气光谱，寻找生物标记物（如氧气、甲烷的不平衡共存）。最后，我们将探讨生命存在的极端条件——极端微生物（Extremophiles）的研究，它们在深海热泉、强酸或高辐射环境下生存的能力，极大地拓宽了我们对“宜居带”的定义，并对星际生命存在的可能性进行了审慎的科学评估。 本书旨在提供一个清晰、严谨且深入的科学框架，帮助读者理解自然界那些真实存在的、已被证实的或正在被积极探究的最深刻的原理和现象。它需要的不是一时的惊叹，而是持久的好奇心和对科学方法的尊重。

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与其他科普读物相比，这本书在“互动性”和“可操作性”方面做得尤为出色，这或许是它最大的亮点之一。作者显然不满足于仅仅停留在理论层面，他非常鼓励读者动手实践，去亲身验证那些神奇的现象。书中的许多“魔术”或实验，所需要的材料都非常常见，甚至可以在家里的厨房或者书桌上找到，大大降低了读者的尝试门槛。更棒的是，对于那些涉及安全操作的部分，作者给出了极其细致和负责任的警告与指导，体现了极高的专业素养。我尝试做了书中介绍的一个关于液体表面张力的实验，原本以为只是简单的观察，但当按照作者的提示调整了温度和溶液浓度后，效果之震撼，简直让人怀疑自己是不是在变魔术！这种从“被动接受知识”到“主动创造发现”的转变，极大地增强了阅读的乐趣和知识的留存率。它不仅仅是一本书，更像是一本可以随时翻开来，进行一场小型科学探索的“行动指南”。

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这本书的装帧设计实在是太引人注目了！封面那种微微泛着金属光泽的深蓝色背景，配上那些流动的、仿佛蕴含着某种古老符文的金色线条，一下子就抓住了我的眼球。我记得当时是在一个阳光明媚的下午，在书店的角落里翻到了它，那触感光滑而富有质感，让人忍不住想多翻阅几页。内页的纸张选择也非常考究，不是那种廉价的、容易反光的纸张，而是略带米白色的哑光纸，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到疲惫。版式设计上，作者似乎很懂得如何引导读者的视线，那些关键的实验步骤或者理论阐述部分，常常会用加粗或者稍微放大一点的字体来突出，使得复杂的概念也不至于让人望而却步。特别是那些插图，简直是艺术品级别的，线条流畅，色彩运用大胆却不失科学的严谨性，即便是对科学原理一窍不通的人，也能从那些精美的图例中感受到某种奇妙的秩序感。我尤其喜欢其中几页对某些经典物理现象的示意图，那种动态的展现方式，仿佛真的能将抽象的能量流动具象化。这本书的实体书本身，就好像是一件精心制作的工艺品，光是放在书架上，都能提升整个房间的书卷气，绝对是值得收藏的一件佳作。

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拿到这本书后，我最惊喜的是它在叙事节奏上的把握，完全没有传统科普读物那种刻板的说教感。作者的文笔非常活泼，就像是坐在你对面的一个知识渊博又极其幽默的朋友，用讲故事的方式把那些原本让人觉得高深莫测的科学原理娓娓道来。他擅长设置悬念，比如在介绍一个看似简单的现象时，他会先抛出一个“为什么会这样？”的终极疑问，然后层层递进，直到最后揭晓那个令人拍案叫绝的科学解释。这种“先抑后扬”的叙述手法，极大地激发了我的好奇心和求知欲。而且，作者在讲解过程中，总能巧妙地穿插一些历史小花絮或者科学家的逸闻趣事，让原本冰冷的科学知识瞬间充满了人情味和鲜活的生命力。我记得有一段讲到光的折射，他竟然能联系到文艺复兴时期画家们为了追求真实感而进行的各种光学实验，这种跨学科的连接，让阅读体验变得异常丰富和立体。读起来完全没有负担，更像是在享受一场智力上的探险，让人忍不住一口气读完好几个章节，才依依不舍地放下。

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这本书对我个人价值观和世界观的冲击是潜移默化的，它让我重新审视了日常生活中那些被我们视为理所当然的现象。阅读的过程中，我常常会陷入沉思，思考那些看似毫不相关的领域之间，是不是也存在着某种隐藏的、统一的科学规律。作者在探讨某些“不可思议”的现象时，总是能够将我们从习以为常的认知框架中拉出来，然后用一种全新的、基于科学逻辑的视角重新审视世界。比如，书中对于视觉错觉的剖析，不仅仅是展示了那些有趣的图片，而是深入挖掘了人类大脑处理信息时的“捷径”和“偏见”，这让我开始反思自己在做重大决策时，是否也受到了类似的认知偏差的影响。总而言之，这本书的价值超越了单纯的科学知识传递，它提供了一种批判性思维的工具，一种用更深刻、更本质的眼光去看待我们所处这个复杂世界的全新视角，读完之后，感觉自己的思维仿佛被“刷新”了一遍，看待事物的方式都变得更加细致和富有层次感了。

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这本书的深度和广度，远远超出了我最初的预期，它绝非一本肤浅的“入门读物”。虽然语言平易近人，但其背后所蕴含的科学原理的严谨性是毋庸置疑的。我发现作者在处理一些基础概念时，并没有选择走捷径，而是非常扎实地从最基本的物理定律或者化学反应开始构建知识体系。举个例子，书中关于材料科学的某一章节，它不仅解释了“为什么这个东西会变色”，更深入地剖析了分子结构层面的电子跃迁机制，并且用非常清晰的逻辑链条将宏观现象与微观本质联系起来。对于我这种有点科学底子，但又想深入挖掘细节的读者来说，这本书提供了完美的平衡点——既不会因为过于口语化而失去精确性，也不会因为过于专业而让人望而却步。它更像是一个精心构建的知识阶梯，每一步都踏得坚实有力，让人在不知不觉中，就完成了好几级的知识进阶。每次读完一个章节，都会有一种“原来如此，我真正理解了”的成就感，这种感觉在很多同类书籍中是很难获得的。

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