步入科学殿堂的故事

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出版者:山东教育出版社
作者:
出品人:
页数:559
译者:
出版时间:1997-04
价格:18.70
装帧:平装
isbn号码:9787532823284
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

科技之光:现代文明的基石 (一)电力的黎明与工业的脉搏 本书将带您深入探索二十世纪以来,人类社会因科技进步而发生的翻天覆地的变革。我们将聚焦于“电”这一核心驱动力,如何从一个实验室里的奇特现象,演变为驱动整个现代文明的强大引擎。 1. 早期探索与直流/交流之争: 我们首先回顾那些奠定电力基础的先驱者们。从富兰克林引下雷电的石板,到法拉第揭示电磁感应的奥秘,每一步都充满了智慧的火花与对未知的敬畏。随后,我们将细致描绘托马斯·爱迪生和尼古拉·特斯拉之间那场著名的“电流战争”。这不是简单的技术路线之争,更是关于未来能源分配、安全标准以及商业模式的深刻博弈。爱迪生的直流系统(DC)在初期占据优势,但在远距离传输上面临巨大损耗。特斯拉的交流系统(AC)则凭借变压器的便利性,最终成为全球电网的标准。我们将分析这场“战争”背后的技术原理、经济考量以及对后世工程学设计的影响。 2. 发电机与电网的构建: 电力要普及,必须依赖可靠的发电和输送系统。本书详细介绍了蒸汽轮机驱动的发电机如何替代早期的直流发电机,极大地提高了发电效率。随后,我们将构建起宏大的“电网”概念。理解变电站如何通过升压和降压实现长距离的经济输电,以及三相交流电在工业动力传输中的不可替代性。从大型水力发电站的选址原则,到区域电网的实时负载平衡技术,本书将揭示电网作为现代社会“神经系统”的复杂运作机制。 3. 电气化对社会结构的重塑: 电力的普及不仅仅是点亮了灯泡。它彻底改变了城市的面貌和人们的生活节奏。工厂不再需要依河而建,生产效率实现了指数级增长。城市夜生活得以延长,安全系数提高。更重要的是,电梯的发明使得摩天大楼成为可能,重塑了城市的天际线和居住密度。我们将分析电力如何催生了新的行业形态,例如家电制造业、无线电通讯业,并深入探讨电力集中化管理对政府监管能力的影响。 (二)信息时代的先声:通讯与计算的革命 在电力成为基础设施的同时,人类对信息处理和远距离通讯的需求也达到了前所未有的高度。本书的第二部分,聚焦于如何将电能转化为信息流,并最终实现对复杂问题的自动化求解。 1. 远距离通讯的突破: 从摩尔斯电码到贝尔发明的电话,人类第一次实现了声音的实时远距离传输。我们将探讨电磁波理论如何被赫兹验证,以及马拉 প্রতিবন্ধ在无线电技术上的开创性贡献。电话交换系统从早期的手工接线,发展到自动交换机,这本身就是一项了不起的工程壮举。本书会详细描述早期电话网络的拓扑结构、信号放大技术(如真空管的应用),以及跨洋电缆铺设所面临的物理和经济挑战。 2. 早期计算雏形与逻辑门的诞生: 在电子计算机出现之前,计算的进步依赖于机械装置和对逻辑的深刻理解。我们将回顾布尔代数如何为现代数字逻辑奠定理论基础。继而探讨以巴贝奇的分析机为代表的机械计算思想,以及如何利用继电器和真空管来实现二进制运算。理解图灵对“可计算性”的理论界定,是理解后续计算机发展的关键一步。这些早期的尝试,虽然笨重且速度有限,但它们成功地将“思考过程”抽象为一套可执行的机械或电子指令。 3. 晶体管的“微缩”魔法: 晶体管的发明是信息技术史上最伟大的转折点之一。它取代了庞大、易碎且耗电的真空管,使得电子设备可以小型化、低功耗化。我们将剖析半导体材料的物理特性,以及PN结如何控制电流的流动。晶体管如何被集成到芯片中,以及“集成电路”的概念如何开启了摩尔定律的时代,为后来的微处理器和个人电脑的诞生铺平了道路。 (三)材料科学的飞跃与新工业的涌现 科技的发展离不开物质基础的支撑。没有新材料的突破,许多宏伟的设想都只能停留在图纸上。本书的第三部分,将探讨材料科学如何推动了航空、化工和医疗等领域的革命。 1. 冶金学的进步与结构工程: 钢材质量的提高,特别是轻质高强合金的开发,直接决定了桥梁、船舶和飞机的承载能力。我们将讨论贝塞麦转炉法和电炉炼钢法如何降低了成本并提高了钢材的纯度。聚焦于航空工业的发展,分析铝合金、钛合金等轻质金属在承受极端温度和压力方面的性能要求与突破。现代结构工程中,如何利用先进的材料模拟软件来预测材料在复杂载荷下的疲劳和断裂风险。 2. 化学工业的“合成”时代: 从合成氨到合成纤维,化学工业彻底改变了人类对资源的依赖。哈伯-博施法(合成氨)的成功,解决了全球粮食短缺的问题,但也带来了化肥使用的环境后果。我们将探讨石油化工的兴起,如何通过裂解和聚合反应,生产出塑料、合成橡胶和各种精细化学品。这些新材料不仅改变了制造业,也深刻影响了日常生活,从包装到衣物,无处不在。 3. 医学影像与诊断工具的革新: 在医疗领域,物理学和材料学的结合带来了革命性的诊断工具。X射线成像的发现,使得医生能够“透视”人体内部。随后,对电磁波谱的更深入理解,催生了磁共振成像(MRI)和计算机断层扫描(CT)等高精度成像技术。本书将阐述这些技术背后的物理原理,以及它们如何提高了疾病早期诊断的准确率,从而延长了人类的平均寿命。 (四)太空探索与全球视野的拓展 二十世纪后半叶,人类将目光投向了地球之外。太空探索不仅是国家实力的象征,更是对推进技术极限的终极考验。 1. 火箭推进的奥秘: 从齐奥尔科夫斯基的理论到戈达德的实践,再到范·布朗领导的V2火箭计划,本书将梳理火箭技术从化学能到动能转换的每一步。重点分析多级火箭的设计原理,以及如何克服地球引力的束缚。探讨液体燃料与固体燃料的优劣,以及推力矢量控制在精确轨道调整中的作用。 2. 人造卫星与全球通信: 第一颗人造卫星的发射,标志着人类正式进入太空时代。我们将详细介绍卫星的轨道力学,包括近地轨道(LEO)、地球同步轨道(GEO)的特性。分析通信卫星如何实现洲际电视直播和全球移动电话网络,以及导航卫星(如GPS系统)背后的相对论校正原理和信号定位技术。 3. 机器人技术与自动化控制: 太空任务的复杂性催生了对高度可靠自动化系统的需求。本书将介绍早期的伺服机构和反馈控制系统,这些技术是现代工业机器人和自动化生产线的基石。理解传感器技术、执行器设计以及实时决策算法,对于理解现代工业生产线的效率提升至关重要。 本书旨在提供一个宏大而细致的视角,梳理二十世纪以来科技进步的内在逻辑和相互关联性,展现人类如何通过科学的工具和方法,系统地改造了自身所处的物理世界。

作者简介

目录信息

前言
巧夺天工的公输般
中医脉学始祖扁鹊
千古绝唱(欧几里德)
叙拉古的妖怪――阿基米德
蔡侯纸(蔡伦)
独领风骚1500年的张衡
妙手回春的华佗
“医圣”张仲景
心穷筹策圆周率(祖冲之)
《齐民要术》与贾思勰
药王孙思邈
和尚天文学家――一行
活字印刷的创始人――毕升
中国科学史的“坐标”――沈括
中国的“第谷”――郭守敬
造福桑梓的女性――黄道婆
发现新大陆的哥伦布
多才多艺的巨人――列奥那多
・达・芬奇
向神学提交“绝交书”的哥白尼
环球航行的麦哲伦
浸硫磺的花环(塞尔维特)
亚当与夏娃的肋骨(维萨里)
神农再世修《本草》(李时珍)
近代天文学的始祖――第谷
《日心说》的殉道者――布鲁诺
悲壮的人生途程(伽利略)
宇宙的立法者开普勒
生理学的哥白尼――哈维
千古奇人徐霞客
开凿数学的“运河”(笛卡儿)
伟大的人类之光(牛顿)
“应该让我加入中国籍”(莱布尼茨)
宇宙“减法”(哈雷)
带电的风筝(富兰克林)
停止计算才停止生命的欧拉
为生物界立法的林耐
一个人就是一所大学(罗蒙诺索夫)
工业革命的伟大旗手――瓦特
天文世家(威・赫歇耳、约・赫歇耳)
云层上的自由(蒙戈尔费埃)
宁愿当一辈子药剂师(舍勒)
“共和国不需要科学家”(拉瓦锡)
死无葬身之地的拉马克
法国的牛顿――拉普拉斯
天花的“克星”――詹纳
幻想变成了现实(富尔顿)
用头脑来做实验的道尔顿
《医林改错》40年(王清任)
生物学的独裁者――居维叶
象征科学丰收的羊角(洪堡)
数学之王――高斯
从淘气包到大学者(戴维)
莫尔斯的奇遇
叩开科学殿堂之门(法拉第)
几何学中的哥白尼――罗巴切夫斯基
狰狞无边的丛莽(维勒)
脚踩“死亡”和“忘却”(阿贝尔)
毫无希望的漫漫长夜(鲍耶)
德国化学之父李比希
“贝格尔号”舰的航行(达尔文)
用笔“算”出来的行星(勒威耶
亚当斯)
超越时代50年的伽罗华
兔子的奇迹(贝尔纳)
死在“疯人院”的科学家
(塞麦尔维斯)
冲破性别天宇的米切尔
我的豌豆“孩子”(孟德尔)
光荣属于祖国(巴斯德)
昆虫世界的荷马――法布尔
咀嚼“失败”的苦涩(威廉・汤姆孙)
“斗犬”(赫胥黎)
金蛇狂舞(凯库勒)
这种符号出自上帝之手(麦克斯韦)
科学“疯子”诺贝尔
元素扑克牌(门捷列夫)
一元论宗教(海克尔)
相伴终身的“礼物”(科赫)
发明大王爱迪生
生物学界的元老――巴甫洛夫
“以太”的末日(迈克耳孙)
幻想医生――埃尔利希
最后一位数学全才――彭加勒
最杰出的三个犹太人之一
――弗洛伊德
打开量子世界大门的普朗克
希尔伯特精神
上阵父子兵(老布拉格、小布拉格)
蝇室(摩尔根)
蚕的工作精神(玛丽・居里)
事业与个人爱好(密立根)
导师卢瑟福
科学巨人爱因斯坦
七巧板似的科学发现(魏格纳)
征服风神的冯卡门
机遇女神的垂青(弗莱明)
光线是弯曲的(爱丁顿)
从绿茵场上升起的科学巨星(玻尔)
地球是波吗?(薛定锷、德布罗意)
国宝侯德榜
勘探科学的空白区(维纳)
没有一门学科是“孤岛”(鲍林)
点燃原子之火(费米)
“偏课”的教训(海森伯)
沉默寡言的鹦鹉――狄拉克
如痴似疯的怪人――洛伦兹
万能数学家诺依曼
布尔巴基活着吗?(嘉当、韦尔
迪厄多内)
来自宇宙的电波(央斯基、雷伯)
打一枪换一个地方(德尔布吕克)
囚犯与第一颗人造卫星(科罗廖夫)
动物趣闻(廷伯根)
“人梯”风范(华罗庚)
国家杰出贡献科学家钱学森
双螺旋之谜(克里克、沃森)
登上科学殿堂的奥秘(杨振宁)
两弹元勋邓稼先
外层行星交响乐的指挥者
――斯通
在轮椅上探索宇宙奥秘的霍金
后记
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我个人非常欣赏作者在处理专业术语和概念时所采取的“类比艺术”。面对那些抽象到需要数学工具才能描述的现象时,作者并未选择回避或简单地抛出结论,而是反复锤炼用最贴近日常经验的物件或自然现象来进行类比,构建起一座座形象的桥梁。比如,他解释某一物理定律时,使用的比喻是关于水流在不同形状管道中流动的状态,这个比喻生动到我仿佛能“看”到能量的传递过程。虽然这些类比本身并非科学的最终表达,但它们成功地完成了“破冰”的作用,为后续更深层次的理解铺平了道路。更妙的是,作者总会在恰当的时机,提醒读者这些类比的局限性,引导读者意识到从形象思维向抽象思维跃迁的必要性,这种渐进式的引导,体现了极高的教学智慧,避免了让读者陷入“似懂非懂”的误区。

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读完这本书的最后一部分,留给我的感觉更像是一次精神上的洗礼,而非知识的充盈。作者在收尾部分,将目光投向了未来,探讨了当前科学前沿面临的伦理困境与哲学思辨,这使得整本书的主题得到了升华。他没有给出任何武断的答案,而是提出了更深层次的追问,鼓励读者去思考“我们知道什么”和“我们如何知道”,以及“我们应该如何运用我们所知”。这种开放式的结尾,极大地激发了我个人的反思欲,让我意识到科学探索的终极意义,或许并不在于最终的公式,而在于永不满足的好奇心和对未知世界保持谦逊的态度。它成功地将读者从一个被动的知识接受者,转化成了一个主动参与到人类知识边界拓展过程中的思考者,这种启发性远超了一本普通的科普读物所能达到的高度。

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这本书的装帧设计着实引人注目,那种略带磨砂质感的封面,配上烫金的书名,拿在手里沉甸甸的,透着一股子厚重感和历史的沧桑。我尤其喜欢它扉页上的那张古老星图的复刻,线条细腻,虽然是印刷品,却仿佛能感受到百年前观测者的心境。内页的纸张选择也很有讲究,不是那种刺眼的亮白,而是柔和的米黄色,即便是长时间阅读,眼睛也不会感到疲劳。装帧的细节之处,比如书脊的缝合线,都处理得非常扎实,一看就知道是精心制作的精品,而非批量生产的廉价读物。而且,这本书的版式设计非常人性化,文字排布疏密得当,段落之间的留白恰到好处,让阅读的节奏感变得非常舒适流畅。装帧本身就是一种艺术,而这本读物显然在这方面倾注了极大的心血,它不仅仅是知识的载体,更像是一件值得收藏的工艺品,让人在每一次翻阅前,都会不自觉地放慢动作,去感受那种纸张与指尖摩擦的触感,这份仪式感,在如今这个电子阅读盛行的时代,显得尤为珍贵。

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初读这本书的开篇,我立刻被作者那近乎诗意的叙事风格所吸引。他没有直接抛出枯燥的定义或公式,而是用了一种极为巧妙的“场景导入”方式,仿佛带领读者走进了历史现场。那种描绘初次观测到某个天文现象时的那种震撼、那种混合着敬畏与狂喜的情感,被他描摹得淋漓尽致,让人几乎可以想象出当年那位先驱者站在寒风中,凝视夜空的模样。文字的张力拿捏得极好,时而如山涧溪流般轻柔婉转,叙述那些细微的实验过程;时而又如惊涛拍岸般激昂澎湃,表达那些颠覆性理论诞生时的思想碰撞。这种叙述上的高低起伏,极大地调动了读者的情感投入,使得原本可能艰涩难懂的科学原理,在优美的文字包裹下,变得易于理解且充满人情味。我发现自己不再是机械地接收信息,而是在跟随一个饱含激情的讲述者,一同经历一场思想的冒险,这种代入感是很多科普读物难以企及的。

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这本书在结构安排上展现出一种令人惊叹的宏大与精微的平衡。它似乎遵循着一条清晰的时间脉络,从古代的朴素认知逐步过渡到近现代的复杂模型建构,但在这条主线上,作者又巧妙地穿插了大量关于科学人物的“侧写”片段。这些片段并非简单的生平介绍,而是深入到人物内心挣扎、学术争论的漩涡,甚至是他们日常生活中那些鲜为人知的坚持与妥协。例如,对于某位关键理论提出者在遭遇同行质疑时的那种近乎绝望的处境的描写,就极其细腻和真实,让我看到了科学进步背后,是无数次跌倒与自我怀疑。这种“横向”和“纵向”结合的叙事策略,让整个科学史的图景不再是冰冷的时间轴,而是一个由鲜活个体构成的、充满矛盾与光辉的生命体,极大地丰富了对科学精神的理解维度。

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