科学的故事I 科学的序曲：观天象 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　他擅长将科学的知识说到人人都懂、写到人人都入迷，将丰沛的专业思维带入我们的生活。暌违多年，他终于在退休之际开始执笔，写作这部科学的史诗计划。继《病毒的故事》、《细菌的世界》之后，这一次徐明达教授为普罗大众带来更详实、更细腻的科普着作《科学的故事》，为所有曾经对科学有兴趣却不得其门而入读者，完整说明科学与现代文明的萌发和由来。《科学的故事》为一系列科普套书，首部曲《科学的序曲：观天象》从古代天文学切入，阐述人类如何从身边的自然现象开始，在漫长的观测、纪录、推理过程中累积起现代科学的基础，并且从中衍伸出现代文明世界中的各种知识体系。

　　「现在科学也和人文分成两个世界，互不往来，这实在很可惜，因为科学思想的原动力是来自心灵深处的感性，这个感性就是来自一个人对事物的深切感受累积而成的，这是人文和科学的共同语言和基础。只有透过这种摸索累积的感性，才会有伟大的人文或科学的创作……感性是科学的灵魂，而理性是科学的肉体，我们必须兼顾这两方面的发展，才能让人类文明继续向前迈进。我写这本书的目的就是希望从科学思想及伴随的人文历史的发展角度来讨论现代科学的观念是如何慢慢建立起来的。」──徐明达

　　徐教授在《科学的序曲：观天象》一书中从感性的灵魂出发，以理性观点细述古代人类是怎么从天文现象的观测经验中，建立起科学研究的观念及方法，从而也丰富了人类的宗教、哲学、神话、文学、音律等人文领域的发展。不仅梳整天文史与科学之间的来龙去脉，更透过众多的历史器物、文献、建筑、传说等纪录，以人类的文明活动足迹唿应科学史的发韧，并从中比较古今中外天文学的发展走向。

　　【古代天文学小故事】

　　千年来，天空承接了一代代人的注视。多少人曾经仰望星空，写出最重要的故事、历法、神话、算式。我们无法生活在空中，生命却确确实实地因天空而意趣无穷。这些故事，你可知道？

　　●第一位提出地球自转概念的阿耶波多，西元499年写出Aryabhatiya时才23岁。他算出来的自转时间和现在我们所知的只差0.02秒；比开卜勒早1200年预言了行星运行的轨道是椭圆形，甚至用没有人知道的方法算出了π和地球周长，和现值只差70英里。

　　●埃及神话中荷鲁斯（Horus）和塞斯（Seth）相争王位，塞斯把荷鲁斯的左眼挖出，是月亮在每月初消失的原因。而托特（Thoth）带领十四位神祇修复，每个月第十五天，月亮就圆满了。

　　●古代苏美人认为七是个神祕的数字，也是最早把七天当作一星期的民族。但因为「七」这个数字无法用当时的六十进位处理，发展出六天休息一天的安息日制度，直到现在我们都还在使用。

　　●七还有个神祕的数学特质，就是不管用什么有理数去除，都会出现142857这六个数字的循环；也就是，七之后接的一定是一，安息日之后一定会有开始。

　　●许多动物都是趁着月光出来找东西吃，满月时尤其活跃。猎人、渔夫因此在夜间受月亮指引，也用月亮位置来估算时间；月亮对渔猎时期的人类来说可说是相当重要。希腊神话中的阿缇米丝（Artemis）就同时是月神、狩猎神和生殖神。

　　●日神崇拜都和鸟图腾有密切的关系，可能是因为蛋黄看起来和太阳有几分神似，且鸟在天空中飞行，彷彿太阳的同类。中国古代五帝之一的少昊是太阳神，图腾便是鸟。山东日照地区，古代也是「鸟夷」部族所在地。

名人推荐

　　《科学的故事》首部曲，隆重登场
　　中研院副院长王瑜、前清华大学物理系教授倪维斗
　　专文推荐
　　国立自然科学博物馆馆长孙维新、Pansci泛科学网总编辑郑国威
　　专业推荐的科普好书

好的，这里是一份关于一本假设的图书的详细简介，该书名为《科学的故事II：未知的边界》。 --- 图书名称：《科学的故事II：未知的边界》 作者： [此处留空，或填写一位虚构的学者姓名] 译者： [此处留空，或填写一位虚构的译者姓名] 出版社： [此处留空，或填写一家虚构的出版社名称] 页数： 约 650 页 装帧： 精装，附带大量精美插图、历史文献复刻件及彩色图版 --- 简介： 《科学的故事II：未知的边界》并非对已知成就的简单回顾，而是对人类求知欲驱动下，在探索未知领域所经历的深刻思想变革、技术飞跃与哲学挣扎的全面梳理。本书聚焦于一个宏大且充满张力的历史时期——从17世纪科学革命的余波，深入到20世纪初物理学颠覆性变革的边缘，直至当代科学前沿的复杂图景。它旨在揭示，科学知识的进步并非一条直线，而是一系列充满悖论、偶然与坚持的曲折旅程。 本书的叙事核心，是围绕“边界”展开的：物理学上的边界、哲学上的边界、以及认知上的边界。作者巧妙地将宏大的历史叙事与具体的科学发现案例相结合，力图还原那些塑造了我们现代世界观的关键时刻。 第一部分：光影的对决与机械的宇宙（17世纪末至18世纪） 本部分详述了牛顿体系确立之后，欧洲科学界如何尝试将整个宇宙纳入一个和谐、可预测的机械模型之中。重点探讨了莱布尼茨与牛顿关于微积分优先权的争议，这不仅是数学史上的事件，更是两种不同世界观的碰撞。 我们将跟随18世纪的自然哲学家们，考察他们对“以太”的执着探求。尽管以太理论最终被证明是错误的，但正是这种坚定的信念驱动了电磁学和光学实验的早期发展。本部分详细剖析了赫歇尔如何从业余爱好者成长为天文学的主导力量，他如何发现天王星，并开始绘制星图，挑战了自古以来对宇宙边界的传统认知。同时，本书也着重描绘了早期化学——即所谓的“燃素说”——如何挣扎着从炼金术的阴影中脱离出来，以及拉瓦锡在这一过程中的关键角色。 第二部分：生命之谜与地质时间的深化（19世纪上半叶） 进入19世纪，科学的焦点从纯粹的宇宙物理转向了对地球历史和生命起源的探究。本部分深入探讨了地质学领域的革命性进展。早期地质学家如赫顿和莱伊尔，通过对岩层和侵蚀过程的细致观察，迫使科学界接受一个极其漫长的时间尺度——“深时”概念的引入，这极大地动摇了基于神学的时间观。 随后，本书转向生物学的前沿。我们详细考察了早期胚胎学的发展，以及卡尔·冯·贝尔对“生命力”的质疑。此外，对“有机物”和“无机物”界限的模糊化，也预示着未来对生命本质的根本性重估。这一部分的高潮在于对“细胞学说”的初步建立，以及对微生物世界的发掘，它揭示了一个在宏观世界之下，由无数组合体构成的复杂生态。 第三部分：能量的铁律与信息的初现（19世纪中叶至末期） 本部分是经典物理学的辉煌顶峰，也是其内部矛盾开始显现的阶段。热力学，特别是熵增定律的提出，不仅是工程学的胜利，更是对宇宙命运的哲学宣告：一切终将趋于无序。本书详细阐述了焦耳、克劳修斯和开尔文在能量守恒和转化定律上的艰苦工作，以及他们如何系统化了经验观察。 然而，在光芒万丈的经典物理学背后，电磁学的革命正在酝酿。麦克斯韦方程组的优雅统一，将光本身揭示为电磁波的一种形式，这一成就标志着人类对自然界统一力量理解的重大飞跃。与此同时，本书也关注了那些被主流科学界忽视的“噪音”——例如早期对光谱分析的研究，这些微小的异常，正是通往下一代物理学的线索。 第四部分：视界的坍塌与量子之影（20世纪初的知识危机） 《未知的边界》的最后部分，探讨了科学史上最剧烈的知识结构重组。随着对黑体辐射、光电效应和原子结构的深入研究，经典物理学的坚固堡垒开始出现裂痕。 重点分析了普朗克引入的“量子”概念，以及爱因斯坦如何通过相对论彻底颠覆了牛顿关于绝对时空的观念。本书并非简单复述这些理论，而是侧重于当时科学家们在面对这些反直觉概念时的心理挣扎与思想转变。例如，观察早期物理学家对波粒二象性的争论，理解玻尔的互补性原理是如何在哲学上调和看似不可调和的矛盾。 本书的收尾部分，聚焦于科学发现过程中的伦理张力与社会影响。它提醒读者，每一次边界的拓展，都伴随着对旧有确定性的失落，以及对人类认知局限性的重新认识。 为何阅读《科学的故事II：未知的边界》？ 本书的价值不仅在于梳理了科学史上的里程碑，更在于它展示了科学思维本身是如何演化的。它探讨了以下核心问题：当一个根深蒂固的理论体系开始瓦解时，科学家们如何构建新的认知框架？在面对看似无关的实验数据时，什么样的直觉和坚持，才能将它们编织成一个全新的、更贴近真实的图景？ 《未知的边界》是一部为那些渴望理解科学的深刻性、复杂性和人性化面的读者而作的史诗。它邀请我们一同站在历史的悬崖边，凝视那些曾经被视为“不可能”的领域，并思考我们今天所处的知识高地，又是如何建立在前辈们不懈的探索与冒险之上。这是一部关于人类如何学会质疑自身已知，并勇敢地迈向更深远未知的史诗。

作者简介

徐明达

　　台湾大学化学系学、硕士，加州理工学院化学生物学博士，专长领域为分子生物学、肿瘤基因及电子显微镜。

　　曾任美国洛克菲勒大学副教授、纽约西奈山医学院教授、中研院生物医学研究所特约研究员、阳明大学生科院院长、通识中心主任、阳明大学副校长。荣阳基因体研究中心主任。现任生化及分子研究所特聘讲座教授、着有《病毒的故事》、《细菌的世界》、《厨房里的秘密》、《禽流感大战疫》。《病毒的故事》和《细菌的世界》均获选为2004年开卷十大好书，并分别获得第三、第七届吴大猷科普着作银签奖；《病毒的故事》和《厨房里的秘密》均获推荐为科普百大好书。
 

推荐序一

　　我认识作者超过半世纪，我们是大学同班同学。他治学严谨，凡事追根究柢，颇有科学家风范。近年来他更发挥教育家的精神，写了好几本科普书，以浅显易懂的文字来描述深奥的科学原理，造福普罗大众。这也很明显的反映在这本书中；我们现在认为理所当然的「时间」，起源是从何而来，最后又是如何定义的？从古老时代人类的细心观看，再以累积得来的观察结果，建立假说看看是否符合观察所得；整体过程是经过如此漫长的岁月，无限的经验累积，才有今日的「理所当然」。书中细述来龙去脉，包括古今中外的发展及比较，甚至还穿插了精美的图片，有的是取自艺术名画，也有的是作者自己亲笔画作，更能加深读者的印象。若欲一探任何现象之究竟或满足你的好奇心，这绝对是本最佳选择研读及参考的读物。实在佩服作者认真的求证推理且细心又生动的描述，非常符合实验科学的精神。就如同作者在书中所说：「感性是科学的灵魂，而理性是科学的肉体。」以科学思想伴随着人文历史的发展来写这本书。期望读者在享受现代文明之际，也能充分暸解现代文明漫长发展之过程。在你欣赏这本《科学的故事I ──科学的序曲：观天象》后，一定会迫不及待的期待阅读第二个故事：《欧洲科学革命及牛顿定律》；接着第三个故事：《波的概念》及第四个故事：《物质》。仔细读完这一系列的故事后，相信你将对世界万物之组成会有通盘暸解。在此极力推荐本系列故事，并预祝大家快乐阅读欣赏。
 

推荐序二

　　徐明达院长是我高中时的同窗好友，毗邻而坐，经常一起讨论问题。他的认真、勤奋和对教育的关心，让我非常钦佩。大学时，他在化学系，我在物理系，常一起修课，读研时，同在加州理工学院，也时常连络。在这些时期，明达兄一直保持认真、勤奋和关怀教育的精神。

　　本月19 日毕业五十年重聚会在台大体育馆举办，二十余年未见，短暂的告知现状，欣闻其在过去十几年写了好几本科普的书籍：《病毒的故事》、《禽流感大战疫》、《厨房里的秘密：饮食的科学及文化》、《细菌的世界》。徐明达院长一向关注科学的起源和科学的方法，一直想用实际的发展和例子将科学的起源和方法有趣并条理分明的介绍给一般大众。

　　徐教授退休后，把以前收集的资料整理出来，准备写成一系列以科学故事为基础的科普书籍，以阐明科学的起源和方法。观天象令人感到自然现象的规律与持续，在人文上启发了「天行健，君子以自强不息」的精神，在应用上推定了农时。对日月星辰运行的观测、计算和预测，引发了古代天文学的发展。这是科学的故事第一集的主要内容。古代天文学可以说是现代科学的滥觞，经过哥白尼、第谷、伽利略、克卜勒、牛顿等人的继续发展，形成了牛顿力学的世界体系，定量化了时间、方位和运动的概念，是科学方法应用的一个典型和重要的例子。这是科学的故事第二集的内容。牛顿力学的世界体系，可以说是科学界第一次的集大成，影响了世界两百余年。到了十九世纪下半，牛顿力学逐渐不能说明所有的观测和实验，开始了狭义相对论和广义相对论对时间空间观念的修正，和量子力学对物质亦是波动的崭新阐述。量子力学的发展及应用促使了我们对凝态的了解，并促成了半导体、固态电子、光电的产业革命，继而促成了电脑、资讯与大数据的二次革命。

　　今年2 月11 日美国雷射干涉重力波天文台（LIGO，Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory）在预定的记者会上，宣布LIGO 团队和Virgo（义大利和法国在Pisa 地区建造的3 公里臂长重力波天文台）团队以LIGO 两个相距3000 公里、臂长4 公里的重力波干涉仪探测到了距离我们约13 亿光年的两个大约为30 太阳质量黑洞的合生所产生的重力波。这次的合生是在2015 年9 月14 日探测到的，信号持续的时间为0.2 秒。合生时最大的重力波亮度大于可观测到宇宙所有恆星亮度的总合。因其合生时的距离，最大的重力波应变达到探测器时为10-21，对4 公里臂长的应变为4am（attometer；atto 为10-18之义），即约为铝原子核的千分之一。LIGO 团队和Virgo 团队正在分析其它的合生信号。重力波的首探开启了天文学新的领域，进一步的发展可使一个灵敏的干涉仪探测大部分的宇宙，无需以管窥天，可以说是人类科学发展上的极至。而这极至的达成有赖上述基本物理定律的建立和近代仪器的发展。

　　在高中、大学时，常看各种书籍，很想多了解一些科学的发展和起源。然而，启蒙和较有系统的中文书难寻。徐教授这一系列书籍可以对现在的年轻人和科学爱好者提供了很好的科学发展启蒙和有系统的概念介绍，可以为现在的年轻人和科学爱好者庆幸，其第一册《科学的序曲：观天象》更是重要的开始。
 

第一章地球的小时钟
光明与黑暗的週期
日夜交替是我们最直接感受到的自然时间週期，这个週期给人们的感觉就是光明与黑暗，这个感受对于在北极或南极圈的住民特别深刻，漫长黑暗的冬季让人们盼望光明的到来。光明与黑暗的对立在许多西方古老的宗教都是代表善与恶的斗争，许多创世纪神话也是认为世界诞生时是从黑暗到光明，因此也代表生与死，这个二元对立价值的观念就是西方哲学的基础，相对的，在中国则从自然的日夜週期发展出阴阳的哲学，阴阳不是对立而是互补轮回的概念，是一体的两面，这是东西方哲学最不同的地方。在西方，互补的二元观念要到波尔（Niels Bohr，1922 年诺贝尔物理奖得主）才开始用来解释量子力学中一个物质同时有波及粒子的对立性质，波尔因此把中国的太极图作为他的家族盾徽。
 
生物的日夜週期
事实上动植物甚至一些细菌的细胞里也都有一个生理时钟，让生物可以适应日夜的週期变化，我们大脑视丘下部（hypothalamus）里还有一个标准时钟来校正身体其他部位的时钟，这些生理时钟都是不同分子回路作成的大小分子「齿轮」来运作。这个日夜生理时钟对生物的运作
影响至关重要，如果出了问题就会产生生理错乱及疾病，生理时钟在胚胎发育过程中也扮演很重要的角色。
 
地球自转的週期
日夜週期是因为地球自转的关系，地球自转是在四十几亿年前地球形成时产生的，但我们怎么知道日夜週期是因为地球自转？事实上古代很少人去思考这个问题，太阳每天从东方升起在西方下落，很自然的让人们认为太阳每天绕地球转，然而古代天文学家认为太阳是绕着地球每年转一次，但太阳怎么会每天又每年绕地球一週？住在较高纬度的人，晚上看星星会注意到靠近北极星的星星会绕着北极星旋转，古代天文学家认为这是因为星星绕着地球转，但有一些早期的希腊哲学家例如菲劳洛斯（Philolaus, 470-385BC）则认为与其让那么多星星费功夫绕着地球转，还不如让地球自转而星星不动简单得多了，但在没有证据下只是一个相对运动的哲学问题而已，并没有继续探讨这个问题。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《科學的故事I：科學的序曲：觀天象》，光是書名就讓我充滿好奇了！身為一個對星空一直有著無限憧憬的台灣人，看到「觀天象」這三個字，腦袋裡立刻浮現出古代先賢們仰望夜空，試圖解讀宇宙奧秘的畫面。我總是覺得，人類最古老的科學衝動，大概就來自於那片神秘的夜幕吧？不管是為了預測季節變遷，掌握農時，還是單純的出於對未知的敬畏，觀星都是一項極其迷人的活動。不知道這本書會不會深入探討，早期人類是如何透過觀察月亮的盈虧、星星的運行軌跡，甚至彗星的出現，來建立起最早的宇宙觀？我對那些樸拙但充滿智慧的觀測工具，還有那些早期天文學家（或許當時還不能稱為嚴格意義上的科學家）的觀察記錄很感興趣，他們是如何在沒有現代科技輔助的情況下，一點一滴累積知識的？而且，台灣的夜晚，尤其是在光害較少的高山上，真的有好多美麗的星空等著我們去發現，我希望這本書能激發更多人抬頭看看，重新認識我們頭頂上的這片廣闊天地。

评分☆☆☆☆☆

這本《科學的故事I：科學的序曲：觀天象》讓我聯想到兒時在鄉下阿公家度過的無數個夏夜。那時候，沒有手機、沒有電視，最有趣的娛樂就是搬張椅子坐在院子裡，聽著蟲鳴鳥叫，抬頭欣賞滿天繁星。阿公總是會指著天上的北斗七星，教我如何找到北極星，說那是航海家指引方向的重要依據。雖然那時候我還不懂什麼是科學，但那種對星空的敬畏和好奇，卻深深地烙印在我心裡。現在長大了，偶爾在城市光害的縫隙中看到幾顆亮星，總會勾起那段回憶。我希望這本書能夠幫助我重新連結起那份純粹的好奇心，了解在人類文明的初期，我們是如何從簡單的觀星行為，一步步走向更系統性的科學探索。特別是「序曲」這個詞，聽起來就很有故事性，好像這本書要帶領我們穿越時空，回到科學的萌芽階段，看看那些偉大的思想是如何開始孕育的。台灣雖然不大，但我們也有著豐富的觀星資源，我期待這本書能提供一些關於如何在本地進行天文觀測的線索，或者介紹一些值得去欣賞的星空景象，讓我在忙碌的生活中，也能重新找回仰望星空的樂趣。

评分☆☆☆☆☆

聽到《科學的故事I：科學的序曲：觀天象》這個標題，我腦海中立刻浮現出許多畫面。特別是「序曲」這個詞，讓我覺得這本書不只是單純介紹科學知識，更像是在為整個偉大的科學交響樂奏響前奏。而「觀天象」作為序曲的主題，更是讓我聯想到，人類最古老的科學探索，很多都源於對頭頂那片浩瀚星空的敬畏與好奇。我希望這本書能夠帶我們回溯歷史，看看在文明的曙光初現時，那些先民們是如何透過最原始的肉眼，觀察著日月星辰的運行。他們是如何記錄下星體的週期，如何編織出最早的曆法，又如何從星象的變幻中尋找秩序和意義。我對於那些早期的觀測者，以及他們所使用的簡陋工具感到非常好奇，他們是如何在沒有望遠鏡的年代，就能夠發現那麼多宇宙的奧秘？台灣的許多地方，尤其是一些離島或山區，夜晚的星空依然非常壯麗，我希望這本書能為我打開一扇窗，讓我重新認識這片我們共享的宇宙，並激發我對科學探索的熱情。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，人類的科學精神，其實是根植於最基本的好奇心。而「觀天象」絕對是激發這種好奇心的絕佳起點。《科學的故事I：科學的序曲：觀天象》這個書名，讓我不禁想像，它會不會帶領我們回到人類文明的搖籃，看看那些最早的文明，例如美索不達米亞、埃及、或是中國，是如何透過觀察天象，發展出早期占星術、曆法，甚至是最初的數學和幾何學？這些觀測雖然有時與宗教、神話糾纏不清，但不可否認，它們是科學思維的雛形。我很好奇，書中會不會探討這些早期觀測背後的「為什麼」？他們是如何從重複的現象中找出規律，又如何將這些規律應用到生活中？像是農耕的節奏，祭祀的日期，甚至國家的興衰預測。台灣雖然現代化程度很高，但我們依然保留了一些傳統的曆法習慣，例如農民曆，這背後其實就承載著古人觀天象的智慧。我希望這本書能幫我釐清，從模糊的觀星到清晰的科學，這中間的演變過程是怎樣的。

评分☆☆☆☆☆

這本《科學的故事I：科學的序曲：觀天象》，讓我對「科學」這個詞有了新的想像。我一直覺得，科學不應該只是冷冰冰的公式和實驗，它應該是充滿了探索精神和對未知的好奇。而「觀天象」，聽起來就是一種最純粹、最原始的科學探索。我希望這本書能帶我回到人類文明的早期，看看那些生活在數千年前的先民們，是如何透過一雙雙肉眼，仰望著夜空中移動的星辰。他們是如何從這些看似規律卻又變幻莫測的景象中，尋找秩序，試圖理解宇宙的運轉。這中間一定充滿了許多曲折和嘗試，或許夾雜著神話和傳說，但正是在這些點點滴滴的觀察中，萌生出了最早的科學思想。我對那種從迷信到理性的轉變過程感到非常著迷，尤其是在「觀天象」這個特定領域。台灣在過去也有很多關於觀星和曆法的記載，我希望這本書能幫助我了解，那些古老的智慧是如何演變至今，又對現代科學有著怎樣的啟示。