科学百科：BIG IDEAS 轻松读系列 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 科学
• 百科
• 儿童
• 科普
• 知识
• STEAM
• 思维
• 探索
• 阅读
• 益智

　　为什么气压计的水银柱在山上会下降？
　　为什么火箭的引擎向下喷出可以推动火箭？
　　为什么滥用抗生素容易引起病毒抗药性？

　　人类透过科学的研究，驾驭知识，使我们得到创造、破坏和改变事物的能力。《科学百科》将带领读者深入国小到上班族必备、必学、必知的科学理论。透过图像思考、科学的历史发展和伟大科学家的介绍，解开我们如何从火药的发现一路发展到「上帝粒子」的希格斯玻色子。

本书特色

　　特色一：生活上的议题带领读者探究看似简单理论背后的大道理

　　气流和洋流为什么不会直线流动？
　　宇宙如何从大爆炸中生成？
　　科学家如何估算地球的年龄？
　　黑洞如何影响原子粒子的存在？

　　我们经常将现代世界的许多现象视为当然。即使对这些理论没有概念，我们也时常透过新闻、电影和媒体发现这些理论的存在。科学理论各自有学术的突破和研究，本书透过简单易懂的步骤图和解释，帮助读者理解，并加以活用在日常生活中与科学相关的议题。开拓读者对天文、物理、化学、地理、生物、气象六大科学的基本概念，一窥科学发展的现况。

　　特色二：穿越2700年的科学历史，一个时间轴理解人类科学进展的结晶

　　・科学的开端：人类的科学观察从天文开始。印度、中国与各地的航海人不断探究关于地球、光和天文的知识。无论是伊斯兰对于数学的研究、炼金术士的蒸馏法新技术，还是数学家和工程师，皆打开了科学研究的大门。

　　・科学革命：伊斯兰帝国的科学研究和艺术发展维持了500年的繁荣时期。伽利略之后，欧洲得以挣脱宗教对科学的控制。惠更斯发明第一个时钟，牛顿提出光的传播理论，虎克发明了第一台显微镜……这些伟大的天文、化学、地理、物理和生物创新发展彻底改变了人类数百年的传统观念。

　　・开拓领域：牛顿的运动定律让科学成为讲求精准的一门学问，数学也在科学研究中扮演了重要的角色。林奈开始了生物的分类，伏打发明了电力，英恩浩斯发现了植物的光合作用……科学家从此成为一个新的职业。

　　・百年进步：19世纪，人类的化学、物理和生物研究有重大突破。从威廉．赫歇尔发现红外线辐射的存在，门得列伕列出了元素的週期表，到达尔文的进化论。人类在百年进步中奠定了基础，向前迈进一大步。

　　・巨大的转变：人类的时空和物质观点有了具大的转变。1900年普郎克所提出的不连续的能量包理论、爱因斯坦的相对论及物质能量关系的 E=mc2、原子的分裂模型、哈伯的宇宙膨胀理论，以及图灵在二战期间所设计的第一台电脑，让人类进入了现代科学的时代。

　　・重要的基石：有了望远镜后，科学研究开始高速发展。1953年科学家率先破解DNA的分子结构，人类才开始对于基因有更深的研究。2012年欧洲的大型强子对撞机发现了预言中的「希格斯玻色子」，使得未来的科学研究有更多的可能性。

　　特色三： 精选科学史上150位各界科学家，一网打尽！

　　・你知道什么是「黑洞蒸发」理论吗？史蒂芬．霍金被誉为继爱因斯坦后，世界上最杰出的理论物理学家，他曾说过：「我的目标很简单，就是要完全理解宇宙，弄清楚它为什么是现在这个样子，以及它究竟为什么存在。」

　　・「法拉第笼」的运作原理是什么？麦可．法拉第发现的电动机和发电机原理为电学革命铺平了道路，这场革命彻底改变了现代世界，他本人也曾预言他的发现极具价值，可以为政府带来税收。

　　・「DNA」是如何被发现的？詹姆斯．华生与法兰西斯．克里克成功破解了DNA结构，为现代的基因工程和基因疗法奠定了基础。

　　本书严选150位你不可不知的科学家。透过解说，让你更全面了解所有科学理论。特别整理「背景介绍」和「参见」提供读者随时翻查其他相关人物的介绍。「科学家语录」道尽科学家的中心思想，并增添阅读趣味。《科学百科》一书简明易懂，运用精辟简练的语言解释专业难懂的深奥术语，採用图表等步骤图，将繁杂晦涩的理论条理分明拆解疏理，引用经典语录让你将科学发现印刻于脑海，而妙趣横生的插图则增进你对科学的深入理解。

权威推荐：（依姓名笔划排序）

　　徐建国（建国中学校长）
　　高涌泉（台湾大学物理系暨天文物理所教授）
　　孙维新（国立自然科学博物馆馆长／台湾大学物理系暨天文物理研究所教授）
　　张东君（科普作家）
　　陈柏宪（LiFe生活化学 创办人／Po总编）
　　黄贞祥（清华大学生命科学院助理教授／泛科学专栏作者）
　　简丽贤（北一女中物理教师）

　　多一点好奇心，关心身边微小的事物，下功夫去研究，您就可能成为改变世界的科学家。－徐建国（建国中学校长）

　　我们之所以能够享受现代科技之福，是因为有了日新月异的科学为基础。但是基础是谁打的呢？想知道，就看这本《科学百科》吧！－张东君（科普作家）
 

《宇宙之谜：从微观粒子到宏大星系》 一本带你探索存在本质的深度导览 内容简介： 本书旨在为对自然世界怀有最深切好奇心的人们，提供一个系统而引人入胜的探索框架。我们不满足于对现象的简单描述，而是深入探究驱动宇宙运行的基本原理和深层机制。全书分为四个宏大篇章，层层递进，从构成物质的最小单元，拓展到时空的结构，再到生命演化的复杂性，最终触及我们认知能力的边界。 第一部：物质的基石——量子世界的奇异性 本部分从我们习以为常的宏观世界中抽离出来，带领读者潜入物质的最底层结构——亚原子粒子领域。我们首先回顾经典物理学的成就与局限，为量子力学的登场铺设必要的背景。随后，重点剖析量子电动力学（QED）和量子色动力学（QCD）的精髓。 我们将详细解析波粒二象性、叠加态、量子纠缠等核心概念。不再将它们视为抽象的数学工具，而是通过生动的比喻和历史上的关键实验（如双缝实验、贝尔不等式检验）来揭示其反直觉的真实面貌。例如，我们探讨了狄拉克方程如何预言了反物质的存在，以及费曼图如何在直观的图形语言下解释粒子间的相互作用。书中专门辟出章节，梳理了标准模型的构建过程——从夸克、轻子到规范玻色子（光子、胶子、W/Z玻色子）的分类与贡献，强调了希格斯机制在赋予基本粒子质量过程中的关键作用。我们深入探讨了当前物理学面临的挑战，如引力为何尚未被成功量子化，以及标准模型之外可能存在的“新物理”迹象。 第二部：时空的织锦——相对论与宇宙学 在理解了物质构成的基础后，我们将视野提升到时空的宏大尺度。本篇深入浅出地解析了爱因斯坦的两大支柱理论——狭义相对论和广义相对论。 狭义相对论部分，我们将关注洛伦兹变换如何颠覆了绝对时间和空间的传统观念，重点阐述质能等价（E=mc²）在核物理和天体物理中的应用。广义相对论是本篇的核心。我们试图用几何的语言来阐释“引力即时空弯曲”的深刻内涵。通过对场方程的几何解释，读者将能理解水星近日点的进动、引力红移，以及光线在强大引力场中的弯曲现象。 随后的宇宙学章节，将相对论应用于整个宇宙的演化。我们将详细梳理大爆炸模型的证据链：宇宙微波背景辐射（CMB）的发现与意义、星系的红移与哈勃定律揭示的宇宙膨胀、轻元素丰度的精确预测。本书特别关注暗物质和暗能量这两个宇宙学中最大的谜团。我们分析了旋转曲线、引力透镜效应等间接证据，并对比了主流的暗物质候选粒子（如WIMPs）与替代性引力理论（如MOND）的优劣。暗能量部分，则聚焦于加速膨胀的发现及其对宇宙未来命运的深远影响。 第三部：生命的涌现——复杂性、信息与演化 本部分从物理定律的冰冷框架中跳脱出来，探讨在特定条件下，物质如何组织成具有自我维持、繁殖和适应能力的复杂系统——生命。 我们首先建立复杂系统理论的框架，讨论耗散结构、自组织现象在非生命系统（如贝纳德对流）中的表现，为理解生命起源提供基础。随后，我们将聚焦于生物化学的基石。DNA的双螺旋结构、遗传信息的编码与复制机制，以及蛋白质如何通过折叠实现其多样的功能，是本章的重点。我们审视了从简单的RNA世界假说到现代细胞的演化历程，分析了不同环境（如深海热泉、冰下湖泊）对生命起源的潜在影响。 演化论部分，我们不仅重述达尔文的自然选择理论，更结合现代分子生物学和基因组学成果，探讨基因突变、遗传漂变和水平基因转移等机制如何加速或调控演化。书中还将探讨复杂性增加的驱动力——例如多细胞生物的出现、真核细胞的内共生事件，以及认知能力在物种生存竞争中的优势。 第四部：认知的边界——意识、信息与存在 最后一章将目光投向人类自身，探讨我们如何理解我们所处的世界，以及意识的本质。本部分融合了神经科学、信息论和哲学思辨。 在神经科学领域，我们探讨了大脑的结构与功能分区，重点解析神经元网络如何通过电化学信号的传递与整合，形成感知、记忆和决策。我们试图梳理从单一神经元活动到宏观意识涌现的桥梁，并审视意识的“困难问题”（The Hard Problem of Consciousness）——即物理过程如何产生主观体验。 信息论在本书中扮演了跨学科的桥梁。我们探讨了冯·诺依曼关于“自复制”和计算的理论，将信息视为宇宙中一种基本实体。生命、大脑乃至物理定律本身，都可以被视为特定形式的信息处理系统。本书的收尾部分，引导读者思考科学探索的终极意义：我们的知识体系在面对宇宙的无限性时，其局限性在哪里？我们如何界定“可理解性”？本书以对科学方法论的反思作结，鼓励读者保持批判性思维，并持续在已知与未知之间搭建探索的阶梯。 本书特色： 深度与可读性的平衡： 采用严谨的科学事实为骨架，辅以清晰的逻辑推演和丰富的历史背景，确保专业性与入门的友好性兼备。 跨学科的整合： 系统性地连接了粒子物理、广义相对论、复杂性科学和神经科学，展示现代科学知识的整体图景。 侧重原理而非枝节： 聚焦于驱动现象背后的核心物理定律、数学框架与哲学意涵，而非陷入无休止的实验细节罗列。 《宇宙之谜》不是一本简单的科普读物，它是一次对自然界最基本规律的深刻朝圣，旨在激发读者对“为什么”而非仅仅“是什么”的永恒追问。

作者简介

英国DK出版社

　　为风靡全球的百科权威，全球视觉工具书第一品牌。

　　成立于1974年，是全球首屈可指的图书出版社。畅销全球的知识百科，以量精美的图片，包罗万象的内容，带领读者开拓新视野，进洞悉丰富多元的各个领域。出版层面涵盖：旅游指南、生活保健、电脑科技以及科普百科系列等，内容分丰富。
 

前言
 
科学的开端：西元前600年—西元1400年
日食是可以预测的：米利都的泰勒斯
万物的四根：恩培多克勒
测量地球的周长：埃拉托斯特尼
人类与低等生物的关系：图西
 
科学革命：1400年—1700年
太阳是万物的中心：尼古拉．哥白尼
行星沿椭圆轨道运行：约翰尼斯．克卜勒
自由落体运动的加速度相同：伽利略．伽利莱
地球是一块巨大的磁石：威廉．吉尔伯特
争论不如实验：法兰西斯．培根
感受空气的弹性：劳勃．波以耳
光是粒子还是波？：克里斯蒂安．惠更斯
首次观测金星凌日：杰雷米亚．霍罗克斯
生物体经历的不同育成阶段：简．施旺麦丹
一切生物都由细胞组成：罗伯特．虎克
层层堆叠的岩层：尼古拉斯．史坦诺
显微镜下的微生物：安东尼．范．雷文霍克
测量光速：奥勒．罗默
一个物种不可能起源于另一物种：约翰．雷
万有引力影响着宇宙间的一切物体：艾萨克．牛顿
 
开拓领域：1700年—1800年
大自然不会快速向前发展：卡尔．林奈
水汽化吸收的热量并没有消失：约瑟夫．布拉克
可燃气体：亨利．卡文迪西 赤道附近风向偏东：乔治．哈德里
佛罗里达湾强大的洋流：班杰明．富兰克林
脱燃素空气：约瑟夫．普利士利
自然界中，物质不会凭空产生或消失而是相互转化：安东万．拉瓦节
植物的重量来自空气：简．英恩浩斯
新行星的发现：威廉．赫歇尔
光速变慢：约翰．米歇尔
流动的电流体：亚历山卓．伏打
看不到开始，也望不到终点：詹姆斯．赫顿
高山的引力：内维尔．马斯基林
自然之谜：花的结构和受精：克利斯蒂安．施普伦格尔
元素总是以一定比例化合：约瑟夫．普鲁斯特
 
百年进步：1800年—1900年
阳光下极易操作的实验：汤玛斯．杨
确定基本粒子的相对重量：约翰．道耳吞
电流的化学效应：汉弗里．戴维
绘制国家地质图：威廉．史密斯
她知道骨化石属于哪一族：玛丽．安宁
后天性状的遗传：让．巴蒂斯特．拉马克
每种化合物都有两个部分：约恩斯．雅各．贝吉里斯
电流的作用并不限于导线内：汉斯．克海斯提安．厄斯特
有一天，你会对此征税的：麦可．法拉第
热量能够穿透宇宙中的一切物质：约瑟夫．傅立叶
无机物人工合成有机物：弗里德里希．乌勒
风从不直着吹：古斯塔夫．加斯帕尔．科里奥利
论双星的颜色：克利斯蒂安．都卜勒
冰河是上帝的伟大工具：路易士．阿格西
自然界是一个统一的整体：亚历山大．冯．洪堡
光在水中的速度小于在空气中的速度：莱昂．傅科
生命力也许可以转化为热量：詹姆斯．焦耳
分子运动的统计分析：路德维希．波兹曼
发明塑胶并非我的本意：利奥．贝克兰
物竞天择：查尔斯．达尔文
天气预报：罗伯特．费兹罗伊
一切生命均来自生命：路易．巴斯德
蛇咬住了自己的尾巴：奥古斯特．凯库勒
3:1的性状分离比：格雷戈尔．孟德尔
鸟与恐龙的演化关系：汤玛斯．亨利．赫胥黎
元素性质的週期性变化：德米特里．门得列夫
光和磁是同一种物质的不同表现：詹姆斯．克拉克．马克士威
管中射出了射线：威廉．伦琴
窥探地球的内部：理查．狄克逊．奥尔德姆
放射性是元素的一种原子性质：玛丽．居礼
传染性活体流质：马丁乌斯．贝杰林克
 
巨大的转变：1900年—1945年
量子是不连续的能量包：马克斯．普朗克
原子的结构：欧尼斯特．拉塞福
重力场就是弯曲的时空：亚伯特．爱因斯坦
漂移的大陆就是一幅不断变化的地球拼图：阿尔弗雷德．伟格纳
染色体的遗传作用：汤玛斯．亨特．摩根
粒子具有波的性质：埃尔温．薛丁格
不可避免的测不准：维尔纳．海森堡
不断膨胀的宇宙：爱德温．哈伯
宇宙的半径从零开始：乔治．勒梅特
每种粒子都有相应的反粒子：保罗．狄拉克
恆星塌缩的极限：苏布拉马尼安．钱卓塞卡
生命本身就是一个获取知识的过程：康拉德．劳伦
95%的宇宙不见了：弗里兹．兹威基
通用图灵机：阿兰．图灵
化学键的本质：莱纳斯．鲍林
原子核中隐藏的巨大能量：罗伯特．奥本海默
 
重要的基石：1945年—现在
人体由星尘组成：弗雷德．霍伊尔
跳跃基因：芭芭拉．麦克林托克
光和物质的奇妙理论：理查．费曼
生命并非奇迹：哈罗德．尤里∕史丹利．米勒
去氧核糖核酸（DNA）的结构：詹姆斯．华生∕法兰西斯．克里克
能发生的一切都会发生：休．艾弗雷特三世
玩画圈打叉游戏的高手：唐纳德．米基
基本力的统一：谢尔敦．格拉肖
全球暖化的主因：查尔斯．基林
蝴蝶效应：爱德华．劳伦兹
真空并非空无一物：彼得．希格斯
共生现象无处不在：琳．马古利斯
三个一组的夸克：默里．盖尔曼
万有理论：加布里埃尔．维纳齐亚诺
黑洞蒸发：史蒂芬．霍金
盖娅假说：地球是一个有机体：詹姆斯．洛夫洛克
层层叠叠的云：本华．曼德布洛特
量子计算模型：尤里．马宁
基因可以在物种间转移：麦可．叙韦宁
抗压能力很强的「足球分子」：哈利．科罗托
在人体中插入基因来治癒疾病：威廉．弗伦奇．安德森
用电脑设计新生命：克雷格．文特
一条新的自然法则：伊安．魏尔迈
太阳系外的世界：杰佛瑞．马西
 
人名录
术语表
索引
致谢

推荐文一

　　科学是一个很理性的活动，虽然我们即使是科学工作者，也未必完全「科学」地生活，但是至从科学革命开始，科学无疑是推动世界发展最重要的力量。

　　科学，尤其是数理，在东亚受到的重视程度，甚至是远高于其诞生地的欧洲国家。台湾的大学，尤其是资源较丰厚的大学，几乎全都有理工科系，反而是不少大学未必有人文或社科的科系。在同一所大学，理工科（包括医学）的资源也比人文社科优越，毕业生待遇也较好。

　　以上事实并非要说明两者在重要性上的差异，而是为了反映国家发展上的优先顺序，理工科的发展优势，确实说台湾在工业化的进程中佔到便宜，大量优异的工程师和科学家让台湾在一些高科技产业拥有一定领先的地位。然而，台湾社会却也有着社格分裂的状况，虽然家长大多鼓励成绩优异的小孩往理工科发展，可是常常在面对需要科学专业指引的重大议题，如核电、基改作物、农药开放等等，表现得像是一丁点科学素养也没有的古时代。

　　有趣的是，在欧美的菁英大学，理科的科系并不见得会独立成理学院，通常是和人文及社会科学的科系放在所谓的文理学院中，主修理科的大学生甚至可以获取文学士而不一定是理学士。科学，其实就是个以理性推理为思想基础的人文主义学科，过去称作「自然哲学」，西方的科学思想渊源传统就是来自于希腊时期理性的自然哲学，这就是为何现代西方科学教科书动不动就要追溯到古希腊时的希罗多德（Herodotus，西元前 484 -前430年）、泰勒斯（Thales，约西元前六世纪前叶）、毕达哥拉斯（Pythagoras，约西元前六世纪中）、亚里斯多德（西元前 384 -前322年）等等哲人的思想。

　　牛顿划时代开启「机械宇宙观」的巨着是《自然哲学的数学原理》（Mathematical Principles of Natural Philiosophy），其企图心当然不仅仅是找出宇宙运行的数学公式那么简单，重要的还是那是一整套对世界的认知的彻底革命！文艺复兴就是要恢复古希腊的人文主义传统，但伽利略更不仅是述而不作而已，他在比萨斜塔上的着名实验，并不是证实了一件物理定律那么简单，而是人类有史以来一项重大认知升级，原来理性的思考，也需要实验来验证，是开启了科学实证明精神的滥觞！

　　很可惜的，在把科学当作富国强兵的工具的急功近利思维下，台湾师生恨不得学生用最快的时间掌握最大量的知识，而非花时间去理解科学思维的起源背景及其深厚的哲学传统。西方科学教科书通常都会花费一定的篇幅去简介这些历史及哲学背景，可惜在不考试的情况下，老师懒得讨论，学生更甚至主动去阅读和了解。尤其是当理工科的学生，一看到「哲学」这名词，就心慌意乱，忘了「哲学」在古希腊的原意不过就是「爱智慧」，说白了就是打破砂锅问到底。

　　在忽略了哲学和历史的情况下的科学教育中，训练出来的专家很可能就是像是能熟悉且擅长操作科学知识和公式的机械人似的，科学的精神和内涵可以是不同世界的东西。因此，如果我们不追根究底地探索科学的起源，了解古人运用理性的思维方法如何一次又一次破解了大自然的秘密，如何掌握了事物运作的规律，那么即使制式考试的分数再高，对世界运行的奥妙也只有大量残破的知识，在专业领域中可能可以出人头地，但未必谈得是真正有科学素养的人。这可能也是为何台湾会一而再再而三在顶尖大学生产出有问题的论文，因为没了真正想探索真理的心，科学不过就是沦为混饭吃的工具之一而已，有什么理念好坚持的呢？

　　英国着名的知识出版社——DK出版社的《科学百科》（The Science Book）在这个不科学的科学年代，用很简短的篇幅，把科学从古希腊到现代的许多重大观念或理论的突破都记录并说明了一遍，从中我们也能见识到许多科学理论的价值不一定在其正确性上，而是在推动了认知上的升级，让人们能够从一个前所未有的角度去理解一个新的问题。

　　我们也会见识到，墨守成规虽然可以是可笑的，但是一些理论千百年来就仅因为一代一代的相传让大家信以为真，以致要攻击甚至杀害破旧立新的人。可幸的是，我们这时代拥抱怀疑主义的精神，虽然警世骇俗的理论或发现仍会遭受科学社群的抵制，但总得来说我们也更容易让更多证据给说服，而非一味愚昧地眼不见为净了。

　　《科学百科》用非常生动易懂的方式，图文并茂地简介了科学几千年里一个又一个重大的里程碑，每一座里程碑都能写本可歌可泣的好书，见证了科学是个多么美好又奇葩的理性活动啊！从中，我们也能发现，虽然很多科学理论的完整内容固然深奥难懂，可是其结论往往可以是很简单的，是我们对世界的理解的进一步大幅提升。

　　《科学百科》里面每一位有重大发现、推动人类集体认知升级的伟大科学家，全都有打破砂锅问到底的决心和毅力，只为了在慎密的思绪中满足好奇心。《科学百科》是本该推介给所有对科学有好奇心的朋友！
推荐文二

科学素养从阅读科普开始

　　为推动十二年国民基本教育所制定的107课纲，在科学课程的教学和评量中强调国民基本「科学素养」(Scientific Literacy)。什么是「科学素养」？或许可定义：「科学素养是能理解科学概念，了解科学研究的过程和方法，以科学知识和概念解释生活中的现象，并能建立以科学证据为基础的论证。」一个有科学素养的人是怎样的人？有科学素养的人应能阅读一般的科学文章，理解和推理基本的科学事实，能描述和解释自然现象，从而判断事件或新闻报导的真伪，不会以讹传讹和道听涂说。

　　有人说，从一个人的谈吐和行为可以看出这个人的教养，从用词遣字和待人接物可以看出这个人的涵养。同样的道理，科学素养亦表现在语言表达和思维上，更在生活中体现，例如从一个人的节约用电思维和使用家庭电器用品的习惯，大概可以看出这个人的科学素养；从一个人搬运重物的方法，也可以看出科学素养如何。

　　也许你急着问我：「科学素养既然这么重要，该如何具有科学素养？学校和家庭教育如何教导科学素养？」大哉问。我的答案是「问渠哪得清如许，为有源头活水来」，就从最基本的阅读开始，阅读科学普及书籍是科学素养的源头活水。

　　公立图书馆陈列的科普书很多，各有特色。日前阅读 EZ丛书馆出版的《科学百科》编辑排版稿，内容丰富多元，确实是「百科科学」，年代从古到今，呈现科学的重要发展历程，单元包含「科学的开端」、「科学革命」、「开拓领域」、「百年进步」、「巨大的转变」和「重要的基石」等。

　　阅读《科学百科》，我们可以了解二十世纪之前，曾在课本教材读过的科学家究竟有哪些研究历程和重要贡献，二十世纪后，科学又有哪些突破和进展。透过阅读《科学百科》，我们可学习与掌握科学的态度与方法，知道现在的我们面对跨学科的挑战，必须跳脱单一学科探究的侷限，结合理论与实验，才能创新与突破。

　　阅读《科学百科》中有关光与电的介绍，不禁想起人类从油灯、蜡烛、灯泡到发光二极体(LED)的「照明断代史」，每一个发展阶段都有历史意义。以能源的概念思考，科学家认为：「若是倚赖电流流经导线的电阻，透过阻抗而产生热能，迸放出亮光，是不是消耗太多的能源？」面对这样的疑虑，在新兴的半导体研发中找到答案，科学家透过电子的激发研究发展出「发光二极体」，与一颗电灯泡比较，每一颗LED较不会产生热能，一瓦特可发出更多「流明」的光，比白炽灯泡更环保，发光更有效率。

　　有系统地阅读《科学百科》，就可以从书中内容得到这样的启发，无形中让我们对于节约用电的具体作法产生科学思维，因为科学思维而有科学行动，这是科学素养。

　　日前阅读报纸，看到新闻标题「LED路灯太亮 稻子失眠不结穗，亮不亮有关系！」内容叙述政府加速换装节能的LED路灯，亮度比传统路灯高许多，农民却纷纷抱怨「太亮了，亮到打乱农作物生理时钟」。

　　阅读《科学百科》后，再阅读这一篇新闻报导，大概可以理解新闻背后的科学概念。LED路灯影响路边的农作，光害造成植物持续长高但不开花的现象，这是科学思维。如果有科学思维，自然能理解民众的心声：「路灯太亮了，我家的稻子都结不了穗！」

　　阅读《科学百科》的另一项好处是了解什么是「科学方法」。曾任中央研究院院长的胡适，一生倡议「大胆假设，小心求证」的科学精神，他常以「不苟且」三个字自勉勉人，认为「科学方法就是不苟且的工作习惯」。「不苟且」为「科学方法」下一个很好的註解，而「大胆假设，小心求证」则是科学研究重要的历程。《科学百科》中提到的科学家正呈现这种「不苟且」的特性，例如伽利略和法拉第从事科学研究的历程中，从主观的判断与猜想，进入确认问题、提出假说、实验分析与验证、建构理论与预测等各种客观方法的阶段，借此确认假说是否正确。

　　要具备科学素养就从阅读科普书开始，《科学百科》是相当好的源头活水。
推荐文三

　　学习科学知识的最好途径是跟随着世界历史发展的脚步，看见科学的演变；所以科学不单单只是个理性的领域，更多了分感性的色彩。

　　「小孩透过故事学习各种知识！」身为拥有三宝的我，从观察自己孩子的成长与学习，我看见了原来用故事有逻辑的包裹着知识，孩子会更乐于学习，而且可以记忆深刻。科学可以这样学吗？科学有故事吗？其实科学的发展本身就是个有趣的历史故事，只是我们常常忽略了这个事实。科学的发现常被认为：「站在巨人的肩膀上，我们可以看得更远！」但谁站在谁的肩膀上，我们却搞不太清楚，因此也就无法深刻的体会与了解科学发展的过程。这很可惜！我希望我自己的孩子，可以享受学科学的过程，可以体会每一个发现都是来自于许多人的努力与贡献。

　　然而，在学习科学知识的过程当中，我们通常先将所有的科学知识分好领域，再逐一的介绍或讲述科学原理；所以科学在没有「动手实作」的辅助下，就像是个很机械式，冷冰冰的学科；而也很难引起大多数人对于科学的兴趣，甚至将科学列为要脑袋很聪明的人才懂的领域。但事实上，科学没有那么难以亲近，只是我们一直以来都用了一个比较难的方法去学习。在我担任《物理双月刊》的总编辑这一年半的时间，我不断地思索《物理双月刊》可以怎么做，来让物理更加的普及和亲近，也许就是回归到孩子唸故事书的学习。如果我们可以把一个又一个的科学知识以发展的年代先做分类，透过结合了解当代历史背景的方式去重新认识科学，这样学习科学就像在看历史故事，而我们也就更能体会「站在巨人肩膀上」这句话所富含的意义了！《科学百科》就是这样的一本书！

　　《科学百科》中划分的每一个世代都用简单明暸的图示点出世代中发生的科学大事；每一则科学史的发展，书中都给了一个清楚的图像，让读者知道每一个科学事件发生前的科学发展及事件发生后科学的演变。读完本书后，科学的三维拼图会在脑海中逐渐形成；那么科学再也不是很有距离感的学科，而是人人都可以接近的知识。总有一天，我们的孩子会透过阅读《科学百科》这类的书籍，告诉我们一个又一个科学家的故事、科学的发展历史及科学原理。
推荐文四

　　科学一直是每个时代的尖端知识产业！最聪明的科学家们不断的观察和透过实验来验证自己的理论是否正确！也因为过去这些科学们的努力，才能为人们累积出如此丰富知识宝库并透过技术来改变世界。

　　《科学百科》一书用时间轴带领各位穿越时空，一路从西元前漫步至现代科学史。透过明确又浅显易懂的科学分支分类和图文解说让读者们能快速的找寻到自己最感兴趣的容。我本身是先从最喜欢的化学、天文学、宇宙学开始阅读起，再借由「参见」内的推荐延伸阅读来连结有关连的章节。有别于传统的百科全书型态，这样的阅读经历和路径较能串连起知识的点线面和彼此的关连性。若要说起本书我最喜欢的部分，无非就是科学家经典语录(quote)。从一句语录能体会到科学家背后的人生缩影和思维，彷彿就像是化学结晶般的精华又纯粹，相当值得细细品尝！

　　在阅读《科学百科》的过程中我也不断的回想起小时候翻阅科学书籍时那种纯真求知的兴奋与渴望。是的，求知慾是需要满足的……人类天生就有种喜好叫做「WHY！？」。为了满足好奇心，我们会想尽办法去找到解答！相信您一定也有经历过「啊！！原来此！！！！」的时刻，就是这种找到答案理解原理的满足感促使着全世界的科学家们能持续不断的探索新知。求知是会上瘾的，而您正在翻阅的《科学百科》黏着度颇高(其实出版社偷偷在书上涂抹隐形黏着剂)。至少求知上瘾除了眼睛疲劳之外没什么副作用，对吧？^^

　　科学是一种方法、一种思维、一种态度和一种坚持！只要有心，人人都能成为科学家！(或是食神啦～)由衷期盼您在阅读此书时能体会到科学家们的态度，并且发掘您内心中的科学小宇宙。用科学改变世界的重责大任就靠你了！
 
前言

　　科学是一个寻找真理的持续过程，一次发现宇宙运行方式的永恆之旅。而人们对宇宙的探索可以追溯到文明伊始。在人类好奇心的驱使下，科学一直依靠的都是人们的推理、观察和实验。古希腊最着名的哲学家亚里斯多德着作颇丰，涵盖科学领域的诸多学科，为后来的很多科学成就奠定了基础。虽然他也非常善于观察自然，但依靠的却是思考和辩论，从不做任何实验；因此，他做出了很多错误结论。例如，他曾断言，重的物体比轻的物体下落速度快；如果一个物体比另一个物体重一倍，下落速度也将快一倍。虽然这些结论是错误的，但当时并没有人提出质疑，直到1590年才被伽利略．伽利莱推翻。我们现在清楚地知道，一位合格的科学家必须依靠实验证据，但当时还未有人意识到。

　　科学方法

　　17世纪初，英国哲学家法兰西斯．培根率先提出了一个有关科学的逻辑体系。他的科学方法建立在早他600年的阿拉伯科学家海什木及之后的法国哲学家勒内．笛卡儿的研究基础上。该方法要求科学家先进行观察，然后形成理论，以解释观察到的现象，最后再通过实验验证理论正确与否。如果理论看似正确，则将实验结果交给同行评审。这时，会邀请相同或相近领域的人士前来，或指出漏洞，进而证明理论有误；或重复实验，以确保实验结果正确。

　　做出可以验证的假设或预测总是不无裨益。1682年，英国天文学家爱德蒙．哈雷观测到了一颗彗星。他发现，这颗彗星与1531年和1607年观测到的彗星很像，并提出这三次出现的彗星其实是同一颗。他预言，这颗彗星将于1758年再次出现，结果证明他的预言是正确的。现在，我们称这颗彗星为「哈雷彗星」。因为天文学家几乎无法做实验，所以证据只能源自观察。

　　实验可以用来检验一条理论，也可以完全是推测性的。有一次，物理学家欧尼斯特．拉塞福的学生正在用α粒子轰击金箔，以期观察到轻微的偏转。拉塞福观察学生的实验时，建议他们把探测器放在α粒子放射源旁边，结果竟然发现有些α粒子从薄如纸张的金箔上弹了回来。拉塞福表示，这就彷彿是炮弹从薄纸上弹了回来，由此激发了他对原子结构的猜想。

　　如果科学家在提出新的原理或理论的同时，能够预测结果，那么实验将会更加引人入胜。如果实验与预测结果一样，科学家就有了支撑该理论的证据。但即便如此，科学永远无法证明一条理论是正确的。正如20世纪的科学哲学家卡尔．波普尔所言，科学只能证明理论是错误的。能够得出预期结果的每项实验都将成为一个支持性证据，但只要有一项实验失败，就足以摧毁整个理论。数百年来，地心说、四体液说、燃素说以及神奇介质「以太」等人们长期以来一直认为正确的概念都被证明是错误的，并被新的理论取代。但是，这些新理论也仅仅是理论而已，有朝一日也有被推翻的可能。不过，这些理论毕竟有证据支撑，所以大多数情况下被推翻的概率较小。

　　思想的进程

　　科学很少会按照简单、有逻辑的步伐前进。独立工作的多位科学家可能会同时发现同一科学奥祕，但从某种程度上说，几乎每一次科学进步都建立在前人的研究和理论基础上。建造大型强子对撞机的一个原因是为了寻找希格斯粒子。在此之前的40年，也就是1964年，物理学家曾预言希格斯粒子的存在。这一预言则建立在对原子结构数十年的理论研究基础上，可以追溯到拉塞福以及1920年代丹麦物理学家尼尔斯．波耳的研究。而他们的研究则取决于1897年电子的发现，而电子的发现又取决于1869年阴极射线的发现。但是，如果没有真空泵的发明，没有1799年电池的面世，这一切也只能是泡影。如果继续追忆，这一链条还可以再回溯几十年，甚至上百年。英国伟大的物理学家艾萨克．牛顿有这样一句名言：「如果说我比别人看得更远，那是因为我站在了巨人的肩膀上。」

　　第一批科学家

　　西元前6世纪到5世纪，古希腊活跃着史上最早一批拥有科学观的哲学家。西元前585年，米利都的泰勒斯成功预言日食的出现。50年后，毕达哥拉斯在现为义大利南部的地方建立了一所数学学校。色诺芬尼在山上发现贝壳后，推论整个地球可能曾经被大海覆盖。

　　观星人

　　与此同时，印度、中国和地中海的人们正试图弄清楚天体的运动。他们绘制了星象图，有时也将其用于航海，还给星星和星群命名。他们发现，对比那些「位置不动」的星星，有些星星的运行轨迹是不规则的。希腊人将这些游动的星星称为「行星」。中国人在西元前240年观测到了哈雷彗星，1054年观测到了超新星，也就是我们今天所说的蟹状星云。

　　智慧宫

　　西元8世纪末，阿拔斯王国在新的都城巴格达建立了智慧宫，这是一座宏伟的图书馆，促进了伊斯兰科技的快速发展。当时发明了很多精巧的机械装置，包括利用星位的航海装置─星盘。炼金术空前繁荣，蒸馏等技术纷纷出现。图书馆的学者从希腊和印度收集了所有最重要的书籍，并将之翻译成阿拉伯语。后来，西方国家再次发现了古人的着作，并学习源自印度包括0在内的阿拉伯数字。

　　现代科学的诞生

　　随着西方国家基督教会与科学真理的对立开始减弱，1543年出现了两本开创性的图书。比利时解剖学家安德雷亚斯．维萨里的《人体的构造》一书用精致绘图描述了人体解剖。同年，波兰物理学家尼古拉．哥白尼撰写了《天体运行论》一书，宣称太阳是宇宙的中心，从而推翻了托勒密一千多年前在亚历山大城提出的地心说。1600年，英国医生威廉．吉尔伯特撰写了《论磁》一书，解释说罗盘的指标之所以指向北，是因为地球本身就是一块巨大的磁石。他甚至认为，地核是由铁构成的。1623年，另一位英国医生威廉．哈维次指出心脏像泵一样工作，驱动血液在体内循环，从而推翻了可以追溯到1400年前希腊医生盖伦的理论。1660年代，英裔爱尔兰化学家劳勃．波以耳出版了多本着作，《怀疑派化学家》就是其中一本。他在此书中确定了一种化学元素，这标志着化学的诞生。化学虽然源自神祕的炼金术，但作为一门科学自此与之区分开来。

　　1665年，曾做过波以耳助手的罗伯特．虎克出版了史上第一本科学畅销书《显微术》。书中精美的折叠式插图上画有跳蚤、苍蝇眼睛等物体，为人们打开了一个闻所未闻的微观世界。之后，在1687年，一本被很多人视为世上最重要的科学书籍横空出世，那就是牛顿的《自然哲学的数学原理》，通常简称为《原理》。他提出的运动定律和万有引力定律为经典物理学奠定了基础。

　　元素、原子和演化论

　　18世纪， 法国化学家安东万．拉瓦节发现了氧气在燃烧中的作用，推翻了之前的燃素说。随后，很多气体及其特性得到了研究。正是受到大气中气体的启发，英国气象学家约翰．道耳吞提出每种元素都由不同的原子组成，并得出了原子量的概念。后来，德国化学家奥古斯特．凯库勒建立了分子结构的基础，而俄国发明家德米特里．门得列夫列出了第一个被人们广为接受的元素週期表。

　　1799年，亚历山卓．伏打在义大利发明了电池，为科学开辟了新的领域。在这些领域，丹麦物理学家汉斯．克海斯提安．厄斯特以及同一时代的英国人麦可．法拉第发现了新的元素和电磁学，从而发明了电动机。与此同时，人们用经典物理学原理研究大气、星体、光速以及热的本质，最后建立了热力学这门学科。

　　研究岩层的地质学家开始重现地球的过去；因为灭绝生物化石的发现，古生物学流行起来；英国一位未受过教育的女孩玛丽．安宁成为闻名世界的化石收集者。恐龙的发现激发了人们关于演化的想法，生命起源和生态的新理论也随之出现，其中最着名的当属英国自然学家查尔斯．达尔文的演化论。

　　不确定性和无限性

　　19世纪和20世纪之交，一位名叫亚伯特．爱因斯坦的德国年轻人提出了相对论，撼动了经典物理学，结束了绝对时空观的时代。新的原子模型出现，人们证明光既是一种粒子，也是一种波。另一位德国人维尔纳．海森堡证明了宇宙测不准的不确定性。

　　然而，20世纪最受瞩目的却是技术进步促进科学以史无前例的速度向前发展，并且精准度越来越高。更强大的粒子对撞机发现了更为基础的物质组成单元；更强大的望远镜告诉我们宇宙在不断膨胀，且源于大爆炸（霹雳）；黑洞的概念开始根深蒂固；无论暗物质和暗能量为何物，宇宙似乎都被它们所充满。天文学家开始探索新的世界─围绕遥远恆星运动的行星中，或许哪一颗上就有生命存在。英国数学家阿兰．图灵提出了图灵机的概念，50年后我们就有了个人电脑、全球资讯网和智慧手机。

　　生命的奥祕

　　在生物学领域，染色体被证明是遗传的基础，DNA的化学结构也被成功解码。仅仅40年之后，人类基因体计画就正式启动，这项计画看起来任重道远，但在电脑的辅助下，进展越来越快。现在，DNA测序基本上已属于一项常规的实验室操作；基因治疗已从希望变为现实；第一只哺乳动物也已成功选殖复制。

　　随着科学家在各种研究成果的基础上不断前进，对真理的探寻也将永不止步。虽然问题似乎永远都多于答案，但未来的发现肯定会继续让人惊叹不已。
 

万有引力影响着宇宙间的一切物体：艾萨克．牛顿（1642—1727年）

「我还无法从现象中找到重力具有这些特性的原因，而且我无法臆测。」

关于艾萨克．牛顿：

艾萨克．牛顿出生于1642年的耶诞节，在格兰瑟姆上学，后进入剑桥大学的三一学院，并于1665年毕业。牛顿一生拥有很多头衔：剑桥大学的数学教授、皇家铸币厂的监管、国会议员以及皇家学会会长。除了与虎克的争吵外，牛顿还因为谁先发明了微积分与德国数学家哥特佛莱德．莱布尼兹发生争执。除了科学研究以外，牛顿还在炼金术和释经学方面倾注了大量时间。他担任的某些职位规定，履行者必须为正式任命的牧师，但作为一位虔诚的非正统基督徒，牛顿成功绕过了牧师的任命。

背景介绍：

此前
1543年 尼古拉．哥白尼提出，行星围绕太阳而非地球运转。
1609年 约翰尼斯．克卜勒提出，行星沿椭圆轨道绕太阳自由运转。
1610年 伽利略的天文观测结果证明了哥白尼的学说。

此后
1846年 约翰．伽勒在法国数学家奥本．勒维耶用牛顿定律计算出海王星的位置后，发现了这颗行星。
1859年 奥本．勒维耶指出，水星的轨道无法用牛顿力学解释。
1915年 在广义相对论中，亚伯特．爱因斯坦用时空弯曲解释了重力。

艾萨克．牛顿出生之时，以太阳为中心的宇宙模型已经被广泛接受。在此模型中，地球和其他行星围绕太阳运转，可以解释所观测到的太阳、地球和其他行星的运动。这一模型已不是新鲜事物，但当尼古拉．哥白尼1543年临死前将自己的学说发表时，却是人们关注的焦点。在哥白尼的模型中，月球以及每个行星都在各自的水晶球上围绕太阳运转，而这些星体「固定」在外层的天球上。这一模型后来被约翰尼斯．克卜勒于1609年提出的行星运动定律所取代。克卜勒摒弃了哥白尼的水晶天球说，并证明行星的轨道是椭圆形的，太阳位于椭圆形的焦点处。他还描述了行星运动的速度变化。

所有这些宇宙模型有一个共同的缺陷，即没有解释行星运动的根本原因。这正是牛顿将要解决的问题。牛顿意识到，苹果下落时受到的力与行星围绕太阳运转受到的力其实是同一种力。他还用数学方法证明了这种力与距离的关系。他所採用的数学运算包括牛顿三大运动定律和万有引力定律。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是打开了我认识世界的新视角！我过去对很多科学概念都感到头疼，比如量子力学、相对论、宇宙学等等，总觉得它们离我的生活太远，也太难理解。但《科学百科：BIG IDEAS 轻松读系列》彻底改变了我的想法。作者的文笔非常流畅，而且充满了智慧，他把那些原本复杂晦涩的科学理论，用一种非常引人入胜的方式呈现出来。我印象最深刻的是关于“信息论”的那部分，我一直以为信息只是文字或声音，但这本书让我明白了，信息可以以各种形式存在，并且它在整个宇宙中都扮演着至关重要的角色。更重要的是，这本书不是简单地罗列事实，而是会引导你思考，激发你对科学的兴趣。它让你不仅仅是“知道”，更是“理解”。书中的每一个篇章都像是一个小小的“思想实验”，让我能够站在科学巨人的肩膀上，去俯瞰那些宏伟的科学图景。我特别喜欢它的结尾，总会留下一些开放性的问题，让我对接下来的探索充满期待。这本书让我感受到，科学不仅仅是知识，更是一种思维方式，一种探索真理的精神。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直太棒了！我一直对各种科学概念感到好奇，但很多时候那些专业术语和复杂的理论都让我望而却步。直到我遇到了“科学百科：BIG IDEAS 轻松读系列”，我的世界仿佛一下子被点亮了。书中的每个主题都像一个精心包装的礼物，打开来就看到了一个清晰、生动的故事。比如，当我读到关于宇宙大爆炸的部分时，我不再是那种“好像听过但完全不明白”的状态，而是能想象出那个炽热的开端，感受到时空的无限延展。作者用非常通俗易懂的语言，将深奥的物理学、天文学、生物学、化学等知识娓娓道来，就好像一位经验丰富的老师在耐心解答我的疑问。而且，书中配有大量精美的插图和图表，这些视觉元素极大地帮助了我理解那些抽象的概念，让复杂的科学原理变得触手可及。我尤其喜欢它那种循序渐进的讲解方式，不会一下子堆砌大量信息，而是会先建立基础，然后逐步深入，让我感觉自己是真正地在学习和进步，而不是被动地接受。每次读完一章，我都觉得自己的知识库又扩充了不少，而且最重要的是，我真的爱上了学习科学！这种学习过程不再是枯燥乏味的背诵，而是一种探索未知、发现奇妙的旅程。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我买这本书的时候，并没有抱太大的期望，只是觉得“科学百科”这个名字听起来挺唬人的，想着或许能扫扫盲。结果它带给我的惊喜完全超出了我的预期！作者的写作功力真的很深厚，他能将那些曾经让我头疼的科学概念，比如DNA的螺旋结构、细胞的分裂过程、行星的运行轨道等等，用一种极其生动形象的方式讲解出来。我从来没有想过，原来理解“进化论”可以如此简单有趣，书中用了很多我们生活中的例子，让我瞬间就明白了这个复杂的理论是如何运作的。而且，这本书的排版和设计也做得非常出色，字体大小适中，留白舒适，关键是那些插图，简直是点睛之笔！它们不是那种简单的示意图，而是充满了艺术感，让我感觉像是在欣赏一本精美的画册。当我读到关于“力的作用”那部分时，书中展示的各种运动场景的插图，让我一下子就理解了牛顿定律的实际应用。这本书让我感觉到，科学并非高高在上，而是与我们的生活息息相关，它就在我们身边，等待我们去发现和欣赏。

评分☆☆☆☆☆

我一直是一个对世界充满好奇心的人，但科学领域对我来说总是一片模糊的区域。直到我偶然翻开了这本“科学百科：BIG IDEAS 轻松读系列”，我才意识到，原来理解科学可以如此轻松有趣！作者巧妙地避开了那些枯燥的专业术语，而是用一种非常生活化、故事化的语言来阐述复杂的科学概念。我记得读到关于“电磁波”的部分时，我不再是那种“听过但不知道是什么”的状态，而是能清晰地了解到，我们每天使用的手机、广播、电视，都是依赖于这些神奇的电磁波。书中不仅讲解了“是什么”，更重要的是，它能让你明白“为什么”。它能解释那些我们习以为常的现象背后隐藏的科学原理，让我对周围的世界有了更深刻的认识。而且，这本书的叙述逻辑非常清晰，每一部分的内容都层层递进，不会让你感到迷失。我尤其欣赏作者在解释那些抽象概念时，所使用的类比和比喻，它们总是那么贴切，让我能一下子就抓住核心。读完这本书，我感觉自己仿佛变成了一个“小小科学家”，对科学充满了热爱，并且迫不及待地想继续探索下去。

评分☆☆☆☆☆

我之前一直觉得科学离我很遥远，以为只有那些天才才能理解那些高深的理论。但这本书完全改变了我的看法。它真的做到了“BIG IDEAS 轻松读”，把那些曾经让我头疼的科学概念，比如量子纠缠、基因编辑、黑洞等等，用一种非常接地气的方式呈现出来。我印象最深刻的是关于“相对论”的那一部分，我之前总觉得时间是恒定的，空间是固定的，但书里通过一些有趣的例子，比如时钟在不同速度下走得不一样，让我对时间和空间的理解有了颠覆性的认识。更妙的是，书中的文字并不只是干巴巴的陈述，而是充满了故事性和趣味性，有时甚至带点幽默感，让我一边读一边忍不住会心一笑。它的结构设计也很合理，每个章节都聚焦一个核心的科学思想，内容不会太长，但信息量却很扎实，读起来一点也不会感到疲惫。我常常在睡前读上几页，感觉自己仿佛在和伟大的科学家们对话，感受他们的智慧和探索精神。这本书不仅仅是知识的传递，更是一种启迪，它让我看到了科学背后那种无穷的创造力和美，让我对这个世界充满了新的好奇和惊叹。