国家地理生活科学大进击 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： T.J. Resler

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• 趣味科普
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　代替你动手，拆开日常生活中的物件和科技装置，一窥背后的运作原理！

　　★小至橡皮擦，大至火箭升空的科学原理。
　　★清楚精细的剖面图和透视图，一步步详细解释物件的内部构造和运作方式。
　　★带你探究科学家怎样受到科幻小说中的装置启发，并在真实世界中一步步把它实现出来。
　　★原理解说深入浅出、图片生动，更有趣味小实验让小朋友一起动手做做看。
　　★来自实验室的真实故事，了解科学家和工程师发明和研究的过程，以及他们的小传记。
　　
　　你有没有曾经好奇过微波炉怎样把食物加热？有没想要拆开电脑，看看里面究竟藏了什么？你知道隐形斗篷不只存在于《哈利波特》的故事中，也已经出现在真实世界了吗？

　　这本书很危险，可能让你以为自己能办到不可能的事，更揭开了家里煮饭、打扫机器（不是你的父母！）的祕密。你会发现科幻作品里的装置已经成真，学到一些远比功课还要有趣的学校器材。你会知道为什么模拟器感觉那么真实，以及为什么在充气弹跳屋里蹦蹦跳跳，弹跳屋却不会爆开。你也会了解潜水艇怎样潜到水底，火箭又是怎样升空的。

　　本书带你认识现实生活中的科学家、工程师、发明家，和创新者，看看他们怎样为了创造下一次的突破不断挑战极限，冒一切的风险，还有发明背后给人启发的离奇故事，包含意外的发现、反覆的失败，以及成功的时刻。

　　现在就翻开《生活科学大进击》，探索这些物件背后的故事吧！

《星辰的低语：宇宙探索的未解之谜》 内容简介 本书带领读者踏上一场穿越浩瀚宇宙的史诗之旅，深入探索天体物理学、宇宙学以及行星科学的前沿领域。我们不再满足于肉眼所见的星光，而是潜入到时空曲率的奥秘，试图捕捉那些远古宇宙遗留下来的微弱信号。 第一部分：光年之外的视界 一、黑洞的视界与信息悖论： 恒星生命的终极归宿——黑洞，是检验现代物理学极限的天然实验室。本书详细剖析了史瓦西半径的几何结构，并引入了广义相对论在强引力场下的表现。我们着重探讨了霍金辐射的理论基础，以及黑洞信息悖论这一跨越量子力学与广义相对论的世纪难题。信息是否真的会从黑洞中永远消失？我们审视了防火墙理论、软毛理论等最新的理论尝试，试图描绘出信息在事件视界进出的复杂图景。 二、引力波的涟漪与时空的新听觉： 继爱因斯坦的预言，引力波探测已成为天文学的革命性工具。本书不仅回顾了LIGO和Virgo合作组织如何捕捉到双中子星并合、双黑洞并合产生的时空涟漪，更深入分析了这些“宇宙的喧嚣”如何揭示了极端天体物理过程的内部机制。我们讨论了未来更先进的探测器（如LISA）如何监听宇宙早期时空产生的原始引力波背景，那可能是宇宙大爆炸“创世之声”的直接证据。 三、暗物质与暗能量的幽灵： 构成我们宇宙的大部分物质和能量是不可见的。本书将暗物质的“缺失质量”问题置于核心，回顾了从旋转曲线异常到引力透镜效应的各种间接证据。我们详细比较了WIMP（弱相互作用大质量粒子）、轴子等候选者，并介绍了地下深处和太空中的直接探测实验的进展与挫折。同时，暗能量——驱动宇宙加速膨胀的神秘力量，其本质依然是宇宙学最大的谜团。本书探讨了从宇宙学常数到修正引力理论的各种解释框架，试图理解宇宙的最终命运。 第二部分：行星的诞生与生命的印记 四、系外行星的分类与宜居性评估： 随着开普勒和TESS任务的成功，我们已确认了数千颗系外行星。本书超越了简单的行星发现列表，专注于行星系统的动态演化模型。我们详细讨论了“热木星”的迁移机制、“超级地球”的内部结构（岩石还是冰封的海洋星球？），以及如何利用光谱分析探测遥远大气层中的生物标志物（Biosignatures）。本书特别关注了詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）对特定宜居带行星的详细大气剖析结果，以及它们可能预示的生命迹象。 五、太阳系的边缘与深空探测： 我们的太阳系本身依然充满未知。本书聚焦于海王星轨道之外的柯伊伯带和奥尔特云，探讨冥王星及其卫星卡戎的冰冷地质活动。我们回顾了“新视野号”任务的发现，并展望了未来可能登陆这些遥远冰冷世界的探测任务构想。此外，对于木卫二（欧罗巴）和土卫二（恩克拉多斯）冰下海洋的探索，是寻找地外生命的关键前沿。本书分析了当前任务（如“欧罗巴快帆”）的数据收集策略，以及未来钻探或飞越任务的工程挑战。 第三部分：宇宙学的时间轴 六、暴胀理论的检验与宇宙背景辐射的细节： 宇宙大爆炸理论的基石之一是暴胀模型，它解释了宇宙的均匀性和平坦性。本书深入研究了宇宙微波背景辐射（CMB）的精确测量，特别是对偏振模式（E模式和B模式）的搜寻。B模式偏振被认为是原初引力波的直接印记，是检验暴胀模型参数的“圣杯”。我们检视了普朗克卫星和地面实验在这一领域的最新限制。 七、结构形成的模拟与星系的演化史： 宇宙并非均匀，它由星系、星系团构成的巨大网状结构组成。本书探讨了从微小量子涨落如何通过引力增长为我们今天所见的宇宙大尺度结构。我们讨论了N体模拟（N-body Simulations）如何重现星系形成的历史，包括早期宇宙中恒星的“第一代”形成，以及超大质量黑洞在星系演化中所扮演的共同角色。 八、时间的终结：多重宇宙的推测与边界： 尽管仍是理论物理的高端猜想，多重宇宙的概念深刻影响了我们对自然法则的理解。本书以审慎的态度介绍了弦理论的景观、永恒暴胀产生的“泡泡宇宙”，以及循环宇宙模型。我们探讨了如何在可观测的宇宙之外寻找存在的证据，即使这可能需要对“可检验性”的科学定义进行修正。 结语：未竟的求索 宇宙探索是一场永无止境的对话，每一次发现都揭示出更深层次的未知。本书力求以严谨的科学态度，引导读者理解当前天体物理学最激动人心的前沿挑战，那些等待下一代科学家去解答的宏大问题。我们脚踏实地，仰望星空，理解我们自身在时空结构中的位置。

作者简介

T‧J‧瑞斯勒

　　曾任记者、大学教授和研究分析师，并到俄罗斯、亚洲和欧洲进行研究工作和教学，现为作家，充满好奇心，热爱探索和儿童文学，撰写各种题材的儿童书籍，包括：科学、动物、神话、文化、音乐。

译者简介

黄意然

　　台湾大学外文系学士、美国明尼苏达大学新闻传播学系硕士。

　　在竹科IC设计公司当了七年的PM后，决定投回艺文的怀抱，现为专职译者，近期译作有《写给未来的日记》、《住在三十年的寂寞里》、《莱可校长的女学生》、《关上门以后》、《女力当家》等。
 

第一章
传送我吧 8
拉风的交通工具
悬浮摩托车和悬浮滑板 10
世界触手可及－－平板电脑 16
实验室故事──祕密讯号：无线通讯的一大步 22
神乎其技──隐形斗篷 24
身体再造──仿生手足 30
人物简介：大卫‧莫伊尼纳‧圣耶 34
困在牵引光束里了！──牵引光束 36
动手做做看！──消失的戏法：利用镜子做出隐形装置 42

第二章
家就是放冰箱的地方 44
冷却之王──冰箱 46
水族箱的蹊跷──水族箱 52
点心杀手──微波炉 58
实验室故事──香肠快速煮熟法：微波炉的发明 64
爱整洁的机器人──扫地机器人 66
人物简介：海伦‧格雷纳 70
哎呦，好恶！──那东西 （第一个字是「马」）72
动手做做看！──水的奇蹟：找出哪种过泸器效果最好 78

第三章
有趣的学校 80
教室里最聪明的孩子──互动显示器 82
胶着状态──黏胶 88
实验室故事──持久的点子：便利贴的发明 92
影印学问大──影印机 94
双重功能──保温瓶 100
乐队起奏──乐器 104
人物简介：尼可拉斯‧「可拉」‧戈梅兹和法比欧‧查维兹 110
重来一遍──橡皮擦 112
动手做做看！──音乐大师：制作演奏的装置 118

第四章
极限乐趣 120
飞天遁地──云霄飞车 122
实验室故事──增加刺激因素：云霄飞车的创新 128
十趾扣冲浪
乘风冲浪 130
模拟的世界──模拟器 136
人物简介：爱德温‧林克 142
欢乐跳跃──充气弹跳屋 144
别低头看──走钢索 150
动手做做看！──弹珠也疯狂：设计一座回圈式的云霄飞车 154

第五章
从这里到那里 156
自行车动力──自行车 158
实验室故事──转动起来：自行车的演变 164
重回轨道──列车 166
齐步前进──电扶梯 172
深海潜舰──潜水艇 176
火箭发射！──火箭 182
人物简介：伊隆‧马斯克 186
上路喽──油电混合车 188
动手做做看！──对压载舱吹气！
让潜水艇下潜和浮出水面 194

补充资料
进一步的资料 196
词汇表 196
参考资料 200
索引 202
制作人员名单 206
谢志 208

 

第一章
传送我吧

新奇的装置和科学发现不是只会诞生在实验室而已，有很多是从说故事的人脑袋中幻想出来的。
科幻小说展望未来，几百年来一直提出这个问题：「如果这样，会怎样？」比方说：「如果我们能飞的话会怎样？」，或是「如果我们能制造机器人、或是把东西变不见的话会怎样？」不过，科幻小说不是问问题而已，还会激发想像力，鼓舞大家採取行动。有发明家读了科幻小说之后，就产生了想法：「何不真的来做一个机器人呢？」或者制造出仿生手臂，想出把东西变不见的方法。他们发明、设计，得到新发现；最后，把科幻小说变成科学事实。

纯粹事实
气垫载具为什么能浮起来？

气垫载具是在空气垫上滑行的交通工具。它利用强力的风扇，也就是螺旋桨，制造出空气垫，风扇或螺旋桨把空气往地面推而产生升力，让载具悬浮起来。气垫载具经过特殊设计，能把大多数的空气保留在载具下面。依据引擎的马力大小，气垫载具飘浮的高度从离地几公分到3公尺不等；移动时能制造出更多气流来推动载具往前走。气垫载具能在任何平滑的表面上制造空气垫，一般在水路比较常见，不过悬浮摩托车在陆地或水面上都能滑行，而悬浮滑板则需要在特殊的表面上才能玩。

悬浮摩托车……
有多位发明家正在研究悬浮摩托车，目前已经开发出一款，名叫Aero-X，可在平地、丘陵和水面上迅速移动。Aero-X的大小和汽车差不多，但骑乘方式像摩托车，只不过是在空中驾驶，把操纵桿往目标方向移动就能控制方向。这款悬浮摩托车最高时速是72公里，最大悬浮高度是3.7公尺，不过发明人认为在这个高度的一半骑起来最自在。这辆车的动力来自两台前后排列的巨大风扇，也就是螺旋桨，加满油可跑1小时15分钟。

……和悬浮滑板
由Hendo团队制造的悬浮滑板使用了和大多数气垫载具不同的技术。悬浮滑板上有四小颗圆盘状的带电磁铁，设计者把这些磁铁叫做「悬浮引擎」，因为这些磁铁会和底下的表面共同产生强力磁场，这样的磁场能把滑板抬离地面大约2.5公分。悬浮滑板要在能和磁铁发生作用的特殊表面上才能飘浮，因此需要在「悬浮公园」才能玩，这种滑板场的斜坡、碗公和半管滑道都经过特殊设计。玩家用脚提供推力，滑板就会前进。

我们发展到那一步了吗？
很多描述未来世界的人都认为气垫载具总有一天会存在。至于那一天什么时候会来临，大家的意见似乎不太一样。右图是气垫载具在虚构故事中出现的时间轴，看看这些作者预测我们什么时候能骑悬浮摩托车出去兜风。（提示：现实生活的进度有点落后啊！）

评分☆☆☆☆☆

哇，看到《国家地理生活科学大进击》这个书名，我脑海中立刻浮现出许多童年回忆！小时候，家里一定有几本国家地理的杂志，那些震撼人心的摄影作品，加上深入浅出的科普文章，简直就是我们探索世界的窗口。我记得最清楚的是那期关于深海生物的，漆黑的海洋深处，竟然隐藏着那么多形态奇特、发光的生物，当时真是让我惊叹不已。还有关于古文明的专题，那些神秘的金字塔、失落的城市，每一个细节都充满了探索的乐趣。虽然这本书的重点可能在“生活科学”，但我相信它一定继承了国家地理一贯的严谨与趣味，或许会带我们从科学的角度重新审视生活中的一些现象。比如，我一直很好奇，为什么打喷嚏的时候眼睛会忍不住闭上？或者，有时候明明没做什么剧烈运动，却会突然感到疲惫，这背后是不是有什么科学原理？这本书可能会揭示这些我们习以为常，却又鲜为人知的奥秘。我尤其期待它能够将复杂的科学概念，用生动有趣的方式呈现出来，就像国家地理杂志那样，配上精美的图片，让我们在轻松阅读中就能获得知识，感受到科学的魅力。

评分☆☆☆☆☆

这本《国家地理生活科学大进击》听起来就很有意思！我一直对身体的奥秘感到好奇，尤其是那些我们自己身上发生的小事，背后到底藏着什么原理。比如，为什么有时候我们会突然“鬼压床”？感觉身体动不了，意识却是清醒的，那种恐惧感真是太真实了。还有，为什么有些人睡觉会打呼噜，有些人却不会？打呼噜会不会影响健康？这些问题，平常想问也很难找到专业的解答，但如果是国家地理来写，我非常有信心他们能给出既科学又易懂的解释。我想，这本书应该会从各种角度来解析“生活”这件事，从我们每天的饮食起居，到身体的运作机制，再到我们与环境的互动。它可能会讲解为什么我们会喜欢吃甜食，背后的生物学原因是什么？为什么早晨醒来会感觉口渴？运动过后身体会产生怎样的变化？这些看似琐碎的生活细节，一旦被科学的光芒照亮，一定会展现出全新的面貌。我期待这本书能成为一本“生活百科全书”，让我们更了解自己，更懂得如何健康地生活。

评分☆☆☆☆☆

看到《国家地理生活科学大进击》，我脑海里立即闪过了无数关于“时间”和“空间”的哲学思考，虽然我知道这本书的重点是“生活科学”，但国家地理的触角总是那么广。我一直对“为什么有些东西会随着时间而改变”感到着迷，比如，为什么金属会生锈？食物会变质？甚至我们人类的身体，也在不断地变化。这种“熵增”的现象，在生活中无处不在，如果这本书能用科学的角度来解释这些“变老”、“衰败”的本质，那一定非常有趣。我特别期待它能触及到一些关于“距离”和“感知”的科学。比如，为什么有时候感觉近在咫尺的东西，实际上却很远？或者，为什么我们会对某些特定的场景或气味，有着特别强烈的情感连接？这背后是不是有什么心理学或者神经科学的原理？我相信，国家地理的团队，会以他们独特的视角，把这些抽象的概念，用生动的故事和严谨的论证，展现在我们面前，让我们对“生活”这个宏大的命题，有更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

《国家地理生活科学大进击》这个书名，让我联想到小时候的科幻小说，总觉得科学是遥不可及、充满未来感的。但国家地理出品，我总觉得它会把这些“高大上”的科学，拉回到我们身边，变成“生活”的一部分。我个人对“为什么”这件事特别着迷，尤其是关于自然现象的。比如，为什么有时候天空会下冰雹？它形成的条件是怎样的？还有，为什么夏天的时候，有时候会有突然的暴雨？这些天气变化，我们总是被动接受，但如果能知道背后的科学原理，会不会对我们的生活有更多启示？这本书可能会从气象学、地理学等角度来解释这些问题，用国家地理一贯的严谨态度，配上那些让人身临其境的图片，我相信读起来会非常过瘾。我尤其想知道，关于地球的一些“小秘密”，比如为什么有些地方的土地会隆起，形成山脉？而有些地方又会下陷，形成盆地？这些地质学的知识，如果能和我们的生活环境联系起来，肯定会让我们对脚下这片土地有更深的认识。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，生活中的许多事情，都是充满“学问”的。这本书《国家地理生活科学大进击》，光听名字就觉得它会把这些“学问”给挖掘出来，而且是用国家地理的方式。我一直对“声音”这个概念很好奇，比如，为什么有时候我们会听到一些莫名其妙的声音？有些人说是因为“气压”变化，是真的吗？还有，不同材质的东西，发出的声音为什么会不一样？敲打木头和敲打金属，听起来就完全不同，这背后有什么物理学原理？我希望这本书能解释这些关于声音的奥秘，让我们从科学的角度去理解这个我们每天都在接触的现象。另外，我也很想知道，我们人类的“感觉”是怎么回事？为什么有时候会觉得冷，有时候会觉得热？这不仅仅是温度计上的数字，而是我们身体的真实感受，这背后是不是有什么生物化学反应在起作用？我相信，以国家地理的风格，一定能把这些复杂的生理学知识，用最直观、最容易理解的方式呈现出来。