大人的理科教室：构成物理‧化学基础的70项定律 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　想理解现代科学，就绝对不能不知道20世纪初叶前的科学知识。
　　构成现代物理‧化学基础的70项定律
　　理解物理‧化学从「定律、原理、公式」开始！

　　槓桿原理、摩擦力、作用力与反作用力、虎克定律、钟摆定律、惯性定律、
　　高斯定律、安培定律、法拉第电磁感应定律、弗莱明定则、质量守恆定律……

　　高中教的「定律、原理、公式」，
　　从科学的角度来看，可说是总结和代表了这个世界基本运作。
　　因此，对这些定理、原理有个纵贯的理解，
　　对于知识的整理和贯通非常有帮助。
　　不仅如此，也更容易理解新的知识。

　　本书将以古希腊阿基米德的时代到20世纪前半叶为重心，
　　介绍与「物理、化学」相关的知名「定律、原理、公式」。
　　并用生活具体亲切的例子，并辅以丰富的图例，
　　来帮助读者理解「物质运动的原理」和「构成世界的机制」等科学的宏观面貌。

　　现在，物理和化学界正迎来过去学识收割期。
　　划时代定律的发现愈来愈少，但旧有知识的应用却一个又一个地开花结果。
　　因此，重新汇整20世纪初叶前的知识对未来将非常有帮助。
　　请各位一起透过本书，再次找回现代与过去的接点吧。

　　第1章　中小学教过的基本定律
　　第2章　物理就是理解物体的运动
　　第3章　理解「电」就能理解近代科技的基础
　　第4章　探究气体、液体、固体的定律
　　第5章　搞懂化学反应就会爱上化学！
　　第6章　从量子的世界到相对论
 

好的，为您撰写一份不涉及《大人的理科教室：构成物理‧化学基础的70项定律》具体内容的图书简介，字数约1500字。 --- 书名：【暂定】《跨越界限的思维迷宫：探索非线性逻辑与复杂系统的隐秘结构》 简介： 在这个信息爆炸、知识迭代速度前所未有的时代，我们赖以生存的现实世界展现出惊人的复杂性与多变性。传统的线性思维模式，擅长于拆解问题、追溯因果，却在面对系统涌现、反馈循环以及混沌现象时显得力不从心。《跨越界限的思维迷宫》并非一本教授既有科学原理的入门手册，而是一次深入人类认知边界、探究事物互动本质的思维远征。它旨在挑战我们对“确定性”的依赖，引导读者进入一个充满张力、反馈与意外的复杂世界图景。 本书的核心关注点在于“连接”与“涌现”。我们不再将世界视为由孤立的模块（如牛顿力学中的独立质点或化学反应中的固定比例）构成的集合，而是将其视为一个相互渗透、动态平衡的有机整体。从生态系统的自组织到金融市场的波动，从神经元网络的同步放电到社会思潮的扩散，隐藏在所有这些现象背后的，是共通的底层逻辑——复杂性科学的语言。 第一部分：重塑认知框架——从机械论到系统观 本书的开篇将带领读者对根深蒂固的机械论世界观进行审视。机械论认为，只要我们足够了解组成部分的属性，就能预测整体的行为。然而，现实远非如此简单。 1. 阈值与突变：非连续性的力量 我们将探讨“阈值”这一概念如何成为连接量的积累与质的飞跃的桥梁。例如，水在零度以下才会结冰，但这个温度点之前，温度的微小变化并不会导致形态上的剧变。在社会系统中，意见的传播也遵循类似的路径：沉默的大多数如何突然集体爆发？本书将引入相变理论的洞察，展示看似平滑的演进背后，隐藏着决定性的临界点。 2. 循环往复：反馈回路的塑造 线性思维倾向于A导致B，然后结束。而复杂系统则永远在循环。我们将详细剖析正反馈（自我增强的循环，如滚雪球效应）与负反馈（自我调节、趋于稳定的机制，如体温调节）。理解这两种回路的平衡与失衡，是理解气候变化、经济泡沫破裂以及生物体内稳态维持的关键。这不是关于具体的热力学定律，而是关于能量和信息流动的结构模式。 3. 鲁棒性与脆弱性：系统如何“活着” 一个健壮的系统（鲁棒性）通常不是最有效率的，但却是最能抵抗意外冲击的。本书将从网络理论的角度审视冗余（Redundancy）的价值。例如，生物多样性与通信网络的网状结构，如何在面对未知威胁时提供生存保障。我们将对比中心化网络（易受单一攻击瘫痪）与分布式网络（高韧性）的结构差异，这些差异并非源于物质的化学键合，而是信息传递路径的拓扑属性。 第二部分：动态的结构——混沌、模式与自组织 本部分将深入探讨那些无法被简单公式捕捉的现象，即非线性动力学的迷人领域。 1. 蝴蝶效应的深层含义：对可预测性的挑战 狭义上的“蝴蝶效应”常被误解为微小输入导致巨大输出。本书更侧重于其背后的科学含义：对初始条件的敏感依赖性。我们将讨论如何在长时间尺度上，即使了解了所有的基本规则，依然无法精确预测系统的未来状态。这不是知识的缺失，而是系统内在的属性。我们探讨的不是某个特定力学方程的解，而是所有这类方程的整体行为特征——混沌吸引子。 2. 分形几何：永恒的自我相似 我们观察到的自然界许多结构——海岸线、树枝的生长、血管的分支——似乎在不同尺度上都展现出相似的图案。分形几何提供了一种描述这种无限细节和自相似性的数学语言。本书将展示如何通过迭代函数系统来生成这些结构，它们揭示了在规则的约束下，复杂结构如何“生长”出来，而非被设计出来。 3. 自组织：无中心的设计 自组织现象是复杂系统中最引人注目的特征之一：在没有外部指挥或中央蓝图的情况下，局部互动如何导致宏观秩序的出现。我们将分析蚁群觅食路径的形成、晶体的自发排列等现象。这里的重点是局部规则如何产生全局智能，这与我们传统理解的自上而下的工程设计观形成鲜明对比。 第三部分：信息、熵增与意义的构建 最后，本书将触及信息论的视角，探讨系统如何处理不确定性，以及“意义”如何在随机性中诞生。 1. 熵增的广义解读：从热力学到信息损耗 熵（Entropy）不仅仅是能量的耗散，它更深层次上代表了系统内部状态的不可区分性，即“混乱度”或“不确定性”。本书将探讨信息如何与负熵（Negentropy）相关联。系统为了维持其结构和功能，必须不断地对抗整体的熵增趋势，这通常需要消耗外部的能量或信息流。我们探讨的是这种能量/信息守恒与结构维持之间的张力。 2. 涌现的深度：属性的不可还原性 当足够多的简单单元以特定的方式连接起来时，新的、无法从单个单元属性中推导出的宏观属性就会“涌现”出来。意识、生命本身、市场价格，都是涌现的产物。本书将讨论涌现现象带来的哲学挑战：我们能否真正“还原”复杂的现象到最基础的粒子运动？答案往往是否定的，因为关系本身构成了新的实体。 3. 涌现的伦理与实践 理解复杂系统的思维方式，对现代决策至关重要。它教导我们，在面对气候变化、流行病控制或大型组织变革时，单一、精确的干预往往是无效甚至有害的。成功的干预需要理解反馈机制，进行小规模、可容错的实验性干预，并时刻准备好根据系统对初次干预的反应来调整策略。 《跨越界限的思维迷宫》是一本写给所有对“事物如何运作”背后的深层结构抱有好奇心的读者——无论您的背景是艺术、管理、工程还是社会科学——的书。它不提供具体的公式，而是提供一套观察世界、理解关联、应对不确定性的高级工具箱。它邀请您走出知识的舒适区，去拥抱这个既迷人又难以捉摸的、充满反馈与涌现的真实世界。

作者简介

涌井贞美

　　◎1952年生于东京。东京大学理学系研究科硕士毕业后，先后于富士通、神奈川县立高等学校任职，现为独立科学作家。善于用深入浅出、简单易懂的方式解说，颇受好评。

　　◎着有《まずはこの一册から 意味がわかる统计解析（人生第一本 看得懂的统计分析）》（ベレ出版）、《図解・ベイズ统计「超」入门（图解‧贝氏统计「超」入门）》（SBクリエイティブ），并合着有《道具としてのフーリエ解析（好好用的傅立叶分析）》（日本实业出版社）、《くらしの科学がわかる本（一本书认识生活科学）》（自由国民社）、《身边常见的现代化生活科技》（瑞昇出版）、《谁都看得懂的统计学超图解》（枫叶社文化）等书。

 

前言
序章 理解物理化学从「定律、原理、公式」开始
 
第1章      中小学教过的基本定律
1         槓桿原理
2         摩擦力
3         作用力与反作用力
4         静力平衡
5         滑轮的原理
6         帕斯卡定律
7         功的原理
8         阿基米德原理
9         虎克定律
10       钟摆定律
11       惯性定律
12       落体的定律
［COLUMN］亲身感受帕斯卡定律
 
第2章      物理就是理解物体的运动
13       克卜勒定律
14       万有引力
15       刚体的静力平衡
16       第二运动定律
17       动量守恆定律
18       角动量守恆定律
19       力学能守恆定律
20       伽利略相对性原理
21       科氏力
22       白努利定律
23       都卜勒效应
24       波的叠加原理
25       惠更斯原理和反射定律
26       折射定律
［COLUMN］证明等加速度运动的公式
 
第3章      理解「电」就能理解近代科技的基础
27       库伦定律
28       欧姆定律
29       定域性原理
30       场的叠加原理
31       高斯定律
32       安培定律
33       法拉第电磁感应定律
34       冷次定律
35       马克士威方程组
36       弗莱明定则
37       劳仑兹力
38       焦耳第一定律
［COLUMN］从家电认识电和磁
 
第4章      探究气体、液体、固体的定律
39       质量守恆定律
40       定比定律与倍比定律
41       亚佛加厥定律
42       波以耳定律和查理定律
43       波查定律
44       理想气体方程式
45       亨利定律
46       范特霍夫的渗透定律
47       质量作用定律
48       拉午耳定律与沸点上升
49       热力学第一定律
50       热力学第二定律
 
第5章      搞懂化学反应就会爱上化学！
51       元素周期律
52       伏打序列
53       法拉第电解定律
54       赫斯定律
55       pH值计算原理
56       勒沙特列平衡移动原理
［COLUMN］莫耳浓度
 
第6章      从量子的世界到相对论
57       居礼-外斯定律
58       爱因斯坦的光量子假说
59       超导现象与BCS理论
60       薛丁格方程式与测不准原理
61       包利不相容原理
62       洪德定则
63       光速不变原理
64       狭义相对论
65       劳仑兹收缩与时间膨胀
66       质量增大公式
67       爱因斯坦质能互换公式E=mc²
68       广义相对论
69       赫罗图
70       哈伯定律
 

前言

　　现代是一个科学很有趣的时代。

　　19世纪、20世纪筑起的基础研究百花齐放，在各个领域开花结果。用燃料电池驱动的电动车、外表几可乱真的机器人、夏凉冬暖的新纤维才、可以与人对话的人工智慧，不胜枚举。

　　不仅如此，这些新科技与人类的经济活动紧密相连，因此常常成为主流媒体争相报导的话题。各种专业的科学用语理所当然似地佔据了新闻报纸的版面。例如「稀土金属是制造强力磁铁不可少的元素」、「中央新干线运用了超导马达」、「比铁更坚固的碳纤维材质将改变汽车产业」、「高效率半导体雷射可降低液晶电视25%的能耗」等等，在50年前还完全无法想像，需要高度科学知识的新闻，开始理所当然地满天飞舞。

　　不想在这样的时代中被知识压垮、被资讯淹没，人们必须拥有一定程度的科学素养。人们愈来愈需要对「事物是基于何种原理运作」和「世界是以什么方式构成」等科学常识有个概梗的理解。

　　虽然听起来好像很麻烦，但只是理解大致原理的话，其实并没有想像中的困难。这是因为，在现代开花结果的都是19～20世纪的科学，也就是我们在高中学到的科学。

　　本书的目的，只是以「定律、原理、公式」为切入点，重新「复习」一遍这些基本的部分而已。而且，不是草草地将各种名词解释一遍，而是多方面透过各种例子反覆说明。同时，还会示范这些定律、原理是如何被运用在日常生活中，帮助读者更具体地理解它们。

　　21世纪的科学技术，将以过去人类建立的定律和原理为基石，以前所未见的速度快速发展。为了不被这波浪潮淹没，理解科学的基础知识是必不可少的。而本书若能为此尽一份心力，便是笔者最大的荣幸。

　　另外，最后笔者想借此对从本书的企画阶段开始便提供了诸多指导的Beret出版社的坂东一郎先生，以及编集工房シラクサ的畑中隆先生致上感谢之意。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！作为一名对科学一直充满好奇但又觉得它深不可测的“大人”，我一直渴望找到一本能够真正解答我心中疑惑的书。这本《大人的理科教室》恰恰满足了我的需求。它没有那些枯燥乏味、充斥着晦涩公式的教科书式讲解，而是用一种非常亲切、生活化的方式，将那些看似高深的物理和化学定律一一呈现。我尤其喜欢作者在解释每一个定律时，都会联系到我们日常生活中随处可见的现象。比如，关于动量守恒定律的讲解，作者并没有直接扔出一堆数学公式，而是从我们踢足球、推购物车这些最简单的例子入手，让我瞬间就能理解“作用力与反作用力”的概念。还有关于化学反应的部分，书里用了很多形象的比喻，比如把原子比作乐高积木，不同的组合方式就能形成不同的物质，这比那些枯燥的化学方程式要容易理解多了。书中的插画也非常精美，不仅起到了辅助理解的作用，本身也很有观赏性。我经常会一边看书，一边赞叹插画师的妙笔生辉。最重要的是，这本书没有把我当成一个完全不懂的小孩，而是把我当成一个有求知欲的成年人，用尊重和引导的方式，一步步带领我走进科学的世界。读完之后，我感觉自己看待周围的世界都变得不一样了，以前习以为常的现象，现在都能从中找到科学的依据，充满了惊喜。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书是一股清流。在如今信息爆炸的时代，很多科普读物要么过于浅薄，要么过于专业，很难找到一本既能满足深度需求，又不至于让人望而却步的作品。而《大人的理科教室》恰恰找到了这个平衡点。它选择的70项定律，可以说是物理和化学领域最核心、最基础的知识点，涵盖了从物质构成到能量转化，从宏观宇宙到微观粒子等方方面面。作者在处理这些内容时，展现出了极高的智慧。他没有简单地罗列知识点，而是精心设计了一条逻辑线，让读者能够循序渐进地理解。比如，在解释原子结构的时候，会先从元素周期表入手，再逐步深入到原子核、电子的构成，最后引出化学键的形成。这种由浅入深、层层递进的讲解方式，让我在不知不觉中就掌握了相当多的知识。而且，书中的语言风格非常幽默，时不时会冒出一些令人会心一笑的段子，让阅读过程充满了乐趣，也减轻了学习的压力。我特别欣赏作者那种“把复杂问题简单化，但绝不低俗化”的处理方式。他用最精炼的语言，最恰当的比喻，将最抽象的概念具象化，让我这种文科生也能轻松get到点。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排实在是太出色了！它将物理和化学这两个看似独立的学科，通过70项基础定律有机地联系起来，展现了科学的统一性和普适性。我发现，很多物理定律在化学反应中也有着深刻的体现，反之亦然。这种跨学科的视角，让我对科学有了更宏观、更系统的认识。例如，书里在讲解热力学第二定律的时候，会提到化学反应中的能量变化，以及反应的自发性。而当讲解到化学动力学时，又会涉及到物理学中的统计力学概念。这种巧妙的融合，让我觉得科学不再是零散的知识点，而是一个相互关联、相互支撑的庞大体系。书中的图表和示意图也是一大亮点，它们不仅仅是插图，更是重要的信息载体。通过这些图形，我可以更直观地理解那些抽象的概念，比如分子运动、能量势垒等等。作者在文字叙述上也力求精准和严谨，但同时又保持了通俗易懂的风格。他会适时地解释一些专业术语，并提供一些历史背景的介绍，让我了解这些定律是如何被发现和发展起来的，这为我增添了不少阅读的趣味性。总而言之，这是一本非常有价值的读物，它不仅提升了我的科学素养，也让我重新燃起了对学习的热情。

评分☆☆☆☆☆

我之前一直对物理和化学充满了敬畏，总觉得这些学科是天才们的专属领域，普通人根本难以企及。直到我遇到了这本书，我的看法彻底改变了。它就像一位循循善诱的老师，用最浅显易懂的语言，剥开了那些复杂理论的外衣，让我看到了科学背后那令人着迷的逻辑和美感。书中的70项定律，每一项都像是打开了一扇新的窗户，让我得以窥见宇宙运行的奥秘。例如，关于熵增定律的阐述，作者并没有局限于热力学公式，而是巧妙地运用了“房间会越来越乱”、“能量会逐渐散失”这样的生活经验来解释，瞬间就让这个抽象的概念变得生动起来。再比如，在讲解光的折射时，书里用到了“水中筷子看起来会弯折”这个经典例子，并深入浅出地解释了背后的原因，让我恍然大悟。让我特别惊喜的是，这本书并不止步于讲解理论，它还会适时地引导读者去思考，去实践。有些章节甚至设计了一些简单的小实验，虽然我没有全部动手去做，但光是读着那些实验步骤和预期的结果，就已经足够激发我的好奇心了。阅读这本书的过程，更像是一次愉快的探索之旅，每一次翻页都充满了期待，每一次读完一个定律，都有一种“原来如此！”的豁然开朗。我迫不及待地想和身边的人分享这些知识，让他们也感受到科学的魅力。

评分☆☆☆☆☆

我一直以为科学离我非常遥远，直到我翻开了这本《大人的理科教室》。它就像一位和蔼可亲的长者，带着我漫步在物理和化学的奇妙世界。我最喜欢的是书中的“为什么”环节，作者总是能够预见到读者心中可能存在的疑问，并给出令人满意的解答。比如，为什么天空是蓝色的？为什么我们会感到冷？为什么香蕉会变黄？这些生活中的小谜团，在这本书里都得到了科学而有趣的解释。作者并没有给我灌输一堆死记硬背的公式，而是侧重于解释“原理”，让我理解事物运作的根本原因。而且，书中的案例选取也非常贴近生活，我甚至能在书里找到关于我工作中遇到的某些现象的科学解释。这让我感到科技的力量无处不在，也让我对科学产生了前所未有的亲近感。此外，书的排版设计非常人性化，字体大小适中，段落清晰，阅读起来非常舒适。虽然篇幅不小，但我几乎没有感到疲倦，反而越读越有劲。这本书真的让我觉得，科学并非高高在上，而是藏在我们生活的每一个角落，只要你愿意去发现，去探索。我强烈推荐给所有像我一样，对科学感到好奇却又不知从何下手的朋友们。