跟着网红老师玩科学：十分钟搞懂数学、物理及生活科学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

图书标签:

• 科学普及
• STEM教育
• 网红老师
• 趣味科学
• 数学
• 物理
• 生活科学
• 青少年科普
• 实验
• 亲子阅读

　　最早的学霸是谁？
　　一笔画能写出「田」字吗？
　　数学家能在赌场中赢钱？
　　天气预报为什么常常不准？
　　阿基米德能撬起地球？
　　如何制作原子弹？
　　雨天走路淋雨多，还是跑步比较多？
　　触控萤幕是什么原理？
　　手机是如何定位的？

　　西瓜视频、YouTube等平台点阅率破两亿，李永乐老师的第一本趣味科普书，用轻松诙谐的文字，简单明了的手绘插图，将高深艰涩的科普问题变成浅显易懂的趣味知识。

　　从日常生活出发，共有三个章节，有趣的数学、奇妙的物理、身边的科学，穿越时空探讨阿基米德、爱因斯坦和霍金等科学家的过人智慧，站在老师的肩膀上玩科学，十分钟就能让科学不再是玄学，让你聪明不断电！

专业推荐

　　任维勇　台北市立第一女子高级中学数学科教师
　　佑来了　科学型YouTuber
　　曹盛威　LIS情境科学教材科学史专员
　　杨国珠　台北市立第一女子高级中学化学科教师
　　疯狂理查　知识型YouTuber／台北市东山中学理化教师
　　刘炯朗　中研院院士／国立清华大学资工系荣誉讲座教授
　　赖以威　台师大电机系助理教授／数感实验室创办人

　　（依姓氏笔画排序）
 

《星际探索者：宇宙奥秘与未来科技》 （内容提要：本书是一部面向大众的科普读物，聚焦于天文学、空间科学、前沿物理学以及未来科技的应用与哲学思考。全书不涉及基础数学、普通物理定律的教学，亦不探讨日常生活中与科学相关的应用技巧。重点在于宏大叙事、前沿理论的梳理与深入探讨。） --- 第一部分：宇宙的宏伟蓝图与深空探索 第一章：超越视界的疆域——现代天文学的基石 本章深入剖析当代天文学观测能力的飞跃，重点阐述詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）及其后续计划对早期宇宙图像的重塑。我们将详细介绍红移现象的精确测量如何帮助我们描绘宇宙膨胀的精确速率，并探讨暗物质和暗能量在宇宙学模型中的不可替代性。书中将详尽解释引力透镜效应的复杂数学模型如何被用来探寻隐藏的星系团和星系结构，而非停留在简单的概念介绍。 我们还将审视系外行星研究的最新进展。这不是关于如何计算行星轨道周期的教学，而是聚焦于大气光谱分析技术（如Transit Spectroscopy）的突破性进展，如何识别潜在的生物标记物（Biosignatures），以及“宜居带”概念在多恒星系统中的复杂性修正。书中对开普勒、苔丝（TESS）任务的总结，着重于它们在统计学上对银河系行星分布规律的贡献，而非基础的行星形成理论。 第二章：黑洞的奇点与时空涟漪 本章将带领读者直抵宇宙中最极端的物理境地。我们不讲解牛顿或伽利略的经典力学，而是聚焦于爱因斯坦广义相对论的深层含义。重点阐述事件视界（Event Horizon）的形成机制，以及信息的悖论（Information Paradox）——信息是否真的被永久囚禁在黑洞中？本书将详细梳理霍金辐射的半经典推导框架，探讨其对量子引力理论的启示。 随后，我们进入引力波天文学的新纪元。对LIGO和Virgo探测器捕捉到的双中子星并合事件（如GW170817）的分析，将作为检验强引力场下物理定律的实证。本章深入探讨了引力波信号的后处理技术，包括从背景噪声中提取微弱信号的复杂算法，以及如何利用引力波数据来独立验证宇宙膨胀的哈勃常数。 第三章：星系演化与宇宙的生命周期 本章旨在勾勒出从宇宙大爆炸后的夸克时代到当前成熟星系形成的完整时间轴。我们将分析星系合并的动力学过程，研究星系际介质（IGM）的化学丰度如何随着代际恒星的死亡和超新星爆发而不断富集重元素。 探讨的主题包括活动星系核（AGN）的能量输出机制，特别是吸积盘的磁流体力学（MHD）不稳定性如何驱动出强大的相对论性喷流（Jets）。书中对“暗流星系”（Dark Galaxies）和“星系僵尸”（Galactic Cannibalism）现象的描述，基于最新的数值模拟结果，而非基础的天体物理公式。 --- 第二部分：前沿物理学与量子疆界 第四章：量子场论的精妙结构 本书拒绝任何关于基础粒子或经典电磁学的铺陈，直接进入粒子物理学的核心——量子场论（QFT）。本章详述标准模型（Standard Model）的拉格朗日量结构，重点分析规范对称性（Gauge Symmetry）在描述基本相互作用中的核心作用，如SU(3)xSU(2)xU(1)群的内在联系。 我们将深入解析费曼图（Feynman Diagrams）的计算意义，而非简单的绘制步骤，探讨它们如何系统地表达高阶微扰修正。对于W和Z玻色子的大质量起源，我们将详尽梳理希格斯机制（Higgs Mechanism）的数学形式，解释自发对称性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking）如何赋予规范玻色子质量，而保持电磁相互作用的无质量性。 第五章：超越标准模型的探索 本章关注粒子物理学中尚未解决的重大问题，及其对应的理论框架。我们将详细对比超对称理论（Supersymmetry, SUSY）的最低模型与实验数据的约束，探讨“超伴子”（Sparticles）的可能质量范围及其在未来对暗物质候选体的贡献。 此外，本书将介绍弦理论（String Theory）的基本概念，侧重于对额外维度（Extra Dimensions）的紧致化（Compactification）——特别是卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）的选择如何影响低能物理的现象。书中将讨论圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）与弦理论在量子化时空结构上的根本分歧。 第六章：量子信息与计算的极限 本章探讨量子力学的应用前沿，完全聚焦于信息处理而非日常的量子现象演示。我们将系统介绍量子比特（Qubits）的数学描述，重点分析纠缠（Entanglement）作为资源在量子密钥分发（QKD）和量子隐形传态（Teleportation）中的核心地位。 书中对量子计算的讨论，将集中于Shor算法和Grover算法的理论复杂度分析，以及实现容错量子计算（Fault-Tolerant Quantum Computing）所需要的量子纠错码（Quantum Error-Correcting Codes），例如表面码（Surface Codes）的拓扑结构及其对物理噪声的抵抗能力。 --- 第三部分：未来科技与工程的哲学疆界 第七章：可控核聚变的工程挑战 本章不再介绍核物理基础，而是聚焦于实现商业化聚变电站的工程难点。我们将分析托卡马克（Tokamak）装置中等离子体的约束问题，深入探讨杂散磁场（Stray Fields）对等离子体稳定性的影响，以及边界等离子体（Edge Plasma）的物理学在设计新型偏滤器（Divertor）中的关键作用。 书中将对比磁约束聚变（MCF）与惯性约束聚变（ICF，如NIF）的能量增益路径差异，并着重分析氚（Tritium）燃料的增殖毯（Breeding Blanket）设计，这是实现聚变能源可持续性的核心技术瓶颈。 第八章：人工智能的深层逻辑与伦理边界 本书不涉及任何编程或基础算法，而是将人工智能视为一个复杂的计算哲学问题。我们将分析深度学习模型背后的信息压缩与表征学习的效率问题，探讨Transformer架构的自注意力机制（Self-Attention Mechanism）如何构建起对世界知识的内在图谱。 重点讨论“黑箱问题”的理论根源——高维空间中梯度下降的路径选择，以及对模型可解释性（XAI）的理论追求。在伦理层面，我们将探讨基于图灵测试的局限性，并深入分析“强人工智能”（AGI）在意识模拟、自主决策权和潜在的存在风险（Existential Risk）方面的哲学辩论。 第九章：生物技术的前沿交汇点 本章聚焦于合成生物学与基因编辑技术的最高端应用，避开基础的分子生物学介绍。我们将探讨CRISPR-Cas系统在多基因位点同时编辑中的时空控制难题，以及潜在的脱靶效应（Off-target Effects）的定量风险评估模型。 书中将分析基因驱动（Gene Drives）技术的生态学影响，重点讨论如何设计能够自我限制传播的“反向驱动”系统，以平衡其在病媒控制中的巨大潜力与生态系统失衡的风险。同时，我们还将审视人机接口技术（BMI）中神经信号的解码精度瓶颈，以及如何从非侵入式传感器获取高带宽、高保真的脑电数据。 --- 结语：未知的邀约 本书的终点并非知识的穷尽，而是对人类认知边界的标定。我们将以对“可证伪性”的坚持，作为探索下一代科学理论的指导原则，引导读者以批判性的眼光，迎接宇宙中那些尚未被我们发现的深层规律。

作者简介

李永乐

　　幽默的科学传播者，西瓜视频科普创作人。

　　北京大学物理与经济双学士，清华大学电子工程硕士。

　　第十八届物理奥林匹克竞赛国家银牌，第六届华罗庚金杯数学竞赛全国一等奖。

　　中国人民大学附属中学物理教师／物理竞赛教练。

　　从教十年，培养清华北大学生二百余人，国际奥赛、亚洲奥赛、国家奥赛金牌十余名。

　　2018年起在西瓜视频、YouTube等平台发布科普短视频，全网粉丝超五百万，视频播放量超过两亿次，多条视频被人民日报等主流媒体转载。

　　任教于中国人民大学附属中学，并担任物理竞赛教练，成绩斐然。对于科学的热爱一直支撑着他发展科普事业。

　　《跟着网红老师玩科学》是李永乐老师的首部科普书，也是为数不多的原创趣味科普！
 

第一章　有趣的数学
1.1 最早的学霸是谁？
1.2 阿基里斯能追上乌龟吗？
1.3 我说的是假话
1.4 3.1415926……
1.5 披萨中的数学
1.6 一笔画能写出「田」字吗？
1.7 1＋1
1.8 最厉害的民科是谁？
1.9 怎样传小纸条？
1.10 平行线存在吗？
1.11 四维空间是怎么样的？
1.12 数学家能在赌场中赢钱吗？
1.13 买彩券能中大奖吗？
1.14 天气预报为什么常常不准？
1.15 散户炒股为什么总是赔钱？
1.16 老板为什么对基层员工特别好？
1.17 为什么总有人开车插队？
 
第二章　奇妙的物理
2.1 能量都是从哪里来的？
2.2 光速是如何测量的？
2.3 阿基米德能撬起地球吗？
2.4 天体之间的距离到底有多远？
2.5 指南针为什么能指南？
2.6 家用电是怎么产生的？
2.7 特斯拉和爱迪生谁更厉害？
2.8 SOS是什么意思？
2.9 FM和AM是什么意思？
2.10 世界上第一张X光片是谁拍的？
2.11 量子是什么东西呢？
2.12 波还是粒子？这是个问题
2.13 薛丁格的猫是死了还是活着？
2.14 黑洞是黑色的吗？
2.15 如何制作原子弹？
2.16 晶片为什么这么难做？
 
第三章　身边的科学
3.1 天空为什么是蓝色的？
3.2 星星为什么是黑白的？
3.3 正常夫妻为什么会生出色盲孩子？
3.4 双层彩虹是怎么回事？
3.5 炎热的夏天为什么总觉得马路上有水？
3.6 雨中走路淋雨多，还是跑步比较多？
3.7 电磁炉是怎么加热食物的？
3.8 微波炉是如何加热的？
3.9 电锅可以用来烧水吗？
3.10 触控萤幕是什么原理？
3.11 手机是如何定位的？
3.12 陀螺为什么不倒下？

2.8　SOS是什么意思？--无线电报的原理

我们经常看到战争片里有个发报员「嘟嘟嘟」地发电报，但有很多人知道SOS 是求救讯号。大家知道电报是什么原理吗？哪些人对无线电报的发明有贡献呢？人们为什么把SOS做为求救讯号呢？

一、马克士威：电磁波的预言者

之前我们说过，法拉第发现了电磁感应现象，透过磁场产生电流，并且发明了发电机。可是为什么磁场会产生电流呢？法拉第并没有想清楚，因为他小时候家庭贫困，只上过两年小学就辍学了，伟大成就都是依靠对科学的热爱和努力钻研的精神而取得，所以在数学方面不是很强，总是喜欢用形象的方式表述物理规律，却难以使用数学语言解释自己的伟大发现。

这时，另一个伟大的人物马克士威登场了。
 
马克士威比法拉第小四十岁， 二十三岁刚从剑桥大学毕业时，读到了法拉第的科学论文，被他深邃的思想所吸引，决心用数学弥补法拉第的不足。一年后，他就发表了第一篇关于电磁学的论文，并同法拉第进行了深入的讨论。

法拉第是一位伟大的科学家，同时也是一个品格高尚的人，他对年轻的学者特别关心。他对马克士威说：「你不要只局限于用数学解释我的观点，而要有所创新。」在老一辈科学巨匠的鼓励下，马克士威最终成功地提出了「马克士威方程组」，成为牛顿和爱因斯坦之间最伟大的物理学家。

马克士威心想：电流的形成是由于电荷运动，而只有电场能够驱动电荷。他敏锐地察觉到：变化的磁场并非直接产生电流，而是在周围空间产生了电场，如果电场附近存在导体，就会形成电流。

马克士威进一步想到，由于电与磁紧密相关，而且变化的磁场能够产生电场，所以变化的电场应该也能产生磁场。例如用交流电连接两个金属板构成的电容器，由于交流电的电压在反覆变化，电容器中就会产生变化的电场。

更为神奇的是，如果变化电场产生的磁场依然是变化的，它就会进一步产生电场，如此一来，振盪的电场和磁场可以相互激发，并向远处传播，形成一种类似波动的物质，并命名为「电磁波」。

评分☆☆☆☆☆

我其實對科學一直有種莫名的距離感，總覺得那是屬於天才或科學家們的領域。但是，最近周遭許多朋友都在討論這本《跟著網紅老師玩科學：十分鐘搞懂數學、物理及生活科學》，尤其是他們口中那位「網紅老師」的教學風格，讓我原本冰封的科學魂有點蠢蠢欲動。書名裡的「十分鐘搞懂」簡直像是一盞明燈，為我這種時間有限，又容易分心的人提供了極大的動力。我尤其好奇，究竟是怎樣的「網紅」老師，能夠用如此簡潔、快速的方式，讓大家理解數學和物理這兩大「魔王」級學科？而且，書中還包含了「生活科學」，這聽起來就非常貼近我們實際生活，我猜測應該會包含很多我們日常生活中遇到的現象，像是為什麼泡麵需要用熱水泡、衣服為什麼會靜電、或是下雨天為什麼會有閃電和打雷等等。如果真的能透過這本書，用十分鐘的時間，就對這些問題有個初步的了解，那絕對是值回票價。我希望這本書能打破我對科學的刻板印象，讓我發現科學的趣味性，甚至激發我進一步學習的興趣，讓我的生活變得更加豐富多彩。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《跟著網紅老師玩科學》聽起來就像是為我這種對科學一竅不通，但又對身邊各種事物充滿好奇的人量身打造的！平常上班忙得要死，下班回家只想放空，但又不想整個人都變成「滑手機廢」，看到書名有「網紅老師」跟「十分鐘搞懂」，立刻就燃起了希望。我真的超怕那種論文式的寫法，密密麻麻的公式和專有名詞，光看就頭痛。但這本書的感覺就不一樣，好像真的有位年輕、有活力的老師，用你聽得懂、而且會覺得很有趣的方式，把那些聽起來很深奧的數學、物理，甚至是日常生活中超貼近的東西，像變魔術一樣呈現在你眼前。想想看，以後跟朋友聊天，別人講到什麼科學新聞，你都能瞬間秒懂，甚至還能講出個所以然，那種感覺多酷啊！而且「十分鐘」這個時間設定，對我來說太友善了，就算真的只抽空十分鐘，也能紮紮實實學到一點東西，累積起來絕對很可觀。我超期待裡面的生活科學部分，像是為什麼冰塊會融化、手機訊號是怎麼來的、煮飯的原理是什麼等等，這些生活中的小疑問，終於有機會被解答了，感覺生活會變得更有趣、更有智慧。

评分☆☆☆☆☆

平常我雖然不是那種會主動去鑽研科學知識的人，但偶爾在社群媒體上看到一些用趣味方式解釋科學原理的影片，還是會停下來觀看。這本《跟著網紅老師玩科學》的書名，立刻就勾起了我的興趣，尤其是「網紅老師」這幾個字，讓我覺得這本書的內容應該會非常生動有趣，而且跟得上時代潮流。畢竟，要吸引現在的年輕人，甚至是不太接觸科學的成年人，傳統的教科書式寫法是絕對行不通的。《十分鐘搞懂》這個標語，更是讓我眼睛為之一亮，這表示作者一定很擅長濃縮精華，用最有效率的方式傳達知識。我對於數學和物理這些看似抽象的學科，總是感到一頭霧水，但如果能透過「生活科學」的引導，將這些原理融入日常，我會覺得更容易理解。例如，書中會不會解釋為什麼坐雲霄飛車會有那種失重感？或是為什麼某些食材加熱後會產生奇妙的變化？這些都是我平常會思考但又無從解答的問題。我非常期待這本書能帶給我驚喜，讓我重新認識科學，並且從中獲得更多生活中的小樂趣和知識。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，科學的魅力在於它能解釋我們周遭的一切，但很多時候，我們被那些艱澀的理論和公式嚇退了。《跟著網紅老師玩科學》這本書名，聽起來就有一種親切感，好像有個能把複雜事物變簡單的魔法師在引導。我平常就喜歡看一些有深度但又不失趣味的知識型內容，而「網紅老師」這個定位，更讓我聯想到那些善於用生活化的例子、幽默感十足的方式來傳達知識的創作者。書名中的「十分鐘搞懂」更是精準地打中了我的需求，對於忙碌的現代人來說，能夠在短時間內獲得有價值的知識，是極為難得的。我對書中將數學、物理與生活科學結合的方式特別感興趣，我很好奇書中是如何將抽象的數學概念，轉化為我們日常生活中能理解的邏輯，或是如何將物理定律，應用在一些常見的現象上。例如，會不會解釋手機為什麼能收發訊號？或是為什麼我們看到的顏色會有差異？這些問題的答案，如果能透過輕鬆易懂的方式呈現，絕對能讓我的科學知識層次往上提升一大截，也讓我在面對生活中的各種現象時，多了一份理解與洞察。

评分☆☆☆☆☆

實在是太久沒有接觸「認真」的科學學習了，以前上學時，數學和物理總是讓我感到頭痛，感覺那些數字和符號離我的生活太遙遠了。《跟著網紅老師玩科學》這本書名，一看到就覺得眼前一亮，彷彿黑暗中的一道曙光！「網紅老師」的標籤，讓我不禁想像，這一定是一位非常懂年輕人、也懂得如何讓科學變得好玩的老師。書裡提到的「十分鐘搞懂」，更是讓我這個時間不夠用、注意力又容易渙散的「小資族」感到極大的吸引力。不用啃厚重的書本，不用花費數小時鑽研，只要花個幾分鐘，就能獲得科學的啟發，這簡直是夢寐以求啊！我最期待的就是書中關於「生活科學」的部分，我猜測會包含很多我們日常生活中習以為常，但卻從來沒想過背後原理的現象。比如，為什麼夏天吃冰淇淋會覺得涼快，冬天就不行？或是為什麼手機螢幕觸控這麼靈敏？如果能透過這本書，用一種輕鬆、幽默、生活化的方式，解答這些看似簡單卻又引人入勝的問題，那絕對能讓我重新找回對科學的興趣，並且感覺自己的生活變得更加有趣和有智慧。