比教科书有趣的14个科学实验Ⅱ：满足好奇心！开拓新视界！ pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　众多老师热烈推荐，
　　最佳科学实验书籍第二弹，隆重登场！

　　热心于教学的老师们，要如何运用有限的预算演示出有趣的实验并进行授课呢？
　　用周遭就找得到的材料，将光、声音、超音波、气味……所产生的现象视觉化，
　　帮助学生们理解，并引导出学生们对科学的兴趣吧！

　　师生一起做做看！
　　◆用声音的力量浮起来！？超音波飘浮
　　◆由美丽的三色液体学习溶剂、极性、比重
　　◆用光来演奏音乐
　　◆没有马达也能自己跑起来！神奇的线圈列车
　　◆小小鑑识官！用瞬间接着剂採取指纹

　　本书的作者群为早稻田大学本庄高等学院的实验开发班，曾获奖无数，包括「JSEC（高中生科学技术挑战）」、「PEC青少年科学节 金奖」等。

　　作者代表影森彻先生于早稻田大学本庄高等学院教授物理，并以「实验」为基础进行授课，这种独特的教育方式深受学生好评。除了指导中小学生教师的实验以外，亦担任理科部的顾问，教出许多科学竞赛的获奖者。

　　科学不该只是死背课本上的知识与公式，让学生亲眼看到、亲自动手实验，才能体会科学的奥妙与有趣之处！

　　※注意：本书中的部分实验较具危险性，进行实验时请务必有老师陪同。

本书特色

　　★14个吸引孩子目光、独一无二的实验
　　★由理学院老师撰写！最适合与学生一同实作
　　★打破生物、化学、物理等科目的藩篱
 

宇宙的低语：从微观粒子到宏大星系的探索之旅 本书并非关于家庭自制化学实验的指南，也未涉及任何基于学校课程的物理或生物学演示。它是一部深入探索宇宙奥秘、挑战传统认知边界的科普读物。我们将一起踏上一段横跨时间与尺度的思想冒险，聚焦那些驱动我们世界运转的底层逻辑和尚未完全揭示的自然规律。 第一章：时间的本质与多维空间的猜想 时间，我们习以为常的度量衡，究竟是宇宙的基本属性，还是某种宏观的幻觉？本章将从爱因斯坦的相对论出发，阐述时间膨胀的物理机制，并逐步深入到量子场论对时间箭头的解释。我们不会停留在对狭义和广义相对论的简单复述，而是会探讨一些前沿的理论模型：例如，是否存在一个“普朗克时间”以下的微观时间结构？如果时间可以被“量子化”，那么我们日常感知到的连续性又是如何产生的？ 随后，我们将转向更高维度的猜想。弦理论和M理论提出的额外空间维度并非抽象的数学游戏，而是试图统一四种基本力——引力、电磁力、强核力与弱核力——的关键所在。本章将详细剖析卡鲁扎-克莱因理论的早期尝试，并解释为什么现代物理学家仍然相信这些隐藏的维度可能影响着我们所观察到的粒子行为和物理常数。我们将探讨紧致化（compactification）的概念，以及这些维度如何在极小的尺度上“卷曲”起来，不被我们目前的实验手段轻易探测到。 第二章：暗物质与暗能量的宇宙难题 现代宇宙学面临两大核心难题：占据宇宙总质能约95%的“暗”成分。本书将区别对待暗物质和暗能量，分别深入探讨支持它们存在的观测证据，并批判性地分析当前主流的理论候选者。 对于暗物质，我们将回顾星系旋转曲线、引力透镜效应以及宇宙微波背景辐射（CMB）提供的间接证据。随后，我们将详细分析WIMP（弱相互作用重粒子）、轴子（Axion）等模型在粒子物理学框架下的可行性。我们不会进行任何关于在家中模拟引力透镜的讨论，而是聚焦于地下深处的氙探测器（如LUX-ZEPLIN）和空间望远镜（如詹姆斯·韦伯空间望远镜）如何试图直接捕捉或间接测量这些幽灵般的物质。 暗能量则代表了宇宙加速膨胀背后的驱动力。本章将梳理对Ia型超新星观测的里程碑意义，并深入探讨“宇宙学常数”的难题——即理论预测的真空能密度与实际观测值之间高达数十个数量级的巨大差异。我们还将探讨替代性的引力理论（如f(R)引力），这些理论试图在不引入新物质的情况下解释加速膨胀。 第三章：量子纠缠与信息论的交汇点 抛开物质和能量，我们将把注意力转向信息——宇宙的第三大基石。量子力学的核心奥秘之一——量子纠缠——在本章中将被视为一种非定域性的信息关联。我们将探讨贝尔不等式及其在实验中对定域实在论的否定，这不是为了展示如何用光子对进行简单的偏振测量，而是要深入理解“非定域性”对信息传播和因果律的哲学挑战。 本章还会关注量子信息论的前沿发展。量子比特（Qubit）如何超越经典比特的0或1的限制？我们如何利用量子叠加态和纠缠态进行指数级的并行计算？我们将剖析量子隐形传态（Quantum Teleportation）的真正含义——它传输的并非物质，而是量子态的信息。此外，我们还会讨论黑洞信息悖论，探讨信息在落入奇点后是否真的被永久销毁，以及这是否意味着我们对量子力学基本原理的理解存在根本性的缺陷。 第四章：生命起源：从化学到复杂系统的涌现 本章将跳出纯粹的物理学范畴，转向探究生命这一最复杂的已知自然现象的起源。我们不会讨论DNA的结构或细胞分裂的过程，而是聚焦于“非生命物质如何演化出自我复制和新陈代谢能力”这一终极问题。 我们将回顾米勒-尤里实验的理论意义，但重点将放在更前沿的领域：无模板生物合成的可能性。我们探讨RNA世界假说，但更关注于代谢优先理论——即生命起源于一个封闭的化学反应网络，这个网络在进化出遗传物质之前就具备了某种程度的自持性。我们还会探讨“地外生命”的化学基础，分析在不同恒星类型和行星环境（如木卫二或土卫六的冰下海洋）下，生命可能采取的非碳基化学路径。这涉及对氨基酸、核苷酸等基本分子在极端条件下的稳定性和反应活性的深入分析。 第五章：宇宙学中的“精调”问题与人择原理 当我们观测到物理常数（如精细结构常数、引力常数等）的值似乎被“精确地设置”在一个极窄的范围内，才能允许恒星形成、元素合成和复杂化学结构出现时，我们不得不面对“精调”的困境。 本章将详细分析“人择原理”（Anthropic Principle）在宇宙学中的应用与争议。强人择原理认为宇宙必须以允许生命出现的方式存在，而弱人择原理则认为，我们在宇宙的任何地方观测到的条件都必然是适宜生命存在的。我们将探讨多重宇宙理论（Multiverse）如何为精调问题提供一个可能的“统计学”解释：如果存在无限多个具有不同物理常数的宇宙，那么总有一个宇宙会恰好允许我们这样的观察者出现。然而，这种理论的可证伪性及其带来的哲学风险也将被深入探讨。我们不会提供任何关于如何在实验室中创造不同宇宙的建议，而是集中在理论物理学对这种“选择效应”的思辨。 结论：未竟的探索 本书旨在激发读者对科学前沿的深层好奇心，引导思考那些尚未被最终答案所驯服的宏大命题。我们所讨论的每一个主题——从时间的方向性到多维空间的几何，从暗物质的构成到量子信息的本质，再到生命在宇宙中的位置——都代表着人类知识边界的延伸。科学的魅力正在于此：我们越是深入了解世界，就越是发现新的、更深层次的未知。这趟旅程没有终点，只有不断拓展的视界。

前言
实验注意事项

实验01              没想到瓦斯那么厉害！ 大场面的爆炸实验
01 基本实验          用手持喷枪进行简单爆炸实验

实验02              从宝特瓶盖萃取出燃油
01 延伸实验          用IH调理器产生超高温环境
02 基本实验          由塑胶垃圾制造出燃油

实验03              在厨房内就可以制作！ 植物科技入门
01 基本实验          用压力锅制作无菌种苗

实验04              没有马达也能自己跑起来！ 神奇的线圈列车
01 基本实验          推一下就会自己跑起来的线圈列车

实验05              小小鑑识官！ 用瞬间接着剂採取指纹
01 基本实验          有注射器就办得到！ 简单的指纹採样
02 延伸实验          试试看有些浮夸的方法。 萤光指纹採样

实验06              用偏振光生成彩虹
01 基本实验          消除玻璃的反射光
02 基本实验          彩虹色的汤匙

实验07              用光来演奏音乐
01 基本实验          以光来产生音乐的实验

实验08              发出诡异光芒的萤光结晶
01 基本实验          萤光天气瓶
02 基本实验          摸得到的萤光结晶！
03 基本实验          破坏后就会发光！？ 破坏发光结晶

实验09              「气味」的科学实验 香料、除臭剂实验
01 基本实验          居然能重现出那个香味！？ 自制可乐水
02 基本实验          把柠檬茶变成麝香葡萄茶
03 基本实验          自制除臭剂有办法消除臭味吗？

实验10              化学的结晶 自制洗发乳
01 基本实验          混合后便完成。和市贩产品几乎相同的洗发乳

实验11              由美丽的三色液体学习溶剂、极性、比重
01 基本实验          三色三层液体
02 基本实验          浮在液面上的弹珠！？
03 延伸实验          反着跑的水钟

实验12              测试防腐剂的防腐能力
01 基本实验          防腐剂可以「防腐」到什么程度呢？

实验13              用声音的力量浮起来！？ 超音波飘浮
01 基本实验          浮在空中的保丽龙球

实验14              不需要电源的电力！？ 用超音波元件发电
01 基本实验          只要加热就可以发电！Langevin振动子
02 基本实验          用冰让氖灯管发光

附加实验            事实上就是这么简单！ 自制化妆水
01 基本实验          用药局就买得到的材料制作化妆水

前言

　　所谓真正的「远离理科」

　　平常我在教书的时候，都会尽可能地将我所教的内容与日常生活结合。为了了解现在教的知识是应用在日常生活中的哪些地方，我会拆开相关机械，或者实际到工厂走一趟，再将这些过程中获得的知识与授课内容结合在一起。

　　虽然我常有这些想法，但当我想要以一门学问的形式，将理科的乐趣传达给学生们时，就不得不在上课时写出一大堆方程式、证明各种定理，这也是事实。

　　一方面，对于想进入理工科系就读的人来说，必须建立起理科学问的严谨架构；另一方面，对于那些未来不一定会用到理科学问的人来说，又必须教给他们能丰富生活，或者说是生活中真的用得到的理科内容，这实在让人相当烦恼。我教课的时候，常常在这两个目的之间设法取得平衡。

　　有一次，曾到荷兰留学研究的同事，试着比较日本与荷兰的理科教育，并对我这么说。

　　「荷兰也有『远离理科』的情况。而日本的情况，与其说是『市民远离理科』，不如说是『理科正在远离市民』。」

　　这段话让我想了很多。如前所述，我一直致力于让学生们觉得理科是一门容易亲近的学问，但说不定对学生们来说，我的授课内容仍是相当虚无飘渺的存在。

　　从日常生活中学习也是一种学习方法。这种学习方法不是让学生从系统性、理论性的架构中学到东西，而是将实际生活中与自己有关的事物当作题材，以各种不同的角度广泛学习。

　　教育工作者中，有人赞成这种学习方法，也有人反对，而我则是想要走中间路线。如果在学校学到了这些知识，却不晓得这些知识会出现在生活中的哪些地方，又无法应用在其他地方的话，那么这些知识与经验在我们从学校毕业后的几十年人生中，就不是必要的东西了。

　　如果学习内容与日常生活有关的话，或许就能够让学生们产生想调查些什么、想研究些什么的想法了吧。

　　除了教授与日常生活有关的内容之外，我认为应该也有必要让学生们看到书本上有描述，却不曾亲眼看过的现象，或亲身接触不曾接触过的体验，让他们在惊奇中感受到科学的美丽与神奇。现在的理科教育逐渐缺少这个部分，才会让那位在荷兰见识到当地教育的同事有那样的感想不是吗？

　　另外，有一次我和一位担任国中老师的朋友聊天时，他的话让我留下了很深的印象。那位朋友说「即使我把我觉得很神奇的东西拿给学生们看，他们也不会觉得这很神奇」而露出了很可惜的样子。于是我问他，那要怎么做，才能让他们觉得这些东西很神奇呢？他断言「需要有足够的基础知识才行」。我当下便认同了这个说法。

　　举例来说，我们可以让学生们看看玻璃杯或玻璃珠等透明的东西，让他们观察光的折射与反射、使另一侧的东西偏向一边，或者发出彩虹般的光线等现象。这时虽然会有很多学生觉得这很漂亮，但应该不会有学生认为这很神奇。这就跟不觉得「光线可以穿透玻璃」是很神奇的事一样，这已经是他们看习惯的东西了。再者，如果不晓得折射与反射等现象的原理，大概也没办法理解这有什么神奇的吧。

　　现代生活中，每天都可以看到各种新奇的事物。新技术与相关影片一个个出现在我们眼前，这或许也是让我们对事物的惊奇感愈来愈疲乏的原因。

　　献上可以成为一生的宝物的经验

　　本书中收录了十四个实验，只要学校老师的陪同下一起做这些实验，就一定能够看到书中的现象。光所展现的神奇模样、声音所产生的神奇现象、化学药品所拥有的神奇力量。每个单元的实验各自独立，各位可以从自己有兴趣的主题，或者比较简单的实验开始尝试。想必你一定也会像我们第一次做这些实验时一样，着迷于这些令人赞叹的现象。

　　各位在做实验的时候，或许会发现我们没发现的事，也可以从这些实验延伸出其他各式各样的实验。接着，你可能会因为想要解决实验时想到的问题而开始学习这方面的知识。知识增加之后，或许又会出现更多让你觉得神奇的事。

　　就日本的情况来说，学生在某个阶段会面对「考试」这个关卡，并且得想办法通过这个关卡才行，所以他们需要能在考试中获得分数的教学内容。我并不是要否认这一点。不过，一天……不，只要一週内挪出一点时间接触科学，从小学、国中一直到高中，这十二年中所累积的经验，一定会成为一生的宝物。

　　从前作《比教科书有趣的14个科学实验Ｉ》出版至今已经过了三年（注：指的是日本原书的出版时间），在这段期间内，我们收到了许多读者的意见与建议，让我们这些作者学到了不少东西。在这里向各位致上最诚挚的谢意。

　　为了回应各位的热情，我们也努力写出了第二本书。与上次一样，如果这本书可以让许多人开始对科学产生兴趣的话，对笔者来说就是再好不过的事了。

　　希望本书所介绍的实验，能够为各位读者带来宝贵的经验。

评分☆☆☆☆☆

这本《比教科书有趣的14个科学实验Ⅱ》简直就是为我量身打造的！我一直是个动手能力不强，但又对世界充满疑问的人。很多时候，就算看了书上的解释，还是觉得云里雾里，直到这本书的出现，才真正让我茅塞顿开。书里的实验选择非常棒，都是一些能在家里轻易完成，但又能展现出惊人科学原理的项目。我尤其喜欢那个关于「密度」的实验，用不同液体分层，颜色鲜艳又直观，让我一下就明白了密度是怎么回事。以前学物理化学总觉得枯燥乏味，现在通过这些小实验，我才真正体会到其中的乐趣。这本书让我感觉，科学不只是一堆知识，更是一种解决问题、理解世界的方法。它鼓励我去动手尝试，去犯错，去从中学习。读完这本书，我感觉自己不再害怕科学，反而充满信心，跃跃欲试想去探索更多未知的领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像是一场奇幻的科学冒险，让我彻底告别了过去对科学的刻板印象。我以前总是觉得科学很遥远，充满着复杂的公式和难懂的理论，离我们的生活很远。但这本书彻底颠覆了我的想法。里面的每一个实验都取材于我们生活中最常见、最容易取得的材料，像是小苏打、白醋、气球、吸管等等。作者巧妙地将这些不起眼的东西，变成了解释奇妙科学现象的工具。我特别喜欢那个利用「表面张力」让胡椒粉散开的实验，简单到不可思议，但背后的原理却让我大开眼界。这种「原来是这样！」的感觉，真的太棒了！它让我开始重新审视生活中的各种细节，发现原来科学无处不在，而且可以这么有趣。这本书不仅能满足我的好奇心，更让我学会了用一种新的视角去看待世界，感受到科学的魅力和无限可能。我感觉自己好像打开了一扇新的大门，里面充满了等待我去探索的未知领域。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像是开启我科学探索之旅的金钥匙。我一直是个在知识海洋里漂泊的“门外汉”，对科学总有一种敬畏又疏离的感觉。然而，《比教科书有趣的14个科学实验Ⅱ》用一种极其亲切和有趣的方式，拉近了我与科学的距离。它没有那些枯燥乏味的理论讲解，而是通过一系列简单易懂、操作便捷的实验，将深奥的科学原理展现在我眼前。我最喜欢的是那个利用「虹吸现象」让水自动流动的实验，看着水不顺着重力，反而能向上流动，这简直太神奇了！书中的每一个实验都像是一个小小的魔法，背后隐藏着令人赞叹的科学智慧。它不仅满足了我内心深处的好奇心，更让我意识到，科学的本质其实是如此贴近生活，并且充满了无限的趣味性。这本书让我对科学的态度发生了翻天覆地的变化，从过去的畏惧，转变成了现在的热爱和向往。

评分☆☆☆☆☆

第一次翻开这本书，就觉得整个世界都亮起来了！我一直是个对周围事物充满好奇的人，总爱问「为什么」。小时候，父母总觉得我问太多，但说真的，我只是想搞懂东西是怎么运作的。国小的时候，同学都在玩游戏，我却喜欢拆家里的旧收音机，虽然最后没修好，但过程让我觉得超满足。这本书就像一个哆啦A梦的百宝袋，里面装满了各种奇妙的实验，让我感觉好像回到了那个无忧无虑、充满探索欲的年纪。我最喜欢的是那个关于「空气的力量」的实验，用一个简单的塑胶瓶和水，就能变出超乎想象的现象，让我惊叹不已。书里的讲解一点都不枯燥，就像是一位经验丰富的老师，用生动有趣的语言，一步步引导你走进科学的世界。我迫不及待地想把这些实验都做一遍，不仅是为了满足自己的好奇心，也是想把这种探索的乐趣分享给我的姪子姪女，让他们也能从小爱上科学。这本书绝对是我近期读过最棒的一本书，它不只是一本实验书，更是一本激发你内心童真的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，这本书真的有毒！一旦开始看，就停不下来。我原本只是随便翻翻，想找些能打发时间的东西，结果一头栽进去，完全被它吸引住了。书里的实验设计非常精巧，步骤清晰，而且都有详细的原理说明，但又不会过于学术化，让你读起来一点压力都没有。我最印象深刻的是那个用气球制作「磁悬浮」的实验，我简直不敢相信，这么简单的一个装置，竟然能让东西悬浮在空中！那种成就感，无与伦比。这本书让我觉得，科学不是只有在实验室里才能进行，它就隐藏在我们生活的每个角落。它不仅仅是告诉我们怎么做实验，更重要的是，它教会我们如何去观察、去思考、去提问。我感觉我的大脑好像被重新激活了一样，思维变得更加活跃，对很多事情都充满了探究的欲望。这本书就像一股清流，涤荡了我对科学的旧有认知，让我看到了一个更广阔、更精彩的科学世界。