【牛津通識課.宇宙篇】光:傳遞訊息的使者 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

圖書介紹


【牛津通識課.宇宙篇】光:傳遞訊息的使者

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作者 伊恩.沃姆斯利
出版者 日齣齣版
翻譯者 鬍訢諄
出版日期 齣版日期:2021/08/02
語言 語言:繁體中文



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發表於2025-02-09

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圖書描述

除瞭彩虹好繽紛,
關於光,你可以知道更多!

打開牛津大學齣版社最受歡迎通識讀本,
跟著權威學者尋光追影,
用最簡明的方式瞭解光的奧祕!

  光是什麼?光能做什麼?

  光帶來能量,促成生命。
  光構築我們對於周遭事物的感知,挾帶周遭環境的訊息,
  從遙遠的星係,到我們體內的細胞,到個別的原子與分子。

  許多提升生活品質的技術以光為基礎,
  包括驅動網際網路、留存影像、觀察與操縱生物細胞。
  光更揭示全然陌生的量子世界,激發我們對世界的想像。

  人類真正開始理解光的時間不到一百年,
  各種研究與洞見至今仍不斷推陳齣新。
  本書從光的奇異特性齣發,涵蓋光漫長的歷史,
  和各種生活、醫療與科學上的廣泛應用,最終抵達量子光學領域。

  透過簡明的敘述與圖錶,
  你將領略光的力量,建立關於光的專業知識框架。

  【關於牛津通識課】

  牛津通識課(Very Short Introductions,簡稱VSI)是牛津大學齣版社(Oxford University Press)的係列叢書,秉持「為所有讀者提供一個可讀性強且包羅萬韆的工具書圖書館」的信念,自1995年齣版以來,該係列內容涉及歷史、神學、藝術、哲學、文學、醫學、自然科學、政治等數十多種領域,齣版近七百本讀物。每一本書對應一個主題,都由該領域公認的專傢撰寫,篇幅簡潔精煉,並提供進一步深度閱讀的建議,確保讀者讀完後能建立該主題的專業級知識框架。

  VSI係列上市以來取得瞭極大的成功,已被翻譯為二十五種語言,全球銷量超過一韆萬冊,其中許多讀本被選為大學入門教材。

  「牛津通識課•宇宙篇」精選重力、行星、光與黑洞四個宇宙學最熱門、最基礎的主題,透過專業簡明的論述與圖錶,迅速建立關於宇宙的知識架構。
 

著者信息

作者簡介

伊恩‧沃姆斯利(Ian Walmsley)


  牛津大學聖休學院(St. Hugh's College)副校長和牛津大學虎剋實驗物理教授(Hooke Professor of Experimental Physics at the University of Oxford)。從事光學研究三十餘年,主要研究領域為超快雷射科學、量子光學與訊息處理、光學相乾控製等。

譯者簡介

鬍訢諄


  英國愛丁堡大學翻譯研究所畢業。譯作包括《創傷清潔工:與死屍、腐屋、精神疾病交手,擁抱生命中的混亂失序》、《理想的告別:找尋我們的臨終之路》、《下一個傢在何方?驅離,臥底社會學傢的居住直擊報告》、《嘉年華的誕生:慶典、舞會、演唱會、運動會如何翻轉全世界》等。

  譯作指教:hsinchun.hu@gmail.com
 
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圖書目錄

引言
第一章:光是什麼?
第二章:光線
第三章:波
第四章:波粒二象性
第五章:光物質
第六章:光、空間、時間
第七章:光的先端研究
第八章:量子光學
第九章:天光
延伸閱讀
 

圖書序言

引言

  光,讓我們看見事物。這句再顯然不過的話是個起點,帶領人們踏上一條漫長而迷人的旅程。人們在這趟旅程中展開超卓的視野,不僅一窺自然世界的運作,更從中發展齣各種現代科學依賴的工具和方法,啟發無數理論與實驗。

  光承載瞭關於我們周遭環境的訊息,從遙遠的恆星與星係,到我們體內的細胞,甚至是單個原子與分子。許多提升生活品質的技術也以光為基礎:網際網路由光驅動;世界上最精準的時鐘依賴光;最微小的物體,從一個個原子到活的生物細胞,都能透過光來觀察與操縱;而與光息息相關的圖像和顯示器更是無所不在。此外,光揭示瞭全然陌生的量子世界,激發我們對世界的想像。或許你會感到訝異,因為我們真正理解光是什麼,其實還不到一百年。甚至現在,我們仍然在這其中尋找新的見解。

  這本書梳理瞭人們理解光是什麼、光能做什麼的思考脈絡。這是一個很棒的故事,從古代開始,對光有貢獻的人來自全世界:雅典的歐幾裏德和巴格達的哈桑(Al-Hazen)提齣光線的概念;美國洛杉磯的泰德.梅曼(Ted Maiman)和日本德島的中村修二開發新的雷射器;巴黎的菲涅爾(Fresnel)和倫敦的湯瑪斯.楊格(Thomas Young)則是研究光的波動;亞伯丁的詹姆斯.剋拉剋.馬剋士威(James Clerk Maxwell)與柏林的海因裏希.赫茲(Heinrich Hertz)從前人的這些想法中,發展齣電磁場的概念;而最後,伯恩的亞伯特.愛因斯坦(Albert Einstein)和劍橋的保羅.狄拉剋(Paul Dirac)以全新的概念──量子場,解釋這些顯然互不相容的事實,證明光如何可能同時是粒子又是波。

  每當對光有多一分的瞭解,就會帶來新應用,例如:基於對光的摺射的理解,人類發明瞭矯正視力的眼鏡;你會發現,與光相關的技術,總是能在提齣新的光學理論後就迅速被轉化應用。光對現代世界的影響力遠超乎我們想像,卻往往沒被察覺其重要性。為此,聯閤國指定二○一五年為國際光之年,以頌揚光與因為光而實現的一切。

  特此感謝Alex Walmsley和Latha Menon對本書初稿提齣有用的指教,感謝同事們迴答瞭許多具體技術的問題,以及提供本書圖錶與插圖的人。愛因斯坦曾說:「事情應該盡可能簡單,但不是過於簡單。」若這本書中有任何違背上述原則的論述,或因此齣現錯誤,必定是我的緣故。

 

圖書試讀

第一章 光是什麼?(摘錄)

光,讓我們看到周圍的世界。藉由對光的感知,我們能直接接收外在世界的訊息,並且觀察到變化。事實上,光最重要、最瞭不起、最獨特的特質,或許就是承載以及傳遞訊息。

眼見為憑

視覺協助我們能在周遭環境中,確定自己的位置,並且幫助我們定義自身以外的東西,繼而建構齣這世界的真實圖像。除此之外,視覺所激發齣的想像力,其實也超越瞭視覺本身。英國畫傢喬治.裏奇濛(George Richmond)的畫作〈光的創造〉(The Creation of Light,見圖1),具體描繪齣光在我們精神中的核心地位。

從光的概念衍生的詞語,例如洞察力、明亮、清晰,都與人類特質以及物理世界有關。事實上,拉丁文有兩個描述光的詞──lux和lumen,分別指涉光物質與形而上的麵嚮,而前者則是本書關注討論的重點。這番物理與詩意互相交織的結果,使得光在哲學、神學、心理學、藝與文學的領域,成為思考世界的比喻。因為這是幾乎每個人都有的直接經驗,光的物理學基礎與光對人類的啟發,使得光幾世紀以來都是哲學傢與科學傢熱衷研究的對象。

光賦予萬物生命。從字麵上看,我們與地球之所以存在,全部仰賴這一連串生物與化學過程,而光則是其中不可或缺的角色。可以說,光構築我們對於周遭事物的感知。以生活經驗來看,也能說明光在這方麵的重要性。我們利用光來照亮環境,無論天然的日光與月光,或人造的光。絕大多數的光源都使用電,但有時候我們也利用化學反應產生光,例如點燃蠟燭。不同特性的照明影響我們感知環境,不同光源在物理空間營造的「情緒」各有差異。

光還有一個非常重要的角色,就是促成生命本身。地球的能源主要來自太陽,而太陽傳輸能量的方式是光,包括我們可見的部分以及無法直接看見的部分。例如,躺在沙灘上或坐在花園裡享受日光浴:我們感受的溫暖,是某些「不可見的光」從太陽發射的結果。這隻是光的生理效應的其中一個例子。

但是,我們的星球能夠維持生命的關鍵之一是一個超厲害的生化過程,利用陽光作為能量來源,把「無用」的分子──二氧化碳,轉化成「有用」的分子──氧氣。而其相反的過程──將氧氣轉化成二氧化碳,則是發生在生物呼吸的時候,也發生在我們為日常生活提供動力而燃燒東西時。

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