跟大師學創造力7:愛因斯坦與相對論+21個科學練習

跟大師學創造力7:愛因斯坦與相對論+21個科學練習 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

傑若米.波倫
圖書標籤:
  • 創造力
  • 科學
  • 愛因斯坦
  • 相對論
  • 思維訓練
  • 科學普及
  • 物理學
  • 實驗
  • 學習
  • 啓發式學習
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具體描述

  「想像力比知識更重要。
  因為知識是有限的,而想像力能裝得下整個世界。」
  ──愛因斯坦

  二十世紀物理學革命的旗手——愛因斯坦,是人類史上最富創造力的知識巨擘,更是一個具有良知、勇氣和社會關懷的思想傢。

  當我們瞭解愛因斯坦愈多,對他的敬意就愈深!

  嚮愛因斯坦學好奇心與想像力,
  為你的獨立思考與科學素養奠定基礎!

  愛因斯坦小時候,是一個連話都說不好、經常遭人捉弄的孩子。五歲時,父親送他一個小指南針,激發他對萬事萬物的好奇,引領他一步步走嚮科學探索的天地,不僅為現代科學帶來開創性革命,更顛覆人們對宇宙與時空的認識。他的機智、善良與謙遜,甚至是一頭灰白的亂髮、俏皮的吐舌頭模樣,都讓人深深喜愛。

  本書以平易近人的筆觸、簡明易懂的趣味實驗,帶領我們更靠近這位偉大科學傢的心靈,瞭解他對人類社會的巨大貢獻!

  ★    國小高年級以上適讀──自然、理化、數學科,補充教材首選!
  ★    收錄超過100張原文插圖或照片,兼顧人文、科學及藝術教育培養。
  ★    21個實驗活動,對照國小及國中自然、理化、數學等基礎課程內容,運用常見的材料,容易操作。包含:操作磁鐵與指南針、搭紙牌屋、觀察毛細現象、計算光的速度……等。
  ★    收錄科學傢大事紀年錶、重要名詞解釋、著作索引、參考網站等。

本書特色

  【跟大師學創造力】係列
  「讀寫科學史」最佳範本

  以科學傢/藝術傢的故事追根溯源,並設計隨手可作的簡單活動,體驗大師的發現與創造,幫助讀者「深度學習」,增進跨領域整閤思考能力。本係列獲得全美科學教師聯盟推薦,更受到國內推廣科普的媒體及老師喜愛。

  五年級以上適讀。芝加哥評論齣版社(Chicago Review Press)最受歡迎的跨領域人文x科學學習係列,以科學傢/藝術傢的故事,穿插有趣的實驗活動,獲得全美科學教師聯盟推薦!

  1伽利略的大發現+25個酷科學實驗
  2牛頓的物理學探索+21個趣味實驗
  3達爾文與演化論+21個自然實驗
  4達文西的藝術創舉+21個趣味活動
  5貝多芬與他的音樂+21個創意實驗
  6瑞鞦.卡森與環境保育+21個生態實作
  7愛因斯坦與相對論+21個科學練習
  8梵榖的藝術創造+21個藝術活動
  9阿波羅登月任務+21個太空探索活動

得獎紀錄

  ★美國科學教師協會(NSTA)推薦係列
  ★係列得獎紀錄:
  【2017年OPENBOOK好書獎 最佳青少年圖書大獎】
  《跟大師學創造力1:伽利略的大發現+25個酷科學實驗》
  《跟大師學創造力2:牛頓的物理學探索+21個趣味實驗》

  【好書大傢讀第74梯次推薦好書】
  《跟大師學創造力3:達爾文與演化論+21個自然實驗》

  【第41次中小學生優良讀物推介】
  《跟大師學創造力3:達爾文與演化論+21個自然實驗》
  《跟大師學創造力4:達文西的藝術創舉+21個趣味活動》
  《跟大師學創造力5:貝多芬與他的音樂+21個創意實驗》

本書媒體好評

  本書以深入淺齣的方式,帶領讀者充分理解生活中的科學原理。──《學校圖書館學報》(School Library Journal)

  對國小中年級的孩子而言,愛因斯坦的「相對論」太難瞭嗎?隻要跟隨本書清晰易懂的解釋、易於理解的類比,充滿好奇心的小讀者將一步步探索愛因斯坦的想像實驗。本書是認識愛因斯坦最好的資源!──《傢庭教育雜誌》(Home Education Magazine)

  一本令人讀來興緻盎然,結閤瞭愛因斯坦個人軼事、生活史和科學成就的優質讀物。──美國科學教師協會

  你會在這本引人入勝的書中,找到大量材料來挑戰和激發你的想像力。──BookLoons書評網站
 
好的,以下是一本不包含您所提供書名的圖書的詳細簡介: --- 書名:探索宇宙的邊界:從牛頓到量子糾纏的物理學之旅 作者: [此處可填寫一個虛構的或真實的物理學傢名字] 齣版社: [此處可填寫一個虛構的或真實的齣版社名稱] 裝幀: 精裝/平裝([具體尺寸,如230x160mm]) 頁數: 約650頁 定價: [此處可填寫一個閤理的定價] ISBN: [此處可填寫一個虛構的或真實的ISBN] --- 內容簡介 《探索宇宙的邊界:從牛頓到量子糾纏的物理學之旅》是一部宏大而深入的科普著作,旨在為普通讀者和對物理學有一定基礎的愛好者,構建一座連接經典物理學與現代前沿理論的堅實橋梁。本書不追求碎片化的知識點羅列,而是以曆史的脈絡和科學的邏輯為主綫,係統地梳理瞭人類認知自然規律的演進過程,重點剖析瞭從宏觀世界到微觀世界的兩大革命性飛躍——相對論與量子力學的誕生及其深遠影響。 第一部分:經典物理學的輝煌與局限(牛頓的遺産與熱力學的曙光) 本書的開篇,帶領讀者迴到十七世紀,重溫艾薩剋·牛頓爵士如何以其嚴謹的數學工具,為我們描繪瞭一個宏大而可預測的宇宙圖景。詳細闡述瞭萬有引力定律、牛頓運動三定律的精妙之處,以及它們如何成功解釋瞭行星運動和地球上的一切經典力學現象。 隨後,視角轉嚮十九世紀的能量與秩序問題。本部分深入探討瞭熱力學第一、第二、第三定律的意義,解釋瞭熵的概念如何從一個純粹的宏觀現象描述,逐步揭示瞭宇宙運行的不可逆性和時間的方嚮性。我們審視瞭經典電磁學——麥剋斯韋方程組的統一之美,它不僅預示瞭電磁波的存在,也為後續的物理學革命埋下瞭伏筆。這一部分的結尾,著重分析瞭經典物理學在麵對黑體輻射、光電效應等微觀現象時的“危機”,為引入下一階段的革命性理論做好瞭鋪墊。 第二部分:時空的重塑——狹義與廣義相對論的革命 本部分是全書的重點之一,緻力於以清晰的邏輯和直觀的類比,解構愛因斯坦最偉大的兩項成就。 首先,我們將探索狹義相對論的基石——光速不變原理和相對性原理。詳細分析瞭洛倫茲變換如何取代伽利略變換,時間膨脹、長度收縮等反直覺的結論是如何在高速運動的世界中必然成立的。特彆之處在於,本書不僅展示瞭 $E=mc^2$ 的驚人推論,更側重於討論它如何徹底改變瞭質量與能量之間的傳統觀念。 接著,本書邁入更深邃的領域——廣義相對論。我們將追隨愛因斯坦的思路,從等效原理齣發,理解引力不再是牛頓所描述的“超距作用力”,而是時空幾何的彎麯。本書將用大量的圖解和思想實驗,解釋黑洞的形成、引力波的本質,以及宇宙學中廣義相對論扮演的核心角色。我們還將討論光綫在引力場中的彎麯,以及水星近日點的進動等關鍵實驗證據。 第三部分:微觀世界的概率與不確定性(量子力學的建立) 隨著人類的目光深入原子內部,經典物理學的確定性大廈開始崩塌。本部分係統地介紹瞭量子力學的誕生曆程,從普朗剋的能量量子化假設開始,到玻爾模型的成功與局限。 核心章節將聚焦於波粒二象性的闡釋,解釋德布羅意波的含義,以及雙縫乾涉實驗在宏觀與微觀尺度下的哲學含義。本書將細緻探討海森堡的不確定性原理,闡明它並非源於測量技術的不足,而是自然界固有的基本屬性。 在深入探討薛定諤方程及其波動函數的概率解釋後,本書將花費大量篇幅討論量子力學的詮釋問題,包括哥本哈根詮釋、多世界詮釋等,引導讀者思考“觀測者”在物理現實中的地位。 第四部分:量子前沿與未竟的統一 本書的最後部分著眼於現代物理學的前沿領域,特彆關注量子力學在極端條件下的應用和挑戰。 重點討論瞭量子糾纏這一“鬼魅般的超距作用”。通過貝爾不等式實驗的闡述,清晰地揭示瞭量子世界中非定域性的本質,及其對經典直覺的顛覆性衝擊。本書將解釋量子信息技術(如量子計算和量子加密)是如何從這些奇特的量子現象中汲取靈感的。 最後,本書將討論當前物理學麵臨的最大挑戰:尋求統一。簡要介紹瞭弦理論、圈量子引力等試圖調和廣義相對論與量子力學的努力方嚮,並以對未來物理學可能圖景的展望作結,激發讀者對未知宇宙的持續好奇心。 本書特色: 1. 邏輯連貫的曆史敘事: 每一項理論的提齣都緊密關聯於前一個理論的不足,讓讀者理解科學發現的內在驅動力。 2. 深入淺齣的數學基礎: 在不使用復雜微積分的前提下,最大限度地揭示核心物理概念的數學結構。 3. 豐富的思想實驗: 穿插瞭大量經典思想實驗,幫助讀者在頭腦中“演練”物理過程,培養物理直覺。 4. 超越教科書的哲學思辨: 探討瞭物理學革命對人類世界觀和哲學認知的深刻影響。 《探索宇宙的邊界》是一次關於我們如何理解物質、能量、時間與空間的史詩般的旅程,它不僅傳授知識,更旨在培養讀者獨立思考和質疑的能力,引領每一位探索者抵達我們已知宇宙的最前沿。

著者信息

作者簡介

傑若米.波倫(Jerome Pohlen)


  曾任小學科學教師、工程師、編輯,並設計齣十幾個屢獲殊榮的科學教具,包括:《著名的實驗》、《微觀的世界》和《極端的天氣》。目前住在芝加哥。

譯者簡介

周宜芳


  自由譯者與編輯,喜歡分身於書房與廚房,領略創造的樂趣。賜教信箱:yifang.chou@icloud.com。
 

圖書目錄

總導讀/鄭國威
大事紀年錶
謝 辭
給讀者的話:在頭腦裡做實驗
導 論:專利局專員

第1章    一個好奇又獨立的孩子
活動:羅盤與磁鐵
活動:紙牌屋
活動:從慕尼黑到米蘭

第2章    專利局時期與奇蹟之年
活動:毛細作用
活動:光電效應
活動:光的速度

第3章    狹義相對論
活動:穿越太空
活動:相對運動
活動:同時性
活動:時間膨脹
活動:雙胞胎悖論
活動:Z星球上的光速

第4章    不穿襪子的教授
活動:藍色的天空與紅色的落日
活動:加速的電梯
活動:會彎麯的光
活動:日食

第5章    廣義相對論

第6章    名氣與迫害

活動:其他星係
活動:膨脹的宇宙

第7章    美國與原子彈
活動:連鎖反應

第8章    為和平和人權挺身而齣
活動:帆船挑戰
活動:等效原理
後記:永恆的愛因斯坦
參考資源
延伸閱讀
網站與景點
 

圖書序言

  • ISBN:9786267069813
  • 叢書係列:STEAM
  • 規格:平裝 / 184頁 / 19 x 24 x 1 cm / 普通級 / 雙色印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

導讀

【跟大師學創造力】係列 總導讀
鄭國威(泛科知識 知識長)


  身為一介投身科學知識傳播與教育領域的文科生,我一直在找尋兩個問題的答案。第一個問題是,要怎樣讓比較適閤文科的孩子不要放棄對理科的好奇心與興趣?第二個問題是,要怎樣讓適閤理科的孩子未來能夠不要掉入「專業的詛咒」。

  選擇理科或文科,通常不是學生自己由衷的選擇,而是為瞭避免嘮叨跟麻煩,由環境因素與外人角力齣的一條最小阻力路徑。孩子對知識與世界的嚮往原本就跨界,哪管大人硬分齣來的文科或理科?更何況,過往覺得有效率、犧牲程度可接受的集體教育方針,早被這個加速時代反噬。當人工智慧加上大數據,正在代理人類的記憶與決策,而手機以及各種物聯網裝置,正在成為我們肢體的延伸,「深度學習」怎麼會隻是機器的事,我們人類更需要「深度的學習力」來應對更快速變化的未來。

  根據國際學生能力評量計(PISA,Programme for International Student Assessment),臺灣學生雖然數理學科知識排名前列,但卻缺乏敘理、論證、思辯能力,閱讀素養普遍不足。這樣的偏食發展,導緻文科理科隔閡更遠,大大影響瞭跨領域閤作能力。

  文科理科繼續隔離的危害,全世界都看見瞭,課綱也纔需要一改再改。但這樣就能解決開頭問的兩個問題嗎?我發現的確有解法,而且非常簡單,那就是「讀寫科學史」,先讓孩子進入故事脈落,體驗科學知識與關鍵人物開展時到底在想什麼,接著鼓勵孩子用自己的話來迴答「如果是你,你會怎麼做?」「如果情況變瞭,你認為當時的XXX會怎麼做?」等問題,來學習寫作與錶達能力。

  閱讀是Input,寫作是Output,孩子是否真的厲害,還得看他寫瞭什麼。炙手可熱的STEAM 教育,如今也已經演變成瞭「STREAM」—其中的R指的就是閱讀與寫作能力(Reading & wRiting)。讓偏嚮文科的孩子多讀科學人物及科學史,追根溯源,纔能真正體會其趣味,讓偏嚮理科的孩子多讀科學人物及科學史,更能加強閱讀與文字能力,不至於未來徒有專業而不曉溝通。

  市麵上科學傢的故事版本眾多,各有優點。仔細閱讀過這係列,發現作者早就想到我尋覓許久纔找到的解法。不僅故事與人物鋪陳有血有肉,資料詳實卻不壓迫,也精心設計瞭隨手就可以體驗書中人物生活與創造歷程的實驗活動,非常貼心。這套書並不隻給孩子,我相信也適閤每個還有好奇心的大人。

 

用戶評價

评分

看到這本書的組閤——愛因斯坦與相對論,再加上實用的「科學練習」,我立刻聯想到這是一個非常「務實」的創造力指南。在當今社會,大傢都在談論跨領域整閤,而相對論本身就是物理學史上最偉大的跨領域思維展現之一,它徹底改變瞭我們對時間和空間的既有認知。我期望這本書能仔細梳理齣,愛因斯坦是如何在既有的牛頓力學框架下,看到那些不協調的裂縫,並勇敢地提齣一個全新且更宏大的結構。這中間的「創造」過程,纔是最迷人的部分。我希望書中的敘事口吻可以活潑一點,不要過度學術化,畢竟目標是「創造力」,而不是培養下一位諾貝爾獎得主。我特別想知道,這21個練習中,是否有關於「如何與權威觀點對抗」的訓練?因為真正的創造往往需要顛覆現狀,而這需要極大的心理韌性。如果這本書能傳遞齣那種「質疑一切的勇氣」,那對我來說,比學會任何一個公式都要來得重要。

评分

每次翻開一本關於物理學大師的書,我心裡總會有一點點小小的期待,那就是能不能在複雜的公式和理論背後,瞥見一點點他們身為「人」的樣子。愛因斯坦的故事,從他年輕時的沉悶工作,到後來震撼世界的理論發錶,中間肯定充滿瞭無數次的掙紮和頓悟。我希望這本書不隻是在介紹相對論的內容,更重要的是,能深入挖掘他那種獨特的「想像世界」的方式。書名裡的「21個科學練習」聽起來就蠻吸引人的,我猜測這可能不是那種讓你拿齣筆來算積分的練習,而是更像是一種思維遊戲或認知訓練,引導我們如何去質疑我們習以為常的時空觀念。在颱灣的教育體係裡,我們總是被教導要吸收既有的知識,很少有機會去真正「質疑」這些知識的根基。如果這本書能提供一些具體的、可以操作的方法,讓我這個理工白癡也能稍微摸到那種「偉大思維」的邊緣,那真的就太值得瞭。我特別好奇,這些練習會不會涉及到一些哲學層麵的探討,因為我覺得真正的科學突破,往往都伴隨著深刻的哲學反思。

评分

這本書光是書名就讓人眼睛為之一亮,「跟大師學創造力」這幾個字,就已經抓住瞭我這個對科學充滿好奇心的讀者。我一直覺得,真正的創新不是憑空想像,而是建立在紮實的基礎和對世界的深刻理解上,而愛因斯坦無疑是那個時代最頂尖的頭腦之一。我期待這本書能帶領我進入那種「跳齣框架」的思維模式,讓我明白偉大的科學傢是如何看待問題、如何提齣看似天馬行空卻又無比精確的假設。比起那些枯燥的教科書,我更希望能透過這本書,感受那種探索未知的熱情,那種打破常規的勇氣。畢竟,在這個什麼都講求速度和效率的時代,真正有價值的創造力,往往需要時間去醞釀,需要對既有知識的不滿與挑戰。我很想知道,書中提到的那些「科學練習」,到底是如何引導我們去模仿愛因斯坦思考路徑的,是透過邏輯推演,還是更偏嚮於直覺的啟發?無論如何,這個主題對於想要在自己的領域有所突破的人來說,絕對是一劑強心針。

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老實說,我對量子力學和相對論這些東西,一直抱持著一種既敬畏又有點遙遠的態度。總覺得那是天纔們的世界,我們這些凡人看看熱鬧就好。但是,「跟大師學創造力」這個標籤,立刻讓我感覺親切瞭許多。它暗示著,愛因斯坦的成功,或許不隻在於他有多聰明,更在於他有一套獨特的工作方法或思考習慣是可以被學習和模仿的。我最感興趣的是,書中是如何將抽象的物理概念,轉化為具體的、可以操作的「創造力」練習。例如,當他提齣光速不變的假設時,背後是不是有一些日常觀察被他用奇特的方式連結起來瞭?我希望這本書可以提供一些情境模擬,讓我們在讀完理論後,可以自己動手「玩」一下那些思考實驗,而不是光看文字敘述就覺得頭昏腦脹。這種動手做的感覺,對於深化理解來說,是文字難以取代的。如果這21個練習真的能幫我打開一點點心智的門,讓我看事情的角度多瞭一層深度,那麼這本書的價值就不僅僅停留在科普層麵瞭,而是轉變成一種自我提升的工具。

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這本書的取嚮讓我聯想到,或許愛因斯坦的成功,有一部分歸功於他對「簡單」的執著。相對論的優美之處,就在於它用極簡的幾條基本假設,建構齣一個解釋宇宙的宏大體係。我非常期待這本書能展示,他是如何從繁雜的現象中,提煉齣那些核心的、普世的真理。如果書中的練習能引導我們練習這種「化繁為簡」的能力,那對於我們處理日常工作中的複雜問題,也會有極大的幫助。颱灣的職場文化有時候很強調細節和流程,反而容易讓人忽略瞭背後最根本的原理。我希望透過這本書,能夠學習到如何像愛因斯坦一樣,退後一步,用更宏觀、更優雅的視角去看待眼前的難題。而且,既然是「大師學」,我會很在意作者在詮釋愛因斯坦的思維轉摺時,是否加入瞭足夠的人文關懷和歷史脈絡,而不隻是冰冷的知識傳輸。一個好的傳承,需要將智慧的「溫度」也一併傳遞下來。

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