人類探索大氣的歷史
認識大氣科學的第一本書！
「空氣」對我們來說十分重要，沒有空氣，人類就會死掉，地球上的植物和動物也別想活下去。即使空氣如此重要，我們卻對它的認識很少。在《大氣：萬物的起源》一書中，作者嘉貝麗帶領我們進行一趟「空氣」之旅，讓我們對它有更多層麵的認識，也見識到這個摸不著、看不到的它竟有對我們的生活有如此大的影響力。
首先，空氣是我們所有食物的來源。我們吃的所有的東西都來自於植物，而植物又是從哪裡來的呢？答案並不是土壤。植物在生長的過程中，它周邊的土壤品質並不會發生改變。實際上，植物每長一片葉片，所需的物質都是從周圍的空氣中獲取得來。地球環境中的大氣層為我們吸收瞭太陽帶給我們的熱能，這些熱能比原子彈爆炸的能量還要強大，同時也為我們阻擋瞭來自太陽的緻命輻射，保護我們不受外太空寒冷的侵襲。此外，大氣層還扮演傳送帶的角色，將海洋上蒸發的水氣帶到高處，然後再讓內陸的乾旱地區普降甘霖。空氣還能將聲音通過震動傳送到我們的耳朵。如果沒有空氣，就算是一架加農炮轟隆隆推到你身邊，你也不會聽到什麼聲音。
事實上，我們根本不是生活在赤裸裸的星球錶麵上，而是生活在一個空氣的海洋中。作者在這本書中，為我們抽絲剝繭，讓我們看到這個海洋的方方麵麵。
義大利文藝復興時期的一位科學傢發現瞭我們生活在大氣中的事實。他的研究錶明，我們身邊的空氣其實非常重，舉個例子，卡內基音樂廳裡容納的空氣品質就高達七萬磅。
蘇格蘭一位醫師發現，空氣中的一種成分：二氧化碳，能對植物和樹木產生奇蹟般的作用，從而讓我們也從中受益。十九世紀的一位愛爾蘭人隨即發現，二氧化碳同時也像一條毯子，讓地球生活在溫暖的環境中。
哥倫布發現信風把自己帶到瞭美洲。而一個隻有一隻眼睛的美國人發現在我們頭頂上五英裏高的地方起瞭另一股風。還有美國一個窮農夫發現瞭颶風為什麼老是鏇轉的祕密。
一位好心的發明傢差點就把地球臭氧層破壞掉。兩個美國科學傢（後獲諾貝爾獎）在沒有任何臭氧層破壞現象的時候就警告人們警惕破壞臭氧層的危害。一位抽菸鬥的英國科學傢在南極洲發現天空上的臭氧層空洞，另一位從來沒有實戰經驗的理論科學傢來到南極和暴風雪鬥爭，想知道為什麼那兒的臭氧層會齣現空洞。
馬可尼的無線電波能夠穿越大西洋，這件事情激發瞭一位數學天纔的靈感，讓他認為我們的頭頂上有一層金屬飄浮層，這些金屬來自於流星和太陽。二十世紀，BBC電颱的無線信號證明瞭這一層物質的存在，這層物質保護我們地球不受外太空射線以及隕石的攻擊。
挪威的一位科學傢發現極光產生的原因，從太陽逸齣的有害輻射微粒被地球吸引，導緻瞭極光的發生。美國的一位火箭科學傢因為在對蘇聯的戰爭中建功而成為英雄，他發現這些有害輻射微粒是在地球錶層大氣高空就被俘獲。
在本書中，作者提供瞭多項有趣且被證實的案例，貼切地告訴我們空氣是如何在這個地球上運轉，而我們生活在這個充滿「空氣的海洋」的世界裡，又是如何受惠。
具體描述
好的，這是一份不涉及《大氣：萬物的起源 (電子書)》內容的圖書簡介，旨在提供一個詳盡且引人入勝的概述。 --- 《星塵之歌：宇宙演化的史詩》 一場跨越億萬年的宏大敘事，探尋存在之初的奧秘與萬物演化的軌跡。 書籍簡介： 《星塵之歌：宇宙演化的史詩》 帶領讀者踏上一場前所未有的宇宙之旅。這部巨著不僅僅是對天文學知識的梳理，更是一部關於時間、空間、物質與能量如何交織，共同譜寫齣我們今日所見宇宙的壯麗史詩。從極其微小的量子泡沫，到浩瀚無垠的星係團，本書以深入淺齣的筆法，揭示瞭宇宙從混沌走嚮秩序的驚人過程。 第一部：虛無中的初啼——宇宙的黎明 本書的開篇，將我們帶迴時間的起點。我們將探討現代宇宙學中最引人入勝的理論——大爆炸。然而，我們並不止步於傳統的描述，而是深入挖掘奇點本身所蘊含的極端物理學。 普朗剋時期與暴脹的奧秘： 我們嘗試理解宇宙誕生的最初 $10^{-43}$ 秒內發生的事件。在這個時間尺度下，已知的物理定律如何失效？暴脹理論如何解釋瞭宇宙的均勻性和結構的起源？我們將剖析暴脹模型中涉及的量子場論基礎，以及它留給我們宇宙遺產——微波背景輻射的微小擾動。 基本力的分離與物質的誕生： 隨著宇宙的冷卻，四種基本力——引力、強核力、弱核力、電磁力——如何依次從統一的超力中分離齣來？我們將詳細追溯誇剋、輕子、玻色子的形成過程，以及物質與反物質之間的微小不平衡，如何決定瞭我們今日所處的世界不再是一片虛空。 核閤成的熔爐： 在宇宙誕生後的幾分鐘內，宇宙的溫度和密度恰好適閤進行第一次核反應。本書細緻地重建瞭太初核閤成的過程，解釋瞭為什麼氫和氦成為宇宙中最豐富的元素，以及這些原始核素的比例如何成為檢驗所有宇宙學模型的黃金標準。 第二部：黑暗時代與黎明破曉 在物質形成後，宇宙進入瞭一個漫長的“黑暗時代”。光子在自由傳播之前，宇宙是一片由中性氫原子主宰的、不透明的迷霧。 結構形成的引力種子： 雖然宇宙在宏觀尺度上看似均勻，但暗物質與早期物質微小的密度漲落，已經開始播下未來星係和星係團的種子。我們將探討暗物質的性質，它是如何通過引力主導瞭早期宇宙的結構演化，而普通物質則在引力井中聚集。 再電離：第一批恆星的誕生： 黑暗時代的結束標誌著宇宙歷史上最戲劇性的轉變之一。第一代恆星（Population III stars）的形成，是本書著墨的重點。這些由純粹氫和氦構成的巨型恆星，以驚人的速度燃燒，並在超新星爆發中，將第一批重元素（碳、氧、鐵等）拋灑到宇宙空間中，為後續恆星和行星的形成奠定瞭物質基礎。 宇宙網的編織： 隨著重力持續作用，物質開始在長城、空洞和纖維狀的結構中組織起來，形成我們今日所見的宇宙網。本書通過先進的數值模擬結果，清晰地展示瞭這個宏大結構是如何在數十億年的時間裡逐步形成的。 第三部：恆星的生命與死亡——元素的煉金術 本書的第三部分深入探討瞭恆星作為宇宙“鍊金爐”的角色，這是理解我們自身物質構成的關鍵。 主序星的平衡： 我們將剖析恆星從誕生到死亡的完整生命週期。從原恆星的坍縮，到主序階段通過質子-質子鏈或CNO循環進行的氫核融閤，恆星如何在引力與輻射壓力之間維持數十億年的穩定。 重元素的製造工場： 紅巨星階段的熱核過程，如三$alpha$ 過程，解釋瞭碳和氧的起源。更複雜的元素，如鐵及其以下的元素，則是在大質量恆星生命的最後階段，通過逐級的核聚變過程閤成的。 超新星爆發與中子星、黑洞的形成： 恆星的終結往往是宇宙中最壯觀的事件。我們將詳細解析 II 型超新星的內爆與反彈機製，理解它們如何將生命所需的重元素散佈到星際介質中。此外，本書還探討瞭中子星的極端物理狀態以及黑洞視界內外的時空彎麯效應。 第四部：行星的搖籃與生命的萌芽 最後，本書將視野聚焦於恆星係統的演化，以及行星形成與生命起源的關聯。 原行星盤的演化： 恆星誕生後剩餘的氣體和塵埃盤，是行星的原材料庫。我們將探討冰線（snow line）的概念，它如何決定瞭岩石行星與氣態巨行星的形成區域差異。 吸積與巨行星的遷移： 行星如何通過微行星的碰撞和吸積成長為如今的規模？我們還將分析行星遷移理論，解釋為什麼有些氣態巨行星會齣現在靠近恆星的軌道上，以及這種遷移對早期太陽係穩定性的影響。 化學演化的邊界： 最後，本書將討論在穩定的行星環境中，無機物如何轉化為有機分子，以及複雜生命在地球乃至其他潛在宜居星球上齣現的化學先決條件。這部分將引導讀者思考，我們從星塵中走來，又如何理解我們自身在這個廣袤宇宙中的獨特地位。 適閤讀者： 本書為所有對宇宙學、天體物理學、基礎物理學及行星科學抱有濃厚興趣的讀者設計。無論是希望係統性瞭解宇宙演化歷程的學生，還是尋求對現代科學發現有更深刻理解的資深愛好者，都能在這部作品中找到啟發與知識的豐厚迴饋。它是一部關於“我們從哪裡來”的終極探索之書。
著者信息
作者簡介
嘉貝麗．沃爾剋Gabrielle Walker
得獎科學作傢，擁有劍橋大學化學博士學位，並曾多次齣席BBC廣播節目現身說法。她是《自然》雜誌氣候變遷題材的編輯，《新科學傢》雜誌的專題報導編輯，也是普林斯頓大學的客座教授。定居倫敦。
譯者簡介
蔡承誌
國內知名科普書譯者，獲獎無數。譯作有：《美夢是這樣完成的》、《讓大腦變年輕》、《數字的異想世界》、《我們都是機器人／人機閤一的大時代》、《鳥類的祕密生活》、《恐龍與史前生物百科全書》、《是誰在操縱我們？》、《你要不要被複製？》、《始祖鳥、羽毛與鳥類進化之謎》、《狗狗知道你要迴傢？》、《當科技變成災難》、《螞蟻．螞蟻》、《約翰．惠勒自傳》、《領導基因》、《23對染色體》等。其他作品有：《劍橋百科全書》（編輯協力）、《阿毛的恐龍世界光碟》（審訂）、《恐龍大百科光碟》（審訂）。
嘉貝麗．沃爾剋Gabrielle Walker
得獎科學作傢，擁有劍橋大學化學博士學位，並曾多次齣席BBC廣播節目現身說法。她是《自然》雜誌氣候變遷題材的編輯，《新科學傢》雜誌的專題報導編輯，也是普林斯頓大學的客座教授。定居倫敦。
譯者簡介
蔡承誌
國內知名科普書譯者，獲獎無數。譯作有：《美夢是這樣完成的》、《讓大腦變年輕》、《數字的異想世界》、《我們都是機器人／人機閤一的大時代》、《鳥類的祕密生活》、《恐龍與史前生物百科全書》、《是誰在操縱我們？》、《你要不要被複製？》、《始祖鳥、羽毛與鳥類進化之謎》、《狗狗知道你要迴傢？》、《當科技變成災難》、《螞蟻．螞蟻》、《約翰．惠勒自傳》、《領導基因》、《23對染色體》等。其他作品有：《劍橋百科全書》（編輯協力）、《阿毛的恐龍世界光碟》（審訂）、《恐龍大百科光碟》（審訂）。
圖書目錄
【齣版緣起】開創科學新視野 何飛鵬
【專文推薦】令人崇敬的大氣與科學傢們 陳泰然
【專文推薦】活靈活現的科學故事 王國英
第一篇 和暖覆蓋的毯子
第一章 一片空氣汪洋
初揭空氣的神祕麵紗‧空氣重量和真空吸力‧再現空氣的重量‧馬德堡半球的啟發‧世上第一位科學傢‧波以耳的空氣探險
第二章 空氣的成分
發現「氧氣」‧純氧初體驗‧天之驕子‧五分之一的普通空氣‧關鍵的水銀灰‧呼吸的本質‧生命的開端‧呼吸的必然代價‧科學與革命‧在劫難逃‧豐富的空氣
第三章 二氧化碳、生命和氣候
與世無爭的科學傢‧固體中的空氣‧固定空氣‧動物和植物的祕密協定‧大膽登山傢‧吸收紅外光的怪獸‧全球暖化效應‧二氧化碳和氣候暖化‧基林麯線‧全球暖化已然成形‧金星的前車之鑑
第四章 乘「風」飄盪
發現新大陸‧狂暴西風帶‧農莊裡的天纔‧風的解謎‧詳述佛雷爾效應‧榮耀加身‧三胞環流模型‧橫衝直撞的飛行員‧驚險飛行‧超高速噴流現形
第二篇 庇佑萬物的天空
第五章 天空破洞的故事
淡藍臭氧和紫外線‧可敬又可怨的發明傢‧氯氟烴露齣馬腳‧戰力懸殊的攻防戰‧警醒世人的非常手段‧懸而未決的爭議‧南極天空的臭氧‧極地女英傑‧全球暖化和臭氧破洞
第六章 電離層：天空的反射鏡
第一具無線電‧「無線」商機‧信號橫越大西洋‧古怪科學傢亥維賽‧天空的反射鏡‧船隻航海的守護神‧鐵達尼號葬身海底‧解開電離層之謎的關鍵人物‧電離層的白日與黑夜‧抵擋X射線的功臣
第七章 最後的邊疆
太空爭霸戰‧火箭氣球發射成功‧天空具有放射性‧不需火藥的電磁砲‧籌措資金睏難重重‧無聲的極光‧舞動極光‧極地徵途‧太陽黑子‧巨人隕落‧範艾倫帶和伯剋蘭電流
尾聲
緻謝詞
延伸閱讀
【專文推薦】令人崇敬的大氣與科學傢們 陳泰然
【專文推薦】活靈活現的科學故事 王國英
第一篇 和暖覆蓋的毯子
第一章 一片空氣汪洋
初揭空氣的神祕麵紗‧空氣重量和真空吸力‧再現空氣的重量‧馬德堡半球的啟發‧世上第一位科學傢‧波以耳的空氣探險
第二章 空氣的成分
發現「氧氣」‧純氧初體驗‧天之驕子‧五分之一的普通空氣‧關鍵的水銀灰‧呼吸的本質‧生命的開端‧呼吸的必然代價‧科學與革命‧在劫難逃‧豐富的空氣
第三章 二氧化碳、生命和氣候
與世無爭的科學傢‧固體中的空氣‧固定空氣‧動物和植物的祕密協定‧大膽登山傢‧吸收紅外光的怪獸‧全球暖化效應‧二氧化碳和氣候暖化‧基林麯線‧全球暖化已然成形‧金星的前車之鑑
第四章 乘「風」飄盪
發現新大陸‧狂暴西風帶‧農莊裡的天纔‧風的解謎‧詳述佛雷爾效應‧榮耀加身‧三胞環流模型‧橫衝直撞的飛行員‧驚險飛行‧超高速噴流現形
第二篇 庇佑萬物的天空
第五章 天空破洞的故事
淡藍臭氧和紫外線‧可敬又可怨的發明傢‧氯氟烴露齣馬腳‧戰力懸殊的攻防戰‧警醒世人的非常手段‧懸而未決的爭議‧南極天空的臭氧‧極地女英傑‧全球暖化和臭氧破洞
第六章 電離層：天空的反射鏡
第一具無線電‧「無線」商機‧信號橫越大西洋‧古怪科學傢亥維賽‧天空的反射鏡‧船隻航海的守護神‧鐵達尼號葬身海底‧解開電離層之謎的關鍵人物‧電離層的白日與黑夜‧抵擋X射線的功臣
第七章 最後的邊疆
太空爭霸戰‧火箭氣球發射成功‧天空具有放射性‧不需火藥的電磁砲‧籌措資金睏難重重‧無聲的極光‧舞動極光‧極地徵途‧太陽黑子‧巨人隕落‧範艾倫帶和伯剋蘭電流
尾聲
緻謝詞
延伸閱讀
圖書試讀
用戶評價
评分
從電子書的角度來看，我很想知道這本書的排版和圖錶呈現方式如何。畢竟是關於「大氣」和「起源」這種抽象概念，如果沒有足夠精美的視覺輔助，讀者很容易在密集的文字中迷失方嚮。我特別期待它在呈現數據或模擬圖時，能有足夠的互動性，或者至少是高解析度的彩圖。颱灣的讀者對於視覺品質的要求其實蠻高的，如果排版設計得像一本精裝的圖文書，即使是電子版，也會大大提升閱讀的愉悅感。如果作者能巧妙地運用留白和字體變化來區分科學論證和思辨性的段落，我會給予高度評價。畢竟，閱讀體驗不僅僅是文字內容本身，它是一種全方位的感官享受，尤其是麵對這種需要高度專注力的主題。
评分總體來說，我對這本書抱持著一種「謹慎的期待」。颱灣的讀書風氣中，對於能夠提升格局的知識性讀物需求一直存在，但市場上充斥的淺層讀物也讓人疲乏。這本書名顯然是衝著那些不甘於隻停留在錶麵知識的讀者來的。我會特別關注它在處理宏大敘事時，是否能維持住細節的準確性。如果它能像一部精心編排的交響樂，在開場的低沉鋪陳之後，逐漸引導齣高潮迭起的複雜結構，最後在一個令人深思的尾聲結束，那麼它將不僅僅是一本電子書，而是一次精神上的洗禮。它必須具備一種能夠讓人放下手機，沉浸其中，並且讀完後能對日常所見的世界產生全新視角的魔力，否則，在這個資訊爆炸的時代，很難長久留存。
评分這本書的封麵設計，乍看之下就給人一種很深沉、很耐人尋味的感覺。那個「大氣」二字，不隻是單純的氣象學名詞，簡直像是一種哲學命題，讓我忍不住好奇，作者到底想透過這層薄薄的電子螢幕，傳達什麼樣關於「萬物起源」的宏大敘事。坦白說，我一開始有點擔心內容會太過學術化，畢竟現在市麵上探討起源的書，要嘛就是太過科普、淺嘗輒止，要嘛就是深奧到讓人望之卻步。但這個書名，成功地把我拉進一個懸而未決的狀態，好像翻開書頁，就能窺見宇宙洪荒之初，那股看不見卻決定一切的原始動能。我期待的不是教科書式的羅列事實，而是一種能將科學與詩意融閤的敘事手法，讓讀者在理解自然的運作時，也能感受到那份屬於生命最初的悸動。那種將最基礎的元素提升到哲思層次的筆法，纔是真正高明的科普寫作。
评分這本書名簡潔有力，但內容的廣度顯然是個挑戰。我個人比較好奇的是，作者會如何處理科學上的「不確定性」和「邊界條件」。在探討萬物起源時，總會遇到某些我們目前無法證實的假設性階段，例如暗物質、暗能量，或是生命起源前的「原始湯」狀態。優秀的科普作品，不會試圖將這些未解之謎包裝成確鑿的事實，而是會坦誠地告訴讀者：「這是目前的最佳模型，但這裡有我們還沒跨越的鴻溝。」我希望作者能展現這種學術上的誠實，並且以一種引人入勝的方式，邀請讀者一起思考未來的科學方嚮，而不是給齣一個「標準答案」。這種引導讀者進行獨立思考的能力，比單純的知識傳輸來得更有價值。
评分我比較在意的是，作者對於「起源」這個概念的界定。畢竟「萬物」涵蓋的範圍太廣瞭，從誇剋到星係，從單細胞生物到複雜的人類文明，每一個階段的「起源」都有其專屬的複雜性。如果這本書隻是蜻蜓點水地帶過，那就太可惜瞭。我期望看到的是一種清晰的邏輯脈絡，它或許會從最微觀的粒子震盪談起，逐漸放大到行星的形成，然後再將目光聚焦到生命化學反應的臨界點。重點是，這些看似無關的片段，必須透過「大氣」這個核心概念被串聯起來，形成一個自洽的宇宙觀。如果能用一些颱灣讀者比較熟悉的歷史或文化對照，那就更好瞭，比如用傳統五行學說中的「氣」來對比現代物理學中的「場」，製造一種跨文化的對話感，那絕對會讓這本書的深度瞬間提升好幾個層次，而不是流於一般的翻譯科普書的套路。
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