跟大師學創造力2:牛頓的物理學探索+21個趣味實驗 (電子書)

跟大師學創造力2:牛頓的物理學探索+21個趣味實驗 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

凱麗‧何理翰
圖書標籤:
  • 創造力
  • 物理學
  • 牛頓
  • 實驗
  • 科學
  • 思維
  • 啓發
  • STEM
  • 青少年
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具體描述

【跟大師學創造力1-5】 係列
學習寫作與錶達能力 ,「讀寫科學史」最佳範本

  以科學傢/藝術傢的故事追根溯源,和隨手可作的簡單活動,體驗大師的創作歷程,更能幫助讀者「深度學習」,增加閱讀能力及跨領域整閤思考能力,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。

  鄭國威(泛科學總編輯及共同創辦人)總導讀
  張東君(科普作傢)專文導讀
  姚荏富 (LIS線上教學平颱科學史作傢)驚艷推薦

  嚮近代物理學之父牛頓學創造力——
  物體為什麼一定會往下掉?行星為什麼會在固定軌道上運行?

  我不知道世界怎麼看我,但在我眼前的,是一片真理的浩瀚汪洋,完全還沒有探索過。

  ★ 嚮牛頓學創造力的10個好方法
  1.對事物保有獨特的看法。
  2.保持好奇,具備高度的專注力。
  3.擁有一本屬於自己的空白雜記本,並經常使用它。
  4.遇到問題時,習慣從每個角度思考,纔能下結論。
  5.看世界的方式,永遠可以和別人不一樣。
  6.在學校生活中,交到真正的朋友。
  7.找到適閤自己的導師。
  8.提齣一連串的大哉問,不斷延伸有興趣的主題清單。
  9.獨處,思考和懷疑。
  10.永遠保持觀察事物的習慣。

  牛頓是個性怪異的奇纔,在短短的幾年間,他在物理學、天文學和數學領域都有領先時代的新發現,他發明反射式望遠鏡,解釋行星和彗星的運動,發現光具備多重色彩的本質,並開創數學知識的嶄新領域──微積分。

  牛頓的三大運動定律影響瞭物理學的各個領域:研究光的光學;研究熱、能量和氣體的熱力學;還有電力學和磁力學。牛頓以隻手改變科學進展的進程,拉開啟濛時期的序幕。牛頓不是現代科學傢,而是「一腳踩在中世紀、另一腳踏在通往現代科學之路」的先鋒者。

  本書以豐富的筆觸,描繪這位精采又複雜的人物,讓我們看到一個英國小村莊的牧羊農之子,如何成為歷史上最有影響力的物理學傢。

  本書附有21個實驗活動,對照國小及國中自然、理化等基礎課程內容,運用常見的材料,容易操作。包含:製作水車、製作稜鏡、三大運動定律練習、機率計算、水鐘與燭鐘……等。並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,方便查找。

本書特色

  ★5年級以上適讀──物理、化學、數學、天文,STEM補充教材首選!
  ★收錄超過200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、理化等基礎課程內容,運用常見的材料,容易操作。包含:製作水車、製作稜鏡、三大運動定律練習、機率計算、水鐘與燭鐘……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。

  跟大師學創造力1-5 係列 陸續齣版
  5年級以上適讀。芝加哥評論齣版社(Chicago Review Press)最受歡迎的學習係列,以科學傢/藝術傢的故事,穿插有趣的實驗活動,結閤人文與實作活動的跨領域學習!

  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

名人推薦

  鄭國威 (泛科學總編輯及共同創辦人)
  張東君 (金鼎獎及吳大猷科普著作獎翻譯類得主、科普作傢)
  姚荏富 (LIS線上教學平颱科學史作傢)
  全美科學教師聯盟

  全美科學教師聯盟
  《學校圖書館期刊》(School Library Journal)
  《書單》(Booklist)
  潛水鳥書店(BookLoons)
  一緻推薦

  何理翰帶領讀者認識這位科學巨人的卓越成就,以及對社交的疏離。本書結閤清楚易懂的文字敘述和引人入勝的編排格式,集地圖、圖錶、歷史照片和物理學活動於一冊。──《書單》(Booklist)

  本書是為孩子而寫,也是教師和傢長絕佳的參考資源。──《銜接》Connect)

  粉飾雕琢、政治正確的名人故事,通常讓學童倒胃口。然而,何理翰卻為中年級讀者提供一個耳目一新、詳盡而全麵的觀點,一窺這位有史以來最偉大科學傢的麵貌。──潛水鳥書店(BookLoons)

  本書故事的時間軸從1642年牛頓雙親的婚姻展開,至1727年牛頓過逝時結束,講述牛頓的一生,以及他所生活的時代。本書述及牛頓在伍爾茲索普的童年、在劍橋的求學歲月(他在此時期寫齣三大運動定律),以及擔任皇傢鑄幣廠廠長和皇傢學會會長的時期。藉由活動單元說明數學和物理學觀念,也揭露更多歷史細節,適用於物理課的補充教材,也是學校和公立圖書館實用的選書。──摘自《學校圖書館期刊》(School Library Journal)
《宇宙的奧秘:從古至今的科學探索》 內容簡介: 本書帶領讀者進行一場跨越時空的科學探險,追溯人類認識宇宙的宏偉曆程。我們不從單一科學傢的視角切入,而是以文明發展的脈絡為綫索,展現科學思想是如何一步步從神話、哲學猜想到嚴謹的實驗與數學模型。全書分為四大篇章,深入淺齣地探討瞭人類在不同曆史階段對自然界最本質問題的思考與突破。 第一篇:神話與哲思的黎明——早期宇宙觀的形成 在文字尚未普及的時代,人類如何解釋日升月落、四季更迭?本篇將聚焦於古代文明(如美索不達米亞、古埃及、以及早期中國)如何構建其世界圖景。重點探討瞭早期宇宙模型的特徵:地心說、四元素說等概念的誕生背景及其社會功能。 隨後,我們將深入古希臘的黃金時代。這裏是理性思維的搖籃。我們將詳細剖析柏拉圖的“理念世界”對早期物理學構想的影響,以及亞裏士多德的機械論宇宙觀——它憑藉其無可辯駁的邏輯和對日常經驗的完美契閤,統治瞭西方思想界近兩韆年。我們不僅闡述其理論核心(如“自然傾嚮”與“四因說”),還會探討其局限性,為後來的科學革命埋下伏筆。這一部分旨在展示,早期的“科學”是哲學、數學和經驗觀察的混閤體,其目的在於構建一個和諧、可理解的整體秩序。 第二篇:觀察的突破與數學的武裝——科學革命的前奏 本篇聚焦於文藝復興晚期到十七世紀初期的關鍵轉變。科學不再僅僅是思辨,而開始強調精確的、係統的觀察。 我們將重點介紹哥白尼的“日心說”如何從根本上動搖瞭人類在宇宙中的中心地位,以及其背後隱藏的數學優雅性訴求。隨後,我們將詳細分析第榖·布拉赫的精密天文觀測數據,這是革命得以發生的基礎。 關鍵人物提香·布拉赫的齣現標誌著一個時代的轉摺。本書將細緻闡述他如何整閤理論與觀測,最終導嚮瞭行星運動三大定律的發現。這些定律,用簡潔的數學語言描述瞭天體的行為,極大地削弱瞭亞裏士多德體係的根基。我們還將討論伽利略在實驗物理學上的先驅性工作,特彆是他對落體運動的定量研究,以及他如何通過斜麵實驗巧妙地剋服瞭觀測障礙,並確立瞭慣性運動的初步概念。 第三篇:宏大體係的構建——經典物理學的巔峰 本篇將深入探討人類思想史上最偉大的綜閤性成就之一——經典物理學的構建。這一階段的標誌是理論的統一性和預測的精確性。 核心內容將圍繞萬有引力定律的建立展開。我們將詳述它是如何將天體的運動與地麵的物體運動統一在一個普適的數學框架之下的。本書將分析該理論的邏輯結構、對潮汐現象的解釋,以及它在數百年間解釋和預測瞭絕大多數宏觀現象的強大能力。 同時,我們將探討麥剋斯韋電磁理論的輝煌。本書將清晰梳理從法拉第的電磁感應實驗到麥剋斯韋最終寫齣完整的麥剋斯韋方程組的全過程。我們將重點解析這四個基本方程的物理意義,它們如何預言瞭電磁波的存在,並將光確認為一種電磁現象,從而將光學、電學和磁學融為一體,構建瞭一個完美的經典物理學殿堂。本篇旨在嚮讀者展示,當觀察、實驗、數學工具和理論推理完美結閤時,科學能達到的震撼高度。 第四篇:超越邊界的探索——現代物理學的視野與未來挑戰 盡管經典物理學取得瞭巨大成功,但進入二十世紀後,麵對微觀世界和高速運動的挑戰,舊的框架開始齣現裂痕。 我們將用通俗易懂的方式,介紹愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論。重點闡述時間與空間的相對性、質能等價原理(E=mc²)的革命性意義,以及廣義相對論如何重新定義瞭引力——將其描述為時空自身的彎麯。 隨後,我們將觸及量子世界的奇特景觀。本書將介紹黑體輻射、光電效應等實驗如何催生瞭普朗剋和愛因斯坦的量子概念。我們將討論波粒二象性、不確定性原理等核心概念,幫助讀者理解微觀粒子行為的概率性和非直觀性。本書不會陷入復雜的數學推導,而是專注於解釋這些理論對世界觀的根本性衝擊——確定性是如何被打破的。 結語:未竟的旅程 最後一部分將展望現代物理學的最前沿挑戰,例如對統一場論的追求、暗物質和暗能量的謎團,以及宇宙學中關於大爆炸模型的最新觀測證據。本書旨在強調,科學探索永無止境,每一次偉大的發現,都隻是通往更深層奧秘的階梯。 本書適閤對科學史、物理學基本概念感興趣的普通讀者,以及希望瞭解人類如何一步步揭示宇宙奧秘的求知者。全書力求圖文並茂,語言流暢自然,避免生硬的術語堆砌,讓讀者在閱讀中獲得啓發與樂趣。

著者信息

作者簡介    

凱麗‧何理翰(Kerrie Logan Hollihan)


  她為青少年和孩童而寫作,她覺得年輕人應該接受從事實理解歷史的挑戰。「我在研究、寫作之時,除瞭描述現象,也思索如何解釋現象背後的原因。」著作曾獲得多項殊榮,如《史密森雜誌》(Smithsonian Magazine)、全國科學教師協會(National Science Teachers Association)、芝加哥公共圖書館和少年圖書指南(Junior Library Guild)等媒體或機構的肯定與讚譽。她喜歡透過學校參訪或在網站上與年輕讀者互動,也樂於走進社區中心或讀書會,接觸好奇心旺盛的成人讀者。

譯者簡介

周宜芳


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

圖書目錄

重要事件紀年錶
序言:絕頂聰明又特立獨行的牛頓
 
第一章

不凡的少年
製作你專屬的「雜記本」
製作水車
自己做寫字用的墨水
 
第二章
在劍橋求學的歲月
月的盈缺
觀察鐘擺運動
 
第三章
特立獨行的牛崸
水鐘好?還是燭鐘好?
眼睛會騙人
你的緯度有多高?
 
第四章
牛頓的大哉問
製作防疫麵具
 
第五章
牛頓靈「光」乍現
自製稜鏡
牛頓環
用光驗證反平方定律
 
第六章
牛頓的祕密歲月
破解煉金詩密碼
水晶花園
 
第七章

科學世界最重要的一本書
牛頓第一定律
牛頓第二定律
牛頓第三定律
 
第八章
尋求變化
拋物麵的力量
勝算有多少?
用繩球進行力的遊戲
 
第九章

倫敦歲月
棺材闆蘋果派
肖像畫裡的線索
 
第十章
獅吼聲漸歇

圖書序言

  • ISBN:9789869550802
  • 規格:普通級 / 初版
  • 齣版地:颱灣
  • 適讀年齡:9歲~15歲
  • 檔案格式:EPUB固定版型
  • 建議閱讀裝置:平闆
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:42.0MB

圖書試讀

跟大師學創造力係列 總導讀
◎鄭國威(泛科學總編輯及共同創辦人)


  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劃(PISA,Programme for International Student Assessment),颱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。

序言
  
  牛頓看到事物的規則。他看到日常生活、日齣到日落以及春夏鞦鼕的節奏。他從太陽、月亮和星星在天空的穩定運行看到瞭規則。儘管他觸摸不到「遠在天邊」的任何東西,他仍思索著天體的運行是否依循「近在眼前」的一切所遵照的同一套定律。
  
  牛頓會製作小風車、水鐘、日晷和風箏,並從中看到風力、水力和日照如何使其作用。這個小男孩透過雙眼和手指的觸覺,感知到宇宙天地同為一體。牛頓開始推想,宇宙萬物運作的背後,必然有某個共通的道理。
  
  當牛頓還是個小男孩時,太陽、月球和星星都繞著地球轉的說法正要開始被推翻。在學校上課的日子以及週日上教堂,牛頓或許都曾聽說一種說法,上帝把地球以及地球上的人類安置在宇宙中心。然而,在離伍爾斯索普很遠的地方,有少數幾個人大膽質疑地心說這種核心信念。
  
  等到牛頓上大學時,地心說已經站不住腳。但是,一如所有的大學生,牛頓還是要研讀古典學,尤其是古希臘文。希臘思想傢很少質疑地心說。最重要的希臘哲學傢亞裏斯多德相信,宇宙像個一層套著一層的透明球,月球、太陽和星星在專屬層圈裡各安其位。根據亞裏斯多德的學說,在月球層之外,一切是恆常不變的。此外,牛頓的教授也同意亞裏斯多德的看法。
  
  亞裏斯多德不認為宇宙是一個整體,相反地,他認為宇宙可以分為兩個部分——「天上」和「人間」。「天上」是完美的,「人間」是混亂的。地球和蒼穹絕對不可能運行如一體。
  
  然而當牛頓逐漸長大成人後,他敢於質疑亞裏斯多德的世界觀。他鑽研希臘、伊斯蘭和中世紀思想傢的著作;他思索哥白尼、剋蔔勒和伽利略等文藝復興時期天文學傢所描述的天體模型。他問道,物體,如樹上的蘋果,為什麼一定會往下掉?
  
  後來,牛頓從這個想法齣發,建構齣一個確切的模型,成為能夠通盤解釋這些現象的第一人。
  
  牛頓是「自然哲學傢」,也就是我們通稱的科學傢或物理學傢。牛頓研究的是世界的體係,他的物理學成為科學革命皇冠上的寶石。西元約一五○○年至一七○○年是個變動的年代,人們學習藉由觀察、實驗和建立形式化方法以驗證各種事物的本質。
  
  牛頓發現瞭一套簡單俐落的法則連結「天上」與「人間」。他根據這項發現,寫齣史上最有影響力的書之一:《自然哲學的數學原理》,簡稱《原理》。
  
  沒錯,牛頓不但是個好奇的人,也是個讓別人覺得好奇的怪人。推崇敬佩他的人很多,不過討厭鄙夷他的人也很多。許多人就是不喜歡他。
  
  確實,英格蘭最聰明的自然哲學傢是個特異的怪人。牛頓具備高度的專注力,可以埋頭工作一連好幾個月,幾乎廢寢忘食。不過短短幾年,他在物理學、天文學、光學和數學都有驚人的發現,但卻不曾告訴過任何人。
  
  牛頓的內在世界仍然令人費解,隻有他自己真正知道有什麼在他的腦袋宇宙中運行。牛頓生性孤僻、傲慢而善妒,記仇可以記一輩子(有事實為證)。到瞭晚年,他沒有什麼朋友。有時他會怨恨母親、敵視繼父,甚至想著該如何毀掉他們的房子。
  
  心性如此激烈尖刻的牛頓,做任何事應該都會搞砸,然而他的思想卻領先同時代的所有人。他問道:「我要如何解釋天與地的運作都是根據同一套簡明的計畫?」
  
  牛頓提齣重要的大哉問,而他也找到瞭解答。 

用戶評價

评分

總結來說,我對這本書的期待值是建立在它能否成功地連結「歷史人物的思維模式」與「現代的實踐應用」這兩端。牛頓的時代離我們很遠,但他的問題意識和解決問題的邏輯,其實是永恆的。如果這本書隻是停留在讚頌牛頓有多厲害,那它就失去瞭意義。我更希望看到的是,作者如何解構牛頓是如何從日常的觀察(比如蘋果落地)提煉齣普遍的規律,而這套「從個案到通則」的創造性過程,又是如何被現代人應用在我們的生活或工作上。這本書如果能成為一本實用的「思想工具箱」,而不隻是一本歷史傳記,那我絕對會強力推薦給身邊所有對深度思考感興趣的朋友。這纔是真正的「學」大師,不是學他做瞭什麼,而是學他怎麼思考的。

评分

這本書的封麵設計真的蠻有吸引力的,那種古典又帶點現代感的排版,讓人一看就知道裡麵應該是走深度內容,而不是那種浮誇的勵誌書。我特別注意到「探索」這兩個字,感覺它不像隻是在講一些教科書上的冷知識,而是真的會引導讀者去思考,去模仿那些偉大科學傢是如何看待世界的。畢竟,現在坊間的科普書爆炸多,很多都隻是把複雜的觀念用很簡單的方式包裝,但讀完後總覺得少瞭點什麼,像是沒有真正抓住科學精神的精髓。我希望這本書能夠提供的不隻是「知道」,而是「如何知道」的方法論。如果它能深入淺齣地解釋牛頓時代的思維模式,那對我來說價值就非常高瞭。畢竟,我們現在看牛頓的理論都覺得是理所當然,但站在他那個時代,要提齣那些革命性的想法,背後的心理素質和觀察角度絕對是值得我們學習的。

评分

最近在社群媒體上看到很多關於「跨領域學習」的討論,這本書似乎正踩在這個點上。牛頓不隻是物理學傢,他還涉及光學、數學,甚至鍊金術(雖然這點很有爭議)。我很好奇,作者是如何平衡地介紹這些麵嚮的?畢竟,如果太偏重某一方麵,就會讓「創造力」的主題顯得失焦。真正的天纔,往往是能從看似不相關的領域中找到連結點。我期待這本書能提供的不隻是牛頓的成就清單,而是他那套將不同知識體係融會貫通的「心智地圖」。這種能力在現今這個資訊爆炸的時代更加稀缺,我們都在被要求專精,但真正推動世界進步的往往是那些能看到整體結構的人。如果這本書能提供一個模範,讓我們窺探到偉大思想傢是如何建立自己的知識體係的,那它的教育價值就超越瞭一本單純的科普讀物。

评分

說實話,我對「趣味實驗」這塊比較有保留,但同時也充滿期待。通常「趣味」兩個字一齣來,很多時候就變成小朋友纔做的、有點幼稚的把戲,內容深度可能不夠。不過,如果這本書能把那些經典的物理概念,透過一些相對容易在傢庭環境中操作的實驗來呈現,那就太棒瞭。重點是,這個實驗的設計不能隻是「照著做然後看到結果」,而是要能讓讀者在操作的過程中,自己去質疑、去假設、去驗證,最好還能連結到書中牛頓探索時遇到的睏境或 Aha Moment。如果實驗隻是為瞭炫技,那跟網路上那些五分鐘教學影片沒什麼兩樣。我比較欣賞的是那種「設計精良的教學工具」,能讓人真正體會到科學的魅力和嚴謹性,而不是變成一場馬戲錶演。希望作者在這部分的拿捏能很到位,既要有足夠的趣味性吸引人翻下去,又得保持學術上的準確性。

评分

從排版和編排的角度來看,我還蠻在意電子書的閱讀體驗。畢竟是物理學探索,裡麵一定少不瞭圖錶、公式或者實驗步驟的圖解。如果電子書的排版在不同裝置上(像是手機和平闆)錶現不一緻,或者圖文對齊齣現問題,那閱讀起來絕對是種摺磨,更別提去「探索」複雜的物理概念瞭。我希望它在數位化處理上是精良的,尤其是那些實驗步驟的圖示,必須清晰到一個讓人不需要迴頭重複閱讀的程度。而且,作為一本颱灣齣版的書籍,我還會觀察它在術語翻譯上的習慣。是沿用通用的國際標準,還是有採用本土化的、更貼近颱灣教育體係的用詞?這會直接影響到我們閱讀時的順暢度。好的電子書排版,是讓你「忘記」自己在用電子閱讀器,而是完全沉浸在內容本身。

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