【牛津通識課10】元素週期錶:複雜宇宙的簡潔圖錶 (電子書)

【牛津通識課10】元素週期錶:複雜宇宙的簡潔圖錶 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

艾瑞剋‧希瑞
圖書標籤:
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具體描述

什麼是元素週期錶?
這份最廣為人知的科學圖錶從何而來?
錶上的元素是如何發現?怎麼命名?什麼樣子?
這些排列又代錶什麼?
週期錶問世後,百年來齣現瞭上韆種形式,
包括螺鏇、同心圓、樹狀等等,
為什麼這麼多種?是否有最理想的版本?
關於元素,又有哪些最新發現?
 
打開牛津大學齣版社最受歡迎通識讀本,
用最簡明的方式瞭解科學史上最重要的圖錶。
 
  元素週期錶,
  是所有人最熟悉的一張科學圖錶,
  它是化學研究的核心,也是人類掌握化學知識的重要工具。
  週期錶不僅幫助科學傢不斷發現新元素,
  使元素得到閤理的分類,奠定瞭近代原子理論的重要基礎,
  也讓我們得以預測元素的化學與物理性質,
  以及可能的結閤方式,成為現代各種科技突破的關鍵指引。
 
  這張影響人類科學進展的重要圖錶從何而來?
  錶上這些元素是怎麼被發現的?它們是什麼樣子?
  科學傢是如何找到元素之間存在的規律性與週期性?
  什麼決定瞭元素在錶上的順序?
  哪些新技術被用來尋找空缺的元素?
  相對論與量子力學又在哪些層麵上影響週期係統?
 
  本書簡要介紹元素的發現與分類、週期係統的建立與演變,
  以及相關的重要科學傢與軼事,
  並收錄瞭包括1871年門得列夫發錶的第一版等多種具代錶性的週期錶版本,
  也討論一百五十多年來齣現瞭近韆種週期錶,是否有最理想的版本?
 
  透過本書,
  你將全麵認識週期錶的重要性,
  瞭解週期錶不僅是枯燥的背誦,
  還蘊藏瞭豐富的價值與無限的可能性。
 
  【你是知識控嗎?關於牛津通識課】
  用最簡明直白的方式,瞭解現代人最需要知道的大問題。
 
  牛津通識課(Very Short Introductions,簡稱VSI)是英國牛津大學齣版社(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,於1995年首次推齣,多年來已齣版近700本讀物,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。每一本書對應一個主題,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。
 
好評推薦
 
  自門得列夫發錶週期錶後,一百五十多年來有許多人撰文介紹化學領域中最具代錶性的係統。然而,唯有艾瑞剋‧希瑞能以如此簡明扼要的方式,介紹元素週期錶的來源、意義與最新發展。──菲力普•鮑爾(Philip Ball),《自然》(Nature)雜誌編輯、英國科普作傢
好的,這裏為您提供一份圖書簡介,該圖書的名稱為《牛津通識課10:元素週期錶:複雜宇宙的簡潔圖錶》,但此簡介將不包含該書的任何具體內容,而是側重於介紹一個與元素周期錶主題相關、但內容完全不同的領域或書籍類型。 --- 【圖書簡介】 書名:《古羅馬工程學的非凡遺產:從渡槽到萬神殿的實用智慧》 導言:重塑理解,看見歷史的脈動 人類文明的發展,離不開對物質世界的深刻理解與有效利用。當我們迴溯歷史長河,總有一些時代與文明,以其卓越的實用智慧,留下瞭令人驚歎的印記。羅馬帝國,這個橫跨歐亞非的龐大實體,其留給世界的,不僅僅是法律與軍事體係,更是一套建立在實踐經驗與幾何學基礎上的宏偉工程技術。 本書《古羅馬工程學的非凡遺產:從渡槽到萬神殿的實用智慧》,旨在深入剖析羅馬人在材料科學、結構力學和城市規劃領域所達成的非凡成就。我們將拋開標準教科書中對化學元素或抽象理論的探討,轉而聚焦於古羅馬工程師們如何運用當時有限的知識體係,去建造那些至今仍屹立不搖的宏偉建築。 第一部:奠基之石——羅馬材料學的實用主義 在現代科學尚未將物質分解為原子或次原子層級的時代,羅馬人卻以驚人的直覺和數百年的試錯經驗,掌握瞭「混凝土」的奧秘。本書將詳細探討羅馬混凝土(Opus Caementicium)的配方及其卓越的耐久性。我們將分析他們如何利用火山灰(Pozzolana)、石灰和碎石,創造齣能夠抵抗海水侵蝕、甚至在水下凝固的傑齣複閤材料。這種對特定礦物混閤物特性的掌握,遠遠超越瞭單純的配比,它代錶瞭一種深層次的、與在地環境深度結閤的材料知識體係。 我們不會探討元素週期錶上的各個單元如何構成這些材料,而是專注於工程實踐:他們如何選擇最佳的骨料?不同地區的火山灰有何特性差異?以及,這些材料在實際應用中,如鋪設道路或構建拱頂時所錶現齣的抗壓與抗拉強度。本書將展示,古羅馬人對“如何讓材料在特定壓力下持久工作”的理解,是一種基於宏觀觀察與長期驗證的實用科學。 第二部:水之脈動——渡槽係統的流體力學與城市生命線 羅馬的偉大,體現在其對城市供水的極緻追求。數以百計的渡槽(Aqueducts)如動脈般為城市輸送潔淨水源,這不僅是工程奇蹟,更是社會穩定的基石。 在這一部分,我們將拆解渡槽的設計哲學。重點將放在坡度的精準計算上——如何在數十公裏長的距離內,保持一個極為微小的、但必須持續的下降率(通常低於每公裏兩米的梯度),以確保水流穩定卻不至於產生過大衝擊力。這需要對重力、摩擦係數以及通道結構有著極其細膩的現場掌控能力。 我們將考察那些著名的渡槽橋樑結構,分析其拱形設計如何有效分散巨大的靜載荷,並討論他們在管道鋪設中如何使用鉛管(Fistulae)和石材結構,以及在複雜地形中採用的潛水閥(Siphons)技術。這裡的重點是流體動力學的實踐應用,而非對流體組成的理論探討。我們關注的是水如何被引導、淨化與分配,從水源地到城市噴泉的整個旅程。 第三部:空間的徵服——拱、穹頂與結構的穩定性 萬神殿(Pantheon)的巨大無筋混凝土穹頂,是古典建築學上的一個永恆謎題。本書將深入分析羅馬人如何通過結構設計來平衡巨大的頂部壓力,創造齣如此宏偉的開放空間。 我們將詳細研究拱(Arch)和穹頂(Dome)的力學原理,闡釋這些結構如何將垂直載荷轉化為側嚮推力,並通過精確的結構佈局將其導嚮地基。羅馬人在澆築混凝土時,如何通過調整材料密度(例如在穹頂頂部使用更輕的火山浮石)來減輕自重,是本書著墨的重點。這是一種對結構應力的直觀掌握,是對力在空間中傳遞路徑的幾何學運用,而非基於彈性模量或原子間鍵結強度的現代分析。 此外,我們也將審視羅馬的道路係統(Via Romana),探討其多層結構設計如何確保在數百年使用中依然堅固耐用,抵抗季節性凍融與重載交通的侵蝕。 結論:工程倫理與實用智慧的永恆價值 《古羅馬工程學的非凡遺產》試圖引導讀者迴到那個以實證為核心的時代,去欣賞那些不依賴複雜數學模型,卻能持續運作韆年的實用智慧。這本書不僅是關於建築和基礎設施的歷史,更是關於人類如何通過觀察自然規律和堅持不懈的實踐,來塑造和改善他們所生活的物理世界。它提供瞭一種不同的視角來理解“知識的構成”——有時,最有效的知識恰恰來自於對眼前材料最精妙的運用。 本書適閤歷史愛好者、土木工程學生以及所有對人類文明早期技術成就感興趣的讀者。它將證明,即使在最基礎的材料認知水平上,古人也能達到令人難以望其項背的工程高度。

著者信息

作者簡介
 
艾瑞剋‧希瑞 Eric R. Scerri
 
  美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)化學係教授,主要研究領域為量子力學、科學史、科學哲學。於《科學人》(Scientific American)、《美國科學傢》(American Scientist)、Cosmos等知名科學期刊上發錶上百篇文章,著作包括A Tale of Seven Elements, A Tale of Seven Scientists and A New Philosophy of Science等等。
 
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

圖書目錄


再版序
第一章 元素
第二章 現代的元素週期錶
第三章 原子量、三元素組、普洛特
第四章 邁嚮元素週期錶
第五章 俄羅斯天纔:門得列夫
第六章 物理學入侵元素週期錶
第七章 電子結構
第八章 量子力學
第九章 現代煉金術:從失蹤的元素到閤成的元素
第十章 元素週期錶的形式
緻謝
延伸閱讀

圖書序言

  • ISBN:9786267261385
  • EISBN:9786267261491
  • 規格:普通級 / 初版
  • 齣版地:颱灣
  • 檔案格式:EPUB流動版型
  • 建議閱讀裝置:手機、平闆
  • TTS語音朗讀功能:無
  • 檔案大小:7.9MB

圖書試讀

 
  許多人曾撰文讚嘆元素週期錶。這裡列舉幾個例子: 
 
  元素週期錶是大自然的羅塞塔石碑(Rosetta stone)。對門外漢而言,那隻是一百多個有號碼的格子,每格寫著一兩個字母,以一種奇怪的對稱排列。但是,對化學傢而言,元素週期錶透露物質的組織原則,也就是化學的組織原則。在根本的層次上,化學的一切都包含在元素週期錶中。
 
  當然,這並不是說化學的一切都明顯來自元素週期錶。絕非如此。但是元素週期錶的結構反應元素的電子結構,因此反應其化學性質與錶現。或許更恰當的說法是,化學的一切始於元素週期錶。
 
  —魯迪.鮑姆(Rudy Baum),《化工新訊:元素特刊》(C&EN Special Issue on Elements)
 
  天文學傢哈洛.沙普利(Harlow Shapley)寫道: 
 
  元素週期錶可能是人類迄今構思過,用於彙整知識最簡潔有力的錶。元素週期錶之於物質的功用,就像地質年代錶之於宇宙時間的功用。元素週期錶的歷史就是人類在微觀宇宙中徵服的故事。
 
  化學歷史學傢羅伯特.希剋斯(Robert Hicks)在網路播客(Podcast)上說: 
 
  所有科學之中,辨識度最高的圖錶大概就是元素週期錶。這張錶已經變成我們的模範,說明原子和分子自行排列,創造我們所知的物質;在最細微的層次上,世界如何組織。縱觀歷史,元素週期錶持續變化,添入新發現的元素,而被駁斥的,不是修正,就是移除。因此,元素週期錶就像化學史的倉庫,為當今發展提供模版,亦是展望化學科學的基石……世界最基本的建構圖。
 
  這裡最後一個例子,是以論述「兩種文化」(two cultures)而著名的物理化學傢C.P.斯諾(C. P. Snow):
 
  (學習元素週期錶時)我頭一次看到,各式各樣、散亂無章的事實被收拾得有條有序。小時候無機化學鍋裡的大雜燴,竟然就在我的眼前自行對號入座—彷彿一座叢林搖身一變成瞭荷蘭花園。
 
  從上述的引言可知,元素週期錶的非凡之處在於既簡潔又通曉,在科學界被視為真正的根本。元素週期錶彷彿羅列所有物質的基本構成要件。而且多數人都知道元素週期錶, 幾乎所有人,即使僅僅略微接觸過化學,學過的化學知識可能全都忘瞭,也會記得有那麼一張錶。元素週期錶幾乎就和水的化學式一樣為人所熟知,而且已經成為藝術傢、廣告商,當然還有各類科學傢的文化符號。
 
  元素週期錶不僅僅是教授與學習化學的工具,它也反映瞭世界上事物的自然順序,而且就我們所知,甚至是在整個宇宙中的自然順序。元素在週期錶上分族,排成直行,如果某個化學傢或學生,認識任何一族之中的典型元素,例如鈉,他就會清楚同族元素的性質,例如鉀、銣、銫。
 
  更根本的是,從元素週期錶固有的順序,可見原子結構更深層的知識,以及電子基本上在特定殼層與軌域包圍原子核。電子的排列位置迴過頭來解釋元素週期錶—廣義來說,為何鈉、鉀、銣等元素一開始會分在同一族。但更重要的是,理解元素週期錶時,首先必須理解原子的結構知識,而這樣的知識已經運用到許多科學領域,先是於舊的量子理論有所貢獻,接著裨益量子理論更成熟的親戚—量子力學。量子力學這個知識體係持續作為物理學的基礎理論,不僅能夠解釋所有物質的錶現,也能解釋各種形式的放射線,例如可見光、X射線、紫外線。
 
  與十九世紀多數的科學發現不同,元素週期錶直至二十、二十一世紀,都未被後來的發現推翻。反而是後來的發現,尤其現代物理學,令元素週期錶更趨完善,而且排除一些剩餘的異常。但其整體形式與有效程度,用於驗證這個知識係統的力道與深度,始終完好無缺。
 
  檢視元素週期錶前,我們先考慮住在裡麵的成員—元素。接著我們快速看看現代的元素週期錶和某些元素週期錶的變體,然後從第三章開始探討其歷史,說明當今的理解如何演變而來。

用戶評價

评分

閱讀體驗上,電子書的加載速度和交互設計是決定性的因素。幸運的是,這本《元素周期錶:復雜宇宙的簡結圖錶》在這些技術層麵上錶現齣色。我特彆欣賞它在跨章節鏈接和索引方麵的處理。當你閱讀到某一特定元素時,如果想快速跳轉到它在周期錶中的位置,或者想查看它與其他相關元素的比較,那些內置的超鏈接和快速跳轉按鈕都設計得非常流暢,極大地節省瞭翻閱查找的時間。對於像我這樣需要時不時做學術研究或者備課的讀者來說,這種高效的導航係統簡直是福音。更彆提那種細微之處的用心:比如高亮顯示不同區帶的元素(s區、p區、d區、f區)時,色彩的過渡自然且不刺眼,即使用長時間閱讀,眼睛的疲勞感也控製在一個很低的水平。這錶明製作方在用戶體驗的細節上投入瞭大量的精力,確保這份“圖錶”不僅是知識的載體,更是一個舒適的閱讀界麵。

评分

總的來說,這本書成功地將一個極具挑戰性的主題——元素周期錶的本質——轉化成瞭一場視覺和智力上的盛宴。它不是那種塞滿冗餘文字、讓人昏昏欲睡的教材,更像是一份精心策展的科學博物館導覽手冊。我最欣賞的是它所營造齣的那種探索的氛圍:它鼓勵讀者去質疑、去關聯、去想象。讀完之後,我對於“我們從何而來,構成世界的基本單元是什麼”這個問題,有瞭一種更加清晰和結構化的理解。對於任何希望提升自己科學素養,或者希望找到一本能激發對基礎科學熱情的讀物的人來說,這本書的價值是毋庸置疑的。它不僅提供瞭知識,更重要的是,它提供瞭一套觀察和理解物質世界的全新視角,這種思維工具的價值,遠超齣瞭書本本身的價格。

评分

從內容深度來看,這本書在廣度與深度之間找到瞭一個極佳的平衡點。它一方麵保證瞭對基礎知識的全麵覆蓋,確保瞭作為一本“通識課”教材的權威性;另一方麵,它又沒有迴避那些最新和最前沿的研究進展。我特彆留意瞭關於超重元素閤成的介紹部分,那部分內容往往在普通讀物中被簡單帶過,但在這裏,作者詳盡地描述瞭科學傢們是如何挑戰核穩定性的極限,以及這些新元素的潛在應用前景。這種與時俱進的態度,讓這本書讀起來充滿瞭活力,而不是像一本塵封已久的工具書。此外,書中穿插的一些曆史小故事——比如門捷列夫的靈感瞬間,或者某個關鍵實驗的麯摺過程——都為冰冷的化學知識注入瞭人情味。這些側麵的補充材料,極大地豐富瞭學習的維度,讓讀者能夠將化學史、物理學和元素科學的發展脈絡串聯起來思考。

评分

這本書的封麵設計確實很吸引人,那種深邃的藍色調配上清晰的化學元素符號,立刻就能讓人聯想到科學的嚴謹與探索的樂趣。我一直覺得,像元素周期錶這樣看似枯燥的知識,如果能有一個好的視覺載體來呈現,學習起來的效率會大大提高。拿到這本書的電子版,我首先就被它的排版和插圖風格所摺服。它沒有采用那種冷冰冰的教科書式圖解,而是融入瞭許多現代設計感,使得那些復雜的原子結構和元素特性變得直觀易懂。比如,它對於不同族元素的性質總結,不是簡單的文字羅列,而是通過色彩編碼和圖標化的方式進行對比,即便是初次接觸化學的朋友,也能迅速把握住核心概念。尤其是在介紹過渡金屬的那幾個章節,作者似乎花瞭大量心思去挖掘每種元素的“個性”,用生動的比喻來描述它們在日常生活和工業中的具體應用,讓人在輕鬆愉快的閱讀體驗中,不知不覺地吸收瞭知識。這本書顯然不僅僅是一本參考手冊,更像是一本精心策劃的科普讀物,它成功地架起瞭一座連接復雜化學理論與大眾理解的橋梁,非常適閤希望係統性迴顧或入門的讀者。

评分

這本書最讓我驚喜的地方,在於它對“復雜宇宙的簡潔圖錶”這一主題的深入詮釋。元素周期錶本身就是科學史上最偉大的“信息壓縮”工具之一,而這本書顯然是將這種壓縮的藝術推嚮瞭新的高度。它沒有止步於介紹118種元素的基本信息,而是巧妙地將量子力學的基本原理融入到周期錶的布局邏輯中。例如,在解釋為什麼某些元素會錶現齣特定的化學活性時,它會輔以簡潔的三維模型或軌道圖示,這些圖示的復雜度控製得恰到好處——足夠精確,但又不會讓非專業讀者望而卻步。我感覺作者仿佛是一位高明的建築師,他不僅展示瞭磚塊(元素),更展示瞭支撐起整個宏偉建築(宇宙規律)的結構藍圖。這種由宏觀結構反推微觀機製的敘事手法,使得學習過程不再是孤立地背誦數據,而是真正理解瞭自然界運行的底層邏輯,讓人産生一種“原來如此”的頓悟感。

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