發現科學：愛護環境 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Susan V. Bosak

圖書標籤:

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• 可持續發展

　　你知道池塘、河流、湖泊之間有什麼不同嗎？你具備環境覺知嗎？你曉得環境問題該如何解決嗎？

　　學童適用年齡：6～15歲

　　遠哲生活科學係列的宗旨是：從動手做的活動中培養青少年的科學素養，鍛鍊探索問題及解決問題的能力。《發現科學》中每個實驗活動都是從日常生活中取材，並在習以為常的事物中尋找問題；以輕鬆的方式、詼諧的筆調，為讀者揭開其中的奧秘。《發現科學》是老師教學的點子庫。書中提供豐富的科學知識與實驗項目，讓老師能帶領學童以精彩刺激的動手做活動，進行全方位的科學探索。《發現科學》也是為傢長和小朋友編寫的科學寶典。書中活動從廚房科學實驗、戶外活動、親子遊戲等等，包羅萬象應有盡有。大人小孩邊玩邊學不亦樂乎。

探索宇宙的奧秘：星際旅行與黑洞的終極邊界 引言：超越地平綫的呼喚 自人類仰望星空的那一刻起，對宇宙的無限遐想便從未停歇。我們腳下的世界固然充滿生機，但更深邃、更宏大的敘事正發生在遙遠的星係之間。本書並非關於我們賴以生存的藍色星球，而是聚焦於那片無垠的、由引力、時間和光綫編織而成的宏偉劇場。我們將暫時擱置地球生態的議題，將目光投嚮宇宙最極端、最迷人的現象：星際航行、蟲洞的理論可能，以及吞噬一切的黑洞邊界。 第一部分：星際航行的漫長徵途 人類文明的下一個偉大飛躍，必然是走齣太陽係，成為真正的星際物種。然而，恒星間的距離是如此浩瀚，以至於我們現有的化學火箭技術顯得杯水車薪。 1.1 相對論的速度障礙與光速的誘惑 我們首先要麵對愛因斯坦的警告：任何有質量的物體都無法達到或超越光速。這種限製並非技術上的瓶頸，而是宇宙物理結構的基本法則。書中將詳細剖析狹義相對論中的“時間膨脹”效應。假設我們成功建造瞭一艘能夠以光速的99%飛行的飛船，對於船上的宇航員來說，前往最近的恒星係統可能隻需數年，但當他們返迴地球時，地球上的時間可能已經過去瞭數百年。我們將探討這種時間差異對星際社會結構、文化延續性以及人類身份認同的深遠影響。這不是一場簡單的旅行，而是對時間本身的挑戰。 1.2 驅動未來的引擎：從核聚變到反物質 要實現真正的星際旅行，我們需要革命性的推進係統。本書深入研究瞭目前理論上最前沿的幾種概念： 核聚變火箭（Fusion Propulsion）： 模仿太陽的能量釋放方式，提供遠超化學燃料的推力。我們將分析目前的“點火”難題，以及如何維持一個穩定、可控的聚變反應堆，使其能在數十年甚至上百年的深空航行中持續供能。 光帆與激光驅動： 利用星光或地麵發射的強大激光束推動巨大的輕薄帆闆。這是一種“無燃料”的推進方式，適用於加速到極高的速度。我們將計算在不同星係區域，需要多大功率的地麵激光陣列纔能使一艘載人飛船在閤理時間內抵達目的地。 反物質湮滅引擎的挑戰： 反物質被認為是能量密度最高的燃料，其湮滅能將物質轉化為純粹的能量。然而，如何安全、大規模地生産、儲存和引導反物質，使其在火箭噴口處進行精確湮滅，是當前物理學和工程學麵臨的巨大障礙。書中將詳細描述磁場約束技術和反物質的“陷阱”設計。 第二部分：時空扭麯的邊緣——蟲洞與麯速驅動 如果單純依靠高能物理推進仍嫌太慢，那麼我們必須考慮如何“欺騙”時空本身。 2.1 理論上的捷徑：蟲洞的結構與穩定性 蟲洞（Wormholes）是愛因斯坦廣義相對論的數學解，它描繪瞭一條連接時空中不同點的“隧道”。本書將以清晰的圖示和嚴謹的數學推導，解釋什麼是愛因斯坦-羅森橋，以及它如何可能縮短天文距離。 然而，蟲洞並非可以隨意穿越的隧道。理論錶明，維持一個“可穿越的蟲洞”需要一種被稱為“負能量密度”或“奇異物質”的物質。我們將深入探討量子場論中對這種奇異物質的初步探索，以及它對我們理解引力的基本性質提齣的深刻疑問。如果蟲洞真的存在，它們是天然形成的宇宙捷徑，還是需要高度發達的文明纔能人工開啓的“時空之門”？ 2.2 驅動空間——米爾納的麯速泡（Alcubierre Drive） 麯速驅動的概念是科幻文學中的寵兒，它通過在飛船周圍扭麯時空，使飛船“搭乘”空間本身的膨脹和收縮，從而實現超光速旅行，而飛船本身並未違反局部光速限製。我們將詳細解讀米爾納方程（Alcubierre Metric），分析其幾何要求：在飛船前方壓縮空間，在飛船後方膨脹空間。同時，我們也必須正視其帶來的巨大能量需求，以及在麯速泡邊界可能産生的災難性輻射問題。 第三部分：吞噬光明的巨獸——黑洞的物理學與邊緣觀測 黑洞是宇宙中最極端、最令人敬畏的天體。它們是時空幾何的終極錶達，是引力戰勝一切的紀念碑。 3.1 黑洞的誕生、結構與事件視界 本書追溯恒星死亡的終極階段，解釋不同質量的恒星如何塌縮形成恒星級黑洞、中等質量黑洞，以及遍布星係中心的超大質量黑洞。我們將詳細解析黑洞的三個關鍵特徵： 奇點（Singularity）： 密度無窮大、體積為零的點，我們現有的物理學定律在此處失效的“信息終結站”。 事件視界（Event Horizon）： 不可返迴的邊界。我們將通過數學模型計算視界的史瓦西半徑，並探討任何物質一旦跨越此界限的命運。 光子球層（Photon Sphere）： 在這個特殊的半徑上，光綫會被彎麯成完美的圓形軌道環繞黑洞運行。我們將利用廣義相對論的場方程，精確計算這一層的軌道穩定性。 3.2 信息的悖論與霍金輻射 黑洞並非完全的“黑暗”實體。史蒂芬·霍金提齣的霍金輻射理論，預示著黑洞會緩慢地蒸發，最終消失。這一理論帶來瞭物理學界最深刻的難題之一——“黑洞信息悖論”：如果信息被吸入黑洞，而黑洞最終蒸發為無序的熱輻射，那麼描述物質狀態的量子信息是否永遠丟失瞭？本書將梳理目前關於信息守恒的幾種主流理論嘗試，包括火牆理論（Firewall theory）和軟毛（Soft Hair）假說，探討它們對量子引力理論的啓示。 3.3 觀測的勝利：引力波與事件視界望遠鏡 近年的觀測成果為我們提供瞭直接研究黑洞的機會。我們將迴顧LIGO和Virgo探測器首次捕捉到的雙黑洞閤並産生的引力波信號，分析這些漣漪如何揭示瞭黑洞的質量、自鏇和閤並過程。隨後，本書將深入解讀事件視界望遠鏡（EHT）項目，如何捕獲到M87星係中心超大質量黑洞的“陰影”，這是對愛因斯坦理論最直接、最壯觀的視覺驗證。 結語：未竟的探索 本書帶我們從地球的搖籃飛躍至宇宙的極限，探討瞭驅動人類文明嚮外擴展的所有宏偉科學構想與物理現實。星際旅行的艱巨、時空扭麯的誘惑以及黑洞深處的未解之謎，構成瞭人類求知欲的終極目標。宇宙的遼闊遠超想象，而我們對這些終極邊界的理解，纔剛剛開始。

评分☆☆☆☆☆

隨著全球暖化越來越嚴重，感覺身邊的每一個人都應該要開始關注環境議題瞭。看到《發現科學：愛護環境》這本書，我蠻好奇它會從哪個角度切入。我一直覺得，很多時候人們對環境的傷害，是源於對事物的無知，以為某些行為沒有影響，或者不知道有更好的替代方案。希望這本書能用比較淺顯易懂的方式，介紹一些關於環境科學的基本概念。例如，溫室效應是怎麼迴事？為什麼會造成氣候變遷？有沒有一些簡單的科學實驗，可以讓我們在傢裡就感受到這些原理？我還希望書中能提供一些關於「綠色消費」的科學依據，讓我們知道哪些產品是真的環保，哪些隻是商人為瞭行銷而標榜的。例如，在選擇日常用品時，有沒有什麼科學的指標可以參考？或者，在飲食習慣上，有沒有什麼科學的建議，可以幫助我們減少對環境的負擔？我對這些貼近生活的科學知識非常感興趣，希望能透過這本書，更深入地瞭解科學與我們日常選擇之間的關聯，並且學習如何用更科學、更有效的方式來愛護我們共同的傢園。

评分☆☆☆☆☆

這本《發現科學：愛護環境》的標題，讓我不禁聯想到小時候學校裡教的自然課，那時候對科學的印象就是實驗室裡的燒杯和試管，還有複雜的公式。但隨著年紀增長，我慢慢體會到，科學無處不在，而且它更能幫助我們理解這個世界，包括我們身處的環境。颱灣是個海島，我們的生活和海洋有著密不可分的關係，從漁業到觀光，海洋的健康直接影響著我們的生計。我一直很好奇，到底是什麼樣的科學原理，讓海洋生物能夠生存，又是什麼樣的科學知識，能幫助我們減少對海洋的汙染？這本書的書名，讓我覺得很有可能觸及這些麵嚮。我希望能看到書中有一些關於海洋生態學的介紹，例如珊瑚礁的生態係、海龜的遷徙、或是鯨豚的溝通方式等等。當然，我也希望書中能提供一些科學性的解釋，說明為何某些人類行為會對海洋造成傷害，以及我們能採取哪些具體的科學方法來減輕這些影響。例如，有沒有更環保的漁業技術？或者科學傢們是如何監測海洋汙染的？我對這些實際應用層麵的科學知識特別感興趣，希望能透過這本書，更深入地認識我們周遭的海洋，並且學習如何更負責任地對待它。

评分☆☆☆☆☆

最近在書店看到這本《發現科學：愛護環境》，封麵設計很吸引人，藍綠色的漸層搭配可愛的地球插畫，讓人一眼就覺得是關於我們生活周遭的大自然。我一直對生態議題很有興趣，尤其是在颱灣這片美麗的土地上，看到太多因為人為開發和無知而受損的環境，總覺得很心痛。這本書光看書名就讓我覺得很有希望，希望它能提供一些關於如何真正「愛護」環境的科學方法，而不是流於空泛的口號。畢竟，很多時候我們隻是不知道該怎麼做，或是做瞭反而有害。我特別期待能看到書中介紹一些實際的案例，例如如何從日常生活中實踐環保，或是科學傢們如何利用科技來解決環境問題。颱灣有豐富的生物多樣性，從高山到海洋，都有許多值得我們去認識和保護。希望這本書能讓我們更深入地瞭解這些生態係統的運作，以及我們在其中扮演的角色。如果書中有提到一些親子共學的環保行動，那就更棒瞭，畢竟下一代的教育很重要，讓孩子從小就能建立正確的環境觀念，是我們做父母的責任。總之，這本書在我心中已經被賦予瞭很高的期待值，希望它能像書名一樣，帶領我們「發現」更多關於科學與環境之間緊密連結的奧秘。

评分☆☆☆☆☆

最近在思考「永續發展」這件事，感覺這已經不是一個遙遠的口號，而是跟我們每個人息息相關的議題。尤其是在颱灣，我們麵臨著有限的資源和不斷變化的氣候。看到《發現科學：愛護環境》這本書名，我覺得它應該能夠提供一些關於如何將科學應用於永續發展的思路。《發現科學》本身就帶有一種探索的意味，而「愛護環境」則是具體的目標。我希望書中能介紹一些關於再生能源的發展，例如太陽能、風力發電的科學原理，以及它們在颱灣的應用前景。還有，對於廢棄物的處理，我們也需要更聰明的科學方法，而不是單純的掩埋或焚燒。書中會不會提到一些創新的迴收技術，或是如何將廢棄物轉化為有價值的資源？這都是我非常好奇的部分。此外，我也很想知道，科學傢們是如何預測氣候變遷的影響，以及我們能採取哪些科學手段來適應這些變化。颱灣位於地震帶，也常有颱風侵襲，如何利用科學來防災減災，同時與環境和諧共處，也是非常重要的課題。總之，我期待這本書能提供一些啟發，讓我們更清楚地看到，科學不隻是實驗室裡的學問，更是我們打造一個更美好、更永續未來的關鍵力量。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，環境問題往往是環環相扣的，一個地方的改變，可能會影響到另一個地方。這本《發現科學：愛護環境》的書名，讓我覺得它可能不止關注某個單一的環境麵嚮，而是會從更宏觀的角度來探討。颱灣雖然不大，但擁有多樣的地理景觀，從高山森林到平原濕地，每一個生態係統都扮演著重要的角色。我希望書中能介紹一些關於颱灣特有動植物的科學知識，以及牠們的生存環境所麵臨的挑戰。例如，哪些是颱灣瀕臨絕種的物種？牠們的消失會對整個生態鏈造成什麼樣的影響？有沒有一些科學的研究，正在努力保護這些物種？另外，我也很好奇，書中是否會探討不同環境問題之間的關聯性，例如森林砍伐如何影響水資源，或是都市開發如何影響生物棲地。如果書中能提供一些關於如何透過科學手段來評估環境影響的知識，那會非常有幫助。我希望這本書能讓我們更深刻地認識，颱灣這片土地上豐富的生命，以及我們有責任去守護它們，並且瞭解科學在其中扮演的角色，讓我們做齣更明智的選擇。