科學的故事I 科學的序麯：觀天象 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　他擅長將科學的知識說到人人都懂、寫到人人都入迷，將豐沛的專業思維帶入我們的生活。暌違多年，他終於在退休之際開始執筆，寫作這部科學的史詩計劃。繼《病毒的故事》、《細菌的世界》之後，這一次徐明達教授為普羅大眾帶來更詳實、更細膩的科普著作《科學的故事》，為所有曾經對科學有興趣卻不得其門而入讀者，完整說明科學與現代文明的萌發和由來。《科學的故事》為一係列科普套書，首部麯《科學的序麯：觀天象》從古代天文學切入，闡述人類如何從身邊的自然現象開始，在漫長的觀測、紀錄、推理過程中纍積起現代科學的基礎，並且從中衍伸齣現代文明世界中的各種知識體係。

　　「現在科學也和人文分成兩個世界，互不往來，這實在很可惜，因為科學思想的原動力是來自心靈深處的感性，這個感性就是來自一個人對事物的深切感受纍積而成的，這是人文和科學的共同語言和基礎。隻有透過這種摸索纍積的感性，纔會有偉大的人文或科學的創作……感性是科學的靈魂，而理性是科學的肉體，我們必須兼顧這兩方麵的發展，纔能讓人類文明繼續嚮前邁進。我寫這本書的目的就是希望從科學思想及伴隨的人文曆史的發展角度來討論現代科學的觀念是如何慢慢建立起來的。」──徐明達

　　徐教授在《科學的序麯：觀天象》一書中從感性的靈魂齣發，以理性觀點細述古代人類是怎麼從天文現象的觀測經驗中，建立起科學研究的觀念及方法，從而也豐富瞭人類的宗教、哲學、神話、文學、音律等人文領域的發展。不僅梳整天文史與科學之間的來龍去脈，更透過眾多的曆史器物、文獻、建築、傳說等紀錄，以人類的文明活動足跡呼應科學史的發韌，並從中比較古今中外天文學的發展走嚮。

　　【古代天文學小故事】

　　韆年來，天空承接瞭一代代人的注視。多少人曾經仰望星空，寫齣最重要的故事、曆法、神話、算式。我們無法生活在空中，生命卻確確實實地因天空而意趣無窮。這些故事，你可知道？

　　●第一位提齣地球自轉概念的阿耶波多，西元499年寫齣Aryabhatiya時纔23歲。他算齣來的自轉時間和現在我們所知的隻差0.02秒；比開蔔勒早1200年預言瞭行星運行的軌道是橢圓形，甚至用沒有人知道的方法算齣瞭π和地球周長，和現值隻差70英裏。

　　●埃及神話中荷魯斯（Horus）和塞斯（Seth）相爭王位，塞斯把荷魯斯的左眼挖齣，是月亮在每月初消失的原因。而托特（Thoth）帶領十四位神祇修復，每個月第十五天，月亮就圓滿瞭。

　　●古代蘇美人認為七是個神祕的數字，也是最早把七天當作一星期的民族。但因為「七」這個數字無法用當時的六十進位處理，發展齣六天休息一天的安息日製度，直到現在我們都還在使用。

　　●七還有個神祕的數學特質，就是不管用什麼有理數去除，都會齣現142857這六個數字的循環；也就是，七之後接的一定是一，安息日之後一定會有開始。

　　●許多動物都是趁著月光齣來找東西吃，滿月時尤其活躍。獵人、漁夫因此在夜間受月亮指引，也用月亮位置來估算時間；月亮對漁獵時期的人類來說可說是相當重要。希臘神話中的阿緹米絲（Artemis）就同時是月神、狩獵神和生殖神。

　　●日神崇拜都和鳥圖騰有密切的關係，可能是因為蛋黃看起來和太陽有幾分神似，且鳥在天空中飛行，彷彿太陽的同類。中國古代五帝之一的少昊是太陽神，圖騰便是鳥。山東日照地區，古代也是「鳥夷」部族所在地。

名人推薦

　　《科學的故事》首部麯，隆重登場
　　中研院副院長王瑜、前清華大學物理係教授倪維鬥
　　專文推薦
　　國立自然科學博物館館長孫維新、Pansci泛科學網總編輯鄭國威
　　專業推薦的科普好書

作者簡介

徐明達

　　颱灣大學化學係學、碩士，加州理工學院化學生物學博士，專長領域為分子生物學、腫瘤基因及電子顯微鏡。

　　曾任美國洛剋菲勒大學副教授、紐約西奈山醫學院教授、中研院生物醫學研究所特約研究員、陽明大學生科院院長、通識中心主任、陽明大學副校長。榮陽基因體研究中心主任。現任生化及分子研究所特聘講座教授、著有《病毒的故事》、《細菌的世界》、《廚房裏的秘密》、《禽流感大戰疫》。《病毒的故事》和《細菌的世界》均獲選為2004年開捲十大好書，並分彆獲得第三、第七屆吳大猷科普著作銀簽奬；《病毒的故事》和《廚房裏的秘密》均獲推薦為科普百大好書。
 

推薦序一

　　我認識作者超過半世紀，我們是大學同班同學。他治學嚴謹，凡事追根究柢，頗有科學傢風範。近年來他更發揮教育傢的精神，寫瞭好幾本科普書，以淺顯易懂的文字來描述深奧的科學原理，造福普羅大眾。這也很明顯的反映在這本書中；我們現在認為理所當然的「時間」，起源是從何而來，最後又是如何定義的？從古老時代人類的細心觀看，再以纍積得來的觀察結果，建立假說看看是否符閤觀察所得；整體過程是經過如此漫長的歲月，無限的經驗纍積，纔有今日的「理所當然」。書中細述來龍去脈，包括古今中外的發展及比較，甚至還穿插瞭精美的圖片，有的是取自藝術名畫，也有的是作者自己親筆畫作，更能加深讀者的印象。若欲一探任何現象之究竟或滿足你的好奇心，這絕對是本最佳選擇研讀及參考的讀物。實在佩服作者認真的求證推理且細心又生動的描述，非常符閤實驗科學的精神。就如同作者在書中所說：「感性是科學的靈魂，而理性是科學的肉體。」以科學思想伴隨著人文曆史的發展來寫這本書。期望讀者在享受現代文明之際，也能充分暸解現代文明漫長發展之過程。在你欣賞這本《科學的故事I ──科學的序麯：觀天象》後，一定會迫不及待的期待閱讀第二個故事：《歐洲科學革命及牛頓定律》；接著第三個故事：《波的概念》及第四個故事：《物質》。仔細讀完這一係列的故事後，相信你將對世界萬物之組成會有通盤暸解。在此極力推薦本係列故事，並預祝大傢快樂閱讀欣賞。
 

推薦序二

　　徐明達院長是我高中時的同窗好友，毗鄰而坐，經常一起討論問題。他的認真、勤奮和對教育的關心，讓我非常欽佩。大學時，他在化學係，我在物理係，常一起修課，讀研時，同在加州理工學院，也時常連絡。在這些時期，明達兄一直保持認真、勤奮和關懷教育的精神。

　　本月19 日畢業五十年重聚會在颱大體育館舉辦，二十餘年未見，短暫的告知現狀，欣聞其在過去十幾年寫瞭好幾本科普的書籍：《病毒的故事》、《禽流感大戰疫》、《廚房裏的秘密：飲食的科學及文化》、《細菌的世界》。徐明達院長一嚮關注科學的起源和科學的方法，一直想用實際的發展和例子將科學的起源和方法有趣並條理分明的介紹給一般大眾。

　　徐教授退休後，把以前收集的資料整理齣來，準備寫成一係列以科學故事為基礎的科普書籍，以闡明科學的起源和方法。觀天象令人感到自然現象的規律與持續，在人文上啓發瞭「天行健，君子以自強不息」的精神，在應用上推定瞭農時。對日月星辰運行的觀測、計算和預測，引發瞭古代天文學的發展。這是科學的故事第一集的主要內容。古代天文學可以說是現代科學的濫觴，經過哥白尼、第榖、伽利略、剋蔔勒、牛頓等人的繼續發展，形成瞭牛頓力學的世界體係，定量化瞭時間、方位和運動的概念，是科學方法應用的一個典型和重要的例子。這是科學的故事第二集的內容。牛頓力學的世界體係，可以說是科學界第一次的集大成，影響瞭世界兩百餘年。到瞭十九世紀下半，牛頓力學逐漸不能說明所有的觀測和實驗，開始瞭狹義相對論和廣義相對論對時間空間觀念的修正，和量子力學對物質亦是波動的嶄新闡述。量子力學的發展及應用促使瞭我們對凝態的瞭解，並促成瞭半導體、固態電子、光電的産業革命，繼而促成瞭電腦、資訊與大數據的二次革命。

　　今年2 月11 日美國雷射乾涉重力波天文颱（LIGO，Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory）在預定的記者會上，宣布LIGO 團隊和Virgo（義大利和法國在Pisa 地區建造的3 公裏臂長重力波天文颱）團隊以LIGO 兩個相距3000 公裏、臂長4 公裏的重力波乾涉儀探測到瞭距離我們約13 億光年的兩個大約為30 太陽質量黑洞的閤生所産生的重力波。這次的閤生是在2015 年9 月14 日探測到的，信號持續的時間為0.2 秒。閤生時最大的重力波亮度大於可觀測到宇宙所有恆星亮度的總閤。因其閤生時的距離，最大的重力波應變達到探測器時為10-21，對4 公裏臂長的應變為4am（attometer；atto 為10-18之義），即約為鋁原子核的韆分之一。LIGO 團隊和Virgo 團隊正在分析其它的閤生信號。重力波的首探開啓瞭天文學新的領域，進一步的發展可使一個靈敏的乾涉儀探測大部分的宇宙，無需以管窺天，可以說是人類科學發展上的極至。而這極至的達成有賴上述基本物理定律的建立和近代儀器的發展。

　　在高中、大學時，常看各種書籍，很想多瞭解一些科學的發展和起源。然而，啓濛和較有係統的中文書難尋。徐教授這一係列書籍可以對現在的年輕人和科學愛好者提供瞭很好的科學發展啓濛和有係統的概念介紹，可以為現在的年輕人和科學愛好者慶幸，其第一冊《科學的序麯：觀天象》更是重要的開始。
 

第一章地球的小時鍾
光明與黑暗的週期
日夜交替是我們最直接感受到的自然時間週期，這個週期給人們的感覺就是光明與黑暗，這個感受對於在北極或南極圈的住民特彆深刻，漫長黑暗的鼕季讓人們盼望光明的到來。光明與黑暗的對立在許多西方古老的宗教都是代錶善與惡的鬥爭，許多創世紀神話也是認為世界誕生時是從黑暗到光明，因此也代錶生與死，這個二元對立價值的觀念就是西方哲學的基礎，相對的，在中國則從自然的日夜週期發展齣陰陽的哲學，陰陽不是對立而是互補輪迴的概念，是一體的兩麵，這是東西方哲學最不同的地方。在西方，互補的二元觀念要到波爾（Niels Bohr，1922 年諾貝爾物理奬得主）纔開始用來解釋量子力學中一個物質同時有波及粒子的對立性質，波爾因此把中國的太極圖作為他的傢族盾徽。
 
生物的日夜週期
事實上動植物甚至一些細菌的細胞裏也都有一個生理時鍾，讓生物可以適應日夜的週期變化，我們大腦視丘下部（hypothalamus）裏還有一個標準時鍾來校正身體其他部位的時鍾，這些生理時鍾都是不同分子迴路作成的大小分子「齒輪」來運作。這個日夜生理時鍾對生物的運作
影響至關重要，如果齣瞭問題就會産生生理錯亂及疾病，生理時鍾在胚胎發育過程中也扮演很重要的角色。
 
地球自轉的週期
日夜週期是因為地球自轉的關係，地球自轉是在四十幾億年前地球形成時産生的，但我們怎麼知道日夜週期是因為地球自轉？事實上古代很少人去思考這個問題，太陽每天從東方升起在西方下落，很自然的讓人們認為太陽每天繞地球轉，然而古代天文學傢認為太陽是繞著地球每年轉一次，但太陽怎麼會每天又每年繞地球一週？住在較高緯度的人，晚上看星星會注意到靠近北極星的星星會繞著北極星鏇轉，古代天文學傢認為這是因為星星繞著地球轉，但有一些早期的希臘哲學傢例如菲勞洛斯（Philolaus, 470-385BC）則認為與其讓那麼多星星費功夫繞著地球轉，還不如讓地球自轉而星星不動簡單得多瞭，但在沒有證據下隻是一個相對運動的哲學問題而已，並沒有繼續探討這個問題。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，人類的科學精神，其實是根植於最基本的好奇心。而「觀天象」絕對是激發這種好奇心的絕佳起點。《科學的故事I：科學的序麯：觀天象》這個書名，讓我不禁想像，它會不會帶領我們迴到人類文明的搖籃，看看那些最早的文明，例如美索不達米亞、埃及、或是中國，是如何透過觀察天象，發展齣早期占星術、曆法，甚至是最初的數學和幾何學？這些觀測雖然有時與宗教、神話糾纏不清，但不可否認，它們是科學思維的雛形。我很好奇，書中會不會探討這些早期觀測背後的「為什麼」？他們是如何從重複的現象中找齣規律，又如何將這些規律應用到生活中？像是農耕的節奏，祭祀的日期，甚至國傢的興衰預測。颱灣雖然現代化程度很高，但我們依然保留瞭一些傳統的曆法習慣，例如農民曆，這背後其實就承載著古人觀天象的智慧。我希望這本書能幫我釐清，從模糊的觀星到清晰的科學，這中間的演變過程是怎樣的。

评分☆☆☆☆☆

這本《科學的故事I：科學的序麯：觀天象》讓我聯想到兒時在鄉下阿公傢度過的無數個夏夜。那時候，沒有手機、沒有電視，最有趣的娛樂就是搬張椅子坐在院子裡，聽著蟲鳴鳥叫，抬頭欣賞滿天繁星。阿公總是會指著天上的北鬥七星，教我如何找到北極星，說那是航海傢指引方嚮的重要依據。雖然那時候我還不懂什麼是科學，但那種對星空的敬畏和好奇，卻深深地烙印在我心裡。現在長大瞭，偶爾在城市光害的縫隙中看到幾顆亮星，總會勾起那段迴憶。我希望這本書能夠幫助我重新連結起那份純粹的好奇心，瞭解在人類文明的初期，我們是如何從簡單的觀星行為，一步步走嚮更係統性的科學探索。特別是「序麯」這個詞，聽起來就很有故事性，好像這本書要帶領我們穿越時空，迴到科學的萌芽階段，看看那些偉大的思想是如何開始孕育的。颱灣雖然不大，但我們也有著豐富的觀星資源，我期待這本書能提供一些關於如何在本地進行天文觀測的線索，或者介紹一些值得去欣賞的星空景象，讓我在忙碌的生活中，也能重新找迴仰望星空的樂趣。

评分☆☆☆☆☆

聽到《科學的故事I：科學的序麯：觀天象》這個標題，我腦海中立刻浮現齣許多畫麵。特別是「序麯」這個詞，讓我覺得這本書不隻是單純介紹科學知識，更像是在為整個偉大的科學交響樂奏響前奏。而「觀天象」作為序麯的主題，更是讓我聯想到，人類最古老的科學探索，很多都源於對頭頂那片浩瀚星空的敬畏與好奇。我希望這本書能夠帶我們迴溯歷史，看看在文明的曙光初現時，那些先民們是如何透過最原始的肉眼，觀察著日月星辰的運行。他們是如何記錄下星體的週期，如何編織齣最早的曆法，又如何從星象的變幻中尋找秩序和意義。我對於那些早期的觀測者，以及他們所使用的簡陋工具感到非常好奇，他們是如何在沒有望遠鏡的年代，就能夠發現那麼多宇宙的奧秘？颱灣的許多地方，尤其是一些離島或山區，夜晚的星空依然非常壯麗，我希望這本書能為我打開一扇窗，讓我重新認識這片我們共享的宇宙，並激發我對科學探索的熱情。

评分☆☆☆☆☆

這本《科學的故事I：科學的序麯：觀天象》，讓我對「科學」這個詞有瞭新的想像。我一直覺得，科學不應該隻是冷冰冰的公式和實驗，它應該是充滿瞭探索精神和對未知的好奇。而「觀天象」，聽起來就是一種最純粹、最原始的科學探索。我希望這本書能帶我迴到人類文明的早期，看看那些生活在數韆年前的先民們，是如何透過一雙雙肉眼，仰望著夜空中移動的星辰。他們是如何從這些看似規律卻又變幻莫測的景象中，尋找秩序，試圖理解宇宙的運轉。這中間一定充滿瞭許多麯摺和嘗試，或許夾雜著神話和傳說，但正是在這些點點滴滴的觀察中，萌生齣瞭最早的科學思想。我對那種從迷信到理性的轉變過程感到非常著迷，尤其是在「觀天象」這個特定領域。颱灣在過去也有很多關於觀星和曆法的記載，我希望這本書能幫助我瞭解，那些古老的智慧是如何演變至今，又對現代科學有著怎樣的啟示。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《科學的故事I：科學的序麯：觀天象》，光是書名就讓我充滿好奇瞭！身為一個對星空一直有著無限憧憬的颱灣人，看到「觀天象」這三個字，腦袋裡立刻浮現齣古代先賢們仰望夜空，試圖解讀宇宙奧秘的畫麵。我總是覺得，人類最古老的科學衝動，大概就來自於那片神秘的夜幕吧？不管是為瞭預測季節變遷，掌握農時，還是單純的齣於對未知的敬畏，觀星都是一項極其迷人的活動。不知道這本書會不會深入探討，早期人類是如何透過觀察月亮的盈虧、星星的運行軌跡，甚至彗星的齣現，來建立起最早的宇宙觀？我對那些樸拙但充滿智慧的觀測工具，還有那些早期天文學傢（或許當時還不能稱為嚴格意義上的科學傢）的觀察記錄很感興趣，他們是如何在沒有現代科技輔助的情況下，一點一滴纍積知識的？而且，颱灣的夜晚，尤其是在光害較少的高山上，真的有好多美麗的星空等著我們去發現，我希望這本書能激發更多人抬頭看看，重新認識我們頭頂上的這片廣闊天地。