圖書描述
●亞馬遜讀者4.5星推薦，國傢地理學會十年來最宏大的科學史著作。
●為龐大的科學史整理齣有跡可循的發展脈絡，一覽三韆年來人類智識進展的全部軌跡。
●詳述科學史上所有重大裏程碑，標示齣每次創新的由來與起點。
●具體預測未來數十年的科學發展方嚮。
人類的科學與技術如何不斷纍積，爆發齣改造未來的力量？知名物理學傢與科普作傢詹姆斯‧特菲爾在本書中把曆史縱深拉到極限，從人類的智能足以獲得靈感的時間點開始，經曆啓濛時代灌注的思考能量與20世紀實驗精神的洗禮，帶領我們看見人類經過多少次概念的傳承與驗證纔走到21世紀的今天，並對最令人期待的下一步提齣具體展望。
本書從物理科學、生命科學、醫學、天文學、科技五大麵嚮，各細分成六到九個子題，講述人類在該領域從最初的發現、曆年的研究進展，到未來的主要發展方嚮。不論你是正在研習數理或自然科學的學生，還是有意把教學內容置入更廣的脈絡的科學教師，這本書都能為你建立起完整的科學世界觀。
●為龐大的科學史整理齣有跡可循的發展脈絡，一覽三韆年來人類智識進展的全部軌跡。
●詳述科學史上所有重大裏程碑，標示齣每次創新的由來與起點。
●具體預測未來數十年的科學發展方嚮。
人類的科學與技術如何不斷纍積，爆發齣改造未來的力量？知名物理學傢與科普作傢詹姆斯‧特菲爾在本書中把曆史縱深拉到極限，從人類的智能足以獲得靈感的時間點開始，經曆啓濛時代灌注的思考能量與20世紀實驗精神的洗禮，帶領我們看見人類經過多少次概念的傳承與驗證纔走到21世紀的今天，並對最令人期待的下一步提齣具體展望。
本書從物理科學、生命科學、醫學、天文學、科技五大麵嚮，各細分成六到九個子題，講述人類在該領域從最初的發現、曆年的研究進展，到未來的主要發展方嚮。不論你是正在研習數理或自然科學的學生，還是有意把教學內容置入更廣的脈絡的科學教師，這本書都能為你建立起完整的科學世界觀。
著者信息
作者簡介
詹姆斯‧特菲爾（James Trefil）
喬治梅森大學羅賓遜教授，國際知名科普作傢，擅長將復雜的科學概念化為容易理解的體係。撰寫過無數雜誌文章，以及多部通俗科學著作，近期作品包括《國傢地理圖解太空》。現與妻子住在美國維吉尼亞州費爾法剋斯。
譯者簡介
周如怡
英國倫敦大學學院科學與科技研究博士（STS, University College London），畢業於颱大曆史所與電機係。專攻醫療史與科學史，遊走國際學術會議暢談醫療、科學與人文的精采互動。曾參與科技研發與免疫學研究。譯有《印度比哈瑜伽學校功法大全》、《絕對要命小百科》、《殘酷劇場》、《宇宙大思辨》等書。roshnii.chou@gmail.com。
詹姆斯‧特菲爾（James Trefil）
喬治梅森大學羅賓遜教授，國際知名科普作傢，擅長將復雜的科學概念化為容易理解的體係。撰寫過無數雜誌文章，以及多部通俗科學著作，近期作品包括《國傢地理圖解太空》。現與妻子住在美國維吉尼亞州費爾法剋斯。
譯者簡介
周如怡
英國倫敦大學學院科學與科技研究博士（STS, University College London），畢業於颱大曆史所與電機係。專攻醫療史與科學史，遊走國際學術會議暢談醫療、科學與人文的精采互動。曾參與科技研發與免疫學研究。譯有《印度比哈瑜伽學校功法大全》、《絕對要命小百科》、《殘酷劇場》、《宇宙大思辨》等書。roshnii.chou@gmail.com。
圖書目錄
前言／6
關於本書／8
第一章 物理科學／10
12物質的結構
24核子科學
30化學
38材料學
48波與光學
56電磁學
66相對論
72量子力學
第二章 生命科學／78
80生命的起源
84演化
98遺傳學
110細胞理論
114生物分類
116分子技術
120病毒
第三章 醫學／122
124醫學史
128病菌說
132現代醫學
140癌癥
146影像與診斷
156手術
160大腦功能
第四章 行星學與天文學／164
166 瞭解太陽係
170 發現太陽係
190 地球，我們的傢鄉
198 地球的運作
202 係外行星
206 宇宙學
第五章 科技／212
214地麵運輸
222空中運輸
232水路運輸
238建築
244電腦
254新材料
260能源
268農業
278通信
作者簡介／294
圖片齣處／294
關於本書／8
第一章 物理科學／10
12物質的結構
24核子科學
30化學
38材料學
48波與光學
56電磁學
66相對論
72量子力學
第二章 生命科學／78
80生命的起源
84演化
98遺傳學
110細胞理論
114生物分類
116分子技術
120病毒
第三章 醫學／122
124醫學史
128病菌說
132現代醫學
140癌癥
146影像與診斷
156手術
160大腦功能
第四章 行星學與天文學／164
166 瞭解太陽係
170 發現太陽係
190 地球，我們的傢鄉
198 地球的運作
202 係外行星
206 宇宙學
第五章 科技／212
214地麵運輸
222空中運輸
232水路運輸
238建築
244電腦
254新材料
260能源
268農業
278通信
作者簡介／294
圖片齣處／294
圖書序言
前言
創新是人類有彆於其他生物之處。不論是孩子丟石頭把卡在樹上的飛盤打下來，還是工程師幫國際太空站設計維生係統，都代錶我們生來就有迴答問題、解決睏難的能力。有時候創新是齣於好奇，也有時候是因為反對「事情本來的樣子」所採取的行動。創新的目的可能是為瞭得到更完整的認識，也可能是為瞭讓事情運作得更有效率，或者不為彆的，純粹發自我們想要解開謎團的慾望，隻是想看見它本來的美。
創新是一種屬於人類的慾望，想要把世界呈現在我們麵前的東西拿來加以改造。我們這種習性不是最近纔有的，早在文字齣現以前（附帶一提，文字就是人類的最佳創新之一），我們的祖先就能夠找齣難題，利用手邊有限的工具創造解決方案，並把心得傳遞給後續世代，因此每一個創新者都不需要真正從一無所知開始，而是站在前人的肩膀上。這一點或許是人類的故事中最誘人的一麵。我們這一代最好用、最常用的工具，都是前幾代人摸索而來的解決辦法。
我們很容易認為人類漫長的共同曆史都是關於有錢有權的人的故事，但隻要仔細探究，就會發現塑造曆史的其實是許多童心未泯的男男女女，他們一直保有對事物感到好奇與驚奇的能力，受到無盡的求知慾和發現的喜悅所驅使。幾韆年來的創新者隻有少數享有盛名，絕大多數沒沒無聞，但都憑著無比的耐心，一點一滴地把問題一個接一個抽絲剝繭，逐步建立起今天這個世界的骨架。這個骨架的美，在於它不是一小撮菁英建構的，而是我們大傢一起打造齣來的。換句話說，我們就是創新者。
我說「我們」，是因為我相信促使你我翻開像這樣一本書的，正是過去的偉大創新者所秉持的同樣一種好奇心和求知欲。你會拿起這本書，正因為你也擁有不怕改變現狀的精神。本書的故事是根據心智思考的大架構來撰寫，會使你重新審視既有的想法並獲得啓發，同時讓你有機會瞭解前人的心智和研究方法，如何成為我們今天得以立足其上的巨人的肩膀。這本書闡明瞭人類憑藉何種動機，把過去的知識變成今天的知識，同時一窺未來的知識可能是什麼樣子。
彆忘瞭，書中的故事不隻是為瞭介紹許多瞭不起的創意和解決問題的高明辦法而已，更在於讓你樂觀地領悟到我們的共通點，瞭解人類的寶貴特質，還有讓你看見身為創新者的你，可以發揮到什麼樣的最佳狀態。
德斯汀‧桑德林（Destin Sandlin）
《天天更聰明》（Smarter Every Day）影音頻道主持人
創新是人類有彆於其他生物之處。不論是孩子丟石頭把卡在樹上的飛盤打下來，還是工程師幫國際太空站設計維生係統，都代錶我們生來就有迴答問題、解決睏難的能力。有時候創新是齣於好奇，也有時候是因為反對「事情本來的樣子」所採取的行動。創新的目的可能是為瞭得到更完整的認識，也可能是為瞭讓事情運作得更有效率，或者不為彆的，純粹發自我們想要解開謎團的慾望，隻是想看見它本來的美。
創新是一種屬於人類的慾望，想要把世界呈現在我們麵前的東西拿來加以改造。我們這種習性不是最近纔有的，早在文字齣現以前（附帶一提，文字就是人類的最佳創新之一），我們的祖先就能夠找齣難題，利用手邊有限的工具創造解決方案，並把心得傳遞給後續世代，因此每一個創新者都不需要真正從一無所知開始，而是站在前人的肩膀上。這一點或許是人類的故事中最誘人的一麵。我們這一代最好用、最常用的工具，都是前幾代人摸索而來的解決辦法。
我們很容易認為人類漫長的共同曆史都是關於有錢有權的人的故事，但隻要仔細探究，就會發現塑造曆史的其實是許多童心未泯的男男女女，他們一直保有對事物感到好奇與驚奇的能力，受到無盡的求知慾和發現的喜悅所驅使。幾韆年來的創新者隻有少數享有盛名，絕大多數沒沒無聞，但都憑著無比的耐心，一點一滴地把問題一個接一個抽絲剝繭，逐步建立起今天這個世界的骨架。這個骨架的美，在於它不是一小撮菁英建構的，而是我們大傢一起打造齣來的。換句話說，我們就是創新者。
我說「我們」，是因為我相信促使你我翻開像這樣一本書的，正是過去的偉大創新者所秉持的同樣一種好奇心和求知欲。你會拿起這本書，正因為你也擁有不怕改變現狀的精神。本書的故事是根據心智思考的大架構來撰寫，會使你重新審視既有的想法並獲得啓發，同時讓你有機會瞭解前人的心智和研究方法，如何成為我們今天得以立足其上的巨人的肩膀。這本書闡明瞭人類憑藉何種動機，把過去的知識變成今天的知識，同時一窺未來的知識可能是什麼樣子。
彆忘瞭，書中的故事不隻是為瞭介紹許多瞭不起的創意和解決問題的高明辦法而已，更在於讓你樂觀地領悟到我們的共通點，瞭解人類的寶貴特質，還有讓你看見身為創新者的你，可以發揮到什麼樣的最佳狀態。
德斯汀‧桑德林（Destin Sandlin）
《天天更聰明》（Smarter Every Day）影音頻道主持人
圖書試讀
物質的結構
世界是由什麼構成的？這個問題睏擾瞭科學傢和哲學傢幾韆年。
約公元前400年
孰是孰非？
希臘原子論
有時候，最簡單的問題是最難迴答的，「構成宇宙的最基本物質是什麼」就是屬於這種問題。對希臘人來說，這個問題並不是現代意義上的科學問題，而是探究現實世界本質的哲學問題。希臘原子論是兩派互相衝突的思考模式的摺衷方案。
第一派人馬是帕門尼德斯（Parmenides，約公元前515年）和隔瞭很久以後的柏拉圖（Plato，約公元前428-348年）等哲學傢。他們的基本概念是，現實（reality）必定是純粹而且不會改變的。帕門尼德斯說，我們不可能證明「不存在的東西存在」，換句話說，真正的現實是不可能改變的，因為改變就牽涉到東西的錶象從「存在」變成「不存在」。另一派哲學傢則認為改變纔是宇宙永恆的原則，沒有任何東西是永恆不變的。這群哲學傢最著名的是艾費蘇斯的赫拉剋利特（Heraclitus of Ephesus，約公元前540年至480年）。
而最知名的原子論者則是阿布德拉的德謨剋利特（Democritus of Abdera，約公元前460年前370年）。他的論證大概是這樣：拿世界上最鋒利的刀來切一塊東西，比方說起司，我們可以先把它切成一半，再把其中一半切成一半，這樣不斷地切下去，直到無法再切割為止，最後的東西就是「原子」（atom，這個希臘文的字麵意思就是「不能再分割的東西」）。宇宙正是由原子和空隙構成的。所以有永恆不變的（原子本身），也有永遠在變的（原子之間的關係）。這個理論留存到現代的，隻剩下「原子」這個詞。
赫拉剋利特用這句格言總結瞭他的論點：「沒有人能踏進同一條河裏兩次。」
[p13]
1808年
看不見的小東西
現代原子理論
煉金術士在中世紀纍積齣一套龐大的知識體係，這些知識就是我們今天所說的化學反應。法國化學傢拉瓦節（Antoine-Laurent Lavoisier 1743-1794）的研究總結瞭這些知識。到瞭19世紀，科學傢已經發現瞭一些重要規律。其中之一是有些物質可以透過化學過程加以分解，有些則否。後者就稱為元素，在大自然中似乎扮演瞭某種基本的角色。另一個發現是，同一種物質中的元素之間的重量比似乎是固定的，如水中的氧重量永遠是氫的八倍。
世界是由什麼構成的？這個問題睏擾瞭科學傢和哲學傢幾韆年。
約公元前400年
孰是孰非？
希臘原子論
有時候，最簡單的問題是最難迴答的，「構成宇宙的最基本物質是什麼」就是屬於這種問題。對希臘人來說，這個問題並不是現代意義上的科學問題，而是探究現實世界本質的哲學問題。希臘原子論是兩派互相衝突的思考模式的摺衷方案。
第一派人馬是帕門尼德斯（Parmenides，約公元前515年）和隔瞭很久以後的柏拉圖（Plato，約公元前428-348年）等哲學傢。他們的基本概念是，現實（reality）必定是純粹而且不會改變的。帕門尼德斯說，我們不可能證明「不存在的東西存在」，換句話說，真正的現實是不可能改變的，因為改變就牽涉到東西的錶象從「存在」變成「不存在」。另一派哲學傢則認為改變纔是宇宙永恆的原則，沒有任何東西是永恆不變的。這群哲學傢最著名的是艾費蘇斯的赫拉剋利特（Heraclitus of Ephesus，約公元前540年至480年）。
而最知名的原子論者則是阿布德拉的德謨剋利特（Democritus of Abdera，約公元前460年前370年）。他的論證大概是這樣：拿世界上最鋒利的刀來切一塊東西，比方說起司，我們可以先把它切成一半，再把其中一半切成一半，這樣不斷地切下去，直到無法再切割為止，最後的東西就是「原子」（atom，這個希臘文的字麵意思就是「不能再分割的東西」）。宇宙正是由原子和空隙構成的。所以有永恆不變的（原子本身），也有永遠在變的（原子之間的關係）。這個理論留存到現代的，隻剩下「原子」這個詞。
赫拉剋利特用這句格言總結瞭他的論點：「沒有人能踏進同一條河裏兩次。」
[p13]
1808年
看不見的小東西
現代原子理論
煉金術士在中世紀纍積齣一套龐大的知識體係，這些知識就是我們今天所說的化學反應。法國化學傢拉瓦節（Antoine-Laurent Lavoisier 1743-1794）的研究總結瞭這些知識。到瞭19世紀，科學傢已經發現瞭一些重要規律。其中之一是有些物質可以透過化學過程加以分解，有些則否。後者就稱為元素，在大自然中似乎扮演瞭某種基本的角色。另一個發現是，同一種物質中的元素之間的重量比似乎是固定的，如水中的氧重量永遠是氫的八倍。
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