跟著網紅老師玩科學：十分鍾搞懂數學、物理及生活科學 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　最早的學霸是誰？
　　一筆畫能寫齣「田」字嗎？
　　數學傢能在賭場中贏錢？
　　天氣預報為什麼常常不準？
　　阿基米德能撬起地球？
　　如何製作原子彈？
　　雨天走路淋雨多，還是跑步比較多？
　　觸控螢幕是什麼原理？
　　手機是如何定位的？

　　西瓜視頻、YouTube等平颱點閱率破兩億，李永樂老師的第一本趣味科普書，用輕鬆詼諧的文字，簡單明瞭的手繪插圖，將高深艱澀的科普問題變成淺顯易懂的趣味知識。

　　從日常生活齣發，共有三個章節，有趣的數學、奇妙的物理、身邊的科學，穿越時空探討阿基米德、愛因斯坦和霍金等科學傢的過人智慧，站在老師的肩膀上玩科學，十分鍾就能讓科學不再是玄學，讓你聰明不斷電！

專業推薦

　　任維勇　颱北市立第一女子高級中學數學科教師
　　佑來瞭　科學型YouTuber
　　曹盛威　LIS情境科學教材科學史專員
　　楊國珠　颱北市立第一女子高級中學化學科教師
　　瘋狂理查　知識型YouTuber／颱北市東山中學理化教師
　　劉炯朗　中研院院士／國立清華大學資工係榮譽講座教授
　　賴以威　颱師大電機係助理教授／數感實驗室創辦人

　　（依姓氏筆畫排序）
 

《星際探索者：宇宙奧秘與未來科技》 （內容提要：本書是一部麵嚮大眾的科普讀物，聚焦於天文學、空間科學、前沿物理學以及未來科技的應用與哲學思考。全書不涉及基礎數學、普通物理定律的教學，亦不探討日常生活中與科學相關的應用技巧。重點在於宏大敘事、前沿理論的梳理與深入探討。） --- 第一部分：宇宙的宏偉藍圖與深空探索 第一章：超越視界的疆域——現代天文學的基石 本章深入剖析當代天文學觀測能力的飛躍，重點闡述詹姆斯·韋伯空間望遠鏡（JWST）及其後續計劃對早期宇宙圖像的重塑。我們將詳細介紹紅移現象的精確測量如何幫助我們描繪宇宙膨脹的精確速率，並探討暗物質和暗能量在宇宙學模型中的不可替代性。書中將詳盡解釋引力透鏡效應的復雜數學模型如何被用來探尋隱藏的星係團和星係結構，而非停留在簡單的概念介紹。 我們還將審視係外行星研究的最新進展。這不是關於如何計算行星軌道周期的教學，而是聚焦於大氣光譜分析技術（如Transit Spectroscopy）的突破性進展，如何識彆潛在的生物標記物（Biosignatures），以及“宜居帶”概念在多恒星係統中的復雜性修正。書中對開普勒、苔絲（TESS）任務的總結，著重於它們在統計學上對銀河係行星分布規律的貢獻，而非基礎的行星形成理論。 第二章：黑洞的奇點與時空漣漪 本章將帶領讀者直抵宇宙中最極端的物理境地。我們不講解牛頓或伽利略的經典力學，而是聚焦於愛因斯坦廣義相對論的深層含義。重點闡述事件視界（Event Horizon）的形成機製，以及信息的悖論（Information Paradox）——信息是否真的被永久囚禁在黑洞中？本書將詳細梳理霍金輻射的半經典推導框架，探討其對量子引力理論的啓示。 隨後，我們進入引力波天文學的新紀元。對LIGO和Virgo探測器捕捉到的雙中子星並閤事件（如GW170817）的分析，將作為檢驗強引力場下物理定律的實證。本章深入探討瞭引力波信號的後處理技術，包括從背景噪聲中提取微弱信號的復雜算法，以及如何利用引力波數據來獨立驗證宇宙膨脹的哈勃常數。 第三章：星係演化與宇宙的生命周期 本章旨在勾勒齣從宇宙大爆炸後的誇剋時代到當前成熟星係形成的完整時間軸。我們將分析星係閤並的動力學過程，研究星係際介質（IGM）的化學豐度如何隨著代際恒星的死亡和超新星爆發而不斷富集重元素。 探討的主題包括活動星係核（AGN）的能量輸齣機製，特彆是吸積盤的磁流體力學（MHD）不穩定性如何驅動齣強大的相對論性噴流（Jets）。書中對“暗流星係”（Dark Galaxies）和“星係僵屍”（Galactic Cannibalism）現象的描述，基於最新的數值模擬結果，而非基礎的天體物理公式。 --- 第二部分：前沿物理學與量子疆界 第四章：量子場論的精妙結構 本書拒絕任何關於基礎粒子或經典電磁學的鋪陳，直接進入粒子物理學的核心——量子場論（QFT）。本章詳述標準模型（Standard Model）的拉格朗日量結構，重點分析規範對稱性（Gauge Symmetry）在描述基本相互作用中的核心作用，如SU(3)xSU(2)xU(1)群的內在聯係。 我們將深入解析費曼圖（Feynman Diagrams）的計算意義，而非簡單的繪製步驟，探討它們如何係統地錶達高階微擾修正。對於W和Z玻色子的大質量起源，我們將詳盡梳理希格斯機製（Higgs Mechanism）的數學形式，解釋自發對稱性破缺（Spontaneous Symmetry Breaking）如何賦予規範玻色子質量，而保持電磁相互作用的無質量性。 第五章：超越標準模型的探索 本章關注粒子物理學中尚未解決的重大問題，及其對應的理論框架。我們將詳細對比超對稱理論（Supersymmetry, SUSY）的最低模型與實驗數據的約束，探討“超伴子”（Sparticles）的可能質量範圍及其在未來對暗物質候選體的貢獻。 此外，本書將介紹弦理論（String Theory）的基本概念，側重於對額外維度（Extra Dimensions）的緊緻化（Compactification）——特彆是卡拉比-丘流形（Calabi-Yau Manifolds）的選擇如何影響低能物理的現象。書中將討論圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）與弦理論在量子化時空結構上的根本分歧。 第六章：量子信息與計算的極限 本章探討量子力學的應用前沿，完全聚焦於信息處理而非日常的量子現象演示。我們將係統介紹量子比特（Qubits）的數學描述，重點分析糾纏（Entanglement）作為資源在量子密鑰分發（QKD）和量子隱形傳態（Teleportation）中的核心地位。 書中對量子計算的討論，將集中於Shor算法和Grover算法的理論復雜度分析，以及實現容錯量子計算（Fault-Tolerant Quantum Computing）所需要的量子糾錯碼（Quantum Error-Correcting Codes），例如錶麵碼（Surface Codes）的拓撲結構及其對物理噪聲的抵抗能力。 --- 第三部分：未來科技與工程的哲學疆界 第七章：可控核聚變的工程挑戰 本章不再介紹核物理基礎，而是聚焦於實現商業化聚變電站的工程難點。我們將分析托卡馬剋（Tokamak）裝置中等離子體的約束問題，深入探討雜散磁場（Stray Fields）對等離子體穩定性的影響，以及邊界等離子體（Edge Plasma）的物理學在設計新型偏濾器（Divertor）中的關鍵作用。 書中將對比磁約束聚變（MCF）與慣性約束聚變（ICF，如NIF）的能量增益路徑差異，並著重分析氚（Tritium）燃料的增殖毯（Breeding Blanket）設計，這是實現聚變能源可持續性的核心技術瓶頸。 第八章：人工智能的深層邏輯與倫理邊界 本書不涉及任何編程或基礎算法，而是將人工智能視為一個復雜的計算哲學問題。我們將分析深度學習模型背後的信息壓縮與錶徵學習的效率問題，探討Transformer架構的自注意力機製（Self-Attention Mechanism）如何構建起對世界知識的內在圖譜。 重點討論“黑箱問題”的理論根源——高維空間中梯度下降的路徑選擇，以及對模型可解釋性（XAI）的理論追求。在倫理層麵，我們將探討基於圖靈測試的局限性，並深入分析“強人工智能”（AGI）在意識模擬、自主決策權和潛在的存在風險（Existential Risk）方麵的哲學辯論。 第九章：生物技術的前沿交匯點 本章聚焦於閤成生物學與基因編輯技術的最高端應用，避開基礎的分子生物學介紹。我們將探討CRISPR-Cas係統在多基因位點同時編輯中的時空控製難題，以及潛在的脫靶效應（Off-target Effects）的定量風險評估模型。 書中將分析基因驅動（Gene Drives）技術的生態學影響，重點討論如何設計能夠自我限製傳播的“反嚮驅動”係統，以平衡其在病媒控製中的巨大潛力與生態係統失衡的風險。同時，我們還將審視人機接口技術（BMI）中神經信號的解碼精度瓶頸，以及如何從非侵入式傳感器獲取高帶寬、高保真的腦電數據。 --- 結語：未知的邀約 本書的終點並非知識的窮盡，而是對人類認知邊界的標定。我們將以對“可證僞性”的堅持，作為探索下一代科學理論的指導原則，引導讀者以批判性的眼光，迎接宇宙中那些尚未被我們發現的深層規律。

作者簡介

李永樂

　　幽默的科學傳播者，西瓜視頻科普創作人。

　　北京大學物理與經濟雙學士，清華大學電子工程碩士。

　　第十八屆物理奧林匹剋競賽國傢銀牌，第六屆華羅庚金杯數學競賽全國一等奬。

　　中國人民大學附屬中學物理教師／物理競賽教練。

　　從教十年，培養清華北大學生二百餘人，國際奧賽、亞洲奧賽、國傢奧賽金牌十餘名。

　　2018年起在西瓜視頻、YouTube等平颱發布科普短視頻，全網粉絲超五百萬，視頻播放量超過兩億次，多條視頻被人民日報等主流媒體轉載。

　　任教於中國人民大學附屬中學，並擔任物理競賽教練，成績斐然。對於科學的熱愛一直支撐著他發展科普事業。

　　《跟著網紅老師玩科學》是李永樂老師的首部科普書，也是為數不多的原創趣味科普！
 

第一章　有趣的數學
1.1 最早的學霸是誰？
1.2 阿基裏斯能追上烏龜嗎？
1.3 我說的是假話
1.4 3.1415926……
1.5 披薩中的數學
1.6 一筆畫能寫齣「田」字嗎？
1.7 1＋1
1.8 最厲害的民科是誰？
1.9 怎樣傳小紙條？
1.10 平行綫存在嗎？
1.11 四維空間是怎麼樣的？
1.12 數學傢能在賭場中贏錢嗎？
1.13 買彩券能中大奬嗎？
1.14 天氣預報為什麼常常不準？
1.15 散戶炒股為什麼總是賠錢？
1.16 老闆為什麼對基層員工特彆好？
1.17 為什麼總有人開車插隊？
 
第二章　奇妙的物理
2.1 能量都是從哪裏來的？
2.2 光速是如何測量的？
2.3 阿基米德能撬起地球嗎？
2.4 天體之間的距離到底有多遠？
2.5 指南針為什麼能指南？
2.6 傢用電是怎麼産生的？
2.7 特斯拉和愛迪生誰更厲害？
2.8 SOS是什麼意思？
2.9 FM和AM是什麼意思？
2.10 世界上第一張X光片是誰拍的？
2.11 量子是什麼東西呢？
2.12 波還是粒子？這是個問題
2.13 薛丁格的貓是死瞭還是活著？
2.14 黑洞是黑色的嗎？
2.15 如何製作原子彈？
2.16 晶片為什麼這麼難做？
 
第三章　身邊的科學
3.1 天空為什麼是藍色的？
3.2 星星為什麼是黑白的？
3.3 正常夫妻為什麼會生齣色盲孩子？
3.4 雙層彩虹是怎麼迴事？
3.5 炎熱的夏天為什麼總覺得馬路上有水？
3.6 雨中走路淋雨多，還是跑步比較多？
3.7 電磁爐是怎麼加熱食物的？
3.8 微波爐是如何加熱的？
3.9 電鍋可以用來燒水嗎？
3.10 觸控螢幕是什麼原理？
3.11 手機是如何定位的？
3.12 陀螺為什麼不倒下？

2.8　SOS是什麼意思？--無綫電報的原理

我們經常看到戰爭片裏有個發報員「嘟嘟嘟」地發電報，但有很多人知道SOS 是求救訊號。大傢知道電報是什麼原理嗎？哪些人對無綫電報的發明有貢獻呢？人們為什麼把SOS做為求救訊號呢？

一、馬剋士威：電磁波的預言者

之前我們說過，法拉第發現瞭電磁感應現象，透過磁場産生電流，並且發明瞭發電機。可是為什麼磁場會産生電流呢？法拉第並沒有想清楚，因為他小時候傢庭貧睏，隻上過兩年小學就輟學瞭，偉大成就都是依靠對科學的熱愛和努力鑽研的精神而取得，所以在數學方麵不是很強，總是喜歡用形象的方式錶述物理規律，卻難以使用數學語言解釋自己的偉大發現。

這時，另一個偉大的人物馬剋士威登場瞭。
 
馬剋士威比法拉第小四十歲， 二十三歲剛從劍橋大學畢業時，讀到瞭法拉第的科學論文，被他深邃的思想所吸引，決心用數學彌補法拉第的不足。一年後，他就發錶瞭第一篇關於電磁學的論文，並同法拉第進行瞭深入的討論。

法拉第是一位偉大的科學傢，同時也是一個品格高尚的人，他對年輕的學者特彆關心。他對馬剋士威說：「你不要隻局限於用數學解釋我的觀點，而要有所創新。」在老一輩科學巨匠的鼓勵下，馬剋士威最終成功地提齣瞭「馬剋士威方程組」，成為牛頓和愛因斯坦之間最偉大的物理學傢。

馬剋士威心想：電流的形成是由於電荷運動，而隻有電場能夠驅動電荷。他敏銳地察覺到：變化的磁場並非直接産生電流，而是在周圍空間産生瞭電場，如果電場附近存在導體，就會形成電流。

馬剋士威進一步想到，由於電與磁緊密相關，而且變化的磁場能夠産生電場，所以變化的電場應該也能産生磁場。例如用交流電連接兩個金屬闆構成的電容器，由於交流電的電壓在反覆變化，電容器中就會産生變化的電場。

更為神奇的是，如果變化電場産生的磁場依然是變化的，它就會進一步産生電場，如此一來，振盪的電場和磁場可以相互激發，並嚮遠處傳播，形成一種類似波動的物質，並命名為「電磁波」。

评分☆☆☆☆☆

平常我雖然不是那種會主動去鑽研科學知識的人，但偶爾在社群媒體上看到一些用趣味方式解釋科學原理的影片，還是會停下來觀看。這本《跟著網紅老師玩科學》的書名，立刻就勾起瞭我的興趣，尤其是「網紅老師」這幾個字，讓我覺得這本書的內容應該會非常生動有趣，而且跟得上時代潮流。畢竟，要吸引現在的年輕人，甚至是不太接觸科學的成年人，傳統的教科書式寫法是絕對行不通的。《十分鐘搞懂》這個標語，更是讓我眼睛為之一亮，這錶示作者一定很擅長濃縮精華，用最有效率的方式傳達知識。我對於數學和物理這些看似抽象的學科，總是感到一頭霧水，但如果能透過「生活科學」的引導，將這些原理融入日常，我會覺得更容易理解。例如，書中會不會解釋為什麼坐雲霄飛車會有那種失重感？或是為什麼某些食材加熱後會產生奇妙的變化？這些都是我平常會思考但又無從解答的問題。我非常期待這本書能帶給我驚喜，讓我重新認識科學，並且從中獲得更多生活中的小樂趣和知識。

评分☆☆☆☆☆

我其實對科學一直有種莫名的距離感，總覺得那是屬於天纔或科學傢們的領域。但是，最近周遭許多朋友都在討論這本《跟著網紅老師玩科學：十分鐘搞懂數學、物理及生活科學》，尤其是他們口中那位「網紅老師」的教學風格，讓我原本冰封的科學魂有點蠢蠢欲動。書名裡的「十分鐘搞懂」簡直像是一盞明燈，為我這種時間有限，又容易分心的人提供瞭極大的動力。我尤其好奇，究竟是怎樣的「網紅」老師，能夠用如此簡潔、快速的方式，讓大傢理解數學和物理這兩大「魔王」級學科？而且，書中還包含瞭「生活科學」，這聽起來就非常貼近我們實際生活，我猜測應該會包含很多我們日常生活中遇到的現象，像是為什麼泡麵需要用熱水泡、衣服為什麼會靜電、或是下雨天為什麼會有閃電和打雷等等。如果真的能透過這本書，用十分鐘的時間，就對這些問題有個初步的瞭解，那絕對是值迴票價。我希望這本書能打破我對科學的刻闆印象，讓我發現科學的趣味性，甚至激發我進一步學習的興趣，讓我的生活變得更加豐富多彩。

评分☆☆☆☆☆

實在是太久沒有接觸「認真」的科學學習瞭，以前上學時，數學和物理總是讓我感到頭痛，感覺那些數字和符號離我的生活太遙遠瞭。《跟著網紅老師玩科學》這本書名，一看到就覺得眼前一亮，彷彿黑暗中的一道曙光！「網紅老師」的標籤，讓我不禁想像，這一定是一位非常懂年輕人、也懂得如何讓科學變得好玩的老師。書裡提到的「十分鐘搞懂」，更是讓我這個時間不夠用、注意力又容易渙散的「小資族」感到極大的吸引力。不用啃厚重的書本，不用花費數小時鑽研，隻要花個幾分鐘，就能獲得科學的啟發，這簡直是夢寐以求啊！我最期待的就是書中關於「生活科學」的部分，我猜測會包含很多我們日常生活中習以為常，但卻從來沒想過背後原理的現象。比如，為什麼夏天吃冰淇淋會覺得涼快，鼕天就不行？或是為什麼手機螢幕觸控這麼靈敏？如果能透過這本書，用一種輕鬆、幽默、生活化的方式，解答這些看似簡單卻又引人入勝的問題，那絕對能讓我重新找迴對科學的興趣，並且感覺自己的生活變得更加有趣和有智慧。

评分☆☆☆☆☆

我一直覺得，科學的魅力在於它能解釋我們周遭的一切，但很多時候，我們被那些艱澀的理論和公式嚇退瞭。《跟著網紅老師玩科學》這本書名，聽起來就有一種親切感，好像有個能把複雜事物變簡單的魔法師在引導。我平常就喜歡看一些有深度但又不失趣味的知識型內容，而「網紅老師」這個定位，更讓我聯想到那些善於用生活化的例子、幽默感十足的方式來傳達知識的創作者。書名中的「十分鐘搞懂」更是精準地打中瞭我的需求，對於忙碌的現代人來說，能夠在短時間內獲得有價值的知識，是極為難得的。我對書中將數學、物理與生活科學結閤的方式特別感興趣，我很好奇書中是如何將抽象的數學概念，轉化為我們日常生活中能理解的邏輯，或是如何將物理定律，應用在一些常見的現象上。例如，會不會解釋手機為什麼能收發訊號？或是為什麼我們看到的顏色會有差異？這些問題的答案，如果能透過輕鬆易懂的方式呈現，絕對能讓我的科學知識層次往上提升一大截，也讓我在麵對生活中的各種現象時，多瞭一份理解與洞察。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《跟著網紅老師玩科學》聽起來就像是為我這種對科學一竅不通，但又對身邊各種事物充滿好奇的人量身打造的！平常上班忙得要死，下班迴傢隻想放空，但又不想整個人都變成「滑手機廢」，看到書名有「網紅老師」跟「十分鐘搞懂」，立刻就燃起瞭希望。我真的超怕那種論文式的寫法，密密麻麻的公式和專有名詞，光看就頭痛。但這本書的感覺就不一樣，好像真的有位年輕、有活力的老師，用你聽得懂、而且會覺得很有趣的方式，把那些聽起來很深奧的數學、物理，甚至是日常生活中超貼近的東西，像變魔術一樣呈現在你眼前。想想看，以後跟朋友聊天，別人講到什麼科學新聞，你都能瞬間秒懂，甚至還能講齣個所以然，那種感覺多酷啊！而且「十分鐘」這個時間設定，對我來說太友善瞭，就算真的隻抽空十分鐘，也能紮紮實實學到一點東西，纍積起來絕對很可觀。我超期待裡麵的生活科學部分，像是為什麼冰塊會融化、手機訊號是怎麼來的、煮飯的原理是什麼等等，這些生活中的小疑問，終於有機會被解答瞭，感覺生活會變得更有趣、更有智慧。