物理五千年

內(nèi)容概要

　　《物理五千年（典藏版）》從建國(guó)60年來(lái)產(chǎn)生較大影響的少兒科普讀物精品中遴選100部作品編輯出版，目前已經(jīng)出版60部。主要包括少兒科普原創(chuàng)作品、少兒科學(xué)文藝作品和少兒科普翻譯經(jīng)典作品三部分。書(shū)系具有權(quán)威性、高質(zhì)量、開(kāi)創(chuàng)性、雙效益明顯四大特點(diǎn)。為了豐富、完善《物理五千年（典藏版）》系，希望各位作家不吝賜稿、薦稿?！　∥锢韺W(xué)作為整個(gè)自然科學(xué)的領(lǐng)路鳥(niǎo)，它的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有止境?！段锢砦迩辏ǖ洳匕妫芬灾v述故事的方式闡明了物理學(xué)的歷史發(fā)展，內(nèi)容豐富，選材平均，相信對(duì)青年讀者而言是一本頗富啟發(fā)性的讀物。

作者簡(jiǎn)介

朱恒足，1956年2月生，湖南衡陽(yáng)人，曾先后就讀武漢第一師范學(xué)校和華中師范大學(xué)物理系?，F(xiàn)任湖北教育出版社編審，中國(guó)科普作家協(xié)會(huì)會(huì)員，湖北省科學(xué)史學(xué)會(huì)理事。長(zhǎng)期從事青少年科普讀物的編輯和創(chuàng)作工作，其著述《物理五千年》在中國(guó)大陸出版后，被中國(guó)臺(tái)灣購(gòu)買了繁體版權(quán)，并在中國(guó)香港、中國(guó)臺(tái)灣發(fā)行，此書(shū)在中國(guó)香港被評(píng)為向廣大青少年推薦的“10本好書(shū)”之一。同時(shí)，此書(shū)曾獲全國(guó)和湖北省優(yōu)秀科普作品獎(jiǎng)。作者本人曾獲湖北省科技進(jìn)步獎(jiǎng)，被授予湖北科普先進(jìn)工作者稱號(hào)，2007年在中國(guó)科普作協(xié)第五次全國(guó)代表大會(huì)上被評(píng)為“在科普編創(chuàng)工作方面有突出貢獻(xiàn)的科普作家”。

書(shū)籍目錄

總序第一篇 古老的力學(xué)一、萌芽時(shí)期從西安半坡遺址談起金字塔巨石之謎古希臘埋下的奠基石東方古國(guó)的杰出學(xué)者地心說(shuō)和日心說(shuō)之爭(zhēng)二、意大利的曙光科學(xué)勇士——伽利略比薩斜塔的故事一個(gè)巧妙的實(shí)驗(yàn)無(wú)所不在的壓力發(fā)現(xiàn)了新宇宙對(duì)話帶來(lái)的迫害三、經(jīng)典力學(xué)的新時(shí)期科學(xué)的幸運(yùn)兒巧用“三角測(cè)量法”天空中的法律科學(xué)界的泰斗——牛頓蘋果樹(shù)下的啟示“稱”出地球的重量神機(jī)妙算的引力定律科學(xué)巨著的誕生第二篇 漫話熱學(xué)今與昔一、熱是什么從鉆木取火說(shuō)起溫度計(jì)史話首次熱氣球飛行圍繞熱本質(zhì)的爭(zhēng)論二、理論樹(shù)下的碩果四百多次試驗(yàn)后的“產(chǎn)兒”從蒸汽球到蒸汽機(jī)永動(dòng)機(jī)的幻想低溫有極限嗎第三篇 年輕有為的光學(xué)一、最初的探討光學(xué)的誕生透光鏡和冰透鏡關(guān)于阿基米德的一個(gè)傳說(shuō)光速測(cè)定始末二、敞開(kāi)光學(xué)的窗戶揭開(kāi)太陽(yáng)光的秘密奇妙的光譜分析術(shù)光是粒子還是波溫度計(jì)的妙用從烽火臺(tái)到光纖通訊第四篇 廣闊的電磁天地一、電的起源波羅的海邊的“寶石”萊頓瓶實(shí)驗(yàn)人間的“普羅米修斯”青蛙腿的啟示二、磁一另一個(gè)世界阿房宮的傳說(shuō)指南針的發(fā)明磁學(xué)上的一大難題尋找磁單極子三、電和磁——偉大的結(jié)合電流磁效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)電學(xué)大師法拉第一位業(yè)余愛(ài)好者的追求有線電報(bào)和莫爾斯電碼貝爾和電話四、從有線到無(wú)線電磁理論的確立赫茲的電偶極子無(wú)線電的誕生看不見(jiàn)的光第五篇 現(xiàn)代物理學(xué)的興起一、在更高的臺(tái)階上居里夫人和放射性走在時(shí)代前面的人相對(duì)論已被證實(shí)二、宏觀和微觀——兵分兩路回到2000年前的課題基本粒子的新探求低溫下的奇跡超導(dǎo)研究的重大突破一又一個(gè)謎——第二類永動(dòng)機(jī)伽利略學(xué)說(shuō)受到新的挑戰(zhàn)后記

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：一、萌芽時(shí)期從西安半坡遺址談起早在5000多年前人類的原始社會(huì)，就產(chǎn)生了物理學(xué)的萌芽。力學(xué)是物理學(xué)發(fā)展的先導(dǎo)，人類自從學(xué)會(huì)了使用勞動(dòng)工具，也就具有了初步的力學(xué)知識(shí)。我們古老的中華民族，在世界文明史上占有重要的位置，她不僅創(chuàng)造了豐富多彩的物質(zhì)文化，對(duì)早期力學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展也作出過(guò)杰出的貢獻(xiàn)?？v觀石器時(shí)代的石器、陶器，青銅時(shí)代的銅器，以及鐵器時(shí)代的各種器物和古建筑等，無(wú)不包含著深刻的力學(xué)原理。特別值得一提的是，早在距今5000多年前的仰韶文化時(shí)期，我們的祖先就懂得巧妙地運(yùn)用重心和浮體平衡的原理?！皵鳌?敲：音ji)的運(yùn)用就是一例典型的證明。所謂“敧器”，是我國(guó)古代一種特殊的盛水容器?！犊鬃蛹艺Z(yǔ)》上曾記載了這樣一個(gè)故事：一次，孔子和弟子們來(lái)到魯廟，見(jiàn)到了一個(gè)很奇特的盛水容器。這個(gè)容器沒(méi)有裝水時(shí)是傾倒的，水裝到一定位置時(shí)，容器就會(huì)自行站立起來(lái)，如果繼續(xù)往里裝，水將齊瓶口時(shí)，容器又會(huì)傾倒。當(dāng)時(shí)，孔子的弟子們向他請(qǐng)教其中的道理，孔子以前曾聽(tīng)說(shuō)過(guò)這種被稱為敧器的容器，但對(duì)這種容器為什么會(huì)有這樣奇特的性能，孔子也回答不出一二來(lái)。他只好借題發(fā)揮，講了一番“損之而又損，謙之而又謙”的道理。關(guān)于這種容器，古書(shū)《荀子》上也曾有過(guò)“虛則敧，中則正，滿則覆”的記載。但由于古書(shū)上沒(méi)有記載這種容器的構(gòu)造和原理，這種神秘的東西后來(lái)失傳了。據(jù)說(shuō)南北朝的著名科學(xué)家祖沖之，唐代的機(jī)械制造家李皋都重造過(guò)，但也失傳了。多少年來(lái)，敧器的秘密一直沒(méi)有揭開(kāi)，歷史上稱之為“敧器之謎”。1959年，我國(guó)考古工作者在古城西安的東郊，挖掘出了一個(gè)古代氏族社會(huì)的遺址。由于這個(gè)遺址地處半坡村，所以被稱作“半坡遺址”。在半坡遺址中，發(fā)現(xiàn)了許多有珍貴價(jià)值的出土文物，其中有一件陶瓶特別引起了考古學(xué)家們的重視。當(dāng)時(shí)這件陶瓶已經(jīng)破損，經(jīng)過(guò)仔細(xì)修復(fù)還原后，這只陶瓶完整地呈現(xiàn)在人們面前。只見(jiàn)它腹大，口小，底尖并帶有兩個(gè)提耳，經(jīng)專家鑒定，斷定它就是失傳多年的敧器，為5000多年前的遺物。早在5000多年前的氏族社會(huì)里，我們的祖先就制作了這種“敧器”來(lái)汲水和盛水。使用時(shí)，因?yàn)槠渴羌獾椎?，整個(gè)鼓器的重心就高于支點(diǎn)(提耳)之上，因此用繩拴在提耳上，懸吊著的空瓶就易于傾倒。注入一些水之后，下面加重了，重心便移到支點(diǎn)以下，這時(shí)容器就正立了。注滿水時(shí)，由于上部容量大于下部，重心又移到支點(diǎn)以上，瓶子又會(huì)傾覆過(guò)去。用這種敧器汲水時(shí)，空著放到水面時(shí)便會(huì)自動(dòng)傾倒，水即將汲滿時(shí)，不必用手扶它就能自動(dòng)正立。裝入水后懸掛起來(lái)，取用時(shí)，因?yàn)槿萜髦匦脑谥c(diǎn)以下很近的地方，只需輕輕一抬底部即可傾倒出水，非常省力。經(jīng)過(guò)對(duì)實(shí)物的考證研究，科學(xué)家們終于揭開(kāi)了“鼓器之謎”。所謂敲器的奧妙所在，是利用了物體重心隨著水位而變化，憑借重力幫助人們做功。早在5000多年前的氏族社會(huì)，古代勞動(dòng)人民就發(fā)明創(chuàng)造了這種包含著深?yuàn)W物理學(xué)原理的汲水和盛水工具，實(shí)在令人驚訝。現(xiàn)在，這只珍貴的文物被作為5000多年前我們民族高度智慧的象征，陳列在西安半坡博物館里。2007年暑期，筆者在參觀英國(guó)大英博物館時(shí)，就見(jiàn)到了出土于中國(guó)的這種提水壺。在我國(guó)古代，還流傳過(guò)一種被稱為“不對(duì)稱壺”的容器。不對(duì)稱壺和上面所講的敧器構(gòu)造有所不同，但物理原理完全一樣。這種木制壺的外表成對(duì)稱形狀，實(shí)際上壺的重心并不對(duì)稱。它也利用了注入水后，重心就移動(dòng)變化的原理。壺是否傾倒，主要取決于重心在不在壺與地板相接觸的面上。不對(duì)稱壺的原理如上圖所示。當(dāng)壺沒(méi)裝水的時(shí)候，重心偏向一邊，發(fā)生傾倒。適當(dāng)加入水的時(shí)候，重心逐漸移到中間部分，這時(shí)壺可以自行正立起來(lái)。可是當(dāng)壺里的水灌滿的時(shí)候，因?yàn)樗拿芏韧ǔ１饶绢^的密度大，同體積的水比木頭重，重心又偏向水一邊，所以壺又倒覆了。金字塔巨石之謎公元前25世紀(jì)左右，當(dāng)歐洲還處在蒙昧?xí)r期，在亞非交界的埃及尼羅河流域，已聳立起一座反映古代奴隸高度智慧水平的豐碑——金字塔。這一時(shí)期的埃及古王國(guó)，統(tǒng)治國(guó)家的法老(對(duì)國(guó)王的尊稱)自稱為太陽(yáng)神之子，對(duì)臣下享有至高無(wú)上的權(quán)威。法老死后，要興建巨大的石頭陵墓，這種陵墓底座是四方形，每面按照三角形用石塊向上壘砌，整體呈現(xiàn)為一個(gè)四棱錐。它的形狀有點(diǎn)像漢字的“金”字，因此稱為“金字塔”。在歷代法老的金字塔中，埃及古王國(guó)第四王朝的法老胡夫的大金字塔，無(wú)論是建筑規(guī)模還是建造技術(shù)都堪推首位。胡夫大金字塔位于開(kāi)羅西面一個(gè)叫做吉薩的地方，它的建成雖然已有4500余年的歷史，但至今仍然是世界上最偉大的石頭建筑之一，而且在19世紀(jì)巴黎的埃菲爾鐵塔建成以前，它一直是世界上最高的建筑。在整個(gè)人類歷史上，還沒(méi)有任何一種古跡能像胡夫大金字塔那樣引起人們的感嘆，激起人們的好奇心和產(chǎn)生如此廣泛的推測(cè)。從胡夫大金字塔得出的一組數(shù)據(jù)告訴我們，4500年前的埃及奴隸社會(huì)，已有了相當(dāng)高的力學(xué)、數(shù)學(xué)和測(cè)量學(xué)水平。大金字塔基礎(chǔ)占地52900平方米，塔底每邊長(zhǎng)230米，塔高146.6 米，相當(dāng)于40層摩天大樓的高度。金字塔共用巨石230萬(wàn)塊構(gòu)成，每一塊的重量從2.5 噸到50噸不等。大金字塔顯示了驚人的建筑技術(shù)，它表面覆蓋的一層石頭，切割得如此方正和拼合得如此緊密，以致接縫處連一張薄紙也難以插入。它的東南角和西北角的高度相差僅1.2 7厘米，而底面各邊長(zhǎng)度相差不過(guò)20厘米，其誤差不到0.9 %。如果不是事先對(duì)角度、線條、基礎(chǔ)承受壓力等方面進(jìn)行了精密的計(jì)算，是不可能達(dá)到這種結(jié)果的。更令人驚奇的是，金字塔的高和底邊長(zhǎng)之比，正好符合數(shù)學(xué)上著名的黃金分割律。以上這些驚人的數(shù)據(jù)，使某些科學(xué)家對(duì)大金字塔的建造是否是人工所為提出了懷疑。他們懷疑的理由之一是：當(dāng)時(shí)的埃及奴隸社會(huì)并不知道在建筑工程中使用車輛和畜力，滑輪、滑車、絞車和起重機(jī)這些設(shè)備也沒(méi)產(chǎn)生，他們僅僅依靠石制的和紅銅制的簡(jiǎn)陋工具，以及他們自身筋肉的力量，怎么能將重幾噸乃至幾十噸的石塊搬運(yùn)到一百多米高的塔上去呢？圍繞著這個(gè)“金字塔之謎”，許多科學(xué)家和考古學(xué)家在尋求著答案，有一些科學(xué)家還提出了各種離奇的推測(cè)。一部分科學(xué)家認(rèn)為，像金字塔這樣的工程，只有依靠電子計(jì)算機(jī)才可能完成，很可能是從另一個(gè)星球上來(lái)的超智慧“人類”的產(chǎn)物。還有一部分科學(xué)家則認(rèn)為，金字塔根本就不是古代帝王的陵墓，而是預(yù)言未來(lái)一切重大歷史事件的資料保存所，或是星際災(zāi)禍的紀(jì)念碑，或是一種宇宙測(cè)量系統(tǒng)的標(biāo)志。1986年，一位在世界上頗有影響的科學(xué)家大衛(wèi)·杜維斯，對(duì)金字塔之謎提出了一種全新的見(jiàn)解——“金字塔的巨石是人造的”。他對(duì)5塊金字塔的巨石進(jìn)行了化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)這些石頭是用“石灰和貝殼經(jīng)人工澆鑄混凝而成的”。大衛(wèi)·杜維斯甚至聲稱，在一塊石頭中，他發(fā)現(xiàn)了一綹頭發(fā)，保存得很好。但也有學(xué)者對(duì)此提出質(zhì)疑，既然開(kāi)羅附近有許多花崗巖山丘，那么，古埃及人為什么舍此而去用一種復(fù)雜的操作方法來(lái)制造那難以數(shù)計(jì)的石頭？大衛(wèi)·杜維斯的說(shuō)法解釋了大石塊無(wú)法搬運(yùn)的難題，但似乎仍然令人難以信服。“金字塔之謎”爭(zhēng)論的焦點(diǎn)集中到了如何解釋沉重石塊的搬運(yùn)問(wèn)題上。經(jīng)過(guò)多年的調(diào)查研究和考證，多數(shù)科學(xué)家比較傾向這樣一條結(jié)論：打開(kāi)“金字塔之謎”的鑰匙，是奴隸們運(yùn)用了物理學(xué)上的一條基本原理——一斜面原理。原來(lái)，在大金字塔的整個(gè)構(gòu)造中，內(nèi)部是由一種粗紅砂石所構(gòu)成，這種石頭產(chǎn)于大金字塔所在的吉薩本地；而金字塔表面所用的巨大石灰石則是來(lái)自尼羅河的東岸。當(dāng)奴隸們利用撬杠和駁船，把沉重的石頭運(yùn)到位于尼羅河西岸邊的吉薩時(shí)，岸邊留下了一條從河邊到岸上18米寬的堤道，石塊就是順著堤道拖上去的。大金字塔建成2000多年后，希臘歷史學(xué)家希羅德曾經(jīng)訪問(wèn)過(guò)吉薩。他記載說(shuō)，當(dāng)時(shí)這種雄偉的堤道給人留下的印象幾乎和金字塔本身同樣的深刻。運(yùn)到堤岸上的石塊又如何移到金字塔上去呢？大量的考證發(fā)現(xiàn)，石塊是由人力通過(guò)一道由泥土、磚和碎石砌成的斜坡拖上去的。迄今為止，在胡夫大金字塔旁邊的另外三座金字塔附近，仍然可以見(jiàn)到類似的斜坡殘跡。為了保持斜面適當(dāng)?shù)膬A斜度，當(dāng)金字塔的每一層石頭蓋上去以后，斜坡就應(yīng)該加高和延長(zhǎng)。據(jù)科學(xué)家計(jì)算，胡夫大金字塔的斜坡長(zhǎng)度，最后要達(dá)到1600米，修筑坡道的土石方量大大超過(guò)了金字塔本身。在當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件下，斜坡作為金字塔建筑的“腳手架”是必不可少的。你看，為金字塔巨大石塊當(dāng)年是如何搬運(yùn)的問(wèn)題，學(xué)術(shù)界進(jìn)行了多年的爭(zhēng)論，沒(méi)想到解開(kāi)這個(gè)謎底的鑰匙，竟是簡(jiǎn)單的斜面原理。不論學(xué)術(shù)界把問(wèn)題考慮得多么復(fù)雜，但在當(dāng)時(shí)生產(chǎn)力極度低下的古埃及奴隸社會(huì)，聰明的奴隸們只能用這種既簡(jiǎn)單又實(shí)用的方法。

媒體關(guān)注與評(píng)論

作為一本面向廣大青少年介紹物理學(xué)知識(shí)的科普讀物，此書(shū)以其縱觀歷史的眼光。生動(dòng)、活潑、情趣盎然的筆觸，向我們展示了一個(gè)豐富多彩的物理世界?！　　袊?guó)工程院院士 華中科技大學(xué)校長(zhǎng) 李培根此書(shū)以物理學(xué)的發(fā)展為脈絡(luò)，從力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)和現(xiàn)代物理等幾個(gè)方面，分別介紹了物理學(xué)史上的著名發(fā)明、發(fā)現(xiàn)，以及物理學(xué)家在發(fā)明創(chuàng)造中的動(dòng)人事跡和有趣故事。作者深知當(dāng)今青少年讀者的特點(diǎn)，運(yùn)用生動(dòng)活潑的文字，將科學(xué)知識(shí)寫得富有吸引力。書(shū)中的語(yǔ)言簡(jiǎn)潔、精練，具有較強(qiáng)的邏輯性，是中小學(xué)教學(xué)極好的參考資料，也是第二課堂的優(yōu)秀讀物?！　　破兆骷?成都理工大學(xué)教授 劉興詩(shī)此書(shū)注意了在講述科學(xué)史實(shí)的同時(shí)，用了較大篇幅來(lái)介紹科學(xué)家在科學(xué)事業(yè)中刻苦鉆研的精神和眾多感人的事跡，歌頌了科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的崇高品德，從而使廣大青少年朋友通過(guò)閱讀，受到了科學(xué)思想和科學(xué)精神的熏陶。這無(wú)疑是本書(shū)的一大特點(diǎn)?！　　迦A大學(xué)教授 科學(xué)史專家 楊艦

編輯推薦

《物理五千年(典藏版)》曾獲全國(guó)和湖北省優(yōu)秀科普作品獎(jiǎng)，湖北省科技進(jìn)步獎(jiǎng)。入選中國(guó)香港向青少年推薦的“10本好書(shū)”，被香港中文大學(xué)和中國(guó)臺(tái)灣數(shù)所中學(xué)列入?yún)⒖紩?shū)必讀書(shū)目。物理學(xué)作為整個(gè)自然科學(xué)的領(lǐng)路鳥(niǎo)，它的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有止境。中國(guó)科普作家協(xié)會(huì)鼎力推薦?？破战?jīng)典成都寶典。

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