物理五千年

內(nèi)容概要

　　《物理五千年（典藏版）》從建國60年來產(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。書系具有權(quán)威性、高質(zhì)量、開創(chuàng)性、雙效益明顯四大特點。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)作為整個自然科學(xué)的領(lǐng)路鳥，它的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有止境?！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，相信對青年讀者而言是一本頗富啟發(fā)性的讀物。

作者簡介

朱恒足，1956年2月生，湖南衡陽人，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。現(xiàn)任湖北教育出版社編審，中國科普作家協(xié)會會員，湖北省科學(xué)史學(xué)會理事。長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》在中國大陸出版后，被中國臺灣購買了繁體版權(quán)，并在中國香港、中國臺灣發(fā)行，此書在中國香港被評為向廣大青少年推薦的“10本好書”之一。同時，此書曾獲全國和湖北省優(yōu)秀科普作品獎。作者本人曾獲湖北省科技進(jìn)步獎，被授予湖北科普先進(jìn)工作者稱號，2007年在中國科普作協(xié)第五次全國代表大會上被評為“在科普編創(chuàng)工作方面有突出貢獻(xiàn)的科普作家”。

書籍目錄

總序第一篇 古老的力學(xué)一、萌芽時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的杰出學(xué)者地心說和日心說之爭二、意大利的曙光科學(xué)勇士——伽利略比薩斜塔的故事一個巧妙的實驗無所不在的壓力發(fā)現(xiàn)了新宇宙對話帶來的迫害三、經(jīng)典力學(xué)的新時期科學(xué)的幸運兒巧用“三角測量法”天空中的法律科學(xué)界的泰斗——牛頓蘋果樹下的啟示“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起溫度計史話首次熱氣球飛行圍繞熱本質(zhì)的爭論二、理論樹下的碩果四百多次試驗后的“產(chǎn)兒”從蒸汽球到蒸汽機(jī)永動機(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)于阿基米德的一個傳說光速測定始末二、敞開光學(xué)的窗戶揭開太陽光的秘密奇妙的光譜分析術(shù)光是粒子還是波溫度計的妙用從烽火臺到光纖通訊第四篇 廣闊的電磁天地一、電的起源波羅的海邊的“寶石”萊頓瓶實驗人間的“普羅米修斯”青蛙腿的啟示二、磁一另一個世界阿房宮的傳說指南針的發(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)余愛好者的追求有線電報和莫爾斯電碼貝爾和電話四、從有線到無線電磁理論的確立赫茲的電偶極子無線電的誕生看不見的光第五篇 現(xiàn)代物理學(xué)的興起一、在更高的臺階上居里夫人和放射性走在時代前面的人相對論已被證實二、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謎——第二類永動機(jī)伽利略學(xué)說受到新的挑戰(zhàn)后記

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：一、萌芽時期從西安半坡遺址談起早在5000多年前人類的原始社會，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)會了使用勞動工具，也就具有了初步的力學(xué)知識。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，對早期力學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展也作出過杰出的貢獻(xiàn)?？v觀石器時代的石器、陶器，青銅時代的銅器，以及鐵器時代的各種器物和古建筑等，無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期，我們的祖先就懂得巧妙地運用重心和浮體平衡的原理。“敧器”(敲：音ji)的運用就是一例典型的證明。所謂“敧器”，是我國古代一種特殊的盛水容器?！犊鬃蛹艺Z》上曾記載了這樣一個故事：一次，孔子和弟子們來到魯廟，見到了一個很奇特的盛水容器。這個容器沒有裝水時是傾倒的，水裝到一定位置時，容器就會自行站立起來，如果繼續(xù)往里裝，水將齊瓶口時，容器又會傾倒。當(dāng)時，孔子的弟子們向他請教其中的道理，孔子以前曾聽說過這種被稱為敧器的容器，但對這種容器為什么會有這樣奇特的性能，孔子也回答不出一二來。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《荀子》上也曾有過“虛則敧，中則正，滿則覆”的記載。但由于古書上沒有記載這種容器的構(gòu)造和原理，這種神秘的東西后來失傳了。據(jù)說南北朝的著名科學(xué)家祖沖之，唐代的機(jī)械制造家李皋都重造過，但也失傳了。多少年來，敧器的秘密一直沒有揭開，歷史上稱之為“敧器之謎”。1959年，我國考古工作者在古城西安的東郊，挖掘出了一個古代氏族社會的遺址。由于這個遺址地處半坡村，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)時這件陶瓶已經(jīng)破損，經(jīng)過仔細(xì)修復(fù)還原后，這只陶瓶完整地呈現(xiàn)在人們面前。只見它腹大，口小，底尖并帶有兩個提耳，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多年前的氏族社會里，我們的祖先就制作了這種“敧器”來汲水和盛水。使用時，因為瓶是尖底的，整個鼓器的重心就高于支點(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，重心便移到支點以下，這時容器就正立了。注滿水時，由于上部容量大于下部，重心又移到支點以上，瓶子又會傾覆過去。用這種敧器汲水時，空著放到水面時便會自動傾倒，水即將汲滿時，不必用手扶它就能自動正立。裝入水后懸掛起來，取用時，因為容器重心在支點以下很近的地方，只需輕輕一抬底部即可傾倒出水，非常省力。經(jīng)過對實物的考證研究，科學(xué)家們終于揭開了“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，古代勞動人民就發(fā)明創(chuàng)造了這種包含著深奧物理學(xué)原理的汲水和盛水工具，實在令人驚訝?，F(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，筆者在參觀英國大英博物館時，就見到了出土于中國的這種提水壺。在我國古代，還流傳過一種被稱為“不對稱壺”的容器。不對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稱形狀，實際上壺的重心并不對稱。它也利用了注入水后，重心就移動變化的原理。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。不對稱壺的原理如上圖所示。當(dāng)壺沒裝水的時候，重心偏向一邊，發(fā)生傾倒。適當(dāng)加入水的時候，重心逐漸移到中間部分，這時壺可以自行正立起來。可是當(dāng)壺里的水灌滿的時候，因為水的密度通常比木頭的密度大，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。這一時期的埃及古王國，統(tǒng)治國家的法老(對國王的尊稱)自稱為太陽神之子，對臣下享有至高無上的權(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)為一個四棱錐。它的形狀有點像漢字的“金”字，因此稱為“金字塔”。在歷代法老的金字塔中，埃及古王國第四王朝的法老胡夫的大金字塔，無論是建筑規(guī)模還是建造技術(shù)都堪推首位。胡夫大金字塔位于開羅西面一個叫做吉薩的地方，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。在整個人類歷史上，還沒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。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，已有了相當(dāng)高的力學(xué)、數(shù)學(xué)和測量學(xué)水平。大金字塔基礎(chǔ)占地52900平方米，塔底每邊長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，而底面各邊長度相差不過20厘米，其誤差不到0.9 %。如果不是事先對角度、線條、基礎(chǔ)承受壓力等方面進(jìn)行了精密的計算，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)時的埃及奴隸社會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)備也沒產(chǎn)生，他們僅僅依靠石制的和紅銅制的簡陋工具，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到一百多米高的塔上去呢？圍繞著這個“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。一部分科學(xué)家認(rèn)為，像金字塔這樣的工程，只有依靠電子計算機(jī)才可能完成，很可能是從另一個星球上來的超智慧“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，對金字塔之謎提出了一種全新的見解——“金字塔的巨石是人造的”。他對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)者對此提出質(zhì)疑，既然開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)雜的操作方法來制造那難以數(shù)計的石頭？大衛(wèi)·杜維斯的說法解釋了大石塊無法搬運的難題，但似乎仍然令人難以信服?！敖鹱炙i”爭論的焦點集中到了如何解釋沉重石塊的搬運問題上。經(jīng)過多年的調(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“金字塔之謎”的鑰匙，是奴隸們運用了物理學(xué)上的一條基本原理——一斜面原理。原來，在大金字塔的整個構(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，把沉重的石頭運到位于尼羅河西岸邊的吉薩時，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)訪問過吉薩。他記載說，當(dāng)時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。據(jù)科學(xué)家計算，胡夫大金字塔的斜坡長度，最后要達(dá)到1600米，修筑坡道的土石方量大大超過了金字塔本身。在當(dāng)時的技術(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)年是如何搬運的問題，學(xué)術(shù)界進(jìn)行了多年的爭論，沒想到解開這個謎底的鑰匙，竟是簡單的斜面原理。不論學(xué)術(shù)界把問題考慮得多么復(fù)雜，但在當(dāng)時生產(chǎn)力極度低下的古埃及奴隸社會，聰明的奴隸們只能用這種既簡單又實用的方法。

媒體關(guān)注與評論

作為一本面向廣大青少年介紹物理學(xué)知識的科普讀物，此書以其縱觀歷史的眼光。生動、活潑、情趣盎然的筆觸，向我們展示了一個豐富多彩的物理世界?！　　袊こ淘涸菏?華中科技大學(xué)校長 李培根此書以物理學(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)造中的動人事跡和有趣故事。作者深知當(dāng)今青少年讀者的特點，運用生動活潑的文字，將科學(xué)知識寫得富有吸引力。書中的語言簡潔、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 劉興詩此書注意了在講述科學(xué)史實的同時，用了較大篇幅來介紹科學(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閱讀，受到了科學(xué)思想和科學(xué)精神的熏陶。這無疑是本書的一大特點?！　　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)》曾獲全國和湖北省優(yōu)秀科普作品獎，湖北省科技進(jìn)步獎。入選中國香港向青少年推薦的“10本好書”，被香港中文大學(xué)和中國臺灣數(shù)所中學(xué)列入?yún)⒖紩刈x書目。物理學(xué)作為整個自然科學(xué)的領(lǐng)路鳥，它的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有止境。中國科普作家協(xié)會鼎力推薦?？破战?jīng)典成都寶典。

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