世界第一好懂的科学课.pdf

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书籍描述

内容简介
《世界第一好懂的科学课》上帝粒子、黑洞、DNA、生物进化、气候变迁,这些在我们周围经常出现的字眼,到底是什么意思呢?《世界第一好懂的科学课》仅用八堂课,把从近代物理发现的小粒子,到气候变迁的重大议题,从我们身上的DNA,到地球上生物进化的宏观现象,用最逗趣的比喻,给你细致入微的呈现。

编辑推荐
《世界第一好懂的科学课》编辑推荐:比《时间简史》更幽默,比《果壳中的宇宙》更好玩儿,比《大设计》更惊叹。剑桥物理学博士史蒂芬•霍金的学生、《泰晤士报》科学专栏作家、BBC喜剧演员本•米勒带你亲临生活大爆炸。英国最受欢迎的科普读物,2010年伦敦国际书展的重点书。如果我有办法把你压得足够小的话,你也可以成为一个黑洞。宇宙并不像是一个正在爆炸的炸弹,而更像一个在烘烤中不断膨胀的水果蛋糕。我们每个人都是克隆人。我DNA里那个大约30亿个碱基序列,和你DNA里的那些碱基序列其实差不多。

名人推荐
带着趣味和见地穿越整个科学,读完《世界第一好懂的科学课》,就像拿到了一个理科博士学位。
——Brian Cox 布莱恩•考克斯 美国影视、舞台剧三栖明星
在《世界第一好懂的科学课》里,本•米勒把气候变迁说得非常有趣,不仅指出了它的重要,气候变迁本来就很重要,米勒让我觉得气候变迁很有意思,我因此买了很多有关气候变迁的书,结果,我现在后悔了。——David Mitchell 大卫•米歇尔 英国作家
《世界第一好懂的科学课》超棒!书里介绍了最新的科学研究。我喜欢作者米勒轻松的风格跟有意思的比喻。我要确保亲戚朋友都人手一本。希望米勒赶快写下一本书。
——科普读者 浩渺宇宙
到目前为止,我还一直沉浸在这本书中,我会把它推荐给任何一个科学领域的人,哪怕是过路人。
——科普读者 一颗特立独行的黑子
《世界第一好懂的科学课》是一本伟大的书,它能解释物理学领域更高级别的话题。
——科普读者 Eittocs

作者简介
作者:(英国)本•米勒(Ben Miller) 译者:金立峰 陈青石

本•米勒(Ben Miller),狂热的科学爱好者,曾于剑桥大学攻读物理学博士。他在英国《泰晤士报》开设科学专栏,同时也是BBC著名的喜剧演员。科学初恋是米勒心中挥之不去的旧爱,娱乐大众是他毕生的志业,米勒结合这两种卓越的能力和天赋,要把我们曾经没有弄懂的晦涩名词、科学内涵,用喜剧演员的功力,变成人人都能理解的观念。

目录
作者序/1
第一课 我要让你爱上科学
你真的来自星星/1
要想学得好,找对老师很重要/3
数学家不是一般的懒/7
什么都不懂也可以进剑桥?/9
给你分享我的科学精选辑/11
量子效应能吸引你整夜泡在实验室/12
即使转了行,我依然深爱着它/15
抛开学校的教法,让你瞬间搞懂科学/18
第二课 挑战极限的高能物理
你的所有一切都由夸克组成/21
令人振奋的大型强子对撞机/22
目睹世界最大的科学实验中枢/24
寻找上帝粒子/25
对撞机的把戏——把能量转换成物质/27
误导大众的不良媒体/30
宇宙射线的震撼能量/31
别被伪科学家蒙蔽/33
奇异又美妙的黑洞/34
场论与玄论之争/37
规范场论要有粒子证明/38
弦理论找寻N维时空/39
反物质和大爆炸/41
正与反,天使与魔鬼/42
婴儿宇宙是些团块/43
科学的一大步/44
第三课 乘上宇宙光年列车
迈出天文学的第一步/48
夜里最容易看到的三颗行星/49
夜空甜点——卫星,流星和彗星/50
饱览太阳系的焰火表演/51
你杯子里的水可能来自火星/53
来自遥远星球的消息/54
你不知道的十二星座/55
婴儿恒星是这样诞生的/56
独具特色的蓝、白、红色三颗恒星/57
勇敢的“巨人”和害羞的“矮人”/58
教你准确找到恒星/59
蓝色恒星都是大块头/60
超级恒星的悲惨命运/63
X光谱/64
天鹅的黑暗之心/65
我们在银河系的盘子里/66
自学成才的天文望远镜之父/68
夜空为什么是黑而不是白/70
爱因斯坦与成功的缘分/71
相对论用于处理大事物/72
一切都是相对的/72
四维延展,时间就是空间/73
空间是所有一切的驱动力/75
我们正掉进黑洞中/76
亲临一次末日之旅吧/77
与成功的理论交手/79
第四课 进化论告诉你从哪儿来,到哪儿去
友善对待外星人/81
理论,假说和预感/82
物种起源游戏/83
新物种更能适应新环境/86
进化论与适应能力/87
进化论的由来/88
良好的遗传因素/89
最具革命性的理论/91
石头说出的真相/92
一切都在循环之中/93
岩石也在不停循环/94
花岗岩上的故事/96
成为化石好艰难/98
你的祖先是条鱼/99
我们来得太迟了/101
解开自身起源的秘密/103
奥妙都在基因之中/106
第五课 揭开DNA的造物密码
携带信息的DNA/109
蛋白质,生命存活的关键/111
绘制基因组/112
线粒体夏娃和Y染色体亚当/114
伟大的线粒体/116
黑猩猩时钟/116
回到伊甸园/118
性别战争/119
异时空之恋/121
基因变异的好处/122
你是乳糖不耐受者吗?/125
牛奶的秘密藏在基因里/126
基因组的语言/128
第六课 生活大爆炸
厨房噩梦/133
打探情报/134
多情的原子/135
该不该换伴侣/136
能干的酶/137
挑动我的酶/138
味蕾的语言很妙/140
味道与气味的奇妙碰撞/141
让人眼馋的焦黄色/142
送你一点经验/143
好功夫都是磨出来的/145
我的救兵来了/148
烘焙里的科学/150
我的健康饮食法/152
美食大挑战/154
第七课 科学家眼中的世界末日
我的都在烤箱中/157
我们的冰川期/158
不要再制造恐惧/159
四季变幻如此美妙/160
温室效应元凶/162
地球热起来了吗?/164
泰晤士河上的冰上集市/167
翻云覆雨/169
时冷时热的太阳/171
聊聊太阳黑子/172
太阳上也有气候/173
星期三的火山灰/176
火山爆发气候变冷/177
地球越来越热/178
发现喷射气流/178
十三公里高空的短暂停留/179
热平衡世界/180
蝴蝶效应/182
鸟瞰地球/182
与海洋互动/183
不太平的海洋/184
给你介绍一个气候模型/185
别怕,应对气候变化是我们的专长/187
第八课 最迷恋太空——带我去小行星
外星人在太空等你/189
送你上太空/191
站在巨人的肩膀上/192
运动并不需要受力/194
加速则需要力/195
力,总是成对出现的/197
物体之间相互吸引/197
科学真的没那么高精尖/198
火箭侠/201
登月的证明/202
与月球亲密接触/205
用面包屑做成的房子/206
寻找可能性/209
寻找外星智慧/210
如何计算外星人的数量/211
E.T.不给任何人打电话/214
外星人都到哪儿去了?/215
一般性阅读/217
粒子物理/217
天体物理学和相对论/217
进化论/217
DNA/218
烹饪/218
气候/218
航空和外星人/218

序言
我是科学的超级粉丝,但是我也会首先承认有很多知识对我一点用处都没有。让我兴奋的——我想也是让你兴奋的——是那些宏大的东西:DNA,黑洞,外星人和宇宙的尽头。所以这本书想要达到的效果实际上很少有关于科学的书可以达到:我们想要把披萨的馅儿吃了,而把披萨的面饼给扔掉。面饼当然只是个比喻,其实指的是纸带打点计时器(你要不知道,就千万别问),渗透作用(生物老师和渗透作用到底有什么瓜葛?),还有任何跟牛轭湖相关的东西(可能只是我不喜欢吧)。除了那些讨人喜欢的细节知识以外,我们不会深究其他任何的细节。我们讨论的都是粗线条。我们想要有情调一些。你和科学先生/小姐将要对对方的缺点视而不见,然后展开一场狂野热情的罗曼蒂克之爱。
当你开始这段令人激动的感情之旅时,我知道你在某种意义上是曾经受过伤的。科学以前就伤过你。当然,它并不是一开始就这么对你。还是个小孩的时候,你和科学相互倾慕着对方。不管怎么说,什么样的孩子不会对月亮和星星感到好奇,不会勇敢地去拍打自然博物馆里所有他能拍打到的按钮,而当你慢慢长大的时候,你们之间的关系却变得紧张起来了。虽然你也试图去沟通过,但是科学迷惑了你,敷衍了你,最坏的是,它让你觉得了无生趣。同时,人文科学——用他们一波又一波放浪的阴谋——不知羞耻地勾引着你。可能同时还有同学之间的压力,这对于青少年来说也是不可忽视的。科学,你的朋友咯咯地笑着说,一点也不酷。你努力地抗争着。有可能,念在老交情的份上,你做出了最后的努力想要让一切回归正道——你可能参加了自然科学的高级水平考试——在一段时间里,你又重新感受到了一些古老的魔法之力。可惜的是这没有持续多久,你们在大学里彻底失去联系,从此成为了陌路人。
科学对你来说,是未了的心结。
当然,以前的激情对现在的你来说已经没有什么直接关系了。在你每天的生活中,你可能不需要跑去寻找所谓的上帝粒子或者又叫希格斯玻色子。不管有没有多重宇宙,孩子们还得上学,账单还得交。不管我们有没有慢慢地落入一个巨大的黑洞(事实上,我们确实在落入一个巨大的黑洞),照片还得挂到墙上去,邮局的包裹也还得拿回来。但是这里有个小问题。你的某些部分总是忘不了科学世界曾经是多么激动人心,而且忍不住在想没准还能做出最后一次可笑的尝试,跟已经失去联系的老朋友重新接上头。
好吧,我就是来帮你完成这个心愿的。
在任何时候,我都没有指责你没有坚持科学的道路的意思。我认为你做出的选择——你所承担的责任,你所经营的生活——都是神圣不可侵犯的。我只是在想你们两位应该可以从平淡的朋友关系中各自获益。这样的话——冒着过度使用比喻的危险——理智地说,把这本书想象成我家的钥匙吧。我的家装修得很豪华,冰箱里全是食物,而且我在一周中也很少回家。我很欢迎你和科学随时光临。如果有人问起,我就会一口咬定说你们从来没有离开过我的视线,每个晚上我们都是三个人在一起,观看着带字幕的东欧电影——或者读着拉丁文原版的维吉尔:你觉得哪个可信就说哪个。
我看到你的眼神中闪过一丝不赞同。请不要认为我没有礼貌。我不想拆散你幸福的家庭。事实上,我完全不想插手你的家庭事宜。我只是建议,偶尔地,为了更加享受幸福,你应该把天窗打开,看看外面的星星。

后记
首先必须感谢hhb的艾丽•詹姆斯,他在5年前听到我在第4电台喋喋不休地讨论物理以后,冷不防给我打了个电话,勾引我,纵容我,胁迫我把这些全部写了下来。同样要感谢我在小布朗的杰出的出版商安东尼娅•霍奇森,她对这本书有着坚定的热情以及对它的将来有着清晰的愿景。同样也要向汉娜•布斯奈尔,萨利•雷和希里亚•雷维特和所有在小布朗的团队致意,同时也向在hhb的希瑟•霍登—布朗和罗布•丁斯代尔致意。
没有这些有天赋的老师,我永远也不能为科学而进行写作:维拉斯顿小学的巴利先生;南特维奇梅班克中学的克拉克先生,基先生,罗伯茨先生和戴维斯先生;剑桥圣凯瑟琳学院的戴维斯博士和开文迪许的佩珀教授。所有的错都是我犯下的,而所有的启发都是他们给的。也要多谢汤姆•海恩,现在已经是海恩教授了,他一直都是我仰慕的对象,在我们一起读本科的时候他也是我的格林函数解法的来源。
我想要感谢泰晤士报的詹姆斯•哈丁鼓励我为科学而进行写作,我也想要向尤里卡杂志的盖尔斯•维特尔,大卫•爱德华兹和大卫•雷哀表达我的谢意,让我可以发表专栏文章,在这个过程中为我提供国家性报纸上的最好的科学文章的每月前瞻。
我欠所有帮助我成稿的人一个巨大的人情。有劳杰克•莎德尔阅读了我的前2章,而她那充满激情的评论正是我当时需要的,乔斌娜•哈迪是生物学章节的宝贵研究者和思想碰撞者,而苏西•麦克林托克为我做了很多,从帮我生成图表到把我锁在房子里直到我画完那些插画为止。
我也欠那些能用老练的眼光阅读我的文章的专家一个人情。伊恩•斯特兰奇维斯博士纠正我关于测量温度的一些基本错误,而气象局的米歇尔教授帮助我避免了一些气象学上的令人惭愧的错误。同样的,卡伦•布朗纠正了一些数学上的错误,还有伟大的弗兰西斯•阿斯特利—琼斯给我指出来了生物章节中一些甚至会让脊椎按摩师脸红的错误。
我也很幸运能第一手接触到许多伟大的科学机构。气象局的戴夫•布里通很友好地邀请我到哈德利中心去看气候的计算机模型;我衷心感谢他以及莎拉•荷兰为我提供了许多帮助和建议。
为了我的第4电台节目《我的伟大粒子冒险》,CERN带我参观了大型强子对撞机,也让我有机会接触到粒子物理学界的领军者们;我感谢所有贡献出了他们时间的人,但是我需要特别提到约翰•埃利斯,他对希格斯场和弦理论的解释非常浅显易懂。我也在制作BBC2地平线节目一度的时候有幸参观了JET聚变实验室,我想要深深地感谢他们回答了我关于未来和核聚变的问题,也感谢他们确保我没有按下任何按钮。
其他的感谢都是比较个人的。杰西卡•帕克,我的伴侣,在无数个最后期限的晚上加班时基本上独自支撑起我们这个家庭,我无比感激她,并且许诺要补偿回来。我的母亲马里昂和我的姐妹布朗文和莉亚以及我的侄子和侄女比利,裘德,贝丝和迪伦经常给我爱和支持。布鲁斯•麦凯,欧•帕克,罗布•布拉特比,斯蒂芬•克里,杰斯•巴特沃斯和皮埃尔•康度一直都是我的坚实盟友。亚历山大•阿姆斯特朗几乎半生都在听着我关于科学的轶事,对此我在这里正式地道歉。我也向正式地感谢他最初为我提供了一个工作。
说到工作,没有独立报的莎米拉•海娜,以及在托夫媒体和帽子戏法工作室的吉米•穆威尔以及所有同事我也不会有一份合适的工作的。我也欠约瑟芬•科林,我那令人生畏的私人助理一个人情,而如果没有我的助手金•里德的话,我也不可能在写作本书的时候还能撑着在瓜德罗普岛拍摄电影天堂中的死亡。我的好朋友伊莫根•爱德华兹—琼斯一贯都为我提供所有跟文法相关的问题的建议,她甚至为我提供了私密的写作场所。我也要感谢大卫•米歇尔和布莱恩•科克斯阅读我完成的章节,然后提供了一些注解,我能理解他们各自也都有着许多事情需要处理。
最后第二点,我想要感谢所有创作了持久不衰的科普作品以鼓励着后来者的科学家。卡尔•萨根的《宇宙》,雅格布?布洛诺夫斯基的《科学进化史》,斯蒂芬•霍金的《时间简史》都点燃了我那幼小的想象力,而大卫•阿滕伯勒和布莱恩•科克斯那无可匹敌的BBC系列都帮助了我们,不仅仅把科学变得更平易近人了,而且同时也揭示了它的壮丽。
最后但绝对同样重要的,我想要感谢NASA登上了月球。

文摘
来自星星的你
你知道我们都是一颗颗的星星吗?哦,我并不是想要模仿西蒙•考威尔 发掘的那种才华横溢,又喜欢说“我要把这首歌献给我离去的奶奶”的明星。我是说,人,我们这些有血有肉的人,真的是由星尘所组成的。这听起来好像是那种荒诞的科幻小说——但是从科学的角度来看,这确实就是我们居住的这个世界的样子。
让我给你解释一下吧!你,跟所有你身边的事物一样,都是由原子组成的。你可以把原子想象成这个世界最基本的构成单位。在你中学的教室墙上可能挂有一张叫作元素周期表的图表,它把原子按照大小顺序排列了起来:最小的,比如氢和氦,在最上面;而那些大的,比如铅和铀,则在最下面。你也许还隐约记得这些原子是由更小的元素组成的。确切地说,在原子的中心有一个又小又密,而且带正电的原子核,它被一群带负电的电子所包围。那么,你有没有好奇过,这些原子是怎么形成的呢?
尽管这听起来很不可思议,但答案就是,它们是在恒星内部形成的。恒星之所以会发光,是因为它们内部正进行着超大规模的核聚变反应,小的原子核聚合形成大的原子核,同时以热和光的形式释放出巨大的能量。恒星越大,它所能制造的原子核就越大。当你得到了一个原子核之后,你只需要随意点缀一些电子在它旁边——说实话,电子真的太多了,到处都是——你就创造出了一个漂亮的、有活力的、电中性的、不折不扣的原子。
一颗恒星如果跟太阳差不多大小的话,它应该算是小的。这就是说,它只能够制造出较小的原子,比如氦。大一点的恒星可以制造大得多的原子,比如铁和碳——你我的身体就是由这些东西构成的。那么,这些大的原子是怎么从恒星的内部进入到我们的身体的呢?
答案是:大型恒星的生命周期会结束于一场巨大的爆炸,也就是被诺埃尔•加拉格尔 称之为超新星的事件中结束,这是一场巨大的爆炸,它将恒星的碎片从星系的一头甩到另外一头。几十亿年以后,这些碎片因为引力慢慢聚集起来,有时形成新的恒星,有时形成行星。在这些行星上,只要条件齐备,生命就会诞生。
换句话说,组成我们身体的原子都是几十亿年以前,在一些不掺假的、百分百真实的恒星之中形成的。这些恒星华丽地爆炸以后留下的残骸和碎片形成了许多行星,而生命就在我们的行星——地球上诞生了。接下来,流行乐进入了一段低谷期,西蒙•考威尔就被进化了出来。这就是科学。它很宏大,很无畏,而且根据我到目前为止所做的每一次实验测试——它是正确的。如果这些确实能让你内心激情澎湃的话,那么本书就是为你而写的。

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