那些曠世天才的呢喃
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目錄

推薦序──陳俊太(國立交通大學副學務長)

前言

【癲狂】──人不青春枉少年,回顧喜戀的甘與苦

#001催化劑 #002測不準原理 #003罕德定律 #004包立不相容 #005冷次定律 #006燈泡 #007平行線、交集線 #008 ATP

【堅毅】──人生不如意十之八九,卻求一個拼命追求的目標

#009原子說 #010薛丁格的貓 #011氧化還原 #012專一性 #013傅立葉轉換 #014石油 #015凡得瓦力 #016避雷針

【倦怠】──人生如此漫長,有時候真的想好好休息

#017熱力學第二定律 #018相對論 #019惰性氣體 #020元素週期表 #021用進廢退說 #022最大靜摩擦力 #023勞侖茲力 #024地動儀 

【眷世】──我不完美,我很平凡,有時很厭世,但我仍依戀這個世界

#025質量守恆 #026地心引力 #027慣性定律 #028原子模型 #029離心力 #030大陸漂移學說 #031蒸汽機

【迷眩】──在這個真真假假的世界裡,我慢慢迷失了自己

#032 X-ray #033槓桿原理 #034同素異形體 #035勒沙特列原理 #036同分異構物 #037自然發生說 #038布朗運動 #039疫苗 #040小孔成像

試閱內容

#001催化劑

▍關於人生

樓下巷口的早餐店吃了十幾年,早餐店阿姨都已經知道我喜歡吃什麼:培根蛋餅跟大杯冰奶茶。這家早餐店的分量就跟阿姨一樣生性豪邁,不只有令人魂牽夢縈好喝的大冰奶,還能保證腸胃有效蠕動──早餐店的大冰奶堪稱本世紀最完美的腸胃催化劑。

▍一奈米教室

催化作用是利用催化劑來改變反應速率的方法,因此許多化學工業會在化學反應中加入催化劑來提升反應速度以節省時間成本(例如著名的哈伯法製氨)。催化劑在反應過程中不會被消耗,只會改變反應速率。

▍永斯•雅各布•貝吉里斯(Jöns Jacob Berzelius)

1779.8.20-1848.8.7 出生於瑞典

貝吉里斯是當代非常重要的化學家,除了發現多種元素如鈰、硒、矽和釷等,還成功測定了當時幾乎所有已知化學元素的原子量,同時提出了同分異構物、聚合物、同素異形體、催化等重要化學術語。因此貝吉里斯就被尊稱為「瑞典化學之父」。

貝吉里斯在大學時主修醫學,但他某天意外發現學校的化學教授約翰‧阿夫塞柳斯(Johann Afzelius)不會留在實驗室裡監視學生,於是貝吉里斯便偷偷跑到實驗室裡頭進行各種實驗,包含課本上提到的內容或者是靈光一閃的想法,也因此開始對化學產生濃厚的興趣。阿夫塞柳斯知道後,不但沒有責備貝吉里斯,反而邀請他以正常的途徑使用實驗室。

到了1807年,貝吉里斯已是醫學外科學院的教授,隨著法瑞戰爭的爆發,醫學外科教授的地位被視為與軍官相同,薪水更是直接提升了兩倍。不久貝吉里斯又成為斯德哥爾摩大學的化學系教授。

在道耳吞提出倍比定律後,貝吉里斯認為現存數據的精準度並不足以使理論應用於現實狀況,因此他花了十多年的時間大量測定各種原子量與分子量,並在1818年發表了研究成果,又在1826年更新更準確的實驗數據,可以說貝吉里斯間接的測定了當時所有已知的化學元素的原子量。

貝吉里斯本身是活力論的信奉者。活力論指出,一般生命體有著非生命體所缺乏的「生命力」,因此不可能在實驗室中由人工合成有機分子。但這個理論隨著貝吉里斯的學生維勒成功合成出尿素後開始瓦解。

貝吉里斯也是第一個把催化視為自然界一種廣泛現象的學者。他發現:「有些物質可以在其他物質上進行與後者化學親和力很不同的動作,從而導致後者分解和重組,自己卻沒有出現變化。」進而提出了催化力的概念,並把這樣的反應稱之為催化。

#018相對論

▍關於人生

昨天已經不知道是第幾次我發誓永遠不要再熬夜了,偏偏今天又是早八,我拖著生不如死的靈魂終於到教室坐定,好像發生了很多事,又好像什麼事也沒發生,一眨眼恍惚間我看到教授走下講臺,然後這堂課結束了……

▍一奈米教室

在愛因斯坦的「狹義相對論」中,最重要的初始假設為「光速不變原理」,意思是說真空中光速獨立於參考系統,光在真空中的傳播速度相對於那個觀測者,永遠都是一個常數,不會隨光源和觀測者所在參考系的相對運動而改變。這個數值是299,792,458公尺/秒。基於這個原理,可以建立起一種新的時空觀──「相對論時空觀」。

當一個物體運動時,它的一切(物理、化學變化)從靜止參照系統的角度來看都會變慢,這就稱為「時間膨脹」(時間變慢了)。若飛機以固定速度飛行地球數圈後,再用地面靜止觀察者的時鐘去測量,得到的結果會是不論該飛機的飛行方向為何,飛機上的時鐘都會隨著飛行速度增加而變慢。(儘管此結論非常違反日常直觀體驗,但卻已經被無數實驗證實,且被實際應用到諸多科技當中,例如手機中的GPS。)

▍阿爾伯特•愛因斯坦(Albert Einstein)

1879.3.14-1955.4.18 出生於德國

猶太裔物理學家愛因斯坦是世界公認二十世紀最具影響力的人物之一。與許多天才科學家一樣,愛因斯坦小時候常常被老師視為問題學生。畢業以後來到了瑞士專利局工作,在這裡的工作大大改變了他的一生。愛因斯坦習慣利用早上的時間快速處理完專利局的工作,剩下的所有時間就全心全意投入他的研究當中。1905年,愛因斯坦連續發布了光電效應、布朗運動、狹義相對論、質能轉換關係式等四篇重量級論文,其中質能轉換關係式正是大家耳熟能詳的E = mc^2,此方程式也直接影響了往後人類歷史的發展,舉凡輻射、太陽能量來源,到促使核能的使用、原子彈武器發展等通通由這個簡單的方程式推導出來,因此1905年不但被稱為愛因斯坦奇蹟年,世人更在100年後的2005年紀念其為世界物理年。

除了E = mc^2之外,愛因斯坦被眾人所知的就是「狹義相對論」,這個理論完全顛覆過去傳統牛頓力學的觀點,建立全新的時間與空間的體系。然而這個重大的理論卻在剛開始的時候不被重視,其中一種說法是因為沒有多少人能夠看得懂相對論到底在說什麼。但很快的,在1915年,愛因斯坦發表了「廣義相對論」來補足「狹義相對論」敘述不足之處,並且預言光線經過太陽重力場時會被重力所彎曲。這個大膽的預言四年後被英國天文學家愛丁頓(Arthur Eddington)觀測日蝕時所證實。一時之間,愛因斯坦聲名大噪,連帶相對論也被廣為傳閱與討論。英國《泰晤士報》的頭條新聞標題宣告:「科學革命,宇宙新理論已將牛頓以往的觀點推翻。」

隨後愛因斯坦也因為他的應用量子論解釋光電效應而榮獲諾貝爾物理學獎。然而事實上,愛因斯坦在1905年的那四篇重量級論文,以及隨後1915年的廣義相對論,都至少該獲得一次諾貝爾獎。

愛因斯坦是反戰人士,儘管他的發現間接促成原子彈的誕生,但他終其一生都為反戰而奔走,甚至為了原子彈的發明而感到後悔。他曾說:「我一生之中犯了一個巨大的錯誤:我簽署了那封要求羅斯福總統製造核武器的信。但是犯這錯誤是有原因的:德國人有製造核武器的可能性。」

1955年,愛因斯坦長眠於美國,被譽為現代物理學之父,二十世紀最為重要的科學家。

(^2要修改成上標)

#040小孔成像

▍關於人生

「聽說房子著火了」、「聽說發生火災了」、「聽說整棟屋子燒起來了」,過不了多久人心惶惶,所有人開始抱頭竄逃,沒人知道這些話從哪裡傳過來,更沒有人願意去證實這是不是真的,我們常常都只是聽別人說,然後無意識地誇大這些聽說,讓它肆無忌憚往四方散播出去,等到逃出來後回頭一看,才發現根本沒有房子失火。

▍一奈米教室

大約兩千四、五百年以前,由戰國時期的大思想家墨子和他的學生,做出了世界上第一個小孔成倒像的實驗,解釋了小孔成倒像的原因,指出了光的直線進行性質。這是對光直線傳播的第一次科學解釋。

用一塊帶有小孔的板遮擋在牆體與物之間,牆體上就會形成物的倒影,我們把這樣的現象叫小孔成像。前後移動中間的遮板,牆體上像的大小也會隨之發生變化,說明了光沿直線傳播的性質。

▍墨子

約西元前468年-西元前376年

墨子是戰國時代著名的思想家、哲學家、政治家、軍事家、科學家,主張兼愛、非攻、節用、節葬等等思想,是戰國九流十家的其中之一。墨子創立墨家,並有《墨子》一書傳世。

墨子曾學習儒家思想,但卻覺得「禮」太繁瑣,於是另闢蹊徑,聚徒講學,蔚成一股風潮,成為儒家思想的主要反對者。墨子主張兼愛非攻,尚儉節用,同時特別重視國家社稷之利,也就是老百姓之福址,認為這是衡量一切施政與評判價值的標準,合乎社稷所需的才有價值,能使人民富庶的才有用,反之就是無益或者有害。從現今來看,這樣的主張偏向功利主義,沒有直接用處或有害的事物皆直接廢除。

墨子提倡節儉,不做無用無益之行為,反對不必要的鋪張浪費,甚至反對音樂,認為人的感情無用也無意義,應該加以壓抑,避免妨礙理智的判斷,希望人能保有絕對的理智。

當時楚王曾計畫攻宋,墨子前往遊說楚王止戰,透過與魯班的模擬攻防中取得勝利,成功說服楚王退兵。

在科學研究方面,墨子對於力學、幾何學、代數、光學都有卓越貢獻,在《墨子》一書當中就已經提到了力與力矩的概念,也提到了幾何學中的點線面體。墨子與他的學生們做了相當多的光學實驗,是世界上最早的小孔成像現象的觀測者,發現了光直線傳播的特性。為了紀念墨子對於中國古代科學的偉大貢獻,中國還將全球首次用於量子科學實驗的衛星命名為「墨子號」。

商品簡介

年輕人的創意屢屢令我大開眼界。──柯文哲(臺北市市長)

這本書很難被定義與歸類,它是如此別出心裁。──張基義(國立交通大學總務長、前臺東縣副縣長)

科學歷史大亂鬥就這麼超展開,真是太有哏了!──陳俊太(國立交通大學副學務長、應用化學系教授)

能將趣味與知識以嶄新的面貌結合在一起,我樂於推薦。──劉炯朗(中央研究院院士、國立清華大學前校長)

#以為讀的是科學 #其實是人生

知名科學家臉書同步上線,塗鴉牆上的人生與科學!

新的時代需要另一種新的知識傳遞與分享形式:透過臉書社群互動的型態,「一奈米的宇宙」為歷來知名科學家重塑了更具人性、更貼近生活的形象。試著想像:

牛頓被蘋果砸到之後,會在臉書上寫下什麼感想──「可惡頭好痛」,而且狀態還改成「討厭蘋果」。

提出大陸漂移學說的韋格納,會如何在臉書頁面分享他的板塊模擬圖,甚至發出感慨──「肚子就像板塊,只不過板塊是漂移得越來越分散,肚子則是漂移得越來越團結。」

愛迪生在個人頁面上用點亮燈炮來暗喻戀情,卻被亨利‧戈培爾等多位發明家留言酸說──「發明燈泡我們都有功勞,為啥就你一個人紅?」

……

【雖是想像卻更加真實!】

這些天才科學家們在塗鴉牆上感嘆人生、討論科學,從留言中、在對話裡,他們走下了神壇,脫去了被歷史包裝的外衣,彷彿穿越時空來到我們的身旁,款款呢喃,告訴後來的人們,這才是他們的真實樣貌!

全書各篇皆有「關於人生」、「一奈米的教室」、「牢騷發文」、「動態時報」及科學家小傳,兼具感性、知性與趣味性。其中臉書動態的虛構想像,充滿巧思,絕對讓你嘖嘖讚嘆!

作者簡介

一奈米的宇宙

誕生於2016年夏天。

說來有趣,他(們)從沒想過會走到這裡。起初是因為在實驗室看見許多美好的圖像,執意認為這不應該只有自己看見,於是開始了選圖、寫詩和設計,放在臉書粉絲專頁上與人分享,期望在兵荒馬亂的世界裡,能有一處和世人對話的宇宙。

隨著眾人湊在一起的時間越長,鬼點子也冒出越來越多。於是更多科學元素誕生了,本書一系列內容就是點子之一。從來不預設會有什麼結果,但這些有趣的科學家呢喃果然擦出了火花!

一奈米的宇宙,截至本書上市已有2.8萬人追蹤與按讚。

(https://www.facebook.com/nanochemystery/)

「一奈米的宇宙」裡的點子王

學誠/1993年底生。打從出生就不想當工程師,卻誤打誤撞進入了全校都是工程師的交通大學。從來沒正經上過國文課,卻出了一本書。在某次慢跑的時候發現自己唸了化學這麼多年,卻沒有做過什麼與化學相關的狂事情,於是創立了「一奈米的宇宙」,原本打算好好展現自己文青的理工魂,但莫名其妙竟歪掉了。在本書中主要負責撰寫科學原理與人生際遇相似結合的部分。

大禎/1994年生。高雄人,就讀交大應用化學系,這本書出版時正好畢業。大一時立志拿書卷獎(但失敗了),大二開始每週閱讀一本課外書籍(代價是放下教科書),大三認識了一票怪人(超怪),舉辦了超過30場的公開讀書會(禁教科書),在升大四的暑假,和一群奇怪的人開始了「一奈米的宇宙」的瘋狂旅程。

祖吟/1994年生。在理工大學裡唸外文系,最愛的卻是日籍作家村上春樹,求學一路上與科學絕緣,人生也跟科學絲毫沾不上邊,原本打算一生就這樣風花雪月下去,沒想到遇見一群人,一頭栽進「一奈米的宇宙」,用詩意在科學裡打滾。對科學一竅不通,對生活卻有百分之百的鍾情。

勉中/1995年生。高雄人,就讀交大爆肝電資系。大一為了設計班服開始自學電腦繪圖,從此愛上設計,踏上不務正業之路。大三時加入科技新創公司,身為電資系學生進科技公司卻不打code,反而是做UI/UX 設計。大四著迷於「一奈米的宇宙」,恣意在詩文與人生間繪出一幅幅充滿想像的風景。

可軒/1995年生。就讀交大應化系,唸的是理工科,卻特別容易多愁善感。國中時讀到辛棄疾〈青玉案‧元夕〉中的「驀然回首,那人卻在燈火闌珊處」,從此展開了對中國古典文學的熱愛,尤其喜歡把自己埋在古文裡揣摩作者寫作時的心境,常沉浸於文字想像出來的場景中久久無法自拔──一直到掉進黑洞裡,抵達「一奈米的宇宙」,才終於穿越時空,唱起了融合科學與文學的詠嘆調。

名人導讀

〈只能按讚〉──陳俊太(國立交通大學副學務長)

從科學探討人生,由人生體會科學。

你是否也曾想過如果以前的科學家們也跟我們一樣有臉書、有PTT、有Google,該會是怎樣的情景呢?《那些曠世天才的呢喃》是由「一奈米的宇宙」團隊所發想的創意作品,想像著知名科學家們在臉書同步上線,從他們塗鴉牆上的內容來領略他們的科學成就與人生感想。

「一奈米的宇宙」團隊是由很有意思的成員所組成,有部分的成員上過我在交大所開的課,發現到他們常有很多天馬行空的想法,也能夠想辦法付諸實現。這個團隊利用科學顯微鏡影像進行二次創作,讓科學研究中得到的顯微鏡影像不單只是影像,也賦予了影像意義,再加上結合不同議題,讓觀賞的人彷彿能在顯微鏡下感受到生活。在2017年的暑假,他們也在交通大學的浩然圖書館舉辦了「一奈米的宇宙X顯像環生展覽」,展出研究實驗室所拍攝到的顯微鏡影像,獲得了很不錯的迴響。

接續科學與人生的跨領域概念,他們寫下了這本《那些曠世天才的呢喃》。在書中,我們可以看到愛因斯坦、牛頓、阿基米德等不同時期的科學家同時在臉書上線。在他們的臉書牆中,一則則有趣的日常生活貼文讓人聯想到他們的科學成就:牛頓會因為被蘋果打到頭,在臉書上抱怨「可惡頭好痛」,而且狀態改成「討厭蘋果」。愛因斯坦則用「相對論」形容學生上課時因熬夜打磕睡,一眨眼突然就下課了,把上課時間與光速的概念連結起來。我自己最喜歡的是克勞修斯臉書上寫的:「我的房間符合熱力學第二定律,時間久了就亂七八糟。」因為這也常常發生在我的辦公室(果然是科學定律無誤)!另外,科學家們也會在彼此的臉書上留言,不可能發生的科學歷史大亂鬥就這麼發生了,《那些曠世天才的呢喃》真是一本很有哏的書。

除了科學家與哲學家的臉書狂想外,書中也加入了「關於人生」的小單元,表達作者們對該主題的感想。另外還有「一奈米教室」與科學家的生平簡介,讓讀者能了解這些科學家真實所在的時空背景與其理論的科學意義。在樂趣中可以學到許多有用的科學與生活知識,書中很多地方都可以看到作者們的巧思,也常會讓人會心一笑。

曾有一句很有名的廣告臺詞──「世界越快,心則慢」,在現今資訊快速的世界,常需要把心慢下來體會與思考。從這本《那些曠世天才的呢喃》,相信讀者也都能從中看到了科學、體驗了人生、反饋了生活。

你,按讚了嗎?

名人推薦

柯文哲:「年輕人的創意屢屢令我大開眼界。」

張基義:「這本書很難被定義與歸類,它是如此別出心裁。」

陳俊太:「科學歷史大亂鬥就這麼超展開,真是太有哏了!」

劉炯朗:「能將趣味與知識以嶄新的面貌結合在一起,我樂於推薦。」

那些曠世天才的呢喃
作者:一奈米的宇宙
出版社:方寸文創
出版日期:2018-02-07
ISBN:9789869536721
定價:350元
特價:79折  277
特價期間:2019-06-26 ~ 2019-09-30其他版本:二手書 69 折, 240 元起