基本介紹
內容簡介
“美國科學書架”是一套八卷本的系列叢書，收錄了不同科學領域，不同國家的80位在科學領域有開創性貢獻的著名科學家。凱薩琳·庫倫著的《解剖物質世界(10位物理學領域的科學家)》講述為物理學發展做出傑出貢獻的10位著名科學家，每一章都敘述了科學家的研究，發現和對社會的貢獻。
作者簡介
作者:(美)凱薩琳·庫倫 譯者:鄒晨霞
凱瑟林·庫倫，在德比特大學獲分子生物學博士，在任大學教授期間，她曾講授理科課程，並為卡普蘭教育服務中心培訓教師。2002年她為理科本科生開辦了生物醫學研究課程。她還是舒姆簡易線上的生物、生物化學、分子和細胞生物、化學入門學科的編輯。
圖書目錄
前言
鳴謝
內容提示
一 艾薩克·牛頓爵士（Sirlsaac Newton）（1642-1727）
證明了萬有引力定律和運動三定律
沒有預兆的天才
劍橋大學
奇蹟年
被藏起來的證明
宏偉的《原理》
學術之外的生活
牛頓爵士之死
生平年表
擴展閱讀
二 麥可·法拉第（Michael Faraday）（1791-1867）
發現電磁感應現象
卑微的開始
戴維的助手
建造第一台電動機
聲名漸長
研究電磁場
電化學與光
樸素的生活
生平年表
擴展閱讀
三 馬克斯·普朗克（Max Planck）（1858-1947）
提出了能量量子的概念
熱力學
紫外災難
量子概念
不幸的個人生活
備受尊敬的物理學家
生平年表
擴展閱讀
四 歐內斯特·盧瑟福（Ernest Rutherford）（1871-1937）
發現原子核
農民的兒子
天時地利
成果豐碩的合作
描述原子
深思熟慮後的轉變
生平年表
擴展閱讀
五 莉斯·梅特納(Lise Meitner)(1878-1968)
解釋了核裂變過程
為了受教育的抗爭
柏林研究中心
源物質和超鈾元素
不可思議的推測
副作用
應得的榮譽
生平年表
擴展閱讀
六 阿爾伯特·愛因斯坦(Albert Einstein)(1879-1955)
因相對論而聞名於世
大器晚成
光的二象性
布朗運動
所有的都是相對的
廣義相對論
大統一理論的失敗
生平年表
擴展閱讀
七 尼爾斯·波爾(Niels Bohr)(1885-1962)
建立了原子的量子力學模型
顯赫的科學家世
原子難題的解答
一致性和互補性
之後的歲月
波爾留給我們的
生平年表
擴展閱讀
八 路易斯·德布羅意(Louis de Broglie)(1892-1987)
奠定了波動力學的基礎
貴族家庭
一個問題
革命性的理論
證明和討論
新領域的奠基人
生平年表
擴展閱讀
九 理察·費曼(Richard Feyrlman)(1918-1988)
推動了量子電動力學的發展
天才的預兆
普林斯頓和戰爭
物理學中最完美的理論
箭頭和振幅
地靈人傑
留給公眾的遺產
生平年表
擴展閱讀
十 莫理·蓋爾曼(Murray Gell-Mann)(1929- )
揭示了基本粒子的分類及其相互作用
天之驕子
對基本粒子的分類
思想的火花
八重法
夸克誕生
量子色動力學
繁忙的退休生活
生平年表
擴展閱讀
文摘
人人都遵守宇宙的自然定律。不像人為制定的法律，自然定律是不能違背的。這些定律不但可以預言力的作用效果，比如說重力；還可預言過程，例如運動。數千年來，雖然人類可以預見這類結果，甚至可以將自然定律為己所用，但是艾薩克-牛頓爵士是第一個用數學證明這些定律的人。他能夠把蘋果落地和宇宙的組織聯繫起來。他在兩本主要著作《原理》(Principia)和《光學》(Optics)中描述的原理，科學家、工程師、運動員和藝術家直到今天仍在運用。牛頓還創造了數學的一個分支——微積分，並在其他數學領域也有不凡的貢獻。此外，他還設計了第一台反射式望遠鏡，這使得人們可以比前人看得更遠。他在任何時代都被稱為偉大的科學家。誰能想到一個出生後被預計幾小時內會夭折的小孩竟然推動科學改變了世界?!沒有預兆的天才
艾薩克·牛頓爵士在1642年12月25日早產於英格蘭林肯郡的烏爾斯索普領地。他的父親艾薩克是一個農民，在他出生前3個月時去世了。3個月後，他的媽媽漢娜，與比自己年紀大許多的巴拿巴。史密斯牧師再婚，牧師要求漢娜搬到附近的村子，留下小牛頓和他的祖母生活。小牛頓的童年似乎比較孤單，這也許是他自己的性格造成的，他被描述成嚴肅而憂鬱的小傢伙。他的教育從當地學校開始，他在那兒學會了讀寫。他用課外時間製作日晷、風車、風箏和別的機械裝置模型。10歲的時候，繼父去世了，漢娜搬回了烏爾斯索普領地，與牛頓和他3個年幼的同母異父的弟妹瑪麗、班傑明和漢娜一起生活。
12歲時，牛頓為了到離家7英里(11．3公里)的國王語法學校上學，寄宿在格蘭瑟姆的克拉克家。克拉克先生是一位藥劑師，牛頓在他的藥店裡幫忙時學到了一些基礎化學知識。他在學校的表現還可以，但早期並沒有表現出潛在的天賦。傳說他的學習習慣在一次與學校小霸王亞瑟·斯多打架後大有改善，亞瑟在校成績非常好。牛頓很有進取心，即使他贏得了身體上的競爭，他決定還要在智力上打敗亞瑟。(有趣的是，牛頓和亞瑟後來在天文學上達成一致。)校長開始認為牛頓的能力將會引領他到比牛頓父親農場大的多得多的世界。
16歲時，牛頓的媽媽強迫他離開學校，經營父親留下來的農場，但牛頓對農業一點興趣都沒有。他情願躲起來看一整天的書，而不願意去農場。他情願坐在樹下凝望天空，而不是照顧牲畜。家裡的傭人說他又呆又懶，但是牛頓的叔叔和校長，都知道這個年輕人的潛力，他們說服了漢娜把牛頓送回學校準備升學。也許是他們使漢娜相信他真的是一個聰明的孩子，也許漢娜覺得即使他留在農場也幫不上忙!就這樣，牛頓又回到了學校，1年後被劍橋大學的三一學院錄取。劍橋大學
大學時代的前幾年，牛頓的身份是一個減費生，為年長的學生和教員做傭人以抵減學費。這種地位，還有為了留在三一學院而勤工助學所花費的額外時間，使他與其他學生疏遠。在三一學院裡他也沒有更多的朋友。不過，他最終找到了一個有相似生活方式的室友，一起埋頭讀了4年書。
有一年，牛頓去附近的集市，買了一個小孩玩的玻璃三稜鏡，還買了一些書，希望享受閱讀的快樂，其中有一本天文學書。為了幫助自己理解這些，他還買了一本歐幾里得幾何課本。開始讀這本書時，他覺得無聊，於是又買了一本更現代的笛卡兒幾何書(勒內·笛卡兒是17世紀法國著名哲學家)。要理解這本書更具挑戰性，牛頓自己克服了重重困難終於搞懂了。不過，與此同時，他忽略了日常學習，所以沒能引起老師的垂青。據說他的歐幾里得幾何甚至不及格。但在這期間，他發展了二項式定理，一種處理二項式(有兩個變數的式子)自身多次相乘的簡單方法，也就是(a+b)”。這下子，教員們注意到了他。牛頓與艾薩克·巴羅博士——一位數學教授建立起友誼。在1665年，22歲的艾薩克·牛頓取得學士學位。奇蹟年
不久後，倫敦爆發淋巴腺鼠疫。在倫敦93000人的總人口中有17440人死於這場恐怖的瘟疫。大學被迫關閉，牛頓回到了家鄉烏爾斯索普領地。他可能並不希望放假，但是後來他自己回想起來，在接下來的18個月是他一生中智力上最多產的時期。這段時間通常被學者稱為“奇蹟年”。
這段時間裡，牛頓一直在擺弄三稜鏡，試圖揭開光與顏色的奧秘。三稜鏡是有趣的玩具，光通過後會出現彩虹似的顏色。當時的科學家認為這可能是因為光通過玻璃時受到污染，變暗了。牛頓對此現象和光的本質很好奇，這是當時的熱點問題。為了研究光，他把自己的房間變暗，只讓一束光通過窗戶。讓這束光照射在三稜鏡上，把一個黑色螢幕放在三稜鏡後面，射出的光毫無懸念的像彩虹似的散布在螢幕上。牛頓心想為什麼照射在螢幕上的光是長橢圓形的，而入射三稜鏡的光只是一個小圓點。然後他把另一個三稜鏡倒過來放在第一個三稜鏡和螢幕之間，不知道會發生什麼。令人驚奇的事出現了，彩虹消失，白光重新出現。他用一塊有小洞的板把單色光從光譜中分離出來，然後讓這些單色光束通過第二個三稜鏡後照射到螢幕上。單色光通過第二塊三稜鏡後，螢幕上的還是同樣的單色光。牛頓總結出每種單色光是白光的其中一種組成成分——白光是由各色光混合形成的。這與當時流行的說法相矛盾，流行說法認為白光是缺少各種顏色的光。真實情況是各種顏色的光被三稜鏡折射或彎曲不同的角度；紅光彎曲的最少，藍光彎曲的最多。這樣一束圓形白光進入三稜鏡後拉長成各色光譜射出。
牛頓對運動的原理和數學也十分感興趣。當時還沒有解運動方程的方法，因為速度變化時變數也在變化。因此他發明了一種新的數學基礎，並稱之為，“流數”。今天，我們稱這個數學分支為微積分，這是解決不斷變化的變數問題。牛頓在他的數學證明中多次用到這些新方法。P1-5
序言
排在隊伍的第一就能作為熱心觀眾得到運動場中最好的位置；第一個衝破緞帶跨過終點線的運動員就能贏得一枚金牌；長子最有可能獲得王室王位的繼承權……各種優勢和好處常常伴隨著“第一”，但為了獲得“第一”付出的努力時常也是相當巨大的。第一個在月球上行走的太空人尼爾-阿姆斯特朗在他16歲的時候就開始了飛行課程，不辭辛勞地乾各種工作來支付學費，刻苦學習以取得航空工程的學士學位。作為一名勇敢的空軍飛行員，他在朝鮮完成了78次戰鬥任務，在民用試驗飛行員的崗位上工作了7年，隨後又在美國宇航局(NAsA)做了7年的太空人，在“阿波羅11號”計畫之前已經進行了許多次危險的太空飛行。他忍受了數年嚴格的體能訓練並做了充分的精神準備，終於冒著生命危險勇敢地邁出腳步，踏上了那塊人類從未涉足過的地方。阿姆斯特朗是太空探索的先鋒，他開啟了一條讓後人得以繼往開來的道路。儘管並不是所有的先鋒開拓的行為都要像太空探索那么危險，但是，科學先鋒就必須熱衷於他的事業，就如同運動場上熱心的觀眾；他們還必須專注，就如同競技中的賽跑運動員；有時還要有上天的眷顧，就如同天生可以繼承王位的那種幸運。
科學涵蓋了所有建立在普遍真理和可觀察的事實上的知識。狹義地說，科學專指探究自然世界及其法則的知識分支。從哲學的角度描述它，科學就是一種努力，一種對真理的探尋，一種認知的方式，一種發現的方法。科學家們通過一種手段來獲得信息，這就是科學方法。科學方法要求人們陳述問題，然後提出一個可驗證的假設，或者有根據的推測去描述一種現象或是解釋一種觀察結果，最後從結果中總結出結論來。數據可以檢驗假設，但是永遠不能保證它是絕對真理。當科學家取得了大量支持的證據，他就有理由認為某種假設是正確的。這個過程聽起來非常直接，但是有時科學的進步並不機械地遵循這樣的邏輯軌跡。因為總是某個人在進行觀察、生髮假設、進行試驗以及總結結論，所以，學習科學的學生們必須了解科學中的個人的因素。
“科學大師”這套叢書講述的就是科學背後的人物，那些曾經開創出了新的想法和研究的人們。他們冒著失敗的風險，往往還要面對各種反對的力量，但仍然堅持不懈地鋪設出了一條條科學探索的新道路。他們的背景千差萬別：有的甚至沒有中學學歷，有的則獲得了各種各樣的高等學歷；有的人依靠家庭的背景能夠順利地進行研究而不受財政問題的困擾，而有的入卻窮得營養不良，流離失所。他們的個性，有開朗的也有憂鬱的，有溫和的也有固執的——但是．所有這些人都充滿獻身精神，他們不吝貢獻出他們的時間、見識和責任，因為他們信仰自己所追求的知識。求知的渴望讓他們克服一切艱難險阻，勇往直前，最終他們的貢獻推動了科學的事業滾滾向前。
這套書由8本構成：《探究生命玄機》、《破譯元素秘密》、《解讀地球傳奇》、《打撈深海機密》、《解剖物質世界》、《開創科技前沿》、《追尋宇宙奧秘》以及《破解天氣變化》。每本書容納了該學科中10位科學大師的傳略，介紹了這些人物的童年，他們致力於科學的心路歷程以及他們的研究範疇，並提供足夠的科學背景來幫助讀者了解他們的發現和貢獻。儘管我們這裡介紹的人物都是相當卓越的，但並不意味他們就涵蓋了所有一直以來最偉大的科學家。我們的編寫其實遵循了這樣的原則：這些被選擇的突出的人物代表了各個領域中多樣的分支學科、多樣的歷史、多樣的科學途徑以及多樣的個性。每一章都有一個關於這個人物生平和他的著作的年表及相關參考書目。每一本書都有一個關於該科學領域的介紹、圖解、照片以及一個提供全面信息的擴展閱讀書目。
這套書的意圖是，在一個適當的水平上，為讀者提供先鋒科學家的信息。作者希望讀者能被激發起來自己去領悟那些現代人物的偉大之處，與那些站在科學前沿的巨人們產生共鳴，然後體會這些科學巨人對現代社會產生的積極和不朽的影響。
