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跟大師學創造力1:伽利略的大發現+25個酷科學實驗

作者:潘齊克 Richard Panchyk

譯者:周宜芳

出版社:字畝文化

出版日期:2017-10-13

產品編號:9789869486194

定價 $380/折扣1冊

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  • 內容簡介
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  • 書摘
  • 詳細資料

【跟大師學創造力1-5 系列
學習寫作與表達能力 「讀寫科學史」最佳範本
 
以科學家/藝術家的故事追根溯源,和隨手可作的簡單活動,體驗大師的創作歷程,更能幫助讀者「深度學習」,增加閱讀能力及跨領域整合思考能力,獲得全美科學教師聯盟推薦,更受到國內推廣科普的媒體及老師喜愛。
 
鄭國威(泛科學總編輯及共同創辦人)總導讀
張東君(科普作家)專文導讀
艾德林(Buzz Aldrin,阿波羅11號登月太空人)代序
林瑞文(教育部師鐸獎得主、左營國中資優班教師)審定
 
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向天才伽利略學創造力,為天文學與物理學奠定基礎!
 
當人類每踏入太空一小步,都應該記得——在伽利略的時代,光是睜開眼睛、瞧瞧望遠鏡裡的事物,都是勇敢的一步!
 

  • 向伽利略學創造力的10個好方法
  1. 保持好奇心!
  2. 獨立檢視問題,不要輕易把別人的話當成解答。
  3. 「觀察」能發現新問題、保持創造力。
  4. 學習是自然而然的事。讓家裡充滿崇尚智識的氛圍。
  5. 不要接受「只要寫在書上的事物,就是事實」這樣的觀念。
  6. 實驗,是理解所有事物的唯一方法。
  7. 除了科學,對其他領域(如:文學、藝術)也要保持同樣的興趣。
  8. 練習為自己辯護。
  9. 喜歡把觀念應用於可以幫助人類的實務發明。
  10. 即使是天才,有時候也會犯錯。

 
內容簡介
伽利略是真正的天才,他不但喜愛科學和數學,也熱愛音樂和藝術,一生中還有許多轟動全世界的偉大發現。他不僅僅是個科學哲學家,同時也將想法付諸實際應用,創造許多新發明。
伽利略的思想領先和他同時代的人,志在追尋真理,認為沒有事物能夠取代仔細的觀察和實驗。透過本書,我們可以明白伽利略革命性的發現,還能看到伽利略如何改變這個世界,為現代的天文學與物理學奠定基礎。本書隨書附上25個實驗活動,對照理化、自然等基礎課程內容,運用常見的材料,容易操作。包含:觀測月亮、鐘擺運動、認識比重、重力實驗、液體密度、加速度運動……等。並收錄科學家大事紀年表、重要名詞解釋、著作索引、參考網站等,方便資料查找。

潘齊克Richard Panchyk
出生於紐約皇后區。曾就讀於聲譽卓著的史岱文森高中(Stuyvesant High School)。取得麻州大學安赫斯特分校(University of Massachusetts Amherst)人類學碩士,並修完博士班課程。七歲時立志成為作家。小學三年級時,賣出他的第一本「書」給同班同學──一本4頁的手寫雜記,售價是5分錢。大學時曾在校刊社擔任許多職務,包括擔任總編輯。大學時代的他,寫過100多篇文章,還發表過漫畫,名為「窗下世界」(Over the Ledge)。十九歲時,他印製了一冊小小的個人詩集;二十一歲時,出版了他的第一本書。自那時至今,他已出版了24本書,總頁數超過2,800頁,其中包括10本芝加哥評論出版社(Chicago Review Press)的系列書籍。
 

周宜芳
自由譯者與編輯,喜歡分身於書房與廚房,領略創造的樂趣。本書是她嘗試青少年讀物的第一本譯作,獻給家裡那個「為什麼」問不停的牧羊座男孩:願伽利略窮究真理的智慧、堅持真理的勇氣,待他前往遠方之時,為他築腳下的路、點眼前的燈。賜教信箱:yifang.chou@icloud.com
 

導論
伽利略是真正的天才。雖然大家都把他歸類為天文學家,但其實他的興趣很廣泛。他不但喜愛科學和數學,也熱愛音樂和藝術,一生中還有許多轟動全世界的偉大發現。他不僅僅是個科學哲學家,他同時也將他的想法付諸實際應用,做了許多發明。伽利略的思想領先和他同時代的人,而這本書要講的就是他的故事。
 
伽利略志在追尋真理。他認為沒有事物能夠取代觀察和實驗。他相信,在大自然裡觀察到的所有事物,都必定是上帝的傑作。不管《聖經》或研究《聖經》的神學家怎麼說,真理就在我們身邊,等待我們去發現。儘管伽利略的理論與教會對民眾的教導背道而馳,但他本人對宗教的信仰十分虔誠。他知道主張地球繞著太陽轉會給自己招來危險,但是他沒有讓會受到懲罰的威脅阻止他。他不認為自己的科學發現會威脅教會的地位,也想不透為什麼宗教和科學會混為一談。
 
伽利略的人生故事和現代有著極大的關聯。伽利略之後的時代,科學和宗教經常拔河,十九世紀中期有達爾文的演化論,今日我們面對道德與宗教,也常左右為難。我們應該分裂原子、改造基因或複製動物嗎?科學研究應該不顧一切,勇往直前嗎?還是應該適可而止,到了某個界限就該止步呢?
 
伽利略向世人宣告他那些震撼世界的新觀念時,這些二十一世紀的重要問題也曾出現在他的腦海。人類應該為了知道更多而追求知識嗎?知識是危險的嗎?伽利略在吃盡苦頭後發現,科學有可能會變成政治糾紛,因為知識就是力量,也是權力。
 
伽利略的研究開啟了太空探索,而太空探索有可能揭開萬物起源的祕密。隨著發現愈來愈多,人類一定會遭遇科學與宗教的衝突。 這時,我們或許能從伽利略的想法裡找到最好的解決辦法。科學和宗教只要彼此尊重,還是能夠和平共處。伽利略可能會這麼說,科學和宗教都能幫助人類了解自己。科學和宗教不一定要誓不兩立。
 
第一章 伽利略之前的科學與天文學
 
最早的天文學家,只不過是因為具備敏銳的觀察力和旺盛的好奇心,而剛好注意到天體的運行。許多先進的文明數千年前就有天文觀察,並加以應用創造曆法。多年來,許多哲學家和科學家提出各種理論。有些人認為地球是平的;有個希臘科學家認為地球是圓柱狀的;還有人認為宇宙的形狀像一顆蛋。大約西元前500年,有位名叫畢達哥拉斯(約西元前580-500年)的哲學家兼數學家,他相信太陽是世界的中心,而且地球是繞著太陽運轉。
亞里斯多德(西元前384-322年)相信地球是圓的,而且是宇宙的中心。他相信太陽和行星都繞著地球運轉。亞里斯多德是哲學家柏拉圖的學生,他是哲學家也是科學家。他的學說和著作成為全歐洲的大學教學標準,一直到他過世後好幾百年都是如此。他寫作的主題包括邏輯學、物理學(探討固體、液體和氣體的具體特性的一門科學)和政治學。
 
約西元前200年,科學出現重大進展。當時,埃拉托斯特尼找出計算地球體積的方法。他運用亞歷山大港和賽印(現名阿斯旺)兩地的距離,加上太陽在兩地天空裡的角度,推算地球的圓周(即繞球體一周的距離)。天文學家希巴克斯為他在天空裡觀察到的800多顆星星編製目錄,並根據亮度把它們分組。
 
下一個理論的提出,卻多少算是天文學的退步。托勒密(約西元100-170年)是埃及的哲學家及科學家,住在亞歷山卓城,生活在羅馬統治埃及的時期。托勒密是某部天文學百科全書的作者,他認同亞里斯多德的學說,認為地球不會移動,也是宇宙的中心。
 
托勒密認為,天空裡其他星體每24個小時會從東向西繞著地球移動。行星和恆星位於包圍著地球的層層空心球體空間裡。各層有不同的星體:最靠近地球的是月球,第二層是水星,第三層是金星,第四層是太陽,接下來的第五、六、七、八層,則分別是火星、木星、土星和恆星。這個理論解釋太陽和月亮不僅看起來像在天空中移動,事實上也真的繞著地球運行。這套行星運動的系統,就是所謂的「托勒密體系」。
 
古人看著滿天星星,試圖想要了解眼前的景象。定位和編排星星很困難,直至人類終於找到一個簡單的方法,也就是以不同的星星為點,把點連成線,以構成動物、形狀和神話人物等「圖像」的基本線條。黃道帶的符號就是星座,或稱為星群:如金牛座、白羊座和獅子座。其他知名的星座包括獵戶座、仙后座和大熊星座(又稱北斗七星,形狀像個勺子)。
 
西元五世紀,羅馬帝國衰落,野蠻民族從東方橫掃歐洲,長達將近千年的時間,歐洲沒有出現什麼創新,史稱中世紀,又稱為「黑暗時代」,不過用這個詞彙來描述中世紀,可能過於誇張。中世紀當然也有偉大的藝術家和科學家,只不過水準不如先前的時代。不過,在世界其他地方,科學仍然在進步。1054年7月4日,中國天文學家發現一顆突然出現的「新」星,事實上他們觀察到的是恆星的死亡,也就是今天所說的「超新星」,或是爆炸的恆星。那顆超新星爆炸的殘骸就是今天的「蟹狀星雲」。那顆超新星的亮度甚至可以和月亮相比,甚至有好幾個星期,在白天都看得到。
 
一直要到西元1400年左右,創意和探索活動才再次在歐洲蓬勃發展,像希臘和羅馬時代那樣繁花盛開。「文藝復興」(Renaissance,法文「重生」之意)在15世紀的法國、義大利和德國到達巔峰,重新發現數千年前偉大文化傳統的價值。文藝復興的精神就是偉大的心靈能廣納各種主題。創意和發明至上。西元1400年至西元1600年間,在建築、雕塑和繪畫等各方面都有偉大的曠世之作,而它們都是以兩千年前希臘和羅馬時代的傑出作品做為原型。
 
文藝復興時期的探索和發現
義大利是文藝復興活動的大本營之一,佛羅倫斯市尤其是重鎮,米開朗基羅(1475-1564)和達文西(1452-1519)等多才多藝的人都在這裡活動。達文西是藝術家和科學家,在他想做的各種事情上盡情揮灑他那不凡的天才。達文西在好奇心的驅使下,詳細畫出人體各個部位的器官、肌肉和骨骼。他對天文學也有興趣,想要用數學證明太陽比地球大。
 
文藝復興時期,相較於藝術的重生,科學觀念的重生之路遠為曲折不平。這個時期有許多航海探險家,包括哥倫布、達伽馬、德瑞克爵士和維斯普奇等,他們勇敢揚帆出航,探索世界。1522年,麥哲倫的船員(麥哲倫在旅程中途被殺身亡)環繞地球一圈,證明地球是圓的。在那之前,大家仍然相信地球是平的。在這個時期,歐洲人因為探索世界,發現了新大陸,並在遠方開發殖民地。
 
隨著人類認識到陸塊和水域的真實形狀,製作地圖的科學(稱為「製圖學」)也漸漸開花結果。1540年,德國製圖家繆斯特更新了托勒密的地圖,並在一五四四年出版了他的第一版《製圖學》,那是一本世界地圖,而且附有歷史事件、科學資訊、各個歐洲城市景觀,以及各地風俗和民族傳說的精美圖像。這部地圖大受歡迎,後來還再刷了好多次,並翻譯成好幾種語文。只可惜,繆斯特還來不及完成其他作品,就死於一種名叫「黑死病」的流行病。地圖和地球儀製作的另一位先鋒是傑拉杜斯.麥卡托,他的不朽貢獻是發明一種繪製世界地圖的方法,就稱做「麥卡托投影法」,能藉由投影技術,將圓形的地球繪製成平面的地圖。
 
在文藝復興時期,已經出現更成熟的導航工具,幫助水手找到橫跨海洋的航線。不過,遲至1500年代中期,人們仍然不清楚所有洲陸的正確形狀,也還不知道大西洋和太平洋的面積。
 
醫學上也有新發現:解剖學、生物學和化學。即使如此,1400年代至1500年代期間,致命的瘟疫仍不斷在歐洲各個城市爆發大流行。
 
觀念的重生也帶來文學的重生。文藝復興時期,各種類型的寫作有如百花齊放。由於橫跨歐洲是漫長而艱辛的旅程(尤其是要跨越多山地區),文藝復興時期的科學家和偉大思想家只能透過寫信聯絡,因此書信興起而成為一門藝術,革命性的新觀念也藉此遍及整個歐洲。
 
1570年代的天文學:新恆星出現?
除了哥白尼,十六世紀時還有其他歐洲人在天文學有新的進展,包括菲利浦.阿皮安(1531-1589)和麥斯特林(1550-1631)。菲利浦.阿皮安是麥斯特林在杜賓根大學的老師,他正是地圖製圖師彼得.阿皮安的兒子。
 
1572年11月,一顆明亮的新星突然出現在仙后座星群。阿皮安、麥斯特林和其他天文學家都記錄了這件事。這顆星是彗星嗎?畢竟彗星是唯一已知會突然冒出來的星體。但是這顆「彗星」長得不一樣,比如說沒有尾巴。
 
身為路德教徒的麥斯特林知道,提出天體的新理論可能會與路德教派的觀念相衝突。但是,麥斯特林為他對行星、恆星和彗星的研究找到一個正當理由,他說,人類要研究天體確切的本質,才能更了解上帝對宇宙的設計。
 
麥斯特林寫道,不管天空的真相如何,都是上帝的傑作。新發現的真理最後是否和我們原先想的一樣,無關緊要。我們發現的真理,必然都是上帝的真理。準確的觀察是通往真理的唯一道路,比捍衛舊理論更重要。1573年,他發表了《恆星的天文學闡釋》一書。他在書中寫道,天空中出現的那顆星體並不是彗星,也遙遠得不像是行星,因此它必然是一顆新恆星。根據亞里斯多德的宇宙觀,恆星所在的領域應該恆常不變。根據舊學說,天空裡不會有新的發現,也不會有新的意外或祕密。但是,現在有一顆新恆星突然出現在天空!麥斯特林在書裡寫道,亞里斯多德和托勒密錯了,因為他們的說法和他的發現相衝突。
 
【觀測月亮1】
人類自古就開始研究月球。月球在空中的外觀變化稱為「月相」。月相會隨月球與地球的相對位置而變化,從新月(看不到月球)、弦月到半圓,再到滿月(可見到完整的月球)。這項活動是要你觀察月相兩週。文藝復興時期,科學進步的關鍵在於一個信念,那就是真理必須在觀察中尋找。不管任何主題,只有透過嚴謹的研究才能揭開事實真相。
 
材料
・圓規
・鉛筆
・空白筆記本
 
圓規張開5公分,在筆記本頁面中心畫一個直徑10公分的圓,共畫14頁。在這兩週,每天日落後,帶著紙筆出門。把畫在頁面上的圓圈當成月亮,把陰影部分塗黑。觀察月亮外觀的變化。每天變化多少?你認為月相歷經一個完整的週期需要多久時間?

書籍代號:XBST0001

商品條碼EAN:9789869486194

ISBN:9789869486194

印刷:

頁數:178

裝訂:平裝

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