跟大師學創造力1：伽利略的大發現+25個酷科學實驗

【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。
 

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:彩色

頁數:178

裝訂:平裝