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世界的形狀:讀懂你一知半解的科學知 版權信息
- ISBN：9787516834398
- 條形碼：9787516834398 ; 978-7-5168-3439-8
- 裝幀：一般膠版紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：
世界的形狀:讀懂你一知半解的科學知 本書特色
??知乎鹽選專欄9.4高分，TOP100榜NO.4 。20萬+粉絲高質量科普微信公眾號「老和山下的小學僧」精華集結。 ??內容可讀性強，熱點強相關。如何簡單說清楚廣義相對論和狹義相對論的區別？大型對撞機究竟該不該建設？半導體芯片為何成為大國博弈的焦點？中國目前的航天能力有多強？癌癥是否可以治愈？本書對各種持續的熱點話題，都給出了令人信服的科普。 ??打破知識壁壘，一本書讓你掌握科技通識。打通量子物理、前沿技術、核能應用、宇宙天文、太空旅行、生物醫學六大科技模塊，不做泛泛之談，而是挖掘技術背后的科學理論。作者以循序漸進的方式梳理了科技發展的脈絡，使得讀者可以高屋建瓴，從整體上把握前沿知識之間的關系及其演進路徑。 ??文科生都能輕松看懂的硬核科普。作者用生動風趣的語言，把枯燥的科學知識講述成普通人都能聽懂的故事。詼諧幽默，生動深刻，讀者可以像聽故事一樣輕松拓寬認知邊界。 ??從科技創新角度讀懂大國博弈的底層邏輯。中國制造業雖已傲視群雄，但在原創性和先進性技術方面仍在追趕西方。中國科技水平飛速發展也是不爭的事實，研發總投入也在逐年上漲，即將接過西方扛著的科學大旗，引領全人類進入下一個文明階段。本書用令人信服的邏輯和豐富的實例揭示了上述過程的必然性，激發普通人加入這一偉大歷程的熱情與自信。
世界的形狀:讀懂你一知半解的科學知 內容簡介
量子力學到底有沒有具體的應用？芯片是不是比原子彈更難制造？空間跳躍、時間倒流真的只是科幻嗎？……關于科學知識，有很多是我們還一知半解的。 本書打破知識壁壘，內容涵蓋量子物理、前沿技術、核能應用、宇宙天文、太空旅行、生物醫學六大科技模塊，從整體上把握知識之間的關系及其演進路徑。作者用生動風趣的語言，把枯燥的科學知識講述成普通人都能聽懂的故事。讓我們在面對世界時，能多一份透徹，少一些困惑。 科學的傳承，使得人類可以站在巨人的肩膀上去更高更遠處，而非不斷重復昨天。傳播嚴肅科學知識的重要意義在于，讓我們這個社會、這個民族形成科學的氛圍。氛圍是一種無處不在的暗示，潛移默化中影響人們對已知的思考，對當下行為的反省；更重要的是，可以幫助人們拾起對未來的信心。
世界的形狀:讀懂你一知半解的科學知 目錄
前 言
**部分 基礎科學
**章 “鬼話連篇”：“荒誕”量子力學
第二章 “胡攪蠻纏”：“詭異”相對論
第三章 “何去何從”：大型對撞機
第四章 智慧結晶：粒子模型
第二部分 工業皇冠上的明珠
第五章 點沙成金：半導體芯片
第六章 第二戰場：量子技術
第七章 革命老將：超導材料
第八章 明珠內核：渦輪葉片
第九章 天外流星：高速飛行器
第十章 化學燃料的絕唱：火箭發動機
第三部分 核能
第十一章 核彈誕生記：熱核彈
第十二章 核彈成長記：“看我七十二變”
第十三章 核彈打工記：核電的“愛恨糾葛”
第十四章 氫彈涅槃記：艱難的聚變發電
第四部分 宇宙天文
第十五章 天體演化與宇宙博物館
第十六章 聆聽宇宙：射電望遠鏡
第十七章 一窺天機：空間望遠鏡
第十八章 天文“新寵”：引力波
第十九章 “捕風捉影”：暗物質
第五部分 太空旅行
第二十章 旅途**站：空間站
第二十一章 熟悉的陌生人：太陽系
第二十二章 打破太陽系枷鎖：霍爾推進器
第二十三章 帶著太陽流浪：戴森球
第二十四章 宇宙“病毒”：流浪地球
第六部分 生物醫學
第二十五章 百年“宿怨”：中西醫之爭
第二十六章 死神使者：癌癥
第二十七章 健康密碼：熱量限制
第二十八章 從進化論看轉基因
第七部分 從基礎科學看科技創新
第二十九章 從基礎科學看科技創新
展開全部
世界的形狀:讀懂你一知半解的科學知 節選
第二十九章??從基礎科學看科技創新 29.1??科技斷層 我個人認為，現代科技有這么幾個斷層。 以尚待驗證的“大一統”弦理論為起點，由弦形成基本粒子和基本作用力，粒子通過作用力構成原子，再由原子構成物質，物質形成材料，撐起了諸如材料、化工、機械、電氣等制造業。這一大塊算是被揉到了一起，我稱之為現代科技的**大板塊。 **大板塊雖然仍有大量空白，但總體上沒有明顯斷層，所以我們可以從電子屬性開始，一直講到計算機原理。但是，人類無法從化學反應開始，一步一步嚴格推導出細胞活動。 于是，從物質到生命，出現了現代科技的**個斷層。 繞過斷層，由細胞出發，到組織器官，再到個體生命，就連貫多了，撐起了生物學、醫學、營養學、農學等產業（本章籠統稱為生物學和醫學），構成了現代科技的第二大板塊。 第二大板塊自成體系，多是宏觀經驗總結，很少有嚴密的微觀過程。比如，病毒侵入體內，人體就會啟動免疫系統，生物學家可以自信滿滿地把免疫應答過程描述一遍，不過，這些細胞活動一環扣一環的反應方程式，沒人能寫下來，以至于很多人一直懷疑生物體到底是不是由化學反應驅動的。 下一個斷層就更離譜了：從生命到思維。 從一顆受精卵開始，細胞長著長著就出現了思維，大腦有了思維，人就有了人性，事就復雜了。一大堆各懷心思的人混在一起形成群落，產生了心理學、社會學、政治學、經濟學、教育學、宗教文化…… 第三大板塊統稱社會科學，其規律更加依賴宏觀實踐總結。沒有人會從大腦的物理化學反應出發，推導出個人行為，進而再預測出群體行為，*后制定相關政策。也沒有人能精確說明，哪些化學反應控制著人的性格和智商，或者，把三歲小孩打一頓，對他未來成長會產生哪些影響。 以物理學那種大包大攬的性格，必然是想打破所有壁壘，統一物理學、生物學、社會學的。其中，量子力學奠基人薛定諤是**個吹響號角的物理學家，其代表作《生命是什么：活細胞的物理學觀》的核心思想是：在生命體內運行的所有規律，必須符合基本的物理定律。 可惜，那個年代的生物學、醫學，甚至化學，都很落后，看病全靠運氣，這導致很多科學家認為生命是獨立于物理化學規律之外的一種特殊現象。這個一兩百年前的話題，至今仍然甚囂塵上，只不過爭辯雙方從科學家換成了普通人。 好在分子生物學總算姍姍來遲，猶如黑暗中的一道閃電，努力打通著三大板塊之間的壁壘，試圖從分子層面闡明生命現象的本質，邁出了萬里長征的**步。 在這里舉倆例子：大腦中 5-羥色胺的減少，會使人對悲觀情緒特別敏感，表現為焦慮抑郁，5-羥色胺增加后又會使情緒穩定，遇事不慌，妥妥的領導氣質；去甲腎上腺素的不足會導致意志薄弱、情緒低落、思維遲鈍，俗稱懶惰，而充足的去甲腎上腺素可以提高大腦專注度和判斷力，讓人化身工作狂。 這條路若是能一路走到底，還挺讓人期待一萬年后人類是個什么模樣，不知道是否可以預設智商、情商和性格。 29.2??油盡燈枯的**板塊？ 要聊這個話題，還得把時間拉長點兒。 **次工業革命，技術是蒸汽機，理論是熱力學。理論和技術幾乎不分先后，甚至可以說，熱力學理論就是在革命中成長起來的。 第二次工業革命，技術是電氣工程，理論是電學磁學。1831年，法拉第發現電磁感應（理論），1866年，西門子發明**臺實用發電機（技術）。1865年，麥克斯韋統一電磁學（理論），1895年，馬可尼進行首次無線電通信（技術）。理論和技術隔了近 30 年。 第三次工業革命，代表技術是計算機，理論是量子力學。1900 年，普朗克提出量子假說，1956 年，人類**臺晶體管計算機問世，中間隔了 50 多年。這個算法稍微有點牽強，畢竟從量子力學到能帶理論就折騰了二三十年，不過先不管了，糊涂賬就這么算著。 第四次工業革命，沒有力挽狂瀾的標志性技術，原子能、新材料、航天、納米、生物、人工智能來“湊數”，這樣“組團”鬧革命到底算不算革命一直有爭議。至于革命理論嘛，還是以量子理論為主，只有生物技術是個例外，生物技術的理論基礎顯然不是物理學，這中間還隔著斷層呢。 如果再算上工業革命前的古代，技術多是機械工程和化工冶金，理論主要是力學和化學，很明顯，技術先于理論。 各位，看出點規律沒？ 革命先講到這里，我們算算革命功績。 **次革命比較徹底，核心是把化學能轉化成機械能，這類設備統稱熱機，除了蒸汽機，還包括后來的汽輪機、燃氣輪機、內燃機等各種“機”。鬧了 200多年革命，熱機總算快蹚到頭了，順帶把化學能也榨干了。化學反應的本質是折騰原子的外層電子，到如今，一公斤燃料無論怎么折騰，外層電子蘊含的能量就那么多，很難再大幅度提高。除非你向里面的原子核下手，不過這就成了核能，不屬于化學能。 第二次革命原本也熄火了，后來又被第三次革命捎了一程。作為 150 年前的理論，電磁學實在是“榨不出油水”了，全靠后面的新材料、半導體帶著跑。眼下，半導體自己也快奔到頭了，電磁學只好到站下車。 第三次革命其實內容蠻多的，但核心是材料。材料學說到底還是在壓榨量子理論，畢竟榨了一百多年，雖然還有不少潛力，但盡頭已是隱約可見。 于是，大家被逼著開辟了量子力學的第二戰場，即通過“非材料”的方式壓榨量子力學，就是現在所謂的“量子技術”。不過，進展遠不如當年“榨”材料那么輕松。 接下來，還有新鮮的物理理論嗎？有是有，就是死活“榨不出油水”。 相對論，和量子力學同時代，到今天也只能用在高速場景的校準和天文計算上，完全沒有提供新的生產技術，忙活一個世紀打開了不少窗，但還不知道“榨油”的門朝哪邊開。 不說相對論這個老“頑固”了，還有別的嗎？還有一個，標準粒子模型。 名氣不大的標準模型，論起歷史地位，絕對不亞于量子力學。更關鍵的是，“油水”看起來比量子力學還多。你想想，只要能把每個粒子之間的關系都捋順了，任何由粒子組成的東西（包括人）都將迎來一個全新的時代。 下面，筆者要提個人觀點了。 在沒有科學思想的古代，技術可以蓬勃發展，但到了**次工業革命，這種“隨地撿錢”的好事就越來越少了，再往后，理論和技術的時間間隔越來越長。標準模型從 1954 年楊振寧—米爾斯理論算起，到現在大約 70 年，從以前的革命規律看，似乎醞釀時間還差點火候，沒到“榨油”的階段。 但換個角度看，理論和技術中間可沒有干等，還有一連串的小理論。量子力學剛出道時，只是個數學游戲罷了，根本沒有油水，一直折騰到能帶理論，才發現了半導體這個大油庫，帶出了計算機，整個過程還算連貫。 反觀標準模型，折騰到 20 世紀 70 年代，理論就齊活了，往后 50 年，實驗屢有進展，理論卻進入了平緩期，換句話說，就是干等。基礎理論停滯，很快就會導致緊挨著的**板塊動力不足，前兩次革命誕生的技術分支陸續開始熄火，帶著大家飛的第三次革命也不樂觀，半導體奔到 2030 年就差不多把能帶理論“榨干”了。 看起來，新舊理論交替之際會出現一個持續時間難以預測的空檔，屆時**板塊的技術大爆炸進入平緩期估計是大概率事件。不過，理想還是要有的，萬一標準模型可以“榨油”了，妥妥的驚天地泣鬼神！
世界的形狀:讀懂你一知半解的科學知 作者簡介
石峰，畢業于浙江大學物理系，現從事納米催化技術的研發與產業化，所開發的某納米材料的某項技術指標已達到國際名列前茅的水平。參與多項科研項目，涉及行業廣泛，曾為國防科技做出過微薄貢獻。研究經歷促成對科學技術的深入思考和理解，閑暇之余運營微信公眾號：老和山下的小學僧。
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