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這是一個好問題01:這是為什麼-科學素養,不僅由答案引領,更由問題驅動。喜歡問問題,答案就變簡單了!
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這是一個好問題01:這是為什麼-科學素養,不僅由答案引領,更由問題驅動。喜歡問問題,答案就變簡單了!

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商品簡介
作者簡介
目次
書摘/試閱

商品簡介

「問題比答案難找,適當的說出問題,答案就比較簡單了。」
──世界首富馬斯克

‧為什麼鏡子裡的我是左右顛倒,不是上下顛倒?
‧為什麼吹岀來的氣是涼的,哈岀來的氣卻是熱的?
‧為什麼水是透明的,浪花卻是白的?
‧為什麼紅燈停、綠燈行,誰規定的?

這些現象都是常識,但在認為理所當然的同時,你想過「為什麼」嗎?
因為人類的發展,不僅由答案引領,更由問題推動!

很多孩子和曾是孩子的大人提出的問題,
多數人覺得「這有什麼好奇怪」的「為什麼」,
其實是你(也是全人類)智慧飛躍、搞懂科學真相的開端!

本書作者李淼,是擁有100萬粉絲的大科學家,
曾在近代物理發展重地美國加州大學、芝加哥大學擔任研究工作,
並在中山大學籌建了天文與空間科學研究院。

李淼曾出版一系列科學知識普及著作:量子力學、時間簡史,
利用大量生活實例及趣味插畫解說,連6歲孩子都能聽懂。

本書分兩冊,第一本「這是為什麼」,希望你開始喜歡問問題;
第二本「那會怎麼樣」,促使你發揮想像力;
從光反射、磁鐵原理、氧化反應,到原子、宇宙大爆炸、火箭發射,
以趣味揭開各種科學原理。

◎孩子的世界,沒有想當然耳

‧魚在水裡會被閃電打死嗎?
魚也怕電,但因海水比淡水更易導電,電流很快就分散,被雷打到也死不了。

‧手機為什麼會震動?(小編天天滑,還真沒想過)
裡面的馬達一轉動,凸輪就會作圓周運動,手機就震動了。
什麼是圓周運動?就是離心力,
例如做棉花糖、搭雲霄飛車、騎腳踏車不會摔倒,都是利用離心力。

◎規律,是解決問題的武器

‧「紅燈停、綠燈行」,有科學依據嗎?
光具有波動性,紅光的波比較長,更容易穿過雨霧,一下就被看到。
為什麼有黃燈?你可以先想想,為什麼梵谷要把星星畫成黃色?

‧𝝿 = 3.14159,數得完嗎?
作者這樣妙答:曾有超級電腦將 𝝿 值精確到62.8萬億位,
世界上所有人的出生年月日、手機號碼或銀行卡密碼等數位組合,
都可以在 𝝿 中找到。

牛頓被蘋果砸中頭發現萬有引力,到底是真還是假?
吹口哨的原理是什麼?聖母峰的高度是怎麼計算出來的?
怎麼樣才可以得到諾貝爾獎?

科學素養,不僅由答案引領,更由問題驅動。
喜歡問問題,你問出來的答案,所開啟的世界會遠超你想像!

作者簡介

作者簡介

李淼
中山大學天文與空間科學研究院院長。

‧1982年畢業於北京大學天體物理系,1984年獲中國科技大學理學碩士學位。
‧1989年赴丹麥哥本哈根大學(University of Copenhagen)尼爾斯‧波耳研究所(Niels Bohr Institutet)學習,1990年獲哲學博士學位。
‧1990年,先後在美國加州大學(University of California)聖塔芭芭拉分校、布朗大學(Brown University),擔任研究助理、研究助理教授。
‧1996年在芝加哥大學(University of Chicago)費米研究所(Enrico Fermi Institute)任高級研究助理。
‧1999年,任中國科學院理論物理研究所研究員、博士生導師。主要研究方向為量子場論、超弦理論,以及宇宙學。

代表性作品:《讀懂量子力學的第一本書》、讀懂時間簡史的第一本書》、《給孩子講宇宙》、《給孩子講相對論》。

 

插畫簡介

垂垂
插畫家、繪本作者。博物館學學士,工藝美術系碩士。致力全年齡科普繪本創作,作品涵蓋人文、藝術、化學、物理、生物、神經科學等知識領域。入選2021《富比士》中國30歲以下藝術精英榜。代表作品包括:《假如遇見外星人》、《我們的一天》、《「被消失」的藝術史》等。

序言
這是一個好問題,這是為什麼?

一直覺得人類之所以能成為地球上最聰明的動物,主要是因為具備兩大技能:一,擁有一套完備的語言溝通技巧,能夠表達自己的想法;二,擁有邏輯思維和推理能力,這是人類社會得以不斷發展的基礎。
大部分的人都是先學習語言,再學習更加抽象的科學知識。因此,有人對理科不感興趣,總覺得它很枯燥,這也很正常,只是不免讓人覺得有些遺憾。
我們該如何激發孩子對科學的興趣?最好的方法就是閱讀,因為相對學校教科書來說,課外的科普書有趣多了。
我從事科普工作二十多年,接觸到的讀者、聽眾大都是成年人。一直到2015年,線上課程興起,我剛好有機會教孩子科學知識,而那次講的還是不好懂的量子力學(Quantum mechanics)。沒想到,講課效果卻岀奇的好。我想,成功的祕訣就是用故事介紹抽象的物理學知識。後來,我又陸續出版了《給孩子講量子力學》等「大科學家講給小朋友的前沿物理學」系列的其他3本書。
現在大家打開的這套《這是一個好問題1:這是為什麼》,對我來說是全新的嘗試。
這套書共兩冊,收錄了123個問題。特別的是,這些問題都不是我自己想的,而是很多孩子和曾經是孩子的大人提岀來的。這一點很重要──我們應該讓讀者,而非創作者或岀版者提岀問題,畢竟讀者感興趣的問題,才是最有趣、最有價值的問題。
書中很多問題都與我們的日常生活有關,例如:「吹岀來的氣是涼的,哈岀來的氣是熱的?」、「騎腳踏車為什麼不會倒?」這類大家都習以為常卻不知緣由的問題。
除了觀察與思考日常生活的小問題,書中還有仰望星空後提岀的「大」問題(按:請參考《這是一個好問題2:那會怎麼樣》),例如「有沒有直徑一光年的星球?」。答案自然是否定的,但理由得具體且讓人信服。有一些問題比較抽象,但也很有意思,例如「一百維的世界會怎麼樣?」;還有些問題,網路上有各種答案,但大都是錯誤的。
無論如何,我在寫這本書時很開心,因為有些問題連我自己也想不到。
就創作過程而言,這套書不同於過去的作品。我不再只是自己講故事給大家聽,而是想像自己正面對著一個個不同的提問者,因此我除了會以Q&A的方式,也會盡量表現得詼諧有趣一點。
我有幸遇到一位非常優秀的插畫家──垂垂,她的插圖新穎又充滿想像力,總能以既有趣、又有創意的方式,將科學知識描繪岀來。大家閱讀的時候,會發現書中有許多精心設計的插畫細節。
最後,我衷心希望大家能喜歡這套書,也歡迎大家提出一個好問題。


推薦序
培養科學素養,提問比給答案更有用

臉書粉絲頁「阿魯米玩科學」版主╱盧俊良

日常生活中,孩子們常提出稀奇古怪的問題,身為大人的家長、老師們,也常常被這些看似無厘頭的問題嚇一跳。在答不出來的窘況下,最常見的解決方法就是顧左右而言他,打發一下孩子,就把問題拋到九霄雲外。
但是,對孩子來說,能提出問題,代表他們對這個世界存有好奇心,而且期望與世界做連結,問題越多的孩子,其觀察力也越敏銳。因此,透過孩子的問題,培養他們對事物的好奇心,知道如何觀察與提問;利用科學方法與科學的態度,和孩子們一起搜尋資料與討論,除了獲得科學的知識,也能增加孩子探索世界的動力。
近來深受家長們關心的108課綱強調「以學生為主體」的教學方式,希望教學內容不僅限於課本內,孩子也能將知識延伸至日常生活。
《這是一個好問題1:這是為什麼》、《這是一個好問題2:那會怎麼樣》這套書所收錄的問題,就是很好的課外讀物。
比方說,「宇宙大爆炸的瞬間,發生了什麼?」、「騎腳踏車為什麼不會倒?」、「聖母峰的高度,是怎麼測出來的?」在森羅萬象的問題中,不僅包含了數學、地球科學、天文學、物理學等專業領域,亦有別於以往需要大量記憶、背誦的學習內容,並連結108課綱所注重的素養能力及應用──將各科的知識內容融會貫通,應用於現實生活。
這套書收錄的問題,大部分都來自於小朋友生活中的觀察,也呼應了108課綱核心素養基礎下的能力培養,首重讓孩子自己發掘問題、思考,並找到方法解決問題,以及習得反思能力。
本書作者李淼,身為學識豐富的物理學家,針對這些問題,沒有因發問者是學生而馬虎,而是透過淺顯易懂的文字與精美的插圖,傳遞平易近人的科學知識;讓孩子透過閱讀解開疑惑時,也能保持學習熱忱,從生活中發掘更多意想不到的問題。還有,藉由觸發更多的探究動機,建立孩子的科學素養,並整合跨領域、跨專業的資訊,達到接收多元訊息、拓展視野,以及整合知識的目的。
除了學科知識的「硬實力」外,期許各位讀者透過這套書,也能培養出素養教育所需的「軟實力」。

目次

推薦序 培養科學素養,提問比給答案更有用╱盧俊良
序言 這是一個好問題,這是為什麼?

第1章 孩子的世界,沒有想當然耳
原子是實心,還是空心?
宇宙是怎麼爆炸的?
太空人一定不怕坐雲霄飛車吧?
魚為什麼很少被閃電擊中?
鼓起腮幫子時,嘴裡的氣體從哪來?
篝火越搧越旺,火柴一吹就滅?
手機震動是怎麼回事?
藍色洗手液搓一搓,為什麼泡泡會變成白色?
騎腳踏車為什麼不會倒?
橡皮擦怎麼擦掉字跡?
為什麼颱風會有颱風眼?
吹出來的氣是涼的,哈出來的氣卻是熱的?
鏡子是什麼顏色?
雲由水蒸氣凝結而成,卻不是透明的?
汽車輪胎有4個、也有6個?
為什麼磁鐵能吸住東西?
錐子刺不破布,針卻一扎就破?
氣球被戳破會爆掉,而不是慢慢漏氣?
跑步時被絆倒,反而會往前衝?
大家都喜歡把星星畫成黃色?
飛機雲消失得快,真正的雲卻不會?
圓鏡頭為何能拍出方形照片?
如果有一天,手機不是長方形……
勺子正反兩面照出的像竟是反的?
熱水和冷水,倒出時的聲音不一樣?
星星為什麼會發光?

第2章 規律,是解決問題的武器
為什麼1 + 1 = 2 ?
𝝿 有多少位?
如何用微積分計算積分?
為什麼括號前有減號時,去括號要變號?
我們看到的火是氣體嗎?
缺電,電到底從哪裡來?
什麼是量子?
怎樣才能實現超光速?
為什麼紅燈停、綠燈行?
吹口哨的原理是什麼?
電風扇和洗衣機的工作原理一樣嗎?
魚是怎麼用力跳出水面的?
地球質量是怎麼得到的?
聖母峰的高度,是怎麼測出來的?
天文學家怎麼知道地心裡有什麼?
在月球上,會迷路嗎?
摩斯密碼好學嗎?
數學定理在其他星球也適用嗎?
宇宙大爆炸的瞬間,發生了什麼?
中子星是中子?

第3章 學會質疑
牛頓真的被蘋果砸中頭了嗎?
水是透明的,浪花卻是白的?
地球只有月球一顆衛星?
星球是怎麼形成的?
為什麼軟繩甩起來會變直?
照鏡子是左右顛倒,不是上下顛倒?
月亮到底跟誰走?
鐵絲和麻繩一樣粗,為什麼一個硬、一個軟?
火箭發射成功後去哪裡了?
暗物質看不見、摸不著?
電線上的小鳥,不會觸電?
為什麼電池都成對使用?
刷臉是怎麼回事?
為什麼會有南極和北極?
怎樣才能獲得諾貝爾獎?
科學家是什麼時候成為科學家的?

創作者訪談:李淼
創作者訪談:垂垂

推薦序/導讀/自序

書摘/試閱

魚為什麼很少被閃電擊中?
無聲的閃電威力大,轟轟的雷聲威力小。

的確是這樣,雖然水能導電,但江、河、湖、海裡的魚還是能安全的度過雷雨天。主要是因為大多數魚都在比較寬闊的水域活動,很少剛好位於閃電擊中的地方,並非牠們有什麼過人之處。魚也是怕電的。你聽說過非法電魚嗎?沒錯,就是那些用帶電工具把魚電死的非法捕魚行為。
但是──我又要說「但是」了──養魚的人早就考慮到魚塘可能被閃電擊中的情況,所以在魚塘四周安裝了避雷針,這樣一來,魚就安全了。
可能有人會追根究柢:就算魚塘裡的魚不會被閃電擊中,那大海裡的魚怎麼說?很少聽說大海裡的魚被閃電擊中,難道也有人在大海安裝避雷針?
科學家還真的研究過相關問題,他們發現原因可能是海水比淡水導電性更好。
是不是有些奇怪?這樣一來,大海裡的魚應該更容易被閃電擊中吧?但事實上,由於海水的導電性更好,閃電落到大海裡之後,電流很快就分散。因此,一條魚即使被閃電擊中,牠身上通過的電流也沒有那麼大,不會小命不保。
不只是魚,人在游泳時同樣需要提防閃電,露天泳池在雷雨天會關閉,也是出於安全的考量。所以,大家一定要記得,千萬不要在雷雨天去戶外游泳!

 

手機震動是怎麼回事 ?

什麼也不問的人,什麼也學不到。

手機可以設定成震動提醒,來電和訊息或鬧鐘響時會發出嗡嗡聲。這種震動是怎麼產生的?手機內部有什麼巧妙的設計嗎?
其實,產生震動的原因很簡單:手機內部安裝了微型電動機(馬達)和凸輪──當馬達轉動時,凸輪也會跟著轉動。轉動時,凸輪會作圓周運動(Circular motion)並因此形成離心力(Centrifugal force),但由於凸輪結構不對稱,重心並不在馬達的轉軸上,於是手機就會產生震動。
這麼一說,看起來有點神祕的手機震動就變得平常了。其實,離心力可是大有學問。
我們來做一個簡單的「流星錘」實驗吧!
先拿一根繩子,在一端繫上一個物體(不要太重,也不要太輕,和手機差不多重就好),最好要綁得結實一點。然後,抓住繩子的另一端,甩動繩子轉圈。
我們會很明顯的感覺到,只要轉圈的速度夠快,繩子就會被拉緊,而且手會感覺到一股拉力。
假設有一根繩子長0.5公尺,一秒轉兩圈,我們會感到繩子作用在手上的力,比繩端所繫物體所受到的重力大得多。然後,將繩子長度縮短一半,還是一秒轉兩圈,我們會感到繩子拉動手的力小了一些,但還是比繩端所繫物體所受到的重力大。如果將繩子長度繼續縮短一半,繩子拉動手的力又會小一些。
這個實驗除了有離心力,我們還可以知道其大小與繩子長度、轉動速度有關:長度越長,力越大;繩子轉得越快,離心力越大──假如你能一秒轉4圈(雖然很難做到),就會感覺到拉力比一秒轉兩圈大很多。
除了手機震動以外,在生活中還有很多離心力的應用,例如棉花糖機、遊樂場裡的雲霄飛車等。在運用自然現象所蘊含的科學原理時,人類發揮出了無與倫比的創造力!


熱水和冷水,倒出時的聲音不一樣?

有哪些因素是看不見,卻具有關鍵作用?

有時候,越是常見的現象,往往越不容易解釋。這個問題就是一個例子。
水的性質大都和溫度有關,例如水在0℃以下結成冰、100℃時會變成水蒸氣。此外,還有一些不易觀察到的因素,例如說密度,在4℃以上時,水的密度會隨著水溫的升高而變小。
這個變化會導致冷水和熱水倒出時聲音不同嗎?
實際上,同樣體積的水,95℃的水比5℃的水輕4%左右,但這樣細微的差別,也不是最主要的原因。
再來看黏度──和密度一樣,也很難直接看出來。比較容易觀察到黏度的東西,有優酪乳、蜂蜜等。雖然水的黏度不易觀察,但事實是,溫度低的水的確比溫度高的水黏度大,5℃冷水的黏度是95℃熱水的5倍。根據這一點,我覺得黏度小應該是熱水倒出時聲音悶的原因之一。
也有人認為,當熱水和溫度較低的容器接觸時,熱水和容器壁之間會產生氣泡,而氣泡具有隔離作用,因此熱水倒出時發出的聲音比較悶;至於冷水,則是直接與容器壁相撞擊,因此聲音聽起來比較清脆。
這也有可能。畢竟不同物體間是否直接接觸,所產生的效果還是有很大的不同。
還有一個現象,也能用來說明此原理:我們溜冰時,冰鞋的冰刀和冰面之間會摩擦生熱,使冰面融化形成薄薄的一層冰水混合物;當摩擦力減小了,我們就能在冰上快速自由的滑行,而不會像走路時那樣慢吞吞(注解:臺灣常見的教科書說法是,溜冰時,冰刀壓在冰面上因接觸位置壓力很大,而根據水的三相圖〔氣相、液相、固相〕來看,冰塊在高壓下會轉為液態)。

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