简介
《微积分的力量》内容简介：微积分是人类历史上的伟大思想成就之一，也是数学领域不可或缺的一个重要分支。除此之外，我们更应该关注的事实是：如果没有微积分，人类就不可能发明电视、微波炉、移动电话、GPS、激光视力矫正手术、孕妇超声检查，也不可能发现冥王星、破解人类基因组、治疗艾滋病，以及弄明白如何把5;000首歌曲装进口袋里。;在人类文明进程中的这些具有里程碑意义的发明和发现背后，微积分究竟扮演了什么样的角色？相信在读完《微积分的力量》后，我们都会对微积分有更加立体生动的认知，就像欣赏名画、名曲那样发现微积分之美。 《时间的边缘》内容简介：这是一本探索宇宙起源的科普读物，问题很简单——在宇宙初生的那一刹那，究竟发生了什么？科学家在近几十年内已经探明，我们生活的宇宙已经诞生了约138亿年，但对我们的认知来说，仍有一个大问题并没有得到清晰的回答，也是普通人会关心和好奇的——在宇宙大爆炸之后短短的瞬间，到底发生了什么，对此，我们知之甚少。本书聚焦于这个问题，介绍了关于宇宙历史初期的迷人问题，以及其他相关问题，带领我们梳理了科学家的相关探索，是一场有趣的宇宙创世之旅。;作者先从书名这个问题说起，引入本书讨论的主题，然后切入对我们所处的这个世界的介绍，由近及远，所讨论问题的深度也逐渐深入。在讲述问题的同时，作者介绍了古人对世界的认识，开普勒、牛顿、爱因斯坦，再到近一个世纪中科学家关于脉冲星、黑洞、暗物质等的探索与发现。科学理论总有这样那样的问题，但一代代科学家也在不停地根据新的发现，探索和修正已有的理论，希望更好地认识和解释我们所处的这个世界。 《人类的旅程：基因的奥德赛之旅》内容简介：“我们从何处来？”这个问题，曾让牙牙学语的孩子好奇，也让人类的祖先创造了无数神话试图解释：女娲造人，上帝创造亚当、夏娃……我们的身份，我们和世间万物的关系，都从这个问题出发。对这个问题的好奇，促使人们掘地三尺，寻找考古证据;或是仔细剖析语音，寻找语言传递的蛛丝马迹。而DNA密码中，似乎藏着这个问题的答案。在这本书中，遗传学家韦尔斯将带领我们追根溯源，从西伯利亚的荒野，到澳大利亚的海滩，寻找我们现今地球上每个人的共同祖先。通过遗传标记物，我们将会与被他视为“亚当”“夏娃”的共同先祖在数万年前的非洲相遇，并追随人类一路离开非洲的漫漫征途。 《不可思议的物理》内容简介：对不可思议事物——从死光和力场到隐身衣的科学原理的迷人探险，揭露这些科技在未来数十年到数千年间获得实现的可能性。一百年前，科学家们会说，激光、电视和原子弹超越了物理学上的可能性。在《不可思议的物理》中，物理学家加来道雄探索了科幻作品中目前被认为无法实现的科技与装置在未来有多大的可能性会变得司空见惯。;从隐形传送到心灵念力，加来道雄使用科幻的世界研究人们当今所知的物理定律的基本原理和极限。他将这些科技分类列为一等、二等和三等，依据是它们可能在何时被实现：在下一个世纪之内、在数千年之内，或者也许永远不会。他以引人入胜又发人深省的文字解释了：;光学和电磁学将如何可能使我们有朝一日可以将光线围绕一个物体弯折，就像溪流绕过河中的大圆石那样，使该物体对于身处“下游”的观察者来说不可见。;冲压喷气式火箭、激光帆、反物质发动机和纳米飞船将如何可能在未来将我们带去附近的恒星。;利用M;RI、超导性和纳米科技，心灵感应和意志力——曾经被认为是伪科学，将如何可能终有一天得以实现。 《地图3000年：从神秘符号到谷歌地图》内容简介：在你只需用手指在手机屏幕上翻动谷歌地图之前，在数字测绘和地球仪时代之前，地图带着先驱们的思想和疑问已经被绘制出来。 《地图3000年：从神秘符号到谷歌地图》从全球视角进入古老的地图世界，用精美的插图和丰富的细节，重新点燃了我们对世界的好奇心。从石器时代人类用以记录位置等信息的神秘符号到谷歌地图的常用导航，作者托马斯·伯格向我们讲述了特殊符号、中世纪神学地图、托勒密地图、航空摄影、谷歌地图等一个个迷人而生动的、有关“地图”进化的故事。向我们详细地介绍了，有远见卓识的地理学家和不畏艰险的探险家，以及地图历史上不为人知的制图英雄们，他们是如何通过绘制地图来一点点创造历史、认识世界和改变世界的。本书同时考察了人类科学和世界观的变化，艺术和技术进步，人类的权力和野心，地图的实际运用和人类对未知梦想的探寻……布局恢宏，引人入胜，给我们一个全新的视角重新认识世界历史，认识创造历史的人类。 《无脊椎动物百科》内容简介：你可能不知道，这世上97%的动物都属于无脊椎动物。只有3%和人类一样，属于脊椎动物。我们的关注度被体型巨大而显眼的脊椎动物占据，对肉眼不可见或者微小的无脊椎动物缺乏足够的重视。这些微小的动物不但体量巨大，无处不在，也与我们的生活息息相关。;有些成为我们餐桌上的美味佳肴，给我们补充独特的营养;有些被我们用作生物控制的手段，消灭各种细菌和病毒;有些广泛用于农业生产，保证土地的肥力和作物的产量。但也有一些不那么友好的无脊椎动物。它们可能入侵我们的身体或周围的环境，给我们造成麻烦和损失。;本书是对这些无足轻重的小生物体的概览，你将详细了解它们的生活环境、形体特征、活动特点以及与我们人类的关系。通过对它们的了解，你将清楚地知道如何与它们更好地相处。 《沙滩上的智人：带着人类演化史去度假》内容简介： 人类从何而来？;人科的其他物种为何会消失而智人崛起？;人类的演化是渐进式的还是跃升式的？;在演化过程中，我们何以成为今天意义上的人类？;未来的人类将如何演化？;所有这些问题，都将在这里找到答案！;如今我们知道，第YI批智人出现在30万年前的撒哈拉地区。然而他们并不是WEI一居住在这个星球上的人类，曾经的地球，经历过人科动物的繁盛期，又经历了无比漫长而残酷的进化选择，才使得今天的我们在人类的谱系图中脱颖而出。;我们之所以痴迷于研究人类的演化史，是因为它不但揭示了我们的起源，还揭示了我们的本质，乃至我们的未来。;让我们跟随法国学者让-巴蒂斯特·德·帕纳菲厄的脚步，踏上与我们的先祖会面的历程。在这场兴致勃勃的旅途中，你将收获前所未有的关于人类的故事。 《原来如此！奇特的病毒》内容简介：《病毒的故事》是有三十年研究经验的徐明达教授，以浅显生动的语言写给大众的病毒科普书。;病毒搅动了全世界，当我们深入了解它，会发现，原来，病毒比我们想象的更奇特、更狡猾也更有趣！它会使尽干扰、安抚、伪装、躲藏、欺骗的招数来入侵宿主，也可能归化成宿主的一部分，为宿主卖力打工;感染植物的病毒也手段高超，有的会制造特殊的“机票”搭上昆虫“飞机”去感染其他植物，有的还会促使植物分泌能吸引昆虫的物质……病毒，这漫长时间、苛刻自然条件塑造的分子机器，它精密而奇特，身负匪夷所思的技能，值得我们更多地了解。 在未来，病毒对我们的威胁会更频繁、更难以防范，这本书让你轻松认识病毒这个可怕又有趣的人类宿敌。 《认知陷阱：无论如何都想告诉你的科学真相》内容简介：为什么有些父母不给孩子接种疫苗？为什么人们还在滥用抗生素？为什么很多人还不能理性地看待艾滋病？当一件事关乎健康，人们往往会坚称：科学是错的，因为没有充足证据作证，因为不明的危险无处不在。;在《认知陷阱》中，戈尔曼父女探究了这种拒绝健康科学背后的心理机制。在分析诸多否认案例的基础上，他们提出了导致人们拒绝接受有关健康的科学的六个主要因素：对阴谋的恐惧、对复杂的恐惧、魅力领导的影响、认知偏见与互联网、因果关系与填补认知鸿沟，以及风险预测的本质。作者认为，人们的固有信念会对新的观念自然抵抗，而健康科学在这种抵抗面前尤为脆弱。科学研究表明，在面对新信息时，人类对于改变我们的想法有本能的、根深蒂固的不适感。而这种研究正是现在神经科学的前沿领域。;本书试图探究人们在为自己或所爱的人做有关健康的决定时，进行了怎样的思考和风险评估，并提出一种重要的观念：我们要将科学的知识和技术传播给公众，让公众抛弃那些固有的错误思维，更好地了解自己的健康状况，并做出明智的决定。 《生命的实验室》内容简介：生命的遗传密码DNA、构成生命的基本元素碳以及生命中不可缺少的水都具有不可替代性。生命的产生似乎并不是偶然，它遵循必要的物理学原理，而这些原理具有普适性。生命既受制于这些古板而冷冰冰的物理学原理，又有其与生俱来的活力和多样性，这两个方面相辅相成，既让生命既焕发出活力与生机，又使其在有限的范围内繁衍，保持稳定性，从而实现了生命的长久发展。
部分摘录：
“打开防护罩！”
这是《星际迷航》中柯克船长向船员们发出的第一道命令，其目的是升起力场，在敌人炮火下保护企业号飞船。
在《星际迷航》中，力场极为重要，以至战斗的走向可以用力场的支撑情况来衡量。每当力场中的能量被抽走，企业号的船体就会承受越来越多的破坏性重击，直到最终不可避免地投降。
力场是什么？在科幻小说里，它非常简单，带有误导性：一层薄薄的、隐形的却无法穿透的屏障，能使激光和火箭之类的东西改变攻击方向。乍一看，力场非常简单，它作为一种战场上的屏障被创造出来似乎是近在眼前的事。人们期待某天会有某个富有进取心的发明家宣布发现了防御性力场。但事实远比这复杂得多。
正如爱迪生的电灯泡彻底改变了现代文明一样，力场可能会对我们生活的每个方面都产生深远的影响。军队可以利用力场使自身变得固若金汤，创造一种能够抵抗敌人飞弹和子弹的、无法穿透的盾牌。理论上，只按一下按钮，桥梁、高速公路和道路就可以被建造起来。整个城市可以立即在沙漠中破土而出，拥有完全用力场建造的摩天大楼。笼罩住整个城市的力场可以让其中的居民任意减少天气带来的影响，这些天气包括强风、暴雪和龙卷风。在力场的安全罩的保护下，城市可以被建造在海洋底下。玻璃、钢铁和灰浆可以被完全替代。
不过，非常奇特的是，力场或许是最难以在实验室里被创造出来的装置之一。事实上，一些物理学家相信，如果不重新定义其性质，那么创造力场或许是不可能的。
迈克尔·法拉第 力场的概念出自19世纪伟大的英国科学家迈克尔·法拉第的研究工作。
法拉第出生于工人家庭（他的父亲是一名铁匠），19世纪初，他长期靠当装订工人学徒勉强维持生计。年轻的法拉第深深着迷于因两种新力量的神秘性质被揭开而产生的巨大突破。这两种新的力量是电和磁。法拉第贪婪地尽他一切所能学习与这些问题相关的内容，并参加了英国皇家学会汉弗莱·戴维教授的讲座。
一天，戴维教授的眼睛在化学事故中严重受伤，他雇用了法拉第当他的助手。法拉第慢慢取得了皇家学会科学家们的信任，并且被允许独立操作重要的实验，尽管他常常受到冷落。年复一年，戴维教授越来越嫉妒他年轻的助手所表现出的杰出能力。法拉第已经成为实验圈子里冉冉上升的新星，最终使戴维教授的名声黯然失色。在戴维于1829年去世后，法拉第得以自由地做出一系列惊人的突破，发明了发电机，发电机可以为整个城市提供能源，并改变了世界文明的进程。
法拉第最伟大发现的关键是他提出的“力场”。你如果将铁屑放在一块磁铁上，就会发现铁屑会形成蜘蛛网状的图案，占据整个空间。这就是法拉第的力线，它以图形的形式描绘了电和磁的力场是如何散布在空间中的。举例来说，你如果绘出整个地球的磁场，就会发现磁场线从北极地区伸出，然后在南极地区落回到地球上。同样，你如果画出雷阵雨中一枚避雷针的电场线，就会发现这些线集中在避雷针的尖端。在法拉第看来，“空的空间”其实根本不是空的，而是充斥着能使遥远的物体移动的力线。（由于早年穷困，法拉第没有受过足够的数学教育，因此他的笔记本中密密麻麻的不是等式，而是这些力线的手绘图表。具有讽刺意味的是，数学训练的不足使他创造了如今在任何物理课本中都可以看到的、美丽的力线图。从科学上来说，物理图像通常比用来对其进行描述的数学语言更重要。）
历史学家们推测过法拉第是如何发现力场的，它是所有科学中最重要的概念之一。事实上，全部现代物理学都是用法拉第的场的语言写就的。1831年，他实现了关于力场的关键性突破，改变了人类文明。一天，他正在将一块儿童磁铁移过一个金属线圈，他注意到，他甚至没有碰到电线就可以在金属线里制造一股电流。这意味着磁铁不可见的场可以推动电线中的电子穿越“空的空间”，产生电流。
法拉第的“力场”曾经被视为毫无用处，是无所事事的随意涂鸦，但它是真实的、物质的力量，可以移动物体并产生能源。今天，你在阅读这一页书时所就着的光线或许就是利用法拉第关于电磁学的发现点亮的。一块转动的磁铁会制造力场，推动一根电线中的电子，使它们以电流的形式移动。其后，这股电线中的电力可以点亮一盏灯。同样的原理被用以生产为全世界城市提供能量的电力。比如，水流过一个大坝，在一个涡轮机中产生了巨大的磁力，使其进行转动，随后，这个涡轮机再推动电线中的电子，形成一股电流，通过高压电线把电送进我们的家。
换言之，迈克尔·法拉第的力场是驱动现代文明的动力，从电动推土机到如今的计算机、互联网还有iPod（苹果音乐播放器）。
法拉第的力场在一个半世纪中成为物理学家们的灵感之源。这些力场给了爱因斯坦极大的启示，他用力场的语言来描述和表达他的引力理论。同样，我也被法拉第的成果启迪。多年前，我成功地用法拉第的力场描述了弦理论，从而建立了弦场论。在物理学界，如果有人说“他思考起来像一根力线”，那便意味着一种高度的赞美。
四种力 在过去的2 000年中，物理学的最高成就之一便是分离并鉴别了主宰宇宙的四种力。它们全部可以用法拉第提出的场的术语进行描述。不幸的是，它们全都不怎么具备大多数科幻小说中所描述的力场的特性。这些力是：
（1）引力 它能使我们的双脚站在地面上、防止地球与恒星解体，并且将太阳系和银河系维系在一起。没有了引力，我们就会被转动中的地球以每小时1 000英里的速度甩到太空中去。问题是，引力恰恰拥有与科幻小说中的力场截然相反的性质。引力是吸引性的，不是排斥性的；它相对而言极为微弱；它在非常遥远的天文学距离内发挥作用。换句话说，它差不多就是人们在科幻小说中读到或从科幻电影中看到的扁平、轻薄、无法穿透的屏障的对立事物。例如，用整个地球的引力才能吸引住一根羽毛，但是我们用一根手指抬起羽毛就能抵消地球的引力。我们一根手指的动作可以对抗整个星球的引力，这个星球的重量超过6×1024 千克。
（2）电磁力（EM） 它是点亮我们城市的力。激光、无线电、电视机、现代电子学、计算机、互联网、电学和磁学都是受电磁力的影响而产生的。这可能是人类有史以来掌控的最为有用的力。与引力不同，它既有吸引性又有排斥性。但是，有几个原因使它不适于成为力场。第一，它很容易被中和。举例来说，塑料和其他绝缘体能够轻易穿过一个强大的电场或磁场。一片被丢进磁场的塑料可以顺利通过磁场。第二，电磁通过远距离发生作用，不能很方便地集中到一个平面上。电磁场的定律是使用詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的方程描述的，而这些等式看起来并不允许力场成为解。
（3）弱核力；（4）强核力 弱核力是放射性衰变的力。它是加热地球中心的力，具有放射性。它是火山、地震和大陆漂移背后的力量。强核力是将原子核维系在一起的力。太阳与星体们的能量始自核力，核力担负着点亮宇宙的职责。问题在于核力是一种短程力，主要在一个原子核的距离内起作用。由于它非常依赖原子核的性质，因此极难控制。目前，我们仅有的操控这种力的方法是在核粒子加速器中将亚原子粒子打散或者引爆原子弹。
虽然科幻小说中使用的力场可能并不符合已知的物理定律，但仍有可能存在使这样的力场产生的漏洞。比如，可能存在实验室中仍然未发现的第五种力。这个力可能在仅仅数英寸 [1] 到数英尺 [2] 的距离内，而不是在天文距离内进行作用（然而，评估这第五种力存在与否的初期尝试得出了否定的结果）。
或许我们可以使用等离子体来模拟力场的一些定律。等离子态是“物质的第四种状态”。固态、液态和气态是物质常见的三种状态，但宇宙中最普遍的物质形式是等离子体——一种电离的气体。由于等离子体的原子是被撕裂的，电子从原子上被撕下，因此原子带电，可以利用电场和力场轻易地进行控制。
等离子体是宇宙中含量最丰富的可见物质的形式，组成了太阳、星体和星际气体。等离子体对我们来说并不熟悉，因为它们在地球上很少见，不过我们可以见到以闪电、太阳和离子电视机内部结构形式出现的等离子体。