內容介紹
基本信息
| 書名: | 元素的盛宴 |
| 作者: | (美)基恩 | 開本: | |
| YJ: | 45 | 頁數: | |
| 現價: | 見1;CY=CY部 | 齣版時間 | 2015-12 |
| 書號: | 9787544841658 | 印刷時間: | |
| 齣版社: | 接力齣版社 | 版次: | |
| 商品類型: | 正版圖書 | 印次: | |
內容提要 作者簡介
山姆基恩,美國科學促進會院士,美國華盛頓特區專業作傢,曾任《米德柏利環境報道》研究員。2009 年,獲美國科學作傢協會埃弗特剋拉剋/ 塞思佩恩ZJ青年科學作者奬。2010 年,獲D.C. 科學作傢協會年度新聞簡訊奬。 目前, 基恩為美國《科學》雜誌撰稿人,其作品多發錶於《紐約時報》等ZM刊物。 精彩導讀
對於鍺來說,情況也不大妙。1954年,晶體管業蓬勃發展,計算機的處理能力提升瞭好幾個數量級,還齣現瞭新的産業,例如便攜式收音機。不過繁榮之中,工程師從沒忘記嚮矽暗送鞦波。他們之所以這樣做,部分是因為鍺的性質不太穩定。鍺的導電性很好,所以會産生不必要的熱量,導緻晶體管過熱停機。更重要的是,矽是沙子的主要成分,它的價格D真是賤比泥土。科學傢們仍保持著對鍺的忠誠,可他們有太多時間魂不守捨,惦記著矽.
在那年的一場半導體貿易展會上,有人發錶瞭矽晶體管不可行的悲觀演說。突然間,一位來自得剋薩斯的工程師站瞭起來,他厚顔無恥地宣布自己包裏J有一個矽晶體管。大傢想看看嗎?這位P.T.巴納姆――他的真名叫戈登?蒂爾――將一颱使用鍺晶體管的電唱機連到外置揚聲器上,然後頗富中古色彩地把電唱機的內部構件扔進瞭一桶沸騰的油裏。不齣所料,電唱機噎住沒聲音瞭。蒂爾把構件撈齣來,拆下鍺晶體管,換上瞭自己帶來的矽晶體管,然後又撲通一聲把它扔迴油桶裏。音樂仍在繼續。會議廳裏的銷售員們蜂擁嚮大廳後麵的付費電話,從這一刻起,鍺被大眾拋棄瞭。
不過巴丁還算幸運,他的故事雖然有點波摺,卻有個美好的結局。實踐證明,鍺晶體管的研究工作十分重要。1956年,巴丁和布拉頓,唉,還有肖剋利,共同獲得瞭諾貝爾物理學奬。YT清晨,巴丁煎早餐的時候從收音機(D時很可能已經是矽晶體管的瞭)裏聽到瞭這個消息,他嚇瞭一跳,失手把一傢人的煎蛋攤到瞭地闆上。後麵還有更糗的。去瑞典參加頒奬禮的前幾天,他拿齣自己的白領結和禮服背心來洗,結果和其他深色衣服混在一起,染成瞭綠色,簡直像是畢不瞭業的學生纔能乾齣的事兒。頒奬D天,因為要覲見瑞典國王古斯塔夫一世,巴丁和布拉頓FC緊張,不得不服用奎寜來防止胃部痙攣。不過在覲見的時候,古斯塔夫責怪巴丁為什麼讓兒子乖乖待在哈佛上課(巴丁擔心兒子可能會錯過考試)而不帶他們來參加頒奬禮,這時候奎寜大概也幫不上什麼忙瞭。麵對國王的責難,巴丁隻得打個哈哈,保證下次得奬一定帶兒子來。
拋開糗事不說,這次頒奬給半導體可謂意味深長,簡短卻有力。諾貝爾化學奬和物理學奬由瑞典皇傢科學院負責評選,D時他們更傾嚮於頒奬給純粹的科學研究而非工程研究,所以晶體管項目榮獲諾貝爾奬非同尋常,代錶著他們對應用科學的認可。然而,到瞭1958年,晶體管業又迎來瞭一次危機。雖然巴丁已經退隱江湖,不過留給新英雄的大門一直敞開著。
傑剋基爾比跨過瞭這扇大門,雖然他可能得彎著腰纔走得進去(他差不多有2米高)。基爾比是堪薩斯人,說話很慢,麵孔像皮革一樣堅韌,他在高科技的“荒漠”(密爾沃基)裏漂泊瞭10 年,終於在1958年進入瞭德州儀器公司(TI)。雖然基爾比接受的是電子工程方麵的訓練,但他的工作卻是解決一個名為“數字暴政”的計算機硬件問題。大體來說,雖然廉價的矽晶體管運作得還不錯,但昂貴的計算機電路裏要用很多晶體管,這意味著德州儀器這樣的公司不得不雇用一車皮低薪的技術工人。這些工人大部分是女性,她們整天要乾的J是穿著防護服汗流浹背地蹲在顯微鏡前,一邊咒罵一邊把J小的矽元件焊到一塊兒。這個工序昂貴且低效。電路中的電綫很脆弱,難免會有一根壞掉或是鬆掉,整個電路J報廢瞭。但是工程師對此毫無辦法,他們J是需要這麼多晶體管――數字帶來的暴政。
一個炎熱的6 月,基爾比來到瞭德州儀器。作為一個新員工,他沒有假期,所以7月裏成韆上萬的工人齣去享受強製性休假的時候,他一個人留在工作颱前。周圍的寂靜讓基爾比放鬆下來,於是他意識到雇好幾韆人來焊接晶體管實在太蠢瞭,假期裏上司也不在,所以他有時間來實踐一個新想法――集成電路。電路中需要手工焊接的部分不光是矽晶體管,碳電阻和磁電容也得用銅綫焊接起來。基爾比拋棄瞭這種組裝D立元件的方式,轉而將所有東西――所有的電阻、電容和晶體管――刻在一整塊半導體上。這是個天纔的主意――從結構和藝術兩方麵來說,原來的方式J像是先分彆雕齣雕像肢體的各個部分,再用電綫組裝成整體,而現在則是用一整塊大理石直接雕刻。基爾比認為矽的純度不足以製造電阻和電容,所以他選擇用鍺來實現自己的想法。
Z終,集成電路將工程師從手工焊接的暴政裏解放瞭齣來,所有元件都在同一片電路上,再也不需要人工焊接瞭。事實上,不久以後,也沒法用人工焊接瞭,因為集成電路的雕刻工作也實現瞭自動化,工程師做齣瞭FC小的晶體管――D一片真正的計算機芯片。基爾比沒能獲得足夠的迴報(一位肖剋利的門徒將資料透露給瞭競爭對手,具體一點說,對方幾個月後提齣瞭專利申請,經過一番角逐,他們把專利權從德州儀器手裏搶走瞭),但JT的“J客”一族仍視他為工程界的D一偶像。這個行業裏的産品以月為單位換代更新,可是50年後的芯片仍以他的設計為基礎。2000 年,他終於拿到瞭遲來的諾貝爾奬,錶彰他對集成電路做齣的貢獻。
目錄
引言 D一部分 定位:行行又列列 1. 位置決定命運 2. 親密雙胞胎與黑羊:元素傢譜 3. 元素周期錶上的科隆群島 D二部分 製造原子,破壞原子 4. 原子從哪裏來:“我們是群星之子” 5. 戰爭年代的元素 6. 完善周期錶??砰的一聲 7. 在冷戰中擴展周期錶 D三部分 周期之惑:疑難初現 8. 從物理學到生物學 9. 毒藥協會:“哎喲喂” 10. 帶兩個元素,早上打電話叫醒我 11. 元素也會騙人 D四部分 元素與人性 12. 元素與政治 13. 元素與貨幣 14. 元素與藝術 15. 元素與瘋癲 D五部分 元素科學的JT與明天 16. 零度以下的化學 17. 光輝的球體:泡泡與科學 18. JQ到荒唐的工具 19. CY元素周期錶 作者注及勘誤 參考文獻及擴展閱讀 山姆基恩對談錄 參考討論題目 山姆基恩Z喜歡的5 種元素 緻謝 暫時沒有目錄,請見諒!
《星辰的低語》 引言 浩瀚宇宙,究竟隱藏著多少不為人知的秘密?當我們仰望星空,那些閃爍的光點,是否僅僅是遙遠的恒星,抑或是承載著古老文明的低語?《星辰的低語》將帶您踏上一場跨越時空的宇宙探索之旅,解開星辰的神秘麵紗,感受宇宙的壯麗與深邃。 第一章:塵埃中的起源——宇宙大爆炸與早期宇宙 故事始於那不可思議的刹那——宇宙大爆炸。從一個奇點爆發齣的能量,孕育瞭時間和空間,也奠定瞭宇宙萬物的基石。本書將以宏大的視角,描繪宇宙從炙熱的等離子體海洋,逐步冷卻、形成基本粒子、再到氫與氦的原子核結閤,最終點燃第一代恒星的恢弘曆程。我們將深入探討宇宙微波背景輻射的奧秘,它如同宇宙的“嬰兒照片”,記錄著早期宇宙最真實的樣子。同時,也會追溯暗物質與暗能量的齣現,這兩股神秘的力量,在悄無聲息中主導著宇宙的膨脹與結構的形成。我們不僅會瞭解科學傢的觀測與理論,更會嘗試去想象,在那原始的混沌中,生命的萌芽是否已悄然孕育? 第二章:恒星的誕生與死亡——宇宙的煉金術 恒星,是宇宙中最耀眼的存在。它們是巨大的核聚變反應堆,在高溫高壓下,將輕元素閤成為更重的元素,如碳、氧、鐵,這些構成我們身體和地球的基石,都源於恒星內部的“煉金術”。本書將細緻地描繪不同質量恒星的生命周期,從塵埃與氣體匯聚而成的原恒星,到壯麗燃燒的主序星,再到晚年形態的紅巨星、白矮星、中子星,乃至最終以超新星爆發的形式,將閤成的元素播撒到宇宙空間。我們將探索恒星內部的核反應過程,理解為何有些恒星會成為我們賴以生存的太陽,而有些則走嚮吞噬一切的黑洞。恒星的死亡,並非終結,而是新的開始,它們播撒的元素,將成為下一代恒星和行星係統的原材料。 第三章:行星的搖籃——星係的形成與演化 宇宙並非孤立的恒星,而是由數以億計的恒星組成的浩瀚星係。本書將帶領讀者穿越星係,觀察它們是如何在引力的作用下,從最初的細小結構,通過碰撞與閤並,逐漸成長為我們熟知的鏇渦星係、橢圓星係等壯麗形態。我們將深入瞭解星係盤的形成,恒星的形成區,以及星係中心的超級黑洞所扮演的關鍵角色。您將瞭解到,我們的太陽係,也隻是銀河係中一個毫不起眼的角落,而銀河係,更是宇宙中億萬星係中的一員。我們將探討星係的演化規律,它們是如何在數十億年的時間裏,經曆誕生、成長、相互作用,直至走嚮最終的命運。 第四章:生命的火花——係外行星的探索與宜居帶 在浩瀚的宇宙中,地球是我們已知的唯一孕育生命的星球。然而,科學傢們從未停止過尋找其他生命跡象的步伐。本書將重點介紹係外行星的探測技術,從淩星法到視嚮速度法,科學傢們如何“看見”那些遙遠星球的存在。我們將深入探討“宜居帶”的概念,一個行星錶麵可能存在液態水的溫度範圍,以及影響行星宜居性的其他重要因素,如大氣層、磁場、恒星的活動等。您將瞭解到,我們已經發現瞭數韆顆係外行星,其中不乏一些位於宜居帶內的類地行星,這無疑為地外生命的存在增添瞭無限可能。本書將激發您對宇宙生命的好奇心,思考我們是否孤單,以及生命的定義是否可以超越我們已知的範疇。 第五章:時間的維度——宇宙的過去、現在與未來 時間,是宇宙中最神秘的維度之一。本書將帶您迴顧宇宙的漫長曆史,從大爆炸至今的138億年,每一個階段都充滿瞭奇跡與演變。我們將探討宇宙的膨脹速率,以及它是否會永遠膨脹下去,或者最終走嚮收縮。本書將深入分析宇宙學模型,如“大爆炸模型”、“穩恒態模型”,並介紹愛因斯坦的廣義相對論如何深刻地改變瞭我們對時間與空間的認知。同時,我們將展望宇宙的未來,是迎來“大撕裂”、“大擠壓”,還是“熱寂”,抑或是我們尚未能想象的結局?這將是一場關於宇宙終極命運的深刻思考。 第六章:智慧的迴響——尋找外星文明的可能性 在探索宇宙的旅途中,一個繞不開的問題是:宇宙中是否存在其他智慧生命?本書將帶您瞭解SETI(搜尋地外文明計劃)的艱辛曆程,科學傢們如何利用射電望遠鏡監聽來自宇宙深處的信號,希望捕捉到“來自他方”的智慧迴響。我們將探討不同文明可能存在的形式,以及它們的交流方式。您將瞭解到,盡管目前尚未有確鑿的證據,但宇宙的廣闊和生命存在的概率,都使得尋找外星文明成為一項具有重要意義的科學探索。本書將引發您對人類在宇宙中的位置,以及我們是否是孤獨者的深刻思考。 第七章:穿越時空——理論的邊界與未解之謎 宇宙的奧秘遠未被完全揭開。本書將觸及當前宇宙學研究的前沿,例如關於量子引力、蟲洞、時間旅行的理論探索。我們將深入探討宇宙學中的一些基本未解之謎,如奇點的本質、宇宙的維度、以及暗物質和暗能量的真正構成。您將瞭解到,科學傢們正在不斷挑戰認知邊界,試圖用數學和物理學語言來描繪一個更加完整和精確的宇宙模型。本書將帶您感受科學探索的魅力,以及人類對未知世界的永恒追求。 結語 《星辰的低語》不僅是一本關於宇宙科學的百科全書,更是一場關於人類自身存在意義的哲學之旅。通過對宇宙的探索,我們得以更好地理解我們所處的環境,反思生命的起源,以及我們在宇宙中的渺小與偉大。星辰的低語,穿越億萬光年,觸動我們內心深處對未知的好奇與嚮往。願本書能點燃您心中對宇宙探索的熱情,讓我們一同傾聽,那來自星辰的永恒低語。