科学思维

《该给孩子的科学思维启蒙》是刘炯朗的重要教育类作品。刘炯朗是世界计算机领域的重量级科学家，卡夫曼将获得者，也是前伊利诺伊大学香槟分销、台湾清华大学校长，一生致力于科学研究和教育事业，曾培养出姚期智（华人图灵奖获得者，清华姚班、智班创办者）这样举世瞩目的大科学家。
刘炯朗在卸任利用自身的影响力，大力推广通识教育，并强调小学和初中，读书的内容固然重要，但是培养学生的思维能力、读书的习惯更为重要：这不仅会对孩子在高中和大学的学习产生有决定性作用，更是会影响孩子的一生。鉴于台湾中小学教育体系下对学生思维训练的严重缺失，刘炯朗在电台开设通识教育栏目，旨在弥补台湾教育体制的缺失。
本系列图书就是根据刘炯朗的节目整理、修订而成，该系列图书出版后广受好评，获得台湾地区图书奖金鼎奖，被视为孩子思维训练的范本。
本册《科学思维》，深入浅出地介绍天文地理、文学历史等领域的重要大事，将科学与人文巧妙结合。在书中，作者透过个人的学思历程，期勉孩子们：不要画地自限，要有广泛兴趣。顺从自己的喜好，培养专业以外的兴趣，感受世界的美好。

刘炯朗，1934年生，广东番禺人。曾就读于美国麻省理工学院，获计算机硕士、博士学位。后任教于麻省理工学院、伊利诺大学、台湾清华大学等，曾担任伊利诺大学香槟校区助理副校长、台湾清华大学校长等职。先后当选美国电子电机工程师学会院士、美国计算机协会（ACM）杰出会员、台湾“中央研究院”院士，电子设计自动化界的诺贝尔奖——卡夫曼奖得主。近年来，悠游于写作、广播、演讲等领域，以资深“理工男”身份，立足国际视野谈中西文化，深受大众喜爱。著有《学校没教的逻辑课》、《国文课没教的事》、《下课后的奇幻补习班》、《一次看懂自然学科》、《20不惑——大学校长亲授33堂生涯必修课》等。

Part1谈天
天有多大？
宇宙的中心点
寻找外星人
德瑞克方程式
从大爆炸开始
追星有一套
世上最幸运的人
霍金与黑洞
时间是圆的
再探爱因斯坦的梦
Part2说地
阿基米德的顿悟
科学中的偶然
花粉、染料、抗生素
眼睛会说话
圆周率是怎么得来的？
从打喷嚏说起
蝴蝶变贵人
炸弹客与王羲之
Part3论人
当老虎来敲门
压出来的文明病
忙不停又瘦不了
"阿片接收器"与难忘的猫王
睡得好，人不老
学会与压力共舞
完美的追求
基因工程时代的伦理观

     大家看到太阳和地球相对地运转，到底是谁绕着谁转，其实不容易从观察中下定论。在16世纪初哥白尼提出“太阳为中心”的论点前，多数人都相信“地球为中心”这个论点。 在介绍哥白尼的“天体论”前，让我再举一个例子，来阐述观察和理论问的关系。今天，我们都知道地球和火星都绕着太阳走，地球的轨道是比较小的一个圆，火星的轨道是外面一个比较大的圆，因此当我们在地球往上看地球和火星的相对位置时，有时候，火星会在地球前面。但是，因为地球的轨道是个比较小的圆，过了一段时间，地球就会赶上去，火星反而落在地球后面。 这可由两个以太阳为中心的同心圆换算，做出清楚的解析。如果我们认为火星是绕着地球运转的话，那么火星走的不是圆形的轨道，而是一个相当复杂的轨道，才能够解释地球和火星相对位置忽前忽后的观察结果。这是科学上常遇到的情形：一个观察结果可以用两个不同的理论模型来解释。到底哪个模型是对的呢？通常得等到有其他相同的观察结果，才能够下定论。不过，在科学里，一个有趣也常常有用的原则，叫作“奥卡姆剃刀”。这个原则是说，假如有两个不同理论可以用来解释一个现象的话，那么比较简单的理论会是正确的理论。在前面的例子中，地球和火星的相对位置，用“太阳为中心”的同心圆轨迹模型来解释比较简单，用“地球为中心”的模型来解释比较复杂，所以“太阳为中心”的模型是对的。 在20世纪前，物理学家为了解释许多光学上的现象，假设宇宙弥漫着一种介质，叫作“光以太”，光是靠着光以太来传递的。到了20世纪初，一方面物理实验无法找到光以太，另一方面爱因斯坦的特殊相对论可以正确地解释光传递的现象，而且是比较简单的，因此是正确的理论。在医学院里，学生经常被提醒用“奥卡姆剃刀”原则，当医生看到病人的症状分析病因时，应该往简单的而非复杂的方向去思考。管理学里，也常讲一个原则——“尽量保持简单”。奥卡姆是14世纪的哲学家，“剃刀”就是要把多余的、不必要的东西刮掉。在中文里，我们有“以简驭繁”这个成语，意思就是用简单的方法来处理看似繁杂的事情。是太阳系的正确模型。 从古希腊时代开始，不同的文化都讨论过地球或者太阳是宇宙中心的问题。不过，到了16世纪，波兰的天文学家哥白尼才真正奠定了“太阳是宇宙中心”的模型。在今天，宇宙和太阳系这两个概念是不同的。15世纪时，天文学家还以为太阳系就是整个宇宙。哥白尼一辈子只写过一篇半论文，在1514年，他写了一篇20页的论文，没有印刷出版，只在少数人之间流传。在论文里，他提出“地球并不是宇宙中心，宇宙中心是在太阳附近”这个论点。接着，他用了二十多年的时间把这篇论文扩充成二百多页的一本书。这本书在他逝世前一天才印刷出来，送到他的病榻旁。 哥白尼的“太阳是宇宙中心”模型是近代科学发展的优选贡献之一。不过，论文发表后并未马上被普遍接受。一个原因是，按照他的模型演算出来的结果，跟观察结果并不接近吻合。约60年之后，德国天文学家约翰内斯·开普勒（Johannes Kepler，1571-1630年）修正了哥白尼的模型，他指出，地球和其他行星运行的轨道不是一个圆，而是椭圆。大家都知道圆有一个圆心，哥白尼假设太阳就在圆心的位置；椭圆则有两个焦点，开普勒指出太阳的位置只是两个焦点之一。因此，当地球在椭圆的轨道上运转时，地球和太阳的距离并不固定，而是随着轨道上不同的点而改变。还有，哥白尼的模型假设地球在轨道上运转的速度是固定的，开普勒则相信地球在轨道上运转的速度并不固定。 P16-18