作品介紹

大人的科學(xué):牛頓天文望遠(yuǎn)鏡


作者:日本學(xué)研教育出版劉曉蘋(píng)     整理日期:2014-03-22 08:17:29

小身材大能力,《大人的科學(xué)》系列中最深藏不露的古典怪咖。
含日本原裝模型組件1套+大16開(kāi)四色全彩主題書(shū)1冊(cè)。
因發(fā)現(xiàn)“萬(wàn)有引力定律”而奠定近代物理學(xué)基礎(chǔ)的大科學(xué)家艾薩克?牛頓,在當(dāng)時(shí)巨人輩出的科學(xué)界嶄露頭角,緣起于他發(fā)明了小巧輕便的反射式望遠(yuǎn)鏡。由他親手打磨的金屬凹面鏡達(dá)到了當(dāng)時(shí)不可能的精度,這項(xiàng)發(fā)明卻讓普通人觀測(cè)天體成為可能。
1671年,青年牛頓在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上展示并捐贈(zèng)了這尊望遠(yuǎn)鏡。那是口徑5cm、焦距16cm的小型儀器,性能卻堪比長(zhǎng)達(dá)數(shù)米的折射式望遠(yuǎn)鏡,并大大改善了后者成像模糊的缺陷。人類對(duì)宇宙的探測(cè)由此邁入了一個(gè)新時(shí)代。
本書(shū)中的附件模型是英國(guó)皇家學(xué)會(huì)所收藏的牛頓望遠(yuǎn)鏡的復(fù)刻版——并不僅僅是仿造其古典雅致的外形,更是真正能夠進(jìn)行天體觀測(cè)的天文望遠(yuǎn)鏡。通過(guò)本書(shū)附件中的組裝望遠(yuǎn)鏡,可以觀測(cè)到月球、昴星團(tuán)、獵戶座大星云等天體。

  作者簡(jiǎn)介:
  《大人的科學(xué)》系列DIY手作模型書(shū),由具有60多年歷史的日本第一大教育類出版集團(tuán)——學(xué)研教育出版株式會(huì)社編著開(kāi)發(fā)。該社同時(shí)擁有50年出版科學(xué)模型和實(shí)驗(yàn)教材的扎實(shí)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)團(tuán)隊(duì),確保作品的原創(chuàng)性和權(quán)威性。
首創(chuàng)于2003年4月的《大人的科學(xué)》,在日本一年不定期出版3-4部,迄今已出版40余部作品。每一部《大人的科學(xué)》均包含一冊(cè)主題書(shū)和一套模型組件。模型的創(chuàng)意來(lái)源于經(jīng)典科學(xué)器材、科學(xué)史上的獨(dú)特發(fā)明或生活中的靈感迸發(fā)。讀者遵循主題書(shū)附帶的“安裝和使用說(shuō)明”即可將模型DIY組裝成形,在組裝和使用的過(guò)程中重溫手作的快樂(lè),并學(xué)到相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)。
    組裝完模型之后,讀者不妨把模型放在手邊,參照著閱讀主題書(shū)。為了讓模型的原理更明晰,創(chuàng)意更好玩,主題書(shū)中滿載著與模型相關(guān)的延伸內(nèi)容,包括相關(guān)技術(shù)的歷史沿《大人的科學(xué)》系列DIY手作模型書(shū),由具有60多年歷史的日本第一大教育類出版集團(tuán)——學(xué)研教育出版株式會(huì)社編著開(kāi)發(fā)。該社同時(shí)擁有50年出版科學(xué)模型和實(shí)驗(yàn)教材的扎實(shí)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)團(tuán)隊(duì),確保作品的原創(chuàng)性和權(quán)威性。
首創(chuàng)于2003年4月的《大人的科學(xué)》,在日本一年不定期出版3-4部,迄今已出版40余部作品。每一部《大人的科學(xué)》均包含一冊(cè)主題書(shū)和一套模型組件。模型的創(chuàng)意來(lái)源于經(jīng)典科學(xué)器材、科學(xué)史上的獨(dú)特發(fā)明或生活中的靈感迸發(fā)。讀者遵循主題書(shū)附帶的“安裝和使用說(shuō)明”即可將模型DIY組裝成形,在組裝和使用的過(guò)程中重溫手作的快樂(lè),并學(xué)到相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)。
組裝完模型之后,讀者不妨把模型放在手邊,參照著閱讀主題書(shū)。為了讓模型的原理更明晰,創(chuàng)意更好玩,主題書(shū)中滿載著與模型相關(guān)的延伸內(nèi)容,包括相關(guān)技術(shù)的歷史沿革、相同原理在其他領(lǐng)域的應(yīng)用、手工達(dá)人的奇趣改造等等,尤其注重探索科技與生活、文化、藝術(shù)的關(guān)聯(lián)。讀者在享受完模型制作的樂(lè)趣后,更能在主題書(shū)中徹底滿足求知欲和好奇心。
在日本學(xué)研社,每一部《大人的科學(xué)》從選題確定到最終上市,一般需要經(jīng)歷6個(gè)多月。除了編輯部的5位主創(chuàng)開(kāi)發(fā)者以外,在策劃、開(kāi)發(fā)、制作、編輯、量產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)中,還要借助多達(dá)幾十位經(jīng)驗(yàn)豐富的外部人員一起推進(jìn)。
讓如此眾多的參與者孜孜以求的《大人的科學(xué)》,背后寄托著幾代編輯者的美好愿景。60年前,學(xué)研社曾為日本的小學(xué)生讀者制作過(guò)帶有附件的科學(xué)雜志《○年的科學(xué)》,然而那一代讀者在兒童時(shí)代接觸了科學(xué)知識(shí)后,長(zhǎng)大卻對(duì)科學(xué)的認(rèn)知變淡薄了。但科學(xué)的世界無(wú)關(guān)年齡,有趣的事物始終有趣,學(xué)研社編輯們希望讀者在長(zhǎng)大之后依然能享受科學(xué)的樂(lè)趣,更希望大人能以親子的形式在家庭內(nèi)部把科學(xué)的趣味傳播開(kāi)來(lái),讓普通人感受到科學(xué)就在我們身邊。由此,《大人的科學(xué)》誕生了——而后經(jīng)過(guò)數(shù)次改進(jìn),最終在2003年4月,以主題書(shū)與模型的組合形式閃亮問(wèn)世。
日本是一個(gè)具備“制造”文化的獨(dú)特國(guó)家,因而發(fā)展成為制造業(yè)強(qiáng)國(guó)。從日本歷史上來(lái)看,科學(xué)的發(fā)展與制造技術(shù)的發(fā)展是無(wú)法割裂的。在物質(zhì)極大豐富的現(xiàn)代,科技制造和科學(xué)教育變得愈發(fā)重要——《大人的科學(xué)》也被眾多抱有同樣觀點(diǎn)的讀者支持著。
獨(dú)特有趣的科學(xué)主題、漂亮?xí)r尚的設(shè)計(jì)裝幀,以及大人小孩都會(huì)著迷的精致模型,令《大人的科學(xué)》在日本廣受歡迎,長(zhǎng)盛不衰,10年暢銷逾200萬(wàn)套。現(xiàn)在,這一系列已由磨鐵圖書(shū)首度正版引進(jìn)。

  目錄:
  
  目錄:
  
5牛頓:反射式望遠(yuǎn)鏡之父
10牛頓和萬(wàn)有引力定律
蘋(píng)果和月亮都在下墜!
22用我們的望遠(yuǎn)鏡做游戲
親子娛樂(lè)之第一次的天體觀測(cè)
28精度1/100000mm的奇跡
  目錄:
  
5牛頓:反射式望遠(yuǎn)鏡之父
10牛頓和萬(wàn)有引力定律
蘋(píng)果和月亮都在下墜!
22用我們的望遠(yuǎn)鏡做游戲
親子娛樂(lè)之第一次的天體觀測(cè)
28精度1/100000mm的奇跡
38望遠(yuǎn)鏡種類完全圖解
42月面再考
人類為什么還要登月?
50大人的科學(xué)實(shí)驗(yàn)村
56道布森式望遠(yuǎn)狂
58窺視宇宙的望遠(yuǎn)鏡先生
65真空管的時(shí)代
72明和電機(jī)的Mylittlelover
74伊藤雅敏
手作燈泡的超級(jí)作業(yè)
79神奇的加壓訓(xùn)練
83佳片推薦:《一聲驚雷》
84牛頓天文望遠(yuǎn)鏡組裝和使用方法
牛頓:
反射式望遠(yuǎn)鏡之父
伽利略?伽利雷把透鏡裝入圓筒中制成折射式望遠(yuǎn)鏡,并通過(guò)它來(lái)窺探星空,從而為尼古拉?哥白尼的“日心說(shuō)”提供了有力的證據(jù)。在伽利略離開(kāi)這個(gè)世界之后的1642年,艾薩克?牛頓出生了。
與伽利略相隔一代的牛頓,創(chuàng)造出了世界上第一架實(shí)用型的反射式望遠(yuǎn)鏡。
反射式望遠(yuǎn)鏡,用凹面鏡取代了透鏡來(lái)聚光。在牛頓之前,笛卡爾、格雷戈里等雖然提出了反射式望遠(yuǎn)鏡的構(gòu)想,但是并未創(chuàng)造出具有實(shí)用性的東西。最終,將反射式望遠(yuǎn)鏡這個(gè)實(shí)物呈現(xiàn)在大家面前的,正是從兒童時(shí)代起就酷愛(ài)實(shí)驗(yàn),能精巧地自制各種東西的牛頓。
對(duì)光的強(qiáng)烈興趣和棱鏡實(shí)驗(yàn)
看著牛頓每天埋頭于思考和制作,完全沒(méi)有繼承家產(chǎn)的實(shí)際能力,他的叔父很擔(dān)心,于是把他送到了劍橋大學(xué)三一學(xué)院?墒,即使是在劍橋大學(xué),牛頓也基本上沒(méi)有交朋友,過(guò)的依然是每天埋頭讀書(shū)的生活。
大家也許會(huì)想:連望遠(yuǎn)鏡都設(shè)計(jì)出來(lái)了,那他應(yīng)該沉迷上了天體觀測(cè)吧。其實(shí)不然。通過(guò)對(duì)各種自然現(xiàn)象的觀察,試圖發(fā)現(xiàn)支配這些現(xiàn)象的法則,才是當(dāng)時(shí)學(xué)者們的熱情所在。那時(shí)自然科學(xué)、哲學(xué)、神學(xué)、煉金術(shù)等各種學(xué)術(shù)渾然一體,這正刺激了牛頓對(duì)知識(shí)的好奇心。從1664年左右開(kāi)始,他幾乎通過(guò)自學(xué)完成了取名為“哲學(xué)的疑問(wèn)”的筆記,筆記中寫(xiě)滿了他自
己的理論和考察。
其中,強(qiáng)烈地吸引著青年牛頓好奇心的正是關(guān)于光和色彩的研究。牛頓把對(duì)笛卡爾《屈光學(xué)》的反駁寫(xiě)在了筆記上,并開(kāi)始熱衷于對(duì)透鏡、棱鏡、鏡子等光學(xué)器材的研究。在這種對(duì)于光和視覺(jué)的強(qiáng)烈興趣的驅(qū)使下,為了觀察閉上眼睛后眼前出現(xiàn)的余像,牛頓有時(shí)候因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間盯著陽(yáng)光,幾乎把眼睛灼傷。正是因?yàn)檫@樣,才堅(jiān)定了牛頓對(duì)于自己理論的信心。
1665年,羅伯特?胡克出版了《顯微制圖》一書(shū)。由于對(duì)其中所寫(xiě)的色彩理論充滿了疑問(wèn),牛頓進(jìn)行了有名的棱鏡實(shí)驗(yàn)。牛頓把棱鏡放在陽(yáng)光(白光)下,陽(yáng)光透過(guò)棱鏡分解成各種顏色的光線(光譜),然后他又把第二個(gè)棱鏡放在這些帶有顏色的光下,結(jié)果發(fā)現(xiàn)光線的顏色不僅沒(méi)有變化,顏色的種類也沒(méi)有增加。由此牛頓得出結(jié)論,白光是由折射率不同的各種顏色的光組成的,白光其實(shí)是全部顏色的混合。幾年后,這個(gè)想法被應(yīng)用于反射式望遠(yuǎn)鏡的制作。為了反駁胡克,牛頓把兩塊玻璃體夾在一起,然后進(jìn)行了光透過(guò)空氣薄膜的折射實(shí)驗(yàn)。
也就是在這時(shí)牛頓發(fā)現(xiàn)了現(xiàn)在用于檢查透鏡和鏡面歪斜的“牛頓環(huán)”現(xiàn)象。
反射式望遠(yuǎn)鏡的制作和對(duì)后世的影響
當(dāng)時(shí)望遠(yuǎn)鏡的透鏡始終沒(méi)能解決成像模糊這個(gè)問(wèn)題。牛頓認(rèn)為其原因在于光色折射率的不同,也就是所謂的“色象差”問(wèn)題,由此他感到了折射式望遠(yuǎn)鏡本身是有局限的。
于是,牛頓嘗試著制造出了用凹面鏡取代透鏡來(lái)聚光的反射式望遠(yuǎn)鏡。當(dāng)時(shí)還沒(méi)有用銀或鋁鍍制的玻璃鏡,只有把金屬打磨后制作出來(lái)的金屬鏡。
牛頓用自己研制出的合金磨制出了凹面鏡。凹面鏡的制作正是反射式望遠(yuǎn)鏡的困難所在。要想得到清晰的成像,就必須按照光波長(zhǎng)(380~740nm)的幾分之一的精度來(lái)進(jìn)行研磨。也就是說(shuō),牛頓的反射式望遠(yuǎn)鏡擁有著當(dāng)時(shí)任何人都無(wú)法超越的精度。
在1704年出版的《光學(xué)》一書(shū)中,牛頓提到鏡子的研磨方法是問(wèn)題的關(guān)鍵,并詳細(xì)地把研磨方法記載了下來(lái)。牛頓的手藝如工匠般靈巧,關(guān)于鏡子的特性也無(wú)所不知,他利用銅制的模型制作出合金,然后通過(guò)螺距研磨打造出了凹面鏡。
牛頓晚年,當(dāng)有人問(wèn)起他是在哪里做成了那個(gè)大名鼎鼎的望遠(yuǎn)鏡時(shí),牛頓回答:“在哪兒?那可是我親手做的!就連工具都是我自己做的。要是讓別人幫我去做,估計(jì)什么都做不出來(lái)!保ā都s翰?康杜特的回憶》,1726年)1668年,牛頓制成的第一架反射式望遠(yuǎn)鏡,其長(zhǎng)度為6英寸(約15cm),放大倍率為40倍,牛頓自己記載這架望遠(yuǎn)鏡的性能完全可以和鏡筒為10倍、6英尺長(zhǎng)(約1.8m)的折射式望遠(yuǎn)鏡相媲美。
牛頓制成的望遠(yuǎn)鏡,在劍橋大學(xué)被大家口口相傳之后,于1671年在科學(xué)家聚集的英國(guó)皇家學(xué)會(huì)上呈現(xiàn)在世人眼前。作為世界上第一架實(shí)用型反射式望遠(yuǎn)鏡,人們對(duì)其贊譽(yù)不絕。牛頓以此為契機(jī),又在皇家學(xué)會(huì)上發(fā)表了關(guān)于色彩的論文,從此他作為一個(gè)朝氣蓬勃的研究者開(kāi)始活躍在世界舞臺(tái)上。
試想,如果牛頓在當(dāng)時(shí)沒(méi)有研制出反射式望遠(yuǎn)鏡,望遠(yuǎn)鏡的歷史將會(huì)大大不同吧。折射式望遠(yuǎn)鏡的時(shí)代或許會(huì)持續(xù)得更久些,像今天這樣以“昴星團(tuán)望遠(yuǎn)鏡”為代表的大型反射式望遠(yuǎn)鏡的時(shí)代或許也還沒(méi)有到來(lái)。







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大人的科學(xué):牛頓天文望遠(yuǎn)鏡的作者是日本學(xué)研教育出版劉曉蘋(píng),全書(shū)語(yǔ)言優(yōu)美,行文流暢,內(nèi)容豐富生動(dòng)引人入勝。為表示對(duì)作者的支持,建議在閱讀電子書(shū)的同時(shí),購(gòu)買紙質(zhì)書(shū)。

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