科學的故事I 科學的序曲：觀天象

推薦序一

　　我認識作者超過半世紀，我們是大學同班同學。他治學嚴謹，凡事追根究柢，頗有科學家風範。近年來他更發揮教育家的精神，寫了好幾本科普書，以淺顯易懂的文字來描述深奧的科學原理，造福普羅大眾。這也很明顯的反映在這本書中；我們現在認為理所當然的「時間」，起源是從何而來，最後又是如何定義的？從古老時代人類的細心觀看，再以累積得來的觀察結果，建立假說看看是否符合觀察所得；整體過程是經過如此漫長的歲月，無限的經驗累積，才有今日的「理所當然」。書中細述來龍去脈，包括古今中外的發展及比較，甚至還穿插了精美的圖片，有的是取自藝術名畫，也有的是作者自己親筆畫作，更能加深讀者的印象。若欲一探任何現象之究竟或滿足你的好奇心，這絕對是本最佳選擇研讀及參考的讀物。實在佩服作者認真的求證推理且細心又生動的描述，非常符合實驗科學的精神。就如同作者在書中所說：「感性是科學的靈魂，而理性是科學的肉體。」以科學思想伴隨著人文歷史的發展來寫這本書。期望讀者在享受現代文明之際，也能充分暸解現代文明漫長發展之過程。在你欣賞這本《科學的故事I ──科學的序曲：觀天象》後，一定會迫不及待的期待閱讀第二個故事：《歐洲科學革命及牛頓定律》；接著第三個故事：《波的概念》及第四個故事：《物質》。仔細讀完這一系列的故事後，相信你將對世界萬物之組成會有通盤暸解。在此極力推薦本系列故事，並預祝大家快樂閱讀欣賞。
 

推薦序二

　　徐明達院長是我高中時的同窗好友，毗鄰而坐，經常一起討論問題。他的認真、勤奮和對教育的關心，讓我非常欽佩。大學時，他在化學系，我在物理系，常一起修課，讀研時，同在加州理工學院，也時常連絡。在這些時期，明達兄一直保持認真、勤奮和關懷教育的精神。

　　本月19 日畢業五十年重聚會在臺大體育館舉辦，二十餘年未見，短暫的告知現狀，欣聞其在過去十幾年寫了好幾本科普的書籍：《病毒的故事》、《禽流感大戰疫》、《廚房裡的秘密：飲食的科學及文化》、《細菌的世界》。徐明達院長一向關注科學的起源和科學的方法，一直想用實際的發展和例子將科學的起源和方法有趣並條理分明的介紹給一般大眾。

　　徐教授退休後，把以前收集的資料整理出來，準備寫成一系列以科學故事為基礎的科普書籍，以闡明科學的起源和方法。觀天象令人感到自然現象的規律與持續，在人文上啟發了「天行健，君子以自強不息」的精神，在應用上推定了農時。對日月星辰運行的觀測、計算和預測，引發了古代天文學的發展。這是科學的故事第一集的主要內容。古代天文學可以說是現代科學的濫觴，經過哥白尼、第谷、伽利略、克卜勒、牛頓等人的繼續發展，形成了牛頓力學的世界體系，定量化了時間、方位和運動的概念，是科學方法應用的一個典型和重要的例子。這是科學的故事第二集的內容。牛頓力學的世界體系，可以說是科學界第一次的集大成，影響了世界兩百餘年。到了十九世紀下半，牛頓力學逐漸不能說明所有的觀測和實驗，開始了狹義相對論和廣義相對論對時間空間觀念的修正，和量子力學對物質亦是波動的嶄新闡述。量子力學的發展及應用促使了我們對凝態的瞭解，並促成了半導體、固態電子、光電的產業革命，繼而促成了電腦、資訊與大數據的二次革命。

　　今年2 月11 日美國雷射干涉重力波天文臺（LIGO，Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory）在預定的記者會上，宣布LIGO 團隊和Virgo（義大利和法國在Pisa 地區建造的3 公里臂長重力波天文臺）團隊以LIGO 兩個相距3000 公里、臂長4 公里的重力波干涉儀探測到了距離我們約13 億光年的兩個大約為30 太陽質量黑洞的合生所產生的重力波。這次的合生是在2015 年9 月14 日探測到的，信號持續的時間為0.2 秒。合生時最大的重力波亮度大於可觀測到宇宙所有恆星亮度的總合。因其合生時的距離，最大的重力波應變達到探測器時為10-21，對4 公里臂長的應變為4am（attometer；atto 為10-18之義），即約為鋁原子核的千分之一。LIGO 團隊和Virgo 團隊正在分析其它的合生信號。重力波的首探開啟了天文學新的領域，進一步的發展可使一個靈敏的干涉儀探測大部分的宇宙，無需以管窺天，可以說是人類科學發展上的極至。而這極至的達成有賴上述基本物理定律的建立和近代儀器的發展。

　　在高中、大學時，常看各種書籍，很想多瞭解一些科學的發展和起源。然而，啟蒙和較有系統的中文書難尋。徐教授這一系列書籍可以對現在的年輕人和科學愛好者提供了很好的科學發展啟蒙和有系統的概念介紹，可以為現在的年輕人和科學愛好者慶幸，其第一冊《科學的序曲：觀天象》更是重要的開始。