結構之書：從自然物到人造物，萬物成形與屹立不搖的永恆祕密

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★長踞Amazon「結構」、「土木工程」、「建築材料」分類暢銷榜，難以取代的經典著作！
★收錄逾150張圖解，融合科學知識與人文素養，旁徵博引，非專業人士也能無礙閱讀！
★Amazon 4.6顆星，《科學人》雜誌、《建築師期刊》讚譽推薦！

專業審訂──
呂良正│國立臺灣大學土木工程學系教授、康乃爾大學理論與應用力學博士

國內推薦──
王俊雄｜實踐大學建築設計學系系主任
阮慶岳｜建築評論家
畢恆達｜國立臺灣大學建築與城鄉研究所教授
曾成德｜國立陽明交通大學建築所終身講座教授/跨領域設計科學中心主任
劉曼君｜博士／中華工程教育學會辦公室主任
鄭陸霖｜《尋常的社會設計》作者、實踐大學工業產品設計系副教授
簡麗賢｜北一女中物理教師

從人造結構、自然界的結構到萬事萬物的結構秩序，包含所有結構，又不只是結構！

「結構」一詞，有人定義為「任何以荷重為目標的物質組合」；結構相關的研究是傳統的科學學門之一。工程結構假如損壞，可能會有人因此而死，所以工程師會竭盡所能，謹慎地研究各種結構的反應。但是，工程師和其他人談到他們的研究主題時，問題就大了，因為他們使用的語言十分怪異，導致有些人深信一件事：結構相關的研究，以及結構會怎麼承載重量，都是無法理解、無關緊要，又無趣至極的事。

然而，結構處處和我們的生活相關；畢竟，所有的動植物，以及幾乎所有的人造物，多多少少都需要承受一定程度的力學力而不損壞，也因此幾乎所有的東西都有某種結構。談到結構，我們問的問題不只有建築和橋梁為什麼會倒，或是機械和飛機為什麼有時候會解體而已；我們還要問：

  ․蚯蚓為什麼會長成那個形狀？
  ․蝙蝠怎麼有辦法飛進一叢玫瑰裡，翅膀卻不會被撕裂？
  ․我們的肌腱是怎麼運作的？
  ․我們為什麼會腰痛？
  ․翼手龍的重量怎麼會那麼輕？
  ․鳥類為什麼會有羽毛？
  ․我們的動脈是怎麼運作的？
  ․我們能怎麼幫助身障兒童？
  ․帆船的帆為什麼會做成那樣？
  ․奧德修斯的弓為什麼會那麼難裝弦？
  ․古人為什麼到了晚上會把戰車的輪子拆下來？
  ․古希臘的投石機是怎麼運作的？
  ․蘆葦為什麼會隨風飄逸？
  ․雅典的帕德嫩神廟為什麼那麼美？
  ․工程師能不能從自然結構獲得靈感？
  ․醫生、生物學家、藝術家和考古學家又能從工程師身上獲得什麼靈感？

結構有可能會崩壞，也確實會崩壞，而且崩壞可能十分重要，有時還十分戲劇化。吊橋為什麼承受八線道的車流也不會垮？為什麼有些水壩能擋住幾萬公升的水，有些卻不行？摩天大樓、斜裁洋裝，或甚至是一隻袋鼠——這些物體的背後又有哪些設計原理？這些問題在這本書中都有答案。

不論是建築物、動物軀體、飛機或蛋殼，本書以通俗的方式，說明撐起世界萬物的各種基本原理。戈登用風趣的文字，結合他熟稔的專業長才和百科全書般的知識，探討包括「怎麼設計一隻蚯蚓」和「身而為梁好處多」等逗趣的主題，讓讀者深入了解人類和大自然創造各種物體的原理。此外，本書以清晰直白的用語解釋應力、應變、扭力、斷裂、壓縮等基本概念，即使是專業的建築師和工程師也能從中獲益。不論你想打造的是一棟房子、一艘帆船，或一台投石機，這本書都能讓你理解各種構件的運作原理，從接合、地板、天花板、船體、桅竿到古代大教堂的飛扶壁。

想要知道日常生活手邊各種事物的背後有哪些奇妙的科技，但又不想被專業術語淹沒？這本書就是深入淺出的最佳指南！
 

作者簡介

詹姆斯•愛德華•戈登James Edward Gordon
1913年生於英國，為材料科學與生物力學領域的先驅研究者之一。格拉斯哥大學造船專修，除本作外，另有兩本影響深遠的結構和材料領域著作，《The New Science of Strong Materials or Why You Don''t Fall Through the Floor》（1968）、《The Science of Structures and Materials》（1988），譯為多種語言，並廣泛作為中學和大學教材。

譯者簡介

王年愷
臺灣大學外文系、臺北藝術大學管絃擊樂研究所畢業，臺灣師範大學翻譯研究所博士班肄業，譯著包括《換了語言，就換了腦袋》、《網路讓我們變笨？》、《戰勝愛滋》、《資訊爆炸之後》（以上由貓頭鷹出版）、《dpi 2013好玩漢字節特刊》（漢生科技出版）、《台灣產業聚落：蛻變與重生》（外貿協會出版）、《深度思考》、《塗鴉學數學》（臉譜出版）等。

一整章的意外
（罪惡、錯誤和金屬疲勞的研究）
 
你可曾聽聞那奇妙的單馬車， 它完全合乎邏輯製造，它運轉整整百年，日子不差半個， 然後突然間，它就——
 
奧利佛．溫德爾．霍姆斯（Oliver Wendell Holmes），《單馬車》（The One-Hoss Shay）
 
如果用最正確的方式來看整個實體世界，應該將它視為一個巨大的能量系統：在這個巨無霸的市場裡，各種能量不斷依照固定的規律和計算方式互相轉換、交易。只要某個行為在能量上會有優勢，它遲 早一定會發生。就某方面來說，「結構」的作用是延緩能量上有優勢的事件發生。舉例來說，重物掉到地上，藉此將應變能釋放出來，就能量而言其實有利。這個重物遲早一定會掉到地上，應變能一定會釋放出來。但結構的作用就是讓這件事情延遲發生，延遲的時間可能是一季、一輩子，或是幾千年。到了最後，所有的結構一定會破壞或毀滅，就像沒人逃得了一死。醫學和工程學的用意，就是將死亡或毀滅延遲一段充足的時間。問題來了：「一段充足的時間」是多久？在打造所有的結構時，我們都得設法讓它在我們認為適當的壽命內能「安全」運作。至於適當的壽命有多長？火箭可能是幾分鐘，汽車或飛機可能是十年或二十年，大教堂可能是一千年。霍姆斯筆下的單馬雙輪馬車，打造的時候就是要運作一百年，一日都不差；它最後也確實依照原訂計畫，在一八五五年十一月一號那一天，正當執事撰寫講道稿寫到「第五點」的 時候解體。但這一切當然都是鬼扯。同理，在內維爾．舒特（Nevil Shute）的小說《無航道》（No Highway）裡，膽大過頭的英雄角色狄奧多．哈尼（Theodore Honey）預言「馴鹿式客機」飛行剛好一千四百四十小時後，可能加減大約一天，機尾就會因為「金屬疲勞」而斷裂。這種說法當然也是鬼扯， 而且舒特一定知道這是鬼扯，因為他自己就是經驗豐富的飛機設計師。