科學史上最有梗的20堂物理課（上 ）40部LIS影片讓你秒懂物理 (電子書)

作者序──幫助孩子培養長久受用的科學探究能力

推薦序1──從科學探究歷程，有溫度的學物理

推薦序2──在科學中時常抱持懷疑精神

物理史關鍵年表

本書特色與人物介紹

第1課 世界第一本《物理學》──亞里斯多德

第2課 浮力原理，尤利卡！──阿基米德

第3課 「光」從哪裡來？──海什木

第4課 慣性與自由落體──伽利略

第5課 打開電磁學的大門──吉爾伯特

第6課 真空與大氣壓力──托里切利&帕斯卡

第7課 反射與折射定律──司乃耳&笛卡兒

第8課 航海、經度與時鐘──惠更斯&虎克

第9課 白光原來是七彩──牛頓

第10課 萬有引力與蘋果──牛頓

附錄1 十二年國民教育自然領域 課綱學習內容對應表

附錄2 名詞索引

　　LIS的宗旨是「Learning In Science」；「讓每一個孩子，擁有實踐夢想的勇氣和能力！」則是我們對教育的願景。我們希望可以透過教材為孩子開啟新的視角，發現科學不僅是一門從生活出發的學科，也是一套理解世界的方式。

　　我們相信學習本質其實是STEAM或是PISA在談的「解決問題能力」、「批判性思考」和「好奇心」，這才是每一個人一輩子都用得到的能力。因此，我們從科學開始，爬梳科學史的脈絡，將科學家解決問題的思維、方法等過程，開發成獨一無二的創新教材。

　　我們設計的教材包含影片製作與教案開發。在影片特色方面，會以動畫和戲劇的方式，把科學變得更圖像化且富故事性，所以大家在觀看時可以很容易就進入我們設定的情境，進而引起學習動機。而我們設計的教案，則將影片中科學家發現及產出知識的情境還原給孩子，希望能讓他們在科學史中探究、冒險，最後培養出科學能力。

　　走進科學史的世界裡，會發現課本中的概念與公式，事實上並非為考試存在，而是一套科學家們看待與理解這個世界的思維。其實在開發物理系列教材時，我們也遇到不少瓶頸──這是一門起源於「哲學」的學科，即便有大量的實驗驗證，更多是「腦中」的思想實驗；想的雖然都是力、光、熱等生活可觸及的現象，但理解起來可說是非常抽象！每每「剖」開科學家的腦，細細研讀一番後，會發現自己以前的理解原來還不夠完整，常有不斷被更新的感覺。每部影片都是夥伴們花很長的時間撰寫文本、進行教學，再讓非理工背景的編劇與動畫師充分理解科學概念後，才能完成的。

　　然而這整個過程中，最難的不是梳理理論演進。如何避免在傳遞知識時，把自己熟知的資訊想得太理所當然而沒有表達出來，才是最大的挑戰。這對沒學過相關概念的觀眾而言，就會對資訊感到疏離、斷裂，而無法連貫吸收。因此我們在製作教材時，必須不斷回到「不懂的狀態」，重新看待這些要給學生看的內容，抽絲剝繭找出哪裡會造成孩子理解困難，小心翼翼運用劇情與動畫來轉化。而這套與親子天下合作的物理系列，也是以這樣的心情誕生的。

　　再次感謝胡妙芬老師，這次也依然用生動的文字，讓孩子有機會一窺影片中物理學家們精彩故事的全貌；謝謝插畫家彥伶在圖像與版面的用心，讓知識易讀又有趣；還要感謝親子天下的編輯們：欣靜、淳雅，為這本書花了許多的心思，讓愛看故事的孩子，進入科學家充滿好奇心的世界，也讓愛科學的孩子們，透過文圖交織的這扇窗欣賞科學。

　　最後我們想跟大家說，這套書是一套完全不同於坊間科普童書的作品，結合科學史、科學家人物傳記、科學理論演進歷程等多元面向，還特別設計了能讓大家天馬行空發問的「快問快答」單元。在閱讀時，你可以把它拿來配合我們的影片當作補充資訊，也可以把它視為科普版的「科學通史」，甚至是單純把它當作有趣的科學故事書……這都沒有問題，因為我們相信這套書的內容結合了我們多年的知識結晶，一定能讓大家得到意想不到的收穫！

　　你認識幾個物理學家？是不是覺得物理學家都聰明又厲害，彷彿那些困難的問題在他們手中一次就能解決？

　　對喜歡物理的人而言，物理學家是崇拜的對象；但對討厭物理的人而言，物理學家可是憎恨的敵人：「要不是你們我就不用背這麼多奇奇怪怪的公式了！想到歐姆定律我就想翻臉……」不過當你知道歐姆曾經是個「魯蛇」，38歲無妻無子沒事業難溫飽，卻還要堅持做研究，是不是會有點同情他、覺得有錢可能會好一點？等等，那你認識卡文迪西嗎？人生勝利組、家裡有錢得不得了，他做出許多重要實驗，其中還比歐姆早46年發現歐姆定律──但這些定律卻都不是以他命名，到頭來竟然是個「被孤僻性格（或錢）耽誤的科學家」……

　　這些課本裡冷冰冰的人名，其實都有自己的性格，彼此間可能有著愛恨情仇、心機權謀。這些偉大的科學家說穿了，與你我相同。物理也是這樣的，看起來雖有距離，卻始終源於生活，那些研究與發現也會進一步影響我們的生活。沉浸在這些情節，同時又能跟著科學家的眼光觀察，並且由淺入深、漸進有條理的學習物理，就是《科學史上最有梗的20堂物理課》精彩之處。

　　這套書呈現科學家的日常以及科學探究的歷程，每堂課都帶著你搭上時光機回溯不同年代，近距離了解他們的思考方式。你會發現科學沒你以為的那麼嚴肅。

　　想像一下你突然降落在這個場景：某個無辜的小男孩被懸吊在空中，旁邊有助手操作著奇怪機器、還有看起來像是祭師的人拿玻璃棒碰觸男孩。接下來男孩身上開始黏上小紙屑，手指還能隔空讓書本翻頁！不，這不是邪教儀式，只是與靜電感應現象相關的一幕（本套書第11課）。我同意，科學實驗有時看起來真的有點像邪教活動，這其實是探索物理未知領域時有趣的一環。書中向讀者揭露許多科學研究的意外與樂趣，讓物理定理立體而好玩。

　　跟著理論的誕生歷程走一回，其實就能自然而然的記住核心物理概念。再舉個例子：假如你不幸掉進一間牢房，跟個奇怪的阿拉伯人關在一起，你看他面向外頭喃喃自語，便跟著他觀察光透過小縫照進牢房，藉由顛倒的影像發現針孔成像──一起領悟光的「射入說」比「外射說」更接近真實。這個人的十年牢獄成就厚達七卷的光學書，為科學發展奠基。他的全名長到你記不住，好險可以簡稱「海什木」。試想，這段經驗是不是比你死記「上下顛倒、左右相反」的針孔成像口訣來得生動？（本套書第3課）透過這套書以及LIS團隊精心拍攝的影片來學習，你不用真的進牢房，也不用困在任何偉大科學家遭遇的難關，就可以一步一步領略物理的天堂。

　　這些令人讚嘆的物理定律，都是貨真價實的「人」發現的，了解科學家們探索科學的歷程，定理公式便有了溫度。在時光機還沒有發明之前，不妨藉由這套書帶領你進行一趟時光之旅，體驗學習科學的樂趣！

　　古希臘哲學家亞里斯多德寫出世界上第一本《物理學》，雖然為探索物理現象起了個頭，但他的某些觀念卻成為科學發展的巨大阻礙。牛頓脾氣有點古怪，直到受好人緣的好友哈雷鼓勵與贊助，才將「牛頓三大運動定律」、「萬有引力」等重要內容，寫成曠世巨作《自然哲學的數學原理》。不管是前者或後者，他們的物理學著作不僅深深影響日後科學研究，甚至也改變了人們的生活。

　　如今在二十一世紀的臺灣，這套《科學史上最有梗的20堂物理課》梳理了過往物理發展，承接過去的重要觀點，也將會深刻影響這塊土地上的物理教育。這套書分上、下兩冊，每冊共10課，從西元前四世紀的亞里斯多德揭開序幕，一直講述至近代二十世紀愛因斯坦、德布羅意，是部時空橫跨超過2400年的物理發展史。

　　書中著重科學歷史脈絡的論述方式，讓我眼睛為之一亮。每個章節中都針對不同的物理觀念說明發展經過，其中若遇到物理大師們想法、派別相異的段落，書中呈現出分庭抗禮的論辯過程更是精彩，例如：熱質說VS熱動說、難解的電磁曖昧關係，以及光到底是粒子還是波動的糾結故事。書中不會先講結論，而是將歷史上科學家們各自的想法都說清楚，再一起探討實驗證據，看看誰對誰錯。這種做法很適合讀者融入情境思考，想想如果自己是當時的科學家會怎麼做，同時也能跟著書中人物來回修正假設，一同找到最佳的解答。

　　書中提到波動說和粒子說時，有一段是這樣寫的：「不知道你有沒有注意到？贊成光是純粒子的一派，幾乎無法否定對方的實驗有錯；同樣的，贊成光是純波動的一派，也只能證明光有波動性質，無法挑出光是粒子的實驗有什麼大毛病……」後續便提到光其實具有「波粒二象性」的概念和相關研究。這種引導是很棒的訓練，能讓讀者在理解與探索科學時，保持懷疑與辯證的能力，除了吸收書中史實和科學知識外，這樣的思辨力也非常可貴。

　　這套書還有幾個值得一提的地方：帶有引導提問元素的「快問快答」單元；這些問答設計結合主文中的要點，協助讀者培養出整合、延伸內容等高層次的思考能力，進而達成探究學習。每章節還加入許多很有梗的插畫，最後更附上LIS影音頻道的連結，這些元素都能寓教於樂，提高讀者對物理好奇心及學習動機。

　　我從小就對物理抱持相當濃厚的興趣，之後不管求學或教學始終保持初衷、熱愛探究大自然界的各種現象──但這一套《科學史上最有梗的20堂物理課》卻能令我驚豔，提供我新角度深入探索物理發展的面貌，有機會更深切的理解這些大名鼎鼎的物理學家及他們研究的脈絡，受益可謂良多，是一部不可多得的科普書籍，特此推薦這套書給大家。