自然规律的探索之旅（第一卷）

图书标准信息

• 作者 林少如
• 出版社 天津科学技术出版社
• 出版时间 2018-01
• 版次 1
• ISBN 9787557638597
• 定价 39.90元
• 装帧 软精装
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸

【内容简介】

探索之旅设定“未知”背景，即我们假设对这个世界一无所知。在这个未知背景下，探索之旅将以自然界为研究目标，以物理学为重点，只允许使用制作原理已知的工具，从零开始探索这个世界的规律，并在此过程中研究各种规律的应用，以用于新的探索工具的制作，同时展现出人类技术的进步过程。不同于大多数教材或科普书籍使用简化后的科学史来进行探索部分的陈述，探索之旅自己想象严密的探索过程，并将其写成一个连贯的侦探故事，带领读者以*人称的视角身临其境地经历探索的过程。探索之旅从原则上要求读者忘记曾经学过的所有知识，所以它完全可以适用于任何一个普通人，但相比一些科普书籍来说，它是自下而上地带领读者一起通过探索的方式理解这个世界，而非自上而下地将一些知识野蛮地灌输到读者脑中。在即将启程的*卷中，探索之旅以基础天文学为主题，要求读者忘记曾经学过的所有知识，只留下生活中的经验以及简单的四则运算，只使用尺子、量角器、绳子、钟表等普通人都能理解其制作原理的简单工具，从零开始观察和探索这个世界，并获得对于这个世界的总体认识——从*开始意识到地面是球状，到找到方法测量地球的半径；接下来可以预测在地球上任意点看到的任意一个星星从哪个方向升起、升多高，又从哪个方向落下，可以分辨出恒星和行星，可以用恒星来绘制世界地图、测量地球上任意两点距离，辨认星座……再到可以预测太阳在天空中划过的轨迹，确定一年的时间长度，建立一整套包括公历、每天时刻划分的时间体系，用太阳和手表辨别方向……再到可以测量月亮的距离和大小，掌握月相变化、月亮升落方向、月亮出现时间，到阴历、阴阳历、农历的建立，日月食的原理和预测……再到行星轨道的绘制，到日心说、开普勒三定律的建立……这些全部都是从对于这个世界完全空白开始，与几乎不具备任何科学知识背景的读者一起，运用*为简单的工具获得的。而到了*后一章我们引入望远镜后，我们将测量一整个太阳系的大小，包括日地距离，行星距离和大小等等。我们还将测量恒星距离，猜测和检验宇宙岛假说，*终获得对于星系、太阳系、行星这一整个阶梯化世界的总体认知。

【作者简介】

林少如，一个认为作品代表作者，而非作者代表作品，因此无意透露个人身份，却又将其个人少许信息植入书中作为彩蛋的神秘而又矛盾的人。

【目录】

目 录第一章 地球 ........................................................................................................... 1

§1-1 地平线的出现 ........................................................................................................ 1

§1-2 矛盾的产生 ........................................................................................................... 3

§1-3 海平线的出现 ........................................................................................................ 4

§1-4 一个看似违反常识的假设 ......................................................................................... 4

§1-5 球的假设 .............................................................................................................. 8

§1-6 尺子测量的原理 ..................................................................................................... 9

§1-7 测量方案的获得 ..................................................................................................... 11

§1-8 尝试测量地球半径 .................................................................................................. 13

§1-9 提高测量角度的精度 ............................................................................................... 14

§1-10 重新测量地球半径 ................................................................................................ 17

§1-11 原来只是曲率半径 ................................................................................................ 18

§1-12 不确定性 ............................................................................................................ 19

§1-13 对地球模型的检验 ................................................................................................ 20

§1-14 不确定性的放大 ................................................................................................... 21

§1-15 如何看待这样的不确定性 ....................................................................................... 23

§1-16 补充内容 ............................................................................................................ 23

§1-16-1 模型与魔术 ...................................................................................................... 24

§1-16-2 一些哲学问题 ................................................................................................... 24

§1-16-3 科学研究的本质 ................................................................................................ 26

第二章 恒星 ................................................................................................................... 28

§2-1 天那里是什么东西 ................................................................................................... 28

§2-2 研究方向的拟定 ...................................................................................................... 28

§2-3 记录天体方位的方案 ................................................................................................ 29

§2-4 钟表计时的原理 ...................................................................................................... 30

§2-5 研究对象的选定 ...................................................................................................... 34

§2-6 从某七颗星星开始 ................................................................................................... 34

§2-7 星图的描绘及旋转规律的检验 .................................................................................... 37

§2-8 对旋转周期更精确的测量 .......................................................................................... 39

§2-9 行星的发现 ............................................................................................................ 40

§2-10 下一步研究方向的选定 ........................................................................................... 41

§2-11 天球模型的建立 .................................................................................................... 42

§2-12 根据天球模型给出的猜测 ........................................................................................ 45

§2-13 对于猜测的检验 .................................................................................................... 46

§2-14 天球模型的应用 .................................................................................................... 48

§2-14-1 定位、测距、绘制世界地图 ................................................................................. 48

§2-14-2 经纬度的建立 ................................................................................................... 50

§2-15 模型任意项 ......................................................................................................... 57

§2-16 对于太阳、月亮是否在星图上移动的检验 .................................................................. 66

§2-17 对于太阳、月亮和行星距离的尝试测量 ..................................................................... 68

§2-18 下一步研究方向及对象的选定 ................................................................................. 70

§2-19 补充内容 ............................................................................................................ 71

§2-19-1 长度单位“米”的来源 .......................................................................................... 71

§2-19-2 几个星座的辨识 ................................................................................................ 72

§2-19-3 银河和星云 ...................................................................................................... 76

第三章 太阳 .................................................................................................................. 79

§3-1 模型的选择 ........................................................................................................... 79

§3-2 一个周期观测的结果 ............................................................................................... 80

§3-3 用模型推测一个地点的观测结果 ................................................................................ 81

§3-3-1 太阳方位变化 ..................................................................................................... 81

§3-3-2 太阳对于该地气候影响的分析 ................................................................................ 86

§3-4 用模型推测全球的观测结果 ...................................................................................... 87

§3-4-1 太阳方位变化 ..................................................................................................... 87

§3-4-2 对全球气候的猜测 ............................................................................................... 92

§3-5 对所有猜测的检验 .................................................................................................. 94

§3-6 对长时间测量结果的猜测 ......................................................................................... 95

§3-6-1 区分恒星年和回归年 ............................................................................................ 95

§3-6-2 预测太阳方位的方式的小改动 ................................................................................ 96

§3-6-3 恒星年和回归年的测量方案 ................................................................................... 96

§3-7 对于猜测的检验及实际的测量 ................................................................................... 97

§3-8 应用 .................................................................................................................... 98

§3-8-1 制定从零开始建立时间体系的目标 .......................................................................... 98

§3-8-2 日晷对一天时长及时刻划分的参考 .......................................................................... 98

§3-8-3 确定钟表的运行速度 ............................................................................................ 100

§3-8-4 闰秒的产生 ........................................................................................................ 101

§3-8-5 公历的建立 ........................................................................................................ 102

§3-8-6 公历和阳历的区别 ............................................................................................... 103

§3-8-7 时差 ................................................................................................................. 103

§3-8-8 二十四节气 ........................................................................................................ 105

§3-8-9 用太阳和手表辨别方向 ......................................................................................... 106

§3-8-10 房屋朝向的选择 ................................................................................................ 108

§3-8-11 利用太阳测定经度 ............................................................................................. 110

§3-8-12 十二星座 ......................................................................................................... 110

§3-9 模型任意项 ........................................................................................................... 113

§3-10 下一步研究对象的拟定 .......................................................................................... 121

§3-11 补充内容：云 ...................................................................................................... 121

第四章 月亮 .................................................................................................................. 123

§4-1 测量月亮的距离和直径 ............................................................................................ 123

§4-2 研究方向的拟定 ..................................................................................................... 125

§4-3 一个周期内月亮在星图上的移动 ................................................................................ 126

§4-4 根据一个地点一个周期的运动给出的猜测 .................................................................... 127

§4-4-1 月亮方位变化 ..................................................................................................... 127

§4-4-2 月亮什么时候出现 ............................................................................................... 128

§4-4-3 月相问题 ........................................................................................................... 129

§4-4-4 测量太阳的距离和直径 ......................................................................................... 131

§4-4-5 回到月相的研究 .................................................................................................. 131

§4-4-6 三者的总结 ........................................................................................................ 132

§4-4-7 全球和长期的猜测 ............................................................................................... 133

§4-5 对于日月食尽可能地猜测 ......................................................................................... 134

§4-5-1 对于日月食发生条件的大致分析 ............................................................................. 134

§4-5-2 对日食尽可能地猜测 ............................................................................................. 134

§4-5-3 对月食尽可能地猜测 ............................................................................................. 139

§4-5-4 一年发生几次日食或月食 ....................................................................................... 141

§4-6 两个地点观测结果的综合 .......................................................................................... 143

§4-7 长期的观测 ............................................................................................................ 144

§4-8 对日月食猜测的修改 ................................................................................................ 145

§4-9 对所有猜测的检验 ................................................................................................... 145

§4-10 周期的研究 .......................................................................................................... 148

§4-10-1 五个基本周期 .................................................................................................... 148

§4-10-2 超级月亮周期 .................................................................................................... 149

§4-10-3 其他周期 .......................................................................................................... 149

§4-10-4 沙罗周期 .......................................................................................................... 150

§4-11 应用 ................................................................................................................... 151

§4-11-1 阴历的制定 ....................................................................................................... 151

§4-11-2 阴阳历的制定 .................................................................................................... 152

§4-11-3 农历的制定 ....................................................................................................... 153

§4-11-4 农历的一些名称和节日 ........................................................................................ 155

§4-11-5 农历和公历的对比 .............................................................................................. 156

§4-11-6 潮汐现象 .......................................................................................................... 157

§4-12 模型任意项 .......................................................................................................... 158

第五章 行星 ................................................................................................................... 161

§5-1 研究方向和对象的选定 ............................................................................................. 161

§5-2 对金星一个周期运动的观测 ....................................................................................... 161

§5-3 金星的偏心圆轨道模型 ............................................................................................. 163

§5-4 新现象的预测 ......................................................................................................... 168

§5-4-1 金星的相 ............................................................................................................ 168

§5-4-2 金星在星图上的移动 ............................................................................................. 169

§5-4-3 定量研究 ............................................................................................................ 172

§5-5 地球轨道的绘制 ...................................................................................................... 173

§5-5-1 策略 .................................................................................................................. 173

§5-5-2 相对性问题 ......................................................................................................... 174

§5-5-3 地球的椭圆轨道 ................................................................................................... 176

§5-5-4 椭圆轨道的具体位置 ............................................................................................. 177

§5-5-5 面积相等的运动规律 ............................................................................................. 178

§5-6 金星轨道的绘制 ...................................................................................................... 179

§5-7 水星轨道的绘制 ...................................................................................................... 181

§5-8 对火星、土星、木星轨道的猜测及绘制 ........................................................................ 182

§5-9 开普勒三定律 ......................................................................................................... 185

§5-10 更多的问题 .......................................................................................................... 186

§5-11 补充内容 ............................................................................................................. 187

§5-11-1 流星 ................................................................................................................ 187

§5-11-2 彗星 ................................................................................................................ 191

第六章 望远镜出现后 ....................................................................................................... 193

§6-1 一些必要的说明 ...................................................................................................... 193

§6-2 望远镜的效果 ......................................................................................................... 193

§6-3 研究目标的确定 ...................................................................................................... 195

§6-4 指向金星 ............................................................................................................... 196

§6-5 日地距离的重新测量 ................................................................................................ 197

§6-5-1 三角测量法的回顾 ................................................................................................ 197

§6-5-2 利用金星凌日测量日地距离 .................................................................................... 198

§6-6 回到金星的观测 ...................................................................................................... 199

§6-7 对月亮的观测 ......................................................................................................... 203

§6-8 对太阳的观测 ......................................................................................................... 204

§6-9 对水星的观测 ......................................................................................................... 205

§6-10 对火星的观测 ....................................................................................................... 206

§6-11 对木星的观测 ....................................................................................................... 207

§6-12 对土星的观测 ....................................................................................................... 208

§6-13 新行星的发现 ...................................................................................................... 209

§6-13-1 天王星和海王星的发现 ....................................................................................... 209

§6-13-2 冥王星的发现 ................................................................................................... 211

§6-13-3 小行星的发现 ................................................................................................... 212

§6-13-4 行星的分类和命名 ............................................................................................. 213

§6-14 彗星和流星 ......................................................................................................... 213

§6-15 望远镜下的天球 ................................................................................................... 215

§6-15-1 宇宙岛假说 ...................................................................................................... 215

§6-15-2 用三角测量法测量恒星距离 ................................................................................. 220

§6-15-3 用标准烛光法测量恒星距离 ................................................................................. 222

§6-16 更多的问题 ......................................................................................................... 224

§6-17 展望第二卷 ......................................................................................................... 225