書名：科學之書

作者簡介

作者
柯利弗德．皮寇弗（Clifford A. Pickover）

　　他是一位多產作家，涉獵主題從科學、數學一路涵蓋到宗教、藝術及歷史，累計發行已超過四十本書，並被翻譯成數十種語言。皮寇弗在耶魯大學取得分子生物理化博士學位，在美國擁有四十多項專利，並擔任數本科學期刊的編輯委員。他的研究內容獲得CNN、《連線》（WIRED）、《紐約時報》（New York Times）等諸多媒體重視。著有《數字的異想世界：125個有趣的數學遊戲》、《光錐．蛀孔．宇宙弦》、《數學之書》、《物理之書》、《醫學之書》等書。個人網頁（www.pickover.com）的造訪人次更是數以百萬計。想要在推特上關注他，可以追蹤@pickover。

譯者簡介

陸維濃
國立中興大學昆蟲系博士。目前為專職譯者，熱愛大自然，以傳遞科普新知為志業。近期譯作包括：《人類這個不良品》（天下文化出版）、《預見未來的人》（貓頭鷹出版）、《毒生物圖鑑》、《下一個物種》（臉譜出版）等。
譯文賜教：weinunglu@gmail.com

書籍目錄

約西元前1萬8000年 伊尚戈骨
約西元前1萬1000年 小麥：生命之糧
約西元前1萬年 農業
約西元前1萬年 動物馴養
約西元前7000年 稻米栽培
約西元前5000年 宇宙學的誕生
約西元前3300年 青銅
約西元前3000年 骰子
約西元前3000年 日晷
約西元前3000年 縫合術
約西元前2500年 埃及天文學
約西元前1850年 拱門
約西元前1650年 萊因德紙草書
約西元前1300年 冶鐵
約西元前1000年 奧爾梅克羅盤
西元前600年 畢氏定理和三角形
約西元前600年 汙水系統
約西元前350年 亞里斯多德的《工具論》
約西元前350年 正多面體
約西元前300年 歐幾里得的《幾何原本》
約西元前250年 阿基米德浮力原理
約西元前250年 π
約西元前240年 埃拉托斯塞尼測量地球
約西元前240年 埃氏質數篩選法
約西元前230年 滑輪
約西元前125年 安提基瑟拉儀
約西元前50年 齒輪
約西元126年 羅馬混凝土
約西元650年 零
西元830年 阿爾花拉子模的代數
約西元850年 火藥
西元1202年 費波那契的《計算之書》
西元1284年 眼鏡
約西元1500年 早期微積分
西元1509年 黃金比例
西元1543年 《人體的構造》
西元1543年 以太陽為中心的宇宙
西元1545年 帕雷的「理性外科」
西元1572年 虛數
西元1608年 望遠鏡
西元1609年 克卜勒的行星運動定律
西元1614年 對數
西元1620年 科學方法
西元1621年 計算尺
西元1628年 循環系統
西元1637年 笛卡兒的《幾何學》
西元1638年 落體的加速度
西元1639年 射影幾何學
西元1654年 帕斯卡三角形
西元1660年 馮格里克的靜電發電機
約西元1665年 現代微積分的發展
西元1665年 《顯微圖譜》
西元1668年 推翻自然發生論
西元1672年 測量太陽系
西元1672年 牛頓的稜鏡
西元1678年 發現精子
西元1683年 體內動物園
西元1687年 牛頓帶來的啟發
西元1687年 牛頓的運動定律和萬有引力定律
西元1713年 大數定律
西元1727年 歐拉數e
西元1733年 常態分布曲線
西元1735年 林奈氏物種分類
西元1738年 白努利的流體力學定律
西元1760年 人工選殖（選拔育種）
西元1761年 貝氏定理
西元1761年 癌症病因
西元1761年 莫爾加尼「受難器官的呼喊」
西元1783年 黑洞
西元1785年 庫侖的靜電定律
西元1797年 代數基本定理
西元1798年 天花疫苗
西元1800年 電池
西元1800年 高壓蒸氣引擎
西元1801年 光的波動性質
西元1807年 傅立葉級數
西元1808年 原子論
西元1812年 拉普拉斯《機率分析論》
西元1822年 巴貝奇的機械計算機
西元1824年 卡諾引擎
西元1824年 溫室效應
西元1825年 安培的電磁定律
西元1827年 布朗運動
西元1828年 胚層說
西元1829年 輸血
西元1829年 非歐幾里得幾何學
西元1831年 細胞核
西元1831年 達爾文及小獵犬號航海記
西元1831年 法拉第的感應定律
西元1836年 化石紀錄與演化
西元1837年 氮循環與植物化學
西元1837年 電報系統
西元1839年 銀板照相術
西元1839年 橡膠
西元1841年 光纖
西元1842年 全身麻醉
西元1843 年能量守恆
西元1844年 超越數
西元1847年 塞默維斯的洗手方法
西元1850年 熱力學第二定律
西元1855年 柏賽麥煉鋼法
西元1855年 細胞分裂
西元1856年 塑膠
西元1858年 莫比烏斯帶
西元1859年 達爾文的天擇說
西元1859年 生態交互作用
西元1859年 動力論
西元1859年 黎曼假設
西元1861年 大腦功能分區
西元1861年 馬克士威方程組
西元1862年 病菌說
西元1864年 電磁頻譜
西元1865年 消毒劑
西元1865年 孟德爾的遺傳學
西元1869年 週期表
西元1874年 康托爾的超限數
西元1875年 波茲曼熵方程式
西元1876年 吉布斯自由能
西元1876年 電話
西元1878年 酵素
西元1878年 白熾燈泡
西元1878年 輸電網路
西元1887年 麥克生─莫雷實驗
西元1888年 超立方體
西元1890年 蒸氣渦輪
西元1890年 心理學原理
西元1891年 神經元學說
西元1892年 發現病毒
西元1895年 X光
西元1896年 證明質數定理
西元1896年 放射性
西元1897年 電子
西元1899年 心理分析
西元1900年 黑體輻射定律
西元1900年 希爾伯特的23個問題
西元1902年 染色體遺傳學說
西元1903年 萊特兄弟的飛機
西元1903年 古典制約
西元1905年 E ＝ mc2
西元1905年 光電效應
西元1905年 狹義相對論
西元1908年 內燃式引擎
西元1910年 氯化水
西元1910年 主星序
西元1911年 原子核
西元1911年 超導電性
西元1912年 布拉格晶體繞射定律
西元1912年 大陸漂移
西元1913年 波耳原子模型
西元1915年 廣義相對論
西元1919年 弦論
西元1920年氫鍵
西元1920年 無線電臺
西元1921年 諾特的理想子環論
西元1921年 愛因斯坦帶來的啟發
西元1924年 德布羅依關係式
西元1925年 包立不相容原理
西元1926年 薛丁格的波動方程式
西元1927年 互補原理
西元1927年 食物網
西元1927年 海森堡測不準原理
西元1927年 昆蟲的舞蹈語言
西元1928年 狄拉克方程式
西元1928年 青黴素
西元1929年 哈伯的宇宙擴張定律
西元1931年 哥德爾定理
西元1932年 反物質
西元1932年 中子
西元1933年 暗物質
西元1933年 聚乙烯
西元1933年 中子星
西元1935年 EPR悖論
西元1935年 薛丁格的貓
西元1936年 圖靈機
西元1937年 細胞呼吸
西元1937年 超流體
西元1938年 核磁共振
西元1941年 摻雜矽
西元1942年 核能
西元1945年 小男孩原子彈
西元1945年 濃縮鈾
西元1946年 ENIAC
西元1946年 恆星核合成
西元1947年 全像片
西元1947年 光合作用
西元1947年 電晶體
西元1948年 資訊理論
西元1948年 量子電動力學
西元1948年 隨機對照試驗
西元1949年 放射性碳定年法
西元1949年 時光旅行
西元1950年 西洋棋電腦
西元1950年 費米悖論
西元1951年 海拉細胞
西元1952年 細胞自動機
西元1952年 米勒─尤列實驗
西元1953年 DNA結構
西元1955年 原子鐘
西元1955年 避孕丸
西元1955年 安慰劑效應
西元1955年 核糖體
西元1956年 平行宇宙
西元1957年 抗鬱劑
西元1957年 太空衛星
西元1958年 分子生物學的中心法則
西元1958年 積體電路
西元1959年 抗體的結構
西元1960年 雷射
西元1961年 破解合成蛋白質所需的遺傳密碼
西元1961年 人類首次進入太空
西元1961年 綠色革命
西元1961年 標準模型
西元1963年 混沌和蝴蝶效應
西元1963年 認知行為療治療
西元1964年 腦側化
西元1964年 夸克
西元1965年 宇宙微波背景
西元1966年 動態隨機存取記憶體
西元1967年 內共生學說
西元1967年 心臟移植
西元1967年 農神五號火箭
西元1969年 ARPANET網路
西元1969年 人類首次登月
西元1972年 遺傳工程
西元1975年 費根堡常數
西元1975年 碎形
西元1977年 公鑰密碼學
西元1978年 心智理論
西元1979年 重力透鏡
西元1980年 宇宙暴脹
西元1981年 量子電腦
西元1982年 人工心臟
西元1983年 表觀遺傳學
西元1983年 聚合酶鏈鎖反應
西元1984年 端粒酶
西元1984年 萬有理論
西元1987年 粒線體夏娃
西元1990年 生命分域說
西元1990年 哈伯望遠鏡
西元1990年 全球資訊網
西元1994年 全球定位系統
西元1998年 暗能量
西元1998年 國際太空站
西元2003年 人類基因組計畫
西元2004年 火星上的精神號與機會號
西元2008年 複製人
西元2009年 大型強子對撞機
西元2016年 基因療法
西元2016年 重力波西元
西元2017年 證明克卜勒猜想

文章試閱

•約西元前5000年
〔宇宙學的誕生Birth of Cosmology〕

在希臘文中，「kosmos」意指「宇宙」，因此現在我們使用「宇宙學」（cosmology）來指稱研究宇宙性質、起源和演進的科學。在古典學中，一個社會的宇宙學代表這個社會的世界觀，或這個社會如何思考方式人從何而來、人為何出現在此、以及人的去處。整個人類歷史中，人類文明透過創世故事、神話、宗教、哲學，打造並滋養了人類社會的宇宙觀，最近這段時間，科學也加入了這個行列。

一直以來，有關人類如何看待星辰，或者我們那些久遠的祖先一定是以哪種方式看待蒼芎之類的老生常談，不時出現在我們耳裡或眼前。雖然推測是一件有趣的事，但我們不可能知道史前人類到底是怎麼想的，因為，就定義而言，史前時代是一段沒有記錄的時代。這也是為什麼最古老的考古遺物中，和天文主題有關者如此重要的原因：它們提供了一些實際的資料，讓我們可以藉著這些資料，來試圖瞭解古代人如何看待宇宙。

有關人類文明如何看待宇宙這件事，已保留下來的最古老證據來自蘇美文明，這些證據就在一部分的蘇美星圖，或簡陋的天文工具零件之中，有些學者相信，這樣的歷史可以回溯至5000至7000年前。甚至從那個時代有限的資訊碎片中，都能看出蘇美人對太陽、月亮、主要行星和恆星運行的理解，有著一定的複雜程度。於是，蘇美人打造了史上第一個城邦，成為終年種植作物，不再游牧遷徙的族群，這件事說來或許也沒那麼令人意外。

蘇美人的宇宙觀可能是人類史上第一個將天體神格化的宇宙觀，後來的巴比倫人、希臘人、羅馬人，和其他宇宙學家也承襲了這樣的做法。蘇美人的宇宙觀還決斷地認為，宇宙並非以地球為中心，還有許多天堂和地球存在。這樣的觀念意外地和現代的宇宙觀產生共鳴，因為事實看來是這樣的：宇宙根本不存在所謂的中心，而且顯然有很多像地球這樣的星體存在。


•西元1761年
〔癌症病因Causes of Cancer〕

新聞工作者約翰．布魯姆（John Bloom）寫道：「如果體細胞代表伯拉圖理想國的自體和諧──每個細胞和其他細胞之間按照的精準比例各司其職──那麼癌細胞代表的就是打算發動政變的游擊隊員。」癌症是一群疾病的總稱，病因是細胞生長失去控制，有時候這些細胞會轉移到身體其他部位。癌症是細胞遺傳物質失常所致，造成細胞遺傳物質失常的可能原因有很多，包括致癌物（例如菸草煙霧、陽光或病毒），以及DNA複製時隨機發生的錯誤。

可能和癌症有關的最早期病例記錄，出現在一份時間約為西元前1600年的埃及古文獻，其中記載了八個胸部腫瘤的病例，當時採用的治療方法，是以一種稱為「火椎」發熱裝置來燒灼腫瘤。

1713年，義大利醫生拉馬齊尼指出，相較於已婚婦女，修女幾乎不會罹患子宮頸癌，他據此推測，性交可能會提高罹癌風險。1761年，英國醫生希爾所發表的，可能是史上第一篇描述鼻煙和鼻癌兩者關係的論文，在此之前，他驚訝地發現自己的鼻癌病人，全都是鼻煙使用者。他認為，用一種較為普遍的方式來說：環境中的物質可能會促使癌症發生。1775年，另一位英國醫生帕特認為，煙囪清掃工因為接觸到煤煙，所以陰囊癌發生率高，他的記錄中甚至有一位還在當煙囪清掃工學徒，也得了陰囊癌的年輕男孩。最後，1915年，日本研究學者山極勝三郎證明，經常以煤焦油塗抹兔子的皮膚，的確會誘發癌症。

值得一提的是，1860年代，德國解剖學家瓦德爾─赫茲把各種癌細胞分類，還指出癌症是由單一個細胞開始衍生，並可能會經由血液和淋巴系統擴散。如今我們知道，和癌症有關的遺傳變異，可能會使腫瘤抑制基因（tumor suppressor gene）失去活性，而這些基因在正常狀況下能夠抑制細胞的失控分裂。


•西元1783年
〔黑洞Black Holes〕

天文學家可能不相信地獄的存在，不過他們多數認為，在太空中那些貪婪的黑色地帶前面，應該放置一塊這樣的標牌：「所有進來這裡人啊，放棄希望吧」，這是義大利詩人但丁在〈神曲〉（Divine Comedy）一詩中，描述地獄入口時所用的警告文字，再者，天體物理學家霍金也認為，對於接近黑洞的太空旅行者而言，這是非常適切的訊息。

許多星系的中心，確實存在著這樣的宇宙地獄。這些星系的黑洞其實是坍塌的物體，而這些物體的質量是太陽的幾百萬倍，甚至幾十億倍，全擠在一個不比我們太陽系大上的空間裡。根據經典的黑洞理論，黑洞周邊的重力場如此之大，以致於沒有任何東西能夠逃過黑洞那強而有力的捕捉，即便光線也一樣。任何人要是掉入黑洞，將會陷入密度極高，體積極小的中心區……那兒就是時間的盡頭。若是考慮到量子理論，一般認為黑洞會發出一種稱為「霍金幅射」（Hawking radiation，見「註釋與延伸閱讀」）的輻射形式。

黑洞可以任何大小形式存在。讓我先為各位建立一點相關的歷史背景，1915年，距離愛因斯坦發表廣義相對論才過了幾週，德國天文學家史瓦西對現今所稱的史瓦西半徑（Schwarzschild radius），或事件視界（event horizon）進行精確計算。這個半徑定義了一個繞行特定質量物體的球體。在經典的黑洞理論中，黑洞這個球體內部，其重力場強大到任何光線、物質或訊號都無法逃脫。就一個質量相當於太陽的黑洞而言，其史瓦西半徑長度只有幾公里。一個事件視界跟胡桃一樣大的黑洞，其質量相當於地球質量。一個物體的質量能大到使光線無法逃脫，這樣的觀念首次出現在1783年，由地質學家米歇爾提出。至於「黑洞」一詞，則是理論物理學家惠勒在1967年所創。