一個令人敬畏的星球---地球究竟是什麼？

《一個令人敬畏的星球---地球究竟是什麼？》是2016年清華大學出版社出版的一本圖書，作者是丁照。

基本介紹

• 書名：一個令人敬畏的星球---地球究竟是什麼？
• 作者：丁照
• ISBN：9787302415831
• 定價：55
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2016.01.01

圖書簡介

這是一本科普形式的原創著作。“地球究竟是什麼？”是現代科學所必然引發出的一個複雜而又抽象的問題。作者通過全方位論述，說明為文明誕生與發展所需的各種自然條件的極端複雜性和敏感性，並以非線性科學的觀點說明地球演化過程的不可重複性和唯一性。作者還通過對生命本質的理解，說明地球演化與生命發育的共同點，從另一個角度提出了對深奧地球的認識，以進一步激發人們對地球的敬畏之心。作者還論述了人類的基本弱點和地球環境的未來趨勢，說明人類必將戰勝各種挑戰，迎來光輝的未來。本書旨在促進人與自然的和諧相處，促進人類的自尊自愛，促進人們珍惜宇宙中這顆唯一的文明星球。

前言

北京開放大學以培養有持續職業發展能力、有追求更高生活品質能力的現代公民為目標，積極致力於推進通識教育工程，提高廣大學習者的整體文化素質，促進首都市民終身教育體系構建和學習型城市建設，努力實現“人文北京、科技北京、綠色北京”的發展戰略。為此編撰出版《北京開放大學科學教育叢書》，旨在整合優質資源，發揮開放大學優勢，把科學教育書籍送到百姓身邊，引導學習者廣泛閱讀自然科學學科教育讀本，把握科學本質，提高科學素養，讓科學精神和人文精神在現代文明中交融貫通。

北京開放大學已走過55年的辦學歷程，2012年教育部批覆北京廣播電視大學更名為北京開放大學，這是在我國高等教育改革發展的巨觀背景下，教育部、北京市人民政府落實《國家中長期教育改革和發展規劃綱要2010—2020》“辦好開放大學”、《北京市中長期教育改革和發展規劃綱要2010—2020》要求，以新的教育思想和機制建設的一所新型高等學校。當下北京開放大學在傳承已有優勢的基礎上，涵養了“求真務實、開放包容、善於團結、勇爭一流”新大學精神。

今年年初，在叢書編委研討會上，張紀勇副校長向校外專家和各位編委介紹了學校的教育理念、辦學沿革等，王寧寧教授說明了叢書建設與學校通識教育相結合的需求以及聯合清華大學出版社共同策劃出版這套叢書的目的和意義。之後編委會多次以不同形式進行研討，積極組織各領域專家學者實施撰寫與修改稿件工作。

這套叢書是以普通學習者為主要對象的科學教育讀本，也是對讀者很好的科普書，希望讀者有機會在科學、創新和自我教育方面開拓眼界，更多地接觸一些有科學內涵、新鮮向上、創新進取、有益身心健康的科學素質與科學教育讀物。從選題的材料看，這次策劃並列選的讀物是6本，涵蓋了對巨觀世界和微觀世界的認識、科學歷史和技術創新、追求健康的通識教育這三方面的內容。

在認識微觀世界方面，我們選取了一本譯作《物質深處——粒子物理學的攝人之美》。原作在美國頗受好評。本書譯者潘士先前曾翻譯科普著作，反響較佳。這是一本粒子物理學的普及讀物，內容豐富多彩。粒子物理學是一門深奧宏偉的科學。它描述我們迄今能夠探測的最微細的物理世界。本書從頭講述粒子物理學標準模型發展的故事。這真是一個曲折費解、引人入勝，有時甚至驚心動魄的故事。本書的主要內容包括自然力，相對論量子場論，基本粒子，數學模式，內部對稱空間，規範理論，標準模型和希格斯波色子。在寫作本書時（2004），標準模型的正確性尚懸於希格斯波色子的發現。果然，2012年7月4日，CERN的LHC捕獲了這個“上帝的粒子”。標準模型成為現今粒子物理學的尖端。本書最後帶領讀者進入一個奇妙的未知世界——對粒子物理學未來的一些猜測。最有趣的是把所有自然力統一起來的所謂“大一統問題”。這可是愛因斯坦終其一生沒有解決的問題。一種叫做超對稱的概念框架似乎是這方面最有希望的進展。讓我們拭目以待吧。

在認識巨觀世界方面，我們選取了《一個令人敬畏的星球——地球究竟是什麼？》。作者丁照是一位給清華大學本科生開設科學文化教育的選修課教師，這門課程的名字是“理解自然”，該課程迄今已經連續開設了九年。這次的這本原創科普讀物的內容主要取自作者的這門課程內容。它是通過兩個角色的對話，論述文明誕生與發展所需的各種自然條件的極端複雜性和敏感性，說明地球演化過程的不可重複性和唯一性。本書充滿了探索和分析，通過對生命本質的探索和理解，說明地球演化與生命發育的共同點，從另一個角度提出了對地球文明演化的認識，以進一步激發人們對地球和自然的敬畏之心。作者還論述了人類的基本弱點和地球環境的未來趨勢，說明人類必將戰勝各種挑戰，迎來光輝的未來。旨在促進人與自然的和諧相處，促進人類的自尊自愛，促進人們珍惜宇宙中唯一的文明星球。事實上，本書也恰好實踐了人類通過對各種自然奧秘的無盡探索，一步一步地推動文明進步的過程。

關於科學與歷史方面，後曉榮、王濤所著的《科學發現歷史——科技考古的故事》也是一本原創的科學文化作品。後曉榮和王濤兩位老師都是首都師範大學歷史學院副教授，主要從事考古與博物館學專業的教學和科研工作。兩位老師的科普創作並非始於今日。很早兩位老師就合作創作並出版過同名的著作，較早地進行公眾考古教育工作。這本書將科學和歷史結合，以考古案例的方式，講述各種科技手段和方法在考古中的套用，以及所取得的成績。例如物探考古、水下考古、沙漠考古、聚落考古、環境考古、遙感考古、數字考古、DNA分析考古、碳14測年技術等考古知識。通過這些案例，準確、清晰地向讀者傳遞科技考古的方法，以及科技考古改變我們對歷史考古的認知。這樣的科學與歷史考古結合的案例對學生們認識科學、崇尚科學應該會有潛移默化的作用。

除了科學，技術創新也是我們這個時代發展的主旋律。國家把技術創新提到戰略高度，企業是技術創新的主體。在這個背景下，需要我們的學習者儘可能早地了解技術創新究竟是什麼，它是如何發生的，創新何以變得越來越重要，創新最終往往是在哪些方面產生的突破。

在這方面，我們挑選了戴吾三教授的《技術創新簡史》。戴教授是清華大學主講《中國科技史》、《自然辯證法》、《技術與產業史》等課程的老師，出版過《考工記圖說》、《成語中的古代科技》、《影響世界的發明專利》、《歷史上的科學名著》、《技術史（第3卷）》（合譯）、《手藝中國》等。作為主編之一，由清華大學出版的《科學技術史二十一講》2008年獲清華大學精品教材、2009年獲北京市優秀教材一等獎。這次，戴教授專門為本套叢書創作了一本原創普及類讀物《技術創新簡史》。這是一部以技術創新為主線的簡明歷史書，它以較為系統的形式梳理了人類的技術創新曆程，呈現了18世紀以來工業革命的規律和重大領域的技術變革，突出因技術創新而改變世界的發明家和著名企業，總結技術創新的歷史經驗。本書的定位是本科學習者大學期間的輔助教材，因此對北京開放大學的通識教育課程來說非常契合。

此外，與北京開放大學通識教育課程結合，在教育方面，這套叢書中還選編了兩本與健康有關的課程讀本。目的是突出“以人為本”，追求健康、自信、快樂，有助於學習者形成積極進取的人生觀。

健康教育的兩本書是張恆志教授、李進副院長和馬玉海副教授等幾位老師主編完成的，這兩本書是北京開放大學健康教育通識課程的選修教材。一本是《常見慢性病的自我管理》，另一本是《運動與健康》。書的主編都是長期從事醫學教育和科研工作的學者和主任醫師，他們對常見慢性病的發生、發展和預防管理，對運動與健康的專題都有很深刻的認識。目前，人們生活節奏快，競爭激烈，整天忙於工作和學習，日常進行運動的機會越來越少，很多人由於缺少運動而導致身體處於亞健康狀態，各種疾病日益顯現出來。因此，人們對身體健康越來越重視，越來越主張多運動，運動正逐漸成為人們日常生活的一個有機組成部分，運動的作用是任何其他方法和藥物都無法替代的。而運動在預防疾病和改善生活方式方面也起著重要的作用。這兩本書的宗旨就是希望人們積極參與運動鍛鍊和做好慢性病的預防和自我管理，鼓勵人們立刻行動起來，幫助人們分析運動項目以及為人們如何選擇適合自己的運動項目提供專業的指導信息，還教會人們如何為自己設計一套運動方案，所以不僅對學習者，而且對廣大讀者都非常實用。

整套叢書的編輯撰寫力求體現學術性、普及性、實用性相結合的特點，力爭做到既有豐富科學教育內涵，又能聯繫社會實踐和人民生活，還要深入淺出、簡明好讀。從科學教育領域上看，目前這套叢書還可以進一步拓展和深入挖掘，科學、創新和教育的主題還不夠豐厚和全面，個別地方也有研究和撰寫單薄之處，但我想說北京開放大學在為提高首都市民綜合素質教育方面做出積極的努力是值得肯定的；這套叢書對於促進北京開放大學的文化內涵建設，保持與科學教育前沿的積極互動和交流學習，通過知名學者領銜編著叢書，帶動學校教師和研究人員提高學術研究能力和普及科學教育能力，是有積極意義的；對通過科學叢書，幫助學習者和市民“在有限的時間裡獲取更有價值的知識”，幫助讀者打通知識壁壘，實現科學精神和人文精神的結合是可嘉的。北京開放大學的科學教育叢書只是一個新的起點，我衷心希望這套叢書可以做成開放式的，今後可以與時俱進，不斷補充和組織開發更多具有時代需要和學習者需求的新圖書。

我們期待著學習者、讀者與同行們的反饋與指正，希望這套叢書能為開放大學的學習者打開科學之門，也希望廣大讀者喜歡。

國家教育諮詢委員會委員

中國科學院理學博士、博導

中國科技館研究員、原館長王渝生

2015年8月

目錄

引子

1地球是什麼？

1.1地球的空間因素

1.1.1天文因素

恰當的日地距離與地球大小

美妙的周期安排——四季與晝夜

神奇的月球

神奇的太陽系

1.1.2地質因素

合理的地球構造

地磁場——生命的保護傘

1.1.3地表因素

海洋——生命的發源地，物種的寶庫，地球的環境源

山脈——河流的源頭，大地的水塔

陸地——人類的母親

大氣——生命的保護層，火的生存地

土壤——生命元素的中轉站，生命與文明的橋樑

濕地——物種的寶庫，大地之腎

荒漠——生命頑強的學校

1.1.4生物因素

森林——物種的寶庫，靈長類的搖籃，大氣的供氧機和加濕器

草原——物種的寶庫，大氣的供氧機和淨化器

灌木林——物種的寶庫，森林的補充

生物圈——地球最大的無價之寶

1.1.5文明因素

有機礦藏——能源物質鏈

無機礦藏——金屬物質鏈

礦藏的形成——非常複雜的過程

兩條物質鏈的關係

1.2地球的時間因素

1.2.1循序漸進的發育過程

1.2.2神奇的“時間效應”

適時的地球出現

適時的月球誕生

適時的地球分層和適時的海洋形成

適時的生命登入

適時的古陸演化

適時的大氣組成演化

適時的全球氣溫持續下降

適時的行星風系登場

適時的海水鹹化

適時的第四紀大冰期

適時的光合作用誕生和適時的物種大爆發

適時的恐龍大滅絕

適時的生物大滅絕

適時出現的東非大裂谷

適時的地中海誕生

適時的兩條基本物質鏈的形成

1.3地球是什麼？

2生命發育的特點

2.1生命與細胞

2.2細胞的形象

2.2.1什麼是細胞

2.2.2中心法則

2.2.3細胞分裂

2.3細胞的背後

2.4漫談有性繁殖

2.5受精卵的發育

2.5.1神奇的發育過程

2.5.2嚴格的“時間效應”

3地球究竟是什麼？

3.1演化過程最為複雜

3.2發育過程微妙神奇

3.3都具有極強的時間性和演化的一致性

3.4其實是一個模式

3.5無盡的思考

3.6另一種思辨

4地球在宇宙中的唯一性

4.1地球演化的整體性

4.2地球的演化過程無法重複

4.3兩個最常見的問題

4.3.1地球演化之功能說

4.3.2關於宇宙無限

4.4關於地球的機率問題

4.4.1關於無限猴子理論

4.4.2地球的機率問題

5人類遙遠的未來

5.1光合作用，地球生命的基礎

5.1.1大自然的命題

5.1.2生命的能量源頭

5.1.3生命的脆弱性

5.2光合作用決定了人類的本質

5.2.1光合作用決定了人類的本性

5.2.2光合作用制約了人類的能力

5.3人類遙遠的未來

5.3.1我們應如何度過這關鍵的數百年

5.3.2人類遙遠的未來

5.4周期表與人類，我們的總結

WhatEverIstheEarth?（英文濃縮）

後記

餘音

鳴謝