跟大師學創造力2：牛頓的物理學探索+21個趣味實驗

重要事件紀年表
序言：絕頂聰明又特立獨行的牛頓
 
第一章
不凡的少年
製作你專屬的「雜記本」
製作水車
自己做寫字用的墨水
 
第二章
在劍橋求學的歲月
月的盈缺
觀察鐘擺運動
 
第三章
特立獨行的牛崸
水鐘好？還是燭鐘好？
眼睛會騙人
你的緯度有多高？
 
第四章
牛頓的大哉問
製作防疫面具
 
第五章
牛頓靈「光」乍現
自製稜鏡
牛頓環
用光驗證反平方定律
 
第六章
牛頓的祕密歲月
破解煉金詩密碼
水晶花園
 
第七章
科學世界最重要的一本書
牛頓第一定律
牛頓第二定律
牛頓第三定律
 
第八章
尋求變化
拋物面的力量
勝算有多少？
用繩球進行力的遊戲
 
第九章
倫敦歲月
棺材板蘋果派
肖像畫裡的線索
 
第十章
獅吼聲漸歇

跟大師學創造力系列 總導讀
◎鄭國威（泛科學總編輯及共同創辦人）

　　身為一介投身科學知識傳播與教育領域的文科生，我一直在找尋兩個問題的答案。第一個問題是，要怎樣讓比較適合文科的孩子不要放棄對理科的好奇心與興趣？第二個問題是，要怎樣讓適合理科的孩子未來能夠不要掉入「專業的詛咒」。

　　選擇理科或文科，通常不是學生自己由衷的選擇，而是為了避免嘮叨跟麻煩，由環境因素與外人角力出的一條最小阻力路徑。孩子對知識與世界的嚮往原本就跨界，哪管大人硬分出來的文科或理科？更何況，過往覺得有效率、犧牲程度可接受的集體教育方針，早被這個加速時代反噬。當人工智慧加上大數據，正在代理人類的記憶與決策，而手機以及各種物聯網裝置，正在成為我們肢體的延伸，「深度學習」怎麼會只是機器的事，我們人類更需要「深度的學習力」來應對更快速變化的未來。

　　根據國際學生能力評量計劃（PISA，Programme for International Student Assessment），台灣學生雖然數理學科知識排名前列，但卻缺乏敘理、論證、思辯能力，閱讀素養普遍不足。這樣的偏食發展，導致文科理科隔閡更遠，大大影響了跨領域合作能力。

　　文科理科繼續隔離的危害，全世界都看見了，課綱也才需要一改再改。但這樣就能解決開頭問的兩個問題嗎？我發現的確有解法，而且非常簡單，那就是「讀寫科學史」，先讓孩子進入故事脈落，體驗科學知識與關鍵人物開展時到底在想什麼，接著鼓勵孩子用自己的話來回答「如果是你，你會怎麼做？」「如果情況變了，你認為當時的XXX會怎麼做？」等問題，來學習寫作與表達能力。

　　閱讀是 Input，寫作是 Output，孩子是否真的厲害，還得看他寫了什麼。炙手可熱的STEAM教育，如今也已經演變成了「STREAM」——其中的R指的就是閱讀與寫作能力（Reading & wRiting）。讓偏向文科的孩子多讀科學人物及科學史，追根溯源，才能真正體會其趣味，讓偏向理科的孩子多讀科學人物及科學史，更能加強閱讀與文字能力，不至於未來徒有專業而不曉溝通。

　　市面上科學家的故事版本眾多，各有優點。仔細閱讀過這系列，發現作者早就想到我尋覓許久才找到的解法。不僅故事與人物鋪陳有血有肉，資料詳實卻不壓迫，也精心設計了隨手就可以體驗書中人物生活與創造歷程的實驗活動，非常貼心。這套書並不只給孩子，我相信也適合每個還有好奇心的大人。

序言
　　
　　牛頓看到事物的規則。他看到日常生活、日出到日落以及春夏秋冬的節奏。他從太陽、月亮和星星在天空的穩定運行看到了規則。儘管他觸摸不到「遠在天邊」的任何東西，他仍思索著天體的運行是否依循「近在眼前」的一切所遵照的同一套定律。
　　
　　牛頓會製作小風車、水鐘、日晷和風箏，並從中看到風力、水力和日照如何使其作用。這個小男孩透過雙眼和手指的觸覺，感知到宇宙天地同為一體。牛頓開始推想，宇宙萬物運作的背後，必然有某個共通的道理。
　　
　　當牛頓還是個小男孩時，太陽、月球和星星都繞著地球轉的說法正要開始被推翻。在學校上課的日子以及週日上教堂，牛頓或許都曾聽說一種說法，上帝把地球以及地球上的人類安置在宇宙中心。然而，在離伍爾斯索普很遠的地方，有少數幾個人大膽質疑地心說這種核心信念。
　　
　　等到牛頓上大學時，地心說已經站不住腳。但是，一如所有的大學生，牛頓還是要研讀古典學，尤其是古希臘文。希臘思想家很少質疑地心說。最重要的希臘哲學家亞里斯多德相信，宇宙像個一層套著一層的透明球，月球、太陽和星星在專屬層圈裡各安其位。根據亞里斯多德的學說，在月球層之外，一切是恆常不變的。此外，牛頓的教授也同意亞里斯多德的看法。
　　
　　亞里斯多德不認為宇宙是一個整體，相反地，他認為宇宙可以分為兩個部分——「天上」和「人間」。「天上」是完美的，「人間」是混亂的。地球和蒼穹絕對不可能運行如一體。
　　
　　然而當牛頓逐漸長大成人後，他敢於質疑亞里斯多德的世界觀。他鑽研希臘、伊斯蘭和中世紀思想家的著作；他思索哥白尼、克卜勒和伽利略等文藝復興時期天文學家所描述的天體模型。他問道，物體，如樹上的蘋果，為什麼一定會往下掉？
　　
　　後來，牛頓從這個想法出發，建構出一個確切的模型，成為能夠通盤解釋這些現象的第一人。
　　
　　牛頓是「自然哲學家」，也就是我們通稱的科學家或物理學家。牛頓研究的是世界的體系，他的物理學成為科學革命皇冠上的寶石。西元約一五○○年至一七○○年是個變動的年代，人們學習藉由觀察、實驗和建立形式化方法以驗證各種事物的本質。
　　
　　牛頓發現了一套簡單俐落的法則連結「天上」與「人間」。他根據這項發現，寫出史上最有影響力的書之一：《自然哲學的數學原理》，簡稱《原理》。
　　
　　沒錯，牛頓不但是個好奇的人，也是個讓別人覺得好奇的怪人。推崇敬佩他的人很多，不過討厭鄙夷他的人也很多。許多人就是不喜歡他。
　　
　　確實，英格蘭最聰明的自然哲學家是個特異的怪人。牛頓具備高度的專注力，可以埋頭工作一連好幾個月，幾乎廢寢忘食。不過短短幾年，他在物理學、天文學、光學和數學都有驚人的發現，但卻不曾告訴過任何人。
　　
　　牛頓的內在世界仍然令人費解，只有他自己真正知道有什麼在他的腦袋宇宙中運行。牛頓生性孤僻、傲慢而善妒，記仇可以記一輩子（有事實為證）。到了晚年，他沒有什麼朋友。有時他會怨恨母親、敵視繼父，甚至想著該如何毀掉他們的房子。
　　
　　心性如此激烈尖刻的牛頓，做任何事應該都會搞砸，然而他的思想卻領先同時代的所有人。他問道：「我要如何解釋天與地的運作都是根據同一套簡明的計畫？」
　　
　　牛頓提出重要的大哉問，而他也找到了解答。