李伯伯最想告訴你的22個科學家故事

科學來自好奇，好奇從發問開始。
且看科學家們如何「問」出影響後世的非凡成就！
★簡麗賢（北一女物理教師）審核推薦！
★中學生必讀的22位科學家

從科學家身上，我們不僅可以學到科學知識，
更能學到──關乎學習與人生最重要的事！

我一直擔心我們的下一代好像不太喜歡科學，我相信我們的學生有很好的科學知識，卻發現大家不太會問有趣又有深度的問題。而這22位偉大的科學家有著共同的特色：他們充滿好奇心、不會裝懂、很會問問題、喜歡動手實驗、相當有學問，而且不過分地重視名利。

比方說，大家都知道萬有引力，但絕對不是蘋果掉在牛頓的頭上，他就想出來了。在這之前，他早已研究多種自然界現象。月球為何不會飛走，而是緊跟著地球？向心力哪裡來？牛頓因為好奇，問了許多問題，並參考過去多位科學家的研究，才得出萬有引力的定律。所以我們不能說牛頓找出萬有引力，而該說他正確解釋了蘋果向下掉的原因。

我認為，評估一個人的才能，不是看他的答案，而是看他問了什麼問題。有了很好的科學知識，更要勇於面對令
我們困惑的地方，並提出問題。不問問題，就是不懂思考。希望這本書可以讓大家明白：科學，一定要發問。

李家同

台大電機系學士，美國加州柏克萊大學電機博士。歷任清華大學工學院院長、教務長與代理校長、靜宜大學校長、暨南大學校長，現為清華大學榮譽教授。獲得許多獎項的肯定，包括國科會連續五屆傑出研究獎、教育部工科部學術獎、侯金堆傑出榮譽獎、第二屆東元科技獎和中華民國資訊學會資訊榮譽獎章。他非常重視人文關懷，凡事都會以愛為出發點，也特別關注弱勢族群。在大學求學期間，常去台北監獄與新店軍人監獄當義工，目前仍為新竹德蘭中心的義工，教孩子數學與英文。長期關注教育議題的他，更在2011年獲教育部頒予一等教育文化獎章。

他的書更深受大家的喜愛，尤其在中小學師生間廣為流傳，他的文章也在網路上被大量轉寄；他以充滿關懷、親切又自然的文字，訴說許多溫暖、發人深省的故事。著有《下一個百年，仍必須從基本做起》《從28篇經典演說學思考》《孩子，一個都不放棄》（與博幼基金會合著）《李伯伯最愛的48個電影故事》《李伯伯最愛的40本書》《一切從基本做起》（以上由圓神出版）《讓高牆倒下吧》《陌生人》等暢銷書籍。

〈推薦序〉閱讀、思考與發問 簡麗賢（北一女物理教師）005
〈自序〉 為何我們的學生很會應付考試，但是在科學上的成就不夠好？ 009

〈李伯伯導讀〉科學，你一定要發問 017
科學家有什麼共同特色呢？ 019
為什麼月球不會飛走？ 021
微積分是怎麼來的？ 024
如何用數學找出彗星的秘密？ 028
富蘭克林如何倖免於雷擊？ 029
庫倫如何測量電荷？ 031
為何死去的青蛙腿會抽動？ 034
電流之間也有吸引力？ 037
何謂短路？ 038
電流如何影響磁場？ 040
馬達是怎麼來的？ 043
變壓器是怎麼來的？ 045
手機如何傳遞訊息？ 046
電磁波的傳輸速度到底有多快？ 048
十九世紀的人如何製造電磁波？ 050
天線怎麼收到電磁波？ 052
蠟燭與植物放在玻璃罩裡，燭光會不會熄滅？ 053
元素是如何被界定的？ 054
古人如何算出原子的重量？ 057
什麼是原子序？ 058
老式的電視螢幕怎麼來的？ 060
「發現」與「發明」間的謙卑差異 063
「能量」究竟是什麼？ 064
為什麼度量衡很重要？ 066
熱愛自然觀察的鄉下醫生 067
疫苗是「以毒攻毒」？ 068
為什麼肉放久了會壞掉？ 070
會問問題比知道答案更重要 071

〈科學家的故事〉
牛頓　從一顆蘋果證明宇宙的力量 076
哈雷　星空是最華麗的遊樂場 083
富蘭克林　閃電從此與上帝分了家 089
庫侖　用一根毛髮扭轉世界 095
伏特　青蛙腿的電流之爭 098
安培　我的右手藏了一個定則 103
厄斯特　八年寒窗只為一件事 109
歐姆　靈巧手藝造就精密電學 113
法拉第　最會偷知識的釘書匠 118
亨利　發現真理的快樂是最棒的報酬 128
焦耳　若沒有愛，科學將導致文明的滅亡 135
馬克士威　在數學公式裡發現電磁波 141
湯姆森　實驗手作達人 148
赫茲　有線電報的無線革命 153
拉瓦節　根據事實，絕不猜想 157
道耳吞　大石頭、小石頭、細石屑……再來呢？ 163
亞弗加厥　抽絲剝繭的科學律師 169
門得列夫　會說宇宙語言的化學字母大師 173
阿瑞尼士　眾人的冷水也潑不滅的堅持 178
居禮夫人　與放射線談了一場戀愛 184
金納　戰勝天譴的仁醫 193
巴斯德　釀酒桶裡的秘密 198

門得列夫
Dmitri Mendeleev
1834∼1907
李伯伯這麼說
門得列夫的手稿週期表和我們現在熟知的週期表看來不太一樣，一來是因為近代的科學家陸續發現好多新元素，二來現在的週期表更強調「週期」。門得列夫的週期表看起來有些亂，其實極有意思。他在無法解釋的元素前面標了個問號，顯示這位大師的謙遜，對於自己不懂的地方，絕不掩飾，而且勇敢承認。
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門得列夫出生於西伯利亞的托博爾斯克市，他與美國的富蘭克林有個巧合，他們都是家裡排行第十七的老么。

原本門得列夫的家境算是不錯，因為父親是位小學校長，母親則開了一家生意興隆的工廠。不過，在十八歲那年，門得列夫的人生遭逢困境，他的父親不幸過世，母親的工廠則遭祝融之災，毀於一旦。

儘管家道中衰，門得列夫的母親非常重視這位小么兒的教育。她變賣家產，帶著門得列夫在俄國境內到處尋找學校，最後進入聖彼得堡高等師範學校就讀，還申請到一筆獎學金。但是在門得列夫順利成為大學新鮮人後不久，母親卻生了重病，沒多久便撒手人寰，留下「遠離幻想，堅持成果而非誇言，耐心追求神聖科學領域」的遺言給門得列夫。

母親過世之後，門得列夫發憤用功讀書，1855年以極為優秀的成績從大學畢業。不過畢業後，門得列夫被診斷出肺結核，被迫到克里米亞半島休養。當時克里米亞半島正爆發人類史上的第一次現代化戰爭，電報、火車、鐵甲船、有火藥的炮彈首次出現在戰場上。

克里米亞戰爭迫使俄國退出克里米亞半島，更堅定俄國改革的決心，期許成為一個現代化國家。門得列夫正好躬逢其盛，獲得德國和法國的留學機會，準備大開眼界。
門得列夫先在法國雷諾實驗室做研究，又去德國海德堡進行流體的毛細現象，以及光譜儀製作的研究，與德國化學家本生學習光譜學，接著又遇上義大利化學家坎尼乍若，向他學習精密原子量測量法。門得列夫的功力在兩年之內突飛猛進。

回到俄國後，門得列夫完成博士論文，成為聖彼得堡大學化學系教授，出版一本五百多頁的有機化學教材。門得列夫這輩子一共將這份教材前後修改八次，最後修正完畢的決定版名為《化學原理》，成了過去一百多年來，全世界最膾炙人口、最多學子閱讀的化學教科書。

當門得列夫在有機化學獲得成就之後，他的研究方向逐漸轉向無機化學的領域。門得列夫認為化學元素是構成宇宙語言的字母，如果可以解開化學元素的結構秘密，便可解開宇宙的起源。如果可以找出所有元素與物理、化學性質有關的邏輯關聯性，那麼他在化學界的地位，就如牛頓之於物理學、達爾文之於生物學。

在門得列夫的年代，科學家已經發現六十三種不同的化學元素，也知道這些元素均由不同的原子構成，雖然每種原子各有其獨特性，但也有些元素的性質相仿，可以歸類為同一族群。儘管如此，化學元素之間依舊找不到規律性，訊息也無法條理分明，這是門得列夫一直努力的方向。

門得列夫就這麼研究了十三年，當他陷入困頓時，會玩撲克牌來打發時間。結果某天他發現撲克牌的數字與花色的排列方式似乎跟元素的族群與原子數有異曲同工之妙，撲克牌啟發了門得列夫的靈感。他發現這些元素在有規則的數字間隔後，會重複出現類似的性質，似乎即將找到化學元素的規律性。

門得列夫在1869年首度發表元素週期律時，當時沒有幾位化學家認可他的想法。由於門得列夫在發表之初，曾經為「未知元素」預留空位，沒想到他所預言的未知元素居然陸續被發現，而且這些元素的性質與當初的預言驚人地吻合！於是門得列夫便正式成為國際化學界公認的大師。至於門得列夫順勢推出的第八版《化學原理》便成為全球學子的標準教科書，影響了一代又一代的化學家。

雖然門得列夫被尊稱為「化學之王」，並擁有上百個榮譽學位及院士頭銜，門得列夫卻因為曾經在1890年支持學生示威運動，不但被迫離開教職，一輩子再也沒有機會進入俄國科學院。

不過，無法成為科學院院士，支持示威運動只是其中原因。最大的理由是門得列夫曾經有「重婚」紀錄，這是以東正教為主要信仰的俄國人最不能忍受門得列夫的地方。再者，門得列夫個人形象實在不優，他永遠都是以「白髮老巫師」的形象出現，一年只剪一次頭髮。更令人難以置信的是，門得列夫都是找當地的牧羊人用羊毛剪幫他剪頭髮，從來都不願意找真正的理髮師。

門得列夫與俄國科學院無緣也就罷了，他居然也與諾貝爾獎無緣，因為他曾經批判瑞典科學家阿瑞尼士的《解離說》。所以當他在1906年被提名諾貝爾化學獎的時候，正好阿瑞尼士正是評審委員之一，於是阿瑞尼士便在瑞典皇家科學院帶頭批評門得列夫的成就，讓門得列夫無緣榮獲1906年的諾貝爾化學獎。
原本門得列夫還以為有再度叩關諾貝爾獎的機會，可惜他在1907年不小心罹患上流行性感冒，進而引發心肌梗塞，最後在1907 年2月2日過世，享年72歲。

雖然沒有諾貝爾獎的肯定，世人還是非常懷念門得列夫對於科學的卓越貢獻，所以加州大學柏克萊分校在1955年所發現的第101號元素：鍆（Mendelevium）就以門得列夫的名字來命名。另外，在月球的背面也有一座山被命名為門得列夫環形山（Mendeleev Cater）。

至於門得列夫在1869年發明的化學週期表，現在又有多少種元素呢？答案是116種。不過其中只有88種是自然存在的元素，其餘都是實驗室製造出來的人造元素。再者，114與116號元素是2011年6月才獲得通過，已經等候八年之久的113號和115號元素目前尚未獲得科學界的承認。