大氣：萬物的起源

人類探索大氣的歷史
認識大氣科學的第一本書！

「空氣」對我們來說十分重要，沒有空氣，人類就會死掉，地球上的植物和動物也別想活下去。即使空氣如此重要，我們卻對它的認識很少。在《大氣：萬物的起源》一書中，作者嘉貝麗帶領我們進行一趟「空氣」之旅，讓我們對它有更多層面的認識，也見識到這個摸不著、看不到的它竟有對我們的生活有如此大的影響力。

首先，空氣是我們所有食物的來源。我們吃的所有的東西都來自於植物，而植物又是從哪裡來的呢？答案並不是土壤。植物在生長的過程中，它周邊的土壤品質並不會發生改變。實際上，植物每長一片葉片，所需的物質都是從周圍的空氣中獲取得來。地球環境中的大氣層為我們吸收了太陽帶給我們的熱能，這些熱能比原子彈爆炸的能量還要強大，同時也為我們阻擋了來自太陽的致命輻射，保護我們不受外太空寒冷的侵襲。此外，大氣層還扮演傳送帶的角色，將海洋上蒸發的水氣帶到高處，然後再讓內陸的乾旱地區普降甘霖。空氣還能將聲音通過震動傳送到我們的耳朵。如果沒有空氣，就算是一架加農炮轟隆隆推到你身邊，你也不會聽到什麼聲音。

事實上，我們根本不是生活在赤裸裸的星球表面上，而是生活在一個空氣的海洋中。作者在這本書中，為我們抽絲剝繭，讓我們看到這個海洋的方方面面。

義大利文藝復興時期的一位科學家發現了我們生活在大氣中的事實。他的研究表明，我們身邊的空氣其實非常重，舉個例子，卡內基音樂廳裡容納的空氣品質就高達七萬磅。

蘇格蘭一位醫師發現，空氣中的一種成分：二氧化碳，能對植物和樹木產生奇蹟般的作用，從而讓我們也從中受益。十九世紀的一位愛爾蘭人隨即發現，二氧化碳同時也像一條毯子，讓地球生活在溫暖的環境中。

哥倫布發現信風把自己帶到了美洲。而一個只有一隻眼睛的美國人發現在我們頭頂上五英里高的地方起了另一股風。還有美國一個窮農夫發現了颶風為什麼老是旋轉的祕密。

一位好心的發明家差點就把地球臭氧層破壞掉。兩個美國科學家（後獲諾貝爾獎）在沒有任何臭氧層破壞現象的時候就警告人們警惕破壞臭氧層的危害。一位抽菸斗的英國科學家在南極洲發現天空上的臭氧層空洞，另一位從來沒有實戰經驗的理論科學家來到南極和暴風雪鬥爭，想知道為什麼那兒的臭氧層會出現空洞。

馬可尼的無線電波能夠穿越大西洋，這件事情激發了一位數學天才的靈感，讓他認為我們的頭頂上有一層金屬飄浮層，這些金屬來自於流星和太陽。二十世紀，BBC電台的無線信號證明了這一層物質的存在，這層物質保護我們地球不受外太空射線以及隕石的攻擊。

挪威的一位科學家發現極光產生的原因，從太陽逸出的有害輻射微粒被地球吸引，導致了極光的發生。美國的一位火箭科學家因為在對蘇聯的戰爭中建功而成為英雄，他發現這些有害輻射微粒是在地球表層大氣高空就被俘獲。

在本書中，作者提供了多項有趣且被證實的案例，貼切地告訴我們空氣是如何在這個地球上運轉，而我們生活在這個充滿「空氣的海洋」的世界裡，又是如何受惠。

嘉貝麗．沃爾克Gabrielle Walker
得獎科學作家，擁有劍橋大學化學博士學位，並曾多次出席BBC廣播節目現身說法。她是《自然》雜誌氣候變遷題材的編輯，《新科學家》雜誌的專題報導編輯，也是普林斯頓大學的客座教授。定居倫敦。



譯者：蔡承志
國內知名科普書譯者，獲獎無數。譯作有：《美夢是這樣完成的》、《讓大腦變年輕》、《數字的異想世界》、《我們都是機器人／人機合一的大時代》、《鳥類的祕密生活》、《恐龍與史前生物百科全書》、《是誰在操縱我們？》、《你要不要被複製？》、《始祖鳥、羽毛與鳥類進化之謎》、《狗狗知道你要回家？》、《當科技變成災難》、《螞蟻．螞蟻》、《約翰．惠勒自傳》、《領導基因》、《23對染色體》等。其他作品有：《劍橋百科全書》（編輯協力）、《阿毛的恐龍世界光碟》（審訂）、《恐龍大百科光碟》（審訂）。

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第一篇 和暖覆蓋的毯子

第一章 一片空氣汪洋
初揭空氣的神祕面紗‧空氣重量和真空吸力‧再現空氣的重量‧馬德堡半球的啟發‧世上第一位科學家‧波以耳的空氣探險

第二章 空氣的成分
發現「氧氣」‧純氧初體驗‧天之驕子‧五分之一的普通空氣‧關鍵的水銀灰‧呼吸的本質‧生命的開端‧呼吸的必然代價‧科學與革命‧在劫難逃‧豐富的空氣

第三章 二氧化碳、生命和氣候
與世無爭的科學家‧固體中的空氣‧固定空氣‧動物和植物的祕密協定‧大膽登山家‧吸收紅外光的怪獸‧全球暖化效應‧二氧化碳和氣候暖化‧基林曲線‧全球暖化已然成形‧金星的前車之鑑

第四章 乘「風」飄盪
發現新大陸‧狂暴西風帶‧農莊裡的天才‧風的解謎‧詳述佛雷爾效應‧榮耀加身‧三胞環流模型‧橫衝直撞的飛行員‧驚險飛行‧超高速噴流現形

第二篇 庇佑萬物的天空

第五章 天空破洞的故事
淡藍臭氧和紫外線‧可敬又可怨的發明家‧氯氟烴露出馬腳‧戰力懸殊的攻防戰‧警醒世人的非常手段‧懸而未決的爭議‧南極天空的臭氧‧極地女英傑‧全球暖化和臭氧破洞

第六章 電離層：天空的反射鏡
第一具無線電‧「無線」商機‧信號橫越大西洋‧古怪科學家亥維賽‧天空的反射鏡‧船隻航海的守護神‧鐵達尼號葬身海底‧解開電離層之謎的關鍵人物‧電離層的白日與黑夜‧抵擋X射線的功臣

第七章 最後的邊疆
太空爭霸戰‧火箭氣球發射成功‧天空具有放射性‧不需火藥的電磁砲‧籌措資金困難重重‧無聲的極光‧舞動極光‧極地征途‧太陽黑子‧巨人隕落‧范艾倫帶和伯克蘭電流

尾聲
致謝詞
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