本書是作者從事大學通識教育授課六年12學期的講本，將科技知識以生活化的方式，深入淺出地加以闡述。全書分為五篇計二十三章，由數學、物理的有趣現象入手，再分別介紹中西文明中的科技發展，最後回歸到現代人類所面對新科技與新問題，並引導讀者共同思考人類生存的問題。除可提供國內各大專院校理工科系學生閱讀外，更可作為大學通識教育的課程用書。

本書特色
◎ 作者在擔任國立大學校長十年以後重拾教鞭，致力科技教育的普及化工作，非常值得肯定，本書將作者近40年的研究、教學和生活諸多層面的寶貴心得融會而成，強調基本觀念與人文思維的建立，在介紹人類科技發展之餘，更重視人文的素養。
◎ 為充分了解年輕人的想法和表達方式，特別力邀其子女，黃祥哲教授與黃郁琇教授一起參與本書的寫作。

龔　序
本校的講座教授黃廣志博士，以「科技人」的身分在本校開授「科技與人生」通識課程已經有五個寒暑。他以近40年的研究、教學和生活諸多層面的寶貴心得，集結主編《科技與人生》這本書。在這本書中，作者以簡潔精要和深入淺出的筆法闡述了自古以來人類文明中科技發祥的源頭、背景以及對人類生活的影響與衝擊，希望藉此促成學子們對科技所蘊涵的真實意義的了解，進而體會出應與科技一起成長的人文情懷。作者細膩規劃，堪稱用心良苦。
黃講座曾經當選十大傑出青年，十大傑出工程教授，榮獲中國電機界最高榮譽的工程獎章，三個工程學會的終身貢獻獎與技職教育的終身榮譽獎等百多項榮譽。由於黃講座為我國研究雷射的先驅而有「中華民國雷射之父」的雅譽。在金門，黃講座被譽稱為「當代朱熹」；而最難得的是他的道德修養和對教育的熱愛，更是令人感動。他的生活智慧與人生閱歷，在在值得人們效法、學習。
本書的第二位作者黃郁琇碩士，專長為數理統計和資訊工程，是正修科技大學的一位優秀老師。平日潛心研究、熱愛教學，更有一顆慈悲助人的愛心而甚受學生的愛戴。第三位作者黃祥哲博士，專長為電子與通信工程，是一位在國際上已有聲譽的學者，目前服務於國立高雄大學，是學生仰慕的年輕學者。
個人一方面期待青年學子能夠從黃講座所開授的「科技與人生」課程中，獲得寶貴的知識，另方面也希望青年朋友能將課程中所學到的求知創新與為人處世的精神，落實到生活層面之上，如此，除了有助於學業的修習，也將裨益未來的就業與生活。
正修科技大學校長　　龔瑞璋

李　序
本書作者黃廣志博士於西元一九七一年從美國學成歸國，在著名國立大學執教鞭逾三十寒暑，鑽研電機工程、電子物理等領域高深問，發表於國際期刊之學術論文高達三百餘篇。因率先研究雷射卓有貢獻而聲名大著，也因此而被譽為中華民國雷射之父。學術上的卓越成就，使黃博士榮膺為最年輕的十大傑出青年及第一屆十大傑出工程教授。
是什麼動力使這位頂尖的科學家產生開授通識課程的意念，根據作者黃博士自己的說法：實根源於當前大學生過分重視偏狹的專業課程，而忽視基本觀念與人文思維的建立，導致對人生觀與價值觀之偏頗。人人以追求名利為目的；置人性關懷於腦後。有鑑於此，作者嚐試經由通識課程之教學，透過對人類科技發展源頭及其蘊涵真正意義的瞭解，來增進人文的素養與為人處世之陶冶。
本書是一本大學用書，其範圍涵蓋極廣，舉凡數學、物理、天文、科技、工程、農學、醫學等領域，均列入講授之教材。為力求精要，作者極費苦心地設法為讀者，搭建一條通往人類科技文明之捷徑，六年來作者本乎其深厚的學術基礎及高尚的人文素養，同時，為充分知道年輕人的想法和表達方式，特別力邀其任教於高等學府的一對子女黃祥哲教授與黃郁秀教授一起參與本書的寫作，為本書注入新血輪，更豐富了本書的內容。
此外，得一提的是，本書已經過長達十二個學期的臨床教學實驗，深獲學子的喜愛與熱烈迴響。隨著本書的付梓，將使更多未選上這門課的莘莘學子亦能受惠。
國立金門技術學院校長　　李金振

自　序
學電機工程與電子物理的本書主編黃廣志，於西元1970年在美國布魯克林理工學院獲得博士學位後，1971年毅然回國任教於交通大學。三十多年來，雖在多所大學服務，但卻一直從事電子科技的教學與研究。或許由於大環境的改變，深感近十年來的大學生甚至研究生均過分重視某幾科專業課程，而忽視基本觀念與人文思維的建立。這些「通識教育」的忽略，導致莘莘學子的人生觀與價值觀產生了偏頗，以追求自我功利為鵠的，置人性關懷於腦後。社會至此，豈不令人憂心。有鑑於此，本書的主編開始嘗試開授「科技與人生」相關的課程，希望藉著這種課程的開授，來喚起大學生甚至研究生對人類科技發展的源頭及其蘊涵的真正意義的了解，進而予以重視。尤其科技之發現或發明所應同時具備的人文情懷則予特別強調，告訴學子們專業雖然重要但人格的陶冶才是為人處世的終極根本。
「科技與人生」是黃廣志開授的課程之一。這是一個學期的課。每週授課兩小時，一學期有十八週，所以實際授課時數才36小時而已。在36小時的授課中，內容涵蓋了人類文明中科技發祥的源頭、背景以及對人們生活的影響與衝擊。授課內容由東方到西方，由上古到現代，力求精要普遍；而教學方式所講究的則是有趣、活潑而生活化。由於教材涉獵多元，範圍涵蓋頗廣，幸能獲得學子的喜愛。在學期結束前頻頻要求能將此課程延長為一整年。學子的熱烈迴響是我們最大的安慰與快樂。
這學期是黃廣志教這門課的第12個學期。六年來，一直在充實更新教材，希望所教的內容就是學子們想知道想學習的。今年初，我們感受到這個時刻該是出書的時候了。為此，黃廣志即邀約黃郁琇和黃祥哲兩位老師共同整理教材，從綱要到章節內容，逐一共同提筆書寫。希望這本書的付梓出版，能作為大專院校的「通識教育」的教科書，提供給學子，不論理工、管理、文史或社會，……各學門背景的學生，能夠簡易地了解人類歷史中的科技文明的一條捷徑。而對於社會人士或不同行業的人們，本書也將有助於其對人類科技文明的認知與賞識。
在此，作者謹以最誠摯的心感謝正修科技大學龔校長瑞璋博士、國立金門技術學院李校長金振博士撰文題序，使本書倍增光彩。同時也要特別感謝李宏虹小姐的協助與幫忙，尤其在打字、查證、校稿和建檔上，李小姐付出極大的心血。她的隆情厚誼，作者將永銘於心。
最後，要感謝主編的夫人，也是另外兩位作者的慈母劉碧霞女士的全力支持與體諒，使作者們能無怨無悔地為教育的志業奉獻心力。
黃廣志、黃郁琇、黃祥哲　　謹識　　2006年6月

目次
龔序 i
李序 iii
自序 v
第一篇：有趣的數字、圖形與數學 1
第一章　探索「數」的奧秘 3
第一節　引言 3
第二節　「數」的妙趣 4
第三節　數的起源 4
第四節　圓周率的故事 6
第五節　人體的結構與黃金分割 8
第六節　數與地震的震撼 10
第七節　有趣的等比級數 11
第八節　奇異的數與數列 13
第二章　有趣的「形」與「圖」 15
第一節　引言 15
第二節　吸引人們的簡單圖形 16
第三節　自然界中的多面體 19
第四節　益智的七巧板 20
第五節　中國的「畢氏定理」22
第六節　令人震駭與賞心悅目的螺線 23
第七節　玩一下「拿破崙定理」 25
第八節　至今解不開的作圖問題 26
第三章　數學的奇妙 29
第一節　引言 29
第二節　現實與邏輯 30
第三節　「數學」的定義 31
第四節　「微積分」是什麼東西？ 32
第五節　奇妙的數學世界 33

第二篇：奇妙的物理天地 35
第四章　大自然的神奇與玄妙 37
第一節　引言 37
第二節　傳奇與傳承 37
第三節　自然界的奧妙 39
第四節　生活中有趣的物理現象 40
第五草　人類心靈的偉大推論 45
第一節　引言 45
第二節　哥白尼與第谷的推測 45
第三節　刻卜勒的使命與成就 46
第四節　牛頓的偉大推論 48
第六章　探索地球的奧秘 51
第一節　引言 51
第二節　地球的物態 53
第三節　穹蒼的層次 54
第四節　地層的結構 57

第三篇：中國文明中的科技發展 61
第七章　中國科技文明中的天文學 63
第一節　引言 63
第二節　中國的曆法 63
第三節　中國的宇宙觀 65
第四節　中國的天象觀測 65
第五節　古中國的地理學與地圖學 68
第八章　中國的數學、物理學和工程技術 71
第一節　引言 71
第二節　中國人的「算之術」 71
第三節　《墨經》和中國人的物理思想 73
第四節　中國的偉大工程成就 75
第九章　中國的農學和醫藥學 77
第一節　引言 77
第二節　中華文明中的農業概貌 77
第三節　《黃帝內經》和中醫的祖師爺 79
第四節　中國的藥王和藥聖 80
第十章　四大發明與人類文明 83
第一節　引言 83
第二節　指南針與火藥 84
第三節　造紙與印刷術 85
第四節　中國的四大發明對人類文明的衝擊 87

第四篇：西方文明中的科技發展 91
第十一章　古埃及與古美索不達米亞的科技文明 93
第一節　引言 93
第二節　古埃及的科技文明 94
第三節　古美索不達米亞的科技文明 95
第四節　金字塔與空中花園 97
第十二章 古希臘與古羅馬時期的科技文明 101
第一節　引言 101
第二節　古典希臘時期的科技文明 102
第三節　希臘化時期的科技文明 104
第四節　世界本源的探索 106
第五節　古羅馬時期的科技發展 107
第十三章 歐洲科學發展的黑暗期 109
第一節　引言 109
第二節　中世紀時期歐洲的思想根源 110
第三節　教父派與學院派 111
第四節　大學的設立 112
第十四章 文藝復興時期的科技發展 115
第一節　引言 115
第二節　十字軍東征的重大影響 116
第三節　地理的大發現 117
第四節　活字印刷的文明衝擊 120
第五節　文藝復興的巨人 120
第十五章 近代科技的發展 125
第一節　引言 125
第二節　17世紀人類的科技成就 126
第三節　18世紀人類的科技成就 127
第四節　19世紀人類的科技成就 128
第五節　20世紀人類的科技成就 131

第五篇：現代人類的科技文明 137
第十六章　認識能源科技 139
第一節　引言 139
第二節　世界總體與我國能源情勢 140
第三節　能源的狀態與形式 143
第四節　能源政策與解決問題的良方 145
第十七章　認識雷射的神奇 147
第一節　引言 147
第二節　雷射的誕生 148
第三節　雷射的神奇 151
第四節　生活的衝擊 155
第十八章　電、磁與電子的文明世界 157
第一節　引言 157
第二節　電與磁的起源與文明 157
第三節　電子科技的歲月 160
第四節　電磁與電子科技的未來 161
第十九章　通訊科技與人生 163
第一節　引言 163
第二節　通訊的通道 164
第三節　通訊的種類 165
第四節　通訊與生活 167
第二十章　氣與場的科學觀 169
第一節　引言 169
第二節　氣的神奇與科學印證 170
第三節　場的神奇與科學印證 172
第四節　氣、場與能量 174
第二十一章　「奈米科技」的旋風 177
第一節　引言 177
第二節　自然界的「奈米現象」 179
第三節　奈米世界的降臨 181
第四節　奈米科技的潛能 182
第二十二章　生命科技的演進 187
第一節　引言 187
第二節　生命科技的過去 188
第三節　生命科技的現在 189
第四節　生命科技的未來 191
第二十三章　科技發展與人類生存 193
第一節　引言 193
第二節　科學家看人生 194
第三節　科技發展是人類生存唯一的途徑嗎？ 196
第四節　聯合國的呼籲 197