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Structures: Or Why Things Don’t Fall Down

★ 埃隆•馬斯克14本推薦讀物之一，“這是一本關于結構設計的非常好的入門書。”

★ 暢銷40余年經典著作，國內首次引進。

★美亞分類榜前十。

★業內資深工程師審校。

★入選中學和大學教材，業內口碑高，專業人士必讀經典書目。

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為什么一座吊橋即便開通了八條車道也不至于倒塌？為什么堤壩可以阻攔或釋放巨大的水量？為什么希臘人在晚上會將馬車輪子卸下來？為什么人類會腰痛？為什么鳥類有羽毛？摩天大樓和袋鼠的設計有什么原理？本書將幫你理解偉大建筑的巧奪天工之處，并探究歷史上諸多災難性事故的背后原因。

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結構涉及我們生活的方方面面，無論是植物或動物，還是高樓大廈、橋梁等設計都要承受一定的機械力度，使其不易被折斷或倒塌。所以，每個事物都包含一種結構。

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當我們思考結構的問題時，我們不僅要考慮為什么建筑物和橋梁不會坍塌，為什么機器和飛機不會解體，也要考慮蟲子為何長成那種形態，以及蝙蝠為什么能飛過玫瑰花叢而翅膀完好無損。

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這是一本發現結構的原理、生動解釋結構的基本特性的趣味讀物，它將為你揭開關于結構力學的許多好玩的謎題。作者摒棄了工程師慣用的讓人不知所云的技術術語，用淺顯、幽默的語言為讀者解釋了結構的有趣原理，分析了不同結構的特性，并告訴我們，生物的生存需求和人類的設計需求影響了這些結構的發展，自然、科技、生活中存在的結構都有其各自的道理。

詹姆斯•愛德華•戈登（1913–1998）

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畢業于格拉斯哥大學造船專業，材料科學和生物力學研究領域的先驅者之一，他的三本結構和材料方面的普及讀物影響深遠，本書即為其中之一。他的作品被翻譯成多種文字，并進入中學和大學教材。《泰晤士報》稱他是“材料科學的先驅之一”，他的書“文學造詣頗高，專業人士和學生都會有興趣”。

前言 III

第1章 如何與工程師無障礙地溝通 001

第一部分 彈性科學的前世今生

第2章 結構的根基——胡克定律與固體的彈性 017

第3章 應力與應變——柯西男爵與楊氏模量 029

第4章 設計的安全性——裂縫是怎么出現的？044

第5章 如何同裂縫和應力集中共存——弓、投石器和袋鼠 054

第二部分 承張結構

第6章 承張結構與壓力容器——鍋爐、蝙蝠和中式平底帆船 095

第7章 接合、鉚接、焊接的應用分布——蠕變和戰車輪子 113

第8章 一只蠕蟲的誕生——泊松比和彈性蛋白 130

第三部分 承壓結構與承彎結構

第9章 墻、拱與壩——通天塔與磚石建筑如何保持穩定 151

第10章 倒下的和未倒下的橋梁——拱橋、鑄鐵橋和懸索橋 178

第11章 一道梁的益處——屋頂、桁架與桅桿 190

第12章 剪切與扭轉的奧秘——北極星導彈與斜裁睡袍 223

第13章 承壓的失敗——三明治、頭蓋骨與歐拉博士 249

第四部分 結構與審美

第14章 設計的哲學——形狀、重量與成本的平衡 277

第15章 罪魁禍首——誤差、金屬疲勞與操作不當 297

第16章 效率與美感——逃不掉的現實 326

致謝 347

附錄I 推薦手冊與公式 349

附錄II 梁理論公式 353

附錄Ⅲ 扭轉公式 361

附錄Ⅳ 壓縮載荷作用下柱與板的效率 363

延伸閱讀 367

《結構是什么》是一本關于結構力學和材料力學的科學文化讀物，是埃隆·馬斯克力薦的讀物之一。埃隆·馬斯克的書單在網上有各種版本，但不論哪一版都有這本書的一席之地，而且是他推薦書目里唯一的一本物理學的讀物。

最終，所有的結構都會被破壞，正如凡人終有一死。醫學和工程學的目的就在于將這些事情推遲到適宜的時間再發生。

一本關于結構的書，主要內容肯定是關于結構力學和材料力學的基礎知識。但其描述的手段與其要介紹的知識在氣質上完全不一樣。戈登可能是大學課堂里最風趣的靈魂段子手，他總有辦法用形象的比喻和風趣的故事把你將要飄到窗外的注意力拉回來。力的作用用拉著貓尾巴的小女孩來形容，撓度變形形象的用猴上樹來展現，多數時候體現了一個英國人骨子里時而正常時而尷尬的幽默感。

不智者不思慮之，愚頑者不了然之。

隨著閱讀的深入，你會切身的感受到，作者對于工程師們自以為是的固執的恐懼更甚于他們關于基礎知識的無知。畢竟無知尚存敬畏，固執僅生傲慢。這里你到處可以看到因為固執和偏見而生的事故最后以無知為借口去掩蓋。這導致了“極少數的事故是與道德無關的”。工程師或工人只是粗心大意、懶惰閑散、不學不問、固執偏執、驕傲自滿、嫉妒貪婪，使得很多災難——用作者的話來說——具有希臘悲劇式的戲劇性和必然性。

一艘丑陋的船不會招人喜歡，不管它跑得有多快。

我覺得這本書最有價值的地方并不在于知識，而是作者關于工程設計的思考。科學技術作為現代人類的固執已經讓人類對自然的偏見越來越深。凡是人造的就好，自然的就落后漸成為人們的共識。但要知道大自然是靠漫長的自然選擇發展起來的，是基于對事實的尊重發展到現在的，幾可以說是世界上現存的關于所有問題的最優最高效的解決方案。道法自然，有時候會得到更多的智慧。

另一個固執是關于效率。人類對于死亡的恐懼刺激了對效率的追求。作者用了一個很形象的比喻：“工程師、規劃者、官僚、幫倒忙者和所有標新立異者都可能像這些小孩一樣，在一個滿是硝化甘油的房間里玩耍，而絲毫察覺不到他們可能會引發一場大爆炸。”效率使我們放松了對優雅和魅力的追求，對低俗和丑陋妥協。效率讓我們認為美是無用的追求，效用才是定義價值的唯一標準。這種對效率的固執不僅在于工程設計領域，在存在于各個角落。或許最終我們會拋棄對美的認知，變成一個低效的工具。其時也就離我們被人工智能取代的那天不遠了。

我估計這才是埃隆·馬斯克推薦本書的真正理由吧。

2023-06-16 15:05:31