※ 在我們觀看《憤怒的小鳥》大電影的時候,一定會驚嘆各位小鳥的“殺傷力”吧!如果我們用物理的專業(yè)知識來衡量,它們是不是真的具有那么大的威力,亦或是到底它們的體形有多大?我們這本《極客物理》就是為了幫助喜歡提問的朋友們解決這些有趣的問題。 ※當(dāng)我首次翻開《極客物理》這本書的時候,對于“極客”這個詞很疑惑,于是百度了一下——“極客”英文原名Geek,主要指對科學(xué)(包括但不限于數(shù)學(xué)物理、化學(xué)、生物、天文、IT)抱有狂熱愛好的某一類人。這個也是作者的自我解嘲,他在自己的博客上陸續(xù)發(fā)表了很多腦洞大開的問題和研究,比如:“綠巨人浩克跳起來會砸壞路面嗎?”“為什么鏡子成像是左右顛倒,而非上下?”“多少張紙幣疊在一起能從地球疊到月球上去?”……這些看似荒誕的問題,作者都能用物理學(xué)的知識給予一個答復(fù),讓閱讀中的我大開眼界,就連超級英雄——綠巨人、雷神、美國隊長、超人這樣家喻戶曉的人物都在作者的探討和研究的范圍之內(nèi)。 ※《極客物理》是一本你可以隨手翻開,找到一個你感興趣的話題進(jìn)行閱讀的有趣科普。它將科學(xué)融入科幻、生活、競技比賽等領(lǐng)域,讓你帶著強(qiáng)烈的好奇心去翻看每一個小知識。 對于作者這樣一個物理“極客”來說,每一個話題都值得探討,值得用科學(xué)的態(tài)度和專業(yè)的知識去探討和評價它,而我們,這些閱讀者,也跟著他成為一名物理“極客”,去熱愛這個五彩繽紛、充滿未知的世界。 本書簡介: 你是否幻想過人能夠借助翅膀像鳥一般翱翔?你是否想過你能驅(qū)車甩掉多少只僵尸?或者用平板電腦代替紙質(zhì)安全手冊是否就能為飛機(jī)節(jié)約燃油?超人真的可以將人一拳打到太空里嗎?每一章節(jié)內(nèi)含插圖、所用到的物理基本方程和簡單易讀的圖標(biāo)圖解,內(nèi)容不僅囊括了阿萊恩博客中像光之劍,麥當(dāng)勞外賣車道這樣的最受歡迎的主題部分,還以更簡略的技術(shù)性方法運(yùn)用這些問題來教授基本的物理概念。在這本書中,他發(fā)現(xiàn)了掩藏在家庭電影、電視節(jié)目、電子游戲、病毒視頻,新聞網(wǎng)站和走馬觀花的讀者這一系列背后的有趣問題,并從物理角度,簡單給出了極好的答案。怪客物理學(xué)并不只是針對怪才們,對于熱愛通俗文化和流行科技的人們,它也同樣適合。 作者簡介: 瑞特•阿萊恩(RhettAllain)是路易斯安那州大學(xué)的一名物理學(xué)教授,《連線》科學(xué)版流行網(wǎng)站物理學(xué)博主。他有自己的獨(dú)到訣竅,運(yùn)用趣味十足且具有教育意義的方式來解釋一些東西。他還著有國家地理書籍《憤怒的小鳥之憤怒的力量:世界風(fēng)靡游戲中的物理學(xué)》。 目錄: 第一章 真實(shí)的物理 失重到底是什么?/002 兩車相撞和開車撞墻,誰的破壞力更大?/011 為什么冰雹那么可怕?/016 浮在水中的小球怎么稱重?/020 π會出現(xiàn)在與圓無關(guān)的場合嗎?/025 世界人口增長,會把月球拉近地球嗎?/029 為什么鏡子成像是左右顛倒,而非上下?/032 第二章 超級英雄 綠巨人浩克跳起來會砸壞路面嗎?/036 雷神的錘子真能帶他飛嗎?/043 目錄: 第一章 真實(shí)的物理失重到底是什么?/002兩車相撞和開車撞墻,誰的破壞力更大?/011為什么冰雹那么可怕?/016浮在水中的小球怎么稱重?/020π會出現(xiàn)在與圓無關(guān)的場合嗎?/025世界人口增長,會把月球拉近地球嗎?/029為什么鏡子成像是左右顛倒,而非上下?/032 第二章 超級英雄綠巨人浩克跳起來會砸壞路面嗎?/036雷神的錘子真能帶他飛嗎?/043如何計算美國隊長的盾有多重?/050超人可以一拳把人打飛到太空里去嗎?/054 第三章 真實(shí)世界的物理你需要用多少冰來冷卻你的啤酒?/063一棟房子能產(chǎn)生死亡射線嗎?/067一把掃帚如何做到直立不倒?/070車墜入湖,亞當(dāng)?shù)淖跃确绞綍粫吹箶嗨土俗约旱男悦?073造一架人力直升機(jī)難嗎?/077移動一輛車要多少水?/084 第四章 星球大戰(zhàn)光劍的能源源自何處?/089飛船越大,推進(jìn)器就越大嗎?/095如果R2-D2能飛翔,他的重量是多少?/099爆能槍的速度有多快?/104漢先發(fā)制人了嗎?他能否后開槍?/112 第五章 技術(shù)光按鍵可以為手機(jī)充電嗎?/116推特波能趕上地震波的速度嗎?/121憤怒的小鳥TM里的物理有多真實(shí)?/126iPad代替紙質(zhì)飛行手冊,能替航空公司節(jié)約多少成本?/139 第六章 體育運(yùn)動與物理跳水究竟有多難?/146人能拉動卡車嗎?/1498.9m的跳遠(yuǎn)世界紀(jì)錄受重力和空氣影響有多大?/154能用線性回歸來解釋跳遠(yuǎn)世界紀(jì)錄嗎?/159十項全能如何統(tǒng)一計分標(biāo)準(zhǔn)?/163為什么游得越快越難?/168對于公路自行車賽而言,最陡的斜坡是多少度?/171 第七章 真實(shí)的空間宇宙飛船和潛水艇之間的區(qū)別在哪里?/176把額外的糖果送入太空,需要多少能量?/180用自動轉(zhuǎn)移飛行器來建造死星并提供補(bǔ)給,可行嗎?/185 第八章 瘋狂的推算冰激凌可以冷到一點(diǎn)食物熱量都沒有嗎?/190多少張紙幣疊在一起能從地球疊到月球上去?/193把火雞從空中丟下去,能把火雞烤熟嗎?/197你能按比例造出一個死星的樂高模型嗎?/201裹多少氣泡墊從六樓跳下去才不會摔死?/205香蕉真的可以發(fā)電嗎?/210你愿意和一只像馬那么大的鴨子打架嗎?/214 第九章 科幻巨制你能開車撞開多少個僵尸?/218為什么我們不能獲得真正的飛行滑板?/224如何給一個穿越時空的德勞瑞恩充電?/228咕嚕如何在黑暗中看見東西?它吃什么?/231 第十章 這會是真的嗎?人類能夠像鳥兒一樣用翅膀飛行嗎?/243阿諾·施瓦辛格到底是什么做的?/246人的下落速度能比音速快嗎?/252前言學(xué)者也許會無休無止地討論“極客”(geek)和“書蟲”(nerd)這兩個詞之間的差別。于我而言,兩者并沒有什么區(qū)別。這兩個光榮的頭銜都是用來褒獎一群致力于某一個特殊領(lǐng)域并為自己感到驕傲的男人和女人的。一個極客或許對吞噬一頭奶牛尸體的所有不同類型的昆蟲很有研究。也許一個書蟲能辨認(rèn)出絕地武士使用的各種不同類型的光劍。極客可以構(gòu)建出一流的東西,在他筆下,一樁樁事情都妙趣橫生。他們中有些人又和我如出一轍:喜歡把東西統(tǒng)統(tǒng)拆開,來弄明白里面的部件如何運(yùn)作,但回過頭來又不一定能裝回去。 我認(rèn)為極客和書蟲已經(jīng)不再是與什么消極事物相聯(lián)系的標(biāo)簽了。無論誰都很喜歡別人以極客來稱呼自己。極客實(shí)在是太酷了,如果看過《生活大爆炸》或者《流言終結(jié)者》這樣流行的電視節(jié)目你必定能領(lǐng)悟。事實(shí)上,在我們內(nèi)心深處,都至少藏著這么一棵極客、書蟲的萌芽,這種存在對我們自身意義非凡。 那我又是什么人?我也是極客嗎?當(dāng)然。在我還很小的時候,我就對極客類的東西很頗感興趣了:宇宙空間、漫畫讀物和科幻小說。我也自己動手制作過一些東西,在青少學(xué)者也許會無休無止地討論“極客”(geek)和“書蟲”(nerd)這兩個詞之間的差別。于我而言,兩者并沒有什么區(qū)別。這兩個光榮的頭銜都是用來褒獎一群致力于某一個特殊領(lǐng)域并為自己感到驕傲的男人和女人的。一個極客或許對吞噬一頭奶牛尸體的所有不同類型的昆蟲很有研究。也許一個書蟲能辨認(rèn)出絕地武士使用的各種不同類型的光劍。極客可以構(gòu)建出一流的東西,在他筆下,一樁樁事情都妙趣橫生。他們中有些人又和我如出一轍:喜歡把東西統(tǒng)統(tǒng)拆開,來弄明白里面的部件如何運(yùn)作,但回過頭來又不一定能裝回去。我認(rèn)為極客和書蟲已經(jīng)不再是與什么消極事物相聯(lián)系的標(biāo)簽了。無論誰都很喜歡別人以極客來稱呼自己。極客實(shí)在是太酷了,如果看過《生活大爆炸》或者《流言終結(jié)者》這樣流行的電視節(jié)目你必定能領(lǐng)悟。事實(shí)上,在我們內(nèi)心深處,都至少藏著這么一棵極客、書蟲的萌芽,這種存在對我們自身意義非凡。那我又是什么人?我也是極客嗎?當(dāng)然。在我還很小的時候,我就對極客類的東西很頗感興趣了:宇宙空間、漫畫讀物和科幻小說。我也自己動手制作過一些東西,在青少年時期我完成了一個早期項目:一個小型的電子設(shè)備,由兩節(jié)光電池和一個馬達(dá)組成,用來記錄下光束的運(yùn)動的軌跡。那時,這件小東西我喜歡極了。此后,我繼續(xù)學(xué)習(xí)物理,最終成為了東南路易斯安娜大學(xué)的一名教員。然而對于那些過去玩過的極客類的東西,我的喜愛自然絲毫不減半分。在這個世界上,還有什么能比把我學(xué)到的物理知識和極客文化結(jié)合起來的樂趣能讓我更感到愉快?或許只有一罐花生黃油或一個果醬三明治吧,不過這也只是可能罷了。所以,我做的就是這個事情。我用兩個基本思路來觀察周遭的世界。第一,基本的物理概念,比如:動量定理,動能定理,或者電與磁之間的關(guān)系(我們把這種關(guān)系叫做麥克斯韋方程)。但這個并不是我在分析真實(shí)和虛擬現(xiàn)象時所用到的全部手段。我還用到第二個——構(gòu)建模型。模型是什嗎?難道就是我在孩提時代玩過的汽車模型玩具嗎?沒錯!模型是任何一件用來代表其他物體的物體。萬有引力定律引出的數(shù)學(xué)公式詮釋了兩個物體的質(zhì)量和相互吸引力之間的關(guān)系。我們也可以構(gòu)建一個從來沒人做過的模型。在一個國家里,一條推特消息的傳播速度能有多快?只要找到相關(guān)數(shù)據(jù)并找到一個能清楚解釋這種現(xiàn)象的的數(shù)學(xué)表達(dá)式,就算完成這個模型了。通過解決這些問題,一個模型就成功建好了。模型也許千變?nèi)f化很復(fù)雜,但創(chuàng)建模型的這個思路本身很直截明了。為什么有人會浪費(fèi)時間在閱讀星球大戰(zhàn)電影里的物理學(xué)?為什么有人會關(guān)注咕嚕需要吃多少魚才可以保持它的體溫?如果我能精確計算出冰一罐啤酒要用多少冰,我實(shí)際會不多不少地用那么多冰嗎?難道我沒有別的更重要的事情要做嗎?那么,到底什么才算“浪費(fèi)時間”?看電影算浪費(fèi)時間嗎?閱讀和繪畫又算什么呢?一個人覺得多此一舉、浪費(fèi)生命的活動也許正是另外一個人覺得對自己大有裨益的事情。對所有不現(xiàn)實(shí)的事物加以分析,難道全無半點(diǎn)用處嗎?我們來打個比方吧,以“憤怒的小鳥”這個流行的視頻游戲?yàn)槔。就我自己而言,我很喜歡這個游戲,但它帶給我最大的愉悅是能讓我嘗試著尋找其中的秘訣在哪里:小鳥在地球上也是這樣飛翔的嗎?又有什么特殊的物理法則蘊(yùn)藏在這個游戲里?我分析這個游戲運(yùn)作的方式和我在現(xiàn)實(shí)世界里面搞的物理研究大同小異。在研究這款電腦游戲上使用到的方法和工具時,我也會在研究物理的其他領(lǐng)域里一樣使用到。使用物理知識來分析視頻游戲和模擬攀巖很相似。在攀巖壁的過程中你學(xué)到了攀巖的技巧,但爬到頂并不會得到什么。不過,要是你下一次真的去爬山,你就會很自然地使用到那些在模擬攀巖過程中學(xué)到的攀爬技巧,唯一不同的是,現(xiàn)在你可以爬到一座真正的山巔。因此,為剛才打的那個比方下個結(jié)論:真正的物理研究和真正的爬山一樣,分析憤怒的小鳥里的物理就像模擬攀巖。接下來,讓我們步入正題。我將分享一些我最喜歡的構(gòu)想給你們。所有的這些構(gòu)想都體現(xiàn)了物理學(xué)和極客文化的融合,因此本書命名為《極客物理》。這本書里講到根據(jù)金屬熔融態(tài)的顏色反推光劍的溫度,讀到這里,這本書打動了我的心。” ——扎克•維納史密斯,網(wǎng)絡(luò)漫畫《周六早晨的谷物早餐》的作者、插畫師 “《極客物理》向我們展示了運(yùn)用簡單模型和物理定律更深一步地理解從體育運(yùn)動到漫畫電影的大千世界的快樂。正如這本書所表明的,增添一點(diǎn)物理元素讓所有一切都變得更為有趣。” ——查德•奧茲,《如何教你的狗量子物理學(xué)》的作者 “任何發(fā)生在這個世界里的事情都是通過物理學(xué)加以描述的。更有趣的是,甚至那些現(xiàn)實(shí)中不會發(fā)生的事情也可以通過物理學(xué)來描述。在這本令人愉悅的書里,從漢的出拳到超人拳頭的力量,瑞特•阿萊恩揭示了隱藏在一些我們可能問到的最有趣的假設(shè)性問題背后的科學(xué)。” ——西恩•卡羅爾,理論物理學(xué)家,《宇宙終結(jié)時的粒子》的作者 “《極客物理》這本書會讓你明白物理與隱藏在生活中的那些日常問題之間的相關(guān)性。這本書里交錯著好萊塢、流言終結(jié)者、YouTube、物理學(xué)的萬象,里面有趣的問題這本書里講到根據(jù)金屬熔融態(tài)的顏色反推光劍的溫度,讀到這里,這本書打動了我的心。” ——扎克•維納史密斯,網(wǎng)絡(luò)漫畫《周六早晨的谷物早餐》的作者、插畫師“《極客物理》向我們展示了運(yùn)用簡單模型和物理定律更深一步地理解從體育運(yùn)動到漫畫電影的大千世界的快樂。正如這本書所表明的,增添一點(diǎn)物理元素讓所有一切都變得更為有趣。” ——查德•奧茲,《如何教你的狗量子物理學(xué)》的作者“任何發(fā)生在這個世界里的事情都是通過物理學(xué)加以描述的。更有趣的是,甚至那些現(xiàn)實(shí)中不會發(fā)生的事情也可以通過物理學(xué)來描述。在這本令人愉悅的書里,從漢的出拳到超人拳頭的力量,瑞特•阿萊恩揭示了隱藏在一些我們可能問到的最有趣的假設(shè)性問題背后的科學(xué)。”——西恩•卡羅爾,理論物理學(xué)家,《宇宙終結(jié)時的粒子》的作者“《極客物理》這本書會讓你明白物理與隱藏在生活中的那些日常問題之間的相關(guān)性。這本書里交錯著好萊塢、流言終結(jié)者、YouTube、物理學(xué)的萬象,里面有趣的問題都由作者瑞特•阿萊恩運(yùn)用巧妙的手法呈現(xiàn)在讀者眼前。”——艾倫•提圖斯,博士 WebAssign的合作開發(fā)者
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