描述
开 本: 32开纸 张: 轻型纸包 装: 平装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787516829127
◆《从一到无穷大》作者、”大爆炸理论”推动者乔治·伽莫夫又一代表作
◆果麦版《从一到无穷大》译者阳曦翻译,译文优美
◆随书附赠海报,汇集书中物理发现
这本书将通过银行小职员汤普金斯先生的梦境和奇遇,回答你以下问题:
1.为什么物体无法超过光速?
随着物体的速度不断接近光速,它抵抗进一步加速的能力–换句话说,它的质量–会无限增大,所以不会超过光速。
2.为什么永动机不可能存在?
热力学第二定律表明,多余的热量会产生。因为宇宙中的无序和紊乱(或者说熵)一直都在增加。无论一台机器的效率有多高,它都会排出一些多余的热量,从而更进一步提高宇宙的总熵。
……
相对论、量子力学、宇宙学、热力学、原子物理学,一本书勾勒现代物理发展脉络。
1961年版前言
引子
1 限速城市
2 让汤普金斯先生进入梦境的相对论讲座
3 汤普金斯先生的假期
4 教授关于弯曲空间、引力和宇宙的讲座
5 脉动的宇宙
6 宇宙歌剧
7 量子桌球
8 量子丛林
9 麦克斯韦妖
10 电子同志会
11 普金斯先生在梦中错过的部分讲座
12 原子核内
13 木雕师
14 真空中的洞
15 汤普金斯先生品尝日本料理
不用物理公式和数学推理,跟着汤普金斯先生游历一番,就把各种物理原理解说得头头是道,也是服了伽莫夫这位物理学大牛了。
–科普博主 Steed
本书不光富有娱乐性,普通读者还能从中学到许多关于亚原子粒子(电子、中子等)及其古怪行为规则的知识。
–《观察家报》
物理学家可以欣赏书中介绍的诸多物理理论和事实,许多恰当的比喻将令他们欣然解颐;科学专业的学生也将满载而归,因为本书为现代物理教科书提供了良好的补充;而普通读者会发现这本书十分有趣,引人入胜……
–《数学手稿》
这一天是银行的休息日,大城市里的小银行职员汤普金斯先生睡到很晚才起床,然后舒舒服服地吃了顿早餐。今天该干点什么呢?他本来打算下午看场电影,于是他打开晨报翻到娱乐版,但却没找到哪怕一部感兴趣的片子。他早就厌烦了好莱坞的这些玩意儿,除了明星和没完没了的绯闻外简直乏善可陈。
他想看的是真正的冒险电影,有点儿不同寻常甚至异想天开的东西,哪怕一部也好。但现在却一部都没有。他的视线漫不经心地落到了角落里的一则小广告上。本地大学正在举办一系列现代物理讲座,今天下午的讲座介绍的是爱因斯坦的相对论。哎哟,这没准有点意思!他常听人说,世界上真正懂得相对论的人只有一打。也许他可以成为第十三个!这场讲座他一定得听,也许这正是他需要的东西。汤普金斯先生走进学校大礼堂的时候,讲座已经开始了。房间里挤满了学生,其中大部分很年轻,他们都在专心听讲;一位留着白胡子的高个子男人站在黑板前方,努力向听众解释相对论的基本概念。但对于爱因斯坦的理论,汤普金斯先生的了解十分有限。他只知道相对论提出了一个速度上限,也就是光速,任何运动物体的速度都不可能超过光速,这造成了一些十分古怪的后果。不过教授告诉大家,光速高达每秒186000英里,所以我们在日常生活中很难观察到相对论效应。这些奇怪的效应理解起来真的很难,汤普金斯先生觉得它们完全违反常识。他努力去想象缩短的棍子和乱转的钟表–接近光速的物体会产生这种效应–但他的头却越垂越低。
他再次睁开眼睛,却发现自己不知怎么离开了大学礼堂,现在他正坐在公交车站的长凳上。这是一座漂亮的老城,街道两旁矗立着一幢幢中世纪学院风建筑。他觉得自己肯定是在做梦,但他惊讶地发现,周围一切如常;就连对面街角站着的那位警察也和平日里他看到的警察一模一样。街道尽头高塔上的大钟正在指向五点,大街上几乎空无一人,只有一个人骑着自行车慢悠悠地晃了过来。随着这位骑行者不断靠近,汤普金斯先生不由得惊讶地瞪大了眼睛,因为自行车和车上的年轻人都沿着运动方向不可思议地被压扁了,就像你透过柱面镜看到的那样。塔顶的钟敲响了五点,骑行者显然有些着急,于是他更卖力地蹬起了踏板。汤普金斯先生没发现他的速度加快了多少,但他的身体却明显变得更扁了,看起来就像从纸板上剪下来的一样。
汤普金斯先生觉得十分自豪,因为他一下子理解了眼前的景象–骑行者之所以会变扁,不过是运动物体的收缩而已,他刚听教授讲过。”显然,这里的天然限速更低,”他暗自总结,”所以街角那位警察看起来才这么无精打采,因为他不需要打起精神去盯超速的家伙。”事实上,就在这时候,一辆出租车轰鸣着从街道另一头驶来,但它的速度并不比骑行者快多少,看起来简直是在蠕动。汤普金斯先生决定追上那位骑行者,跟他聊聊这些事儿,因为对方看起来很面善。趁着警察不注意,汤普金斯先生从路边”借”了一辆自行车,沿着街道追了上去。
他以为自己马上会被压扁,这让他有些窃喜,因为近他正为体型发福暗自焦虑。但让汤普金斯先生大吃一惊的是,他的身体和屁股下面的自行车都毫无变化,周围的景象却完全变了。街道缩短了,商店的橱窗收成了一条条窄缝,街角的警察也变成了一根麻杆–他这辈子从没见过这么瘦的人。
”天哪!”汤普金斯先生兴奋地嚷道,”我明白啦。原来爱因斯坦理论里的’相对’是这个意思!相对于正在踩脚踏板的我来说,一切运动的物体都会变短。”汤普金斯先生是个好骑手,他拼命想追上前面的年轻人,却怎么都提不起速度。无论他多么努力地踩脚踏板,自行车的速度都毫无变化。他蹬得腿都疼了,自行车经过每一根路灯柱子花费的时间却并不比刚起步时更少。他所有的努力似乎完全是白费劲儿。现在他终于明白刚才看到的骑行者和出租车为什么跑得那么慢了,于是他想起教授说过,任何运动物体都不可能超过光速的限制。不过汤普金斯先生还注意到,身旁的街区变得比刚才更短,现在他离前面那位骑行者已经没两步了。到了下一个拐角,他终于追上了对方;两个人肩并肩地骑了一会儿以后,汤普金斯先生惊讶地发现,这位骑行者其实是个充满运动气息的普通年轻人。”噢,这一定是因为我们现在相对于彼此是静止的。”他想道。然后他跟这位年轻人打了个招呼。
”打扰了,先生!”他说,”你有没有觉得在这样一座低限速的城市里生活有些不方便?”
”限速?”对方惊讶地回答,”我们这儿没有任何限速!只要我愿意,我想跑多快就能跑多快–如果我骑的是摩托车而不是现在这辆破车的话!”
”但刚才你从我身边经过的时候骑得很慢,”汤普金斯先生说,”所以我才注意到了你。”
”喔,是吗?”年轻人显然有些光火,”那你大概没注意,从你跟我说话开始,我们已经骑过了五个街区。难道你觉得这还不够快吗?”
”可是街道都变短了。”汤普金斯先生表示反对。
”是我们骑得更快了还是街道变得更短了,有区别吗?要去邮局的话,我得骑过十个街区,只要我用力踩脚踏板,街区就会变短,我也能更快到达目的地。事实上,我们已经到了。”说话间年轻人已经下了车。
汤普金斯先生看了看邮局的钟,钟面上显示的时间是五点半。”哈!”他得意地说,”不管怎么说,你花了半个小时才骑了十个街区–我次看到你的时候才刚刚五点!”
”那你注意过这半个小时过得有多快吗?”年轻人反问道。汤普金斯先生不得不承认,感觉确实像是只过了几分钟。更重要的是,他抬起手腕,发现自己的手表指着五点零五分。”哎呀!”他说,”是邮局的钟快了吗?””当然,或者说你的表慢了,因为你的运动速度太快。话说回来,你这人到底有什么毛病?难道你是从月球来的吗?”说完这句,年轻人扭头走进了邮局。
跟年轻人聊完天以后,汤普金斯先生这才觉得,没有教授在身边为他解释这些奇怪的事情实在是太遗憾了。这位年轻人显然是本地的原住民,恐怕他还没学会走路就习惯了这些怪事儿,所以汤普金斯先生只能独自探索这个奇怪的世界。他借着邮局的钟校准了手表,还特地等了十分钟观察它们的时间是不是对得上。手表没问题。汤普金斯先生沿着街道继续向前骑行,前面有座火车站,他决定再对一对表。让他深感惊讶的是,现在他的手表又慢了一点。”呃,这肯定也是某种相对论效应。”他想道,然后决定找个比那位年轻骑行者更睿智的人问问。
机会很快来了。一位大约四十多岁的先生下了火车,走向出站口。迎接他的是一位看起来很老的女士,但让汤普金斯先生大吃一惊的是,这位女士嘴里喊的是”亲爱的祖父”。汤普金斯先生简直不敢相信自己的耳朵。他借口帮忙搬运行李,跟他们搭上了话。
”抱歉,我无意刺探您的家庭事务,”他说,”但您真的是这位可敬的老奶奶的祖父吗?您看,我是个外乡人,我从没……””噢,我明白了,”中年男士捋着小胡子咧嘴笑了,”你大概把我当成流浪的犹太人1了。但事情其实很简单。为了生意,我常常需要东奔西跑;正是因为我坐火车的时间太多,所以我自然比生活在城市里的亲人老得慢。这次回来能看到我亲爱的小孙女还活着,我真是太高兴了!不过请原谅,我得跟她一起坐出租车回家了。”他快步走远了,只剩下汤普金斯先生带着一肚子的问题留在原地。车站小卖部的三明治让他的思维重新活跃起来,他甚至觉得自己发现了相对论的矛盾之处。
”是的,当然,”他一边呷着咖啡一边沉思,”如果一切都是相对的,那么亲属眼里的旅行者应该很老,旅行者眼里的亲属应该也一样老,虽然事实上他们可能都很年轻。但无论如何,这都解释不了我刚才亲眼看到的那一幕:灰白的头发可不管什么相对不相对!”他决定后努力一次,看看能不能弄清这到底是怎么回事,他的目光落到了餐厅里一位穿着车站制服的男人身上。
”先生,你能不能发发善心,”他开口说道,”跟我讲讲,和待在原地一直不动的人相比,火车上的乘客衰老的速度要慢得多,这到底是什么原因造成的呢?”
”是我造成的。”男人一口答道。
”哎呀!”汤普金斯先生喊道,”难道你找到了古代炼金术士梦寐以求的贤者之石1?你一定是医学界的名人吧。你是这儿的医生吗?”
”不是,”男人似乎被他的反应吓了一大跳,”我只是车站的司闸员而已。”
”司闸员!你是说……”汤普金斯先生完全糊涂了,”你是说–你只负责给进站的火车刹车?”
”是的,这就是我的工作:火车每次减速的时候,乘客相对于其他人的年龄就会出现增长。当然,”他谦虚地补充道,”负责给火车加速的司机也有一定贡献。”
”但这和长生不老有什么关系呢?”汤普金斯先生惊讶地问道。
”呃,具体的原理我也不懂,”司闸员回答,”但事情就是这样的。我问过一位乘车的大学教授,他说了一大堆我听不懂的话,后他说,这有点像’太阳的引力红移’–我想他当时是这么说的。你听说过’红移’之类的事儿吗?”
”没有。”汤普金斯先生回答。他还有些疑惑,但司闸员跟他握了握手就走开了。
他突然觉得有人正在用力摇晃他的肩膀,然后汤普金斯先生发现自己坐的地方根本不是火车站的咖啡厅,而是刚才教授讲课的那间大礼堂。周围的光线十分昏暗,房间里空荡荡的。刚才摇醒他的那位门房说:”我们要关门了,先生;如果您想睡觉的话,好回家去吧。”于是汤普金斯先生站起身来,走向出口。
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