了不起的物理（严伯钧全新力作！））

★抖音头部科普博主严伯钧全新力作，全网粉丝超500万
全网视频播放量超10亿次，粉丝超500万的严伯钧，从订阅者的提问当中打磨出了一套如何把复杂、艰深的知识用通俗易懂的方式传递出去的方法。层层筛选，精选出100个有趣的物理问题来解答。
★不枯燥，说人话，看的懂，用的上！一本从任何一页翻开都能读下去的科普书
不论你学历高低、对物理学知识的积累是否足够，这本书都可以轻松读下去。在这个基础上，如果你是正在学习物理的中学生，作为课外的科学补充读物，更能激发起你对物理学的热情，并能拓宽你在物理学中的知识面。
★专色印刷，专属定制50幅Q萌科普漫画，附赠大开脑洞的视频星座拉页图
全书采用潘通专色墨印刷，专属定制50幅Q萌科普漫画，打破压抑，生动呈现看起来抽象又难懂的物理概念。随书附赠特别设计的【了不起的脑洞】星座视频拉页图，文字读累了，视频来解乏。只有你想不到，没有他答不了。

本书精选100个有趣的物理话题为你深入讲解。有生活中的物理学和黑科技，如5G、裸眼3D、超级高铁；有广阔如宇宙的物理学原理，如引力波、黑洞和宇宙大爆炸理论；还有微小如量子的内涵哲理，如薛定谔的猫、量子纠缠和不确定性原理；更有对重要物理学定律的总结，像能量守恒定律、爱因斯坦方程和熵增原理。
除了普及具体的物理学知识，这本书可以透过物理学中的逻辑，让你感受到其中思维的魅力和美感。只要你对这个世界还有一丝好奇，那这本书里一定有你想要的答案。

严伯钧，科普作家、艺术研究者，全国物理竞赛金牌获得者，曾于美国布朗大学攻读物理学博士。
抖音头部知识内容博主，抖音号“严伯钧”粉丝数超300W，科普视频全平台播放数迂10亿。2018年被《新周刊》评选为“十大网红网络导师”之一，与马东、薛兆丰等名宿并列。
已出版作品《六极物理》。

  1　为什么坐飞机不让托运充电宝？ 001
  2　保温杯如何做到一晚上水都不冷？ 004
  3　二维码的工作原理 007
  4　降噪耳机如何降噪？ 009
  5　为什么磁悬浮列车没有车轮？ 012
  6　这也许是以后没有人坐飞机的原因：超级高铁 015
  7　高铁为什么这么快？ 018
  8　微波炉和荡秋千有什么关系？ 020
  9　为什么5G网速那么快？ 022
10　5G有辐射吗？ 024
11　核辐射是什么？ 026
12　为什么网络连接要用光纤？ 029
13　为什么大地震以后会断网：海底光缆 032
14　为什么海市蜃楼常常倒立？ 035
15　核磁共振对人体有危害吗？ 038
16　会车的声音为什么忽高忽低：多普勒效应 040
17　太阳能为什么还没普及？ 043
18　如何一揽子解决电学问题：麦克斯韦方程组 046
19　为什么看3D电影要戴眼镜？ 048
20　不戴眼镜的3D电影如何实现？ 051
21　卫星定位是怎么做到的？ 053
22　发明Wi-Fi的是个女演员？ 056
23　为什么世界上没有两片相同的雪花？ 058
24　为什么烟花五颜六色？ 061
25　为什么隐形战机是黑色的？ 064
26　飞机遇到气流为什么会颠簸？ 066
27　直升机为什么至少有两个“螺旋桨”？ 069
28　硬盘存储了文件以后会变重吗？ 072
29　雾霾到底是什么？ 074
30　为什么吸铁石只吸铁？ 076
31　温度是怎么定出来的？ 080
32　地球的南北极会颠倒？ 082
33　万有引力真的是牛顿发现的吗？ 084
34　太阳系如何运转？ 087
35　太阳系的边缘在哪儿？ 090
36　为什么天体之间的会面如此规律：轨道共振 092
37　为什么我们看不到月球的背面？ 095
38　土星为什么有个游泳圈：洛希极限 098
39　所有物质都很懒：能量原理 101
40　如何知道星星离我们有多远？  103
41　宇宙越变越大：哈勃定律 　106
42　为什么说银河系转得过快了？　 109
43　宇宙是怎么来的？　 112
44　宇宙的尽头在哪里？　 115
45　比宇宙还老的恒星　 117
46　爱因斯坦：引力并不存在　 120
47　引力的本质：时空扭曲　 122
48　如何用一句话解释黑洞？ 　124
49　你真的进得去黑洞吗？　 127
50　为什么无法从黑洞里逃出来？　 129
51　如果黑洞进不去，它是怎么吸东西的？　 131
52　黑洞不光往里吞，也往外吐：霍金辐射　 133
53　如何制造一个黑洞？　 135
54　不可能存在的黑洞：中等质量黑洞　 137
55　什么是引力波？　 140
56　为什么过了100年我们才探测到引力波？ 　143
57　基本粒子分哪两种？玻色子和费米子　 146
58　太阳的宿命是什么？　 148
59　宇宙的灯塔：超新星　 151
60　如何把喜马拉雅山压缩到一个橘子大小？ 　154
61　制造火箭的关键是什么？　 157
62　为什么星际航行常常要绕远路：弹弓效应　 159
63　霍尔推进器：长距离星际航行的技术　 162
64　曲率引擎：超光速旅行可能实现吗？　 165
65　天体物理和罗马神话的关系　 168
66　为什么冥王星被踢出去了？ 　171
67　量子物理的诞生：黑体辐射　 174
68　原子的结构是什么样的？　 177
69　量子世界的语言：概率　 180
70　如何用概率和原子对话：薛定谔方程　 183
71　哥本哈根诠释：上帝真的掷骰子 　185
72　量子力学的根基：不确定性原理　 187
73　量子纠缠：超光速通信存在吗？　 191
74　爱因斯坦：上帝不掷骰子　 193
75　薛定谔的猫是死是活？　 195
76　平行宇宙：世界上存在多少个你？　 198
77　生命与量子力学的关系　 200
78　爱因斯坦得诺贝尔奖跟相对论有关系吗？ 　202
79　历史上ZUI烧脑的实验：双缝干涉实验　 204
80　光到底是波还是粒子？　 208
81　质量和能量是一回事吗？　 211
82　如何制造一颗原子弹？　 213
83　如何制造一颗氢弹？先造一颗原子弹　 216
84　如何制造一颗中子弹？先造一颗氢弹　 218
85　威力的武器：钴弹　 220
86　如何获得无尽的能源：可控核聚变　 222
87　自然界并不天然存在的光：激光　 225
88　反物质的世界：狄拉克方程　 227
89　ZUI小的粒子：夸克　 229
90　幽灵粒子：中微子　 232
91　飘忽的幽灵粒子：中微子振荡　 234
92　万物的质量是怎么来的：上帝粒子　 236
93　世界上有几种力？　 238
94　世界上ZUI小的尺度：普朗克尺度　 241
95　弦论：世界可能并不存在　 243
96　无摩擦的流体和无电阻的导体：超流与超导　 245
97　人类能盖出多高的楼？　 248
98　一切都是注定的吗：机械宇宙观　 251
99　为什么房间不打扫会越来越乱：熵增原理 　254
100　历史上ZUI伟大的女性科学家　 256

　　自序：和物理交个朋友
　　这本《了不起的物理》不是我一个人完成的书，而是网络上超过500万订阅者与我共同完成的。我从2018年年底开始在网络上制作短视频，介绍各种各样的科学知识。原本我以为科学普及是一个相对冷门的领域，却没有想到在第YI条《黑洞是什么？》的视频之后，就获得了近30万订阅者。也在之后的两年多时间里，收获了一个又一个100万的新增订阅者。这让我觉得备受鼓舞，原来大家对于物理学的求知欲这么旺盛！
　　在与订阅者们交流的过程中，我清楚地了解到大家对于科学的兴趣点、关注点在什么方面，也从大家的问题当中打磨出了一套如何把复杂、艰深的知识用通俗易懂的方式传递出去的方法。在此，我总结了物理学中的100个有趣话题进行深入讲解。这100个话题涵盖物理学的方方面面，有生活中的物理学和黑科技，例如5G、裸眼3D、超级高铁；有广阔如宇宙的物理学原理，如引力波、黑洞和宇宙大爆炸理论；还有微小如量子的内涵哲理，如薛定谔的猫、量子纠缠和不确定性原理；更有对重要物理学定律的总结，像能量守恒定律、爱因斯坦方程和熵增原理。
　　这100个话题的撰写，都是经过与订阅者们的交流才逐渐细化、深化并做到通俗化的，所以这是一本500万人参与完成的物理学科普书籍。
　　我想这本书是面向所有对物理学感兴趣的人们的。不论你学历高低、对物理学知识的积累是否足够，只要你对物理学有兴趣，那这本书就一定适合你。在这个基础上，如果你是正在学习物理的中学生，《了不起的物理》作为课外的科学补充读物，相信更能激发起你对物理学的热情，并能拓宽你在物理学中的知识面。
　　我们生活在一个科技高度发达的世界中，我们生活中的方方面面都有物理学。相信读完这本书，你对生活中大部分接触到的科技产品都会建立比较清楚的概念，了解它们的工作原理。而像宇宙学、量子力学、相对论这种在过去看来极为艰深的物理学知识，现在也越发变成显学。这些看似高深难懂的知识，其实蕴含着很深的哲理。相信对它们进行学习了解后，能够帮助你在思维方式上做出一些改变。
　　本书的宗旨除了普及具体的物理学知识以外，还希望透过物理学中的逻辑让你感受到其中思维的魅力和美感。
　　我在上高中的时候就开始对物理学产生浓厚的兴趣，经常与同学一同讨论一些在当时看来极为高深的问题。还记得有一次因为对于光速不变原理的理解与同学争得面红耳赤，争论未果，回家思考后竟夜不能寐，经历了人生中第YI次失眠。但在我上高中的时候网络并不发达，无法像现在一样即时获得那么多资讯和学术资料。当时的我一直希望能有一本科普书籍，提纲挈领地告诉我物理学的方方面面，不论是生活中的物理知识、浩瀚宇宙中的物理知识抑或是微观量子中的物理知识。所以这本书从某种意义上说也是满足少年时的一个心愿，写给跟我一样，因为对物理学的好奇心而寤寐思服、辗转反侧的人们。
　　ZUI后，要感谢500万订阅者对科学普及事业的支持，让我们一同进入物理学的世界！

　　为什么坐飞机不让托运充电宝？
　　为什么坐飞机的时候充电宝不让托运？这不是充电宝的责任，而是锂离子电池的责任，充电宝用的电池是锂离子电池，在挤压、高低温、遇水等情况下容易起火。所以，不仅是充电宝，只要带有锂离子电池的电器用品都不能托运，例如笔记本电脑。
　　在飞机上，由于气压骤变、行李会因颠簸而相互挤压，这些因素都会使锂离子电池有着火的风险。如果锂离子电池是在客舱着火，还能拿灭火器人工扑灭；但在飞机飞行过程中，锂离子电池在行李舱里起火的话，由于行李舱里没人，这就非常危险。
　　既然这样，为什么还要用锂做电池呢？因为锂充放电性能好，且储电量大，电动汽车之所以能够普及，就是因为锂离子电池的储电量大，使得电动车有足够的续航里程。
　　普通干电池靠化学反应放电，化学反应完了，电就用完了，很难通过充电让反应物回到反应前的状态。而锂元素在元素周期表上排行第三，一个锂原子里有三个电子，它的电子结构导致ZUI外层的一个电子很容易被拔出来，相应地也容易被装回去，因为这个特性，锂的化合物成了优质充、放电材料。
　　除此之外，锂是ZUI轻的金属，同样质量的不同金属，锂的原子数ZUI多，因此，同样质量的金属，锂原子可用的电子也是ZUI多的。理论上，其他材料都不如锂的储电量更大。
　　因为充、放电容易和储电量大的特点，所以锂离子电池被广泛应用于电子产品中。不过锂元素易于充、放电的特性是把“双刃剑”，它的化学性质极其活跃，容易发生置换反应，比如把锂放在水里，锂会轻易地把水里的氢元素给置换出来，从而生成氢氧化锂和氢气。由于氢气有易燃易爆的特性，所以锂有一定的危险性，这也是充电宝在坐飞机时不让托运的根本原因。
　　其实很多技术都具有两面性，它们一方面可以满足我们的性能需求，另一方面也可能对其他方面产生隐患。例如，核能虽然产生能量的效率高，但是核电站的爆炸事故对环境的影响是灾难性的。技术的进步往往是举步维艰的，它们对我们并非永远有益。

　　二维码的工作原理
　　二维码现在存在于我们生活中的方方面面，微信和QQ加好友可以扫二维码，收付款可以用二维码，取电影票可以用二维码。但你知道二维码的原理是什么吗？为什么二维码只有三个角有小方块，而不是四个角都有小方块呢？当然，现在的二维码形态多种多样，未必都是方形，也有圆形的二维码，但它只要是二维的，其工作原理都是类似的。
　　其实不管是二维码，还是超市里商品上的条形码，它们的工作原理都跟你考试填的答题卡是类似的。电脑能够理解的信号都是二进制信号，也就是电脑只认识0和1两个信号。但是现实生活中的信息多种多样，我们要怎样让电脑只通过二进制信号，就能处理那么复杂的信息呢？这里就涉及二进制信号和其他信号的转换问题。首先要理解二进制，二进制就是“逢2进1”。譬如1 1=2，但是在二进制的情况下，2是不存在的，碰到2，就要进一位，这就好像我们平时用的数学是十进制，9加1就要进一位变成10，而二进制中，满2就要进一位，2用二进制信号表示就是“10”。记住，这里的“10”不是“十”，而是“1”和“0”，那么3等于2 1，其实就是“10” “1”就等于11，同样的，这里的“11”不是“十一”，而是“1”和“1”。再进一步，4要怎么用二进制表示呢？4=3 1，那就是“11” 1等于“1”和“2”，对吧？但是2在二进制的情况下又是“10”，所以4就是“20”，但是2用二进制表示又是“10”，所以4用二进制表示就是“100”，它不是“一百”，而是“1”和“0”和“0”。用这样一套方法，我们就可以把各种各样复杂的信号转换为二进制信号，让电脑读懂，并进行处理。
　　二维码其实就是把0和1的信号变成了小方格，一个二维码当中，黑色的小方格代表1，白色的小方格代表0，手机一扫就知道一个二维码里面的0跟1是怎么排列的了，二维码本质上就是给你手机里的计算芯片一串0和1的信号，手机接收到信号以后就开始运算了。
　　二维码里有三个小方块是分布在三个角上的，这是帮助二维码进行定位的，不管你的手机是横着扫、竖着扫，还是斜着扫，它都知道二维码应该从哪个方向开始读。四个方块反而不行，因为这样的话，手机无法辨认出这个二维码从什么位置开始才是行。
　　其实在二维码出现之前，我们常用的是条形码，条形码传递信息的原理跟二维码是一样的，那为什么不直接用条形码而要更多地使用二维码呢？因为条形码的信息量有限，它只有一行，但是二维码有很多行，所以二维码传递的信息量更大。手机普及以后，网络世界的信息越来越丰富，我们的手机要处理的网络信息也越来越复杂，能够传递更大信息量的二维码，会更加贴合我们的数据需求，于是二维码就变得越来越主流了。