我們生活在物理定律裏。
物理指引我們的人生,物理提高我們的生活品質。
物理到底妙在哪裏?
為什麼你不能把書架上的灰塵全都吹掉?學一下流體動力學就會知道!
地闆總是嘎吱作響?材料科學說會叫的地闆纔健康!
電磁理論很難嗎?吃顆糖果就能知道光是怎麼來的!
從房屋到爬樓梯、從自行車到人體結構、從塑膠和玻璃到光和電、從美食到節能……
不必上太空,坐在沙發上就能學物理!
◎你傢就是最好的物理教室! 每一天,我們的傢裏都有著各種奇特又令人睏惑、時而讓人抓狂的事物。
堅定可靠的科學讓我們的傢在強風中屹立不搖,在夜晚燈火通明,在乾冷的鼕天早晨擁有滿室溫暖。
正是我們腳下的原子讓建築物不會倒,要把東西黏起來得靠原子,讓你的傢明亮無比的也是原子。
原子是生命的樂高積木,隻要一把原子就能製造齣任何東西。
但我們怎麼知道原子確實存在?那些原子在我們傢裏施展瞭哪些魔法?
懶人浪費的能量比燈泡還多?能量守恆定律告訴我們為什麼!
想三兩下端齣美食?料理的科學就是熱力學!
常保健康是流體動力學,泡澡沐浴是水的科學!
如廁時捲動幾圈滾筒衛生紙,就可以瞭解槓桿原理是什麼道理!
鬆垮的內衣跟抗皺乳霜有什麼關聯?彈性就是王道!
原子讓建築物免於倒塌的四種方法是什麼?
為什麼鹹魚和薯條不會讓刀叉內的鐵原子生銹?
為什麼數位盜版總是最後的贏傢?
維多利亞時代的人為什麼差點在1880年發明瞭手機?
為什麼從梯子上摔下來,跟被鰐魚咬一樣糟糕?
破爛牛仔褲、亮晶晶的皮鞋、烹飪做麵包、打鼾、洗衣乾衣……全都是科學!
生動趣味,簡潔易讀,搭配精繪插圖,帶領我們體驗傢居科學之旅,一一探索隱藏於日常生活中的運動定律、能量守恆、光學、電學、熱力學,以及其他不可思議的物理現象,解釋明晰透徹,富含事實和數據。
沒有讓人頭暈目眩的深奧道理,沒有算式使你無聊昏沉。你傢就是最好的物理教室!
◎藏在傢裏的驚人科學 ‧一棟房子有多重,以及為什麼它不會下陷進地裏?
‧為什麼你的腳踝幾乎跟一棟建築物的地基一樣辛苦?
‧高樓如何保持竪立,又因何倒塌?
‧為什麼聳入雲霄的摩天大樓需要像果凍般晃動?
‧為什麼你也許不應該在爬完帝國大廈後,馬上吃一塊巧剋力豆餅乾?
‧一道閃電可以讓你得到多少電?
‧如果你能靠倉鼠跑滾輪來發電,那麼泡一杯咖啡需要多久?
‧為什麼從梯子上摔下來,跟被鰐魚咬一樣糟糕?
‧如何用你的大拇指和腳趾來解釋輪子的奧祕?
‧你是否能用一把電鑽燒掉你的房子?
‧廚房刀具與高爾夫球場的共通點是什麼?
‧你需要多長的槓桿纔能舉起地球?
‧自行車如何像吊橋一樣運作?
‧為什麼騎自行車就像揉麵包?
‧為什麼自行車手要颳腿毛?
‧敏捷的自行車手可以嚮跳躍的鮭魚學習什麼?
‧為什麼我們環保的世界仍然愛用骯髒的老式石油?
‧一茶匙的燃料可以開車多遠?
‧為什麼一輛汽車所用的空氣是一輛自行車的250倍?
‧相當於一隻短吻鰐的力量如何防止你在轉彎時打滑?
‧電如何暗中幫助一些黏膠?
‧為什麼便利貼可以一貼再貼?
‧科學如何避免你在冰上打滑?
‧為什麼地闆真的要注意「溼滑,小心跌倒」?
‧如何在你的客廳分裂一個原子?
‧需要多少個原子纔能點亮一顆燈泡?
‧為什麼鹹魚和薯條不會讓刀叉內的鐵原子生銹?
‧為什麼你可以看透厚玻璃(卻看不透薄金屬)?
‧玻璃窗如何隻用太陽和雨來讓自己保持清潔?
‧為什麼玻璃比我們想像的重那麼多?
‧如何用玻璃和塑膠閤成的夾心結構來擋子彈?
‧鬆垮的內衣跟抗皺乳霜有什麼關聯?
‧為什麼有時候玻璃彈在地闆上不會破?
‧為什麼光亮的皮鞋比較耐久?
‧材料科學如何幫助你更輕鬆地分享巧剋力?
‧為什麼可以用一粒沙來造光,用蘇格蘭人的鬍須卻不行?
‧是什麼讓蠟燭比火山更危險?又需要多少隻螢火蟲纔能取代燭火?
‧一支手電筒每秒鍾會送齣多少光粒子?
‧為什麼你可以在光亮的皮鞋上看見自己的臉?
‧為什麼無綫電柱必須高聳入天,而手機卻可以收進你的口袋?
‧一隻「蟲」如何協助發明現代化全球通訊係統?
‧為什麼你不能用智慧型手機煮印度雞肉咖哩?
‧維多利亞時代的人為什麼差點在1880年發明瞭手機?
‧你如何用一片指甲容納一整個書櫃?
‧為什麼你可能要花1小時纔能漫步過一片CD?
‧為什麼買CD總是比下載MP3好?
‧數位盜版為何總是最後的贏傢?
‧如何僅用一根蠟燭溫暖你的傢?
‧為什麼讓房屋降溫不像加溫那麼容易?
‧如何製造即凍冰淇淋?
‧一棟普通的房子深鼕時可以留住多少熱能?
‧你需要啃掉多少起司纔能打完一場高爾夫?
‧你真的能「吃顆蛋就上班」嗎?
‧為什麼懶人浪費的能量比燈泡還多?
‧為什麼你加進汽車的燃料比塞進肚子裏的食物便宜得多?
‧攪拌你的茶的方式是否有對錯之分?
‧為什麼你永遠無法吹掉書架上所有的灰塵?
‧為什麼你不應該把冰冷的卡士達戳進水槽下水管?
‧運河駁船如何幫助我們瞭解打鼾?
‧汩汩作響的水管與鋼筆的共通點是什麼?
‧為什麼廁所是做三明治的好地方?
‧為什麼水仍然是要溫暖住傢最棒的東西?
‧科學如何幫助你在沖澡時省錢?
‧科學如何不費吹灰之力洗衣乾衣?
‧為什麼陽光會讓衣服看起來更亮?
‧為什麼即使深鼕時也能在戶外輕鬆晾乾衣物?
‧微原縴維的布料為什麼就算不用肥皂也能清潔乾淨?
‧為什麼鼕天時綿羊不會發抖?
‧如何用起重機滑輪來解釋你牛仔褲上的破損?
‧婚紗禮服與腳踏車的共通點是什麼?
‧為什麼「及時一針省九針」(在科學上)是真的?
對本書的贊譽 「本書為如此顯而易見的問題提供你從未想過的優雅解答……對現代世界基礎科學知識感到好奇的人都將深受吸引。」――《華爾街日報》
「作者迷人的敘述風格讓甚至最復雜的科學現象變得簡單易懂,從自高中之後就未接觸科學的人到科學傢,任何人都能從本書獲得新知並樂在其中。」――《圖書館學期刊》
好的,這是一份針對一本名為《地闆下的原子:從廚房到客廳,從洗衣服、揉麵團到書架上的灰塵,日常生活裏的71個物理不思議》的圖書的簡介,該簡介將著重於描述未包含在您提供的書名中的內容,並力求詳盡、自然。 --- 《星辰的低語與文明的迴響:宇宙演化、古代工程與未來科技的物理圖景》 導言:宏大敘事下的微觀視角 我們習以為常的日常世界,從我們腳下的地闆到頭頂的星空,都由一套精妙的物理法則所支配。如果說《地闆下的原子》帶我們深入探究瞭日常生活中那些被忽略的微小奇跡,那麼《星辰的低語與文明的迴響》則將視野拉遠,聚焦於那些跨越時間與尺度的宏偉主題:從宇宙的起源到人類文明的基石,再到我們正在構建的科技未來。 本書並非對廚房裏的水滴或書架上的灰塵進行物理分析,而是緻力於構建一個更加宏大、更具曆史厚重感的物理學圖景。它探討的是決定我們存在的基本力量,以及人類如何利用這些力量塑造瞭他們的世界。 第一部:宇宙的誕生與演化——從奇點到星係 本部分將帶領讀者進行一次跨越138億年的時空旅行,探討宇宙學領域的核心問題。我們不會過多糾纏於傢庭電器的工作原理,而是深入剖析驅動宇宙運行的根本機製。 1. 暴脹的奧秘與大爆炸的餘暉: 我們將詳細考察宇宙大爆炸理論的證據,特彆是宇宙微波背景輻射(CMB)的性質與意義。重點解析暴脹理論如何解決瞭視界問題和磁單極子問題,以及現代觀測如何試圖限製不同暴脹模型的參數空間。對於星際塵埃中的微觀粒子行為,我們在此僅作背景提及,核心在於早期宇宙的均勻性和結構形成的初始條件。 2. 暗物質與暗能量的挑戰: 本書將深入探討宇宙學中最大的謎團——暗物質和暗能量。我們將梳理目前對它們的不同探測方法(如引力透鏡效應、直接和間接探測實驗),並分析WIMP、軸子等候選粒子的理論特性。我們關注的是它們對宇宙整體膨脹率和大規模結構形成的宏觀影響,而非日常物品的慣性或摩擦力。 3. 恒星的生死與元素的熔爐: 本章將詳細描繪恒星的生命周期,從分子雲的引力坍縮到主序星的核聚變過程。我們將精細分析碳、氧、鐵等元素是如何在超新星爆發中被“鍛造”齣來,並探討中子星閤並事件(如GW170817)對重元素(如金、鉑)産生的關鍵貢獻。這些宇宙尺度的核反應,是構成一切物質的基礎,但其過程遠超日常經驗的範疇。 第二部:古代的智慧與工程的奇跡——物理學在文明中的應用 本部分將把目光投嚮人類曆史上那些偉大的工程壯舉,探究古人是如何在缺乏現代工具的情況下,將基礎物理原理應用於建造、導航和計時之中。這並非關於現代傢電的能效比,而是關於人類早期對力學、光學和流體力學的實踐應用。 1. 宏偉建築中的靜力學: 我們將剖析金字塔、羅馬引水渠(Aqueducts)以及哥特式教堂的飛扶壁結構中所蘊含的力學原理。重點分析這些結構如何通過精妙的幾何布局和材料選擇,實現對重力和壓力的有效分散與平衡。我們探討的是巨石的堆疊平衡,而非木質地闆的結構承重。 2. 古代航海與天體導航: 本書將迴顧古代水手如何利用對太陽、月亮和特定恒星位置的精確觀測(天文學與幾何學的基礎),來確定緯度並規劃遠洋航綫。我們將討論古代日晷、渾天儀等儀器的設計原理,它們是早期的光學與機械精密儀器,其功能遠超廚房計時器的範疇。 3. 早期材料科學的突破: 重點介紹青銅冶煉、玻璃製造(如威尼斯玻璃)以及早期陶瓷燒製過程中涉及的溫度控製、閤金配比和熱力學過程。這些對材料結構和性質的深入理解,是現代材料科學的萌芽,與日常物品的分子間作用力分析截然不同。 第三部:麵嚮未來的科技前沿——量子、信息與能源 最後一部分將聚焦於當代和未來物理學最尖端的領域,這些領域正在重新定義我們對現實的認知,並驅動下一輪技術革命。 1. 量子信息與計算的範式轉變: 我們將深入探討量子比特(Qubit)的疊加態和糾纏現象,而非宏觀物體中的熱力學漲落。本章詳細闡述量子糾錯碼、Shor算法與Grover算法的原理,以及容錯量子計算機的物理挑戰,包括相乾時間的維持和退相乾效應的抑製。 2. 可控核聚變:駕馭恒星的能源: 本部分將全麵介紹托卡馬剋(Tokamak)和仿星器(Stellarator)的設計哲學。我們將詳細分析等離子體的約束技術(如磁約束聚變)、慣性約束聚變的驅動機製,以及氘氚燃料的反應截麵。這與探討爐竈上的加熱效率是兩個截然不同的尺度。 3. 新型傳感器與探測技術: 本書將介紹下一代引力波探測器(如LISA)的設計原理,它們如何利用激光乾涉測量時空的微小扭麯。此外,也將探討超導量子乾涉儀(SQUID)在磁場探測中的應用,這些技術依賴於極低溫下的量子效應,服務於基礎科學研究而非日常傢居環境。 結語:永恒的探索 《星辰的低語與文明的迴響》旨在提供一個廣闊的物理學視野,連接宇宙起源的宏大敘事、人類文明的工程智慧,以及驅動未來的尖端科技。它探討的是那些定義瞭我們已知和未知邊界的深刻問題,而非廚房角落裏那些習以為常的物理現象。這是一次對人類求知欲的贊歌,是對自然規律的深刻緻敬。