我们生活在物理定律里。
物理指引我们的人生,物理提高我们的生活品质。
物理到底妙在哪里?
为什么你不能把书架上的灰尘全都吹掉?学一下流体动力学就会知道!
地板总是嘎吱作响?材料科学说会叫的地板才健康!
电磁理论很难吗?吃颗糖果就能知道光是怎么来的!
从房屋到爬楼梯、从自行车到人体结构、从塑胶和玻璃到光和电、从美食到节能……
不必上太空,坐在沙发上就能学物理!
◎你家就是最好的物理教室! 每一天,我们的家里都有着各种奇特又令人困惑、时而让人抓狂的事物。
坚定可靠的科学让我们的家在强风中屹立不摇,在夜晚灯火通明,在干冷的冬天早晨拥有满室温暖。
正是我们脚下的原子让建筑物不会倒,要把东西黏起来得靠原子,让你的家明亮无比的也是原子。
原子是生命的乐高积木,只要一把原子就能制造出任何东西。
但我们怎么知道原子确实存在?那些原子在我们家里施展了哪些魔法?
懒人浪费的能量比灯泡还多?能量守恆定律告诉我们为什么!
想三两下端出美食?料理的科学就是热力学!
常保健康是流体动力学,泡澡沐浴是水的科学!
如厕时卷动几圈滚筒卫生纸,就可以了解槓桿原理是什么道理!
松垮的内衣跟抗皱乳霜有什么关联?弹性就是王道!
原子让建筑物免于倒塌的四种方法是什么?
为什么咸鱼和薯条不会让刀叉内的铁原子生锈?
为什么数位盗版总是最后的赢家?
维多利亚时代的人为什么差点在1880年发明了手机?
为什么从梯子上摔下来,跟被鳄鱼咬一样糟糕?
破烂牛仔裤、亮晶晶的皮鞋、烹饪做面包、打鼾、洗衣干衣……全都是科学!
生动趣味,简洁易读,搭配精绘插图,带领我们体验家居科学之旅,一一探索隐藏于日常生活中的运动定律、能量守恆、光学、电学、热力学,以及其他不可思议的物理现象,解释明晰透彻,富含事实和数据。
没有让人头晕目眩的深奥道理,没有算式使你无聊昏沉。你家就是最好的物理教室!
◎藏在家里的惊人科学 ‧一栋房子有多重,以及为什么它不会下陷进地里?
‧为什么你的脚踝几乎跟一栋建筑物的地基一样辛苦?
‧高楼如何保持竖立,又因何倒塌?
‧为什么耸入云霄的摩天大楼需要像果冻般晃动?
‧为什么你也许不应该在爬完帝国大厦后,马上吃一块巧克力豆饼干?
‧一道闪电可以让你得到多少电?
‧如果你能靠仓鼠跑滚轮来发电,那么泡一杯咖啡需要多久?
‧为什么从梯子上摔下来,跟被鳄鱼咬一样糟糕?
‧如何用你的大拇指和脚趾来解释轮子的奥祕?
‧你是否能用一把电钻烧掉你的房子?
‧厨房刀具与高尔夫球场的共通点是什么?
‧你需要多长的槓桿才能举起地球?
‧自行车如何像吊桥一样运作?
‧为什么骑自行车就像揉面包?
‧为什么自行车手要刮腿毛?
‧敏捷的自行车手可以向跳跃的鲑鱼学习什么?
‧为什么我们环保的世界仍然爱用肮脏的老式石油?
‧一茶匙的燃料可以开车多远?
‧为什么一辆汽车所用的空气是一辆自行车的250倍?
‧相当于一只短吻鳄的力量如何防止你在转弯时打滑?
‧电如何暗中帮助一些黏胶?
‧为什么便利贴可以一贴再贴?
‧科学如何避免你在冰上打滑?
‧为什么地板真的要注意「溼滑,小心跌倒」?
‧如何在你的客厅分裂一个原子?
‧需要多少个原子才能点亮一颗灯泡?
‧为什么咸鱼和薯条不会让刀叉内的铁原子生锈?
‧为什么你可以看透厚玻璃(却看不透薄金属)?
‧玻璃窗如何只用太阳和雨来让自己保持清洁?
‧为什么玻璃比我们想像的重那么多?
‧如何用玻璃和塑胶合成的夹心结构来挡子弹?
‧松垮的内衣跟抗皱乳霜有什么关联?
‧为什么有时候玻璃弹在地板上不会破?
‧为什么光亮的皮鞋比较耐久?
‧材料科学如何帮助你更轻松地分享巧克力?
‧为什么可以用一粒沙来造光,用苏格兰人的胡须却不行?
‧是什么让蜡烛比火山更危险?又需要多少只萤火虫才能取代烛火?
‧一支手电筒每秒钟会送出多少光粒子?
‧为什么你可以在光亮的皮鞋上看见自己的脸?
‧为什么无线电柱必须高耸入天,而手机却可以收进你的口袋?
‧一只「虫」如何协助发明现代化全球通讯系统?
‧为什么你不能用智慧型手机煮印度鸡肉咖哩?
‧维多利亚时代的人为什么差点在1880年发明了手机?
‧你如何用一片指甲容纳一整个书柜?
‧为什么你可能要花1小时才能漫步过一片CD?
‧为什么买CD总是比下载MP3好?
‧数位盗版为何总是最后的赢家?
‧如何仅用一根蜡烛温暖你的家?
‧为什么让房屋降温不像加温那么容易?
‧如何制造即冻冰淇淋?
‧一栋普通的房子深冬时可以留住多少热能?
‧你需要啃掉多少起司才能打完一场高尔夫?
‧你真的能「吃颗蛋就上班」吗?
‧为什么懒人浪费的能量比灯泡还多?
‧为什么你加进汽车的燃料比塞进肚子里的食物便宜得多?
‧搅拌你的茶的方式是否有对错之分?
‧为什么你永远无法吹掉书架上所有的灰尘?
‧为什么你不应该把冰冷的卡士达戳进水槽下水管?
‧运河驳船如何帮助我们了解打鼾?
‧汩汩作响的水管与钢笔的共通点是什么?
‧为什么厕所是做三明治的好地方?
‧为什么水仍然是要温暖住家最棒的东西?
‧科学如何帮助你在沖澡时省钱?
‧科学如何不费吹灰之力洗衣干衣?
‧为什么阳光会让衣服看起来更亮?
‧为什么即使深冬时也能在户外轻松晾干衣物?
‧微原纤维的布料为什么就算不用肥皂也能清洁干净?
‧为什么冬天时绵羊不会发抖?
‧如何用起重机滑轮来解释你牛仔裤上的破损?
‧婚纱礼服与脚踏车的共通点是什么?
‧为什么「及时一针省九针」(在科学上)是真的?
对本书的赞誉 「本书为如此显而易见的问题提供你从未想过的优雅解答……对现代世界基础科学知识感到好奇的人都将深受吸引。」――《华尔街日报》
「作者迷人的叙述风格让甚至最复杂的科学现象变得简单易懂,从自高中之后就未接触科学的人到科学家,任何人都能从本书获得新知并乐在其中。」――《图书馆学期刊》
好的,这是一份针对一本名为《地板下的原子:从厨房到客厅,从洗衣服、揉面团到书架上的灰尘,日常生活里的71个物理不思议》的图书的简介,该简介将着重于描述未包含在您提供的书名中的内容,并力求详尽、自然。 --- 《星辰的低语与文明的回响:宇宙演化、古代工程与未来科技的物理图景》 导言:宏大叙事下的微观视角 我们习以为常的日常世界,从我们脚下的地板到头顶的星空,都由一套精妙的物理法则所支配。如果说《地板下的原子》带我们深入探究了日常生活中那些被忽略的微小奇迹,那么《星辰的低语与文明的回响》则将视野拉远,聚焦于那些跨越时间与尺度的宏伟主题:从宇宙的起源到人类文明的基石,再到我们正在构建的科技未来。 本书并非对厨房里的水滴或书架上的灰尘进行物理分析,而是致力于构建一个更加宏大、更具历史厚重感的物理学图景。它探讨的是决定我们存在的基本力量,以及人类如何利用这些力量塑造了他们的世界。 第一部:宇宙的诞生与演化——从奇点到星系 本部分将带领读者进行一次跨越138亿年的时空旅行,探讨宇宙学领域的核心问题。我们不会过多纠缠于家庭电器的工作原理,而是深入剖析驱动宇宙运行的根本机制。 1. 暴胀的奥秘与大爆炸的余晖: 我们将详细考察宇宙大爆炸理论的证据,特别是宇宙微波背景辐射(CMB)的性质与意义。重点解析暴胀理论如何解决了视界问题和磁单极子问题,以及现代观测如何试图限制不同暴胀模型的参数空间。对于星际尘埃中的微观粒子行为,我们在此仅作背景提及,核心在于早期宇宙的均匀性和结构形成的初始条件。 2. 暗物质与暗能量的挑战: 本书将深入探讨宇宙学中最大的谜团——暗物质和暗能量。我们将梳理目前对它们的不同探测方法(如引力透镜效应、直接和间接探测实验),并分析WIMP、轴子等候选粒子的理论特性。我们关注的是它们对宇宙整体膨胀率和大规模结构形成的宏观影响,而非日常物品的惯性或摩擦力。 3. 恒星的生死与元素的熔炉: 本章将详细描绘恒星的生命周期,从分子云的引力坍缩到主序星的核聚变过程。我们将精细分析碳、氧、铁等元素是如何在超新星爆发中被“锻造”出来,并探讨中子星合并事件(如GW170817)对重元素(如金、铂)产生的关键贡献。这些宇宙尺度的核反应,是构成一切物质的基础,但其过程远超日常经验的范畴。 第二部:古代的智慧与工程的奇迹——物理学在文明中的应用 本部分将把目光投向人类历史上那些伟大的工程壮举,探究古人是如何在缺乏现代工具的情况下,将基础物理原理应用于建造、导航和计时之中。这并非关于现代家电的能效比,而是关于人类早期对力学、光学和流体力学的实践应用。 1. 宏伟建筑中的静力学: 我们将剖析金字塔、罗马引水渠(Aqueducts)以及哥特式教堂的飞扶壁结构中所蕴含的力学原理。重点分析这些结构如何通过精妙的几何布局和材料选择,实现对重力和压力的有效分散与平衡。我们探讨的是巨石的堆叠平衡,而非木质地板的结构承重。 2. 古代航海与天体导航: 本书将回顾古代水手如何利用对太阳、月亮和特定恒星位置的精确观测(天文学与几何学的基础),来确定纬度并规划远洋航线。我们将讨论古代日晷、浑天仪等仪器的设计原理,它们是早期的光学与机械精密仪器,其功能远超厨房计时器的范畴。 3. 早期材料科学的突破: 重点介绍青铜冶炼、玻璃制造(如威尼斯玻璃)以及早期陶瓷烧制过程中涉及的温度控制、合金配比和热力学过程。这些对材料结构和性质的深入理解,是现代材料科学的萌芽,与日常物品的分子间作用力分析截然不同。 第三部:面向未来的科技前沿——量子、信息与能源 最后一部分将聚焦于当代和未来物理学最尖端的领域,这些领域正在重新定义我们对现实的认知,并驱动下一轮技术革命。 1. 量子信息与计算的范式转变: 我们将深入探讨量子比特(Qubit)的叠加态和纠缠现象,而非宏观物体中的热力学涨落。本章详细阐述量子纠错码、Shor算法与Grover算法的原理,以及容错量子计算机的物理挑战,包括相干时间的维持和退相干效应的抑制。 2. 可控核聚变:驾驭恒星的能源: 本部分将全面介绍托卡马克(Tokamak)和仿星器(Stellarator)的设计哲学。我们将详细分析等离子体的约束技术(如磁约束聚变)、惯性约束聚变的驱动机制,以及氘氚燃料的反应截面。这与探讨炉灶上的加热效率是两个截然不同的尺度。 3. 新型传感器与探测技术: 本书将介绍下一代引力波探测器(如LISA)的设计原理,它们如何利用激光干涉测量时空的微小扭曲。此外,也将探讨超导量子干涉仪(SQUID)在磁场探测中的应用,这些技术依赖于极低温下的量子效应,服务于基础科学研究而非日常家居环境。 结语:永恒的探索 《星辰的低语与文明的回响》旨在提供一个广阔的物理学视野,连接宇宙起源的宏大叙事、人类文明的工程智慧,以及驱动未来的尖端科技。它探讨的是那些定义了我们已知和未知边界的深刻问题,而非厨房角落里那些习以为常的物理现象。这是一次对人类求知欲的赞歌,是对自然规律的深刻致敬。