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不可思议的物理_前言

加来道雄
科普学习
总共18章(已完结

不可思议的物理 精彩片段:

前言

如果一个想法在最初听起来并不荒谬可笑的话,那么就不要对它寄予太大希望了。

——阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)

是否会有那么一天,我们将能穿墙而过、建造飞行速度超过光速的飞船、解读他人的思想、隐形、以意念之力移动物体、瞬间将我们的躯体传送到太空?

我自幼就对这些问题着迷。与许多物理学家一样,在成长的过程中,我被时间旅行、死光枪、力场、平行宇宙等等获得实现的可能性所深深吸引。魔法、幻想和科幻小说都是我任凭想象力驰骋的广阔游乐场,它们开始了我与不可思议事物之间的终身恋情。

我记得观看电视上重播《飞侠哥顿》(Flash Gordon)的情形。每个周六,我都与电视机如胶似漆,对飞侠、扎可夫博士(Dr. Zarkov)与戴尔·雅顿(Dale Ardende)的冒险经历和他们那令人目眩神迷的未来科技装备惊叹不已:火箭飞船、隐形盾、死光枪、空中城市。我从未错过任何一个星期的播出。这个节目为我开启了一个全新的世界。我一想到有朝一日能坐火箭登上一个陌生星球并探索其独特的地貌就激动万分。我被拽入了这些惊人发明的磁场中,明白自己的命运以某种形式与这部剧集中展现的科学奇迹紧密相连了。

如同事实所证明的那样,我的经历并非特例。许多极为杰出的科学家最初都是通过接触科幻作品开始对科学产生兴趣的。伟大的天文学家爱德温·哈勃(Edwin Hubble)沉迷于儒勒·凡尔纳(Jules Verne)的作品。在阅读了凡尔纳的作品后,哈勃放弃了一份前途光明的法律工作,违背他父亲的意愿,开始从事科学方面的职业,最终成为20世纪最伟大的天文学家。著名天文学家和畅销书作者卡尔·萨根(Carl Sagan),发现埃德加·赖斯·巴勒斯(Edgar Rice Burroughs)的《火星上的约翰·卡特》系列小说点燃了自己的想象力,便开始梦想有一天能像约翰·卡特那样探究火星上的沙粒。

阿尔伯特·爱因斯坦去世时我还是个孩子,但是我记得人们低声谈论他的生平与死亡。次日,我从报纸上看到了一张他书桌的照片,上面摆着他最伟大的、未完成的研究成果的手稿。我问自己,是什么能够如此重要,以至于当代最伟大的科学家都无法完成它?报纸上的那篇文章宣称爱因斯坦有一个不可能实现的梦想,一个异常困难、人类无法终结的难题。我花费数年时间弄明白了那份手稿的内容:一项宏伟的、一切归一的“万物至理”(theory of everything)。他的梦想——耗费了他人生最后30年的梦想,帮助我将精力集中到自己的想象上。我希望,我能够为完成爱因斯坦的工作尽一份绵薄之力,将一切物理定律统一到一个理论中。

当我更大一些的时候,我意识到虽然飞侠哥顿是个英雄,并且总能获得女孩的青睐,但事实上使这部剧集获得成功的却是科学家。没有扎可夫博士,就没有火箭飞船,没有赴蒙格星球(Mongo)的旅行,也不可能拯救地球。英雄气概得靠边站,没有科学就不会有科幻。

我开始明白,从这些故事所涉及的科学原理来看,它们是完全不可能实现的,它们仅仅是想象力驰骋的产物。长大成人意味着将这样的幻想搁置起来。我被告知,在真正的生活中,一个人必须放弃不可思议的事物,转而拥抱现实。

然而,我得出结论,如果我要继续自己对于不可思议事物的迷恋,那么解决之道就是进入物理学领域。缺少了在前沿物理学方面的坚实基础,我将永远只能对着未来科技苦思冥想,而不明白它们究竟是否可行。我意识到自己必须专注于高等数学,并且学习理论物理学。因此我那么做了。

上高中的时候,我在妈妈的车库里装配了一台核粒子加速器,作为科学展览的参展作业。我去西屋(Westinghouse)公司收集了400磅废变压器钢。在圣诞节期间,我在高中的足球场上绕了22英里长的铜丝。最终,我制造出了一台功率230万电子伏的电子感应加速器,它需要消耗6千瓦电力(相当于我家房子输出的总功率),能产生相当于地球磁场2万倍的磁场,目标是能制造出威力足以产生反物质的γ射线。

我的科学展览项目使我进入了全国科学展,最后还使我梦想成真,获得了哈佛大学的奖学金。在那里,我最终得以追求成为一名理论物理学家的目标,并且追随我的偶像——爱因斯坦的脚步。

如今,我会不时收到来自科幻小说作家和剧本作家的电子邮件,让我帮助他们探索物理定律的极限,使他们的故事更具说服力。

“不可能”是相对的

作品简介:

《不可思议的物理·对光炮、力场、隐形传送和时间旅行世界的科学探索

》(Physics of the Impossible: A Scientific Exploration into the World of Phasers, Force Fields, Teleportation, and Time Travel

)对不可思议事物——从死光和力场到隐身衣的科学原理的迷人探险,揭露这些科技在未来数十年到数千年间获得实现的可能性。

一百年前,科学家们会说,激光、电视和原子弹超越了物理学上的可能性。在《不可思议的物理》中,著名物理学家加来道雄探索了科幻作品中目前被认为无法实现的科技与装置在未来有多大的可能性会变得司空见惯。

从隐形传送到心灵念力,加来道雄使用科幻的世界研究人们当今所知的物理定律的基本原理和极限。他将这些科技分类列为一等、二等和三等,依据是它们可能在何时被实现:在下一个世纪之内、在数千年之内,或者也许永远不会。他以引人入胜又发人深省的文字解释了:

光学和电磁学将如何可能使我们有朝一日可以将光线围绕一个物体弯折,就像溪流绕过河中的大圆石那样,使该物体对于身处“下游”的观察者来说不可见。

冲压喷气式火箭、激光帆、反物质发动机和纳米飞船将如何可能在未来将我们带去附近的恒星。

利用M RI、超导性和纳米科技,心灵感应和意志力——曾经被认为是伪科学,将如何可能终有一天得以实现。

作者:加来道雄

翻译:晓颖

标签:加来道雄不可思议的物理物理学科学美国

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