《茶杯里的風(fēng)暴》是一本有趣的物理科普圖書。它從日常生活入手,帶領(lǐng)你從隨處可見的現(xiàn)象中挖掘物理學(xué)的奇妙之處。你會在閱讀中發(fā)現(xiàn),烹制爆米花和發(fā)射火箭利用了同一個定律,秤砣稱重和倫敦塔橋升降基于同一個原理;你不必飛往太空,杯子里的茶水就能告訴你星球旋轉(zhuǎn)的秘密;你不必追逐海風(fēng),點燃的蠟燭就能告訴你洋流如何環(huán)游地球……人們習(xí)以為常的每一件小事都藏著精巧的物理學(xué)密碼,可以解釋*宏偉、*壯麗的自然奇觀。在科學(xué)的視角中,一切平凡的事物都妙趣橫生。
這本書會讓你從日常生活中發(fā)現(xiàn)物理學(xué)*有趣、*神奇的一面,讓你以全新的目光看待身邊的一切,適合一切熱愛生活、充滿好奇的人閱讀。
★延續(xù)經(jīng)典:《迷人的材料》《詩意的原子》之后,「未讀探索家」又一本大師級科普作品。
★口碑一流:原版口碑銷量俱佳,現(xiàn)已翻譯成12種不同語言!度A爾街》《衛(wèi)報》《科學(xué)》《科學(xué)美國人》《科克斯書評》等媒體好評如潮。中文版由萬維鋼作序推薦。
★見微知著,生動有趣:從極為常見的小事開始講起,巧妙地引出日,F(xiàn)象背后的物理學(xué)原理。小事中的原理也能掌管海洋和大氣的平衡,輔助人類對星空的探索,甚至決定現(xiàn)代科技的發(fā)展方向。
★文字優(yōu)美,知識豐富:涵蓋物理學(xué)六大基礎(chǔ)領(lǐng)域(熱、力、聲、光、電、磁),幾十種物理學(xué)現(xiàn)象。
推薦序:真物理學(xué)家看門道
萬維鋼
物理學(xué)一向都是最宏大也、最刺激的學(xué)問。如果你對職場攻略、理財指南和宮斗電視劇不屑一顧,選擇把時間交給一本物理書,你想要的肯定不是普通的知識。你想知道宇宙的起源、量子力學(xué)的神奇之處、愛因斯坦的精妙思想、暗物質(zhì)和暗能量之謎、超弦理論的難題。你想得到這個世界的終極解釋。你想體驗最深刻的智慧。讀物理學(xué)家寫的書,通常是仰望星空的姿態(tài)。
但是海倫切爾斯基的這本《茶杯里的風(fēng)暴》,想給你看的可不是這些。這不是一本仰望星空的書。
這本書寫的是物理學(xué)的應(yīng)用確切地說,是那些比較常規(guī)的物理學(xué)知識在日常生活中的應(yīng)用。
這聽起來好像一點都不刺激,但是我可以告訴你這本書刺激在哪里:它能檢驗?zāi)銓W(xué)的是真知識還是談資,它還會讓你見識一套高級思維方法。
理查德費曼是個有很多粉絲的物理學(xué)家,人們粉他的一部分原因是他喜歡指出周圍人的愚蠢之處。費曼曾經(jīng)在巴西訪問和工作了一年,他給巴西學(xué)生上了基礎(chǔ)物理課。他注意到一個大問題。
費曼說:巴西根本沒有在教科學(xué)。
費曼發(fā)現(xiàn),巴西那些物理學(xué)得好的學(xué)生,其實根本沒有掌握物理學(xué)。他們能把各種物理概念和定律的語句背得滾瓜爛熟,會用公式精確解題,但是他們不知道那些概念、定律和公式是什么意思。這些所謂的學(xué)霸能背誦教科書中經(jīng)典物理實驗的步驟,但是費曼給他們布置了一個自己動手做實驗的作業(yè),他們完全不會做。你能說這些人懂物理學(xué)嗎?
我以前聽說過這段典故,覺得這是應(yīng)試教育的惡果。應(yīng)試教育把什么知識都當成考試素材,最終考察的不是真正的知識水平,而是記憶力和執(zhí)行規(guī)則的能力。但現(xiàn)在我覺得這不僅僅是應(yīng)試教育的事,這是所有國家的所有讀書人都面臨的一個困境。
這個困境就是,知道和會用是兩碼事,F(xiàn)在有句話叫聽過很多道理,卻依然過不好這一生,差不多就是這個意思。
在互聯(lián)網(wǎng)時代,獲得一個知識,包括理解這個知識,都是很容易的。只要有足夠的好奇心,你就很可能已經(jīng)積累了大量的知識。比如說,你知道薛定諤的貓是什么意思,而且你還充分理解了這個概念背后量子隨機性的原理,你得到了很大的樂趣,可能還為此感到一點點自豪。
那這時候,如果媽媽問你薛定諤的貓有啥用,你也許會非常大氣地說,談有沒有用太俗了科學(xué)事業(yè)就是要探索和發(fā)現(xiàn),真正的科學(xué)家哪有那么功利啊。
這句話對倒是對,可是如果你只求知而不關(guān)心怎么用,那你就只是一個知道分子,你只能欣賞和贊嘆那些知識?茖W(xué)知識對你來說跟玄幻小說的劇情沒有本質(zhì)區(qū)別,都只是給大腦吃的零食和令人愉悅的談資而已。
現(xiàn)在很多人一說科學(xué)就是什么偉大的好奇心以我之見,好奇心被高估了。玄幻小說也可以激發(fā)和滿足好奇心。單純的好奇心不能帶你走很遠。
也許你可以嘗試一種更高級的思維。這個思維要求你掌握高質(zhì)量的知識,然后在不同的地方識別和應(yīng)用這些知識。嘗試了這種思維,你才能知道什么叫知道。
比如說,你知道熱量是怎么回事,你也知道鴨子和人一樣,是恒溫動物。那你知道在冰水里游泳的鴨子,它們的腳為什么不怕冷嗎?再比如說,你學(xué)過有關(guān)氣壓隨溫度變化的知識,那你知道為什么爆米花受熱只會膨脹,而不會炸得四分五裂嗎?
你可以把《茶杯里的風(fēng)暴》這本書,當作一本思維訓(xùn)練手冊。有些司空見慣的東西一旦細想,你就會發(fā)現(xiàn)自己的知識體系簡直千瘡百孔。
種子發(fā)芽以后,為什么總是往上長呢?如果種子能識別哪個方向是向上,其中必定有一個什么機制能讓它感受到重力!這個機制是什么呢?又或者,是因為光線總從上方來嗎?書里有答案。
但我看重點不在于答案,而在于你能不能提出問題。只會贊嘆而提不出問題,你就是個看熱鬧的。能提出關(guān)鍵問題,你才算會看門道。掌握這套高級思維,你學(xué)什么都沒有白學(xué)。這樣你才真的有可能用知識去改變世界。
古希臘哲學(xué)家泰勒斯有一次晚上走路的時候只顧著仰望星空,一不小心掉進了坑里,有人嘲笑他知道天上的事情,卻看不見腳下的東西?鬃訉iT研究經(jīng)天緯地的大學(xué)問,老農(nóng)民笑他四體不勤五谷不分。我看這些嘲笑也不見得沒有道理
仰望星空和大學(xué)問固然了不起,能在日常小事中看出門道來,才是真本事。
(作者系科學(xué)作家,得到App《精英日課》專欄作者)
海倫·切爾斯基(Helen Czerski),劍橋大學(xué)物理學(xué)博士,倫敦大學(xué)學(xué)院物理學(xué)家,研究海洋泡沫和氣候變化。切爾斯基2012年開始參與英國廣播公司(BBC)的科普節(jié)目制作,至今已主持過十多部科學(xué)紀錄片,包括《色彩的奧秘》《寰宇軌跡》《超感:動物的秘密能力》。目前,切爾斯基為《聚焦》雜志和《華爾街》雜志撰寫科普專欄,同時參與BBC科普節(jié)目制作。2014年,她被英國期刊出版人聯(lián)合會(PPA)選為年度專欄作家。2018年,英國皇家物理學(xué)會授予她威廉·湯姆森·開爾文勛爵獎?wù),以表彰她在物理學(xué)科普方面的杰出成就。
推薦序:真物理學(xué)家看門道
序 章
第1章 爆米花和火箭氣體定律
玉米粒的微型高壓鍋
抹香鯨和?ㄇ∶姘
風(fēng)的瀑布和發(fā)泡奶油
馬德堡半球和大象的鼻子
古老的蒸汽機和用來送信的火箭
能量和天氣
第2章 有升必有落重力
讓葡萄干跳舞
空中墜落和海上搖擺
廚房秤、倫敦塔橋和霸王龍
魚會打嗝嗎?
蠟燭和鉆石
第3章 小即是美表面張力和黏度
咖啡漬和顯微鏡
偷吃奶油的藍山雀
飛沫和肺結(jié)核
家庭主婦和肥皂泡
泳鏡上的霧
毛巾和巨型紅杉
第4章 時光中的一瞬走向平衡
番茄醬和蝸牛
極快和極慢
船閘和大壩
晃動的茶水和喘息的狗
墨西哥城和臺北101大廈
第5章 漣漪的故事從水波到無線網(wǎng)絡(luò)
浪花
銀色鯡魚和杯中硬幣
大海的顏色、雷電和烤面包機
海豚和泰坦尼克號
燈光密碼
溫室效應(yīng)和地球
珍珠和手機通信
第6章 鴨子為什么不會腳冷原子之舞
鹽和糖的真面目
花粉和愛因斯坦
濕衣服和煎奶酪
海冰和前進號
冰塊、玻璃和體溫計
鴨子的絕活
滾燙的勺子和冰冷的食物
第7章 勺子、旋渦和伴侶號旋轉(zhuǎn)定律
旋轉(zhuǎn)中的稀奇事
自行車和彎道飛行
離心機和宇航員
飛餅和地球自轉(zhuǎn)
投石車和人造衛(wèi)星
掉落的面包和旋轉(zhuǎn)游戲
四季更迭和飛輪儲能
第8章 異性相吸電與磁
磁的魔法
靜電和蜜蜂
鴨嘴獸和海上電池
熱茶水和電流
祖父的盒子和一段科學(xué)史
又是烤面包機
指南針和大陸漂移
最后一塊拼圖
第9章 不同的視角
人體
地球
文明
致謝