《物理的妙趣》：贝列里门首先向我们提出一个问题：“同一天早上八点，一个人能否同时出现在海参崴和莫斯科？”答案是肯定的。你知道是为什么吗？作者通过对日常生活现象的描述，揭示了这些现象背后的科学原理：眼睛的错觉，风从哪里来，乘炮弹上月球，雪为什么是白的。这样的问题你平时是否思考过呢？

贝列里门是俄国著名的科学家、教育家。《物理的妙趣(插图版)》是他的第一部科普作品，原名《有趣的物理》。这本畅销书出版之后，他又接连推出了《行星之旅》、《数学联想》等科普图书。

作者善于用浅明的文字讲述学生们喜爱的各种物理知识，语言生动、思路清晰。《物理的妙趣(插图版)》是本集知识性、趣味性于一体的青少年物理学课外读物，也是通向奥赛殿堂的启蒙之书。

编者序001

一、速度与运动001

 追踪时间／千分之一秒／时间放大镜

 地球在什么时候公转的速度较快／车轮的谜

 车轮最慢的部分／难题／小船来自何方

二、重力、重量、杠杆、压力012

 站起来／步行和跑步／如何从疾驶的车中跳下来／

 用双手抓枪弹／西瓜炸弹／秤台上／物体放在哪里最重／

 物体下坠时的重量／乘炮弹能上月球吗／威尔诺笔下的月球之旅／

 不准的秤能秤出正确的重量吗／肌肉的力量／

 针为什么能刺东西／睡在石床上的感觉

三、旋转、永久运动031

 熟蛋和生蛋的识别法／旋转的儿童游乐车

 墨水旋风／被骗的植物／永久机器

 是奇迹？非奇迹？／另一个永久机器

 彼得一世时代的永久机器

四、液体和气体的特性044

 两个咖啡壶／不懂U形管的古罗马人／液体的压力／哪个

 水桶较重／液体的自然形状／散弹可以呈圆形／“无底”的

 酒杯／灯油的有趣特质／在水中仍不沉没的硬币／筛子能

 运水吗／工业用气泡／虚假的永久机器／肥皂泡的科学／

 什么东西最薄／喝东西的原理／改良的漏斗／1吨木材和1

 吨铁谁重／没有重量的人／“永久”计时器

五、热量068

 夏季或冬季的铁轨／冬天会缩短的电线／埃菲尔铁塔的高度

 为什么热水会使玻璃杯破裂／泡过热水澡穿不进长筒靴

 被揭穿的“奇迹”／古代的自动计时器

六、热能077

 香烟的实验／不会在热水中融化的冰块

 放在冰上或放在冰下／窗户关得好好的／奇妙的纸风车

 外套能增暖吗／地底世界的四季变化／纸锅

 冰为什么容易滑／冰柱是如何产生的

七、光087

 被捕捉的影子／鸡蛋里的小鸡

 恶作剧的照片／日出的问题

八、光的反射与折射092

 透视墙壁／桌上的人头／是镜前还是镜后／我们看得到镜子吗

 镜子映出来的是谁／你能看着镜子画图吗／光的路线／乌鸦的飞行／万花筒

 万花筒似的房间和海市蜃楼的宫殿／光的折射

 什么路线比较快／“鲁宾逊第二”漂流记／用冰块点火

 借用阳光／各种海市蜃楼／绿色的光线

九、单眼看与双眼看116

 用一只眼睛看照片／看照片所应保持的距离

 ／放大镜的妙用／照片的放大／看电影时的

 理想座位／看图画的理想距离／何谓立体镜

 ／双视眼／双眼“立体视”／简单的假钞识

 别法／拍远景的立体照片／用立体镜来看宇

 宙／用3只眼睛来看东西会如何／怎样去感

 觉物体的光泽／从疾驶的火车上看风景时／

 戴有色眼镜来观察／书的高度／钟塔上的计

 时盘／白色与黑色／哪一个字看起来最黑／

 凝视着人的肖像画／其他的错觉／近视眼的

 人所看到的世界

十、音和听觉140

 寻求回声／用声音来测定距离／声音的镜子

 剧场的声音／海底的回声／为什么蜜蜂会发出嗡嗡声

 声音的错觉／螽斯在何处呜叫／不可思议的听觉／奇妙的腹语术

十一、热气151

 茶壶盖上的小孔／茶壶为什么会发出声音

 用纸锅煮东西／用熨斗去除油污／风从哪里来／用冰块、热水来加热

 不会燃烧的纸张／手拿热鸡蛋／水和沸腾

十二、水159

 潜水艇／浮在水面的针／水为什么不会流出来

 潜水钟／不沾湿手取水中硬币／磁针

 在水中打气枪／春天的涨潮／软木塞／桶里的水

十三、空气171

 降落伞／蛇和蝴蝶／蜡烛火焰的倾斜／如何吹熄蜡烛火焰

 把东西吹回来／倒跳出来的瓶塞／气球何处去

十四、回转179

 离心力／奇异的陀螺

十五、相对运动186

 船上的球速／在火车上跳跃／水面的涟漪

 投瓶的方向／小船的方向

十六、电气190

 带电的梳子／相互作用／电荷的相斥作用／电荷特性之一

十七、游戏实例196

 消失的线／不可思议的结／解绳子／长筒靴／软木塞和纸环

 两颗纽扣／魔术纸夹／心得／令人害怕的影子／放大镜的妙用／无底的杯子

 迷宫／古帝王的陵寝／用一笔把全部画出来

十八、空气的阻力219

 枪弹与空气／超远程炮击／风筝何以升空／活生生的滑翔机

 在空中飞扬的种子／令人捏把冷汗的伞技／来回飞镖

十九、视觉227

 错视／光渗／马里奥特的实验／乱视、残像、疲劳／缪勒的错视

 杰斯特尔的错视／杰尔纳的错视／格林克的错视／修莱德的段阶／翘曲画

 管子的错视／各种错视／改变方向的针孔

 透过手掌看东西／登高能望远吗

二十、光与色243

 水蒸气的颜色／红色的信号灯／透视彩色玻璃

 雪为什么是白色／黑天鹅绒和白雪／皮鞋擦过后的光泽

 暗室／亮度的测定

二十一、利用报纸252

 “用头脑看”的意义／指尖冒火、听话的棒子、山中的电

 纸丑舞、蛇、竖立的头发／小雷声、水流实验、使劲地一吹

二十二、实验的休息时间272

 剪刀和纸片

二十三、冰278

 瓶中的冰／用冰块点火／锯不断的冰

二十四、重量和力283

 吊在滑轮下的行李／乘气球／在冰上爬行

 绳索会在哪里断／有缺口的纸片／两把铁耙／酱菜

 比哥伦布做得更好／冲突／奇特的破坏／木棒如何停止／针和凿刀

二十五、声音294

 回响(回音)／贝壳中的潮声／声音的传达／钟声

一 速度与运动

追踪时间

早上8点，自远东的海参崴起飞，能在同一天早上8点到达莫斯科吗？

也许有人会说：“别开玩笑！”其实，答案是肯定的。为什么呢？原因是海参崴和莫斯科有9小时的时差。换言之，只要飞机能用9小时自海参崴飞到莫斯科，就会发生这种趣事。海参崴和莫斯科两城市的距离约为9000千米，用9000千米除以9等于1000千米得知时速为1000千米每小时，只需利用喷气式飞机，便可获得预期的目标了。

在北极圈内，你甚至可用比上述更慢的速度来和太阳(应说是地球自转的速度)竞争。就拿位于北纬77度线的新地岛(Nouaya Zemlya)为例，时速约450千米每小时的飞机，靠着地球的自转，仅仅在地球表面作一点轻微的移动，就可和太阳在同一时间中飞行了。这时，机舱内旅客眼中的太阳，变成空中静止的一点，一动也不动，而且始终不会没入西方(当然，飞机必须跟随太阳转动的方向飞行)。

月球也绕着地球公转，如果想要“追逐月球”就更简单了。因为月球是以地球自转速度的1/29绕着地球的周围运动(并非线速度的比较，而是角速度的比较)。所以无需跑到极地，只要到中纬度的地方，利用时速25～30千米的汽船，你便可追到月球了。

美国作家马克？吐温在他的著作《欧洲见闻录——庄稼汉外游记》中，曾就这一点作过约略的描述。他在从纽约至亚速尔群岛的航程中，有如下的一段记载：“此刻正值炎夏，夜晚的天气比白昼清凉……这时，我发现一个奇妙的现象，就是在每晚同一时间，同一地点，只要你仰望夜空，都可望见一轮满月。这轮月亮为何如此怪异呢？起初，我左思右想都不得其解。最后，我终于思索出原因何在。因为船在海上由西向东航行，平均每小时在经线上前进20分。换句话说，轮船和月亮正以相同的速度，朝着同一方向同时前进。”

一、速度与运动千分之一秒

对人类来说，千分之一秒短暂得几近于零，而在日常生活中，人们真正面对千分之一秒这么短的时间也是最近才出现的。古人多半利用太阳的高度或影子的长度来测定时间（图1），他们绝对没想到，今人竟能正确地测定出“分”。往昔，古人认为“分的测定”根本毫无价值，他们认为“分”是极小的时间单位，对他们悠闲的生活而言，根本无足轻重。当时的计时器(日晷、水钟、沙漏)（图2），还没有分的刻度。直到18世纪，钟表的刻度盘上才出现了分钟，至于秒针的出现，那已经是19世纪以后的事了。

图1太阳的位置(左)和影子的长度(右)是测定时间的两种方法

图2古代的水钟(左)和怀表(右)，两者都没有分针

究竟在千分之一秒中能发生些什么事呢？你或许觉得千分之一秒太短，谈不上发生什么事。其实，在短短的千分之一秒中，能发生的事太多了。火车可前进3厘米，声音可前进34厘米，飞机则可前进50厘米。此外，在千分之一秒中，地球在公转轨道上可移动30米，而光线则能前进300千米。

对人类身旁的小动物而言，千分之一秒并不算很短的时间。尤其是昆虫，更能体会出千分之一秒，以蚊子为例，在一秒钟内，它的翅膀可上下摆动500～600次，换言之，蚊子翅膀在上下之间摆动就是以千分之一秒进行的。

但是，人类不比昆虫，无法使身体的局部如此快速地运动。对人类来说，最快的运动就是眨眼睛，因此，人以“瞬间”或“一瞬”来形容时间的短暂。由于眨眼的动作极快，所以在眨眼的瞬间，人类的视线不会受影响。眨眼虽被人类视为快速的运动，若以千分之一秒为单位来衡量，眨眼这运动就显得十分迟缓了。经由准确的测定得知，眨一次眼睛平均约需2/5秒，也就是千分之四百秒；现在将眨眼的动作，依进行顺序分解如下：首先，眼皮垂下(0.075～0.09秒)；接着，眼皮下垂终止(0.13～0.17秒)；最后，眼皮往上抬(约0.17秒)。由此可见，尽管只有“一瞬”，实际上，眼皮却还有相当充裕的休息时间。如果我们想对千分之一秒有明确的印象，不妨以眼皮下垂终止的时间为依据，就可明白眼皮上抬、下垂这两种运动的速度，而准确地把握住“瞬间”的意义。

倘若人类的神经构造能达到千分之一秒的精确度，我们周围的世界中，许多原本被忽略的情况，就会映入我们眼帘了。那时我们所能目睹的奇妙景象，英国作家H.G.威尔斯在他的短篇作品《最初的加速剂》中，有极端细腻的描述。小说中的主人翁喝下一种奇异的药，这种药能对神经系统产生作用，促使感觉器官异常灵敏，能感觉到高速度运动中的种种现象。

现在节录小说中的一段如下：

“你曾见过这样的窗帘吗？”

我看着窗帘，发现窗帘像被冻结似的一动也不动，只有末端由于风吹的关系，保持扭曲的状态。

“没看过，我头一回看到，真奇妙！”我回答。

“那么，这个呢？”吉贝恩先生说着，随手拿起茶杯，然后把手放开。

原本以为茶杯会掉到地上，支离破碎，没想到茶杯却丝毫不受影响。吉贝恩先生便问我，茶杯是否还浮在空中。

“当然，也许你知道，物体落向地面时，最初的一秒会落下5米。现在，茶杯也是以每秒5米的速度往下掉，但你知道吗？所需的时间还不到百分之一秒。因此，我所谓的‘加速剂’，究竟有何种效用，现在你该明白了吧！”

吉贝恩先生慢慢伸出手，我看见茶杯缓缓落下，他用手指随着茶杯移动。

我再往窗外看，看见骑自行车的人，一动都不动，好像被冻结一般，就连扬起的灰尘亦一动也不动地尾随着自行车。同样的，马车也是呈静止状态……我的注意力转向有如磐石般静止的马车上，发现无论是车轮上端、马蹄、马鞭前端或骑马者打哈欠的动作，都十分缓慢。除了这难看的交通工具之外，一切景象都很安静，甚至车里的乘客也形同雕像。

……有一个男人逆风而行，试图折叠手中的报纸，可是，他的动作看来相当吃力，而且出奇地迟缓，周围好像一点风都没有。

当“加速剂”渗透到我体内的时候，我所看见的事物，对其他人或整个宇宙而言，也只是在转眼之间所发生的事而已。

若就现代的科学方法，究竟能测定多短的时间呢？相信读者都渴望知道。在20世纪初期，顶多只能测出一万分之一秒；目前，物理学家们在研究室中，已能将时间分解至千亿分之一秒。如果说得具体些的话，千亿分之一秒的意思就是“若将1秒延长为3000年，那么，千亿分之一秒就是我们现在所认识的一秒”。

P1-5

“0”在数学中有什么作用？扑克魔术是如何变的？

光是如何传播的？云彩为什么变幻不已？

蚂蚁和人相比哪个是大力士？地球和橘子又有什么区别呢？

亲爱的读者，在日常生活中，你有这样的疑问吗？你是如何找寻答案的呢？你对于你所找到的答案满意吗？

我们这套《趣味科学》丛书能够为你提供这些问题的答案。大科学家们运用轻松活泼的语言、生动有趣的故事，深入浅出地为你讲解生活中蕴含的种种科学道理。

这套丛书包括：

《自然的故事》：本书是法国昆虫学家法布尔的著作，他的《昆虫记》相信很多人都看过。在《自然的故事》里，法布尔继续用讲故事的方法给我们揭示自然的奥秘：蚂蚁筑城，动物的寿命，彩色的泥土，羊的衣服，蜘蛛的桥，声音的速度，日夜更替，春秋变换，蜗牛和珍珠，火山与地震，诸如此类。法布尔通过故事引领我们进入大自然，去探索和发现自然的神奇。

《化学的秘密》：作者是俄国著名的科学家和作家尼查耶夫。在本书中，作者将带领你深人物质的内部，揭开世界的构造之谜。微不可见的原子、分子，像一个个美丽的天使一样，在造物主的安排下，按照“美”的规则排列，形成了我们生存的世界——宇宙。无论是一滴水，还是遥远的星球，无不是这小小的天使的杰作。

《物理的妙趣》：贝列里门首先向我们提出一个问题：“同一天早上八点，一个人能否同时出现在海参崴和莫斯科？”答案是肯定的。你知道是为什么吗？作者通过对日常生活现象的描述，揭示了这些现象背后的科学原理：眼睛的错觉，风从哪里来，乘炮弹上月球，雪为什么是白的。这样的问题你平时是否思考过呢？

《数学的奥妙》：伊库纳契夫把枯燥的数字还原到现实世界中来，无论是游戏，还是太阳光影、驾车的马匹、乐园的迷宫，都成为数学的教具。怎样测量埃及的大金字塔，如何最快地玩魔方游戏，如何找到迷宫的出口，所有这些都可以通过数学运算得到答案，你能够想得到吗？

本丛书为你打开了一扇科学的大门，呈现在你面前的是广阔的知识海洋，沙滩上散落着无数智慧的珠贝，五彩斑斓，美不胜收。让我们携手走入这个魅力无穷的世界，开始我们探索万物奥秘的征程。