“科学充电站丛书”从数码、铁路、天文、心理、基因、物理、植物和进化论八个方面普及较新的科技成果，同时揭示科学误区。希望通过全面的知识、新颖的视角、科学的体例、权威的编写，激发青少年的好奇心，满足青少年的求知欲，成为青少年探索世界的必备工具。艾星雨编著的《物理改变世界》是该丛书之一。

物理学之所以被人们公认为一门重要的科学，不仅仅在于它对客观世界的规律做出了深刻的揭示，还因为它在发展、成长的过程中，形成了一整套独特而卓有成效的思想方法体系。正因为如此，使得物理学当之无愧地成了人类智能的结晶，文明的瑰宝。艾星雨编著的《物理改变世界》以演义的方式，深入浅出地讲述了物理学发展史上那些人和那些事，纵览了当代物理最前沿的风貌，并展望了物理在未来的种种可能。

概述

一 开天辟地——经典力学

1牛顿的求学之路

2牛顿的贡献（上）

3牛顿的贡献（中）

4牛顿的贡献（下）

5牛顿的哲学思想和科学方法

6经典力学的创立

二 来去无踪的隐身人——声的故事

1我们怎样听见声音

2声音的速率

3奇妙的共鸣

4听不见的超声波

5可怕的次声波

6声波武器

7声音也会污染

三 七色虹的影子——光的传奇

1光的本质是什么（上）

2光的本质是什么（下）

3光的传播及其应用

4镜子的故事

5光的速度到底有多快

6超光速现象存在吗

7一光年到底有多远

8隐身可能吗

四 一体两面——电与磁的演义

1现代电磁学前史（上）

2现代电磁学前史（下）

3奥斯特的开山之功

4电学大师法拉第（上）

5电学大师法拉第（中）

6电学大师法拉第（下）

7电与磁的统一者麦克斯韦（上）

8电与磁的统一者麦克斯韦（下）

9科学超人尼古拉·特斯拉（上）

10科学超人尼古拉·特斯拉（中）

11科学超人尼古拉·特斯拉（下）

五 从永动机谈起——能量的神话

1永动机可能制造得出来吗

2发现能量守恒和转化定律（上）

3发现能量守恒和转化定律（下）

4能量的知识

5热力学四大定律

6可恨的熵妖（上）

7可恨的熵妖（下）

8热寂说与宇宙的未来

9对“热寂说”的反驳

10永动机失败的启示

六 如果飞得像光一样快——相对论

1相对论之前

2狭义相对论的诞生

3解读狭义相对论

4广义相对论的建立

5广义相对论的验证

6广义相对论的部分应用

7相对论的遭遇

七 上帝掷骰子吗——量子力学

1旧量子论（上）

2旧量子论（下）

3量子力学革命

4上帝掷骰子吗

5玻尔和爱因斯坦之争

6伤人脑筋的量子纠缠

7量子论的几个观点

8二次革命

9量子力学的运用

八 当代物理学最前沿采风

1终极理论之梦

2弦理论（上）

3弦理论（下）

4标准模型与希格斯玻色子

5反物质与反宇宙

6平行宇宙

7可控核聚变

8纳米技术（上）

9纳米技术（下）

10超导体（上）

11超导体（下）

123D打印机

13量子计算

14太空天梯

15到太空采矿

16改变未来的革命性技术（上）

17改变未来的革命性技术（下）

18普朗克卫星告诉我们的秘密

19正在进行的六大实验（上）

20正在进行的六大实验（下）

九 物理学的未来

1时间旅行的现实可能性（上）

2时间旅行的现实可能性（下）

3虫洞可以打开吗（上）

4虫洞可以打开吗（中）

5虫洞可以打开吗（下）

6曲速引擎的传说与现实（上）

7曲速引擎的传说与现实（下）

8如何寻找外星人（上）

9如何寻找外星人（中）

10如何寻找外星人（下）

11未来的计算机什么样（上）

12未来的计算机什么样（下）

13种子——暗物质

14宇宙的主宰——暗能量（上）

15宇宙的主宰——暗能量（下）

16物理学最前沿的难题（上）

17物理学最前沿的难题（中）

18物理学最前沿的难题（下）

后记

与超声波恰好相反，次声波的振动频率低于人耳能听到的极限。科学家把频率小于20赫兹的声波叫作次声波。

次声波的特点之一是来源广。在自然界中，海上风暴、火山爆发、大陨石落地、海啸、电闪雷鸣、波浪击岸、水中漩涡、空中湍流、磁暴、极光、地震等都可能伴有次声波的发生。在人类活动中，诸如核爆炸、导弹飞行、火炮发射、轮船航行、汽车争驰、高楼和大桥摇晃，甚至像鼓风机、搅拌机、扩音喇叭等在发声的同时也都能产生次声波。

次声波的特点之二是传播远。次声波频率很低，波长却很长，传播距离也很远。例如，1883年8月，南苏门答腊岛和爪哇岛之问的克拉卡托火山爆发，产生的次声波绕地球三圈，全长十多万千米，历时108小时。

次声波的特点之三是具有极强的穿透力。次声波不仅可以穿透大气、海水、土壤，而且还能穿透坚固的钢筋水泥构成的建筑物，甚至连坦克、军舰、潜艇和飞机都不在话下。

次声波的危害很大。次声波如果和周围物体发生共振，会放出相当大的能量。科学家观察到，地震或核爆炸所产生的次声波可将岸上的房屋摧毁。最为可怕的是，人体器官特别容易与次声波产生共振，从而干扰人的神经系统的正常工作，危害人体健康，使人耳聋、昏迷、精神失常甚至死亡。

但是不要就此把次声波想象成来无踪去无影的“杀人魔鬼”。经过数十年的研究，科学家对于次声接收、抗干扰方法、定位技术、信号处理和传播等方面的研究都有了很大的发展，次声波的应用也逐渐受到人们的注意。其实，次声波的应用前景十分广阔，大致有以下几个方面：

第一，研究自然次声的特性和产生机制，可以预测自然灾害性事件。例如台风和海浪摩擦产生的次声波，人们利用一种叫“水母耳”的仪器，即可在风暴到来之前发出警报。

第二，通过测定自然或人工产生的次声在大气中传播的特性，可探测某些大规模气象过程的性质和规律。如沙尘暴、龙卷风及大气中电磁波的扰动等。

第三，通过测定人和其他生物的某些器官发出的微弱次声的特性，可以了解人体或其他生物相应器官的活动情况。例如人们研制出的“次声波诊疗仪”可以检查人体器官工作是否正常。

第四，次声在军事上也有重要的应用。利用次声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的次声武器，一般只伤害人员，不会造成环境污染。

有意思的是，人耳听不见次声波，某些动物却可以。狗、大象、鲸鱼和水母是其中的佼佼者。在地震或者其他地质灾难发生之前，往往会产生次声波，这些动物听见了，预感到地震的发生，于是表现出种种异常举动。这为人们预测地震提供了依据。P22－23

“物理”一词最先出自古希腊文中φυσικ，原意是指自然，古希腊时期出现了阿基米德、苏格拉底等一批早期科学家。古时的欧洲人称物理学为“自然哲学”。从最广泛的意义上来说，即是研究大自然现象及规律的学问。汉语、日语中“物理”一词起自于明末清初科学家方以智的百科全书式著作《物理小识》。

大量事实表明，物理思想与方法不仅对物理学本身有价值，而且对整个自然科学，乃至社会科学的发展都有着重要的贡献。有人统计过，自20世纪中叶以来，在诺贝尔化学奖、生物及医学奖，甚至经济学奖的获奖者中，有一半以上的人具有物理学的背景。这意味着他们从物理学中汲取了智能，转而在非物理领域里获得了成功。反过来，却从未发现有非物理专业出身的科学家问鼎诺贝尔物理学奖的事例。这就是物理智能的力量。难怪国外有专家十分尖锐地指出：没有物理修养的民族是愚蠢的民族！

很遗憾的是，中华民族在近现代物理学史上，几乎毫无作为。目前，中国在可控核聚变、纳米技术、量子隐形通信、中微子研究等方面的研究处于世界领先地位，在暗物质和暗能量等物理学最前沿，也正在奋起直追。在可以预见的将来，中国科学家获得诺贝尔物理学奖也不是不可能。

——那个领奖的科学家会不会就是你呀？

只看《物理改变世界》肯定是不可能的。本书还很粗糙，所展示的也只是物理学这棵参天大树的一小片叶子，限于篇幅，许多原本可以写成一本书的内容，被压缩到了千字左右，只能是蜻蜓点水了。但我希望，本书是一粒种子，能让对物理的喜好在你心中生根发芽，在未来长成参天大树。你必须记得一个事实：兴趣是最好的老师。

在写作中，我重点参考了如下书籍：

《20世纪科学未解之谜》，郑炜，中国华侨出版社，2000年。

《时间简史——从大爆炸到黑洞》，（英）史蒂芬·霍金，湖北科学技术出版社，2001年。

《物理学的未来》，（美）加来道雄，重庆出版社，2012年。

《不可思议的物理》，（美）加来道雄，上海科学技术文献出版社，2009年。

《第一科学视野：宇宙与天体》，《环球科学》杂志社，电子工业出版社，2011年。

《爱因斯坦传》，（美）沃尔特·艾萨克森，湖北科学技术出版社，2012年。

《量子世界：写给所有人的量子物理》，（美）肯尼斯·W·福特，外语教学与研究出版社，2008年。

《爱因斯坦的望远镜：搜索暗物质和暗能量》，（美）艾弗琳·盖茨，中国人民大学出版社，2011年。  《宇宙之书：从托勒密、爱因斯坦到多重宇宙》，（美）约翰·D·巴罗，人民邮电出版社，2013年。

感谢上述书籍的作者以及译者和出版社。

我长期订阅的三种杂志：《大自然探索》、《环球科学》和《科幻世界》，对我的写作也有很大帮助。此外，如下网站也对我的写作贡献良多：

果壳网

科学松鼠会

科技中国

译言网

东西网

我最该感谢的还有那些日日夜夜在野外考察、在实验室研究、在大脑里冥想的科学家，是他们的观察、研究和发明彻底改变了我们的生活。在可以预见的未来，他们将继续改变我们的生活，甚至改变我们自己。作为科学的受益者，我衷心地感谢他们。