《物理世界奇遇记》是20世纪科普经典收藏。在书中，乔治·伽莫夫构想了一个名为汤普金斯的普通职员作为主人公，此人几乎不懂科学，却通过聆听科学讲座和梦游物理奇境而领略了众多现代物理学和宇宙学的主要领域——相对论、量子论、统计物理学、原子和原子核结构理论、基本粒子、大爆炸理论等知识。
这本科普经典名著不仅吸引了无数普通读者，也受到了科学界的普遍重视，被译成多种文字出版，主人公汤普金斯在英美等国是家喻户晓的人物。

译者前言
最新版前言
原版前言
1 城市速度极限
2 教授那篇使汤普金斯先生进入梦境的相对论演讲
3 汤普金斯先生请了个疗养假
4 教授那篇关于弯曲空间的演讲稿
5 汤普金斯先生访问一个封闭宇宙
6 宇宙之歌
7 黑洞、热寂和喷灯
8 量子台球
9 量子丛林
10 麦克斯韦的妖精
11 快乐的电子部族
11 1/2上一次演讲中汤普金斯先生因为睡着而没有听到的那部分
12 在原子核内部
13 老木雕匠
14 虚空中的空穴
15 参观“原子粉碎机”
16 教授的最后一篇演讲
17 尾声
名词浅释

吴伯泽
本书是著名美国物理学家、宇宙学家兼科普作家乔治
·伽莫夫（George Gamow）和英国科普作家罗素·斯坦纳
德（Russell Stannard）“合作”的结晶。
伽莫夫1904年生于俄国，1928年在原苏联列宁格勒大
学获得物理学博士学位，1928～1931年先后在丹麦哥本哈
根大学和英国剑桥大学师从著名物理学家玻尔和卢瑟福进
行研究工作，1931年回国任列宁格勒大学教授。当时，自
命为“坚持唯物主义”的李森科学派正称霸科学界，不仅
与李森科持不同看法的著名遗传学家瓦维洛夫神秘地失踪
，就连物理学界也受到巨大的冲击：凡是支持爱因斯坦的
相对论和海森伯的测不准原理的人，都一律被视为异端。
在这种恶劣的环境下，伽莫夫觉得在祖国已无发展前途，
而且随时有生命危险，终于在1933年借一次物理学国际会
议之机离开原苏联，并于1934年移居美国，直至1968年卒
于科罗拉多州的博尔德。
伽莫夫是一位兴趣很广的天才。他早年在核物理研究
中就已取得出色的成绩。其后，他又在宇宙学上同勒梅特
一起提出宇宙生成的“大爆炸”理论，在生物学上首先提
出“遗传密码”概念，这两者目前都已得到科学界的公认
。
应该特别指出的是，伽莫夫非常重视普及科学知识的
工作。他移居美国以后，发现美国虽然经济发达，但许多
人对20世纪初的科学成就、特别是当时刚出现不久的相对
论、量子论和原子结构理论都一无所知。因此，他决定在
从事教学和研究工作之余，动笔向普通读者介绍这些新生
事物。从1938年起，他在英国剑桥大学出版社的支持下，
发表了一系列有点离奇的科学故事。这些故事的主人公汤
普金斯先生——一个只知数字而不懂科学的银行职员——
通过聆听科学讲座和梦游物理奇境，初步了解了相对论和
量子论的内容。1940年，他把第一批故事汇集成他的第一
部科普著作《汤普金斯先生身历奇境》出版；1944年又把
其后的故事汇集成《汤普金斯先生探索原子世界》一书。
这两本书出版后，深受读者欢迎，几乎年年重印。1965年
，伽莫夫为了补充介绍新的物理学进展，也为了使作品的
内容更紧凑、价格更容易为读者所接受，便把上述两书合
并、补充、改写，以平装书的形式出版。由于当时汤普金
斯先生在英美等国已成为家喻户晓的人物，而前两本书又
都以精装本的形式出版，所以伽莫夫给这本廉价的新版本
起了个有趣的书名《平装本里的汤普金斯先生》（Mr
Tompkins in Paperback）。（考虑到我国读者对汤普金
斯先生并不熟悉，很难从这个书名获得必要的信息，我便
擅自根据其内容，把书名译为《物理世界奇遇记》）。从
1938年开始塑造汤普金斯先生这个人物形象，到1967年对
这本书进行最后一次修订，伽莫夫不遗余力，对它倾注了
他对科普工作的全部热情，因此可以说，在伽莫夫的众多
科普作品（如《从一到无穷大》《太阳的生与死》等）当
中，这本书是最为成功，也是最有代表性的。它不仅吸引
了无数普通读者，并且受到了科学界的普遍重视，被译成
多种文字出版。
1968年伽莫夫不幸逝世，但这本书却仍然以极强的生
命力继续发挥其积极的作用，直到20世纪90年代后期，依
旧是年年或隔年重印一次。但是，在流逝的30年里，整个
世界和物理学毕竟都有了巨大的变化，使本书的部分内容
显得陈旧。例如，在伽莫夫撰写本书时，他所坚持的宇宙
“大爆炸”理论与其对立面“定态宇宙理论”还处于相持
不下的阶段，而目前所有的实验证据都说明“大爆炸”理
论已是得胜的一方。又如，当时伽莫夫同许多物理学家一
样，认为质子和中子是不可再分的基本粒子，但是，夸克
和胶子的发现已经推翻了这种看法。因此，剑桥大学出版
社终于认识到，只有对本书的内容进行全面的更新增订，
才能使它继续“活下去”；并且约请英国著名科普作家斯
坦纳德从事这项工作（关于工作的详情，斯坦纳德在其前
言中已作了介绍，这里不再赘述）。于是，1999年便出现
了目前这个最新版本，书名改为《汤普金斯先生的新大陆
》（The New World of Mr Tompkins）。（由于同样的原
因，我把它译为《物理世界奇遇记·最新版》）可以说，
这个最新版概括了整个20世纪物理学和宇宙学的全部研究
成果。
我第一次接触本书，是在1977年年初。提到这件事，
我必须感谢当时主持科学出版社编辑部工作的林自新先生
，是他建议我翻译本书并审读了全部译稿，才使中译本得
以顺利地在1978年出版。当时的译本印刷过两次，总发行
量达60万册，其受我国读者欢迎的程度，由此可见一斑。
在此，我由衷地向他表示最深切的谢意！
2000年春节于北京

汤姆金斯先生是一家大的城市银行里的一个小职员。他对现代物理学感兴趣，但像很多人一样，物理理论的长篇大论让他昏昏欲睡。而在梦境中，他进入了许多不同寻常的物理世界：有个世界的光速变得很小很小，有个宇宙的膨胀和收缩周期只有短短两小时，还有个世界的普朗克常数变得很大很大，而在原子世界中，他则化身为一个电子……
通过汤姆金斯先生在这些梦中物理世界的种种奇遇，乔治·伽莫夫在《物理奇遇记》这部科普经典中向我们生动讲解了相对论、宇宙学、量子理论以及粒子物理的诸多基本概念，让我们得以更清晰地理解我们所实际生活的物理世界。

1 城市速度极限
这一天是公休日。汤普金斯先生，本市一家大银行的小职员，睡到很晚才起床，吃了一顿从从容容、舒舒服服的早饭。他想把这一天好好安排一下，这时，他最先想到的是午后去看一场电影，于是，他打开当地的晨报，聚精会神地在娱乐栏搜索起来。但是，看来没有一部影片能吸引他。目前那些专门描写色情和暴力的影片，已经叫他腻味透了。除了这些，就是一般在假日给孩子们准备的电影。这里哪怕只有一部影片有点什么真正的冒险故事，有点什么不平常的东西，甚至就是叫人觉得有点异想天开，那也勉强凑合了。可是，就连这样的影片也没有一个。
无意间，他的目光落在报纸屁股一段简短的报道上。原来，本市的大学正在举办一系列介绍现代物理学问题的讲座，这一天下午的讲座所要介绍的，是爱因斯坦的相对论。行，那儿可能还有点内容！他常常听人家说，全世界真正懂得爱因斯坦的理论的，只不过12人而已。说不定他恰巧能够成为第13个！于是，他决定去听听这个讲座，这可能正好是他所需要的东西。
他来到这个大学的演讲厅时，演讲已经开始了。大厅里坐满了学生，大多是很年轻的，但是，也有不少年纪较大的听众，大概像他自己一样，是一些普通的老百姓。他们全都全神贯注地听着黑板旁边那个白胡子的高个儿讲话，而他也卖力地为他的听众讲解着相对论的基本概念。
汤普金斯先生好不容易才听明白，爱因斯坦理论的整个要点，就在于存在着一个最大的速度值——光速，这个速度是任何运动物体都无法超越的，并且，正是这个事实产生了一些非常奇怪、非常不寻常的后果。比如说，当运动速度接近于光速时，量尺就会缩短，而时钟就会变慢。不过，那位教授说，由于光的速度是300000千米／秒，所以在日常生活的各种事件中，就很难观察到这些相对论性效应。在汤普金斯先生看来，这一切都是同普通的常识相矛盾的。他竭力想在脑海中描绘出量尺的缩短和钟表上那些古怪的表现会是什么样的，这时，他的脑袋渐渐耷拉到胸前了。
当他重新睁开眼睛的时候，他发现他自己并不是坐在演讲厅的长椅上，而是在市政当局为乘客等车方便而设置的长椅上。这是一座美丽的古城，沿街矗立着许多中世纪的学院式建筑物。他揣摩他自己一定是在做梦，但是，大大出他意料之外，他周围丝毫没有发生什么不寻常的事情。对面学院的钟楼上那个大时钟的指针，这时正好指在5点上。
街上几乎已经没有车辆往来了，只有一辆孤零零的自行车从上方缓慢地驶来，当它来到近前的时候，汤普金斯先生的眼睛突然由于吃惊而瞪得滚圆。原来，自行车和车上的年轻人在运动方向上都难以置信地缩扁了，就像是通过一个柱形透镜看到的那样。①钟楼上的时钟敲完了5下，那个骑自行车的人显然有点着急了，更加使劲地蹬着踏板。汤普金斯先生发现骑车人的速度并没有增大多少，然而，由于他这样努力的结果，他变得更扁了，好像是用硬纸板剪成的扁人那样向前驶去。这时汤普金斯先生感到非常自豪，因为他能够理解那个骑车人是怎么回事——这正是他刚刚听来的，只不过是运动物体的收缩罢了。“在这个地方，天然的速度极限显然是比较低的，”他下结论说，“我看不大会超过20千米／小时。在这个城市里，人们是不需要使用高速摄像机的。”事实上，这时候在街上行驶的一辆发出全世界最嘈杂的噪声的小汽车，也跑不过这辆自行车，比起来它就像甲虫在爬行那样。汤普金斯先生决定追上那个骑车人——他看来是个和善的小伙子——问问他这一切是怎么回事。但是，怎样才能赶上他呢？这时，汤普金斯先生发现有辆自行车停靠在学院的外墙边，他想，这大概是属于某个去听讲座的学生的，如果他只是借用短短的一会儿，学生是不会发现丢失的。于是，他看准旁边没有人注意他，便偷偷骑了上去，拼命朝着前面那辆自行车赶去。他猜想他自己马上就会缩扁，并且很为此而感到高兴，因为他不断发福的体形近来己成为他的一桩心事了。然而，出他意料之外，不管是他自己还是他的车子，都没有发生任何变化。相反的，他周围的景象完全改变了：街道缩短了，商店的橱窗变得像一条条狭缝，而在人行道上步行的人则变成他有生以来第一次见到的细高挑。
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