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作者简介 乔治·伽莫夫(1904—1968)是美国核物理学家、天文学家。他于1904年在俄国敖德萨市出生,1928年毕业于苏联列宁格勒大学,获得物理学博士学位。1928—1932年先后在丹麦的哥本哈根大学和英国剑桥大学师从著名物理学家尼尔斯·玻尔和卢瑟福从事研究工作。后来他又在列宁格勒大学、巴黎居里研究所等多所大学从事研究工作。1934年,他移居美国,在华盛顿大学、加利福尼亚大学伯克利分校等担任教授,1968年在美国科罗拉多州去世。 伽莫夫在原子核物理学和宇宙学方面成绩斐然,是目前宇宙学界影响较大的“大爆炸”理论的推动者,也是“遗传密码”理论的先驱者。他还是一位杰出的科普作家,一生致力于科学知识的普及工作,共出版25部著作,有18部是科普作品,其中《物理世界奇遇记》《从一到无穷大》更是风靡全球数十年。由于伽莫夫在科普方面的杰出贡献,他于1956年荣获联合国教科文组织颁发的卡林伽科普奖。 书评(媒体评论) 伽莫夫通过自己的天才 巧思和叙述能力,得以使基 础物理学中一些令人困惑的 疑难问题变成了适合孩子们 阅读的迷人故事。 ——罗杰·彭罗斯 (英国数学物理学家、科 学哲学家) 我小时候就读到了这本 书,正是它激发了我对科普 写作的兴趣。 ——美国认知科学家史蒂 文·平克 总而言之,这是一次成 功的尝试……我可以向普通 读者和专家们推荐这本书, 今天他们可能想看看自己的 课题是如何呈现在汤普金斯 先生面前的。 ——美国物理学家 贾因 特·纳里卡 现代物理学从来没被这 样有趣地解释过。 ——《学校科学评论》 目录 1 城市限速 2 那场将汤普金斯先生带入梦乡的相对论讲座 3 汤普金斯先生去度假了 4 教授关于弯曲空间、引力和宇宙的讲座 5 脉动的宇宙 6 宇宙歌剧 7 量子台球 8 量子丛林 9 麦克斯韦的妖精 10 欢乐的电子部落 11 汤普金斯先生因为睡觉错过的上节课的一部分 12 在原子核内 13 木雕师 14 空无中的空洞 15 汤普金斯先生享用了一顿日本餐 精彩页 那天是银行假日,城里一家大银行的小职员汤普金斯先生睡到很晚,悠闲地吃了一顿轻松的早餐。他开始计划如何度过这一天。他首先考虑下午去看一场电影。然后他打开早报,翻到娱乐版。但是没有一部电影对他有吸引力。他讨厌好莱坞的所有这些东西,流行明星之间总是有无穷无尽的风流韵事。 如果至少有一部电影有一些真实的冒险经历,有一些不寻常的甚至可能是奇幻的东西就好了。但是没有。出乎意料的是,他的目光落在了角落里的一张小布告上。当地大学正在举办一系列关于现代物理学问题的讲座,而今天下午的讲座是关于爱因斯坦的相对论的。嗯,那可能有点意思!他常听人说,世界上只有十二个人真正理解爱因斯坦的理论。也许他可以成为第十三个人!他当然会去听讲座;这也许正是他所需要的。 讲座开始后,他才到达了大学的大礼堂。教室里坐满了学生,大多是年轻人,他们全神贯注地听着黑板旁边那个留着白胡子的高个子男人,他正向听众解释相对论的基本思想。但是汤普金斯先生只能理解到爱因斯坦理论的全部要点是存在一个最大的速度——光速,任何运动的物体都无法超越它,这一事实导致了非常奇怪和不寻常的结果。然而,教授说,由于光速是300000千米/秒,相对论效应很难在日常生活中观察到。但是,这些不同寻常的现象的性质,实在难以理解,汤普金斯先生觉得,这一切都与常识相矛盾。当他的头慢慢地垂到肩膀上时,他正在试图想象测量杆的收缩和钟表的奇怪行为——如果它们以接近光速的速度运动时,就会产生这种效应。 当他再次睁开眼睛时,他发现自己不是坐在教室的长凳上,而是坐在市政府为方便候车的乘客而安装的长凳上。那是一座美丽的古城,街道两旁是中世纪的学院建筑。他怀疑自己一定是在做梦,但令他吃惊的是,他周围并没有什么异常的事情发生。甚至站在对面角落里的警察看上去也和平常的警察一样。街上高塔上大钟的指针指向五点,街上几乎空无一人。一个骑自行车的人沿着街道慢慢地走过来,当他走近时,汤普金斯先生惊讶地睁大了眼睛。因为自行车和自行车上的年轻人在运动的方向上被不可思议地缩短了,就好像是通过一个圆柱形的镜头看到的人一样。钟楼上的钟敲了五下,骑自行车的人显然很着急,更使劲地踩着踏板。汤普金斯先生没有注意到他的速度提高了很多,但汤普金斯先生注意到,他又缩短了一些,他继续沿着街边骑去,他看上去就像是用硬纸板剪下来的一个纸片人。 这时,汤普金斯先生感到非常自豪,因为他能理解发生在自行车上的事情——这只不过是移动物体的收缩,他刚才听到的。他总结道:“很明显,这里的自然速度限制要低一些,这就是为什么角落里的警察看起来那么懒,他不需要注意超速者。”事实上,此时此刻,一辆出租车在街上行驶,发出天大的噪音,也没有比骑自行车的人快多少,依旧是龟速前进。汤普金斯先生决定超过那个骑自行车的人。那个骑自行车的人看上去很善良,汤普金斯先生决定追上他一探究竟。在确定警察没有注意他之后,汤普金斯先生骑上了一辆路边的自行车——他也不知道自行车的主人是谁,然后沿着街道疾驰。 他以为自己马上就会瘦下来,为此他感到很高兴,因为近来他那越来越胖的身材使他有些焦虑不安。然而,令他大为惊讶的是.他和他的自行车什么事也没发生。另一方面,他周围的景象完全改变了。街道变得越来越短,商店的窗户开始看起来像窄缝,街角的警察成了他所见过的最瘦的人。 “噢,苍天啊!”汤普金斯先生激动地叫道,“我现在明白你的把戏了。这就是相对论这个词的由来。所有相对于我运动的东西在我看来都更短,不管谁踩踏板!”汤普金斯先生是一名优秀的自行车手,正在竭尽全力超越这个年轻人。但是他发现,要骑这辆自行车加速并不容易。尽管他竭尽全力踩踏板,但提高的速度几乎可以忽略不计。他的双腿已经开始酸痛起来,但仍然无法比刚开始时更快地通过拐角处的灯柱。看来他为加快速度所做的一切努力都是白费的。现在,他非常明白,为什么刚才遇到的骑自行车的人和出租车不能做得更好了。他还想起了教授关于无法超越极限光速的言论。然而,他注意到,街区变得越来越短,在他前面的骑自行车的人现在看上去并不遥远。在第二个转弯时,他超越了骑自行车的人,当他们肩并肩骑了一会儿之后,他惊奇地发现骑自行车的人实际上是一个很普通的、看起来很擅长运动的精神小伙儿。“哦,那一定是因为我们彼此之间没有相对运动,”他总结道。他开始和那个年轻人聊天。 “对不起,先生!他说,“你不觉得住在限速这么慢的城市里不方便吗?”P1-4 导语 享誉世界的物理科普启蒙书! “宇宙大爆炸”理论创始人毕生力作! 物理学家、科普大师帮助孩子全面构建物理知识体系、打破对科学的畏惧! 给孩子一把打开物理大门的钥匙! 站在巨人肩膀上看世界,高效提高科学素养! 在本书中,伽莫夫构想了一位缺乏科学知识的主人公——汤普金斯先生,他在梦游奇境般的物理世界中领略到了丰富的物理学知识…… 序言 放在你面前的这套“中小 学科普经典阅读书系”,是 从众多科普读物中精心挑选 出来的适合中小学生阅读的 科普经典。 少年强,则中国强。科 学兴,则中国兴。广大青少 年,今天是科学的后备军, 明天是科学的主力军。在作 战的时候,后备力量的多寡 并不会马上影响战局,然而 在决定胜负的时候,后备力 量却是举足轻重的。一本优 秀、生动、有趣的科普图书 ,从某种意义上讲,就是这 门科学的“招生广告”,把广 大青少年招募到科学的后备 军之中。 优秀科普图书的影响, 是非常深远的。 这套“中小学科普经典阅 读书系”的作者之一高士其 ,是中国著名老一辈科普作 家,也是我的老师。他在美 国留学时做科学实验,不慎 被甲型脑炎病毒所感染,病 情日益加重,以致全身瘫痪 ,在轮椅上度过_生。他用 只有秘书、亲属才听得懂的 含混不清的“高语”口授,秘 书记录,写出一本又一本脍 炙人口的科普图书。他曾经 告诉我这样的故事:有一次 ,他因病住院,一位中年的 主治大夫医术高明,很快就 治好了他的病,令他十分佩 服。出院时,高士其请秘书 连声向这位医生致谢,她却 笑着对高士其说:“应该谢 谢您,因为我在中学时读过 您的《茵儿自传》《活捉小 魔王》,爱上了医学,后来 才成为医生的。” 这样的事例,不胜枚举 。 就拿著名科学家钱三强 来说,他小时候的兴趣变幻 无穷,喜欢唱歌、画画、打 篮球、打乒乓、演算算术… …然而,当他读了孙中山先 生的重要著作《建国方略》 (一本讲述中国发展蓝图的 图书)后,深深被书中描绘 的科学远景所吸引,便决心 献身科学。他属牛,从此便 以一股子“牛劲”钻研物理学 ,成为核物理学家,成为新 中国“两弹一星”元勋、中国 科学院院士。 蔡希陶被人们称为“文学 留不住的人”,尽管他小时 候酷爱文学,写过小说,但 是当他读了一本美国人写的 名叫《一个带着标本箱、照 相机和火枪在中国的西部旅 行的自然科学家》的记述科 学考察的书后,便一头钻进 生物学王国,后来成为著名 植物学家、中国科学院院士 。 著名的俄罗斯科学家齐 奥科夫斯基把毕生精力献给 了宇宙航行事业,那是因为 他小时候读了法国作家儒勒 ·凡尔纳的科学幻想小说《 从地球到月球》,产生了变 幻想为现实的强烈欲望,从 此开始研究飞出地球去的种 种方案。 童年往往是一生中决定 志向的时期。人们常说:“ 十年树木,百年树人。”苗 壮方能根深,根深才能叶茂 。只有从小爱科学,方能长 大攀高峰。“发不发,看娃 娃。”一个国家科学技术将 来是否兴旺发达,要看“娃 娃们”是否从小热爱科学。 中国已经站起来,富起 来,正在强起来。中国的强 大,第一支撑力就是科学技 术。愿“中小学科普经典阅 读书系”的广大读者,从小 受到科学的启蒙,对科学产 生浓厚的兴趣,长大之后成 为中国方方面面的科学家, 担负中国强起来的重任。 2019年5月22日于上海“ 沉思斋” 内容推荐 在本书中,伽莫夫构想了一位缺乏科学知识的主人公——汤普金斯先生,他在梦游奇境般的物理世界中领略到了丰富的物理学知识。作者用一系列有趣的故事将抽象的物理概念和原理形象化,让读者对相对论、宇宙学、量子理论等诸多基本概念有清晰的了解。 |