關於物理的100個故事

與眾不同的「書」情方式，前所未有的「悅讀」體驗！
一樣的物理，不一樣的物理故事！
阿基米德只需一個支點，就能把地球翹起來；
牛頓只需一顆蘋果，就能發現萬有引力的奧秘；
而你，只需要這樣一本書，然後讀下去…

物理是一塊永遠在吸水的海綿，沒有物理，我們就無法認清這個世界。

在古希臘，出了兩個著名的物理學家－亞里斯多德和阿基米德，前者好理論，後者愛實驗，後來，教會覺得亞里斯多德的理論有利而對其加以推廣，結果阿基米德就沒落了。

亞里斯多德代表著古典物理學的權威，由於沒有人敢懷疑他的理論，導致他影響了歐洲物理界整整一千九百年。

十七世紀中葉，英國出現了一個名為牛頓的人，據說被蘋果砸中，因而發現了萬有引力定律，隨後又總結了力學三大定律，他用無可辯駁的實踐經驗和理論知識將古典物理學的框架擊得粉碎。

就這樣，經典物理學誕生了，而後的一系列學者不斷對其進行完善，終於蓋起了一座邏輯嚴密的物理殿堂。

本書收錄的關於物理的100個故事，從力學之美、電磁學之奇、光學與聲學之秀，再到原子物理學之精…用輕鬆簡單的方式，講述物理學的有趣故事，希望將美味的知識食糧，與您一同共享。

■ 前言

物理是一塊永遠在吸水的海綿

十九世紀末，德國一個名叫普朗克的小伙子要考物理系，後來成為他導師的教授連連搖頭：「小伙子，別誤入歧途啊！物理已經被人研究透徹了，你進去只能是拾人牙慧！」

一句話差點讓一個物理學天才放棄理想，幸好普朗克沒有妥協，終於發現了量子力學。

這說明在很多時候，我們以為的，只是自以為是而已。

還是拉塞福說得好，我們每個人都只是地球上孤陋寡聞的人，所見所想都是片面的，因而也沒有資格去評判，去武斷地下結論。

其實在物理學之初，這種武斷就一直存在。

在古希臘，出了兩個著名的物理學家——亞里斯多德和阿基米德，前者好理論，後者愛實驗，後來，教會覺得亞里斯多德的理論有利而對其加以推廣，結果阿基米德就沒落了。

亞里斯多德代表著古典物理學的權威，由於沒有人敢懷疑他的理論，導致他影響了歐洲物理界整整一千九百年。

十七世紀中葉，英國出現了一個名為牛頓的人，據說被蘋果砸中，因而發現了萬有引力定律，隨後又總結了力學三大定律，他用無可辯駁的實踐經驗和理論知識將古典物理學的框架擊得粉碎。

就這樣，經典物理學誕生了，而後的一系列學者不斷對其進行完善，終於蓋起了一座邏輯嚴密的物理殿堂。

在這個殿堂裡，牛頓是老大，地位不可動搖，人們狂熱地崇拜他，因而覺得物理再也沒有需要研究的可能。

如果不是普朗克和愛因斯坦等科學家的執著追求，物理學不會更進一步，量子力學和相對論也就不會產生。

因為人類孤陋寡聞，所以做為真理之一的物理，勢必得像一塊海綿一樣，不斷吸水，儘管它已膨脹得很大，但其實遠遠沒有到達它的極限。

在物理學中，力學是不可忽略的一大分支，不僅因為有牛頓、愛因斯坦等人，還因為它是人類在地球上，甚至是宇宙中生存的必要條件。

無重力，我們會漂浮在空中；無浮力，我們則將沉入大海；無摩擦力，我們將無法走動；無壓力，我們將看不到地球上光怪陸離的姿態。

隨後，科學家們又研究起電磁學、光學、原子能學等。

其實，無論這些學科如何劃分，它們隸屬於物理學這一大類別，彼此間總有可聯繫之處。

比如，電磁學研究的是電與磁之間的相互作用，便可產生作用力；在光學方面，光被證明是一種電磁波，同時光又是一種粒子，因而可與電磁學和原子能學關聯。

至於在二十世紀初才發展起來的原子能物理學方面，人們發現了原子、分子、電子等粒子的運動規律，有運動，自然就有力，於是又與力學聯繫在一起。

看來，物理學教會了人們：世界萬物都是運動的，而這恰好也是哲學上的理論，萬事萬物都有相通之道，這也算是物理的魅力所在吧！

■ 自序

沒有物理，我們就無法認清這個世界。

做為一個理科生，又是以寫作見長的女生，對物理有一種天生的好感。

在小時候，當聽到旁人唸出一大段數字時，我的大腦會立刻開啟「快速運算」功能，當然，這說明我的數學能力很強。

數學和物理是緊密相連的，因為物理天才們少不得運用公式推導結論。

歷史上有名的大物理學家都是數學天才，比如牛頓就是微積分狂人，他創立的數學運演算法足足影響了歐洲一個世紀；又比如大數學家歐拉，他創作了無數數學法則，所以玩物理就跟玩票似的，推導出幾個物理學原理不在話下。

因此就不難理解，為何很多人物理不行，連帶著數學也成問題了。然而，在寫這本書之前，我忽然想起了小時候父親對我的啟蒙。

當時父親給我買了一套書，書名叫《十萬個為什麼》，內容當然沒有十萬個問題，而是只有幾百個，但卻是我童年的精神食糧。

書中會解釋很多自然現象：太陽為什麼會發光？拋出去的物體為什麼會落回地面？鳥為什麼會飛？鏡子為什麼會照出畫面……

當時我讀得津津有味，覺得地球上充滿了神奇，而宇宙中則滿是奧祕。

事實上，沒有一個孩子在小時候腦子裡沒有「十萬個為什麼」，他們探索知識的慾望從不停歇。

有了這套書後，我的視野開闊了很多，也成為學生當中的「小學問家」，這讓我頗感自豪。

後來才知道，原來我所讀到的，正是物理學知識，而長期在學校被枯燥的文字和公式搞得頭暈腦脹的我們，卻已忘了原來物理是個這麼有趣的一門學問！

於是，我決定從最基礎的物理學講起，讓大家能領悟到：原來生活中處處有物理，原來我們一刻也離不開物理。

若無物理，我們就不知我們從何而來，在做什麼，該到哪裡去。

物理是我們人生的一門基礎哲學，有助於培植我們的宇宙觀，而哲學家和思想家則認為，宇宙觀是一個人思想的最高境界。

從這點上說，文理其實是相通的。

宇宙再大，也是由分子、原子，甚至更小的粒子組成的，所以宏觀世界和微觀世界，說到底也是相通的。

物理是人們工作、生活的基礎工具，也是改造社會的有力武器，沒有物理，就沒有人類的進步，就沒有人類文明。

最簡單地說，沒有物理，人們就無法認清這個世界，就容易成為井底之蛙。

任何時候，觀念上的更新總沒有錯，只有不斷地兼容並蓄，才能幫助一個人成為更好的自己。