《星际迷航》里的物理学-so88
《星际迷航》里的物理学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2022
图书介绍
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劳伦斯,M.克劳斯 著
出版社: 海南出版社 ISBN:9787544369572 版次:1 商品编码:12098458 包装:平装 开本:16 出版时间:2017-01-01 用纸:胶版纸
产品特色
编辑推荐
●科幻迷观影必备指南,大家可以从多个角度看这本书:
本书以《星际迷航》中的科幻内容作为引子和起点,从严谨的物理学的角度,探寻曲速飞行、时空旅行、纯能量体、隐形技术等一系列科学幻想的可能性与不可能性。
①欣赏《星际迷航》中所发生的事情;
②学习一些物理学知识;
③思考《星际迷航》中可以成为现实的地方;
④为了《星际迷航》技术的实现,必须解决什么问题
●《星际迷航》中的各种可能性,连通幻想和现实的桥梁。
时间旅行在未来有可能发生吗?它需要哪些条件?是什么限制了它?
“进取号”是如何在宇宙中进行曲速飞行的?
纯能量的“光子生命体”在现实的宇宙中有没有可能存在?
著名的 “皮卡德回旋”战术是怎么一回事?
传送系统的工作原理是什么?传送的是物质还是信息?
如何实现“反物质发动机”中反物质的供给和储存?
星舰上的惯性阻尼器和牵引光束可以用来做什么?
全息甲板与虚拟现实的区别?隐形技术是如何实现的?
内容简介
正如《星际迷航》中,戴达说过的那样:“一切有可能发生的事情,最终都发生了。”在探索《星际迷航》里的物理学时,需要我们思考的并不是可操作性与不可操作性,而是这些科幻设想在未来的可能性与不可能性。
本书以《星际迷航》中的科幻内容作为引子和起点,从严谨的物理学的角度,探寻曲速飞行、时空旅行、纯能量体、隐形技术等一系列科学幻想的可能性与不可能性。涉及的理论从牛顿力学到相对论,从量子力学到弦论,从多维空间到黑洞,描绘出一幅现代物理学和宇宙学的宏伟图景。
作者简介
(美国)劳伦斯?M.克劳斯
美国著名理论物理学家、评论家和备受赞誉的科普作家。是宇宙学和天体物理学研究领域备受推崇的国际领导者,凯斯西储大学的教授和教育与研究中心主任。出版了多部具有影响力的科普作品,著作《无中生有的宇宙》曾获2011年美国zui佳科普图书奖。他还是纽约时报的评论家,被《科学美国人》杂志誉为“罕见的公共知识分子”。
精彩书评
《星际迷航》这类科幻作品在娱乐大众的同时,也被赋予了另一个严肃的使命——开拓人类的想象力……其实科幻作品和科学发展之间是相互影响、相互作用的。科学家有时会借鉴科幻作品中的一些设定,并把它们运用到真实的科学理论当中;有时则会发现一些比科幻作品还要奇幻的科学理论。
——史蒂芬?霍金
目录
目录
序言 ………… 001
自序 ………… 004
修订版自序 ………… 006
第一部分 一场宇宙级别的纸牌游戏
我首先会介绍惯性阻尼器和牵引光束,进而引出时空旅行、翘曲速度、护盾、虫洞,以及各种和时空有关的奇异概念。
第一章 牛顿开启牌局 ………… 011
第二章 爱因斯坦加注 ………… 020
第三章 霍金亮出底牌 ………… 038
第四章 戴达结束牌局 ………… 061
第二部分 无处不在的物质
在这部分中,大家会遇到传送光束、曲速引擎、二锂晶体、物质- 反物质引擎和全息甲板。
第五章 传送原子,还是比特? ………… 073
第六章 正反物质与曲速引擎 ………… 099
第七章 全息甲板和全息图 ………… 112
第三部分 谁在作祟?是无形的宇宙,还是夜间的幽灵?
我们会讲到一些未来可能会有的、但以目前的科技水平还见不到的一些东西,包括地外生命、多维时空,和一个融合了各种物理可能性和物理不可能性的奇异世界。
第八章 寻找斯波克 ………… 123
第九章 各种可能性 ………… 145
第十章 各种不可能性:无法触及的国度 ………… 174
后记 ………… 189
致谢 ………… 191
精彩书摘
《<星际迷航>里的物理学》:究竟发生了什么?这并不是星舰即将毁于“相间漂流”的预兆,也不是罗慕伦帝国的隐形战机来袭,而是你已经受作用于某种更强大的力量,成为它的牺牲品。因为此时那位聪明绝顶、被你寄予厚望的《星际迷航》的编剧,尚未构思出那个后续作品中常见的设备——惯性阻尼器。你应该已经猜到了,那个让你成为牺牲品的力量其实不是什么新奇的东西,而是源自高中物理中最容易忘记的那条定律——牛顿运动定律。
看到这里,可能会有一些《星际迷航》影迷表示不满:“这样好没劲啊!我并不想把牛顿定律重新学一遍!请直接回答那些我们真正想了解的问题!比如‘曲速引擎的工作原理’‘达到翘曲速度之前的闪烁到底是怎么回事?是不是就像音爆一样?’或者‘什么是二锂晶体?’”请各位读者放心,这些问题在《<星际迷航>里的物理学》中会一一得到解答。想要畅游《星际迷航》的世界,必然要了解那些无比新奇的物理知识。然而只有把零散的知识拼凑起来,我们才能真正解决各位读者最关心的那个问题:“《星际迷航》中的那些神奇景象真的能实现吗?如果答案是能,那它们又是怎样实现的呢?”
且不说探索无人深空,就连离开星际舰队总部这样简单的行动,都和300多年前伽利略与牛顿面对的问题一样困难。而激励人们不断探索的最终动机,将是一个宇宙级别的问题,也是吉恩·罗登贝瑞在《星际迷航》中所要阐述的核心问题,同时也是我在这《<星际迷航>里的物理学》中不断探索的一个问题:以现如今的科学水平为画笔,我们能描绘出怎样的未来文明呢?
坐过飞机或汽车的人都知道,交通工具从静止到开始提速的过程中,乘客会有一种被推向座椅的感觉,这种感觉在星舰上会尤为突出。这是因为冲量引擎中正在进行核聚变反应,该反应会产生强大的压力,推动一些气体和放射物质以极高的速度从舰尾喷出。这些气体和放射物质在脱离发动机的过程中,会对发动机造成一个反作用力,使得发动机因“反冲作用”向前运动。由于发动机固定在星舰上,因此星舰也会跟着发动机一起向前运动。掌航的你,也会被座椅对你产生的力推着前进。反过来,你的身体也会对座椅产生一个向后的作用力。
这里有一个让人头大的问题。当一个锤子以极高的速度砸向你的头部时,会对你的头骨造成一个致命的冲击力。如果座椅对你产生的力过大,那么它也会像锤子一样置你于死地。对于这个在高速加速过程中(如飞机起飞或火箭发射)人体感受到的力,喷气机飞行员和美国航空航天局给它起了一个特别的名字——G力。我臀部疼痛的现象也可以用G力来解释:坐在电脑前忙着打字时,我可以感觉到办公椅始终存在着一种作用于我臀部的、我早就习以为常的力(这里还要补充一点,此时此刻我的臀部正在以一种非常不雅的方式和这种力斗争)。这个作用在我臀部上的力正是由于重力而产生的。如果不受任何阻碍,那么我将会因重力不断加速着坠入地球内部。我之所以没有从办公椅上坠入地球内部,是因为大地为房子提供了一个向上的反作用力,这个力通过钢筋混凝土结构传到我所在的二楼书房的木制地板上,地板又对我的办公椅施加了一个力,办公椅又会对我身体和办公椅相接触的部位施加一个支撑力。假如地球质量增加一倍而直径不变,那么我臀部所感受到的力也会增加一倍。此时为与重力保持平衡,各处向上的反作用力也要增加一倍。
……
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