科普物理知识吸粉近300万、点赞破2300万,他是怎么做到的-LMLPHP

编者的话:如果跑得和光一样快,时间会静止吗?如果有一天实现室温超导,石油产业会终结吗?如果压缩到鸡蛋大小,地球可以变成一个黑洞吗?如果热力学第二定律不可违背,宇宙最终会成为一锅热汤吗……科普作家、青年学者严伯钧的科普新著《六极物理》,近日由接力出版社推出,他光是在抖音的科普短视频就吸粉近300万,总点赞破2300万。

所谓“六极”,便是从人类最直接的感知出发,延伸到极快、极大、极重、极小、极热、极冷六个极限状态,引导读者体会物理学思想的精妙。从经典力学,到相对论,再到量子力学、热力学、凝聚态物理等,44种理论、541个物理概念、25个经典实验、 47条物理原理、73名科学家,都在这本物理启蒙书里。

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《六极物理》尝试把物理学前沿知识用简明语言和极少公式写下来,给不是物理专业的人。记得我读初中高中的时候,班上很多的同学都对物理有着非常浓厚的兴趣。但后来,非常少的人会去学物理。原因之一是他们被大学物理书上一堆堆的公式弄怕了,觉得可能自己学不好。

那么真正的做科研,需要会算公式吗?可以说有的领域需要,比如建造粒子物理的对撞机的那些人,当然需要会计算各种费曼图。而有的领域不需要,比如Leonard Susskind做的一些工作。作为不是物理专业的人来说,能理解这些工作是怎么回事,就很开心了。而理解这些工作,并不需要真正能像做科研一样把所有公式都理解然后熟练运用的。

那怎样才能在不看到很多的公式的情况下,理解这些内容呢?《六极物理》就可以帮大家建立起物理直觉,在不需要公式的情况下就能理解物理的精髓。

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物理直觉一直都是非常重要的。我们很多人能学好牛顿力学,但到后面,就学不好了。我们研究单摆,自己拿绳子系一个球就可以在家里玩。但是现在物理学的发展越来越尖端,人类对世界的认识越来越深入。很多东西,大家不可能拿到实体在家里玩的,自然也就想象不出来这个东西是什么样子的。科学家研究了这些东西,把结果写成了公式。很多人就算拿着这些公式能够算出结果了,直觉上可能也没有理解。甚至于是做科研,有的人做了一大堆的计算。可是这个领域的最顶尖的人,可能有时候一眼就看出计算的毛病。这靠的就是物理直觉。

这本书就是从极快、极大、极重、极小、极热、极冷六个方面,帮助大家建立物理直觉。这些极,都是超出了我们日常生活所能直接接触到的事物的。意思就是,我们没法把这些东西拿到家里来做实验;但看了这本书,就好像我们真正看到了这些东西一样。

比如说极快篇,就通过普朗克和爱因斯坦的火车实验来阐明狭义相对论的一些原理。爱因斯坦坐在火车上以接近光速的速度运行,普朗克在地面上看爱因斯坦,两个人测量的光速是一样的。然后普朗克觉得爱因斯坦时间慢了,爱因斯坦觉得普朗克时间慢了,说明了钟慢效应。后面又用同样的例子说明了尺缩效应,同时的相对性和刚体悖论。

在现实生活中,我们远远到不了这么高的让我们能感受到相对论效应的速度。但跟着这本书,我们好像身临其境。普朗克告诉我们:“你看呐,爱因斯坦那边的时间怎么过得那么慢呢”。渐渐读者心中就能培养出这样的物理直觉。虽然我们没法坐上宇宙飞船去宇宙遨游一圈在回来,可是当我们闭上眼睛就可以想象,在未来,也许我们的朋友坐上了这样的飞船,我们和他们所看到的空间,所体会到的时间,会是什么样子的。

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再比如极重篇里面讲等效原理的时候,也有爱因斯坦和普朗克扔苹果的例子。日常经验中,我们也许玩过蹦极,知道自由落体下落是什么样的感觉。但我们很少很少的人到过太空,自然我们也不知道太空里面身处没有重力的环境是什么样的感觉。书中则用故事案例与插图让我们感性触摸这一画面。

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徜徉《六极物理》,读者好像可以在自己的大脑中建立这样的实验室。一闭上眼睛之后,就可以把整个宇宙想象出来;可以把自己缩小成蚁人那么小,看看原子长什么样子;可以像超人一样,进入太阳的中心,看看核聚变是怎么发生的。这可能是我们从小就梦寐以求的。

这样的物理直觉对物理的学习是非常非常重要的。因为只有眼前出现了这样的物理场景,能够看到发生了什么,后面才知道,该用什么样的公式去形容眼前出现的场景。从这个角度说,《六极物理》不仅仅对于非物理专业的物理爱好者有着重要意义,对有志于学习物理的高中生也很有价值。

07-08 18:33