不可思议的物理(对光炮力场隐形传送和时间旅行的科学探索)

作者简介

[美]加来道雄，美籍日裔物理学家，科学畅销书作者，超弦理论创始人之一，纽约城市大学研究生中心理论物理学教授。 他撰写了多部广受赞誉的科普著作，包括《平行宇宙》《不可思议的物理》《**爱因斯坦》《超空间》等，并多次入围《纽约时报》和《华盛顿邮报》年度科学读物。他还主持过多档电视科普节目，并在美国《60分钟》《早安美国》以及《拉里?金直播在线》等节目中担任嘉宾。

内容简介

“不可能”是相对的 作为一名物理学家，我认识到“不可能”常常是一个相对而言的词。在尚未长大成人的时候，我记得我的老师有一天走近墙上的世界地图，指出南美洲和非洲的海岸线。这难道不是一个奇怪的巧合吗？她说，两者的海岸线形状相互吻合，简直就像一块拼图？有些科学家，她说道，推测它们可能曾经是同一块辽阔大陆的两个部分。但那是愚蠢的。不可能有力量能推开两块巨大的陆地。这样的想法是无可救药的，她最后说。 那之后的一年我们学到了恐龙。难道这不是怪事吗？我们的老师告诉我们，恐龙统治地球上百万年，然后有一天它们全部消失了。没有谁知道它们为什么死亡殆尽。一些古生物学者认为可能有一颗来自太空的流星杀死了它们，但那是不可能的，那更像是科幻小说里发生的事情。 今天，我们知道，在板块构造中大陆确实会移动，并且6500万年之前一颗直径达6英里的巨大流星最有可能是毁灭恐龙与地球上许多生命的元凶。在我自己的短暂人生历程中，我已经一次又一次目睹看起来不可能的事物成为确定无疑的科学事实。所以，或许有一天我们能将自己从一处隐形传送到另一处，或者能建造出一艘宇宙飞船在某一天带我们飞跃以光年计的距离到达其他星球，这些难道不可能吗？ 一般来说，这样的伟业在如今的物理学家看来是不可能实现的。它们是否会在几个世纪内成为可能呢？或者是在几千年后，当我们的科技更加发达的时候？又或者是在100万年后？从另一个角度来说，如果我们通过某种途径遇见一种比我们领先100万年的文明，他们的常用科技对我们来说是否会显得“像魔法”呢？这是贯穿本书的中心问题之一，某些事物仅仅会因为在今天是“不可能的”，就在未来的数百年或百万年中仍旧是不可能的吗？ 由于在过去一个世纪中科学取得了长足的发展，特别是诞生了量子理论与广义相对论，现在我们已经可以大致估计一部分这些梦幻般的科技将在何时（如果的确会有那么一天的话）可能被实现。随着更为先进的理论，比如弦理论的产生，连一些属于科幻范畴的概念——如时间旅行和平行宇宙，现在也正被物理学家们重新评估。回想150年以前那些被当时的科学家们宣布为“不可能”的科技发展如今已经成为我们日常生活的一部分。儒勒·凡尔纳在1863年写了一部小说：《20世纪的巴黎》（Paris in the 20th Century）。这部小说被尘封并且遗忘了达一个多世纪，直到凡尔纳的重孙发现它，并且在1994年首次出版。在书中凡尔纳预言了巴黎在1960年可能会呈现的面貌。他的小说中充斥着在19世纪看来显然不可思议的科技，包括传真机、一个世界性的通讯网络、玻璃建造的摩天大楼、燃气动力汽车和高速高架火车。 不出意料，凡尔纳之所以能做出这样了不起的精确预测是因为他沉浸于科学的世界中，从他周围的科学家那里汲取智慧。对于科学基础原理的深刻理解使他得以做出了这样惊人的预言。 令人遗憾的是，19世纪一些最伟大的科学家持相反的立场，并且宣布许许多多科技是不可实现的，毫无指望。开尔文爵士（Lord Kelvin）——他或许是维多利亚女王时代最杰出的物理学家（他葬于威斯敏斯特教堂，在艾萨克·牛顿的身边），宣称像飞机那样“比空气更重的”装置是不可能实现的。他认为X光是无聊的把戏，无线电没有未来。卢瑟福爵士（Lord Rutherford）——发现了原子核的科学家，对于制造原子弹的可能性不屑一顾，认为那是妄想。19世纪的化学家宣布寻找贤者之石（philosopher stone）——一种神话故事中可以化铅成金的事物，一个科学的死胡同。19世纪的化学建立在元素像铅那样永恒不变的理论基础上。然而，如今我们原则上可以用现在的核粒子加速器将铅变成金子。想想吧，现今的电视机、计算机和互联网在20世纪之初看起来会是多么不切实际。 更近一些的时候，黑洞曾被认为是科学幻想。爱因斯坦本人在1939年写过一篇论文“证明”黑洞永远不可能形成。然而，今天哈勃太空望远镜（Hubble Space Telescope）和钱德拉X射线天文望远镜（Chandra X-ray telescope）已经观察到太空中数千个黑洞。 这些科技之所以被视为“不可能”是因为在19世纪以及20世纪前期，物理与科学的基本定律尚未被知晓。考虑到当时对科学理解上的巨大空白，特别是在原子层面上的空白，这些发展被认为不可能也不足为奇。 1.对15个科幻场景的科学解读，用真实解答想象，以当下所知的物理定律和科学原理，探索技术的极限以及那些不可思议的幻想在未来得以实现的可能性，讲述有趣生动，既有知识性又有电影科幻的刺激感； 2.从一个科学家的教育历程到科学思维的养成，我们将跟随这位被收录进人教版教材的科学家一起，了解科学发现的过程，培养科学精神与科学探索的思维