《物理世界奇遇记》章节试读

《物理世界奇遇记》的笔记-第1页

的确很科普~~好久再读读

《物理世界奇遇记》的笔记-第89页

任何一件东西，只要它的能量大到在穿过围墙以后还能继续跑开，你就不可能把它囚禁在封闭的围墙里。

《物理世界奇遇记》的笔记-量子丛林 - 量子丛林

量子丛林：普朗克常数比现实中来得大些，走路跑步都得按光的干涉衍射来进行喽

《物理世界奇遇记》的笔记-第3页 - 城市速度极限

脚注里，J. Terrell提出偏转效果的时间是1959年，不是1995年。

《物理世界奇遇记》的笔记-第123页 - 13.老木匠

注释1：颜色的混合只是指色光的混合，而不是指颜料本身的混合。如果我们把红色和绿色颜料相混合，就只能得出一种混浊的颜色。但是，如果我们把陀螺一半涂红色，一半涂绿色，然后我们让它迅速地自转，那么，我们就会看到它呈白色。

《物理世界奇遇记》的笔记-第33页

你用眼睛看到的或者用照相机拍下的东西是什么样的，取决于在同一瞬间到达你的眼睛或镜头的光的来源。如果从自行车后端发出的光要比前端发出的光走更长的距离才能到达你这里，那么，来自前后两端但却同时到达某一特定点的光，必定是在不同的时间发出的，也就是说，发出前端的光和后端的光的时候，自行车的位置并不相同。在发出后端的光时，后端的位置已经前进了一段路了，因此，人们也会觉得它来自后一个位置。……由于光速是有限的，你所看见的东西便变形了。实际上，你在相对论王国里所看到的，应该是一辆似乎倒转过来的自行车。
这个还没看懂。。。

《物理世界奇遇记》的笔记-第124页

我记得，在大气压力下，一立方厘米空气所包含的分子数是一个20 位数，2.687e+19个
所以，这整个房间里的空气分子大约是27 位数的数字。桌子下面的空间大致是这个房间总体积的1/100，因此，任何一个特定的分子正好处在桌子下面，而不处在别的地方的机会也是1/100。由此可假设房间体积为30立方米，空气中所含分子数约为8e+26个
这样，要算出所有分子一下子全处在桌子下面的机会，就必须用1/100 乘以1/100，再乘以1/100，这样一直乘下去，直到对房间里的每一个分子都乘完。我这样得到的结果，将是一个在小数点后面有54 个零的小数。”(1/100)^8e+26，远不止54个零

《物理世界奇遇记》的笔记-第19页

如果我们用“厘米”来测量距离，那么，相应的时间单位就不应该是常用的“秒”，而应该是一种“合理的时间单位”，它等于光信号走过1厘米距离所花的时间，即0.00000000003秒。这样一来，在我们日常经验的范围内，从空间间隔变换成时间间隔所产生的结果实际上是观察不到的，这就似乎证明了时间是某种绝对独立的、不变的东西这种古典观点。

《物理世界奇遇记》的笔记-物理世界奇遇记 - 物理世界奇遇记

今天看完了。

《物理世界奇遇记》的笔记-第83页

它们放在这里，不是为了让你去理解它们。你所应该做的是去感受它们。

《物理世界奇遇记》的笔记-尾声 - 尾声

为了了解物质的最小组成部分，你却得去考察整个宇宙。反过来也是这样，认识宇宙的关键，却在于考察其最小组成部分的性质。

《物理世界奇遇记》的笔记-第四章 - 第四章

刚刚开始看

《物理世界奇遇记》的笔记-第42页

“曲率”这个词的数学含义同它的一般用法是有相当大的区别的。我们数学家说某个面是弯曲的，那是说，我们在这个面上所画的几何图形的性质，不同于在平面上所画的同一几何图形的性质，并且，我们用它们偏离欧几里得古典法则的程度来衡量曲率的大小。
生活在较低维度中的人无法天然对更高的维度建立直觉，但他们观察到发生在自己周围异常的事情，便可以知道自己事实上身处一个更高的维度空间中。而发生在他周围的一切可以理解为更高维度在较低维度中的截面。或者叫投影。

《物理世界奇遇记》的笔记-第1页

我先给我外甥女看看嘿嘿

《物理世界奇遇记》的笔记-第101页

我们这个世界上所存在的任何一种作用，要不是属于辐射作用，就必定是属于纯机械作用。

《物理世界奇遇记》的笔记-第40页

正是宇宙的密度（在所有可以采取的可能值当中）偏偏如此接近于临界值这个事实，使人们猜想到这其中必然有某种更深层的原因。许多人认为，在宇宙的初期，有某种起作用的机制自动引导密度采取那个特殊值。……事实上，我们以为现在我们已经知道那个机制是什么了，它被称为暴涨理论。

《物理世界奇遇记》的笔记-第1页

物理系还写这么弱智的读书笔记啊呀呀，可是囫囵吞枣的看下来更是不好!后几章有点水因为讲得比较清楚，还有些写的比较精彩的如量子丛林斥力势垒和福尔摩斯- -
1 为小知识点
[1] 为主要知识点
1、 柱形透镜：纵向不放大，横向放大。
[1] 存在速度极限为光速。
[2] 钟慢尺缩：注意方向，为沿运动方向。
2、迈克尔孙-莫雷实验：利用速度叠加原理反证以太不存在，即光速不变且无需介质传播。。
3、速度叠加原理于宏观低速适用，钟慢尺缩速度原理皆有带c的公式计算。
4、校准表的方法：光信号，取二分之一t。
5、测量数据的相对性。
[3] 双生子佯谬：变速运动老得慢，匀速正常老化。
6、事情是顺序发生的。
[4] 曲率：研究一个面的曲率，即研究一个面上几何平面的性质。正曲率：增大速率比平方慢一些，一定距离里体积小些，封闭的（类球体）。负曲率：增大速率比平方快一点，一定距离里体积大些，无限的（类马鞍面）。
7、暴涨机制，暗物质的存在使宇宙的平均密度接近临界值（临界值为判断宇宙走向无限还是膨胀的中间值）物质数量足够多，差生大挤压，走向封闭。不够多，达不到临界密度，无限膨胀
[5] 加速度参考系与重力场等效（向上g加速和重力场等效）
8、红移
9、任何一个有重力场存在的空间为弯曲空间（重力场等效加速场，加速场不满足欧几里得即为弯曲空间）
10、质量大的物体附近曲率大，可用爱因斯坦基本方程进行计算
11、球形空间对光线的作用
12、有质物体的作用是产生空间曲率
13、多普勒效应：由此解释为何膨胀时物体发红
14、原来关于宇宙最后是冷还是热作为终结其实是看宇宙最终会走向膨胀还是收缩啊~
[6] 定态理论：宇宙无始无终，在星系不断飞散的同时进行自我更新。
哈哈，看到宇宙之歌时笑死了。
15、探索空间身处其实就是探索时间的过去（这本身就是一个挺美的事）
16、原初核合成、冻结混合物、宇宙微波背景辐射 为大爆炸理论的坚实依据。
17、原来超新星爆发是一种恒星结束生命的方式？我以为是开始的方式呢。
18、黑洞是一个点~落入的东西全都位于它的中心
19、宇宙的热寂
20、弥散
21、零点运动：任何一个处在封闭空间内的物体都有一定的运动。
22、势垒：势能比附近势能高的空间区域
23、量子物理中粒子能量与动量关系推导E方=p方c方+m方c四次方光子没有静质量 再由E=hv=hc/λ可推出p=h/λ（latex无能!）
24、当采用某一波长的光时，我们无法看到比这个波长更小的细节。
[7] 测不准原理
25、世界上存在的任何一种作用，要不是属于辐射作用就是属于纯机械作用。
26、在量子规律统治的这个世界里，像精确的位置或者精确地形状这种东西是根本不存在的。（所以说关于海森堡超速的那个笑话本身也是有问题的。笑话如下“某天海森堡驾车出行被警车拦下，警察问他‘你知道你的速度多少吗’他答‘我不知道，但我知道我的位置在哪里’”本身这是一个利用海森堡不确定性原理开的小玩笑，意指我知道位置就不可能准确知道速度。但事实上他无法准确知道自己的位置在哪里。）
27、用连续函数或者概率的说法描述量子理论中物体的位置。波函数——势函数——熵函数
* 量子隧穿效应？（车从车库出来？）
28、薛定谔波动方程，要求波动性大于粒子性
29、矩阵，分量，代替波函数用来计算
30、杨氏双缝干涉。
31、永动机分为第一类永动机，即能量凭空出现的永动机。第二类永动机则是逆自发过程进行的意思。
32、熵增原理
33、准各态历经和准各态历经系统，其实就是把不能看做理想热力学过程系统的系统过程为分成很小很小，把每一个小过程看做理想的。
34、热力学第零定律（温度相同则处于同一态：温度）、第一定律（内能变化等于传热和做功的效果总和：内能和焓）、第二定律（热传递不可逆，能量传递不可逆：熵）
（还好大一学了热学，虽然学的很差…不过还是能懂得 当然还有恐怖的热统等着我T T PS有木有人觉得麦克斯韦妖这个说法太傲娇了！！！！后来看到麦克斯韦妖真的现身时候我就无语了…）
35、泡利不相容原理：一个原子中不能容纳状态完全相同的电子
36、电子结合的方式是两个自旋相反的电子为一对
37、正负电子湮灭
38、原子核受到强γ射线辐射产生两个粒子，一个是普通负电子，一个是正电子
39、倍比定律
40、α粒子隧道效应：势垒被能量不够大的粒子穿透
41、威尔逊云室（好聪明的想法哈~）
42、核裂变、核聚变
43、啊~红光和绿光是互补色会相互抵消~蓝黄、青品红/紫色
44、中子，β衰变为新的质子和电子，还有中微子（微小的电中性粒子，在β衰变中带走能量）
45、交换现象
46、斥力势垒那个太好玩了！！！
[8] 在空间中形成连续统，所以我们无法观察到正电子，但当扰动它时，会出现一正一负，便可观测。气泡室（和云室相反）
47、π介子产生的原因：质量由能量产生，能量由内部原先的束缚能量转化而来。
48、重子数是判断新反应能否发生的另一性质。B=1 重子。B=0 介子。
奇异数、粲数、顶数、底数
49、CRT （显像管，电子偏转），LED（液晶，光），PDP（等离子，气体放电）
50、当看到群的时候就无力了…….离我太遥远了！！

《物理世界奇遇记》的笔记-第157页 - 在原子核内部

P157-158构成原子核的各个粒子是由很强的内聚力维持在一起的，但是，除了这种引力以外，在原子核内还存在着另一种作用方向与它相反的力。事实上，大约占原子核成员总数的一半的质子是带正电的，它们会由于库仑静电力的作用而互相排斥。对于比较轻的原子核来说，由于其中的电荷比较少，这种库仑斥力是无足轻重的，但是，在原子核比较重、电荷很多的场合下，库仑斥力就会同强核引力激烈地竞争。核力是短程力，只在相邻的核子之间起作用，而静电力却是长程力。这就意味着，处在原子核外围的质子只受到紧邻的核子的吸引，而却受到原子核内所有其他质子的排斥。当原子核内的质子增多时，斥力会变得越来越强，而引力并不随之增大。因此，当质子超过一定的数量时，原子核就不再是稳定的，它倾向于把它的某些组成部分驱逐出去，这就是许多处在周期表末尾的元素，即所谓“放射性元素”所发生的情形。
你们可能会从上面的叙述得出结论说，这些不稳定的重原子核会把质子发射出去，因为中子不带任何电荷，所以，它们不是库仑斥力所要排斥的对象。但是，实验告诉我们，实际上被发射出的粒子是所谓“α粒子”（氦的原子核），这是由两个质子和两个中子构成的一种复合粒子。这个事实应该用原子核各个组成部分特殊的结合方式来解释。原来，由两个质子和两个中子结合成α粒子这样的组合特别稳定，因此，一下子把这整个粒子团抛出，要比把它分裂成质子和中子容易得多。
P163-166“核裂变反应”，最初是在用中子束轰击铀的场合下发现的，但是，人们很快就查明，靠近周期表末尾的其他元素也具有类似的性质。看来，这些重原子核确实已经处在它们的稳定性的边缘了，所以，尽管中子的撞击只提供很小的刺激，却已足以使它们一分为二。
重原子核具有这种不稳定性的事实，使人们想到应该怎样解释为什么自然界中只有92种元素的问题。事实上，任何一种比铀更重的元素都无法存在很久，它们会立即自发地分裂成许多小得多的碎片，而且不需要任何外来的刺激。
从实用的观点看，核裂变现象是很有意义的，它可能成为核能源：当重核分裂时，它们会以辐射和快速运动粒子的形式发射出能量。在被发射出的粒子当中，有一些是中子。它们可以进一步引起邻近原子核的裂变，而后者又能够导致更多中子的发射，产生更多次的裂变，也就是发生所谓的链式反应。只要铀原料足够多（我们称之为临界质量），被发射出的中子便有足够高的概率去击中其他原子核，并引起下一轮的裂变，从而使裂变过程自动持续下去。事实上，这可能演变成一种爆炸性的反应，在几分之一秒的时间内就把贮藏在那些原子核里的能量统统释放出来。这就是第一颗原子弹所依据的原理。
但是，链式反应并不一定会导致一场爆炸。在严格控制的条件下，这种过程也可以有节制地持续进行下去，同时稳定地释放出一定数量的能量。这正是核电站里发生的情形。
像铀这类重元素的核裂变，并不是开发原子核能的惟一途径，在利用原子核能方面，还有一种完全不同的办法。这就是把最轻的元素（如氢）合成比较重的元素。这种过程称为核聚变反应。
当两个轻原子核相接触时，它们会像小盘上的两小滴水银一样，聚合在一起，这种情形只有在非常高的温度下才能够发生，要不然，静电斥力就不允许互相靠近的轻原子核彼此发生接触。但是，当温度达到几千万摄氏度时，静电斥力已不再能阻碍轻原子核互相接触，于是，聚变过程就开始了。最适合于聚变反应的原子核是氘核，这就是重氢的原子核。重氢是很容易从海水中提取的。
现在也许大家会觉得奇怪：为什么聚变和裂变都能够释放出能量呢？要点在于，中子和质子的某几种组合要比其他组合束缚得更牢固一些；当从束缚得较松散的组合变成核子束缚得更有效的组合时，就有一些多余的能量可以释放出来。
氢弹就是根据这个原理制成的。在氢弹爆炸时，氢通过包括聚变在内的一些反应转变成氦，这时所释放出的能量要多得多，因此，氢弹的威力也要比靠裂变造出的第一代核武器大得多。遗憾的是，科学家们已经证明，要想和平使用氢弹的威力，其困难也要大得多——在建成利用聚变能量的民用核电站以前，还有很长的路要走！
不过，太阳却毫无困难地做到了这一点。氢不断连续地转变成氦是太阳的主要能源。过去，太阳已经成功地以稳定的速率把这种反应维持了50亿年，将来，它还会再把它维持50亿年。
在质量比太阳更大的恒星上，由于其内部温度更高，便发生了许多更进一步的聚变反应，这些反应把氦转变成碳，把碳转变成氧，等等，等等，直到变成铁元素为止。到了铁以后，从聚变反应就得不到什么可用的能量了（在中等质量的元素里，核子的束缚比较牢固）。因此，要想得到有用的能量，就只好指望相反的过程——像铀这类重原子核的裂变了。

《物理世界奇遇记》的笔记-第29页

在你们国家里，同时性这个概念确实是高度相对的。再说，在不同地点所发生的两个事件是不是可能同时，确实取决于观察者的运动状态。但是，即使在你们国家里，也没有一个人能够看到后果发生在起因之前。
……
如有确凿证据证明在犯罪瞬时或在时间间隔+-d/c内（c是天然速度极限，d是离开犯罪地点的距离），有人看见某嫌疑犯在做另一件事，则不论证据是否来自运动系统，均应认为是对该犯当时不在犯罪之完善证明。
只要宇宙仍然遵循因果关系，我们就永不可能回到过去。

《物理世界奇遇记》的笔记-第80页

我见过的关于世界起源最简洁和浅显的解释：
在大爆炸后的几分钟内，我们只有氢和氦的原子核以及电子。再过30万年，一切都冷却下来，温度降到足够低，这时电子便能够围绕着原子核，于是，我们有了第一个原子。现在，整个空间中充满了一种气体。这种气体的密度是非常均匀的。但是，也还存在某些极为微小的不均匀性——有些地方的密度比平均密度稍稍大一些，有些地方则稍稍小一些。这样一来，由于密度较大的地点具有较大的万有引力，气体就开始围绕着它们聚集起来。它们收集的气体越多，它们的引力就越强，因而就能更有力地从四周吸来更多的气体，结果就形成了一些彼此分开的气体云。这时在每一个气体云内部都会形成一些小小的漩涡，这些漩涡互相挤压，从而使温度上升。最后，温度变得非常高，从而引发了核聚变过程——恒星就这样诞生了。结果，大约又过了10亿年，便出现了各个星系（星系有可能是通过两种方式形成的：一种是先形成星系云，然后由它分裂成许许多多恒星；另一种是先形成恒星，然后恒星聚集在一起形成星系。究竟是哪一种，目前还没有人真正知道）。但是，不管是这种还是那种，恒星毕竟是形成了，并且依靠核聚变过程而获得能量。它们不仅释放出能量，并且还逐渐积累起较重原子的原子核——这些原子正是后来构成地球和我们的身体所必需的材料。然后，恒星上的核火终于把燃料烧光了。对于像太阳这样的中等大小的恒星来说，这个过程大约要花100亿年的时间。这种处于老年期的恒星会发生膨胀，变成所谓的红巨星，然后再收缩而变成白矮星，最后慢慢凝固成很冷的岩石。质量更大的恒星会以一种特殊得多的方式结束它们的生命——随着“轰”的一声，它就全部完蛋了。这就是超新星爆发。正是这种爆发喷出了某些新合成的核物质，即重的原子核。它们现在同星际气体混合在一起，并且能够聚集起来而形成第二代的恒星以及第一次出现的像地球这样的多岩石行星（在产生第一代恒星时，当然不会有行星存在）。然后，这类行星之一——地球——通过自然选择进行演化，终于把它表面上的化学物质转化成你和我。我们就是这样由星际尘埃构成的！……而那些最重的恒星爆炸并喷出某些物质后，剩下的物质就会坍缩而形成黑洞。