六极物理 - (EPUB全文下载)

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图书在版编目（CIP）数据
六极物理/严伯钧著.—南宁：接力出版社，2020.5
ISBN 978-7-5448-6602-6
Ⅰ.①六… Ⅱ.①严… Ⅲ.①物理学－普及读物 Ⅳ.①O4-49
中国版本图书馆CIP数据核字（2020）第050935号
责任编辑：申立超 装帧设计：许继云
责任校对：高雅 杜伟娜 贾玲云 责任监印：刘冬
社长：黄俭 总编辑：白冰
出版发行：接力出版社 社址：广西南宁市园湖南路9号 邮编：530022
电话：010-65546561（发行部） 传真：010-65545210（发行部）
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经销：新华书店 印制：北京鑫丰华彩印有限公司
开本：710毫米×1000毫米 1/16 印张：27.75 字数：380千字
版次：2020年5月第1版 印次：2020年5月第1次印刷
印数：00001—30000册
定价：68.00元
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序言 什么是“六极”？
我们在初中学物理，高中学物理，进入大学，如果读的是理工科，还要学物理。但其实不难发现，初中物理、高中物理、大学物理，甚至到研究生的物理课，所讲的知识范围大致是相似的，都要学习力学、热学、电学，当然对于物理学专业的学生来说，进入大学以后还要学习量子力学（quantummechanics）。
从初中、高中再到大学，我们要一遍遍地学习这些学科，有一个重要原因是，数学越来越难。初中只要解一元二次方程就够了，高中就要会一些解析几何，高三开始学一些微积分（calculus），进入大学就要加上微分方程、线性代数、抽象代数，甚至群论、拓扑学（topology）。
传统物理学的讲法之所以是先讲力学，再讲热学、电学，再到量子物理，是因为伴随着物理学的发展，数学工具也要发展以与之匹配。但我一直希望做到的，是不让数学成为一个人理解深刻物理学思想的门槛。
我认为不用高深的数学，也能理解高深的物理，其实是源自我的一段经历。
在美国深造期间，我曾受邀担任一场中学生科学创新比赛的评委。在比赛中，我注意到一位美国中学生参赛者的课题，居然是与费曼（Richard Feynman）的路径积分（path integral）相关的，这让当时的我大吃一惊。因为路径积分可以说是物理学中非常专业、高级的一部分，即便是物理学专业本科生也未必会去学习。所以我当时的第一感觉是，这孩子简直不知轻重，最后弄得一知半解，不够扎实，对于以后的物理学专业学习没有什么好处。物理学习的过程还是应该按部就班，一步一个脚印。但是后来听了这位中学生的演讲，可以说颠覆了我对物理学习这件事情的认知。他通篇没有进行任何数学计算，仅仅是从逻辑推理的角度，结合了生活中的一些经验，就把路径积分的核心思想解释得明明白白。
这让我意识到，高深的物理学知识，经过拆解，其实甚至可以不用数学，就可以讲解得明明白白，因为大道，其实至简。
所以就有了这本《六极物理》。
六极物理，其实是依据人的感官，以人能感知的世界为线索，把现有的物理学重新做了一遍拆解：我们生活的环境中，所有物理参数相对我们来说，都是适中的、温和的，否则生命无法存续。我们用肉眼看不见宇宙的深处；我们的运动速度不会太快；地球的引力（gravity）不会太大；我们用肉眼也看不见微观世界，看不见分子、原子（atom），甚至细菌都看不见；地球上的气温不会太高，也不会太低，否则我们不被冻死也要被热死。因此，如果要让物理学的现象变得明显，一个方法是把环境参数调到极限，才能看到这里面的神奇表现。
于是，我把物理学分为六个“极”，分别是极快、极大、极重、极小、极热、极冷。
极快篇，我将为你讲述爱因斯坦（Albert Einstein）的狭义相对论（special relativity），也就是当我们的运动速度快到接近光速（speed of light）的时候，我们会看到什么神奇的现象。
极大篇，我将为你讲述大尺度的物理学，从地球到太阳一亿五千万千米的距离，一直到全宇宙几百亿光年（light year）的大小。
极重篇，我将为你讲述爱因斯坦的广义相对论（general relativity），例如在电影《星际穿越》（Interstellar）中，男主角和女主角去黑洞边上的行星（planet）考察了3小时，回来以后就发现飞船上等待他们的同事居然等了20年，我会告诉你，这到底是为什么。
极小篇，我将带你进入原子的内部世界，看看我们这个世界到底是由什么东西组成的。
极热篇，我将把温度升高到难以想象的程度，我会告诉你，当我们能操控一亿摄氏度（Celsius）这种高温，也许我们就会一劳永逸地解决能源问题，以后可能就再也不用石油做能源了。
极冷篇，我会把温度降到接近绝对零度（absolute zero），物质将会出现各种各样神奇的形态。譬如超导体（superconductor），超导体如果普及民用的话，以后我们就再也用不到交流电了。
什么是科学？
在正式开始聊物理之前，我们可以先讨论一下什么是科学。
其实科学并非真理，科学只是代表可被验证，或者用波普尔的话来说，科学只是“可证伪”，它永远有被推翻的可能。正是这种可证伪性，人类对于世界的认知才能不断地提升，因为验证了什么是错的，才知道正确的方向在哪里，认知水平才能提升。科学的发展，与其说是一部人类对于世界认知的进步史，还不如说是一部人类认知的“打脸史”。科学的进展，是在不断地推翻旧成果，或者说是在不断地扩大研究边界的过程中获得的。可以说，科学骄人的成绩背后，是比成果多得多的伤痕，完全是科学家们负重前行的结果。
物理学，作为科学中最重要的一分子，顾名思义，是研究万事万物运行规律的学科。它的目标是帮助人类从物质层面，更好地认知这个世界。
物理学的研究方式
物理学的基本研究方式，可以分为三个环节，分别是：归纳、演绎、 ............

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