巫师、外星人和星舰：科幻与奇幻中的物理数学/原点科幻文库 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 查尔斯.L.阿德勒（Charles L.Adler） 著

图书标签:

• 科幻
• 奇幻
• 物理学
• 数学
• 星舰
• 外星人
• 巫师
• 科学幻想
• 原点科幻
• 理论物理

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302394228

版次：1

商品编码：11755805

品牌：清华大学

包装：平装

开本：16开

出版时间：2015-08-01

用纸：胶版纸

页数：306

产品特色

内容简介

　　从瞬间移形到太空电梯，从外星接触到星际旅行，科幻和奇幻作家笔下的世界总是充满奇思妙想。但是这些奇妙的设定到底是否可信呢？比如哈利波特系列中，威斯礼先生的飞行车能在现实中存在吗？哪些设定有可能成真？哪些根本就不可能实现？本书探讨了科幻与奇幻世界中富创意的那些细节：比如时空扭曲、变形魔法、火箭推进器、飘浮蜡烛的照明效果等等，还向读者展示了其背后隐藏的物理学和数学原理。
　　《巫师、外星人和星舰：科幻与奇幻中的物理数学/原点科幻文库》作者查尔斯?阿德勒运用浅显易懂的数学模型，和仅仅高中难度的代数学知识，覆盖了大量有趣的科幻和奇幻主题。其中既有厄休拉?勒古恩的经典著作，又有《星球大战》和《阿凡达》等科幻大片，帮助读者得以认清可能性的限界。阿德勒先生阐述了《哈利波特》和《德雷斯顿档案》等奇幻作品难以严格符合科学原理的深层次原因，以及魔法在麻瓜世界的科学之处。他详细讲述了星际旅行，让我们理解为什么它没有变得像科幻作品预言的那样经济又普及。阿德勒还从科学角度讲述了关于系外行星的知识，以及在现实中我们怎样寻找外星人，为什么工作的重点从无线通讯转向了太空望远镜。在全书的末尾，他探讨了人类与其他智能生物的命运。全书旁征博引，谈及巨量的科幻作家及其作品。不止在正文中包含若干故事梗概，还在附录里奉上了一份关于牛顿运动定律的速成简介。
　　《巫师，外星人和星际战舰》适用于任何科幻和奇幻读者，不管你是喜欢踏踏实实的技术，还是天马行空的想象，它都会帮助你更好地理解有关科幻与奇幻的一切。

精彩书摘

　　开发纳米纤维管技术。迄今为止人们开发出的最 佳性能碳纤维，其弹性—密度比还是要比必要的程度低两个数量级。还有几篇论文显示，由于材料性能缺陷，这种纤维造成的长复合物难以达到必要的长度。要在未来20年内建成拉力足够的线缆，就需要每年把碳纤维‘性能提升50%以上。
　　材料运送到位并建成线缆。2001年的报告给出了一份详细的分析，探讨如何建成太空电梯。首先，强韧到足以支撑单一爬升器的纤维索将以同步轨道上的卫星为基点布设，随着纤维索长度加大，卫星轨道高度将逐步提升。这一步完成后，爬升器将沿途上行，并开始增加更多纤维索。最 终将太空电梯加固到能够承受104 kg货物的强度。 　　除了开发这种足够强韧的纤维材料之外，上述步骤可以说都不是不可能实现的。问题是这要花多少钱，多久才能收回第一笔启动资金？最 大的支出项目是材料费和安装费。与之相比，材料开发成本和卫星发射成本都是小数目。谷歌公司和日本政府都曾对完善相关设想投入资金。2008年，日本曾有意投入80亿美元科研基金，来完善这一工程计划。让我们假设布拉德利·爱德华的预估准确，完成整个项目所需总金额为300亿美元。我再进一步假设整个太空电梯计划可以像它的支持者们鼓吹的那样，在20年内完成，而使用寿命也是20年。后者并不是支持者们的意见，但考虑到太空艰险的环境，应该是一个合理的假设。考虑到该项目的高风险物质，让我们假设融资利率是7%，网上房贷计算器帮我算出的结果，是40年间的资金总需求将达到900亿美元。
　　在第二阶段报告的末尾，爱德华兹声称：太空电梯系统完全建成以后，每年将可以运送1000t货品进入太空，或者说106 kg。这个估计在我看来过于乐观。因为每批货物的质量是10000kg，按他的预计，每年就要完成100次运输任务，也就是三天完成一次。我个人的估计，要比他的预测低一个数量级，也就是每年完成10趟运输，总载运量105 kg。在20年的运营寿命中，太空电梯可以向太空运送2×106 kg（约为500万1b）货物。假设运货边际成本为目前公认的250美元，总成本大约为开发和建造成本基础上再加10亿美元。那么太空电梯的总投资额（含利息）约为910亿美元，大致相当于传统发射方式运送200万1b货物进入轨道的成本。前提是我们这些非常乐观的假设条件都能够实现。这样的效率已经非常了不起。当然，并没有达到狂热支持者声称的99%成本节减。另外需要强调的是，我计算过程中所用的运力数据，大大低于报告作者假设的数据。
　　……

前言/序言

《巫师、外星人和星舰：科幻与奇幻中的物理数学》 简介 《巫师、外星人和星舰：科幻与奇幻中的物理数学》并非一本单纯的科幻小说集，也不是一本枯燥的物理数学教材，它是一场跨越维度、连接想象与理性的精彩旅程。本书深入挖掘了科幻与奇幻文学作品中隐藏的物理学和数学原理，以一种引人入胜的方式，揭示了那些令人惊叹的设定和不可思议的场景背后，是如何与我们所知的宇宙法则息息相关的。 从古老的魔法咒语到星际旅行的超光速引擎，从奇幻世界的空间折叠到外星文明的数学语言，本书将带领读者走进一个充满探索与发现的奇妙世界。作者巧妙地将严谨的科学概念与富有想象力的文学叙事融为一体，让原本遥不可及的物理数学知识变得生动有趣，触手可及。 内容梗概 本书的结构精心设计，力求让读者在流畅的阅读体验中，逐步解锁科幻与奇幻世界的奥秘。 第一部分：魔法的物理学，奇异的数学 第一章：魔法的起源与能量守恒： 许多奇幻故事中，魔法的施展往往伴随着能量的消耗和转化。本章将探讨，如果将魔法视为一种能量形式，它是否也需要遵循物理学中最基本的能量守恒定律？巫师们召唤的火焰、治愈的咒语，其能量究竟来源于何处？是某种未知的维度，还是对现实世界能量的巧妙提取与转化？我们将从经典物理学的角度出发，分析魔法作为一种“力”或“场”的可能性，并引入一些基础的能量概念，如势能、动能，探讨魔法能量的“总量”是否恒定，以及其施放过程中的能量损耗与效率问题。 第二章：元素魔法与物质构成： 水、火、风、土，这是奇幻世界中最常见的元素魔法。本章将从化学和原子论的角度出发，审视这些元素魔法的“科学”基础。例如，火焰魔法是否可以类比为化学反应中的燃烧过程？水魔法是否涉及到对分子结构的操纵？我们将借此机会介绍原子、分子、元素周期表等基础化学知识，并思考在虚构的奇幻世界里，元素之间的相互作用是否存在某种“魔法化学”的法则，它又与我们现实世界中的化学反应有何异同？ 第三章：空间扭曲与几何学： 许多奇幻故事中，施法者能够扭曲空间，进行瞬移，或者创造出难以理解的空间结构。本章将深入探讨空间扭曲背后的几何学原理。我们将介绍欧几里得几何与非欧几里得几何的概念，特别是黎曼几何在描述弯曲空间中的应用。读者将了解到，看似魔法般的神奇空间折叠，在数学上并非全然不可思议，而可能与时空的曲率有关。我们将以一些简单的几何模型为例，解释空间是如何被“弯曲”的，以及这种弯曲可能对距离和路径产生怎样的影响。 第四章：时间旅行的悖论与相对论： 时间旅行是科幻与奇幻作品中最具吸引力的主题之一。本章将从爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论出发，分析时间旅行在物理学上的可能性和面临的挑战。我们将探讨时间膨胀、长度收缩等相对论效应，以及它们与超光速旅行之间的关联。同时，我们将重点讨论时间旅行可能引发的各种悖论，如祖父悖论，并介绍一些可能的解决方案，例如平行宇宙理论或因果律保护猜想，让读者在理解理论物理的同时，也体会到科幻创作的深度。 第五章：炼金术的化学幻想与数学模拟： 炼金术，作为古代的一种追求点石成金的神秘学说，其背后蕴含着对物质转化和物质基本构成的好奇。本章将审视炼金术中的一些核心概念，如“贤者之石”，并从现代化学的角度进行解读。我们将探讨，如果炼金术的某些目标，例如金属的嬗变，在理论上是否可行，以及需要怎样的“催化剂”或“条件”。同时，我们将引入数学模拟的概念，思考如何用数学模型来模拟物质的转化过程，即便是在一个幻想的炼金术体系中。 第二部分：星辰大海的物理数学 第六章：星舰的动力学与推进原理： 浩瀚宇宙的探索离不开星舰。本章将深入研究星舰的动力学和各种可能的推进原理。我们将从牛顿力学出发，介绍惯性、动量守恒等基本概念，并分析反作用力推进（如火箭发动机）的局限性。随后，我们将探讨一些更具科幻色彩的推进方式，如曲速引擎、虫洞旅行、惯性约束聚变等，并尝试分析它们在物理学上的一些理论基础，例如通过操纵时空曲率来实现超光速旅行的可能性。 第七章：外星文明的数学与逻辑： 想象中的外星文明，其思维方式和交流方式可能与人类截然不同。本章将聚焦于外星文明的数学和逻辑系统。我们将探讨，如果存在一个完全独立于人类发展的外星文明，他们的数学基础是否会与我们相同？例如，质数、圆周率等概念是否是宇宙普遍存在的？我们还将讨论，如何设计一种能够被外星文明理解的通用语言，以及如何通过数学和逻辑来破译外星信号。 第八章：黑洞、虫洞与宇宙的边界： 黑洞和虫洞是宇宙中最神秘、最令人着迷的天体之一。本章将从广义相对论和天体物理学的角度，深入剖析黑洞的形成、性质以及其附近的极端时空。我们将介绍事件视界、奇点等概念，并探讨穿越黑洞的可能性。同时，我们将对虫洞进行理论上的探讨，分析其作为连接遥远时空的“捷径”的可能性，以及它们在时空中存在的条件。 第九章：外星科技的物理学推演： 科幻作品中常常出现超越人类现有科技水平的外星科技，如能量护盾、心灵感应设备、反重力装置等。本章将尝试从物理学的角度，对这些虚构的科技进行合理的推演。例如，能量护盾是否可能利用电磁场或等离子体技术实现？心灵感应是否可能与量子纠缠或神经科学有关？我们将引用相关的物理学理论，为这些科幻设定提供一些可能的科学解释，并探讨其实现的可能性。 第十章：宇宙常数与生命存在的奥秘： 宇宙的物理常数，如引力常数、普朗克常数等，被认为是宇宙运行的基本法则。本章将探讨这些常数为何如此“恰到好处”，使得宇宙能够演化出星系、恒星、行星，乃至生命。我们将介绍“人择原理”等概念，思考宇宙的精细调节性，并结合一些天体生物学的知识，探讨在其他星球上存在生命的可能性。 第十一章：概率、统计与宇宙的偶然性： 宇宙的演化并非完全 deterministic（决定性）。本章将引入概率论和统计学的概念，探讨宇宙中的偶然性。例如，行星的形成、生命的起源，是否都包含着巨大的概率因素？我们将思考，在浩瀚的宇宙中，即使是极小概率的事件，也可能因为庞大的样本空间而变得不再罕见。 第三部分：科幻奇幻的哲学思考与未来展望 第十二章：虚拟现实的物理学基础： 随着科技的发展，虚拟现实越来越逼真。本章将探讨虚拟现实的物理学基础，包括如何通过视觉、听觉、触觉等感官来欺骗大脑，以及其背后的信息论和计算理论。我们将思考，一个足够逼真的虚拟世界，在多大程度上可以被视为“现实”？ 第十三章：人工智能与物理学的交叉： 人工智能的发展与物理学研究息息相关，从量子计算到模拟复杂物理系统，AI都在扮演着越来越重要的角色。本章将探讨AI在物理学研究中的应用，以及AI本身的一些物理学特性，例如信息熵、计算复杂度等。 第十四章：混沌理论与叙事中的不可预测性： 许多科幻和奇幻故事都包含着“蝴蝶效应”式的剧情反转和不可预测性。本章将介绍混沌理论的基本概念，如对初始条件的敏感性，并探讨它如何体现在文学叙事中，使得故事更加引人入胜。 第十五章：物理数学的边界与未来的科幻想象： 本章将总结全书内容，并展望物理数学的未来发展趋势，以及它们将如何继续激发科幻与奇幻的无限想象。我们将思考，当前科学前沿的理论，如弦理论、量子引力等，又将为未来的文学创作带来怎样的可能性。 本书特色 跨学科的视角： 本书将物理学、数学、化学、生物学、天文学、哲学等多个学科的知识巧妙融合，提供一个多维度、全方位的理解视角。 生动有趣的语言： 作者避免使用过于晦涩的术语，而是用通俗易懂的语言，结合生动的比喻和具体的文学作品案例，让读者在轻松愉快的氛围中学习。 丰富的文学案例： 本书将引用大量经典的科幻与奇幻文学作品，如《三体》、《星球大战》、《哈利·波特》、《指环王》等，通过分析这些作品中的设定，来讲解相关的科学原理。 启发性的思考： 本书旨在激发读者对科学的兴趣，培养批判性思维，鼓励读者在阅读科幻奇幻作品时，不仅仅是享受故事情节，更能深入思考其背后的科学逻辑和哲学意涵。 目标读者 本书适合所有对科学、科幻、奇幻文学感兴趣的读者，无论您是否拥有深厚的科学背景，都能从中获得乐趣和启发。特别是对于那些在阅读科幻小说时，会好奇“这是怎么做到的？”的读者，本书将为您提供一个绝佳的解答。 《巫师、外星人和星舰：科幻与奇幻中的物理数学》是一场智慧的探险，一次想象力的飞跃，它将带您领略科学之美，感受文学之魅，让您在仰望星空，畅游奇幻世界的同时，也能更好地理解我们自身所处的宇宙。

评分☆☆☆☆☆

我最近翻阅了一本相当冷门的“时间旅行”小说，但它完全避开了传统的祖父悖论，转而专注于“概率塌缩”和“多世界诠释”的文学表达。故事的主角是一名致力于精确计算“未来确定性”的统计学家。书中对“蝴蝶效应”的量化描述非常细致，每一个微小的决策都被赋予了一个精确的概率权重，而主角的任务就是通过在过去进行极其微小的、几乎无法察觉的干预，来微调整个宇宙的演化方向。作者将复杂的傅立叶变换和随机过程理论，融入到了主角的内心独白和行动逻辑中，使得角色的每一步都显得深思熟虑且充满风险。这种将冰冷的数学模型转化为生死攸关的文学冲突的方式，真是太高明了。读完后我开始对日常生活中那些不经意的选择产生了前所未有的敬畏感。

评分☆☆☆☆☆

最近迷上了一套探讨维度空间与信息理论的奇幻系列，作者的想象力简直突破天际。它不是那种简单的魔法故事，而是将“魔法”本身定义为对宇宙底层代码的操纵。书里详细描绘了一种被称为“以太编码”的系统，它能让施法者通过特定的数学序列来修改现实的局部参数，听起来玄乎，但作者引用了大量的图论和拓扑学概念来支撑这个设定，读起来就像是在解一道超级复杂的逻辑谜题。我特别喜欢其中对“信息熵”在魔法运用中的体现——力量越大，消耗的“有序性”就越多，世界因此更容易陷入混乱。这种设定极富警示意味，让整个奇幻世界的运行都有了冰冷的、可量化的规则。虽然有些地方的数学推导看起来很烧脑，但我相信那些真正热爱逻辑和结构的人，一定会沉迷于其中。

评分☆☆☆☆☆

说来惭愧，我最近沉迷于一本关于超光速旅行的太空歌剧，虽然情节上不乏常见的英雄主义和帝国对抗，但它最吸引我的地方在于对“惯性”和“加速度”的颠覆性理解。作者构建了一个全新的物理学框架，其中“负质量物质”被用于抵消运动带来的所有不适感，使得星际航行变成了如同在平静湖面上滑行一般的体验。更绝的是，他们还引入了一种基于斐波那契数列构建的“通讯加密法”，声称只有遵循自然界基本比例的思维才能破解，这让那些星际间的密语充满了古典美感。我得承认，有些关于弦理论的应用描述我看得云里雾里，但光是想象那种零惯性、无缝衔接的宇宙穿梭，就已经值回票价了。这是一场视觉和智力上的双重盛宴。

评分☆☆☆☆☆

天呐，我最近刚读完一本关于宇宙航行的硬科幻小说，简直是脑洞大开！这本书里对虫洞的描述，不仅仅是理论上的探讨，更是将粒子物理学和广义相对论的复杂概念，用一种近乎诗意的语言描绘了出来。作者在构建那个遥远星系的社会结构时，似乎也花了不少心思研究了不同行星环境下生物进化的可能性，每一个种族的习俗和生理特征，都显得那么有说服力，仿佛真的存在过一样。最让我震撼的是，小说结尾处对时间悖论的处理，没有采用俗套的解决方案，而是引入了一种多维时间流的视角，读完之后我感觉自己的世界观都被重塑了。这本书的叙事节奏把握得极好，前半部分是缓慢而深沉的哲学思辨，后半段则是一场惊心动魄的星际追逐，紧张感十足，让我好几次在半夜惊醒，不得不赶紧翻到下一页。绝对是近年来难得一见的，能将硬核科学与精彩故事完美融合的作品。

评分☆☆☆☆☆

我刚看完一本以蒸汽朋克为背景的哥特式悬疑小说，故事的核心围绕着一台失控的“全能计算引擎”展开。这本书的氛围塑造得极其到位，浓重的雾气、腐朽的维多利亚式建筑，以及机械齿轮的咔嗒声，无处不在地营造出一种压抑和不安。作者巧妙地将早期的差分机原理与炼金术的神秘主义结合起来，探讨了“人工智慧的灵魂”这一古老命题。书中有一个情节，涉及到如何用纯粹的二进制逻辑来模拟人类情感的复杂性，那段文字读起来像是一篇晦涩的哲学论文，但又被包裹在紧张的追捕戏码之中。我尤其欣赏作者对“可计算性”边界的探讨，它迫使读者思考，究竟哪些事情是机器永远无法触及的。这书读完后劲很大，让人久久不能平静。

评分☆☆☆☆☆

买回来还没开始看，看名字觉得还可以

评分☆☆☆☆☆

正版

评分☆☆☆☆☆

这是我喜欢的类型，出差可以慢慢看了。

评分☆☆☆☆☆

用奇幻和科幻小说介绍严肃的科学，很喜欢这种风格

评分☆☆☆☆☆

给儿子买的，他非要要。

评分☆☆☆☆☆

内容不错，可书脊是斜的，斜的还谈厉害。

评分☆☆☆☆☆

非常棒的书！包装精美，儿子很喜欢高大上！在京东商城自营店，不管买什么，总是发货快！东西好，全是正品！非常满意！一直信赖京东！

评分☆☆☆☆☆

一直了解科幻小说的动态，能体会科学家对这类硬科幻作品的分析，也是另一种鉴赏的方式。期待通读。

评分☆☆☆☆☆

还可以。。。。。？。