《星际迷航》里的物理学 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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劳伦斯，M.克劳斯著

图书标签:

星际迷航
物理学
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出版社：海南出版社

ISBN：9787544369572

版次：1

商品编码：12098458

包装：平装

开本：16

出版时间：2017-01-01

用纸：胶版纸

具体描述

产品特色

编辑推荐

●科幻迷观影必备指南，大家可以从多个角度看这本书：

本书以《星际迷航》中的科幻内容作为引子和起点，从严谨的物理学的角度，探寻曲速飞行、时空旅行、纯能量体、隐形技术等一系列科学幻想的可能性与不可能性。

①欣赏《星际迷航》中所发生的事情；

②学习一些物理学知识；

③思考《星际迷航》中可以成为现实的地方；

④为了《星际迷航》技术的实现，必须解决什么问题

●《星际迷航》中的各种可能性，连通幻想和现实的桥梁。

时间旅行在未来有可能发生吗？它需要哪些条件？是什么限制了它？

“进取号”是如何在宇宙中进行曲速飞行的？

纯能量的“光子生命体”在现实的宇宙中有没有可能存在？

著名的 “皮卡德回旋”战术是怎么一回事？

传送系统的工作原理是什么？传送的是物质还是信息？

如何实现“反物质发动机”中反物质的供给和储存？

星舰上的惯性阻尼器和牵引光束可以用来做什么？

全息甲板与虚拟现实的区别？隐形技术是如何实现的？

内容简介

正如《星际迷航》中，戴达说过的那样：“一切有可能发生的事情，最终都发生了。”在探索《星际迷航》里的物理学时，需要我们思考的并不是可操作性与不可操作性，而是这些科幻设想在未来的可能性与不可能性。

本书以《星际迷航》中的科幻内容作为引子和起点，从严谨的物理学的角度，探寻曲速飞行、时空旅行、纯能量体、隐形技术等一系列科学幻想的可能性与不可能性。涉及的理论从牛顿力学到相对论，从量子力学到弦论，从多维空间到黑洞，描绘出一幅现代物理学和宇宙学的宏伟图景。

作者简介

（美国）劳伦斯?M.克劳斯

美国著名理论物理学家、评论家和备受赞誉的科普作家。是宇宙学和天体物理学研究领域备受推崇的国际领导者，凯斯西储大学的教授和教育与研究中心主任。出版了多部具有影响力的科普作品，著作《无中生有的宇宙》曾获2011年美国zui佳科普图书奖。他还是纽约时报的评论家，被《科学美国人》杂志誉为“罕见的公共知识分子”。

精彩书评

《星际迷航》这类科幻作品在娱乐大众的同时，也被赋予了另一个严肃的使命——开拓人类的想象力……其实科幻作品和科学发展之间是相互影响、相互作用的。科学家有时会借鉴科幻作品中的一些设定，并把它们运用到真实的科学理论当中；有时则会发现一些比科幻作品还要奇幻的科学理论。

——史蒂芬?霍金

精彩书摘

　　《<星际迷航>里的物理学》：
　　究竟发生了什么？这并不是星舰即将毁于“相间漂流”的预兆，也不是罗慕伦帝国的隐形战机来袭，而是你已经受作用于某种更强大的力量，成为它的牺牲品。因为此时那位聪明绝顶、被你寄予厚望的《星际迷航》的编剧，尚未构思出那个后续作品中常见的设备——惯性阻尼器。你应该已经猜到了，那个让你成为牺牲品的力量其实不是什么新奇的东西，而是源自高中物理中最容易忘记的那条定律——牛顿运动定律。
　　看到这里，可能会有一些《星际迷航》影迷表示不满：“这样好没劲啊！我并不想把牛顿定律重新学一遍！请直接回答那些我们真正想了解的问题！比如‘曲速引擎的工作原理’‘达到翘曲速度之前的闪烁到底是怎么回事？是不是就像音爆一样？’或者‘什么是二锂晶体？’”请各位读者放心，这些问题在《<星际迷航>里的物理学》中会一一得到解答。想要畅游《星际迷航》的世界，必然要了解那些无比新奇的物理知识。然而只有把零散的知识拼凑起来，我们才能真正解决各位读者最关心的那个问题：“《星际迷航》中的那些神奇景象真的能实现吗？如果答案是能，那它们又是怎样实现的呢？”
　　且不说探索无人深空，就连离开星际舰队总部这样简单的行动，都和300多年前伽利略与牛顿面对的问题一样困难。而激励人们不断探索的最终动机，将是一个宇宙级别的问题，也是吉恩·罗登贝瑞在《星际迷航》中所要阐述的核心问题，同时也是我在这《<星际迷航>里的物理学》中不断探索的一个问题：以现如今的科学水平为画笔，我们能描绘出怎样的未来文明呢？
　　坐过飞机或汽车的人都知道，交通工具从静止到开始提速的过程中，乘客会有一种被推向座椅的感觉，这种感觉在星舰上会尤为突出。这是因为冲量引擎中正在进行核聚变反应，该反应会产生强大的压力，推动一些气体和放射物质以极高的速度从舰尾喷出。这些气体和放射物质在脱离发动机的过程中，会对发动机造成一个反作用力，使得发动机因“反冲作用”向前运动。由于发动机固定在星舰上，因此星舰也会跟着发动机一起向前运动。掌航的你，也会被座椅对你产生的力推着前进。反过来，你的身体也会对座椅产生一个向后的作用力。
　　这里有一个让人头大的问题。当一个锤子以极高的速度砸向你的头部时，会对你的头骨造成一个致命的冲击力。如果座椅对你产生的力过大，那么它也会像锤子一样置你于死地。对于这个在高速加速过程中（如飞机起飞或火箭发射）人体感受到的力，喷气机飞行员和美国航空航天局给它起了一个特别的名字——G力。我臀部疼痛的现象也可以用G力来解释：坐在电脑前忙着打字时，我可以感觉到办公椅始终存在着一种作用于我臀部的、我早就习以为常的力（这里还要补充一点，此时此刻我的臀部正在以一种非常不雅的方式和这种力斗争）。这个作用在我臀部上的力正是由于重力而产生的。如果不受任何阻碍，那么我将会因重力不断加速着坠入地球内部。我之所以没有从办公椅上坠入地球内部，是因为大地为房子提供了一个向上的反作用力，这个力通过钢筋混凝土结构传到我所在的二楼书房的木制地板上，地板又对我的办公椅施加了一个力，办公椅又会对我身体和办公椅相接触的部位施加一个支撑力。假如地球质量增加一倍而直径不变，那么我臀部所感受到的力也会增加一倍。此时为与重力保持平衡，各处向上的反作用力也要增加一倍。
　　……

《星际迷航》里的物理学：一场穿越星辰大海的科学漫游在浩瀚无垠的宇宙中，人类的想象力从未停止探索的脚步。当《星际迷航》这部经典的科幻史诗以其宏大的叙事、前瞻性的科技构想和深刻的人文关怀席卷全球时，它不仅仅为我们构建了一个令人神往的未来，更是一扇窥探科学奥秘的窗口。本书《星际迷航》里的物理学，将带领读者踏上一段别开生面的科学漫游，从《星际迷航》中那些令人惊叹的奇观异景出发，深入浅出地解析其中所蕴含的、甚至启发了现实科学发展的物理学原理。我们常常被星舰曲速飞行时那扭曲的星空所震撼，被空间站中模拟的重力所迷惑，被相位器和光子鱼雷的强大威力所折服。但这些屏幕上的奇迹，究竟是纯粹的幻想，还是有迹可循的科学推演？本书将以严谨而又生动的笔触，回答这个问题。我们将穿越回《星际迷航》的每一个重要时刻，细致剖析那些看似不可能的科技背后，是否潜藏着我们熟悉的、抑或是令人耳目一新的物理学概念。从曲速引擎的奥秘说起，我们将深入探讨爱因斯坦的相对论，特别是广义相对论中关于时空弯曲的理论。曲速引擎是如何在不违反光速极限的前提下，实现超光速旅行的？本书将借助于“曲速泡”的理论模型，详细解释它如何通过压缩前方时空、扩张后方时空来实现“航行”。我们将追溯其理论渊源，从理论物理学家米格尔·阿库别瑞（Miguel Alcubierre）的里程碑式论文，到现实世界中科学家们正在进行的模拟实验，揭示《星际迷航》中大胆设想与前沿科学之间的微妙联系。我们将探讨负能量密度、虫洞理论以及时空畸变的可能性，并分析这些概念在现实科学中面临的挑战与突破。接下来，我们将目光聚焦于“传送器”这一《星际迷航》中最具标志性的技术之一。传送器是如何瞬间将人员或物品从一个地方转移到另一个地方的？本书将带读者进入量子力学的奇妙世界，从量子纠缠、量子隧穿等现象出发，探讨信息传输与物质重构的可能性。我们将深入解析“海森堡不确定性原理”以及“量子叠加态”等概念，并探讨如果真的要实现传送，需要克服哪些巨大的能量和信息处理难题。本书不会回避那些看似难以逾越的科学鸿沟，而是鼓励读者思考，通过对量子世界的更深入理解，我们是否有可能在遥远的未来，实现类似“传送”的科技。在《星际迷航》的世界里，能量的获取和利用也是至关重要的。反应堆、力场发生器、相位器，这些都离不开对能量的精准控制。《星际迷航》中的反物质反应堆，作为一种高效且强大的能源，我们将借此机会深入探讨反物质的物理学。反物质究竟是什么？它与普通物质有何不同？反物质湮灭释放的能量又是如何被计算和利用的？本书将为你解答这些关于粒子物理学的基本问题，并分析在现实中制造、储存和利用反物质所面临的巨大挑战。同时，我们还将审视“力场”的概念，从电磁场、引力场等基本力的角度出发，探讨如何在《星际迷航》的设想中，构建能够抵挡能量武器、维持生命环境的保护罩。除了这些宏大的科技构想，本书还将关注《星际迷航》中那些“微小”却同样令人着迷的物理现象。例如，星舰上模拟重力的装置，是如何通过高速旋转来实现的？本书将从离心力、惯性系等经典力学概念出发，解释人造重力是如何在空间站和星舰中得以实现的，并探讨不同大小和旋转速度对重力模拟的影响。再如，能量武器的设计，相位器和光子鱼雷的原理，虽然具体实现方式充满科幻色彩，但其背后依然可以追溯到电磁波、粒子束以及能量守恒等基本物理定律。我们将尝试从能量传递、动量守恒等角度，对这些武器的威力进行一定程度的科学推演。本书的宗旨，绝非简单地复述《星际迷航》中的情节，更不是为了找出其中的科学“错误”。相反，我们希望通过对《星际迷航》中物理学元素的探索，激发读者对科学的兴趣，培养科学思维。我们将以《星际迷航》为切入点，循序渐进地介绍相关的物理学概念，用通俗易懂的语言，将那些复杂的公式和理论，转化为读者能够理解的生动图景。我们将看到，科幻作品中的大胆想象，往往与科学探索的步伐不谋而合，甚至能够为科学家们提供灵感。《星际迷航》里的物理学，不仅仅是一场关于未来科技的探讨，更是一次关于人类探索精神的礼赞。从曲速引擎到传送器，从反物质能源到力场防护，每一个奇思妙想的背后，都闪烁着物理学的光芒。本书将带领读者，在《星际迷航》的宇宙中，重新发现物理学的魅力，理解科学的进步是如何一步步将曾经的幻想变为现实，并激励我们继续仰望星空，探索未知。本书适合所有对《星际迷航》系列作品充满热爱，以及对物理学、天文学、科幻小说等领域感兴趣的读者。无论你是资深星舰迷，还是初涉科学殿堂的新手，都能在这场穿越星辰大海的科学漫游中，找到属于自己的乐趣和启发。我们将一起，用科学的眼光，重新审视那个曾经带给我们无数感动和梦想的《星际迷航》宇宙。

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我感到兴奋的一点，是它对未来科技想象力的那种近乎狂野的支撑与约束并存的态度。作者在探讨某些天马行空的科学猜想时，从不吝啬他的想象力，他描绘的未来场景充满了令人心潮澎湃的画面感。然而，每当想象力似乎要脱缰而出时，作者总能及时用最坚实的物理学定律将其牢牢地“锚定”在现实的框架内。这种在浪漫的憧憬与冰冷的逻辑之间的微妙舞蹈，展现了作者高超的科学素养和人文关怀。他不是在编织不切实际的幻想，而是在科学的边界上，谨慎而又大胆地进行推演。读完之后，我不再仅仅是从科幻电影的角度去看待这些概念，而是开始用一种更具批判性和创造性的思维去审视它们存在的可能性与挑战。这本书极大地拓宽了我对“可能”这个词的定义，它教会我，真正的创新往往诞生于现有知识的边缘地带。

评分☆☆☆☆☆

读完这本巨著后，我最大的感受是，作者的叙事功力实在令人佩服。他仿佛是一位经验丰富的星际领航员，带着我们穿越了一层又一层的知识迷雾。最难能可贵的是，他处理那些极其晦涩的物理学原理时，总能找到最贴近日常经验的类比和生动的案例来加以阐释。我记得在讲解某种超光速旅行的可能性时，作者没有直接堆砌公式，而是巧妙地构建了一个关于“时间折叠”的微观场景，让我这个非专业人士也瞬间茅塞顿开。这种‘以小见大’的叙事策略贯穿始终，使得原本高高在上的理论变得触手可及。更值得称道的是，作者的笔触中始终流淌着一股对未知世界的热情与敬畏，这使得阅读过程充满了探索的乐趣，而不是枯燥的灌输。每当我觉得即将被复杂的数学推导淹没时，总能及时出现一段富有哲理的思考，将我们拉回对宇宙终极奥秘的好奇心上来。这种平衡感，是极少数科普作家才能达到的境界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计简直是一场视觉盛宴，硬壳精装，触感温润，封面的星空图案深邃而富有层次感，仿佛真的能透过纸张感受到宇宙的浩渺与神秘。初次捧读时，那种厚重而又充满知识气息的感觉，就预示着这不是一本可以轻易翻阅的“快餐”读物。内页的排版布局也极为考究，字体大小适中，行距疏密得当，即便是面对那些复杂的理论推导和示意图，阅读起来也不会感到眼睛疲劳。我尤其欣赏作者在章节划分上的匠心独运，每一章的标题都像是为接下来的知识探索设置了一个充满诱惑力的路标，让人忍不住想一探究竟。这本书的插图和图表制作水平也达到了专业级别，色彩运用精准，逻辑清晰，极大地辅助了对抽象概念的理解。这不仅仅是一本书，更像是一件值得珍藏的艺术品，摆在书架上，本身就是一种品味的体现。对于那些注重阅读体验的硬核科幻迷和物理爱好者来说，光是翻阅这本书本身，就已经是一种享受了。它成功地将严肃的科学内容与极佳的视觉呈现完美融合，这一点，许多同类主题的书籍都望尘莫及。

评分☆☆☆☆☆

从纯粹的学术价值来看，这本书无疑是近年来的精品。它所引用的参考文献和资料来源之详尽，令人印象深刻，显示出作者在撰写过程中投入了巨大的心血进行跨学科的交叉验证。与其他仅仅停留在概念介绍层面的作品不同，这本书深入到了许多前沿物理学分支的核心难题，并且尽可能地展现了当前科学界对这些难题的不同解释路径。我特别欣赏作者在处理存在争议的理论时所采取的公正态度，他没有偏袒任何一方，而是清晰地列出了每种理论的优势与局限性，让读者自行判断。这使得这本书的价值不仅体现在知识的传递上，更体现在思维方式的塑造上。它像一面镜子，映照出当代物理学研究的真实面貌——充满活力、激烈争辩，同时也受限于我们现有的认知边界。这是一本能让你在合上书本后，依然能长时间沉浸于思考的‘重量级’作品。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，这本书的知识密度大到令人咂舌，我需要反复阅读其中的某些部分才能真正消化吸收。它无疑是一部深度挖掘特定领域概念的作品，绝非那种泛泛而谈的入门读物。作者似乎对每一个细节都不放过，对每一个假设都进行了严谨的审视和论证。我特别留意到他对历史上的几次关键性科学辩论的梳理，那种旁征博引、追本溯源的严谨态度，让我对这些理论的演变脉络有了前所未有的清晰认识。它要求读者具备一定的基础知识储备，如果你只是想找点轻松的背景知识来消遣，可能会感到吃力。然而，对于那些真正渴望深入了解其底层逻辑的读者来说，这本书提供的深度和广度是无与伦比的。它不是在告诉你“是什么”，而是在教你“为什么会是这样”，这种教学方式虽然耗费精力，但收获的却是扎实的理解力。它更像是一本教科书与研究报告的完美结合体，值得反复研读，每一次重读都会有新的感悟。

评分☆☆☆☆☆

好书，星际迷航里的知识

评分☆☆☆☆☆

好评只为京豆豆

评分☆☆☆☆☆

传送系统的工作原理是什么？传送的是物质还是信息？

评分☆☆☆☆☆

因为喜欢这部电影而想了解更多，作为一名爱好者，看看挺好的。。。

评分☆☆☆☆☆

很好。。。。。

评分☆☆☆☆☆

很想看这本书