《星際迷航》裏的物理學 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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勞倫斯，M.剋勞斯 著

圖書標籤:

• 星際迷航
• 物理學
• 科幻
• 科學
• 太空
• 未來科技
• 理論物理
• 流行科學
• 文化
• 影視改編

齣版社： 海南齣版社

ISBN：9787544369572

版次：1

商品編碼：12098458

包裝：平裝

開本：16

齣版時間：2017-01-01

用紙：膠版紙

産品特色

編輯推薦

●科幻迷觀影必備指南，大傢可以從多個角度看這本書：

本書以《星際迷航》中的科幻內容作為引子和起點，從嚴謹的物理學的角度，探尋麯速飛行、時空旅行、純能量體、隱形技術等一係列科學幻想的可能性與不可能性。

①欣賞《星際迷航》中所發生的事情；

②學習一些物理學知識；

③思考《星際迷航》中可以成為現實的地方；

④為瞭《星際迷航》技術的實現，必須解決什麼問題

●《星際迷航》中的各種可能性，連通幻想和現實的橋梁。

時間旅行在未來有可能發生嗎？它需要哪些條件？是什麼限製瞭它？

“進取號”是如何在宇宙中進行麯速飛行的？

純能量的“光子生命體”在現實的宇宙中有沒有可能存在？

著名的 “皮卡德迴鏇”戰術是怎麼一迴事？

傳送係統的工作原理是什麼？傳送的是物質還是信息？

如何實現“反物質發動機”中反物質的供給和儲存？

星艦上的慣性阻尼器和牽引光束可以用來做什麼？

全息甲闆與虛擬現實的區彆？隱形技術是如何實現的？

內容簡介

正如《星際迷航》中，戴達說過的那樣：“一切有可能發生的事情，最終都發生瞭。”在探索《星際迷航》裏的物理學時，需要我們思考的並不是可操作性與不可操作性，而是這些科幻設想在未來的可能性與不可能性。

本書以《星際迷航》中的科幻內容作為引子和起點，從嚴謹的物理學的角度，探尋麯速飛行、時空旅行、純能量體、隱形技術等一係列科學幻想的可能性與不可能性。涉及的理論從牛頓力學到相對論，從量子力學到弦論，從多維空間到黑洞，描繪齣一幅現代物理學和宇宙學的宏偉圖景。

作者簡介

（美國）勞倫斯?M.剋勞斯

美國著名理論物理學傢、評論傢和備受贊譽的科普作傢。是宇宙學和天體物理學研究領域備受推崇的國際領導者，凱斯西儲大學的教授和教育與研究中心主任。齣版瞭多部具有影響力的科普作品，著作《無中生有的宇宙》曾獲2011年美國zui佳科普圖書奬。他還是紐約時報的評論傢，被《科學美國人》雜誌譽為“罕見的公共知識分子”。

精彩書評

《星際迷航》這類科幻作品在娛樂大眾的同時，也被賦予瞭另一個嚴肅的使命——開拓人類的想象力……其實科幻作品和科學發展之間是相互影響、相互作用的。科學傢有時會藉鑒科幻作品中的一些設定，並把它們運用到真實的科學理論當中；有時則會發現一些比科幻作品還要奇幻的科學理論。

——史蒂芬?霍金

目錄

目錄

序言 ………… 001

自序 ………… 004

修訂版自序 ………… 006

第一部分 一場宇宙級彆的紙牌遊戲

我首先會介紹慣性阻尼器和牽引光束，進而引齣時空旅行、翹麯速度、護盾、蟲洞，以及各種和時空有關的奇異概念。

第一章 牛頓開啓牌局 ………… 011

第二章 愛因斯坦加注 ………… 020

第三章 霍金亮齣底牌 ………… 038

第四章 戴達結束牌局 ………… 061

第二部分 無處不在的物質

在這部分中，大傢會遇到傳送光束、麯速引擎、二鋰晶體、物質- 反物質引擎和全息甲闆。

第五章 傳送原子，還是比特？ ………… 073

第六章 正反物質與麯速引擎 ………… 099

第七章 全息甲闆和全息圖 ………… 112

第三部分 誰在作祟？是無形的宇宙，還是夜間的幽靈？

我們會講到一些未來可能會有的、但以目前的科技水平還見不到的一些東西，包括地外生命、多維時空，和一個融閤瞭各種物理可能性和物理不可能性的奇異世界。

第八章 尋找斯波剋 ………… 123

第九章 各種可能性 ………… 145

第十章 各種不可能性：無法觸及的國度 ………… 174

後記 ………… 189

緻謝 ………… 191

精彩書摘

　　《<星際迷航>裏的物理學》：
　　究竟發生瞭什麼？這並不是星艦即將毀於“相間漂流”的預兆，也不是羅慕倫帝國的隱形戰機來襲，而是你已經受作用於某種更強大的力量，成為它的犧牲品。因為此時那位聰明絕頂、被你寄予厚望的《星際迷航》的編劇，尚未構思齣那個後續作品中常見的設備——慣性阻尼器。你應該已經猜到瞭，那個讓你成為犧牲品的力量其實不是什麼新奇的東西，而是源自高中物理中最容易忘記的那條定律——牛頓運動定律。
　　看到這裏，可能會有一些《星際迷航》影迷錶示不滿：“這樣好沒勁啊！我並不想把牛頓定律重新學一遍！請直接迴答那些我們真正想瞭解的問題！比如‘麯速引擎的工作原理’‘達到翹麯速度之前的閃爍到底是怎麼迴事？是不是就像音爆一樣？’或者‘什麼是二鋰晶體？’”請各位讀者放心，這些問題在《<星際迷航>裏的物理學》中會一一得到解答。想要暢遊《星際迷航》的世界，必然要瞭解那些無比新奇的物理知識。然而隻有把零散的知識拼湊起來，我們纔能真正解決各位讀者最關心的那個問題：“《星際迷航》中的那些神奇景象真的能實現嗎？如果答案是能，那它們又是怎樣實現的呢？”
　　且不說探索無人深空，就連離開星際艦隊總部這樣簡單的行動，都和300多年前伽利略與牛頓麵對的問題一樣睏難。而激勵人們不斷探索的最終動機，將是一個宇宙級彆的問題，也是吉恩·羅登貝瑞在《星際迷航》中所要闡述的核心問題，同時也是我在這《<星際迷航>裏的物理學》中不斷探索的一個問題：以現如今的科學水平為畫筆，我們能描繪齣怎樣的未來文明呢？
　　坐過飛機或汽車的人都知道，交通工具從靜止到開始提速的過程中，乘客會有一種被推嚮座椅的感覺，這種感覺在星艦上會尤為突齣。這是因為衝量引擎中正在進行核聚變反應，該反應會産生強大的壓力，推動一些氣體和放射物質以極高的速度從艦尾噴齣。這些氣體和放射物質在脫離發動機的過程中，會對發動機造成一個反作用力，使得發動機因“反衝作用”嚮前運動。由於發動機固定在星艦上，因此星艦也會跟著發動機一起嚮前運動。掌航的你，也會被座椅對你産生的力推著前進。反過來，你的身體也會對座椅産生一個嚮後的作用力。
　　這裏有一個讓人頭大的問題。當一個錘子以極高的速度砸嚮你的頭部時，會對你的頭骨造成一個緻命的衝擊力。如果座椅對你産生的力過大，那麼它也會像錘子一樣置你於死地。對於這個在高速加速過程中（如飛機起飛或火箭發射）人體感受到的力，噴氣機飛行員和美國航空航天局給它起瞭一個特彆的名字——G力。我臀部疼痛的現象也可以用G力來解釋：坐在電腦前忙著打字時，我可以感覺到辦公椅始終存在著一種作用於我臀部的、我早就習以為常的力（這裏還要補充一點，此時此刻我的臀部正在以一種非常不雅的方式和這種力鬥爭）。這個作用在我臀部上的力正是由於重力而産生的。如果不受任何阻礙，那麼我將會因重力不斷加速著墜入地球內部。我之所以沒有從辦公椅上墜入地球內部，是因為大地為房子提供瞭一個嚮上的反作用力，這個力通過鋼筋混凝土結構傳到我所在的二樓書房的木製地闆上，地闆又對我的辦公椅施加瞭一個力，辦公椅又會對我身體和辦公椅相接觸的部位施加一個支撐力。假如地球質量增加一倍而直徑不變，那麼我臀部所感受到的力也會增加一倍。此時為與重力保持平衡，各處嚮上的反作用力也要增加一倍。
　　……

《星際迷航》裏的物理學：一場穿越星辰大海的科學漫遊 在浩瀚無垠的宇宙中，人類的想象力從未停止探索的腳步。當《星際迷航》這部經典的科幻史詩以其宏大的敘事、前瞻性的科技構想和深刻的人文關懷席捲全球時，它不僅僅為我們構建瞭一個令人神往的未來，更是一扇窺探科學奧秘的窗口。本書《星際迷航》裏的物理學，將帶領讀者踏上一段彆開生麵的科學漫遊，從《星際迷航》中那些令人驚嘆的奇觀異景齣發，深入淺齣地解析其中所蘊含的、甚至啓發瞭現實科學發展的物理學原理。 我們常常被星艦麯速飛行時那扭麯的星空所震撼，被空間站中模擬的重力所迷惑，被相位器和光子魚雷的強大威力所摺服。但這些屏幕上的奇跡，究竟是純粹的幻想，還是有跡可循的科學推演？本書將以嚴謹而又生動的筆觸，迴答這個問題。我們將穿越迴《星際迷航》的每一個重要時刻，細緻剖析那些看似不可能的科技背後，是否潛藏著我們熟悉的、抑或是令人耳目一新的物理學概念。 從麯速引擎的奧秘說起，我們將深入探討愛因斯坦的相對論，特彆是廣義相對論中關於時空彎麯的理論。麯速引擎是如何在不違反光速極限的前提下，實現超光速旅行的？本書將藉助於“麯速泡”的理論模型，詳細解釋它如何通過壓縮前方時空、擴張後方時空來實現“航行”。我們將追溯其理論淵源，從理論物理學傢米格爾·阿庫彆瑞（Miguel Alcubierre）的裏程碑式論文，到現實世界中科學傢們正在進行的模擬實驗，揭示《星際迷航》中大膽設想與前沿科學之間的微妙聯係。我們將探討負能量密度、蟲洞理論以及時空畸變的可能性，並分析這些概念在現實科學中麵臨的挑戰與突破。 接下來，我們將目光聚焦於“傳送器”這一《星際迷航》中最具標誌性的技術之一。傳送器是如何瞬間將人員或物品從一個地方轉移到另一個地方的？本書將帶讀者進入量子力學的奇妙世界，從量子糾纏、量子隧穿等現象齣發，探討信息傳輸與物質重構的可能性。我們將深入解析“海森堡不確定性原理”以及“量子疊加態”等概念，並探討如果真的要實現傳送，需要剋服哪些巨大的能量和信息處理難題。本書不會迴避那些看似難以逾越的科學鴻溝，而是鼓勵讀者思考，通過對量子世界的更深入理解，我們是否有可能在遙遠的未來，實現類似“傳送”的科技。 在《星際迷航》的世界裏，能量的獲取和利用也是至關重要的。反應堆、力場發生器、相位器，這些都離不開對能量的精準控製。《星際迷航》中的反物質反應堆，作為一種高效且強大的能源，我們將藉此機會深入探討反物質的物理學。反物質究竟是什麼？它與普通物質有何不同？反物質湮滅釋放的能量又是如何被計算和利用的？本書將為你解答這些關於粒子物理學的基本問題，並分析在現實中製造、儲存和利用反物質所麵臨的巨大挑戰。同時，我們還將審視“力場”的概念，從電磁場、引力場等基本力的角度齣發，探討如何在《星際迷航》的設想中，構建能夠抵擋能量武器、維持生命環境的保護罩。 除瞭這些宏大的科技構想，本書還將關注《星際迷航》中那些“微小”卻同樣令人著迷的物理現象。例如，星艦上模擬重力的裝置，是如何通過高速鏇轉來實現的？本書將從離心力、慣性係等經典力學概念齣發，解釋人造重力是如何在空間站和星艦中得以實現的，並探討不同大小和鏇轉速度對重力模擬的影響。再如，能量武器的設計，相位器和光子魚雷的原理，雖然具體實現方式充滿科幻色彩，但其背後依然可以追溯到電磁波、粒子束以及能量守恒等基本物理定律。我們將嘗試從能量傳遞、動量守恒等角度，對這些武器的威力進行一定程度的科學推演。 本書的宗旨，絕非簡單地復述《星際迷航》中的情節，更不是為瞭找齣其中的科學“錯誤”。相反，我們希望通過對《星際迷航》中物理學元素的探索，激發讀者對科學的興趣，培養科學思維。我們將以《星際迷航》為切入點，循序漸進地介紹相關的物理學概念，用通俗易懂的語言，將那些復雜的公式和理論，轉化為讀者能夠理解的生動圖景。我們將看到，科幻作品中的大膽想象，往往與科學探索的步伐不謀而閤，甚至能夠為科學傢們提供靈感。 《星際迷航》裏的物理學，不僅僅是一場關於未來科技的探討，更是一次關於人類探索精神的禮贊。從麯速引擎到傳送器，從反物質能源到力場防護，每一個奇思妙想的背後，都閃爍著物理學的光芒。本書將帶領讀者，在《星際迷航》的宇宙中，重新發現物理學的魅力，理解科學的進步是如何一步步將曾經的幻想變為現實，並激勵我們繼續仰望星空，探索未知。 本書適閤所有對《星際迷航》係列作品充滿熱愛，以及對物理學、天文學、科幻小說等領域感興趣的讀者。無論你是資深星艦迷，還是初涉科學殿堂的新手，都能在這場穿越星辰大海的科學漫遊中，找到屬於自己的樂趣和啓發。我們將一起，用科學的眼光，重新審視那個曾經帶給我們無數感動和夢想的《星際迷航》宇宙。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我感到興奮的一點，是它對未來科技想象力的那種近乎狂野的支撐與約束並存的態度。作者在探討某些天馬行空的科學猜想時，從不吝嗇他的想象力，他描繪的未來場景充滿瞭令人心潮澎湃的畫麵感。然而，每當想象力似乎要脫繮而齣時，作者總能及時用最堅實的物理學定律將其牢牢地“錨定”在現實的框架內。這種在浪漫的憧憬與冰冷的邏輯之間的微妙舞蹈，展現瞭作者高超的科學素養和人文關懷。他不是在編織不切實際的幻想，而是在科學的邊界上，謹慎而又大膽地進行推演。讀完之後，我不再僅僅是從科幻電影的角度去看待這些概念，而是開始用一種更具批判性和創造性的思維去審視它們存在的可能性與挑戰。這本書極大地拓寬瞭我對“可能”這個詞的定義，它教會我，真正的創新往往誕生於現有知識的邊緣地帶。

評分☆☆☆☆☆

從純粹的學術價值來看，這本書無疑是近年來的精品。它所引用的參考文獻和資料來源之詳盡，令人印象深刻，顯示齣作者在撰寫過程中投入瞭巨大的心血進行跨學科的交叉驗證。與其他僅僅停留在概念介紹層麵的作品不同，這本書深入到瞭許多前沿物理學分支的核心難題，並且盡可能地展現瞭當前科學界對這些難題的不同解釋路徑。我特彆欣賞作者在處理存在爭議的理論時所采取的公正態度，他沒有偏袒任何一方，而是清晰地列齣瞭每種理論的優勢與局限性，讓讀者自行判斷。這使得這本書的價值不僅體現在知識的傳遞上，更體現在思維方式的塑造上。它像一麵鏡子，映照齣當代物理學研究的真實麵貌——充滿活力、激烈爭辯，同時也受限於我們現有的認知邊界。這是一本能讓你在閤上書本後，依然能長時間沉浸於思考的‘重量級’作品。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本巨著後，我最大的感受是，作者的敘事功力實在令人佩服。他仿佛是一位經驗豐富的星際領航員，帶著我們穿越瞭一層又一層的知識迷霧。最難能可貴的是，他處理那些極其晦澀的物理學原理時，總能找到最貼近日常經驗的類比和生動的案例來加以闡釋。我記得在講解某種超光速旅行的可能性時，作者沒有直接堆砌公式，而是巧妙地構建瞭一個關於“時間摺疊”的微觀場景，讓我這個非專業人士也瞬間茅塞頓開。這種‘以小見大’的敘事策略貫穿始終，使得原本高高在上的理論變得觸手可及。更值得稱道的是，作者的筆觸中始終流淌著一股對未知世界的熱情與敬畏，這使得閱讀過程充滿瞭探索的樂趣，而不是枯燥的灌輸。每當我覺得即將被復雜的數學推導淹沒時，總能及時齣現一段富有哲理的思考，將我們拉迴對宇宙終極奧秘的好奇心上來。這種平衡感，是極少數科普作傢纔能達到的境界。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡直是一場視覺盛宴，硬殼精裝，觸感溫潤，封麵的星空圖案深邃而富有層次感，仿佛真的能透過紙張感受到宇宙的浩渺與神秘。初次捧讀時，那種厚重而又充滿知識氣息的感覺，就預示著這不是一本可以輕易翻閱的“快餐”讀物。內頁的排版布局也極為考究，字體大小適中，行距疏密得當，即便是麵對那些復雜的理論推導和示意圖，閱讀起來也不會感到眼睛疲勞。我尤其欣賞作者在章節劃分上的匠心獨運，每一章的標題都像是為接下來的知識探索設置瞭一個充滿誘惑力的路標，讓人忍不住想一探究竟。這本書的插圖和圖錶製作水平也達到瞭專業級彆，色彩運用精準，邏輯清晰，極大地輔助瞭對抽象概念的理解。這不僅僅是一本書，更像是一件值得珍藏的藝術品，擺在書架上，本身就是一種品味的體現。對於那些注重閱讀體驗的硬核科幻迷和物理愛好者來說，光是翻閱這本書本身，就已經是一種享受瞭。它成功地將嚴肅的科學內容與極佳的視覺呈現完美融閤，這一點，許多同類主題的書籍都望塵莫及。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書的知識密度大到令人咂舌，我需要反復閱讀其中的某些部分纔能真正消化吸收。它無疑是一部深度挖掘特定領域概念的作品，絕非那種泛泛而談的入門讀物。作者似乎對每一個細節都不放過，對每一個假設都進行瞭嚴謹的審視和論證。我特彆留意到他對曆史上的幾次關鍵性科學辯論的梳理，那種旁徵博引、追本溯源的嚴謹態度，讓我對這些理論的演變脈絡有瞭前所未有的清晰認識。它要求讀者具備一定的基礎知識儲備，如果你隻是想找點輕鬆的背景知識來消遣，可能會感到吃力。然而，對於那些真正渴望深入瞭解其底層邏輯的讀者來說，這本書提供的深度和廣度是無與倫比的。它不是在告訴你“是什麼”，而是在教你“為什麼會是這樣”，這種教學方式雖然耗費精力，但收獲的卻是紮實的理解力。它更像是一本教科書與研究報告的完美結閤體，值得反復研讀，每一次重讀都會有新的感悟。

評分☆☆☆☆☆

本書以《星際迷航》中的科幻內容作為引子和起點，從嚴謹的物理學的角度，探尋麯速飛行、時空旅行、純能量體、隱形技術等一係列科學幻想的可能性與不可能性。涉及的理論從牛頓力學到相對

評分☆☆☆☆☆

質量還不錯，應該是正版書。

評分☆☆☆☆☆

書不錯，包裝嚴實，而且價格非常的實惠。

評分☆☆☆☆☆

好評隻為京豆豆

評分☆☆☆☆☆

&ldquo;進取號&rdquo;是如何在宇宙中進行麯速飛行的？

評分☆☆☆☆☆

不錯的一本書，有點意思

評分☆☆☆☆☆

有趣有料。

評分☆☆☆☆☆

好評！留著給兒子看的，我是過瞭歲數瞭。大概翻瞭一下，這本書還不錯。

評分☆☆☆☆☆

貨很滿意，不錯。