The Physics of Superheroes [平裝] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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☆☆☆☆☆

Kakalios，James 著

圖書標籤:

• 物理學
• 超級英雄
• 流行科學
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• 漫畫
• 娛樂
• 科普
• 物理
• 趣味科學
• 大眾科學

齣版社： Gotham

ISBN：9781592402427

商品編碼：19123002

包裝：平裝

齣版時間：2006-09-21

頁數：364

正文語種：英文

商品尺寸：13.5x20.1x2.3cm;0.408kg

內容簡介

In Hey! Listen to This, Trelease brings together forty-eight read-aloud stories that parents and teachers can share with children ages five through nine. His choices range from folktales (Uncle Remus, The Pied Piper of Hamelin, and The Indian Cinderella) to classic favorites by such wonderful children's authors as Roald Dahl (James and the Giant Peach), E. B. White (Charlotte's Web), Beverly Cleary (Ramona the Pest), C. S. Lewis (The Lion, the Witch and the Wardrobe), and L. Frank Baum (Ozma of Oz). In addition, Trelease has written a special introduction to each story and makes suggestions for further reading. When read aloud, these marvelous tales will amuse and entertain as they immerse children in the world of books. A collection of fairy tales, folklore, and famous stories from around the world arranged for reading aloud.

作者簡介

James Kakalios is a professor in the School of Physics and Astronomy at the University of Minnesota, where he has taught since 1988, and where his class "Everything I Needed to Know About Physics I Learned from Reading Comic Books" is a popular freshman seminar. He received his Ph.D. in 1985 from the University of Chicago, and has been reading comic books for much longer.

精彩書評

"'Kakalios has written a book for the general reader... [that] is difficult to put down... [that all this] is accomplished with enough humour to make you laugh aloud is an added bonus' Publishers Weekly" --This text refers to an alternate Paperback edition.

前言/序言

深入解析經典力學：牛頓、拉格朗日與哈密頓的交匯 本書聚焦於物理學原理在宏觀世界中的基礎應用，側重於牛頓力學體係的嚴謹推導、能量守恒定律的深刻理解，以及經典理論嚮更高級（如拉格朗日和哈密頓）力學框架過渡的數學美學。 本書旨在為對經典物理學有紮實基礎，並渴望進一步探索理論深度和數學嚴謹性的讀者提供一本詳盡的指南。我們摒棄瞭對流行文化或虛構場景的探討，而是將全部篇幅投入到對經典力學核心概念的精細剖析中，從最基礎的運動學概念齣發，逐步構建起一個完整、自洽且具有強大預測能力的理論體係。 第一部分：牛頓體係的基石與精確測量 本部分將重溫艾薩剋·牛頓爵士奠定的經典力學大廈，但其深度遠超初級教科書。我們不僅會闡述三大定律，更會著重分析這些定律在非慣性係（如鏇轉參考係）下的修正形式，特彆是科裏奧利力和離心力的精確推導及其在地球物理學中的實際應用（例如對大尺度氣流的影響）。 1. 運動的精確描述： 我們將詳細探討矢量分析在描述瞬時速度和加速度中的作用，並引入瞬時速度的概念，而非僅僅依賴於平均速度。對麯綫運動（如拋體運動在存在空氣阻力時的復雜解）的分析，將要求讀者掌握微分方程的初步解法。 2. 力的本質與相互作用： 重點解析牛頓第三定律的深層含義——動量守恒的必然結果。隨後，我們將分析幾種基本力（引力、彈性力、摩擦力）的數學模型。其中，對萬有引力在不同質量分布下的場強計算，特彆是對球對稱體和均勻細杆的引力計算，將作為經典場論的初步訓練。 3. 功、能與動量的精細化處理： 功的概念將超越簡單的力乘以距離，深入探討保守力和非保守力做功的差異。勢能的概念將被係統化地引入，展示勢能麯麵如何決定粒子的運動趨勢。動量定理的應用將延伸至碰撞問題的分析，包括彈性、非彈性以及完全非彈性碰撞在不同參考係下的轉換規律，強調動量與角動量守恒的普適性。 第二部分：係統動力學與約束的藝術 當物理係統變得復雜，包含多個相互關聯的物體時，直接使用牛頓定律的矢量形式將變得極其繁瑣。本部分將引導讀者進入更高效、更具普適性的分析力學框架，即拉格朗日力學。 1. 約束的數學錶述： 係統中的約束（如剛體、單擺的繩長固定）如何通過數學方程來限製自由度？我們將分類討論完整約束和非完整約束，並引入拉格朗日乘子法來處理有源約束力（Constraint Forces），區分哪些力不産生功，哪些力是係統演化的驅動力。 2. 變分原理的威力——最小作用量原理： 這是分析力學的核心。我們將詳細介紹歐拉-拉格朗日方程的推導，該方程是通過對係統作用量（Action Functional）進行變分得到的。我們將展示，對於任何保守係統，其運動軌跡總是使作用量取得極值的路徑。 3. 拉格朗日量的構造與應用： 拉格朗日量 $L = T - V$（動能減去勢能）的構造方法將被係統闡述。通過實際例子，如雙擺、連接的滑塊和彈簧係統，我們將演示如何利用坐標變換（廣義坐標 $q_i$）來自動消除復雜的約束力，從而簡化動力學方程的求解過程。 第三部分：哈密頓力學的深化與相空間幾何 拉格朗日力學雖然強大，但它仍然是二階微分方程的體係。本部分將進一步抽象，過渡到哈密頓力學，這是一個基於一階微分方程的、更深刻的理論框架，它直接導嚮量子力學的正則對易關係。 1. 勒讓德變換與哈密頓量的定義： 我們將通過勒讓德變換，將描述係統的廣義速度 $(dot{q}_i)$ 替換為共軛動量 $(p_i)$，從而構建哈密頓量 $H(q, p, t)$。在許多保守係統中，$H$ 即為係統的總能量。 2. 哈密頓正則方程： 我們將推導齣（或驗證）哈密頓正則方程組： $$dot{q}_i = frac{partial H}{partial p_i} quad ext{和} quad dot{p}_i = -frac{partial H}{partial q_i}$$ 這些一階方程組的對稱性和簡潔性，揭示瞭能量和廣義坐標之間的深刻聯係。 3. 相空間的幾何結構： 我們將介紹“相空間”的概念——一個由所有 $(q_i, p_i)$ 坐標構成的空間。係統的演化軌跡在相空間中被精確描繪。本節將深入探討泊鬆括號（Poisson Brackets）及其性質，闡明它們如何成為經典力學中守恒量的判據（即：如果一個量與哈密頓量在泊鬆括號下的值為零，則該量守恒）。 4. 泊鬆括號與李維爾定理： 李維爾定理（Liouville's Theorem）——即在相空間中，流體微元體積在時間演化中保持不變——將被詳細證明。這錶明瞭經典力學在統計物理學中的根基：相空間中的密度分布是不變的。 結論：經典力學的邊界與展望 全書的最終目標是讓讀者清晰地認識到，雖然牛頓力學在日常尺度上完全適用，但拉格朗日和哈密頓力學提供瞭更本質、更適用於所有保守係統的數學結構。這種從特定力到能量泛函的抽象提升，是理解後續理論物理（如場論和量子力學）的必經之路。全書專注於嚴謹的數學推導和物理概念的內在邏輯，完全不涉及任何現代物理或科幻背景的元素。

評分☆☆☆☆☆

這本書對我來說，與其說是一本物理讀物，不如說是一本關於“思維拓展”的工具書。我以前總覺得，物理學是關於冰冷數字和抽象定律的，直到我開始思考如何用這些定律去“限製”那些看似無限的想象力。作者在討論不同英雄的能力時，巧妙地融入瞭對量子力學、熱力學甚至電磁學多方麵的涉獵，形成瞭一種全景式的分析圖譜。我特彆欣賞作者對於“超能力的反作用力”這一概念的執著探討。他似乎對每一次英雄的“齣手”都充滿瞭敬畏，並堅持要計算齣這背後的代價。這種對因果關係的深度挖掘，使得整本書的論證邏輯非常紮實，沒有絲毫的“為瞭解釋而解釋”的敷衍。讀完後，我不再僅僅是一個超級英雄故事的被動接受者，而是有能力在腦海中進行一場實時的物理學模擬，評估每一次爆炸、每一次跳躍的閤理性。它極大地增強瞭我的邏輯推理能力和對世界運作底層規律的好奇心。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我最大的驚喜，在於它成功地架起瞭通俗文化與高等物理之間的橋梁，而且這座橋梁的質量齣乎意料地高。許多科普書籍往往在深入到一定程度後，就變得晦澀難懂，仿佛是把大學課堂搬到瞭紙麵上。但這本書顯然投入瞭大量的精力去打磨敘事風格。它沒有犧牲精確性，卻極大地優化瞭可讀性。我記得有一段是關於“時間暫停”的理論探討，作者沒有止步於狹義相對論的錶麵，而是引入瞭對時空幾何的思考，同時用非常生活化的比喻來解釋龐大而抽象的引力場效應。閱讀的過程更像是一場高智商的辯論會，作者不斷地嚮我們展示，即便在最天馬行空的科幻設定中，我們也無法逃脫宇宙的基本法則。對於那些想在朋友聚會時，能用一套縝密的理論來反駁“超人怎麼可能飛起來”的質疑者來說，這本書簡直是絕佳的彈藥庫。它讓“超能力”從單純的視覺奇觀，升級為可分析、可建模的物理現象。

評分☆☆☆☆☆

老實說，我一開始是抱著一種看“惡搞”或者“科普小品”的心態打開這本厚厚的書的。畢竟，用嚴謹的物理學去審視那些違反常理的超能力，聽起來就像是在尋找一個不可能的答案。然而，這本書徹底顛覆瞭我的初始判斷。它的結構組織得極其精妙，不是一味地強調“這不可能”，而是像一個偵探在收集證據一樣，細緻入微地探討“如果這可能，需要滿足哪些條件”。比如，對於隱形衣的研究部分，作者深入探討瞭光綫的摺射、反射，甚至提到瞭材料科學的前沿概念，這已經超齣瞭普通科普讀物的範疇，更像是一份跨學科的研究報告。我尤其對其中關於超級力量對生物骨骼結構影響的討論印象深刻。它迫使我跳齣“英雄就是無所不能”的刻闆印象，去思考一個擁有超人體能的個體在日常生活中會麵臨哪些潛在的生物力學災難。這種深入骨髓的探究精神，讓原本的幻想變得“可計算”瞭，極大地提升瞭閱讀的智力密度。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是為那些對現實世界物理學抱持著一絲不屑，卻又對漫畫世界裏那些超能力心馳神往的人準備的。我花瞭整整一個周末沉浸在這些復雜的概念和飛揚的想象中，老實說，收獲遠超預期。作者沒有簡單地羅列公式，而是巧妙地將那些我們耳熟能詳的超級英雄——比如那位來自氪星的飛行員，或者那位在城市間穿梭的蝙蝠俠——置於一個極其嚴謹的物理框架下進行“解構”。讀到關於超人如何著陸而不把地麵砸齣一個大坑的章節時，我幾乎要放下書去翻閱牛頓力學教科書瞭，但作者的解釋既專業又帶著一種令人會心一笑的幽默感，成功地將一個看似枯燥的力學問題轉化成瞭一場智力上的探險。我特彆欣賞作者對於能量守恒定律在諸如閃電俠高速奔跑和奇異博士開啓傳送門時的應用分析，那種將科幻想象力“拉迴”現實尺度的嘗試，非常引人入勝。它不是一本教你如何成為超級英雄的書，而是讓你在下一次看到電影中英雄升空時，能從更深層次理解支撐（或者說“破壞”）這一場景背後的科學邏輯。這本書讓人在享受虛構故事的同時，也能感受到科學思維的魅力。

評分☆☆☆☆☆

我得承認，我是一個對細節極度挑剔的讀者，特彆是涉及科學理論的書籍。通常這類書要麼過於膚淺，要麼過於冗長。但《超級英雄的物理學》找到瞭一個近乎完美的平衡點。它避開瞭那些已經被討論爛瞭的“能量來源”問題，轉而深入挖掘瞭一些非常小眾但極具啓發性的物理難題。例如，關於“超高速移動時空氣阻力與聲障問題”的章節，作者不僅計算瞭突破音障所需的推力，還細緻地分析瞭衝擊波對周圍環境的破壞性，這是一種非常負責任的科學態度。這本書的價值不在於“證明”超級英雄的存在，而在於它提供瞭一種獨特的“科學質疑”的視角。它教會我們如何用批判性的眼光去看待任何被呈現齣來的“奇跡”。它的語言風格轉換得非常自然，時而嚴謹如教科書，時而又俏皮得像個熱衷於解謎的大學教授，這種多變的節奏感，讓漫長的閱讀過程充滿瞭新鮮感，完全不會感到疲勞。