爱因斯坦的狭义相对论就是告诉你如何换算。你俩相对速度是多少,你看到他手里的尺子会缩短多少呢?时间慢了多少呢?这都是可以计算的。归根到底,狭义相对论描述的是个运动学问题。中学物理课一开始就讲运动学。不过那是基于绝对时空观构建的运动学。在爱因斯坦看来,当相对速度很低的时候,狭义相对论就和传统的运动学完全兼容。牛顿的体系不过是狭义相对论在低速下的一个近似。时空是一个不能分割的整体。空间有三个维度,时间也是跟它们平起平坐的一个特殊维度罢了,合起来就是四维时空。
——摘自 第一章
人体是个非常复杂精妙的生物体,我们拥有眼睛、心脏和大脑这样不可思议的器官。这都是自然选择和演化的杰出成就。人体非常强大。但是为什么人类又有这样或者那样的疾病呢?眼睛会得近视,心脏会有心肌梗塞,大脑会出现阿尔兹海默症。为什么我们没能演化出一个十全十美的人体呢?DNA保存了整个生命的蓝图。遗传物质决定了我们长成什么样子,如果我们断掉一根手指的话,为什么不能再长出一根完整的手指呢?明明所有设计图纸都在基因里保存着。螃蟹掰掉一只钳子,还能再长出一只呢。为什么人就不行呢?不仅如此,我们都知道高脂肪会引起肥胖,那么为什么我们见了高热量的食物总是管不住嘴呢?为什么人体会有如此多的BUG呢?
——摘自 第九章
在牛顿的时代,大家普遍认为,力需要接触才能起作用,因此声波的传播离不开空气。引力是少有的不需要接触就能产生力的作用。拉普拉斯首先用数学的方式来描述引力的分布。离地球越近,引力越大;离地球越远,引力越小。那么可以画出空间的引力分布图,这就是引力场,场可以无限延伸。至于这个场是个数学工具,还是个实实在在的东西,拉普拉斯也没说清楚。让人们真的领悟到变化的场有什么样的作用,还是在人们发现了电磁场以后。
经过法拉第和麦克斯韦的努力,电磁学建立起了一套复杂的体系。电磁学理论一经确立,我们便可以回答有关电磁场的动力学问题。比如,当你拿起电荷上下摇动时会发生什么?你摇动电荷的时候,会自然而然地产生电磁场的涟漪。变化的电场引发变化的磁场,反过来,变化的磁场又引发了变化的电场,这些涟漪以波的形式向外扩散。这就是电磁波。顾名思义就是电磁场的波动。说的更简单一点儿,就是光。
——摘自 第十二章
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