物理再渣也会在伽老师的世界里有奇遇...
节前最后一天了，技术类文章是否有点看多了，来篇极客物理学，准备开启劳动节，如果你还是喜欢技术书，移步图灵书讯看看有哪些自己还没发现的书！
这是一个有关物理科学的幻想故事，旨在让普通人，甚至是小学生读懂相对论和量子理论。操刀这个故事的是 20 世纪最伟大的科普作家之一、物理学家伽莫夫。虽然这本书目前已经成为科普界的传世经典，然而，当年（1938 年初开始构思这一系列故事），伽老师的文章曾被七家杂志社拒稿。后来经达尔文的孙子引荐，寄给了剑桥大学出版社科普杂志《探索》的编辑斯诺博士，于是才有了这一系列故事陆续刊登在《探索》上。
1940年，已刊登的故事经过整理和扩充集合成书 Mr Tompkins in Wonderland 出版，并由约翰·胡卡姆设计了趣味横生的插画。1944 年，Mr Tompkins Explores the Atom 出版，这时候胡卡姆已经退休，作者自己绘制了胡卡姆风格的插画。出版后两本书一直重印不断，成为最受欢迎的科普作品之一。1960 年代，之前的两本书并为一本，伽莫夫又亲自增订，补充了一些有关裂变和聚变、恒稳态宇宙，以及涉及基本粒子难题的新故事。
图灵为大家引入的是剑桥大学出版社 2012 年推出的版本（基于 1960 年代的修订版）。
经典诞生不易，且读且珍惜。
伽老师故事的主人公叫小汤（汤普金斯先生），他是一家大城市银行的小职员。小汤对现代物理学感兴趣，但跟我们一样，物理理论的长篇大论让他昏昏欲睡。而在梦境中，他进入了许多不同寻常的物理世界：有个世界的光速变得很小很小，有个宇宙的膨胀和收缩周期只有短短两小时，还有个世界的普朗克常数变得很大很大，而在原子世界中，他则化身为一个电子……就这样，通过小汤在这些梦中物理世界的种种奇遇，伽老师在这部科普经典中向我们生动讲解了相对论、宇宙学、量子理论以及粒子物理的诸多基本概念，让我们得以更清晰地理解我们所实际生活的物理世界。
小汤就是你我这种普通人的化身，不论物理有多渣，一旦进入伽老师的世界，你就会经历各种物理艳遇...哦，Sorry，是奇遇。信不信，下面我们要 inception 了，分别进入量子常数失控、宇宙歌剧和量子丛林的梦境，你准备好了吗？
小心！量子常数也失控
“最终结论是我们的宇宙是有限的、自我闭合的？”“好吧，”教授说道，“这个问题实际上仍悬而未决。爱因斯坦在他关于宇宙学的几篇原始论文中指出，宇宙是大小有限的、自我闭合的，并且不会随时间变化。后来，苏联数学家亚历山大·弗里德曼指出，爱因斯坦的基础方程允许存在宇宙随时间膨胀或收缩的可能性。这一数学结论后来为美国天文学家埃德温·哈勃所证实。他利用威尔逊山天文台的 100 英寸口径望远镜观测到星系相互飞离，也就是说，我们的宇宙正在膨胀。但这种膨胀是会一直进行下去，还是会在某个遥远的未来转为收缩，这仍然成问题。而要想解决这个问题，我们只能借助更加细致的天文学观测。”
就在教授说着话时，周围似乎发生了极不寻常的变化：大堂的一端变得极其小，把所有家具都挤在了一起，而另一端则变得如此之大，以至于在汤普金斯先生看来，整个宇宙都能被装进去。一个糟糕的念头涌上他的心头：要是海滩上的一片空间，莫德小姐在作画的那片空间，被撕离宇宙的其他部分的话……他将再也见不到莫德小姐了！他匆忙跑向门口，隐约听到教授在身后喊道：“小心点！量子常数也失控了！”当汤普金斯先生来到海滩时，他的第一感觉是海滩非常拥挤。数千个姑娘在各个方向上横冲直撞。他心想：“这让我如何找得到莫德小姐啊？”但接着他发现所有这些姑娘看上去都跟教授的女儿一模一样。这时他才意识到这都是不确定性原理捣的乱。当这波量子常数异常大的冲击波过去之后，他看到莫德小姐站在海滩上，眼中充满了惊恐。
宇宙歌剧
当那天早上吃早餐，汤普金斯先生把前夜做的梦告诉教授时，老人看上去深表怀疑。“宇宙的坍塌，”他说道，“当然会是一个非常戏剧性的结局，但我想，星系之间相互退行的速度如此之大，以至于现在的膨胀永远不会转为坍塌，并且宇宙会一直膨胀下去，使得空间中的星系分布越来越稀疏。而当构成星系的所有恒星都耗尽了核燃料而燃烧殆尽时，宇宙就会变成一众又冷又黑的天体散布在无限空间中的模样。
“然而，有些天文学家并不这样想。他们提出了所谓恒稳态宇宙论，认为宇宙并不随时间改变：它从无限远的过去开始就是我们现在看到的这个模样，也会继续以这个状态存在到无限远的未来。当然，这与大英帝国试图维持其在世界上的现状的美好原则相符，但我并不倾向于相信这种恒稳态理论是正确的。顺便一提，这个新理论的创立者之一，剑桥大学的一位理论天文学教授，写了一部以此为主题的歌剧，下周会在皇家歌剧院首演。为什么你不为莫德和你自己订两张票去听听呢？说不定会相当有趣。”
根据剧本上所说，他是来自比利时的乔治·勒梅特神父，他第一个提出了膨胀宇宙理论，即人们常说的大爆炸理论。汤普金斯先生仍然记得他的咏叹调的第一节。
哦汝，原初原子，
包含万事万物！
分裂成无数极小的碎片。
星系始形成，
各带原始能量！
哦汝，放射性原子
哦汝，包含一切事！
哦汝，宇宙大原子——皆主之功！
演化史向我们
透露了那一场
终结于灰烟的盛大烟火。
站立余烬中，
面对消逝群星，
我们试图去追忆
创世的辉煌灿烂。
哦汝，宇宙大原子——皆主之功！
在勒梅特神父唱完他的咏叹调后，出现了一个瘦高的家伙。再次根据剧本所说，他是乔治·伽莫夫，一位在过去三十年里都在美国度假的苏联物理学家。下面就是他所唱的：
好神父，我们的理解
在许多方面一样。
从它的摇篮时期起，
宇宙一直在膨胀。
从它的摇篮时期起，
宇宙一直在膨胀。
......
量子丛林探险
汤普金斯先生从各个角度打量了那头大象，它非常魁梧漂亮，但它的行为与他在动物园里见到的那些大象相比并没有什么明显不同。他转向教授说道：“你说这是一头量子大象，但它在我看来就像一头普普通通的大象，行为也不像用它的某位亲戚的象牙做成的台球那样有趣。为什么它不向四面八方弥散开来呢？”
“你的理解能力真的是慢得出奇，”教授说道，“这是因为它的质量非常大。我之前告诉过你，所有位置和速度的不确定性都取决于质量；质量越大，不确定性就越小。这也是为什么量子现象在普通世界中观察不到，哪怕是在像灰尘颗粒那样轻的物体上，同时却对电子（它要比灰尘轻上百亿亿倍）来说非常重要。现在，量子丛林中的量子常数相当大，但它仍然没有大到能对像大象这样重的动物的行为产生显著影响。一头量子大象的位置不确定性只有通过近距离观察它的轮廓才能被注意到。你可能已经注意到，它皮肤的表面并不是那么清晰，而是看上去有点模模糊糊。随着时间的流逝，这种不确定性会非常缓慢地增加，我想这就是为什么当地人传说来自量子丛林的年长大象长着长长的毛。但我预期所有更小一些的动物身上会表现出非常显著的量子效应。”
“这次旅程我们将不会骑马进行，”汤普金斯先生心想，“这难不成还是件好事？要不然的话，我将很有可能永远也不会知道我的马是在我的两腿之间，还是在下一个山谷里。”
在教授和带着枪的理查德爵士爬上了大象背部的象轿，汤普金斯先生，这位新的驭象人，一手握着刺棒，也在大象颈部就位后，他们开始向着神秘的丛林进发。
想不想知道量子丛林里他们还有哪些奇遇？讲真，即使不想知道，也要勇敢告诉自己不要错过这本《物理奇遇记》，一本适合各个年龄段阅读的超级给力的科普物理读物。
Mr. Tompkin in Paperback
作者：乔治·伽莫夫
译者：率铭岐
定价：39.00元
原汁原味的乔治·伽莫夫的科普经典之作！长销五十多年，它让新物理学变得那么生动真实
作者乔治·伽莫夫（George Gamow，1904—1968），俄裔美国物理学家和宇宙学家。他最早利用量子隧穿效应解释了原子核的 α 衰变。他是大爆炸宇宙学模型的早期支持者和奠基者之一，率先研究了宇宙大爆炸后化学元素的生成过程。他还提出了一个氨基酸编码的洞见，促成了 DNA 遗传密码理论的建立。
——罗杰·彭罗斯（英国数理物理学家、数学家和科学哲学家）
原汁原味的乔治·伽莫夫的科普经典之作：不同于后来经过他人增补的版本，本书保留了伽莫夫文字的原貌。
长销五十多年，魅力历久弥新：通过汤普金斯先生在梦中物理世界的种种奇遇，伽莫夫将相对论和量子理论的基本概念改编成了适合孩子们阅读的迷人故事。
配有乔治·伽莫夫和约翰·胡卡姆绘制的精彩插图。
为了反映物理学的新进展，添加了一些必要的注释。
目
引言 1
1 城市速度极限 3
2 教授那场让汤普金斯先生听睡过去的相对论讲座 13
3 汤普金斯先生休了个假 25
4 教授关于弯曲空间、引力和宇宙的讲座 39
5 脉动宇宙 53
6 宇宙歌剧 65
7 量子台球 77
8 量子丛林 97
9 麦克斯韦妖 109
10 快乐的电子部族 127
10½ 汤普金斯先生睡过去的那部分讲座 145
12 在原子核内部 153
13 老木雕师 167
14 真空中的空穴 185
15 汤普金斯先生品尝了一顿日本料理 197
扫一扫，京东购
扫一扫，当当购
扫一扫，亚马逊购
文末福利
读过《物理奇遇记》的小伙伴来说说你对哪些故事片段的印象最深刻，这本书对你产生了什么实实在在的影响。什么，还没读过，还不快去买买买！
留言，精选 3 位小伙伴送出已经畅销 78 年的经典《物理奇遇记》，截止 2018 年 5 月 4 日。
（图片来自freepik.com）
☟☟☟ 点击【阅读原文】查看更多科普书
相关内容
微信扫码咨询专知VIP会员