《星际迷航》里的物理学 【正版书】 下载 pdf 百度网盘 epub 免费 2025 电子书 mobi 在线

¤史蒂芬•霍金作序，2011年美国最佳科普图书作者劳伦斯•M.克劳斯著

《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

¤科幻迷观影必备指南，探寻《星际迷航》的可能性和未来物理学的极限

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。

读者可以从多个角度看这本书：

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

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。

目录 -

 -

序言 -………… -00 -

 -………… -004 -

 -………… -006 -

 -

部分 -一场别的纸牌游戏 -

我首先会介绍惯性阻尼器和牵引光束，进而引出时空旅行、翘曲速度、护盾、虫洞，以及各种和时空有关的奇异概念。 -

章 -牛顿开启牌局 -………… -0 -

第二章 -爱因斯坦加注 -………… -020 -

第三章 -霍金亮出底牌 -………… -038 -

第四章 -戴达结束牌局 -………… -06 -

 -

第二部分 -无处不在的物质 -

在这部分中，大家会遇到传送光束、曲速引擎、二锂晶体、物质- -反物质引擎和全息甲板。 -

第五章 -传送原子，还是比特？ -………… -073 -

第六章 -正反物质与曲速引擎 -………… -099 -

第七章 -全息甲板和全息图 -………… -2 -

 -

第三部分 -谁在作祟？是无形的宇宙，还是夜间的幽灵？ -

我们会讲到一些未来可能会有的、但以目前的科技水平还见不到的一些东西，包括地外生命、多维时空，和一个融合了各种物理可能性和物理不可能性的奇异世界。 -

第八章 -寻找斯波克 -………… -23 -

第九章 -各种可能性 -………… -45 -

第十章 -各种不可能性 无法触及的国度 -………… -74 -

 -

 -………… -89 -

致谢 -………… -9 -

”

（美国）劳伦斯?M.克劳斯美国理论物理学家、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，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20年美国科普图书奖。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”。

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A famous paradox is to be found in both science fiction and physics: What happens if you go back in time and kill your mother before you were born? You must then cease to exist. But if you cease to exist, you could not have gone back and killed your mother. But if you didn't kill your mother, then you have not ceased to exist Put another way: if you exist, then you cannot exist, while if you don't exist, you must exist.

Jet pilots and NASA have a name for the force exerted on your body while you undergo high accelerations (as in a plane or during a space launch): G-forces. I can describe these by recourse to my aching back: As I am sitting at my computer terminal busily typing, I feel the ever-present pressure of my office chair on my buttocks -- a pressure that I have learned to live with (yet, I might add, that my buttocks are slowly reacting to in a very noncosmetic way). The force on my buttocks results from the pull of gravity, which if given free rein would accelerate me downward into Earth. What stops me from accelerating -- indeed, from moving beyond my seat -- is the ground exerting an opposite upward force on my house's concrete and steel frame, which exerts an upward force on the wood floor of ...

In our normal experience, it is time and space that are absolute, while speed is a relative thing: how fast something is perceived to be moving depends upon how fast you yourself are moving. But as one approaches light speed, it is speed that becomes an absolute quantity, and therefore space and time must become relative!

(a) Events that occur for one observer at the same time in two different places need not be simultaneous to another observer moving with respect to the first. Each person's "now" is unique to themselves. "Before" and "after" are relative for distant events.

(b) All clocks on starships that are moving relative to me will appear to me to be ticking more slowly than my clock. Time is measured to slow down for objects in motion.

(c) All yardsticks on starships that are moving relatvie to me will appear shorter than they would if they were standing still in my frame. Objects, including starships, are measured to contract if they are moving.

(d) All massive objects get heavier the faster they travel. As they approach the speed of light, they become infinitely heavy. Thus, only massless objects, ...

When electrons, which at rest are 2000 times less massive than protons, are accelerated to near light speed, they are measured to carry a momentum equivalent to that of their heavier cousins. Indeed, an electron accelerated to .999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999999 times the speed of light would hit you with the same impact as a Mack truck traveling at normal speed.

Each time the Enterprise accelerates to half the speed of light, it must burn 81 TIMES ITS ENTIRE MASS in hydrogen fuel. Given that a Galaxy Class starship such as Picard's Enterprise-D would weigh in excess of 4 million metric tons, this means that over 300 million metri tons of fuel would need to be used each time the impulse drive is used to accelerate the ship to half light speed! If one used a matter-antimatter propulsion system for the impulse drive, things would be a little better. In this case, one would have to burn merely twice the entire mass of the Enterprise in fuel for each such acceleration.

Since one must carry the fuel needed to stop aboard the ship during the period in which one is trying to speed up to half light speed, this means that just to go somewhere at half light ...

编辑推荐

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劋作性与不可劋作性，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。

书籍介绍

¤史蒂芬•霍金作序，2011年美国最佳科普图书作者劳伦斯•M.克劳斯著

《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

¤科幻迷观影必备指南，探寻《星际迷航》的可能性和未来物理学的极限

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。

读者可以从多个角度看这本书：

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

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。