巫师、外星人和星舰:科幻与奇幻中的物理数学

中国厨具网? 2019-11-06


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内容简介

        从瞬间移形到太空电梯,从外星接触到星际旅行,科幻和奇幻作家笔下的世界总是充满奇思妙想。但是这些奇妙的设定到底是否可信呢?比如哈利波特系列中,威斯礼先生的飞行车能在现实中存在吗?哪些设定有可能成真?哪些根本就不可能实现?本书探讨了科幻与奇幻世界中最富创意的那些细节:比如时空扭曲、变形魔法、火箭推进器、飘浮蜡烛的照明效果等等,还向读者展示了其背后隐藏的物理学和数学原理。


        本书作者查尔斯?阿德勒运用浅显易懂的数学模型,和仅仅高中难度的代数学知识,覆盖了大量有趣的科幻和奇幻主题。其中既有厄休拉?勒古恩的经典著作,又有《星球大战》和《阿凡达》等科幻大片,帮助读者得以认清可能性的限界。阿德勒先生阐述了《哈利波特》和《德雷斯顿档案》等奇幻作品难以严格符合科学原理的深层次原因,以及魔法在麻瓜世界的科学之处。他详细讲述了星际旅行,让我们理解为什么它没有变得像科幻作品预言的那样经济又普及。阿德勒还从科学角度讲述了关于系外行星的知识,以及在现实中我们怎样寻找外星人,为什么工作的重点从无线通讯转向了太空望远镜。


        在全书的末尾,他探讨了人类与其他智能生物的终极命运。全书旁征博引,谈及巨量的科幻作家及其作品。不止在正文中包含若干故事梗概,还在附录里奉上了一份关于牛顿运动定律的速成简介。《巫师,外星人和星际战舰》适用于任何科幻和奇幻读者,不管你是喜欢踏踏实实的技术,还是天马行空的想象,它都会帮助你更好地理解有关科幻与奇幻的一切。

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作者简介

作者简介:


        [美]查尔斯.L.阿德勒Charles L. Adler查尔斯.L.阿德勒(1965— ),物理学教授及资深科幻爱好者。1992年在布朗大学获得博士学位,目前任教于马里兰州圣玛丽学院,教授的课程有物理学基础、科学与科幻等。他在本书中运用浅显易懂的数学模型对科幻/奇幻中大量有趣的主题进行了严格的分析,而且书中用到的大部分数学内容都不超过中学代数的知识。除了对科幻/神秘现象和历史感兴趣之外,他还是一位狂热的厨师和面包师,经常为家人烘烤面包。


译者简介:


        雒城资深译者,科幻爱好者,曾在社科院研究生院攻读数理逻辑。已出版多部科幻译著。

目  录

第1章 游戏开始

1.1创作本书的目的

1.2我的若干假设前提

1.3全书结构

1.4你需要掌握的数学和物理学基础知识

1.5能量与功率

 

第一部分 波特物理学


第2章 哈利·波特与守恒律

2.1奇幻小说的分类

2.2变形魔法与质量守恒

2.3幻影移形和动量守恒

2.4修复咒和热力学第二定律


第3章 霍格沃茨为何这么黑

3.1魔法与科技

3.2照明问题


第4章 魔兽及其证伪

4.1神龙现身

4.2如何构造一个巨人

4.3克莱伯定律之一: 美人鱼

4.4克莱伯定律之二: 猫头鹰、龙、鹰头飞马和其他飞天神兽

 

第二部分 星际旅行第5章技术革新: 汽车为何跟不上计算机

5.1未来世界的交通

5.2星际旅行的真相

5.3计算过程的能量需求

5.4普通汽车与飞行车的能耗分析

5.5低空轨道飞行


第6章 太空度假

6.1科幻小说中的未来: 太空假期便捷又便宜

6.2轨道飞行器

6.3任何太空行程的第一步: 太空行的能量代价

6.4太空旅程的资金来源


第7章 太空殖民地

7.1太空居民

7.2奥尼尔式殖民地

7.3重力问题

7.4太空站中的人工“重力”

7.5拉格朗日点

7.6地外生态和能源问题

7.7项目估价


第8章 太空电梯

8.1乘梯上太空

8.2地球同步轨道的物理学原理

8.3何谓太空电梯,它有什么用?

8.4建筑如何挺立,因何倒塌?

8.5拉力与耐力: 碳纳米管

8.6能量、“轿厢”、激光和推进系统

8.7成功可能性有多大1

8.8太空电梯的精准数据


第9章 载人星际航行

9.1这不是坐飞机,更不同于航海

9.2开普勒三大定律

9.3霍曼转移轨道

9.4Δ?瘙經及其他

9.5返程问题

9.6引力弹弓效应和混沌轨道

9.7成本问题


第10章 高级推进系统

10.1加速行进

10.2为什么化学推进系统无法胜任

10.3史上最著名的物理学公式

10.4高级推进系统设想

10.5“炸弹飞船”: “猎户座”推进器

10.6星际旅行前景展望


第11章 空想中的推进系统

11.1更具空想色彩的推进系统

11.2物质反物质推进系统的质量比

11.3辐射问题


第12章 星际旅行与相对论

12.1时间足够你做任何事

12.2爱因斯坦有没有搞错?

12.3若干疑难之处

12.4相对论背景下的匀加速运动


第13章 超光速旅行和时间旅行

13.1现实主义的答案

13.2非现实主义的回答

13.3为什么超光速就意味着时间旅行

13.4广义相对论

13.5引力时间延缓与黑洞

13.6虫洞和“奇异”物质

13.7祖父悖论和其他奇闻

 

第三部分 外星人与外星世界


第14章 寻找宜居行星

14.1阿德勒准则

14.2恒星的类型

14.3行星与其恒星之间的距离

14.4温室效应

14.5轨道偏心率

14.6行星大小与大气层保有能力

14.7安娜·卡列尼娜法则和宜居星球

14.8未解之谜


第15章 寻找史波克的科学方法

15.1系外行星和外星植物

15.2多普勒方法

15.3凌日现象与开普勒计划

15.4生命的特殊印记

15.5外星光合作用


第16章 与外星人对话的数学原理

16.1对外星生命的三种观点

16.2与外星人接触的动力

16.3德雷克方程模型与外星接触的数学评估

 

第四部分 古戈年

第17章人类的短期生存前景

17.1我们的世界将这样落幕

17.2短期风险,人为制造的灾难


第18章 建造一颗星球

18.1地球化改造

18.2火星的基本特征

18.3温度与火星大气

18.4大气中的氧

18.5经济收益


第19章 戴森球和环形世界

19.1戴森球

19.2戴森网

19.3尼文的环形世界

19.4环形世界、全球卫星定位和爱伦菲斯特悖论

19.5环形世界不稳定!

19.6让空想成为现实——以及有没有必要?


第20章 高级文明和卡尔达谢夫等级

20.1卡尔达谢夫等级

20.2我们现在的0.7型文明

20.3第Ⅰ类文明

20.4继续升级

20.5第Ⅱ类文明

20.6第Ⅲ类文明273第21章古戈年

21.1明天的明天

21.2“短期”展望: 5亿年以内的时光

21.3“中期”前景: 1013年以内

21.4“长期”前景: 直到时间尽头(古戈年)

21.5以黑洞为动力的文明

21.6质子会衰变——确定吗?

21.7古戈年——直到所有黑洞都蒸发

21.8我们最后的致意

致谢

附录牛顿三大运动定律

A.1牛顿运动定律

A.2常见的作用力 参考文献 译后记让科幻回归科学

绝版书3.9折抢购:超级记忆术大全集 套装全集共4册 高效增强记忆力训练


有趣的让人睡不着的量子论


图说相对论与量子论


量子宇宙(比肩《时间简史》世界公认优秀的量子力学入门书)


量子纠缠:鬼魅般的超距作用,科学中最奇特的现象


量子心世界(身心灵成长道路上必备的灵性科学书,在宇宙的无限可能中创造奇迹!)


缠绕的意念:当心理学遇见量子力学


宝宝的量子物理学绘本(中英双语)(套装共6册)


给孩子讲量子力学


量子力学(少年版)


跨越时空的骰子:量子通信、量子密码的背后原理



物理才是最好的人生指南


反脆弱:从不确定性中受益


潜意识:突破思维的墙,做最优秀的自己(畅销珍藏本)


简单的逻辑学


批判性思维(原书第10版)


大脑圣经:注意力集中、记忆力提升、越来越聪明的秘密


鬼谷子领袖智慧


思考的艺术(原书第10版)


画的力量


极简整理术



最美的英语单词认知书


美国经典专注力培养大书 (全8册)


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德国孩子最着迷的科学小实验(提高版)


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