《怪奇物理的日常大冒險》書評:從愛因斯坦到量子力學,漫畫看懂「近代物理」是什麼?

《怪奇物理的日常大冒險》書評:從愛因斯坦到量子力學,漫畫看懂「近代物理」是什麼?
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我們想讓你知道的是

看完《怪奇物理的日常大冒險》,你對物理可能還是懵懵懂懂,但是對這個習以為常的世界,可以有另一種視野。

文:寒波(生命科學碩士、文學與電影愛好者、戳樂黨員,主要興趣為演化,希望把好東西介紹給大家。部落格「盲眼的尼安德塔石器匠」、同名粉絲團「盲眼的尼安德塔石器匠」)

「時空是科幻的終極老梗,任何書本或電影製造驚險動魄畫面的速食方案。時空跳躍幾乎可以用來解釋所有的劇情漏洞。還能得到又美又炫目的燈光效果。跟速食一樣,好吞嚥,難消化。而且方便回家!」

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物理學不只是宇宙之道,也影響我們的日常生活

對於21世紀的我們,時間旅行、黑洞、雙胞胎悖論等等概念,即使沒讀過科幻小說,也很難沒在影劇作品中見過。儘管一般人對這些名詞毫不陌生,卻沒幾個人能講出背後的玄機,《怪奇物理的日常大冒險:又酷又能學到東西的漫畫量子力學,迷人又好笑的相對論》這本書,可以提供普通人入門級的相關知識。

這本書是漫畫,或是可以視為圖像小說(graphic novel)。我們必須承認,物理不是簡單的學問,高中生物理科考不及格是正常,就算及格往往也是懵懵懂懂。原本考試不及格的學生,看完本書大概也不會變及格,但是肯定能獲得一些有趣的知識。這本書的編排相當有邏輯,從日常生活出發,一步一步揭開宇宙的奧秘。

為了方便讀者閱讀,本書安排許多物理明星輪流登場,最知名的物理學家愛因斯坦戲份最重,還有牛頓、霍金、薛丁格等人。他們都是極聰明的人,能夠參透宇宙的大道理,不過他們發現的知識不只能解釋宇宙運行,在我們的日常生活中也能見到。

牛頓力學不用多談,從殺豬公到上太空無所不在;愛因斯坦的相對論聽來深奧,事實上距離我們也不是太遙遠。物理現象無所不在,例如時間和空間緊密相連,重力越強,時間越慢,所以時間在高山上流動的比地面慢,像是海拔1615公尺高的科羅拉多波德市,每年比地面更快5微秒,另外體重在高處也比較輕。不過這些差異都極其微小,平時很難察覺差異存在。

重力
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但是微小的差異,有時候累積起來也很可觀。例如GPS導航這麼生活的東西也受到時空扭曲的影響,我們習以為常的空間其實被重力彎曲,假如沒有根據廣義相對論校正,每天GPS將大約累積10公里的誤差,無法找到正確的位置。

GPS
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GPS最初是美國軍方的定位系統,1970年代安裝衛星時,物理學家告訴軍方,衛星上時鐘的行走速度比地面快,軍方仍測試了兩個系統。事實證明,愛因斯坦被證實超過50年的理論,不只能解釋遠方的星辰,也掌管大家身邊的地球。

創造奇蹟的愛因斯坦,其實是成績不錯的「好學生」

事在人為,理論由人提出,比起外星或馬雅理論,大眾通常對人更感興趣。向一般人介紹演化,往往從畢業即失業、只好出國深造的達爾文出發;介紹DNA與分子生物學,時常從克里克、華生的雙螺旋講起。帶領讀者進入近代物理的世界,本書毫不意外推出那個人——愛因斯坦。

當局者迷,在事情發生以後,往往要經過一段時間以後回顧,才能得知某個時候其實是歷史上的關鍵時刻。20世紀初,不少物理學家認為世界的奧秘大致上都已知曉,克耳文爵士表示:「現在,所有謎底都已經解開,剩下的只是要做更精準的測量」。可以想見即使是最優秀的物理專家,1905年時讀完愛因斯坦的四篇論文,恐怕一時也不會意識到,世界再也和以前不一樣了。

克爾文2
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一百多年後,光是這四篇獨立研究的主題仍然值得細細品味:提出狹義相對論、證實原子存在、提出光量子理論,以及最知名的質量與能量之關係:E=MC2

愛3
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當時愛因斯坦只有26歲,卻整個顛覆了人類對世界的認知,加上十幾年後的廣義相對論,令愛因斯坦成為人盡皆知的物理巨星、整個20世紀影響力最大的科學家。大概是因為知名度太高,任何話只要是愛因斯坦講的,好像就很有道理,所以有許多所謂的愛因斯坦名言,事實上他從來沒有說過。

愛因斯坦名言
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有些勵志文章或教養故事,把愛因斯坦描述為學習不佳的「壞學生」,不過這就和「拿破崙很矮」一樣只是誤會(拿破崙身高大概在166到170公分之間,即使現在都不算太矮,更何況他那個時代),這說法能帶給小孩學習困難的父母一絲希望,可惜並非事實。他小時候收到一本代數書,不但把題目通通做完,還發明自己的畢達哥拉斯定理證明;他的數學技能遠遠高於一般人,只是不如專業數學家而已。

要說愛因斯坦對教養的啟示,以下事實非常值得深思:愛因斯坦的數學能力不如數學家,但是提出相對論的是愛因斯坦,不是那些數學家。

看完還是不太懂,但是好像很厲害!

愛因斯坦只是近代物理的開始,本書透過相當有條理的編排,逐步帶出原子結構、量子力學、波粒二象性、測不準原理、逆因果(未來決定過去)、量子纏結、弦論等等主題。像是未來決定過去這種概念,乍看十分違反直覺,目前也缺乏完善的解釋;不過物理,或任何走在人類思想前端的科學,不都是這樣嗎?

逆因果
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另一位相當知名的物理學家霍金,本書也畫龍點睛般地利用他的形象,細節還請各位自行在書中尋找。總之最後是這樣:「結果漁夫找到一艘更大更漂亮的船!他邀請新朋友史蒂芬.霍金一起去釣魚。然後他們就釣到好多好多的魚。」

看完《怪奇物理的日常大冒險》,你對物理可能還是懵懵懂懂,但是對這個習以為常的世界,可以有另一種視野。

相關書摘 ►《怪奇物理的日常大冒險》:人類首度證實自己能逃脫時間的牢籠

書籍介紹

本文摘錄自《怪奇物理的日常大冒險:又酷又能學到東西的漫畫量子力學,迷人又好笑的相對論》,八旗文化出版

作者:勞倫・薛弗(Laurent Schafer)
譯者:宋宜真

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「這本書真是迷人又好笑啊!」
──卡洛.羅維理(Carlo Rovelli),
迴圈量子重力理論重要創建者,著有《七堂簡單物理課》

法國Dunod出版社與漫畫家暨科普作家Laurent Schafer合作,推出《怪奇物理的日常大冒險:又酷又能學到東西的漫畫量子力學,迷人又好笑的相對論》,透過逗趣卻不失嚴謹的劇情安排,學習正確的現代科學知識。就連國際知名的義大利物理學家羅維理都讚許這本漫畫。

跟著一個普通的家庭進行生活冒險,一個隱藏的現實逐漸被揭露,這個世界全然不是你原本想像的那樣!漫畫中,那些徹底改變我們對現實看法的科學家:愛因斯坦、薛丁格、玻爾等等,也一一現身說法,向我們解釋一個新奇迷人的隱藏真實:時間是會變動的,質量是空無的,空間是不一致的,而量子是不可預測的。

這是一場輕盈、愉快又有趣的旅程。讀完本書,之後你要是在聚會時聽到有人講「量子」或「相對論」,就不必再偷偷溜走了。而且,可能沒多久之後,這個開口閉口會談到量子或相對論的人就是你喔!

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責任編輯:翁世航
核稿編輯:朱家儀