話說那有趣的物理

10931 謝潔怡

阿札羅夫《物理早自習》

                                          http://www.books.com.tw/products/0010382100

本書概要：

這是一本對話形式的物理類書籍，是由物理學家阿札羅夫，和不熟悉物理的心理學家妻子貝慈，利用每天早餐時間的閒談物理。閒談的內容，就從「第一位物理學家是誰？」開始，搭配了貝慈每天準備的美味早餐，例如高「質量」的班尼迪克蛋、帶著「能量」的熱蛋糕、有「慣性」的熟煮蛋……。

　　阿札羅夫借題發揮，用十八頓早餐時間，娓娓道出四百年來、數十位大物理學家的軼事，以及他們的偉大革命性的發現。牛頓真的有被蘋果砸到頭而發現重心引力嗎？電燈真的是愛迪生發明的？快翻開這本書來看！

　　千萬別以為物理學就是一堆惱人的公式和演算，這本《物理早自習》可以幫助你撥開迷霧不再「霧裡看花」，直接見識到物理學的精華。因為阿札羅夫運用了很多的譬喻法使內容更加生動易懂，如果你學過物理，只知其然卻不知所以然，只要輕輕鬆鬆自修《物理早自習》（最好搭配著你美味的早餐），就能對「萬物之理」獲得前所未有的洞識。

內容摘錄：

        「......電壓到底有多危險？」「問得好，這是個很好的問題！真正危險的，並不是電壓，而是電壓和電流的乘積，我們稱這個乘積為電功率，而你知道的，功率的單位是瓦特（Ｗatt）。」（ｐ.91）

　　很多人都以為電燈是愛迪生發明的，其實並不是......，愛迪生的挑戰是，找出一種很耐久的燈絲材料。在成功找出一種碳化的棉線來作燈絲之前，愛迪生試驗過一千種以上的材料，包括一個蘇格蘭人的紅色頭髮！......愛迪生本人深信，電力的大量使用應該是直流電，也就是類似那種由電瓶發出來的電。但現在幾乎所有的電力公司，輸送出來的都是交流電。（ｐ.95）

　　「光線是粒子也不對，是波動也不對。十九世紀末的物理學家是怎麼處理這件事的？」「處理起來有些棘手。傳說物理學家在星期一、三、五，相信光是一種波動，在星期二、四、六，相信光是一種粒子。」「那麼星期天呢？」「星期天，他們大部分都上教堂，尋求上帝的指示去了。」（ｐ.134）

我的心得：

讀完了生平第一本內容是物理學的書，我有一股成就感油然而生。而且居然有一種奇妙的感覺：我像是看完了物理版的《一千零一夜》（天方夜譚）！原本想說物理這門科還能多有趣，沒想到滿讓我看得津津有味的。而且你不必擔心在這本書中會孤單寂寞之類的，因為作者的妻子和你一樣不熟悉物理，（喔，畢竟她是心理學博士，她還是能理解得很快且可馬上舉一反三。）不過你還是可以放輕鬆，想像作者阿札羅夫就正一邊吃著美味的早餐，一邊跟你滔滔不絕的詳解「牛頓平方反比律」、分享可愛的費曼先生一籮筐的趣事、開愛迪生的玩笑......還有和諾貝爾獎擦身而過的克汝克士。另外，當我看到貝慈幽默的比喻實在是忍不住的笑了出來，她說：「我想到一個很棒的例子來說明牛頓的第三運動定律，就是當你吻一個人的雙唇時，不可能沒有另一對雙唇吻你。」這的確也符合各自作用在不同的物體上的條件，真的很有玩味。

話說，人們很喜歡問世界上「第一名」或是「最......」的事物，就算是物理也一樣。常常聽物理老師說這個物理學家發現了什麼粒子，那個物理學家提出了什麼理論。因此我很好奇，那，第一位物理學家是誰呢？「書中自有黃金屋」，《物理早自習》中果然提到了第一位物理學家，是伽利略。因為他把現實世界裡的實驗結果推廣到理想世界中。他的出發點不像古人是偏向技藝方面的運用（像是為統治者占卜、預測吉凶），也不像他人只是空談、沒有根據。因此他才被認為是第一位物理學家。

而文中對我來說最令人感覺無能為力就是熱力學吧！它的第一定律是說：任何封閉系統的總能量，是組成整個系統的個別部分的能量，加上系統對外所作的「功」或外界對系統所作的功的總和。乍看之下好像沒問題，是很正常的理論。但如果把這個理論的範圍擴大到宇宙呢？因為能量守恆定律是千變萬化且適用所有系統的，所以，「宇宙的總能量是守恆的」！而在大腦皺紋最多的愛因斯坦證明質量也是一種能量、可以互相轉換後，宇宙的質量和能量加起來的值也是守恆的！所以將範圍縮小到十七世紀工業革命的蒸汽機，當時的人們想要做出理想中最有效率的蒸汽機根本就是不可能的事。因為給的能量只有那些，不可能有更多的能量無中生有！就像貝慈所說的：「你不可能會贏！」對當時的工廠可真是莫大的挫折啊。

而且阿札羅夫也提到，我們的宇宙一直在「失序」，就是失去能量，越來越冷，最後就一片死寂，因此在非常遙遠的未來，宇宙就再也沒有可以做功的能量了。不過不必擔心，因為在那一天來臨之前，我們眼前還有當務之急的事，就是如何控制地球暖化日益嚴重的趨勢、臭氧層破洞等科學家、綠色組織吼破了喉嚨的環保議題。最後，熱力學的第三定律，英國有位物理學家朗福德說了很妙的比喻：依照熱力學的第一定律和第二定律，你不但不可能贏，也不可能平手，但這個第三定律更慘───你還不能不玩，由不得你喊停！這下我終於明瞭印地安酋長為什麼奉告我們「把每一天都當作是最後一天來活」了。熱力學真是悲觀啊。到最後，我們的世界還是被物理這獨裁者所支配、統治？不過悲觀也無濟於事，倒是有很多「物理統治世界」有趣的事。

之前曾看過一篇報導，美國加州大學的一位物理學家寫了一篇論文報告向法庭證明，由於另一輛車的遮擋，即使自己停了車，卻仍然存在讓警察誤認為沒有停車的可能性。替自己「在先停再開的標誌區沒有停車」的罰單成功辯護。他不僅按照論文格式，而且物理公式、分析圖表俱全，並成功說服法官撤銷了這張400美元的罰單，於是「物理打敗罰單」事情便傳開來......雖然後來有人發現這篇論文中的瑕疵，覺得應該是在欺負法官是外行人。不過法官相信他也撤銷了罰單，也就只好這樣囉。這就是物理有趣之處啊！