物理真好玩（簡體書）

我之所以寫作這本書，是因為：物理是很有趣的！這也是我希望能在一開始就開門見山地告訴各位讀者的事情。

物理是一門非常有趣且具有魅力的學科，它記述了世界上的一切事物，並且，我們身邊的各種現象都與物理的思考及物理定律相關聯。

本書中的內容取材自最基礎、基本的物理知識，是大部分人在學生時代所學過的初中及高中階段的物理知識。很多人之所以對學校所教授的物理知識沒有興趣，就是因為其內容過於抽象、缺乏真實感，自然也就無法被理解。很多人認為這些知識與自己的生活及人生毫無關係，

只是用來應付學校的畢業考試而已。

我自己所學的專業就是小學、初中及高中初級的理科教育，原先也曾做過初中、高中的理科教師。我在當理科教師時的一個目標就是“希望當天的授課內容，能成為全家在一起吃飯時熱烈討論的話題”。

我覺得，如果理科的教學能讓學生學而有所得、有所感，並開闊心胸……這樣的效果才是最好的。可以說，本書就是將我的這種想法，以文章的形式體現出來的一個結果。

透過科學，人們對不可思議甚至充滿戲劇性的世界，一點點地加以解釋和說明，一點點地打開自然科學世界的大門。雖然還有未知的領域存在，但是大部分已被人們所

認知。

作為理科教育的專家，就是希望能從這些已知的內容，甚至更為基礎、基本的知識中取材，讓讀者們明白：你看，只要再前進一步，就能有新發現，這多麼有趣，不是嗎？

如果各位讀者在讀完本書後，產生了“這種情況是怎麼回事”“那種情況又是什麼原因”這樣的新疑問，也許就說明我的嘗試成功了。

例如，本書第 156 頁提出的“小球落入貫通地球的洞中會怎樣？”這樣的問題，衍生出在倫敦—紐約之間開通真空管道列車的設想。在不考慮空氣阻力、摩擦力等前提下，理論上僅靠重力是可以讓列車行駛的。

希望讀者們看了這部分內容後，也會產生類似“那樣的話，真空管道列車已經可以投入實際運行了嗎？”或者“短距離的話，列車在向高處行駛時也不需要牽引馬達的幫助，或是引擎等驅動裝置，成為只靠很少能量就能實現運行的交通系統”的擴展想法。

我今後也會將這些令人感動且讓人內心豐富的理科知識繼續深入地研究下去。

左卷健男

1 光線、光的反射和折射

在完全漆黑的房間裡能看見周圍環境嗎？ _ 003

假如你變成透明人的話 _ 007

棱鏡、光線、光的折射 _ 014

我們看不見的光 _ 020

2 熱現象

熱量與溫度有何區別？ _ 029

超高溫與超低溫 _ 034

加熱五日元硬幣，中間的圓孔會如何變化？ _ 046

我們都穿著“空氣衣服”_ 051

人類夢想的永動機 _ 053

3 質量、重力、浮力、密度、壓力

吃 1 千克食物體重會如何變化？ _ 065

稱一稱空氣的質量 _ 069

萬有引力與質量 _ 073

為什麼會有上浮與下沉？ _ 086

1 千克的棉花與鐵哪個重？ _ 097

比薩斜塔實驗是謊言？ _ 104

被高跟鞋踩到比被大象踩到還痛？ _ 111

喝果汁時的大氣壓 _ 117

4 靜電和電壓

靜電與動電 _ 123

油罐車的鐵鏈毫無意義 _ 128

用吸管進行的科學遊戲 _ 136

5 關於地球的物理學知識

測量地球大小的方法 _ 143

地球的時速是多少？ _ 151

小球落入貫通地球的洞中會怎樣？ _ 156

用杠桿撬起地球需要多少年？ _ 162

1941 年的“放射性食鹽”騷動 _ 165

後 記 _ 175

作者簡介 _ 177

在完全漆黑的房間裡能看見周圍環境嗎？

為什麼我們能看見東西？

我們的身體具備所謂的“五感”。其中的觸覺（觸碰時的感覺）、味覺（對味道的感覺）、嗅覺（對氣味的感覺）、聽覺（對聲音的感覺）都是通過與物件直接接觸而產生的感覺。

那麼你是否思考過，聽覺與視覺是如何與物件進行“接觸”的呢？聽覺是通過我們耳朵裡的鼓膜感知物體振動時所產生的空氣變化而形成的。那“五感”中剩下的“視覺”（看見的感覺）又是怎樣實現的呢？

視覺，即使遠離所看見的物件也能進行感知。這自古以來就被認為是不可思議的事情。古希臘的哲學家們也對所謂的“看見”有著深刻的思考。

為什麼我們能夠“看見”呢？最終得出了兩種結論。

一種叫作“光線流出說”。它認為是從我們眼睛中射出叫作“視線”的光，其接觸到物體，從而形成了視覺。另一種叫作“光線流入說”。它認為是物體本身發出的光進入我們的眼睛，從而被我們看見。而“光線流出說”中所提出的“通過從我們的眼睛中衍生出類似觸手的‘視

線’捕捉物體並返回”的想法，對於我們現代人來說，一定很奇怪吧。

但是，又要如何用“光線流入說”來解釋如“巨大的山體發出的光是如何進入我們小小的眼睛，然後被清晰地縮小並呈現的”這樣的問題呢？由於當時的人們還沒發現鏡頭成像的原理，所以對此也感到無法理解。當時的人們還認為，巨大山體的光射進眼睛的話，由於眼中的光線太多，視線會變得十分混亂。

“光線流入說”最終被確立，是因為人們後來明白了“光是沿直線傳播的，並且能通過鏡頭的折射最終投射在幕布上”的原理，而人眼中就有類似鏡頭、幕布等作用的

結構。

電影院中的光束

我們的眼睛是球狀的結構，由起到類似鏡頭作用的眼角膜與晶狀體，以及感知光線的視網膜等組成。

射入眼睛的光線，會通過眼角膜與晶狀體後投射到視 網膜上。當我們看遠處和近處的物體時，會通過改變晶狀體的厚度來進行對焦。而投射在視網膜上的是一個倒立的像（上下顛倒的像）。視網膜上分布著很多的視神經細胞，其感知到光線後會通過視神經將這些信息傳遞給大腦。大腦對這些信息進行處理後，再將視網膜上的倒立像變換成正立像，這樣我們才能看見物體。

那麼，假設有一間一塵不染的、沒有任何光線的漆黑房間，在這樣的房間裡，我們能用眼睛看清楚周圍的環境嗎？

答案是不行的，無論我們怎麼仔細地看也看不見任何東西。在完全漆黑的、沒有光線的地方我們是看不見的。

如果可以睜大眼睛看見一點的話，那就說明還是有一絲微弱的光線存在。

做個實驗吧，在白紙上戳一個細小的圓孔，然後蒙在手電筒上，這樣就會從圓孔中射出一股細小的光束。將這股細小的光束橫著放在眼睛前 1 厘米的位置，你能看見這束光線嗎？

即使放在 1 毫米的近處我們也看不見它。因為如果想 要看見，就必須讓光線射入眼睛才行。

注意，之前我們在描述房間時提到了“一塵不染”。因為如果有塵埃的話，塵埃自身會將光線向著四面八方進行漫反射，其中有一部分光線就會進入我們眼中，我們就能看見光了。電影院中的光束之所以會被看到，就是因為這個原理。

手電筒射出的光束照到墻壁後，我們能看見被光線照射的墻壁。這是因為墻壁會將光線反射到各個方向，而其中就會有光線進入我們的眼睛。