“全球十大教師”之一、西班牙超火的“網紅”科普播主大衛?加耶，以幽默風趣的方式探索40個科學問題：把你的房間和宇宙都搞亂的是同一個“神秘力量”？時間真的存在嗎？住在樓下的鄰居比住在樓上的你活得更久？如何結交到一個外星人朋友？需要多少隻蜘蛛纔能停下一架波音747……所有腦洞大開的問題的答案，都在這裡！

本書不僅涵蓋數學、地理、物理、化學等知識，還將這些知識與人們的生活相關聯，讓讀者迅速獲取新的知識，體驗科學帶來的樂趣。

大衛·加耶（David Calle）

教師、作家。曾被教育界的諾貝爾獎“全球教師獎”評為2017年度十大教師之一，還被《福布斯》雜志評為“百大創意人”之一。他的個人YouTube科普頻道，截至目前粉絲數超百萬。

譯者簡介

姜寧

青年譯者，本名江鋻玲。畢業於北京大學外國語學院西班牙語專業，已取得西班牙語專業八級證書、西班牙語DELE考試C1證書。曾參與2018年CCTV5拉美足球專欄訪談節目的翻譯工作。

精彩書評

一本激發好奇心、學習欲望以及研究欲望的書。

——《暫停》雜志（TimeOut）

科學仍然充滿了懸而未決的問題，一些科學事實雖然是日常生活的一部分，卻沒有被公眾注意到。大衛能夠用一種簡單易懂的方式，利用人們非常容易明白的相似的原理，來解釋日常生活中的科學。

——《方法》網站（Method）

在這本書中，你將了解什麼是等離子體，北極光是如何產生的，以及為什麼天空是藍色的。你會發現雲的重量，也會搞明白什麼是暗物質。或許你無法記住書中所有的知識，但依舊會覺得愉快。

——讀者評論

前言 

1住你樓下的鄰居為什麼比你活得久？

2在珠穆朗瑪峰之巔水的沸點是多少？

3人眼有幾百萬像素？

4《星球大戰》裡的飛船違背了哪些物理定律？

5“π”的粉絲

6給我一個支點，我將會撬起整個地球

7和一個外星人交朋友的概率有多大？

8不存在的顏色

9一朵雲等於幾頭大像的重量？ 

10左撇子沒那麼稀罕，隻是有點特別罷了

11花椰菜中隱藏的幾何秘密

12如何逃離地球？

13戀愛的粒子

14機器人將來會掌控我們嗎？

15關於地球的真相和謊言

16天空為什麼是藍色的？

17時間存在嗎？

18為什麼宇宙和你的房間一樣，總是很容易變得一片混亂？

19未來我們會變成半機器人嗎？

20一個沙子堆成的城堡能多高？

21怎麼劃分銀河裡的各種文明？

22無鉛汽油和地球的年齡有何關繫？

23為什麼月球拋棄了我們？

24鏡子是什麼顏色的？

25儒勒·凡爾納是預言家嗎？

26把一個足球送上太空要花多少錢？

27晶體管不（隻）等於收音機

28為了進行重力實驗，伽利略摔壞了多少蘋果？

29宇宙中哪裡*冷，哪裡*熱？

30“意外發現”和Z幻劑有什麼聯繫？

31時空共振

32你屬於理科，還是文科？

33需要幾隻蜘蛛纔能剎住一架波音747？

34風力發電機和霹靂車之間有什麼共同點？

35科學不隻是男孩的事

36南北磁極倒置的話會發生什麼？

37怎麼在水面行走？

38地球為什麼會變暖？

39未來，世界地圖是怎樣的？

40關於宇宙中我們不知道的一切

精彩書摘

精彩語錄：

1.如果把漫長的宇宙歷史濃縮成一年的時間，那麼人類僅存活於這一年的*後一秒中。

2.赫拉克利特[赫拉克利特：哲學家，代表作為《論自然》。]在2500年前就預言過：“*永恆不變的隻有變化本身。”

3.愛因斯坦曾說過：“你不要渴望用相同的想法和做法來獲得不同的結果。”

4.就像暗物質的情況一樣，許多物理學理論的誕生都是為了闡釋已有理論無法解釋的新現像，

5.一個處於高速運動狀態的時鐘會走得更慢，一個更強的引力場也會讓時間變得更慢。

試讀：

住你樓下的鄰居為什麼比你活得久？

看看身邊的鐘，嘀嗒嘀嗒地走著，一直保持著同一個節奏，像前進的列隊一樣永不停歇。嘀嗒、嘀嗒……不管被放在哪裡，也不管被移動的速度是快是慢，所有的鐘都保持統一的節奏運轉著。我們通常認為我們所處的宇宙遵循牛頓運動定律，根據定律，宇宙中不同的空間坐標和時間坐標是彼此獨立的，即“*時空觀”。時間的前進不會受任何事物的干擾，就這麼嘀嗒嘀嗒地走著……

然而，我們的這種想法僅僅來源於表面上的感覺，在通常情況下，我們的感覺往往不正確。早就有研究表明，時間並不是完全一成不變的，它其實是*能夠被改變和調整的一個概念。這是天纔物理學家阿爾伯特·愛因斯坦在1905年發布的狹義相對論中提出的一個觀點。這一年中，愛因斯坦發表了五篇劃時代的物理學論文，顛覆了整個科學界，因而被稱作“愛因斯坦奇跡年”。

愛因斯坦發現：在不同的運行速度下，時間的運轉會發生變化。打個比方，假設我現在是靜止不動的，而你騎著自行車前進（自行車是愛因斯坦*喜歡的交通方式），那麼你的時間會比我的時間走得慢。對於在自行車上的人（處於運動狀態的人）來說，時間會變慢，我們通常稱這種物理現像為“時間膨脹”。那為什麼我們平時沒有察覺這個現像呢？那是因為這是“相對論效應”之一，相對論提出這種現像隻有在以“相對論速度”運行的時候纔能被人感知—也就是以光速前進。

光的速度在真空中約為3×108米/秒，對所有慣性參考繫來說都是如此，因此光速是一個*概念，也是宇宙中物體運動速度所能達到的極限。這是愛因斯坦相對論成立的一個基礎前提。在日常生活所能達到的運動速度下（如自行車的前進速度），兩個人之間時鐘快慢的差別微乎其微，但是不能說不存在。

然而，如果兩個人中有一個人乘上一艘極快的宇宙飛船去旅行呢？在這種情況下，著名的“雙生子佯謬”實驗就出現了，這是一些物理學家為了闡釋狹義相對論而提出的一個有趣故事。想像一下，地球上有一對雙胞胎，其中一個馬上要登上一艘以光速前行的超級飛船來進行太空長途旅行，而另外一個沒那麼有冒險精神，準備留在地球上等他的兄弟歸來。我們假設這個飛船去了離地球*近的星繫—半人馬座阿爾法星（距地球約4.4光年），他的前進速度是光速的0.8倍。

當做太空長途旅行的他回家時，這對雙胞胎會驚訝地發現：在啟程時，他們還是一樣的年齡，而現在，留在地球的那個已經比他的兄弟老了4歲。地球上已經過去了10年，而在飛船上隻過去了6年（這涉及另外一個“相對論效應”—空間收縮效應。根據這個理論，宇航員的飛行距離會比理論上的距離短）。時間對於兩個人而言，並不是以同樣的速度在變化的。在旅程中，我們這個冒險家比他的兄弟少過了4個生日。所以說，如果飛行距離足夠遠、飛行速度能達到光速，那麼當他回來時，太陽可能已經變成了一顆紅J星[紅J星：一種演化晚期的恆星，是恆星燃燒到後期所經歷的一個較短的不穩定階段。]（到這個階段，大約已經過了50億年的時間），地球也已經被太陽吞噬了。簡而言之，如果我們認定光速不變，那麼時間和空間坐標就會互相影響，並隨之變化，隻有這樣纔符合物理定律。

那麼，我們怎樣纔能確定這些都是真的呢？雖然目前以光速實現星際旅行的可能性不太大，但在1971年，物理學家喬·哈菲爾與理查德·基廷已經用實驗證明了相對論。他們將一個高度精確的銫原子鐘（銫是非常珍貴素）放在飛機上，讓飛機沿直線先向東、後向西飛行，同時把另外一個一模一樣的鐘留在美國華盛頓的海軍氣像天文臺做對照。經過實驗，他們發現同狹義相對論中的預測一致，兩個時鐘確實走得不一樣。盡管差距極小，但高度精確的銫原子鐘能夠顯示出這種差距。

科學逸事：證明相對論的另一種方法—通過檢測μ子（渺子）數目來觀察。這是弗裡希和史密斯兩人在1963年進行的實驗。渺子是一種帶負電微粒，質量為電子的207倍，能夠在大氣中通過宇宙射線的作用被檢測出來。一個渺子的平均生成時間大約是22微秒，之後會自然衰變成其他粒子。弗裡希和史密斯兩人發現，靠近地面實際檢測出的渺子數目遠遠大於理論數目—通過理論計算得出，地面處應該僅僅隻有27個渺子存在（渺子在飛行過程中理應進入衰變期），然而實際檢測到412個渺子。我們大概可以這麼解釋這種神秘的現像：當渺子以趨近光速的速度飛行時，這些微粒的時間走得比靜止在地面上渺子的時間要慢得多。同上一個例子中的宇航員一樣，這些渺子衰老得更慢，進入衰變期的時間也比地面上計算出的時間更長。因此，在地面附近檢測到的渺子數目比預想的多。

但這還不是全部。愛因斯坦在發布狹義相對論後繼續進行研究，直到發布了一個更加先進的理論—1915年公布於世的“廣義相對論”。“廣義相對論”把宇宙中的引力場解釋為時空局域的幾何性質表現。這個理論涉及宇宙大爆炸理論、宇宙的未來以及黑洞。這個理論表明：除了一個處於高速運動狀態的時鐘會走得更慢，一個更強的引力場也會讓時間變得更慢。舉個例子，地下室中的時鐘會比在頂樓的時鐘走得慢，因為引力場的強度會隨著到地心距離的增加而減弱。所以說，如果你住在低樓層，那你就是個幸運兒……同理，在日常生活中，我們之所以無法感受到這種變化是因為引力場的差異微乎其微，但是如果你能處於電影《星際穿越》的場景，那你就會明顯感受到這種現像。在電影的一個情節裡，有一隊的宇航員需要離開飛船，降落在“米勒”星球。這個星球位於一個叫“卡岡圖雅”的超大質量黑洞中，這裡的引力場極強。同時，有一個宇航員留在了飛船上站崗。對於離開飛船的那些宇航員來說，隻過了一小會兒（我無意劇透，但在電影中確實如此，他們隻是去經歷了幾個冒險罷了），但是當他們回到飛船上時，他們發現站崗的伙伴已經變成一位老人了。因為在米勒星球的1小時等於在飛船上的7年。

在地球上，人們也通過高度精確的銫原子鐘證實了這個效應。實驗者把銫原子鐘放在不同的高度上，果然探測到這些相同的時鐘之間產生了幾納秒的差異，正如廣義相對論中所預測的一樣（由此可見，為了確保GPS定位衛星繫統的有效性和準確性，我們必須把這個效應考慮在內）。下一次，當你去實地考察你將要居住的房子時，請你記住愛因斯坦的理論，以及這個效應。畢竟，時間就是金錢，而且是一直在流動的金錢—嘀嗒、嘀嗒……

……