所评图书：

书名：《魔鬼物理学1：隐藏在日常生活背后的物理学知识》

作者：（美）詹姆斯·卡卡里奥斯

译者：鲁东旭

出版社：中信出版集团

出版日期：2018年3月

 

每天早晨，很多人都不得不依靠闹钟，才能按时起床。但很少有人思考这样一个问题，为什么（老式）闹钟并没有电源，却不仅能够计时，还能准时发出声响？

（老式）闹钟钟面上的指针运动到特定位置时，杠杆会弹起，释放此前处于压缩状态的弹簧，一根敲击棒会在两个金属壳之间来回振动，这就是闹钟声响的奥秘。你可能已经注意到了，闹钟工作的关键在于弹簧。弹簧被拉伸时，会产生回弹力，拉伸的幅度越大，产生的回弹力就越大。

我们早上起床后，第一个动作是刷牙。现在人们听从牙医的建议，选用电动牙刷，刷够3分钟。那么，电动牙刷又是以什么原理来保证工作的呢？为什么电动牙刷会通过基座充电，牙刷刷头和手柄却都可以拿到水流下冲洗？

美国明尼苏达大学物理学与天文学教授、美国物理学会和美国科学促进会授奖作者詹姆斯·卡卡里奥斯在其所著的《魔鬼物理学1：隐藏在日常生活背后的物理学知识》一书中就解释指出，电动牙刷装有一个小型的电动机，让刷头来回振动，完美的模拟了最规范的手动刷牙动作。电动牙刷里的电动机与可反复充电的电池相连，刷牙时将电池里存储的电势能转化为旋转动能。

电动机中的线圈位于小磁体的S极和N极之间，电流通过形成磁场，让线圈被扭曲，然后让围绕线圈直径方向的杆发生转动。当使用者打开牙刷开关后，电池产生的直流电每半个周期就变化一次方向，进行工作。另外，电动牙刷之所以显得“不怕水”，原因是手柄、刷头等多数部件都是绝缘的塑料制品。

看到这里，你当然已经发现了，《魔鬼物理学1：隐藏在日常生活背后的物理学知识》这本书讲述的是与我们每一个人生活息息相关的物理学知识，这些知识中涉及到的物理学原理和法则，巧妙无痕的融合在各种常见物件、设备之中。我们而今可以在完全不了解相关物理学知识，或者不能将物理学知识与有关物件、设备运作原理对应起来的情况下，完成使用——但必须指出的是，也正是因为对于家用电器、工作设备、电子产品及其他相关物件、设备背后的原理和知识知之甚少，所以很多时候我们在购置相关产品时就会被广告、推销牵着鼻子走，在使用中会常常犯错，还可能因此给自己、家人或其他人带来伤害。从这个意义上讲，学一点隐藏在日常生活背后的物理学知识，从所谓的物理学“小白”变成具备基本常识的达人，对于提高我们生活和工作质量，具有很重要的意义。

《魔鬼物理学1：隐藏在日常生活背后的物理学知识》这本书也有助于青少年读者了解认识物理学这门学科的重要性，增强对于学习和应用物理学的兴趣。全书各章分别以一位商务人士从早上起床、吃早饭，到开车进城、到诊所看病，再到乘飞机出差做商务报告，最后在酒店入睡的一整天为场景，将各时段、各类情境下所接触到的各类物品、设备以及相关的使用过程，都进行了物理学视域中的解说。书作者行文流畅活泼，在讲清物理学原理的同时，注重可读性和趣味性，深入浅出，让读者更加深切的领会到，生活与物理学紧紧地联系在一起。

书中第二章设计的场景是开车进城，其中就谈到了上班族经常遇到的堵车。包括高速公路、快速通道在内，城市道路到了高峰期似乎就没有不拥堵的时候。书作者解释说，高峰时段的车辆拥堵，其实跟较高密度情况下，原子的运动方式相似。

物理学领域中，当原子密度较大，彼此之间就会形成大幅度的扰动，比如水分子相互作用，会产生波；同样，高峰时段，驾驶员看到前方车流中出现空当时，不会减速来保持与前车的距离，而是会加速来缩短与前车的距离，避免其他车辆“加塞”——但每辆车的司机都采用这种方式时，就使得车群聚集度很高，流畅度降低，任何一辆车出现的起步延迟、操作失误等小问题，都可能引发车群速率的降低。

实际上，无人驾驶汽车相比人工驾驶的优势，就体现在纳入联网数据和智能控制系统的无人驾驶汽车车群，可以避免人工驾驶组成的车群所出现的彼此扰动，从而兼顾很高的行驶速度、很近的车间距离与安全性。

书中第四章“去机场”，介绍了常见的安检流程及相关的物理学原理。车站、机场使用的金属探测器，原理跟前面提到的电动牙刷颇为相似，探测器工作状态下会形成线圈磁场，如果被检测者身上有隐匿的金属物品，就会改变磁场从而发出警报。

近年来，许多国家和地区的机场采用了“毫米波”扫描安检仪，来检查乘客的衣服下面是否藏有非法用品，书作者解释说，这其实就是对“反向散射”原理的应用——探测光线在两种密度不同的介质的分界线上如何发生散射。不过，我们应当对机场安检设备的安全性感到放心，因为全身扫描安检仪所用到的微波，比微波炉中的要微弱得多，甚至比手机发送短信时所用的微波还要弱。