時報悅讀:愛因斯坦的詭辯(BE0067)──解開十二個物理學的迷惑

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物理化學

愛因斯坦的詭辯(BE0067)──解開十二個物理學的迷惑
The Strange Case of Mrs. Hudson's Cat : and other sicence mysterious solved by Sherlock Holmes

類別：自然‧科普‧數理>物理化學
叢書系列：NEXT
作者：科林．布魯斯
Colin R. Bruce
譯者：汪仲
出版社：時報文化
出版日期：2000年03月21日
定價：300 元
售價：237 元(約79折)
開本：25開／平裝／328頁
ISBN：9571330906

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▼ 推薦序 1

科學探索

．張經霖

這是一本非常有趣的偵探小說，我們的主角福爾摩斯這次不但以他一向貫有的敏銳觀察力和超乎常人的直覺，屢建奇功，偵破懸案。並且他更以豐富的物理知識分析案情，抽絲剝繭，在偵破一件件懸疑繁複的犯罪案件的過程中融入了對於有趣物理現象的闡釋。

作者科林．布魯斯（Colin Bruce）博士幽默的筆鋒把絕頂聰明的麥克勞夫特、查倫傑和桑默李皆寫成學問極為淵博而脾氣略為古怪的正直角色。他們三人分別為福爾摩斯講解相對論、波動說和粒子說。福爾摩斯的伙伴華生醫生則是誠懇忠厚的角色，充滿了喜感，他對各項物理原理的瞭解，總是最慢的。這讓讀者有充分的機會去輕鬆地理解這些深奧的道理。故事中人物的互動往往在緊張的偵探情節中穿插一些妙語如珠的對話，令人不禁莞爾，會心一笑。

我們研究科學的奧祕和偵探們調查案情時所用的探索方法，其實是相當地類似。許多數據或線索表面看起來似乎平淡無奇，卻可能蘊藏了豐富的訊息。這些訊息可能——在科學研究上——是揭開某件科學奧祕的關鍵，也可能——在案情的調查上——是偵破犯罪行為的鐵證。

近代物理的兩大支柱，相對論和量子理論，在對於時空和物質的認知上都提供了新的觀點。由於這個新的觀點相較於傳統物理與人們的普通常識是相當「顛覆」的，所以在論證這些新理論的時候產生了許多似非而是的「詭辯」（Paradox）。本書 12 個獨立的故事中各自有一個神祕的犯罪案件，每一件案子的線索都需要先瞭解一個物理的詭辨才能獲得合理的解釋去釐清案情。

科林．布魯斯以其對物理詭辯的深刻研究和偵探小說的熱愛，在本書中提供了一套即使沒有受過基本物理訓練的人也可以理解的近代物理課程。雖然每個故事是各自獨立的，但是其中的物理原理則是循序漸進，由淺入深。

首先在古典物理的重要突破性發現的範疇中，由哥白尼的「地動說」開始，科林．布魯斯解釋了地球運動如何影響一個單擺的擺動方向，接著在潛水伕的神祕死亡案中，他陳述了「燃素」理論如何被推翻。原子理論幫助醫生破解了密醫以稀釋毒藥的「偏方」欺騙病人的把戲。

接著相對論提供了質量和能量轉換的觀念，並以相對運動的基本原理解釋，如何判斷出生時是連體嬰的雙胞胎到底哪一位比較年長，也就是所謂「雙胞詭辯」（Twins Paradox）。光速極限的觀念也由投機商人想以「抄近路」的電報牟取不法利益的故事而獲得闡釋。

在量子理論的領域中，測不準原理成了一個彩票欺騙案中的主要理論根據。而光的波動說與粒子說的精彩辯論引出了一系列頗具巧思的實驗，對於理解此一學說有莫大的助益。

本書雖闡述了許多高深的物理理論卻能以通俗的故事導航，使讀者們不致迷失，同時全書所使用唯一的數學定理就是直角三角形的畢氏（Pythagoras）定理，除此之外幾乎完全不使用數學工具。所以連華生醫生這種患有數學恐懼症的人也能一窺近代物理的堂奧。

作者另外一項重要的成就是巧妙地以通俗的語言介紹了「思想實驗」（Thought experiment），並用以闡釋比較難懂的相對論和量子理論。這種推理方式不僅有助於理解高深的理論，也可以應用在分析一般事理上。

所以這是一本極具娛樂性的物理初學教材，也可以為已具物理基本知識的讀者提供幾個生動而有趣的例子。

（本文作者為淡江大學物理系副教授）

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