用物理学来解释日常事物让生活变得更有趣更丰富

《茶杯里的风暴：用日常之物揭开万物之理》

（英）海伦·切尔斯基 著 阳曦 译

北京联合出版公司

◎郑渝川（书评人）

又到了冬天。当我们用羽绒服、围巾把自己裹得严严实实的时候，河里、池塘的鸭子（如果有的话）会仍然果断地跳进水里，飞快地滑动脚掌寻觅水中的食物。

问题来了，鸭子为什么不像人那么怕冷呢？剑桥大学物理学博士、伦敦大学学院物理学家海伦·切尔斯基曾多次参与英国广播公司（BBC）的科普节目制作，还为杂志媒体撰写科普专栏，今年被英国皇家物理学会授予了威廉·汤姆森·开尔文勋爵奖章。海伦·切尔斯基解释说，鸭子拥有脚部保暖的独门秘方。

高温物体会将能量传递给低温物体，两者温差越大，温度、流量的流动就越快，反过来，温差越小，流动就越慢。鸭子心脏的温度大约有40摄氏度，温暖的血液沿着其双腿动脉向下流动，而静脉则将脚部变冷的血液送回心脏。因为动脉紧邻静脉，所以动脉会将能量传递给静脉，两者相差无几。沿着鸭腿继续往下，其静脉和动脉的整体温度都会下降，而动脉温度总是略高于静脉，到了带璞的鸭脚时，动脉血的温度已经降低到与水温差不多的水平。这也意味着，鸭子冬天在冰面或者水面，损失的能量极其有限。海伦·切尔斯基说，海豚、北极狐、海龟等不少动物物种都独立演化出了类似的策略。

热量总是从较热的物体流向较冷的物体，但热量流动速度还受到物体性质的影响。比如我们将开水分别注入陶瓷杯和金属杯，金属传热的速度极快，杯子将很快变得烫手。金属和陶瓷的基本成分都是排列整齐的原子，为什么会出现这样的差异？海伦·切尔斯基在其所著的《茶杯里的风暴：用日常之物揭开万物之理》中指出，陶瓷杯体现的是靠整个原子传递振动的结果，每个原子会推挤身边的原子，能量沿着整道链条层层传递，之所以我们可以握着装满开水的陶瓷杯的把手而不会被烫伤，是因为这种方式传递能量的速度很慢。陶瓷、木头、塑料，都是热的不良导体。而金属的器皿传递热量则快得多，原因是金属原子周围都有活泼的电子，可以轻易地交换电子，这意味着传递热振动的速率会提升到一个很高的水平。

正是因为热在不同材料介质中的传递速度不同，所以人们就利用不同材料来控制热能分配。比如，炒锅的锅身当然会选择传热性能好的金属，但锅柄就必须选择那些传热较慢的材料。

《茶杯里的风暴：用日常之物揭开万物之理》是一本知识性、趣味性很强的科普佳作。书作者运用物理学的基础知识从生活现象说起，一步步延伸到由前沿技术推动发展的新兴产业。用物理学来解释我们的生活，揭示世界的奥秘，可以减少我们对于层出不穷的新技术、“黑科技”的惶恐心理，比如，把手机放在床边睡觉，是否真的如一些人所说的那样，会带来致癌的辐射？此外，物理学知识能够提高我们在生活决策中的效率，减少或防止被骗，比如让我们选购到货真价实的偏光太阳镜，而不是商家宣称具有五花八门功能但实则只是普通太阳镜的新奇产品。同时，物理学知识还具有极大的趣味性，能够让我们的生活本身变得丰富多彩，例如我们可以煮沸植物来提取色素，将紫甘蓝煮沸后，留下的水加上醋，就会变红，加上洗衣粉溶液则会变成黄色或绿色。海伦·切尔斯基说，“利用厨房里随手可得的原料，你可以调制出彩虹的所有颜色”……

对于那些对世界还怀有一颗好奇心的读者来说，海伦·切尔斯基是一位值得你去了解的科学家，而阅读《茶杯里的风暴》是学习物理学的一条权威而便捷的通路。

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