學者也許會無休無止地討論“極客”（geek）和“書蟲”（nerd）這兩個詞之間的差別。于我而言，兩者并沒有什么區(qū)別。這兩個光榮的頭銜都是用來褒獎一群致力于某一個特殊領(lǐng)域并為自己感到驕傲的男人和女人的。一個極客或許對吞噬一頭奶牛尸體的所有不同類型的昆蟲很有研究。也許一個書蟲能辨認出絕地武士使用的各種不同類型的光劍。極客可以構(gòu)建出一流的東西，在他筆下，一樁樁事情都妙趣橫生。他們中有些人又和我如出一轍：喜歡把東西統(tǒng)統(tǒng)拆開，來弄明白里面的部件如何運作，但回過頭來又不一定能裝回去。我認為極客和書蟲已經(jīng)不再是與什么消極事物相聯(lián)系的標簽了。無論誰都很喜歡別人以極客來稱呼自己。極客實在是太酷了，如果看過《生活大爆炸》或者《流言終結(jié)者》這樣流行的電視節(jié)目你必定能領(lǐng)悟。事實上，在我們內(nèi)心深處，都至少藏著這么一棵極客、書蟲的萌芽，這種存在對我們自身意義非凡。

那我又是什么人？我也是極客嗎？當然。在我還很小的時候，我就對極客類的東西很頗感興趣了：宇宙空間、漫畫讀物和科幻小說。我也自己動手制作過一些東西，在青少年時期我完成了一個早期項目：一個小型的電子設(shè)備，由兩節(jié)光電池和一個馬達組成，用來記錄下光束的運動的軌跡。那時，這件小東西我喜歡極了。此后，我繼續(xù)學習物理，最終成為了東南路易斯安娜大學的一名教員。然而對于那些過去玩過的極客類的東西，我的喜愛自然絲毫不減半分。在這個世界上，還有什么能比把我學到的物理知識和極客文化結(jié)合起來的樂趣能讓我更感到愉快？或許只有一罐花生黃油或一個果醬三明治吧，不過這也只是可能罷了。所以，我做的就是這個事情。我用兩個基本思路來觀察周遭的世界。第一，基本的物理概念，比如：動量定理，動能定理，或者電與磁之間的關(guān)系（我們把這種關(guān)系叫做麥克斯韋方程）。但這個并不是我在分析真實和虛擬現(xiàn)象時所用到的全部手段。我還用到第二個——構(gòu)建模型。模型是什么？難道就是我在孩提時代玩過的汽車模型玩具嗎？沒錯！模型是任何一件用來代表其他物體的物體。萬有引力定律引出的數(shù)學公式詮釋了兩個物體的質(zhì)量和相互吸引力之間的關(guān)系。我們也可以構(gòu)建一個從來沒人做過的模型。在一個國家里，一條推特消息的傳播速度能有多快？只要找到相關(guān)數(shù)據(jù)并找到一個能清楚解釋這種現(xiàn)象的的數(shù)學表達式，就算完成這個模型了。通過解決這些問題，一個模型就成功建好了。模型也許千變?nèi)f化很復雜，但創(chuàng)建模型的這個思路本身很直截明了。

為什么有人會浪費時間在閱讀星球大戰(zhàn)電影里的物理學？為什么有人會關(guān)注咕嚕需要吃多少魚才可以保持它的體溫？如果我能精確計算出冰一罐啤酒要用多少冰，我實際會不多不少地用那么多冰嗎？難道我沒有別的更重要的事情要做嗎？那么，到底什么才算“浪費時間”？看電影算浪費時間嗎？閱讀和繪畫又算什么呢？一個人覺得多此一舉、浪費生命的活動也許正是另外一個人覺得對自己大有裨益的事情。

對所有不現(xiàn)實的事物加以分析，難道全無半點用處嗎？我們來打個比方吧，以“憤怒的小鳥”這個流行的視頻游戲為例。就我自己而言，我很喜歡這個游戲，但它帶給我最大的愉悅是能讓我嘗試著尋找其中的秘訣在哪里：小鳥在地球上也是這樣飛翔的嗎？又有什么特殊的物理法則蘊藏在這個游戲里？我分析這個游戲運作的方式和我在現(xiàn)實世界里面搞的物理研究大同小異。在研究這款電腦游戲上使用到的方法和工具時，我也會在研究物理的其他領(lǐng)域里一樣使用到。使用物理知識來分析視頻游戲和模擬攀巖很相似。在攀巖壁的過程中你學到了攀巖的技巧，但爬到頂并不會得到什么。不過，要是你下一次真的去爬山，你就會很自然地使用到那些在模擬攀巖過程中學到的攀爬技巧，唯一不同的是，現(xiàn)在你可以爬到一座真正的山巔。因此，為剛才打的那個比方下個結(jié)論：真正的物理研究和真正的爬山一樣，分析憤怒的小鳥里的物理就像模擬攀巖。

接下來，讓我們步入正題。我將分享一些我最喜歡的構(gòu)想給你們。所有的這些構(gòu)想都體現(xiàn)了物理學和極客文化的融合，因此本書命名為《極客物理》。

在我們開始之前，我想再做一些補充說明：

在回答這些令人嘖嘖稱奇的問題同時，我希望和你們分享一下構(gòu)建模型的思維過程。這意味著我也將描述一些模型建立起來所依賴的基本物理概念。然而，有一些基礎(chǔ)概念不止在一個問題里面出現(xiàn)。我選擇在每次使用這些概念時迅速地過一遍，這樣就會讓同一個概念反復在好幾章內(nèi)容里出現(xiàn)。不要擔心，這是有兩點好處的：首先，物理科學很復雜，一個內(nèi)容復習一遍以上對你而言只會有益無害；其次，因為同樣的概念解釋在書中不止出現(xiàn)一次，假如你希望跳讀的話也沒有問題。