學(xué)者也許會(huì)無休無止地討論“極客”（geek）和“書蟲”（nerd）這兩個(gè)詞之間的差別。于我而言，兩者并沒有什么區(qū)別。這兩個(gè)光榮的頭銜都是用來褒獎(jiǎng)一群致力于某一個(gè)特殊領(lǐng)域并為自己感到驕傲的男人和女人的。一個(gè)極客或許對(duì)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(gè)書蟲能辨認(rèn)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(yùn)作，但回過頭來又不一定能裝回去。我認(rèn)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(biāo)簽了。無論誰都很喜歡別人以極客來稱呼自己。極客實(shí)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(shí)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(duì)我們自身意義非凡。

那我又是什么人？我也是極客嗎？當(dāng)然。在我還很小的時(shí)候，我就對(duì)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(dòng)手制作過一些東西，在青少年時(shí)期我完成了一個(gè)早期項(xiàng)目：一個(gè)小型的電子設(shè)備，由兩節(jié)光電池和一個(gè)馬達(dá)組成，用來記錄下光束的運(yùn)動(dòng)的軌跡。那時(shí)，這件小東西我喜歡極了。此后，我繼續(xù)學(xué)習(xí)物理，最終成為了東南路易斯安娜大學(xué)的一名教員。然而對(duì)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(gè)世界上，還有什么能比把我學(xué)到的物理知識(shí)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(gè)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(gè)事情。我用兩個(gè)基本思路來觀察周遭的世界。第一，基本的物理概念，比如：動(dòng)量定理，動(dòng)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(gè)并不是我在分析真實(shí)和虛擬現(xiàn)象時(shí)所用到的全部手段。我還用到第二個(gè)——構(gòu)建模型。模型是什么？難道就是我在孩提時(shí)代玩過的汽車模型玩具嗎？沒錯(cuò)！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(xué)公式詮釋了兩個(gè)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(gè)從來沒人做過的模型。在一個(gè)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(gè)能清楚解釋這種現(xiàn)象的的數(shù)學(xué)表達(dá)式，就算完成這個(gè)模型了。通過解決這些問題，一個(gè)模型就成功建好了。模型也許千變?nèi)f化很復(fù)雜，但創(chuàng)建模型的這個(gè)思路本身很直截明了。

為什么有人會(huì)浪費(fèi)時(shí)間在閱讀星球大戰(zhàn)電影里的物理學(xué)？為什么有人會(huì)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(jì)算出冰一罐啤酒要用多少冰，我實(shí)際會(huì)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(fèi)時(shí)間”？看電影算浪費(fèi)時(shí)間嗎？閱讀和繪畫又算什么呢？一個(gè)人覺得多此一舉、浪費(fèi)生命的活動(dòng)也許正是另外一個(gè)人覺得對(duì)自己大有裨益的事情。

對(duì)所有不現(xiàn)實(shí)的事物加以分析，難道全無半點(diǎn)用處嗎？我們來打個(gè)比方吧，以“憤怒的小鳥”這個(gè)流行的視頻游戲?yàn)槔＞臀易约憾?，我很喜歡這個(gè)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(yùn)藏在這個(gè)游戲里？我分析這個(gè)游戲運(yùn)作的方式和我在現(xiàn)實(shí)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(shí)，我也會(huì)在研究物理的其他領(lǐng)域里一樣使用到。使用物理知識(shí)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(xué)到了攀巖的技巧，但爬到頂并不會(huì)得到什么。不過，要是你下一次真的去爬山，你就會(huì)很自然地使用到那些在模擬攀巖過程中學(xué)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(gè)比方下個(gè)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(xué)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(bǔ)充說明：

在回答這些令人嘖嘖稱奇的問題同時(shí)，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(gè)問題里面出現(xiàn)。我選擇在每次使用這些概念時(shí)迅速地過一遍，這樣就會(huì)讓同一個(gè)概念反復(fù)在好幾章內(nèi)容里出現(xiàn)。不要擔(dān)心，這是有兩點(diǎn)好處的：首先，物理科學(xué)很復(fù)雜，一個(gè)內(nèi)容復(fù)習(xí)一遍以上對(duì)你而言只會(huì)有益無害；其次，因?yàn)橥瑯拥母拍罱忉屧跁胁恢钩霈F(xiàn)一次，假如你希望跳讀的話也沒有問題。