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引子
我们从孩提时起就逐渐习惯了自己通过五感感知到的世界;关于空间、时间和运动的基本观念都形成于这个思维发育的阶段。我们的头脑很快就习惯了这些观念,等到长大以后,我们也很容易相信,基于这些观念形成的对外部世界的认识是唯一的可能,任何想要改变这些基本观念的尝试都荒谬透顶。但随着物理学的观察手段发展得越来越精密,通过对观察结果的深入分析,现代科学得出了一个确凿无疑的结论:这些“经典”的观念完全无法解释诸多超乎日常经验的具体现象,要正确、统一地解释我们新发现的这些效应,空间、时间和运动的基本观念必须做出改变。
不过,从日常生活能够体验到的层面上说,经典概念和现代物理的分歧其实微乎其微。不过,如果我们想象一个基本物理规则和我们这个世界完全相同,但物理常数的数字值(这些常数决定了经典概念的适用范围)却大不一样的世界,那么如今我们经过长期深入研究才发现的关于空间、时间和运动的正确概念就会变成人尽皆知的常识。我们或许可以说,在这样一个世界里,哪怕最原始的野蛮人都会熟知相对论和量子理论的原理,他还会利用这些规则捕捉猎物、满足自己的日常需求。
我们的故事主角通过梦境进入了几个这样的世界,于是那些平常根本接触不到的现象都变成了日常生活中司空见惯的事情。这些稀奇古怪的梦境背后有着坚实的科学基础,一位老物理学教授(他的女儿莫德后来嫁给了汤普金斯先生)始终陪伴在我们的主角身边,用简单的语言向他解释相对论、宇宙学、量子理论、原子与原子核结构、基本粒子等千奇百怪的世界中那些不同寻常的现象。希望汤普金斯先生的离奇经历能够帮助感兴趣的读者为我们生活于其中的这个真实的物理世界描绘一幅更清晰的图景。