优雅的物理

前言

一、伟大的建筑师

1.“小”的优雅

2.阿泽勒丽多的屋顶

3.埃菲尔铁塔

4.内部平衡

5.承受张力的表面

二、塑造形状

1.脆弱的肥皂泡

2.泡沫的悲剧

3.大链条与小项链

4.优雅的石拱

5.贝壳与千层蛋糕

三、织物

1.八条腿的建筑师

2.湿漉漉的头发

3.鸟族中的建筑师

4.震撼人心的草绳桥

5.打褶师和裁缝：立体界的大师

6.纺织和编织

7.奇异的纸团

四、从沙粒到玻璃

1.一沙一世界

2.沙堡的奥秘

3.土坯建筑

4.液体石头：混凝土

5.微粒烧结的传奇

6.各种形态的玻璃

五、活动之物

1.弯而不折的花茎

2.跃向空中

3.松果之舞

4.种子的飞翔

5.琴弓的震颤

6.不安分的沙粒

六、断裂

1.史前的瑰宝

2.尖形裂口

3.生菜叶的几何学

4.意味深长的裂痕

5.在鸡蛋上行走

6.玻璃之泪

词汇表

参考资料

你可曾有过这样的好奇：

为什么琴弓能使琴弦发出优美的乐音？为什么一枚小小的贝壳却拥有惊人的硬度？

为什么跳高运动员的撑杆能弯曲成如此夸张的弧度？为什么原本干燥的一盘散沙，湿润之后却能造出孩子们的城堡？

这些问题的答案并不能帮助你成为生活的赢家，却能让你发现生活本身的魅力。因为再普通的日常事物背后，也蕴藏着令人着迷的物理规律。它们简洁，准确，适度，和谐……总之，优雅。

优雅不仅是奢华，也是支配万物的物理学。

你或许有过这种感觉：在日常生活中的事物背后，总藏有一种扣人心弦的美丽，比如埃菲尔铁塔的结构、陶器上的裂纹、鸟儿的巢穴、生菜叶的波状边缘，甚至是撑杆跳运动员跃入空中之前那根即将折断的长杆，它的极致曲度都蕴藏着美感。这种美看起来或源于自然法则，或来自人为制造，产生于某种深层的组织结构，我们可以察觉出它的作用，但并非总能理解它的内涵。本书使用了大量插图来揭示这种美，以期帮助读者重新理解我们周围的世界。

本书的作者是法国巴黎物理与化学工程高等学院的一组研究人员，他们的研究领域是材料物理学和机械物理学。

从阿泽勒丽多（Azay-le-Rideau）的屋顶到肥皂泡，从揉皱的纸团到草绳桥，本书中讨论的35个主题可能使人想起普雷维尔（Prévert）诗歌中杂乱无章的清单。当然，事实并非如此：这35个主题不仅涉及物体的形状、受力和作用，还有一个共同点，即物体外形呈现出的优雅，无论它们是天然的还是人工的产物。

物理学家们写的书竟然会强调优雅的理念，这一定让你大吃一惊。优雅这个词让人直接联想到高级定制服装——我们之后会在书中讲到——但优雅也是和谐，是精致，是适度。这也是优雅在诸多其他领域中都有意义的原因，比如数学家乐于谈论可以直接而简洁地算出预期结果的优雅论证：“这么明显，还用找吗！”通过揭开藏在不同领域中的优雅，我们希望可以用全新的方式解释日常生活中的事物。现在你应该明白，我们的意图就是向大家提供一种视角，一种观察各式各样的物体的方式，这些物体小到帕斯卡（Pascal）和拉·封丹（La

Fontaine）视为珍宝的蛆虫，大到整栋大厦。

需要说明的是本书的编写源于以“碎裂-流动”为主题的大型展览（后以“断裂”为主题在法国探索宫展出）。因此，作为科学节和其他科普活动的忠实参与者，我们坚持要在每章最后补充一个带图示的小实验。

这本书除编入了展出的内容，还涉及我们的好奇心促使我们开拓的疆域。每章源于不同领域从业者的碰撞，这些碰撞有时是不寻常或偶然的：打褶师、玻璃吹制工、木雕家、大提琴手……本书的丰富性很大程度上要归功于这些艺术家和工匠，以及从事研究工作的同僚们。

诚邀你与我们一起探索藏在日常生活背后的奇妙！