序
如果你想了解宇宙的奧秘,從能量、頻率和振動的觀點著手
──特斯拉(Nikola Tesla)
半世紀以前,高中物理課要學習六種簡單的機械:輪軸、槓桿、滑輪、斜面、楔子及螺旋釘。這些使用了幾百年的工具,可以讓研究物理更加簡單。要解釋這些工具如何節省我們的勞力,往往伴隨著看起來工作非常辛苦的畫面。
萬變不離其宗,有人會引用阿基米德(Archimedes)的諺語: 給我一根夠長的槓桿和支點,我將移動整個地球。然而阿基米德給的任務並不容易:找到一個槓桿能從地球延伸至木星。
人類只能用肌力和馬匹當做動力的年代,這六種機械的發明顯得非常巧妙。以不同的方式結合這六種機械, 就變成了馬車、彈弓、灌溉系統、道路、橋樑以及不用多說的金字塔。把齒狀物放在輪子上,就成了齒輪。結合齒輪、槓桿及滑輪,就成了時鐘。
隨著世紀更替, 聰明的人類運用創造力結合這些簡單的機械,把它們變成複雜和具有動力的機器,於是有了用水發動的引擎、蒸氣、壓縮空氣、化學燃料等等,將這六種簡單的機械結合成複雜的工具所暴增的動能,大概連阿基米德都無法想像吧!
然後是電的發明。這是經由特定的金屬線神秘的力量而產生的動能。這些線可彎曲,也可包裹其它線及金屬片以產生能量,不像水磨機,這種能量可移動; 也不像蒸氣和化學燃料的引擎,它不會爆炸。電的發明不僅僅為簡單/ 複雜的機器創造了更安全、更有效的動能,其本身的發明就是人類文明的恩賜。科學家和工程師從這個能量中開發了許多新的領域,儘管他們並不知道電是什麼,甚至看不到電的存在。
大家應該都很清楚電可以帶來什麼東西:電燈泡、電腦、智慧型手機、甚至正在讀這本書所用的平板電腦。當工程師把電的功能看做遠遠超過僅是燈絲發光或馬達動力時,我們也開始從中得利。他們發現電與磁相連的更多可能性,由電產出的電磁領域,能與其它物質互動,即使相隔數萬里。電與光其實是一體兩面的東西—一個我們幾乎無法看到的電磁光譜,其組成是由不同頻率波的振動,而這些頻率可小至原子,大至圍繞地球的長度。就像中古世紀所使用的機械,利用這些新的物理基本原則的結合,可創造出無數新的工具,以完成以前認為的不可能任務。工程師們發現電磁學真正的能量,不僅是火車快飛、檢查病人體內、將黑夜變為白晝,它其實還可操作及分配資訊。所有的發明都是物理學的基礎原理,讓我們發現宇宙間每一個事物的真實特性。現今是這些基本原理的初始階段而已,就是本書的第一部份所介紹。也許有人質疑:什麼時候正式才進入談論電腦的主題呢?
我們已經進入了啊!本書前幾章的主題就是談論電腦。不論你是使用那種型態的電腦—大型電腦、家用電腦、筆記型電腦、平板電腦、數位音樂播放器、相機、GPS、智慧型手機、智慧型手錶或眼鏡。這些都是電腦,並且我們會發現它們全部使用同樣的原理和技術。