献给杰夫·纳什和卡米尔·纳什，以及奥古斯塔·彼得森； 感谢你们让我看到，平凡的每一天也可以过得不平凡。 第1章 起床啦！ 清晨，你在床上睡觉。你的呼吸均匀有规律，你的脉搏平稳，这两种节奏标志着时间正悄然流逝。很快，你就要起床开始新的一天了。今天将是忙碌的一天，你先要去医生那里就诊，然后还要乘飞机去另一个城市做商业报告。你的墙上挂着一个旧时钟，那是祖母送给你的礼物。钟摆有节律地来回摆动，同时发出令人安心的嘀嗒声。虽然墙上的这面时钟已经有很好的计时功能了，但你还是需要智能手机上的闹钟来叫你起床。然而，在这新的一天中，你的第一种感觉并不是来自听觉，而是来自嗅觉。昨天晚上，你提前把咖啡机的数字计时器设定好，因此，在智能手机的闹钟铃响之前10分钟，这台咖啡机已经自动开始为你制作咖啡了。你的房间里充满了新鲜咖啡的香味，你慢慢醒来，准备起床。 不管是墙上的时钟，还是咖啡机中的数字计时器，都依赖于一种十分优雅的机械运动——摆锤振荡。在你准备开始新的一天的过程中，你会用到许多电器和设备，而如果没有摆锤振荡，这些电器和设备都将无法工作。 摆锤是一种非常简单的机械装置，它的主要部件是一根弹簧，弹簧的一端是固定的，另一端则悬着一个重物，我们称这个重物为“摆球”。当摆球振荡的时候，我们就能够直观地看到物理学中最重要的原理之一——能量守恒定律。随着摆球的振荡，动能（物体做机械运动产生的能量）会被转化为势能（取决于作用于物体上的力，以及这个力能够使物体移动的距离），然后势能又被转化为动能，如此不断循环。要想让摆球振荡起来，你首先要将摆球拉高，以此来增加摆球的势能，在这个过程中，你克服重力做功，然后重力会将摆球拉回较低的位置。随着摆球因重力下落，摆球将沿着半圆弧的轨迹运动，摆球的势能被转化为动能。而当摆球到达最高点时，这种动能又再次被转化为势能。如果你释放摆球且不再推动它，那么摆球将永远也回不到起始…