在传统的物理课堂上，学生们总是试图掌握艰深复杂的数学工具，以进行精确的物理计算。在这种学习模式中，似乎物理学总是由定义明确的问题组成，而这些问题可以通过严格的推导步骤来解决。标准的物理教科书也强化了这种错误的印象，因此，即使是最优秀的学生，在开始进行物理研究时，也会发现自己对所面临的挑战毫无准备。
事实上，物理学充满了各种近似、简要估计、对数量级的猜测和跳跃的逻辑。这本别具一格的教科书旨在帮助学生们开拓思维，走出课堂“刷题”困境，进入真正的物理研究殿堂。本书提供了培养物理“直觉”的必要练习，并覆盖了物理学前沿课题中令人兴奋的问题。从霍金辐射到引力波，徐一鸿教授将帮助读者更加深入地理解传统教科书上所教的方程，期待fly by night physics对研究者们产生物理直觉有所帮助。
物理学的第⼀课“除非你已经知道答案，否则不要⼀上来就算。”——John Wheeler在我上大学的第⼀周，我的老师——著名理论物理学家John Wheeler就对我们说出了这句令人震惊的话。毕竟，作为懵懵懂懂的物理学新生，我们本认为理论物理学家的工作就是得计算到耳朵冒烟。
Wheeler想灌输给大⼀新生的物理学思想，也被称为“比划物理”（handwaving physics）、“马背物理”（horseback physics）或者“粗算物理”（back of the envelope physics）。其核心意思是，在疯狂计算之前，物理学家应该培养深入思考的习惯，如果想不出来，那就猜一猜。
在本书中，我斟酌后将这类物理的思考方式称为“物理夜航学”（fly by night physics）——在长途汽车或者飞机上的不眠之夜，没有可供计算的笔和纸，一样可以解决问题。但其实，不用纸笔能使大脑变得更加敏锐，而且由于不需要担心各种（数值因子）2和π的取值，研究者往往更能够深入问题的核心，避免了只见树木、不见森林的局限。
本书的目标读者我想把这本书送给物理学高年级本科生，也就是那些对物理学的四个核心科目——经典力学、量子力学、电磁学和统计物理学有一定了解的人。但我同样希望其他人也能在这本书里学到有用的东西。当然，完全由你自己来定义所谓的“高年级本科生”。甚至，你都不需要非得是一个真正的本科生。
从我收到的关于我以前三本教科书的电子邮件中，我了解到我的许多读者都是离开学校很久的自学者，还有一些人甚至还没上大学就已经开始自学这些教科书了。如果你自己感觉你所掌握的物理知识已经达到高年级本科生的程度，那就可以阅读本书了。
写作本书的契机这本书的写作想法由来已久。几年前，我向物理系提议开设一门关于“物理夜航学”的专题课程，得到了负责本科课程的同事Harry Nelson的热情支持。
当第二次教授这门课程时，我决定带着对本科生能力和兴趣的更深入了解来开始写作。到本书首次出版时，我已经是第四次教这门课了！所以，几拨朝气勃勃的本科生们给我的反馈也起了非常重要的作用。现在，我对他们的能力有了更多的了解。我聘请了一位本科生助理Ashley帮助我完成这本书。Ashley与我分享了不少想法。
用她的话说，物理学本科生渴望得到指导，但却一直被引导着把物理学当成一套需要死记硬背和繁琐计算的方程式。而这本书向他们揭示了理解方程意义的重要性，这样他们就可以进行训练有素的猜测，以夜航物理的方式来得出大致答案。
精确计算的作用“如果我能在不动手解一个方程时就有办法弄明白该方程解的特征，那我就完全理解这个方程所代表的含义。
”——Richard Feynman援引Paul Dirac的话我不希望读者误以为我不喜欢日航式物理（fly by day physics，意即严谨计算的物理）。恰恰相反，我喜欢并陶醉于此，甚至已经写了三本这样的教科书。事实上，我坦承夜航式物理有失败的时候，这些在本书章节VI.3中有描述。你们不要误以为我不支持精确计算，如果你能的话，当然应该做精确的计算！
但即使你要这么做，也要先随手拿张纸做个粗算，把关键点搞清楚，这将指导你准确而深入的思考，并对你的答案进行实在的检验。
本书的风格要知道这本书是什么，可能我们要先明确它不是什么。首先，这不是一本教授金科玉律的教科书。恰好相反，它在试图传授你一些在黑暗中开辟未知领域所需的技能，而不是引导你游览一个路标清晰的明亮都市。这种技能对于研究的最前沿尤其重要，因为那里真的是处在黑暗之中。
其次，这本书也不是一本讨论“费米问题”（the Fermi problems）的书。“费米问题”要求研究者利用有限的信息估算一个似乎算不出来的量。其中最著名的例子可能是估算芝加哥的钢琴调音师的数量。解决这类问题的成功秘诀是要设计大量的变量，这样高估一个变量的影响可能会被低估另一个变量所抵消。另一个例子大概应当是估算全世界每年吃掉的炸土豆条的数目。
普通大众常常会相当惊奇，物理学家们居然很快就能给出个粗略估计，至少是八九不离十的。但通常情况下，这类问题很少或并不涉及物理学。正因如此，我并没有过多地介绍这类问题，讲这类问题的书也已经有了。
总之，这本书在重点和风格上与现有书籍有很大不同。它不教你标准教科书中已经讲过的物理知识，不帮助你解决标准的物理作业问题，不美化为了数字而代入数字的做法，也不赞成那种“会刷题=理解”的普遍观念。无论如何，我相信这本书的广度是独一无二的，从单摆到粲夸克，从水獭到原子弹。
愉悦和乐趣加州大学洛杉矶分校杰出的量子场理论家Zvi Bern在《今日物理》（Physics Today）杂志上对我的量子场理论教科书做极具权威性的评论，他认为我脑海中最重要的想法是如何使量子场“尽可能地好玩有趣”。Zvi简直是一个完全能看透我心思的人物！没错，物理学应该是迷人有趣的。事实上，在写我以前的三本教科书时，我试图重拾我在学习量子场论、爱因斯坦引力理论和群论时的快乐。
那么，我在这本书里到底重拾了什么快乐？——我意识到物理学能够描述真实的世界！本书强调的是乐趣，是理解的乐趣，而不是技术上的掌握，当然更不是乘除的能力。
给读者的话朋友们告诉我，我之前的三本教科书的序言写得都有点咄咄逼人。但为了回击那些苛求严谨性的“网络卫士”，我只好继续咄咄逼人。现在，我终于有机会回击了！哈哈！对于这本书来说，中心思想就是缺乏严谨性！而且不仅很不严谨，甚至还不精确！哈哈！
当然，对于一些聪明的读者来说，你们关心的根本问题或许是：一个未来的物理学家是如何萌发直觉的？可能真正诚实的回答是，这种能力是与生俱来的，就像莫扎特的天才一样。但是，另一个与前者矛盾的诚实回答是，你要练习、练习、再练习，就像亨德里克斯（James Marshall Hendrix）那样。而这本书就是试图提供一个练习指南。那么，就让我们一起“猜”物理吧！