简介:
一本讲述物理学发展的趣味科普书,其中重点介绍相对论,并进行了相关的推导。
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爱因斯坦 科学 牛顿 时间 相对论 伽利略
脉络:
本书上部(前五章)和大家一起回顾物理学走过的坎坷历史。在伽利略、牛顿等巨星纷纷谢幕之后,超级巨星爱因斯坦闪亮登场。他就像一位横空出世的大侠,无门无派,但出手即震惊天下,他的绝招就是“相对论”。
中间的第六章是一段小说体的跨越半个多世纪的真实历史故事,这个故事尘封已久,现在很多年轻人甚至都不敢相信这就是现实,但真相往往比小说更惊人。
最后四章是本书的下部。在下部中,作者将细致地剖析时空的真相,带你领略神奇的四维时空奇景,了解整个宇宙的终极图景,再回到原子的深处见识不可思议的微观世界,最后看一看当下物理学的最新进展——万物理论。
第一章 不得不说的废话:
1、爱因斯坦的相对论是用来解释原子弹的理论,而不是制造原子弹的理论,对于人们对相对论的普遍误解,霍金在《果壳中德宇宙》中指出:把原子弹归咎于爱因斯坦的相对论,就如同把飞机失事的责任归咎于牛顿的万有引力一样。
2、必须了解的四个概念:
波普尔的证伪说——科学和伪科学的量尺:所有科学定律都是永远无法被“证实”的。
奥卡姆剃刀原理——科学需要什么样的假设:如无必要,勿增实体(需要假设最少的解释往往是最接近真相的解释)
思维实验——在大脑中运行的实验
佯谬——乍一看肯定是不对的,但没想到确是真的(例如:辛普森佯谬)
第二章 伽利略和牛顿的世界
伽利略相对性原理:在任何惯性系中,力学规律保持不变。(惯性系:静止和匀速直线运动状态的统称)
第三章 光的速度
菲索的旋转齿轮法测量光速
迈克耳逊-莫雷实验(MM实验)
第四章 爱因斯坦和狭义相对论*(重点)
基本原理:(1)相对性原理:所有惯性系都是等价的。 (2)光速不变原理:真空中的光速是与惯性系无关的常数。
洛仑兹坐标变换: X=γ(x-ut) Y=y Z=z T=γ(t-ux/c^2)
由洛仑兹变换公式可推导以下三个效应:
速度变换: V(x)=(v(x)-u)/(1-v(x)u/c^2) V(y)=v(y)/(γ(1-v(x)u/c^2)) V(z)=v(z)/(γ(1-v(x)u/c^2))
尺缩效应:△L=△l/γ或dL=dl/γ
钟慢效应:△t=γ△τ或dt=dτ/γ
根据动量守恒定律推导出质速公式:m = mo/√[1 - (v/c)^2]
再根据动能公式推导出质能公式:E=MC^2
第五章 广义相对论的宇宙
广义相对论将经典的牛顿万有引力定律包含在狭义相对论的框架中,并在此基础上应用等效原理而建立。在广义相对论中,引力被描述为时空的一种几何属性(曲率);
爱因斯坦-罗森塔尔桥:虫洞
第六章 红色革命
第七章 时空那点事
这个宇宙中任何物体的运动速度(在思维时空中)都是光速C*(比如光年,小时候可能认为是时间单位,长大后懂得多一点认为是距离单位,现在应该明白是时空单位。宇宙空间因为时空的不平坦,所以无法用公里来定义距离,就像海上要用海里来定义距离,因为地球是圆的,海上的直线其实是根圆弧线)
靠谱的时间旅行:时空被弯曲成莫比乌斯带的形状。
第八章 再谈思维时空
宇宙中德任何事情都只能影响它将来光锥内的物体,凡是在事情将来光锥外的物体不会受该事情的任何影响。
果壳中的宇宙
第九章 上帝的判决
万物理论
第十章 宇宙是一首交响乐
超弦理论
收获:
爱因斯坦:“宇宙最让人难以理解的地方就在于它居然能被人理解。”
趣味横生的相对论科普作品
《时间的形状》热门书评
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关于这本书,推荐给大家一些相关阅读
88有用 2无用 organism 2013-05-22
简要说下吧,这本书1~8章是讲相对论的,第八章光锥挺喜欢的,第九章量子力学,第十章引入了弦理论。 首先,关于相对论部分呢,由于是史话性质的,并且是科普类的,那就是科普写作...
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相对论对文傻也是有用的!
65有用 2无用 杨早 2012-01-17
我承认《时间的形状——相对论史话》这本书最初引起我的兴趣,是《后记》里的一句话:“这本书我不取一分钱版税,所有我该得的版税全部由出版社代为用作宣传推广费用,我非常乐意为所有的读者免费打工42天。”据我的经验,这种情形一般出现,是在诗人出版诗集,或是给家里长辈整理遗著的状况下。然而看书名,似乎不太可能...
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活熊取胆汁,熊孩子到底疼不疼?
35有用 6无用 赵大宝 2012-02-28
高中的时候,我自愿成为了文科生,自此与赛先生兵分两路,直到。。。看到生活大爆炸这个美剧。让我又燃起了对自然科学的兴趣。当这么一本书出现在我面前的时候,我觉得扫盲运动终于轮到我了。如同汪洁老师自己说的,“我写书的动机很单纯,就是想让更多的人能了解一些科学知识”,“最大的理想是为中国的科普事业做点贡献”...
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相对论的那些事儿
21有用 5无用 陈朝 2012-02-26
本文原发于南方都市报 2012-02-26 南方阅读 科学 一位从来没有听说过的作者突然独立写作了一整本科普书籍,而且选择的是一个很难的题目。再看了一下作者简介,惊喜有点成了忧虑。作者自称“自然科学狂人”,写的又是这样———一个“民间科学家”的最爱相对论,这书靠谱吗?我曾经负责过一个科普组织的对外...
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重塑世界观的科普读物
15有用 0无用 喵了个咪 2017-04-10
《时间的形状:相对论史话》是一部别开生面的科普读物,最大的特点在于通俗易懂。作者汪洁用天马行空的想象和戏剧化的桥段,向我们做了一场别开生面的科普教育。相对论、时空弯曲、黑洞虫洞、多维空间、量子理论、超弦理论等等物理学界的重要理论,在这里都变得通俗易懂,虽然不能全面地解释其中的道理,但对其基本原理有所...