從狹義到廣義,揭開相對論奧祕:從震驚世界的E=mc2到遺憾未完的統一場論,摘下愛氏相對論的神祕面紗(中文書)

書名 從狹義到廣義,揭開相對論奧祕:從震驚世界的E=mc2到遺憾未完的統一場論,摘下愛氏相對論的神祕面紗(中文書)
作者 高鵬
出版社 崧燁文化事業有限公司
出版日期 2023-10-12
ISBN 9786263576704
定價 330
特價 79折   260
特價期間:2024-04-01~2024-06-30
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分類 中文書>科學>物理學

商品簡介

時間空間為何物?物質運動何相關?
剪不斷來理還亂,且看愛氏相對論──

◎到底有沒有逆轉時間箭頭的可能性?
◎人類真的能實現超時空之旅的夢想嗎?
◎萬一有一天宇宙開始收縮了,時間會倒流嗎?

《量子的星際漂流》作者全新科普力作
跟著本書走進相對論,探索時空奧祕,領略宇宙!

「宇宙最不可理解的事情是,它是可以被理解的。」──阿爾伯特‧愛因斯坦


▎首先,你得先知道這件事──相對論分為三層境界!
第一層是狹義相對論,第二層是廣義相對論,第三層是統一場論。
但令人遺憾的是,愛因斯坦盡其畢生精力也沒能完成第三層境界……
所以,目前人們只將相對論的發展分為兩個層次:狹義相對論、廣義相對論,
廣義相對論是狹義相對論的延續,狹義相對論是廣義相對論的一種極限情況;
狹義相對論建立了四維時空的概念,廣義相對論找到了解鎖時空密碼的鑰匙!

▎雙胞胎悖論──我知道聽起來很酷,但什麼意思!
一對雙胞胎兄弟,哥哥生活在地球,弟弟到太空去旅行,
哥哥發現弟弟的時間變慢了,便判斷弟弟回來時會比他年輕。
但有人說運動是相對的,若從弟弟的角度來看,他自己沒有動,
只是從地球出去飛了一圈又回來,那不是哥哥應該更年輕嗎?
問題就來了!當弟弟回來時,到底是誰更年輕?
這個曾引發全世界大討論的悖論,最終結論是?

▎祖父悖論──回到過去阻止祖父結婚,我會在哪裡?
時間不能逆流,但並沒有規定不能以其他方式回到過去!
比如說,也許我們能夠從可穿越的蟲洞穿越回去。
這方式雖然目前看來不現實,但總是存在理論上的可能,
那麼,如果一個人真的回到過去,會發生什麼情況?
假設有個人真的回到過去,阻止了自己祖父的婚姻,
那麼,這個時間旅行者根本就不會出生……
他又怎麼可能從未來回到過去?他還會不會存在?


什麼是空間?什麼是時間?光速受光源影響嗎?宇宙是如何膨脹的?
愛因斯坦的「最大錯誤」?光線受重力作用嗎?可穿過的蟲洞?
……帶你認識不一樣的時空,輕鬆理解深奧的宇宙!


本書特色:本書以愛因斯坦建立狹義和廣義相對論的思想歷程、物理學家們對時空和宇宙的探索為主線,循序漸進地介紹了相對論的產生、發展、驗證與應用,以及各種神奇的相對論效應和宇宙學奇觀;深入剖析了時空的本性,釐清了一些容易產生誤解的問題,同時還穿插歷史趣事在其中,以使讀者在輕鬆氣氛中探索奇妙的相對論世界。
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從狹義到廣義,揭開相對論奧祕:從震驚世界的E=mc2到遺憾未完的統一場論,摘下愛氏相對論的神祕面紗

作者簡介

高鵬,工學博士,現於哈爾濱工業大學任教。喜好人文歷史,熱愛自然科學,對相對論和量子力學尤感興趣,多年來不斷學習與思考,偶得一些感悟與體會,想拿出來與讀者朋友們一起分享。著有《量子的星際漂流》、《給青少年講量子科學》。

名人導讀

自序詩曰:時間空間為何物?物質運動何相關?剪不斷來理還亂,且看愛氏相對論。什麼是相對論?我想最有資格回答這個問題的人非愛因斯坦莫屬。愛因斯坦在著作中指出:相對論是以對運動、空間和時間的貫徹一致的物理解釋為基礎的一種物理理論。提到運動顯然離不開物質,所以物質也應該囊括在其中。這樣一來,相對論實際上就是一種解釋宇宙整體規律的理論了,因為宇宙就是時空以及其中所包含的物質及運動。自古以來,宇宙就是人類永恆的話題。浩渺的宇宙充滿了神祕,也引發了人類無數的幻想。愛因斯坦曾說過:「為什麼相對論及其如此遠離日常生活的概念和問題會在大眾中引起持久而強烈的回響,有時甚至達到了狂熱的程度,這一點我從來沒有想清楚……」其實,我覺得可以從他所說的另一段話中來尋找答案:「我們所能擁有的最美妙的情感體驗就是神祕……誰要是對神祕失去了興趣,不再好奇、不再驚訝,那他就失去了活力。」任何一個有活力的人,都對探索未知充滿了興趣。相對論是解開宇宙之謎的鑰匙,所以,儘管它與日常生活無關,還是引起了無數人的狂熱,因為它把人們帶進了最美妙的神祕體驗中。依愛因斯坦自己的說法,相對論分為三層境界:第一層是狹義相對論,第二層是廣義相對論,第三層是統一場論。遺憾的是,第三層境界愛因斯坦盡其畢生精力也沒能完成,所以,目前人們只把相對論的發展分為兩個層次:狹義相對論和廣義相對論。廣義相對論是狹義相對論的延續,狹義相對論則是廣義相對論的一種極限情況。我們都知道狹義相對論很精彩,但是,廣義相對論更精彩!狹義相對論建立了四維時空的概念,廣義相對論則找到了解鎖時空密碼的鑰匙!本書以愛因斯坦建立狹義和廣義相對論的思想歷程,以及物理學家們對時空和宇宙的探索為主線,循序漸進地介紹了相對論的產生、發展、驗證與應用,介紹了各種神奇的相對論效應和宇宙學奇觀,深入剖析了時空的本性,釐清了一些容易產生誤解的問題,另外還簡單介紹了統一場論。作為一本科普讀物,本書涵蓋了光速現象、鐘慢尺縮、質能互換、閔氏時空、時空旋轉、時空圖、光錐(Light cone)、重力場(Gravitational field)、時空度規、時空彎曲、重力透鏡(Gravitational lensing)、重力波(Gravitational wave)、時間箭頭、時空量子化、多維時空等相對論中,引人入勝的大部分內容,也涵蓋了宇宙的基本圖景、宇宙的過去和未來、暗能量(Dark energy)、黑洞(Black hole)、白洞(White hole)、蟲洞(Wormhole)、時空旅行等相關的宇宙學方面的內容,還涉及了原子彈、氫彈、衛星導航、相對論效應的視覺圖像模擬等相關技術,同時還把歷史趣事穿插其中,以使讀者在輕鬆的氣氛中完成對奇妙的相對論世界的探索。相對論與量子力學並稱為現代物理的雙璧,想寫好它絕非易事。我最早接觸相對論時,就曾陷入過這樣的困境:為什麼光速是速度的極限?尺縮鐘慢的根本原因是什麼?如何理解運動雙方都覺得對方的量尺縮短了?為什麼時間和空間可以組合在一起,其科學道理為何?等等。如果這些問題不說清楚,就會使讀者覺得相對論很難理解。這種情況我在本書中是盡力避免的,我力求達到讓讀者知其然而更知其所以然的目的,相信讀者朋友們讀完本書後,相對論的神祕面紗會被摘下,如果你能有豁然開朗的感覺,對我來說就是最大的成功。本書中出現了少量的公式,這些公式都是相對論中最精華的公式以及理解相對論所必需的,而且只要具備初等數學知識就能看懂,並不會給讀者帶來額外的負擔。另外,在本書中,如無特別說明,「光速」均指真空光速。提醒讀者注意的是:當光射入介質中(如空氣、水等)時,會與介質中的微小粒子發生相互作用,從而導致光在介質中的表觀傳播速度減小。空氣中的光速比真空光速小萬分之幾,可近似認為二者相等。由於本人能力所限,疏漏和不足之處在所難免,敬請讀者朋友們批評指正。高鵬

章節目錄

自序第一部分 狹義相對論1 時間與空間 最熟悉的陌生人2 牛頓時空觀 固定舞臺上的世界3 以太危機與光速之謎4 經典時空變換5 狹義相對論的建立6 震驚世界的E=mc27 牛頓時空觀的顛覆8 四維時空奇景第二部分 廣義相對論9 廣義相對論的建立10 重力場與時空彎曲11 廣義相對論的實驗驗證12 愛因斯坦的宇宙13 超時空之旅14 時間之箭第三部分 統一場論15 時空與萬物至理後記
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