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趙崢 著

圖書標籤:

• 物理學
• 相對論
• 科學普及
• 理論物理
• 愛因斯坦
• 時空
• 引力
• 宇宙學
• 現代物理
• 科普讀物

出版社： 北京师范大学出版社

ISBN：9787303111381

版次：2

商品编码：11019589

包装：平装

开本：16开

出版时间：2012-05-01

用纸：胶版纸

內容簡介

相對論是青少年最感神奇，也覺得最為難懂的科學理論。不過，狹義相對論誕生(1905年)至今已經100多年瞭，廣義相對論也將要迎來它的100歲生日(1915年)，相對論已不再是最新的科學理論。今天的科學發展水平和教學條件已經完全有可能讓青少年對相對論有一個初步的、基本的瞭解。這對於提高他們的科學素質，培養他們的創新精神和探究能力，增強他們的學習興趣，拓寬他們對客觀世界的認識都非常重要。

目錄

一 狹義相對論
二 廣義相對論
三 黑洞
四 宇宙學
五 愛因斯坦
主要參考文獻

前言/序言

宇宙的奧秘：從星辰大海到微觀世界的探索 圖書簡介 本書並非探討愛因斯坦的時空理論，而是帶領讀者踏上一場跨越宏大宇宙尺度與精微物質結構的奇妙旅程。它聚焦於現代物理學、天文學以及前沿科學技術領域那些令人心馳神往的未解之謎和已取得的輝煌成就，旨在以深入淺齣、引人入勝的方式，揭示我們賴以生存的自然法則的本質。 第一部分：宏觀宇宙的恢弘敘事 本篇將從我們所處的宇宙的起源、結構和演化入手，追溯時間長河中的偉大事件，並探討當前天體物理學界最熱門的前沿課題。 一、宇宙的開端與終局的猜想 大爆炸的迴響： 我們將詳盡解析宇宙微波背景輻射（CMB）的意義，它如同宇宙誕生初期的“嬰兒照片”，為我們提供瞭理解早期宇宙的直接證據。本書將深入探討暴脹理論，解釋宇宙在極短時間內指數級膨脹的物理機製，以及它如何平滑瞭早期的不均勻性。 暗物質的無形之手： 宇宙中約85%的物質成分仍是科學界的巨大謎團。我們不談相對論的幾何結構，而是聚焦於如何通過星係鏇轉麯綫、引力透鏡效應以及宇宙大尺度結構的形成來“推斷”暗物質的存在。本書將詳細介紹當前主流的候選粒子，如WIMPs（弱相互作用重粒子）和軸子，以及全球各大實驗室正在進行的直接和間接探測實驗的最新進展。 暗能量的驅動力： 觀測到的宇宙加速膨脹是二十世紀末最重大的發現之一。本章將剖析宇宙學常數與修正引力理論（如$f(R)$引力）之間的爭論，探討暗能量的性質——它是一種能量密度恒定的真空能，還是一種隨時間變化的動態場（如誇爾剋能量，Quintessence）？我們還將模擬未來宇宙可能的命運，無論是“大凍結”還是“大撕裂”。 二、黑洞與時空結構的探索 事件視界的彼端： 本章將聚焦於引力坍縮的終極産物——黑洞。我們將詳細介紹史瓦西半徑、剋爾黑洞的性質，以及事件視界附近的極端物理現象，包括吸積盤的輻射機製和噴流的形成。 引力波的漣漪： 激光乾涉引力波天文颱（LIGO）和室女座乾涉儀（Virgo）的成功開啓瞭引力波天文學的新紀元。本書將迴顧探測到雙中子星並閤（GW170817）的裏程碑事件，它不僅證實瞭引力波的存在，還提供瞭關於重元素（如金和鉑）起源的直接證據。我們將探討未來探測器（如LISA）對超大質量黑洞並閤的觀測潛力。 星係的生命周期： 從矮星係到巨大的橢圓星係，再到鏇渦星係，本書將描述星係如何通過碰撞、閤並和潮汐力相互影響，驅動恒星形成速率的變化。我們將討論星係中心超大質量黑洞與宿主星係演化之間的“共生”關係（如M-$sigma$關係）。 第二部分：微觀世界的奇幻樂園 本部分將從原子核的結構齣發，深入物質的基本構成單元，探討量子世界中那些反直覺的現象，以及粒子物理學的最新突破。 一、粒子物理學的標準模型及其延伸 物質的基本磚塊： 我們將係統梳理誇剋和輕子傢族的分類、代以及它們之間的相互作用力。重點講解標準模型（SM）的數學框架，以及電弱統一理論的構建過程。 希格斯機製的驗證： 繼2012年發現希格斯玻色子之後，人類如何通過測量其衰變模式（如$gammagamma$和$ au^+ au^-$終態）來驗證其與其它基本粒子的耦閤強度，是當前高能物理研究的核心。本書將分析大型強子對撞機（LHC）的最新數據，探討是否存在“新物理”的微弱信號。 超越標準模型的探索： 標準模型無法解釋暗物質、中微子質量和引力。本章將介紹超對稱理論（SUSY）的基本思想，即每一已知粒子都有一個超對稱伴侶，以及弦理論作為統一所有力的宏偉嘗試。 二、量子信息與計算的革命 量子比特與疊加態： 我們將避開時空彎麯的討論，專注於量子信息科學。本書將解釋量子比特（Qubit）如何利用疊加原理存儲海量信息，並闡述量子糾纏——“幽靈般的超距作用”在信息傳輸中的關鍵作用。 容錯量子計算的挑戰： 量子計算機的潛力在於其對因子分解（Shor算法）和搜索（Grover算法）的指數級加速。我們將詳細探討當前實現量子計算的幾種主要技術路綫（如超導電路、離子阱、拓撲量子計算），以及如何應對退相乾和誤差修正的巨大工程難題。 量子密碼學與安全： 介紹基於量子力學原理保證信息絕對安全的量子密鑰分發（QKD）技術，以及如何應對未來量子計算機對現有公鑰加密體係（如RSA）的威脅。 第三部分：跨學科領域的尖端應用 本部分將關注物理學原理在生命科學、材料科學和能源技術等領域的實際應用和未來前景。 一、凝聚態物理與新材料的誕生 拓撲絕緣體： 這是一類內部是絕緣體，但錶麵或邊緣卻導電的奇特物質。我們將解釋拓撲不變量的概念，並討論這類材料在低能耗電子學和量子計算中的巨大潛力。 高溫超導的謎團： 盡管傳統BCS理論解釋瞭低溫超導，但銅氧化物、鐵基超導體等高溫超導材料的機理仍是凝聚態物理的聖杯。本書將分析電子關聯效應在這些材料中的核心地位。 二、核能與聚變的前沿探索 可控核聚變工程： 我們不討論時空場方程的解，而是關注如何利用強大的磁場或高能激光來實現“人造太陽”——核聚變。本書將詳細介紹托卡馬剋（Tokamak）裝置的設計原理，並分析國際熱核聚變實驗堆（ITER）項目所麵臨的等離子體約束、壁材料耐受性等工程挑戰，及其實現商業化能源前景。 三、生命的物理學基礎 生物大分子的復雜性： 探討蛋白質摺疊問題，如何利用統計物理和計算模型來預測蛋白質的三維結構，這是理解生命活動功能的基礎。 本書緻力於提供一個全麵、前沿且深入的現代科學圖景，讓讀者得以領略人類智慧在探索未知世界過程中所展現的無畏與創造力。它是一本為所有對宇宙本質、物質奧秘以及科技前沿抱有強烈好奇心的讀者量身定製的指南。

评分☆☆☆☆☆

這本書真是讓我大開眼界！我一直對宇宙的奧秘充滿好奇，特彆是那些聽起來高深莫測的物理學理論。當我拿到《相對論百問》的時候，我心裏既興奮又有些忐忑，生怕裏麵充斥著隻有物理學傢纔能看懂的晦澀術語。但事實完全齣乎我的意料，作者用一種極其通俗易懂的方式，將相對論的核心思想娓娓道來。從時間膨脹到空間扭麯，從光速不變到質能方程，每一個概念都被拆解得清晰透徹。我尤其喜歡書中關於“雙生子佯謬”的講解，它打破瞭我對時間綫性的固有認知，讓我第一次真正體會到相對論的顛覆性力量。讀這本書的過程，就像是在一場智力探險，每一次翻頁都帶著對未知的好奇和對真理的渴求。而且，書中穿插的許多曆史故事和科學傢的小插麯，也讓原本嚴肅的科學理論變得生動有趣，我仿佛看到瞭愛因斯坦當年是如何在黑闆前推導公式，又是如何與當時的科學界進行思想碰撞的。這本書不僅僅是一本科普讀物，更像是一把鑰匙，為我打開瞭通往宏觀世界和微觀粒子奇妙旅程的大門。它讓我明白，科學並非遙不可及，隻要有心，每個人都能從中找到屬於自己的樂趣和啓迪。

评分☆☆☆☆☆

從這本書的閱讀體驗來看，作者無疑是一位極富洞察力的科普作傢。他沒有采用那種機械的、填鴨式的講解方式，而是將《相對論百問》打造成瞭一場引人入勝的知識探索之旅。我最喜歡的地方在於，作者善於捕捉讀者可能産生的疑問，並提前給齣解答，使得閱讀過程非常順暢。每當我的腦海中閃過一個“為什麼”，下一頁往往就會給齣令人滿意的答案，或者至少指引瞭思考的方嚮。書中對相對論各種思想實驗的描繪，比如著名的“電梯實驗”和“光錐”概念，都讓我印象深刻，它們以直觀的方式揭示瞭深奧的物理原理。而且，作者在敘述中融入瞭大量的曆史背景和科學史的軼事，這讓整個閱讀過程充滿人情味，也讓我感受到科學發展並非一帆風順，而是充滿瞭智慧的火花和不懈的探索。這本書讓我明白，相對論並非隻是一堆冰冷的公式，它背後蘊含著人類對宇宙深刻的理解和非凡的智慧。它不以炫技為目的，而是真誠地希望將相對論的魅力傳遞給每一個好奇的讀者。

评分☆☆☆☆☆

說實話，一開始我對這本書的期望值並不高，以為又會是一本枯燥乏味的科普讀物，充斥著各種專業術語和復雜的數學公式。然而，當我真正沉浸在《相對論百問》的世界裏時，我纔發現自己錯得離譜。這本書簡直就是一本為普通讀者量身打造的相對論指南，它用一種近乎於講故事的方式，將相對論中那些看似難以理解的概念一一剖析。作者的語言非常幽默風趣，常常會用一些生動的比喻和生活化的例子來解釋抽象的物理原理，讓我在閱讀過程中忍不住會心一笑。例如，在講解引力場如何彎麯時，他會將時空比作一張被放置瞭重物的床墊，形象地展示瞭引力産生的機製。這種接地氣的講解方式，讓我在輕鬆愉悅的氛圍中，逐步掌握瞭相對論的精髓。更讓我驚喜的是，書中還涉及瞭一些哲學層麵的思考，比如關於絕對時間和相對時間、因果律的探討，這些都讓我對宇宙和我們自身的存在有瞭更深刻的認識。讀完這本書，我感覺自己仿佛醍醐灌頂，對很多曾經睏擾我的問題都有瞭豁然開朗的感覺。它不隻是告訴我“是什麼”，更讓我理解瞭“為什麼”，以及這些理論對我們認識世界産生瞭怎樣的深遠影響。

评分☆☆☆☆☆

讀完《相對論百問》，我最大的感受就是，原來我曾經認為的“高不可攀”的科學理論，也可以如此觸手可及。這本書的結構非常巧妙，它將相對論的復雜內容拆解成一個個獨立又相互關聯的問題，讓讀者可以循序漸進地理解。我尤其喜歡書中關於“引力時間膨脹”的解釋，它通過舉例說明，當一個人生活在強引力場下時，他的時間會比生活在弱引力場下的人流逝得慢。這個看似科幻的結論，在作者的筆下變得閤情閤理。書中還有一個特點，就是它鼓勵讀者去思考，去質疑，而不是盲目接受。它提齣的很多問題都發人深省，比如“宇宙的邊界在哪裏？”、“我們能否迴到過去？”這些問題，雖然不一定能在書中得到最終的答案，但卻極大地激發瞭我對宇宙的想象力和探索欲。這本書沒有讓我成為物理學傢，但它絕對讓我成為一個對宇宙充滿好奇、對科學充滿敬畏的人。它是一本真正意義上的“益智”讀物，它不僅增長瞭我的知識，更開闊瞭我的視野，提升瞭我的思維層次。

评分☆☆☆☆☆

這本書給我的感覺就像是接受瞭一次思想的“洗禮”。在閱讀《相對論百問》之前，我對相對論的認知僅僅停留在“愛因斯坦”、“時間會變慢”這樣的碎片化印象中，全然不知其所以然。然而，通過這本書，我發現原來理解相對論並非是件不可能完成的任務。作者的邏輯清晰，層層遞進，從最基礎的光速不變原理齣發，一步步引齣狹義相對論，再到廣義相對論對時空的深刻洞察。我特彆欣賞書中對於“等效原理”的闡述，它巧妙地將引力與加速度聯係起來，讓我對引力的本質有瞭全新的認識。那些曾經讓我望而卻步的物理概念，在作者的筆下變得如同掰開的糖果一樣，易於消化。而且，書中並沒有迴避一些“佯謬”或“反直覺”的結論，反而鼓勵讀者去思考，去挑戰自己的認知邊界。這正是這本書最寶貴的地方，它不僅僅是知識的傳授，更是思維方式的引導。我發現自己開始用一種更廣闊的視角去看待時間和空間，看待宇宙的運行規律。這本書帶來的不僅僅是知識的增長，更是一種思維的躍遷，讓我對科學的敬畏之心油然而生，也激起瞭我繼續探索宇宙奧秘的強烈願望。

评分☆☆☆☆☆

东西不错，是正品。希望京东的图书能够像亚马逊一样用滤泡膜包一下，免得经常有书角变形损坏。支持京东！！！

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

好书

评分☆☆☆☆☆

学而不思则罔

评分☆☆☆☆☆

在看中。。发书快。。。内容好

评分☆☆☆☆☆

在玻尔的理论中，计算出来的电子轨道频率和发射出来的辐射频率间的不相符．必须解释成电子轨道的概念有其局限性。这个概念从一开始就有点值得怀疑。然而，对于较高的轨道，电子将在离核很远的地方运动，就象人们看到它们在云室中运动时的情况一样。在那里，人们应当谈到电子轨道。因此，对于这些较高的轨道，发射辐射频率接近轨道频率和它的较高的谐频，这是很令人满意的。此外，玻尔在他的早期论文中就已经提出，发射光谱线的强度接近干对应的谐波的强度。这个对应原理对近似地计算谱线强度已经证明是很有用的。这样，人们就有一个印象：玻尔的理论对原子内部发生的事情作了定性的但不是定量的描述；物质行为的若干新特征是由量子条件定性地表示的，而这些量子条件又与波粒二象性相联系。

评分☆☆☆☆☆

人们常常讨论到那种所谓理想实验。这样的实验是被设计来回答判决性的问题的，不管它们实际上是否能够实现。当然，重要的是原则上应当能够实现这个实验，但在技术上可能是极端复杂的。这些理想实验在澄清某些问题方面是十分有用的。如果物理学家们对某个理想实验的结果没有～致的意见，那就常常可以找到一个与之相似但更为简单的能够实现的实验，从而使实验答案能从基本上对量子论的阐明有所贡献。

评分☆☆☆☆☆

很好一本书，读相对论，改造你的世界观。

评分☆☆☆☆☆

量子论的准确的数学表述最后是从两个不同的发展方向出现的。一个从玻尔的对应原理开始。人们不得不放弃电子轨道的概念，但在高量子数的极限情况下，即对于大轨道而言，这个概念仍须保留。在后面这种情形中，发射辐射以它的频率和强度给出电子轨道的图象；这个图象代表数学家所谓的轨道的傅里叶（Fourier）展开式。这种观念自身说明了，人们不应当把力学定律写为电子的位置和速度的方程，而应当写为电子的傅里叶展开式中的频率和振幅的方程。从这样一些方程出发并稍稍改变它们，人们就能够希望得到同发射辐射频率和强度相对应的那些量之间的关系，这些关系甚至对干小轨道和原子的基态也能成立。这个计划是能够实际实现的；1925年的夏天，它引导出一个数学形式系统，称为矩阵力学，或者，更一般地称为量子力学。牛顿力学的运动方程被矩阵之间的类似方程所代替Z有一个新奇的经验是：人们发现牛顿力学的许多旧结果，例如能量守恒等等，也能从新的数学方案推导出来。后来，玻思（Born）、约尔丹（Jordan）和狄拉克（Dirac）的研究表明，代表电子的位置和动量的矩阵是不对易的。这个事实清楚地显示了经典力学和量子力学之间的本质差别。