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編輯推薦: |
◆本书没有比勾股定理更难的公式
见证爱因斯坦的物理革命——相对论的诞生
发现从宇宙黑暗时代运行至今的时空观
◆未来已来,带你彻底搞懂相对论是如何改变世界!
颠覆性的通俗易读——只要你能搞懂勾股定理,就能搞懂相对论
颠覆性的物理革命——从此时空再也不是绝对的,它是可以扭曲的
颠覆性的质能方程——揭秘霍金在《时间简史》中仅保留的公式E=
◆多家闻名世界的媒体争相推荐
作者开辟了一条清晰的道路,带领大家通往令人望而生畏的领域。—《新科学家》
很难想象有哪两位作家会比布莱恩·考克斯和杰夫·福修更适合这份工作。—《BBC聚焦杂志》
没有故弄玄虚。两位聪明的物理学家语言通俗易懂,讲述引人入胜,任何有冒险精神的人都会被吸引。—《赫芬顿邮报》
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內容簡介: |
这一次,你将真正理解相对论,跟上爱因斯坦的脚步,吃透现代物理学基础!
两位作者在书中完整解释时间空间的相对性、光速的极限,以及为什么愈接近光速,时间就会愈慢等相对论的基础概念,并且思考一连串更核心的问题:什么是能量?什么是质量?光速与能量、质量究竟有什么关系?为什么光速是质能转换的兑换率?在回答这些问题的同时,作者也带我们来到大型强子对撞机的实验现场,探索希格斯粒子与质量起源的奥祕。
本书入围科普书zui高荣誉——英国皇家学会科学图书大奖决选名单,是近年难得一见深具启发性的科普读物,也是一本能让你真正理解相对论的书。从 E=mc2 出发,我们将能了解所有关于宇宙的道理:时间、空间、质量、能量、标准模型、希格斯粒子……
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關於作者: |
作者
布莱恩·考克斯
英国曼彻斯特大学理论物理学教授
英国皇家学会研究员
享有英国最高荣誉“不列颠帝国勋章”
他有三份工作: 在英国曼彻斯特大学教书;在欧洲粒子物理实验室(CERN)里研究大型强子对撞机;主持BBC纪录片《行星》《宇宙的奇迹》《太阳的奇迹》等。
杰夫·福修
英国曼彻斯特大学理论物理学教授
“麦克斯韦物理学奖章”得主
曾任职于卢瑟福实验室
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目錄:
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前言 1 第一章 空间和时间 1 第二章 光速 13 第三章 狭义相对论 27 第四章 时空 43 第五章 为什么E=mc2 ? 77 第六章 我们为什么要关心原子、老鼠夹和恒星引擎? 107 第七章 质量的起源 127 第八章 扭曲时空 161
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內容試閱:
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本书的目的是用最简单的语言讲述爱因斯坦的时空理论,并呈现它深奥的美。我们一路推演到爱因斯坦最著名的方程——E=mc2,沿途所用公式不会比勾股定理复杂。即使你不记得勾股定理,也不用担心,我们会给予详细的讲解。我们希望读者读完本书的同时,能够领会到现代物理学家是如何思考自然、构建物理理论的。这些理论越来越有用,并最终改变了我们的生活。通过建立时空模型,爱因斯坦铺平了理解恒星发光的道路,揭示了电动机和发电机的深层工作机制,并最终奠定了现代物理学的基础。本书的另一个目的是提出质疑,并激发挑战精神。物理学本身不具争议,爱因斯坦的理论是非常完善的,它有大量的实验证据支持,我们都将逐一为您解释。然而,我们还得强调,在特定条件下,爱因斯坦时空理论必须让位于更加精确描述自然的理论。科学没有普遍的真理,有的只是对世界尚未被证伪的观点。
目前而言,唯一可以肯定的是,爱因斯坦的理论是可行的。换句话说,科学的挑战性在于,我们的思维必须直面周遭世界。不管是不是科学家,我们每个人都有直觉,都会从日常经验出发来推断世界。然而,如果按照严肃而精准的科学方法观察自然,结果常常违背直觉。从书中你就可以读到,当物体高速运动时,空间和时间的常识观念将被打破,并被全新、惊人而优美的观念替代。这一课让人受益匪浅,又令人谦逊,它让许多科学家对自然心生敬畏:宇宙本身远比我们日常所经历的现象要丰富得多。最奇妙的就是,丰富多彩的新物理自身充满了令人惊讶的数学之美。科学形象艰涩,但核心并不复杂。你可以用科学清扫内心的偏见,以便客观地观察世界。能否达到这个目的,另当别论,毋庸置疑的是,我们将从中学到宇宙运行的知识。真正困难的是学会如何走出常识的蒙蔽。只有远离内心的偏见,接受自然如其所是,科学方法才能创造现代技术世界。简而言之,科学必将行之有效。
本书的前半部分推导了方程式E=mc2。在这里“推导”指的是讲述爱因斯坦是如何得到该公式的,也就是讲述如何得到能量等于质量乘以光速平方。想一想,这很奇妙。我们最熟悉的能量是物体的动能;如果有人朝你扔板球,当脸被击中时,就会有疼痛感。物理学家认为疼的原因是在击中人脸时能量转移到了脸上,被转移的能量就是投掷者给板球的动能。质量是一个物体所含物质的量度。例如,板球比乒乓球重,比行星轻。质能方程告诉我们能量和质量是可以互换的,就像美元和欧元是可以互换的一样,只不过,这里的汇率是光速的平方。爱因斯坦究竟是如何得出这个结论的,光速又是如何进入质能方程的?我们将给读者提供一个科学的解释,而不仅仅是讲述一个故事。这一过程不需要任何科学背景知识,我们也会尽量避免使用数学公式。希望以此为讲述带来新意。
在书的后半部分,你将看到质能方程如何支撑我们对宇宙运行的理解。为什么星星会发光?为什么核能比煤、石油更高效?接着,“什么是质量?”这个问题将引导我们进入现代粒子物理学的世界,带我们到日内瓦欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞机旁,去寻找希格斯粒子,去解释质量的起源。本书最后还会给出爱因斯坦的另一个惊人发现,即时空结构是重力的终极原理,它支持一个奇怪观点:地球围绕太阳“直线”下落。
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