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☆☆☆☆☆

赵峥 著

图书标签:

• 物理学
• 相对论
• 科学普及
• 理论物理
• 爱因斯坦
• 时空
• 引力
• 宇宙学
• 现代物理
• 科普读物

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

内容简介

相对论是青少年最感神奇，也觉得最为难懂的科学理论。不过，狭义相对论诞生(1905年)至今已经100多年了，广义相对论也将要迎来它的100岁生日(1915年)，相对论已不再是最新的科学理论。今天的科学发展水平和教学条件已经完全有可能让青少年对相对论有一个初步的、基本的了解。这对于提高他们的科学素质，培养他们的创新精神和探究能力，增强他们的学习兴趣，拓宽他们对客观世界的认识都非常重要。

目录

一 狭义相对论
二 广义相对论
三 黑洞
四 宇宙学
五 爱因斯坦
主要参考文献

前言/序言

宇宙的奥秘：从星辰大海到微观世界的探索 图书简介 本书并非探讨爱因斯坦的时空理论，而是带领读者踏上一场跨越宏大宇宙尺度与精微物质结构的奇妙旅程。它聚焦于现代物理学、天文学以及前沿科学技术领域那些令人心驰神往的未解之谜和已取得的辉煌成就，旨在以深入浅出、引人入胜的方式，揭示我们赖以生存的自然法则的本质。 第一部分：宏观宇宙的恢弘叙事 本篇将从我们所处的宇宙的起源、结构和演化入手，追溯时间长河中的伟大事件，并探讨当前天体物理学界最热门的前沿课题。 一、宇宙的开端与终局的猜想 大爆炸的回响： 我们将详尽解析宇宙微波背景辐射（CMB）的意义，它如同宇宙诞生初期的“婴儿照片”，为我们提供了理解早期宇宙的直接证据。本书将深入探讨暴胀理论，解释宇宙在极短时间内指数级膨胀的物理机制，以及它如何平滑了早期的不均匀性。 暗物质的无形之手： 宇宙中约85%的物质成分仍是科学界的巨大谜团。我们不谈相对论的几何结构，而是聚焦于如何通过星系旋转曲线、引力透镜效应以及宇宙大尺度结构的形成来“推断”暗物质的存在。本书将详细介绍当前主流的候选粒子，如WIMPs（弱相互作用重粒子）和轴子，以及全球各大实验室正在进行的直接和间接探测实验的最新进展。 暗能量的驱动力： 观测到的宇宙加速膨胀是二十世纪末最重大的发现之一。本章将剖析宇宙学常数与修正引力理论（如$f(R)$引力）之间的争论，探讨暗能量的性质——它是一种能量密度恒定的真空能，还是一种随时间变化的动态场（如夸尔克能量，Quintessence）？我们还将模拟未来宇宙可能的命运，无论是“大冻结”还是“大撕裂”。 二、黑洞与时空结构的探索 事件视界的彼端： 本章将聚焦于引力坍缩的终极产物——黑洞。我们将详细介绍史瓦西半径、克尔黑洞的性质，以及事件视界附近的极端物理现象，包括吸积盘的辐射机制和喷流的形成。 引力波的涟漪： 激光干涉引力波天文台（LIGO）和室女座干涉仪（Virgo）的成功开启了引力波天文学的新纪元。本书将回顾探测到双中子星并合（GW170817）的里程碑事件，它不仅证实了引力波的存在，还提供了关于重元素（如金和铂）起源的直接证据。我们将探讨未来探测器（如LISA）对超大质量黑洞并合的观测潜力。 星系的生命周期： 从矮星系到巨大的椭圆星系，再到旋涡星系，本书将描述星系如何通过碰撞、合并和潮汐力相互影响，驱动恒星形成速率的变化。我们将讨论星系中心超大质量黑洞与宿主星系演化之间的“共生”关系（如M-$sigma$关系）。 第二部分：微观世界的奇幻乐园 本部分将从原子核的结构出发，深入物质的基本构成单元，探讨量子世界中那些反直觉的现象，以及粒子物理学的最新突破。 一、粒子物理学的标准模型及其延伸 物质的基本砖块： 我们将系统梳理夸克和轻子家族的分类、代以及它们之间的相互作用力。重点讲解标准模型（SM）的数学框架，以及电弱统一理论的构建过程。 希格斯机制的验证： 继2012年发现希格斯玻色子之后，人类如何通过测量其衰变模式（如$gammagamma$和$ au^+ au^-$终态）来验证其与其它基本粒子的耦合强度，是当前高能物理研究的核心。本书将分析大型强子对撞机（LHC）的最新数据，探讨是否存在“新物理”的微弱信号。 超越标准模型的探索： 标准模型无法解释暗物质、中微子质量和引力。本章将介绍超对称理论（SUSY）的基本思想，即每一已知粒子都有一个超对称伴侣，以及弦理论作为统一所有力的宏伟尝试。 二、量子信息与计算的革命 量子比特与叠加态： 我们将避开时空弯曲的讨论，专注于量子信息科学。本书将解释量子比特（Qubit）如何利用叠加原理存储海量信息，并阐述量子纠缠——“幽灵般的超距作用”在信息传输中的关键作用。 容错量子计算的挑战： 量子计算机的潜力在于其对因子分解（Shor算法）和搜索（Grover算法）的指数级加速。我们将详细探讨当前实现量子计算的几种主要技术路线（如超导电路、离子阱、拓扑量子计算），以及如何应对退相干和误差修正的巨大工程难题。 量子密码学与安全： 介绍基于量子力学原理保证信息绝对安全的量子密钥分发（QKD）技术，以及如何应对未来量子计算机对现有公钥加密体系（如RSA）的威胁。 第三部分：跨学科领域的尖端应用 本部分将关注物理学原理在生命科学、材料科学和能源技术等领域的实际应用和未来前景。 一、凝聚态物理与新材料的诞生 拓扑绝缘体： 这是一类内部是绝缘体，但表面或边缘却导电的奇特物质。我们将解释拓扑不变量的概念，并讨论这类材料在低能耗电子学和量子计算中的巨大潜力。 高温超导的谜团： 尽管传统BCS理论解释了低温超导，但铜氧化物、铁基超导体等高温超导材料的机理仍是凝聚态物理的圣杯。本书将分析电子关联效应在这些材料中的核心地位。 二、核能与聚变的前沿探索 可控核聚变工程： 我们不讨论时空场方程的解，而是关注如何利用强大的磁场或高能激光来实现“人造太阳”——核聚变。本书将详细介绍托卡马克（Tokamak）装置的设计原理，并分析国际热核聚变实验堆（ITER）项目所面临的等离子体约束、壁材料耐受性等工程挑战，及其实现商业化能源前景。 三、生命的物理学基础 生物大分子的复杂性： 探讨蛋白质折叠问题，如何利用统计物理和计算模型来预测蛋白质的三维结构，这是理解生命活动功能的基础。 本书致力于提供一个全面、前沿且深入的现代科学图景，让读者得以领略人类智慧在探索未知世界过程中所展现的无畏与创造力。它是一本为所有对宇宙本质、物质奥秘以及科技前沿抱有强烈好奇心的读者量身定制的指南。

评分☆☆☆☆☆

从这本书的阅读体验来看，作者无疑是一位极富洞察力的科普作家。他没有采用那种机械的、填鸭式的讲解方式，而是将《相对论百问》打造成了一场引人入胜的知识探索之旅。我最喜欢的地方在于，作者善于捕捉读者可能产生的疑问，并提前给出解答，使得阅读过程非常顺畅。每当我的脑海中闪过一个“为什么”，下一页往往就会给出令人满意的答案，或者至少指引了思考的方向。书中对相对论各种思想实验的描绘，比如著名的“电梯实验”和“光锥”概念，都让我印象深刻，它们以直观的方式揭示了深奥的物理原理。而且，作者在叙述中融入了大量的历史背景和科学史的轶事，这让整个阅读过程充满人情味，也让我感受到科学发展并非一帆风顺，而是充满了智慧的火花和不懈的探索。这本书让我明白，相对论并非只是一堆冰冷的公式，它背后蕴含着人类对宇宙深刻的理解和非凡的智慧。它不以炫技为目的，而是真诚地希望将相对论的魅力传递给每一个好奇的读者。

评分☆☆☆☆☆

说实话，一开始我对这本书的期望值并不高，以为又会是一本枯燥乏味的科普读物，充斥着各种专业术语和复杂的数学公式。然而，当我真正沉浸在《相对论百问》的世界里时，我才发现自己错得离谱。这本书简直就是一本为普通读者量身打造的相对论指南，它用一种近乎于讲故事的方式，将相对论中那些看似难以理解的概念一一剖析。作者的语言非常幽默风趣，常常会用一些生动的比喻和生活化的例子来解释抽象的物理原理，让我在阅读过程中忍不住会心一笑。例如，在讲解引力场如何弯曲时，他会将时空比作一张被放置了重物的床垫，形象地展示了引力产生的机制。这种接地气的讲解方式，让我在轻松愉悦的氛围中，逐步掌握了相对论的精髓。更让我惊喜的是，书中还涉及了一些哲学层面的思考，比如关于绝对时间和相对时间、因果律的探讨，这些都让我对宇宙和我们自身的存在有了更深刻的认识。读完这本书，我感觉自己仿佛醍醐灌顶，对很多曾经困扰我的问题都有了豁然开朗的感觉。它不只是告诉我“是什么”，更让我理解了“为什么”，以及这些理论对我们认识世界产生了怎样的深远影响。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！我一直对宇宙的奥秘充满好奇，特别是那些听起来高深莫测的物理学理论。当我拿到《相对论百问》的时候，我心里既兴奋又有些忐忑，生怕里面充斥着只有物理学家才能看懂的晦涩术语。但事实完全出乎我的意料，作者用一种极其通俗易懂的方式，将相对论的核心思想娓娓道来。从时间膨胀到空间扭曲，从光速不变到质能方程，每一个概念都被拆解得清晰透彻。我尤其喜欢书中关于“双生子佯谬”的讲解，它打破了我对时间线性的固有认知，让我第一次真正体会到相对论的颠覆性力量。读这本书的过程，就像是在一场智力探险，每一次翻页都带着对未知的好奇和对真理的渴求。而且，书中穿插的许多历史故事和科学家的小插曲，也让原本严肃的科学理论变得生动有趣，我仿佛看到了爱因斯坦当年是如何在黑板前推导公式，又是如何与当时的科学界进行思想碰撞的。这本书不仅仅是一本科普读物，更像是一把钥匙，为我打开了通往宏观世界和微观粒子奇妙旅程的大门。它让我明白，科学并非遥不可及，只要有心，每个人都能从中找到属于自己的乐趣和启迪。

评分☆☆☆☆☆

读完《相对论百问》，我最大的感受就是，原来我曾经认为的“高不可攀”的科学理论，也可以如此触手可及。这本书的结构非常巧妙，它将相对论的复杂内容拆解成一个个独立又相互关联的问题，让读者可以循序渐进地理解。我尤其喜欢书中关于“引力时间膨胀”的解释，它通过举例说明，当一个人生活在强引力场下时，他的时间会比生活在弱引力场下的人流逝得慢。这个看似科幻的结论，在作者的笔下变得合情合理。书中还有一个特点，就是它鼓励读者去思考，去质疑，而不是盲目接受。它提出的很多问题都发人深省，比如“宇宙的边界在哪里？”、“我们能否回到过去？”这些问题，虽然不一定能在书中得到最终的答案，但却极大地激发了我对宇宙的想象力和探索欲。这本书没有让我成为物理学家，但它绝对让我成为一个对宇宙充满好奇、对科学充满敬畏的人。它是一本真正意义上的“益智”读物，它不仅增长了我的知识，更开阔了我的视野，提升了我的思维层次。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉就像是接受了一次思想的“洗礼”。在阅读《相对论百问》之前，我对相对论的认知仅仅停留在“爱因斯坦”、“时间会变慢”这样的碎片化印象中，全然不知其所以然。然而，通过这本书，我发现原来理解相对论并非是件不可能完成的任务。作者的逻辑清晰，层层递进，从最基础的光速不变原理出发，一步步引出狭义相对论，再到广义相对论对时空的深刻洞察。我特别欣赏书中对于“等效原理”的阐述，它巧妙地将引力与加速度联系起来，让我对引力的本质有了全新的认识。那些曾经让我望而却步的物理概念，在作者的笔下变得如同掰开的糖果一样，易于消化。而且，书中并没有回避一些“佯谬”或“反直觉”的结论，反而鼓励读者去思考，去挑战自己的认知边界。这正是这本书最宝贵的地方，它不仅仅是知识的传授，更是思维方式的引导。我发现自己开始用一种更广阔的视角去看待时间和空间，看待宇宙的运行规律。这本书带来的不仅仅是知识的增长，更是一种思维的跃迁，让我对科学的敬畏之心油然而生，也激起了我继续探索宇宙奥秘的强烈愿望。

评分☆☆☆☆☆

这本书很好，很喜欢

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

，，，，

评分☆☆☆☆☆

听过老师的课来买的，看来还好

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。

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

不错的一本书。

评分☆☆☆☆☆

二十年代的初期，物理学家们逐渐变得习惯于这些困难了，他们得到了关于麻烦会在哪里发生的某种模糊的知识，并且还学会了回避矛盾。他们知道，对于所探讨的特殊实验，关于原子事件的哪一种描述是正确的。这虽然还不足以为一个星子过程中所发生的一切构成一幅前后一致的一般国象，但它是这样地改变了物理学家们的见解，以致他们多少领会了量子论的精神。因此，甚至在人们建立起前后一致的量子论形式系统以前的相当时期，人们就已多少知道～些实验的结果将是个什么样子。

评分☆☆☆☆☆

适合平时翻看，很简洁易懂