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出版者:人民美术出版社

作者:谭晓春

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2004-07-01

价格:8.5

装帧:平装

isbn号码:9787102030029

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《宇宙的织锦：探索时空、引力与量子纠缠的边界》 引言：当思维挣脱地心引力的束缚 自古以来，人类对宇宙的理解便如同一幅不断被细密描绘的宏伟画卷。从柏拉图的理想国到牛顿的经典力学，我们对物质、运动和时间的概念进行了无数次的重塑。然而，在二十世纪初，一股颠覆性的思想洪流，以一种近乎哲学思辨的方式，彻底撼动了人类数千年来的世界观基础。本书并非聚焦于某一位科学巨匠的个人传记，亦非单纯梳理某一套理论的诞生历程，而是深入剖析支撑现代物理学大厦的两根最核心、也最令人费解的支柱——广义相对论的宏大时空结构与量子力学的微观奇异性——以及它们之间永恒的张力与融合的渴望。 我们将以一种跨学科的视角，邀请读者一同进入一个非欧几里得几何学的奇妙领域，理解物质如何弯曲时空的几何结构，以及这种弯曲如何定义了我们所感知到的“引力”。随后，我们将潜入亚原子粒子的幽深海洋，探究概率云、叠加态与波函数的坍缩，揭示一个与我们日常经验完全相悖的、充满不确定性的实在。 第一部：时空的几何化——广阔宇宙的宏观蓝图 第一章：牛顿的遗产与光速的悖论 我们从对经典物理学的回顾开始，特别是牛顿关于绝对空间和绝对时间的坚固框架。正是这种对“不变性”的执着，为后来的革命埋下了伏笔。然后，我们将考察十九世纪末的实验证据，特别是迈克尔逊-莫雷实验如何无情地宣告了“以太”理论的破产。当光速被证明在所有惯性参考系中都是恒定时，时空的概念必须被彻底解构。 第二章：狭义革命：时间和空间的交织 本章将详细探讨狭义相对论的核心原理：相对性原理和光速不变原理。我们不会陷入复杂的张量代数，而是通过生动的思想实验，展示洛伦兹收缩、时间膨胀以及质能等价原理（$E=mc^2$）对哲学和工程学产生的深远影响。我们将分析高速运动如何将时间和空间编织成一个不可分割的四维流形——闵可夫斯基时空。理解这一点，是通往更深层宇宙奥秘的必经之路。 第三章：引力的重新定义：弯曲的宇宙剧场 广义相对论的引入标志着物理学的一次飞跃。我们聚焦于爱因斯坦所提出的核心洞见：引力不是一种力，而是物质和能量对时空几何结构的塑形。本章将细致解析测地线（Geodesics）的概念，解释物体为何沿着“最短”的路径运动，而这种“最短”路径在弯曲的空间中呈现为我们所见的引力效应。我们将考察水星近日点的进动、光线在星体附近的偏折，以及这些观测如何无可辩驳地确立了新的引力理论。 第四章：宇宙学尺度的回响：黑洞与引力波的探测 在广阔的宇宙尺度上，广义相对论的影响更为惊人。我们将探讨史瓦西解及其引发的“黑洞”概念——时空被无限拉伸的奇点。我们将深入分析事件视界（Event Horizon）的物理意义，以及信息在其中面临的终极困境。更进一步，本书将追溯引力波的理论预言，并详细描述LIGO等实验如何成功捕捉到遥远宇宙事件产生的时空涟漪，为我们打开了观测宇宙的全新“听觉”窗口。 第二部：微观世界的幽灵——量子力学的概率图景 第五章：黑体辐射与普朗克的量子假设 我们的旅程转向微观世界，从解释黑体辐射的失败开始。普朗克提出的能量量子化概念，虽然最初是作为一种数学上的“权宜之计”，却为整个二十世纪物理学设定了基调。我们探讨能量并非连续的，而是以离散的“包裹”形式存在的意义。 第六章：光电效应与波粒二象性 爱因斯坦对光电效应的解释，坚定了光子（Photon）作为粒子存在的地位，从而确立了波粒二象性的核心原则。本章将阐述，物质和能量并非是严格意义上的“波”或“粒子”，而是在观测行为下展现出不同的特性。我们考察德布罗意波的引入，将这种二象性扩展到所有物质粒子，彻底颠覆了经典实在观。 第七章：薛定谔的猫与海森堡的迷雾 量子力学的核心概念——叠加态和不确定性原理——是人类理性所能面对的最奇特的领域。我们将详细解释波函数 ($Psi$) 的物理含义，以及它如何描述一个粒子在被观测前处于所有可能状态的概率分布。海森堡的不确定性原理不仅仅是测量工具的限制，而是自然界本身的内在属性：我们无法同时精确知晓一个粒子的位置和动量。随后，我们将引入著名的“薛定谔的猫”思想实验，以最直观的方式展示宏观世界与微观世界在概念上的巨大鸿沟。 第八章：量子纠缠：幽灵般的超距作用 量子纠缠被认为是量子力学中最具“诡异性”的现象。本章将解释两个或多个粒子如何共享同一个量子态，无论它们相隔多远，测量其中一个粒子的状态会瞬时影响另一个粒子的状态。我们将回顾贝尔不等式的实验检验，该实验有力地驳斥了局域实在论（Local Realism）的可能性，迫使我们接受宇宙在最深层次上是非局域的。 第三部：融合的召唤——理论物理学的终极追求 第九章：不相容的二重奏：相对论与量子的矛盾 虽然广义相对论和量子力学各自在其领域内取得了辉煌的成功，但当我们将两者置于极端条件（如黑洞奇点或宇宙大爆炸的瞬间）下进行数学描述时，它们的核心假设便产生了不可调和的冲突。广义相对论要求时空是光滑连续的，而量子场论则预示着在普朗克尺度上，时空本身也应该被“量子化”，充满随机的“时空泡沫”。 第十章：弦的低语与圈的几何 本章将探讨物理学家们为弥合这一鸿沟所做的主要尝试。我们首先考察“弦理论”（String Theory）的基本构想，即所有基本粒子都是一维的、振动的能量弦，以及它对额外维度的需求。随后，我们将介绍“圈量子引力”（Loop Quantum Gravity，LQG）的路径，它试图直接对时空本身进行量子化，将时空结构理解为由离散的“圈”构成的网络。 第十一章：信息、熵与时空的新视野 现代物理学的趋势表明，信息可能比物质和能量更为基本。我们将探讨贝肯斯坦-霍金的黑洞熵计算，它暗示了引力理论与热力学和信息论之间深刻的联系。我们将讨论全息原理（Holographic Principle）——即我们三维空间中的所有信息可能编码在一个更低维度的边界上——这一观点正在重塑我们对时空实在性的理解。 结论：未完成的交响曲 本书以对未来物理学的展望作结。我们站在一个激动人心的交叉口，既能描绘出星系的宏伟演化，又能精确预测原子的行为，但那连接两者、描述引力量子化的统一理论仍未浮现。我们审视了当代实验物理学的前沿——从高能对撞机到宇宙微波背景辐射的精确测量——它们都在为最终的“万有理论”提供关键的线索。对宇宙最终法则的探索，是一场关于人类认知极限的伟大冒险，而这场探险，远未结束。 推荐阅读与附录： 本书附有详细的数学物理概念导引，旨在帮助非专业读者理解其背后的深刻思想，并提供了一份精选的经典物理学著作目录，以供读者进行更深入的学术探索。

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《爱因斯坦与相对论》这本书，对我而言，更像是一次关于“宇宙几何学”的奇幻旅程。我一直对宇宙的形态和结构感到好奇，而广义相对论，正是用“时空弯曲”这一概念来描述引力，从而揭示了宇宙的几何性质。我非常期待这本书能够形象地展现，引力是如何使时空发生弯曲的？质量越大的物体，对时空的扭曲程度就越大，这是否意味着，我们所感受到的“向下坠落”其实是沿着弯曲时空的“直线”运动？我希望书中能够用生动的类比，例如在弹力布上放置重物，来帮助我理解这个复杂的概念。我更期待书中能够探讨，这种时空弯曲是如何影响光线的传播，导致引力透镜效应，甚至是如何在黑洞附近形成极端扭曲。这本书，我希望它能让我跳出牛顿力学固有的思维模式，用一种全新的、更宏观的视角去理解宇宙的运行机制。我渴望借此书，去感受宇宙的优雅与神秘，并对我们所处的空间，有一个更加深刻的认识。

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《爱因斯坦与相对论》这本书，我将其视为一本关于“时间”的哲学沉思录，同时也是一本关于宇宙运行规律的启示录。我一直对时间的概念感到着迷，我们感知到的“现在”，是否真的是一个绝对的点？爱因斯坦的相对论，彻底颠覆了牛顿以来我们对时间统一流逝的认知。我希望这本书能够清晰地阐述，在相对论的框架下，时间是如何与空间融合，形成一个统一的“时空”整体？时间如何会因为运动速度的不同而发生膨胀？我尤其期待书中能够用通俗易懂的方式，解释“时间旅行”的可能性，或者至少是相对论对我们理解时间穿越的启示。这不仅仅是科幻小说里的幻想，而是根植于深刻物理理论的探讨。我希望这本书能让我跳出日常经验的局限，去感受宇宙中那更为宏大和奇妙的时间维度。我期待它能引发我对“现在”与“过去”、“未来”之间关系的深刻思考，并对宇宙的演化过程有一个全新的认识。

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《爱因斯坦与相对论》这本书，我将它视为一次关于“世界观重塑”的体验。爱因斯坦的相对论，不仅仅是物理学理论的突破，更是对人类认识世界的方式的一次根本性挑战。它让我们开始审视，我们所认为的“绝对”事实，是否真的如我们想象的那样固定不变？我希望这本书能够深入探讨相对论带来的哲学意义，它如何打破了绝对时空观的束缚，让我们认识到观察者的视角是多么重要。我期待书中能够引发我对“实在”本质的思考：如果时间和空间都是相对的，那么我们所经历的“现在”，其客观性有多大？这本书，我希望它不仅仅是讲解科学知识，更能引导我进行一次深刻的自我反思，去质疑那些习以为常的观念，去拥抱更加开放和多元的思维方式。我期待它能成为我理解宇宙、理解自身的一座重要里程碑，让我能够以一种更加成熟和深刻的态度，去面对这个复杂而充满未知的世界。

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读《爱因斯坦与相对论》这本书，我最期待的是能够理解“质能方程”E=mc²的深刻含义，以及它如何彻底改变了我们对物质与能量的认知。这个看似简单的公式，背后蕴含着宇宙中最基本的法则之一。我希望这本书能够详细地解释，质量和能量究竟是如何相互转化的？它们之间的比例关系——光速的平方，又代表着怎样的巨大能量？我期待书中能够提及这个方程在核能、粒子物理等领域的应用，让我们看到，一个抽象的物理理论，如何能够直接影响人类的科技发展，甚至改变世界的格局。我希望作者能用引人入胜的笔触，描绘出爱因斯坦在发现这个公式时的思想火花，以及它对整个物理学界产生的巨大冲击。这本书，对我而言，不仅是学习一个公式，更是理解物质世界最深层运作规律的一次探险。我渴望借此书，去感受科学的强大力量，以及它如何将抽象的理论转化为深刻的现实意义。

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《爱因斯坦与相对论》这本书，在我看来，更像是一把钥匙，能够打开我通往宇宙深处的大门。我对宇宙的广袤和神秘总是充满了敬畏，而相对论，无疑是理解这个宏大宇宙的关键理论之一。我迫切地想知道，这本书将如何描绘爱因斯坦如何一步步揭示宇宙的秘密。他是否会带领我们“乘坐”一束光，去体验时间如何膨胀，长度如何收缩？他是否会用形象的比喻，解释引力场是如何让时空发生弯曲，就像一个重物放在弹力布上会形成凹陷一样？我希望这本书能够用引人入胜的语言，将这些看似深奥的物理概念，转化为我能够理解和想象的画面。我也期待书中能够提及相对论在天文学领域的应用，比如对行星轨道的解释，对光线在引力场中的弯曲现象的预测，甚至是对黑洞和宇宙膨胀等现代宇宙学前沿问题的启示。这本书，不仅仅是关于一个理论，更是关于人类探索宇宙、理解自身在宇宙中位置的伟大历程。我希望能通过它，对我们所处的这个宇宙，有一个更深刻、更广阔的认识。

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我期待《爱因斯坦与相对论》能够深入剖析爱因斯坦的思维方式，尤其是他那标志性的“思想实验”。那些关于在光线上奔跑，或者在高塔上自由落体的场景，是如何帮助他一步步突破传统物理学的束缚，构建出相对论的？这本书，我希望它能详细地呈现这些思想实验的脉络，让我们能够模仿爱因斯坦的思维路径，去体验他当时的思考过程。我很好奇，在他提出这些革命性想法时，是否也曾遭遇过巨大的阻力，甚至是嘲笑？他是如何坚持自己的信念，并最终用无可辩驳的证据来证明自己的理论的？我希望这本书能展现爱因斯坦作为科学家的勇气与韧性，以及他那超乎常人的想象力。我期待书中能用一种引人入胜的方式，将科学发现的艰辛与乐趣结合起来，让我看到，伟大的科学成就背后，并非只有灵光一闪，更有的是不懈的探索、严谨的逻辑和对真理的执着追求。这本书，对我而言，将是一次关于创新思维和科学精神的深度学习。

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这本《爱因斯坦与相对论》，光是书名就足以点燃我心中对宇宙奥秘的好奇。我一直以来都对那些颠覆了我们固有认知，将世界图景彻底重塑的理论深感兴趣，而相对论无疑是其中最璀璨的一颗明星。这本书并非单纯的科学科普，它似乎还融入了对这位伟大科学家的生平、思想历程，甚至是他所处时代背景的深刻描绘。我渴望了解，究竟是什么样的环境、什么样的思考，孕育出了如此石破天惊的理论？是童年时期那个对指南针着迷的小男孩，还是青年时期在专利局里那些看似枯燥的时光，埋下了日后划时代创见的种子？我期待这本书能带领我一同走进爱因斯坦的精神世界，感受他那不懈探索、勇于质疑的科学精神。我希望它不仅仅讲解复杂的公式和概念，更能用通俗易懂的语言，将相对论的核心思想——时间、空间、质量、能量之间的深刻联系——展现得淋漓尽致。想象一下，读完这本书，我或许就能以一种全新的视角去理解日常生活中那些看似寻常的现象，比如月亮的圆缺，比如光速的恒定，甚至，我能触摸到宇宙那宏大而神秘的脉搏。我对于书中可能涉及的相对论效应，如时间膨胀、长度收缩等，充满了期待，也希望能借此书，对黑洞、引力波等更前沿的宇宙学概念有一个初步的认识。这本书，不仅仅是知识的获取，更是一种精神的启迪，一种对科学探索的致敬。

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《爱因斯坦与相对论》这本书，在我看来，更像是一次穿越时空的思想之旅。我一直被“相对性”这个概念所吸引，它挑战了我们根深蒂固的绝对观念，让我们开始审视一切事物都可能只是“参照”的问题。而爱因斯坦，正是将这一思想推向了极致，构建了一个全新的宇宙观。我特别期待书中能够深入浅出地讲解狭义相对论和广义相对论之间的联系与区别。狭义相对论中的“光速不变原理”和“相对性原理”是如何统一起来的？E=mc²这个简短却无比强大的公式，背后蕴含着怎样的能量转换秘密？而广义相对论，它如何用“时空弯曲”来解释引力，将牛顿的万有引力定律提升到了一个全新的维度？我希望这本书能用形象的比喻和生动的例子，将这些抽象的概念具象化，让我能够绕开那些令人望而生畏的数学公式，去领略相对论的优雅与深刻。我更期待的是，作者能否展现出爱因斯坦在构建这些理论时所经历的思维过程，那些突如其来的灵感，那些反复的推敲与修正。这本书，如果能让我不仅仅是“知道”相对论是什么，更能“理解”相对论为何如此重要，那它便是一本成功的著作。

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翻开《爱因斯坦与相对论》这本书，我立刻被一种沉浸式的叙事所吸引，它仿佛是一扇通往二十世纪初物理学革命中心的窗口。我尤其感兴趣的是，作者是如何将爱因斯坦这位非凡人物的个人生活与他那些极具颠覆性的科学发现巧妙地编织在一起的。读一本传记，我不仅仅想了解那些抽象的理论，更渴望看到理论背后那个活生生的人，他的喜怒哀乐，他的坚持与挣扎，他的灵感迸发，以及他与那个时代其他伟大思想家之间的碰撞与交流。这本书似乎就提供了这样一个契机，让我能够窥见爱因斯坦是如何从一个充满好奇心的年轻人，成长为一个改变世界物理学面貌的巨人。我很好奇，在那些奠定相对论基石的日子里，他是否也曾有过迷茫和质疑？他又是如何克服这些困难，最终抵达真理的彼岸？这本书的语言风格，我猜想，一定不会是枯燥乏味的学术论文，而是充满了人文关怀和叙事张力，能够让即使没有深厚物理学背景的读者也能感受到科学的魅力。我期待它能描绘出爱因斯坦那颗永不满足的求知之心，以及他那标志性的、略带孩子气的幽默感。通过这本书，我希望能更深刻地理解，伟大的科学发现，从来都不是空中楼阁，而是建立在对自然深刻的洞察、坚定的信念以及不懈的努力之上。

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我对《爱因斯坦与相对论》的期待，并不仅仅在于它所讲述的科学内容，更在于它背后所蕴含的哲学思考。爱因斯坦的相对论，无疑是对人类认识世界方式的一次深刻革命。它告诉我们，时间不再是普适的、流淌的河流，而可以是相对的、随着观察者运动状态而变化的河流；空间也不再是静止的、承载万物的背景，而可以是弯曲的、与物质相互作用的动态实体。这本书，我希望它能引导我去思考，当绝对的时间和空间不再存在，我们该如何重新定义“现实”？当观察者的视角影响着我们对世界的认知，我们又该如何寻求客观的真理？我期待书中能够探讨相对论对我们哲学、认识论，甚至对日常生活的潜在影响。例如，它是否会让我们对“现在”这个概念产生新的理解？它是否会影响我们对因果律的看法？我希望这本书能像一面镜子，不仅映照出宇宙的奥秘，更能引发我对自己思维方式的深刻反思。我期待它能提供一个平台，让我与爱因斯坦这位伟大的思想家，一同对宇宙、对真理进行一场跨越时空的对话。

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