时与光:一场从古典力学到量子力学的思维盛宴

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出版者:清华大学出版社 作者:棽棽 出品人: 页数:410 译者: 出版时间:2015-11-1 价格:59.00 装帧:平装 isbn号码:9787302407454 丛书系列:
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具体描述

这是一部像推理小说一样“烧脑”的科学史话。跟随书中的一个个智者,你将从古典力学走向经典体系,最终跨入理论物理的前沿阵地。

一路上,拉普拉斯妖、麦克斯韦妖、芝诺的乌龟、薛定谔的猫、布里丹的驴子、坐在超级钢琴旁狂敲键盘的小猴……一轮又一 轮的思想实验将把你卷入了无穷尽的谜题当中:

光的本质是什么?

电的本质又是什么?

当光子与电子相交织,将奏出怎样一段美妙乐章?

从过去到未来,时间为什么总保持方向性?

当空间与时间相结合,人类对世界的认知会发生怎样翻天覆地的变化?

力的本质是什么?

强力、弱力、电磁力、万有引力,四者是如何在合作与对抗中一步步构建出整个宇宙的?

而这一切与“对称”又有什么关系?

待到你通过阅读和思考,亲自把答案挖掘出来,相信你所收获的一定不仅是答案本身,更有探索过程中最本真的乐趣。

时与光:一场从古典力学到量子力学的思维盛宴 这是一场横跨人类思想史的壮丽旅程,一次对宇宙最深层奥秘的探索。从牛顿划时代的力学定律,到爱因斯坦革命性的相对论,再到量子世界令人目眩神迷的奇诡,本书将带您穿越时间的长河,领略物理学发展史上最璀璨的智慧火花。 第一篇:驾驭宏大叙事——经典物理的辉煌时代 我们从古希腊的哲学思辨出发,追溯人类对运动和空间的最初理解。亚里士多德的自然哲学,尽管在许多方面被后来的科学所颠覆,却为我们提供了观察世界的第一副眼镜。然而,真正的革命性转折点,在于伽利略及其对实验科学的推崇,他用严谨的观测和数学语言,为我们打开了认识宏观世界的大门。 紧随其后,艾萨克·牛顿的名字如同划破夜空的闪电,他的《自然哲学的数学原理》构建了一个宏伟而统一的力学体系。万有引力定律,如同一只无形之手,维系着天体运行的和谐;三大运动定律,则奠定了经典力学的基础,解释了从苹果落地到行星公转的种种现象。本书将深入剖析牛顿力学体系的精妙之处,探讨其如何成功地解释了自那时以来人类所观测到的绝大多数宏观现象,以及它如何成为近代科学的基石。我们将一同感受牛顿所带来的那种“知之甚多,近乎于神”的震撼。 然而,经典物理的疆域并非止步于力学。电磁学的先驱们,如法拉第、麦克斯韦,将我们带入了另一个充满魔力的领域。电和磁的神秘联系,在麦克斯韦方程组的优雅笔触下,被统一成一个宏大的电磁场理论。光,这一古老而又神秘的现象,也被揭示其本质——一种电磁波。本书将带领您领略电磁学的发展脉络,感受科学家们如何从纷繁的实验现象中提炼出简洁而深刻的理论,理解电磁波在现代科技中的重要作用,从无线电通讯到光学器件。 第二篇:时空的相对论——宇宙的全新视角 当经典物理的理论体系看似完美无缺时,一些细微的观测与理论之间的矛盾,如同一粒粒细小的砂石,开始磨砺着科学家的思维。这时,阿尔伯特·爱因斯坦的身影出现在历史舞台中央。他的狭义相对论,彻底颠覆了牛顿关于绝对时间和绝对空间的观念。时间不再是永恒不变的河流,而是与观察者的运动状态息息相关;空间也不是静止不变的画布,而是随着物质的运动而扭曲。E=mc²这个简洁而又深刻的公式,更是揭示了质量与能量之间不可分割的联系,为核能的利用埋下了伏笔。 但爱因斯坦的探索并未停止。他继续思考引力这一古老的问题,并最终提出了广义相对论。引力不再是某种神秘的“作用力”,而是由质量和能量造成的时空弯曲。行星绕太阳运行,并非因为太阳在“拉”它们,而是因为太阳的存在使周围的时空发生了弯曲,行星只是沿着弯曲时空的“测地线”运动。本书将以清晰易懂的方式,阐释相对论的革命性思想,从时间膨胀、长度收缩等佯谬,到引力透镜、黑洞等宇宙奇观,展现相对论如何深刻地重塑了我们对宇宙的认知,为天体物理学和宇宙学奠定了理论基础。 第三篇:微观世界的奇迹——量子力学的颠覆性革命 随着科学家的目光逐渐投向原子和亚原子粒子这个微观世界,经典物理的解释力开始显得捉襟见肘。光电效应、黑体辐射等现象,无论如何也无法用经典理论来解释。这时,量子力学如同一颗璀璨的新星,冉冉升起。普朗克的能量量子假说,爱因斯坦对光子的概念,玻尔的原子模型,海森堡的不确定性原理,薛定谔的波动方程……每一个名字,都代表着一次深刻的思维飞跃。 本书将引导您深入量子力学的奇妙领域。您将了解到,在微观尺度下,粒子不再是具有确定位置和速度的小球,而是表现出波粒二象性。概率占据了主导地位,微观世界的行为充满了不确定性。量子叠加、量子纠缠等令人费解的概念,将被一一剖析,让您领略量子世界“非此即彼”的奇诡之处。我们将探讨量子力学如何成功解释了原子的结构、化学键的形成、以及半导体等现代科技的核心原理。 思维的碰撞与未来的展望 《时与光:一场从古典力学到量子力学的思维盛宴》并非仅仅是科学知识的堆砌,更是一场思维的盛宴。它将带领您体会科学家们是如何从观察中汲取灵感,如何用严谨的数学工具构建理论,如何面对实验的挑战和理论的困境,如何通过一次次思想的碰撞,最终实现对宇宙认知的飞跃。 本书将穿梭于物理学发展的历史长河,展现科学家们在不同时代背景下的思考方式和探索精神。您将看到,科学的进步并非一蹴而就,而是无数次试错、质疑、反思和创新的累积。从宏观世界的确定性到微观世界的概率性,从牛顿力学的机械宇宙观到量子力学的奇妙世界,这其中蕴含的是人类对真理的不懈追求和对未知世界的无限好奇。 本书将通过生动的语言和恰当的比喻,将抽象的物理概念具象化,让非专业读者也能领略到物理学的魅力。它将激发您对宇宙的好奇心,鼓励您用更广阔的视角去理解我们所处的世界。无论您是物理学爱好者,还是对科学探索充满兴趣的读者,这本书都将为您带来一次难忘的思维之旅,让您在“时”与“光”的交织中,感受科学的伟大力量。

作者简介

棽棽,云南昆明人。山东大学应用化学学士,复旦大学物理化学硕士。喜好神游四海,偶尔亦会逃离地球,却怎么也逃不开对宇宙设计的好奇。探索其间的乐趣,愿与你一同分享。

目录信息

第一章 波,还是粒子:光的故事
反射与折射/ / 004
干涉与衍射/ / 012
电与磁/ / 018
光与电/ / 026
行到水穷处坐看云起时/ / 034
第二章 一沙一世界:力的故事
斜塔与椭圆/ / 046
像苹果一样思考/ / 055
三个问题/ / 067
第三章 μ子正传:狭义相对论的故事
真空,抑或“假空”/ / 075
μ子正传/ / 086
时空初相逢/ / 096
闵可夫斯基光锥/ / 102
质量与能量/ / 107
第四章 时光恋曲:广义相对论的故事
飞屋历险记/ / 114
第五公设谜题/ / 120
舞动的时空/ / 130
爱因斯坦最大的错误/ / 138
大爆炸/ / 153
宇宙是顿免费的午餐?/ / 160
还有几个“大”问题/ / 164
第五章 骰子出没:量子的故事
黑体辐射/ / 170
“原子”进化史/ / 176
矩阵,还是波动/ / 190
不确定,你确定?/ / 198
骰子出没注意/ / 206
电子组曲/ / 210
风云对决/ / 217
薛定谔之猫/ / 227
延迟选择/ / 237
第六章 微观尽头:粒子的故事
玻色子与费米子/ / 246
现代炼金术/ / 251
能量失窃案/ / 259
第七章 上帝是个偏心眼?对称的故事
对称vs.不对称/ / 268
可逆vs.不可逆/ / 274
物质vs.反物质/ / 281
左手vs.右手/ / 287
宇称守恒吗/ / 302
轮盘上的物理学/ / 310
第八章 雅典娜与对称美:守恒的故事
诺特定律/ / 318
第九章 重回起点: 光的故事
路径积分/ / 325
芥子与须弥/ / 332
迪克,我们爱你/ / 333
第十章 大设计
量子岔道口/ / 336
137之谜/ / 359
常数无常?/ / 360
爱因斯坦的“错误”/ / 363
统一之路/ / 364
弦/ / 370
启程/ / 372
附录一费马最短时间原理的证明 / / 374
附录二牛顿与苹果 / / 378
附录三质能方程的简单推导/ / 379
附录四重力加速度g的推导/ / 380
附录五玻尔对爱因斯坦光箱的破解 / / 381
附录六 / / 382
参考文献/ / 383
后记 / / 386
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本《时与光》真像一场意外的惊喜,我原本以为这是一本专注于某个特定物理学分支的书,没想到它带我进行了一场跨越时空的思维冒险。从一开始对牛顿定律那熟悉的、仿佛触手可及的“宏观世界”的细致描绘,我就被深深吸引。作者用一种非常生动且富有想象力的方式,将那些冰冷的公式和抽象的概念,转化为一个个有趣的场景和故事。我仿佛看到了行星在星空中优雅地运行,感受到了物体在惯性中不懈的坚持。然后,当视角突然切换到微观领域,那些我们日常生活中无法想象的量子现象扑面而来时,我简直惊呆了。波粒二象性,叠加态,量子纠缠……这些曾经只存在于科幻小说中的奇妙设定,在作者的笔下变得触手可及,甚至还引发了我对现实本质的深刻思考。最让我着迷的是,作者并没有简单地罗列概念,而是巧妙地将它们编织成一条逻辑清晰的线索,展示了科学是如何一步步从宏观走向微观,从确定性走向概率性。这种叙事方式,让我在享受智力挑战的同时,也获得了一种探索未知的兴奋感。它不仅仅是知识的灌输,更是一次对我们认知边界的拓展,让我对宇宙的奥秘充满了敬畏和好奇。

☆☆☆☆☆

《时与光》这本书,与其说是一本物理科普读物,不如说是一次深刻的哲学思辨之旅。我从来没有想过,物理学,特别是经典力学和量子力学,竟然能引发如此多关于存在、时间、因果以及我们自身认知的讨论。作者在描述经典力学时,那种严谨的逻辑和精确的计算,让我感受到了科学的力量和确定性。然而,当他笔锋一转,进入量子世界,那种“怪诞”和“不确定”的特性,瞬间打破了我原有的认知框架。这本书最大的魅力在于,它并没有强迫我接受任何一种理论,而是鼓励我带着批判性的思维去探索。它揭示了我们用宏观世界的经验去理解微观世界时的局限性,也让我意识到,也许我们对宇宙的理解,还有很长的路要走。我尤其欣赏作者对于“观察者效应”和“测量问题”的深入剖析,这让我不仅仅是在学习物理公式,更是在反思我们作为认识主体在整个过程中扮演的角色。这本书给我带来的,是一种更加开放和包容的科学观,一种对未知充满好奇和勇气的探索精神。

☆☆☆☆☆

读完《时与光》,感觉大脑被彻底洗礼了一番。这本书给我最大的震撼在于,它让我看到了物理学两大支柱——经典力学和量子力学——之间那种看似难以逾越的鸿沟,是如何被巧妙地连接起来的。作者就像一位技艺高超的向导,带领我穿越了物理学发展的漫长历史,从那些奠基性的理论,到后来颠覆性的发现。我特别喜欢作者在讲解量子力学时所采用的比喻和类比,它们让那些抽象且反直觉的概念变得相对容易理解。比如,他如何用日常的例子来解释叠加态,或者描述量子纠缠时那种“幽灵般的超距作用”。这让我意识到,科学的进步并非一蹴而就,而是无数智慧的碰撞和积累。而《时与光》这本书,恰恰展现了这种思想的演进过程。它不仅仅是关于物理学本身,更是一部关于人类认识宇宙、挑战自身认知的史诗。我常常在阅读过程中停下来,反复咀嚼那些关于不确定性、概率和观测者角色的讨论。这些内容,不仅仅是科学知识,更是哲学层面的启示,让我开始重新审视我们对“现实”的理解。

☆☆☆☆☆

《时与光:一场从古典力学到量子力学的思维盛宴》这本书,给我的感觉就像是在攀登一座宏伟的山峰。从山脚下,我仰望着经典力学那稳固而壮丽的“经典”景观,作者用详实的描述和清晰的逻辑,让我一步步认识到它的重要性和普适性。我仿佛能感受到万有引力定律的宏伟力量,也能理解惯性运动的朴素道理。然而,当我的视野开始向上攀升,进入量子力学那令人着迷的高海拔区域时,我才真正体会到“思维盛宴”的含义。作者巧妙地用各种生动的故事和贴切的比喻,揭示了微观世界那些“反直觉”的奇特景象。我开始理解,为什么光既是粒子又是波,为什么粒子的位置和动量不能同时被精确测量,以及量子纠缠那种跨越空间的神秘联系。这本书让我意识到,科学的进步并非总是沿着一条直线前进,而是充满了曲折和颠覆。它不仅拓展了我对物理学的认知,更重要的是,它激发了我对未知世界的好奇心,让我开始思考“我们是谁?我们从哪里来?我们到哪里去?”这些更深层的问题。它是一次对思维边界的温柔又坚定的拓展。

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在读《时与光》之前,我对物理学的了解仅限于高中课本上的皮毛,尤其是量子力学,更是觉得它如同天书一般难以企及。但这本书完全改变了我的看法。作者以一种循序渐进、深入浅出的方式,将我从经典力学那宏大而有序的世界,一步步引导进入量子力学那奇特而迷人的微观领域。我被作者对于概念的精准把握和生动阐述所折服。比如,他如何通过形象的比喻来解释能量的量子化,或者如何用生动的实验场景来展示量子隧穿效应,这些都让我在阅读过程中感到豁然开朗。这本书最让我惊喜的是,它并没有止步于简单的概念介绍,而是进一步探讨了这些理论对我们世界观的深远影响。我开始思考,我们所认为的“实在”究竟是什么,时间是否真的如我们感官所体验的那样线性流逝,以及概率在宇宙运行中究竟扮演了怎样的角色。这本书不仅是知识的盛宴,更是一次智力的挑战,让我对宇宙的奥秘有了全新的认识和更深的敬畏。

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这是我读过的文笔最好的科普书

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不求甚解,但求会意,认真看理清思路后很容易戳到G点~

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e 易读性不太好

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差点火候,若仅读此书恐怕无法达到科普的目的。过多着墨于描写,而非讲授。当历史书来读恐怕好些。

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按需。