图说相对论与量子论

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出版者:人民邮电出版社
作者:[日]佐藤胜彦
出品人:
页数:0
译者:孙羽
出版时间:2016-5
价格:29.00元
装帧:平装
isbn号码:9787115416674
丛书系列:科学新悦读文丛
图书标签:
  • 科普
  • 量子论
  • 相对论
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具体描述

好的,这是一份为您创作的图书简介,该书名为《图说相对论与量子论》,旨在深入浅出地介绍这两个现代物理学的两大支柱,但本简介本身不会包含《图说相对论与量子论》的具体内容细节,而是侧重于描述该书的目标、方法、受众以及它试图解决的阅读挑战。 --- 《图说相对论与量子论》:超越公式的宇宙蓝图 导言:在宏大与微观的交汇点 二十世纪的物理学,如同一次宏伟的智力探险,彻底颠覆了人类对时间、空间、物质和能量的基本认知。阿尔伯特·爱因斯坦的相对论构建了我们理解宇宙尺度的框架,描述了引力如何塑造星系、黑洞乃至整个时空的结构;而量子力学则潜入了物质的最深处,揭示了原子内部和亚原子粒子世界的奇特、概率性的舞蹈。 然而,对于无数对宇宙怀抱好奇的读者而言,这两座理论大厦往往被高耸的数学公式和晦涩的专业术语所环绕,形成了难以逾越的知识壁垒。《图说相对论与量子论》正是为所有渴望跨越这道壁垒的求知者而设计。本书的使命并非替代专业教材,而是充当一座坚固而友好的桥梁,将抽象的物理概念转化为直观、可感知的画面。 第一部分:重塑时空——广义相对论的几何美学 本书将带领读者离开牛顿的绝对时空观,步入一个动态、弯曲的宇宙。我们不会直接陷入场方程的泥潭,而是聚焦于概念的演进和思想的革命。 聚焦革命性思维的转变: 在介绍广义相对论时,本书将着重描绘“等效原理”这一思维飞跃如何引导爱因斯坦将引力解释为时空的几何属性。我们将通过大量的视觉化辅助,展现质量如何“告诉”时空如何弯曲,以及时空如何“告诉”物质如何运动。 关键主题的视觉化呈现(但不描述具体内容): 引力的几何学: 我们将探索“测地线”的概念,用形象的类比来解释为什么行星沿着既定的轨道运行,这并非被一股神秘力量拉扯,而是遵循着时空结构中的“最短路径”。 时空弯曲的宏观证据: 从水星轨道的微小异常,到星光在太阳边缘的弯曲,再到引力透镜效应的壮观景象,本书致力于将这些观测结果转化为易于理解的场景。 极端物理的想象空间: 对黑洞的描述将侧重于视界(Event Horizon)的形成机制,以及奇点(Singularity)在理论上代表的物理意义边界,而非复杂的数学解。读者将能够“看”到时间在强大引力场附近如何拉伸和停滞。 本书的视角强调: 相对论的精髓在于其统一性和优雅性。我们力求展现爱因斯坦是如何用最简洁的几何语言,描绘出宇宙运行的宏大蓝图。 第二部分:微观世界的奇异法则——量子论的概率革命 如果说相对论是关于宇宙尺度的史诗,那么量子论就是关于我们自身构成的微小世界的奇特寓言。一旦进入普朗克尺度,经典物理的直觉便全面失效,世界被不确定性、叠加态和离散的能量包所主宰。 跨越直觉鸿沟的策略: 量子力学充满了反直觉的现象。本书拒绝用纯粹的数学推导来强迫读者接受,而是采取一种循序渐进、情景驱动的方式,引入核心概念。 “粒子-波”二象性的阐释: 我们将通过经典实验(如双缝实验)的结构和结果,直观地展示物质的“双重身份”。重点在于理解观察行为如何影响最终的物理实在。 概率与不确定性: 海森堡不确定性原理将被描绘为系统内在的局限,而非测量技术的缺陷。我们将使用动画化的类比,解释为什么我们无法同时精确知道一个粒子的位置和动量。 量子世界的连接性: 对“量子纠缠”的介绍将着重于其“非定域性”的特性,揭示两个粒子之间超越距离的神秘关联,引发读者对实在本质的深刻思考。 本书的视角强调: 量子论的精髓在于本质的随机性和内在的关联性。它迫使我们接受一个与日常经验截然不同的、但却精确描述了现实的基础结构。 第三部分:理论的融合与挑战——未竟的征途 现代物理学的最大难题,便是将相对论(引力的理论)与量子论(其他三种基本力的理论)在数学上统一起来。本书的最后部分,将引导读者审视这一前沿领域。 我们不会深入探讨弦理论或圈量子引力的复杂细节,而是将其视为人类解决理论矛盾的思维工具箱。本书旨在介绍“量子引力”这一概念所代表的理论需求——即在黑洞内部或宇宙大爆炸的极早期,我们需要一种能够描述时空本身量子化的理论。 目标读者画像: 本书是为以下几类读者量身打造的: 1. 科学爱好者与终身学习者: 拥有高中或大学基础科学知识,但希望获得对相对论和量子论全面、非技术性概述的人士。 2. 跨学科领域的专业人士: 如工程师、计算机科学家或哲学家,他们需要理解支撑现代技术(如GPS、激光)背后的基础物理原理。 3. 对科学哲学感兴趣的读者: 相对论挑战了我们对客观实在的认知;量子论则挑战了因果律。本书提供了一个坚实的物理学基础,供读者探索这些深刻的哲学议题。 总结:不止于知识的体验 《图说相对论与量子论》承诺的,不仅是知识的传递,更是一次认知重塑的旅程。它旨在证明,最深奥的物理学概念,只要以恰当的视角和清晰的图像来呈现,任何人都能领略到宇宙运转的惊人逻辑与无边美感。拿起这本书,您将准备好以一个更广阔、更奇异的视角,重新审视您脚下的世界与头顶的星空。

作者简介

目录信息

第1章 福尔摩斯与相对论
1.福尔摩斯,研究光的问题
2.解开光的媒介“以太”之谜
3.在不同的方位测定速度的差
4.福尔摩斯的推理能力 揭开光的真面目
5.时间的流速可以变化
专栏——是谁提出了相对论?
第2章 一目了然的相对论
1.非绝对化的时间和空间
2.为什么光速是个固定值
3.迈克孙-莫雷实验的不可思议性
4.当时物理学家们不合逻辑的理论
5.爱因斯坦终于登场了
6.“同时”与“不同时”
7.走动的钟表前进缓慢
8.“那个人的时间好慢啊”
9.长度由于观察者的不同发生伸缩
10.物质中隐藏的巨大能量
11.并非万能的早期相对论
12.在掉落的飞机中的大发现
13.用橡胶薄膜来比喻弯曲空间
14.日食告诉我们的世纪大发现
15.光的监狱——黑洞
16.GPS导航中也有相对论
17.黑洞能让时间停止么
18.解开双胞胎的悖论
19.相对论揭开的宇宙真相
20.从小火球产生的宇宙
专栏——超越相对论的终极理论?
第3章 福尔摩斯与量子论
1.福尔摩斯,陷入最大的困境
2.天才莫里亚蒂教授惊人的成果
4.想观察时却隐藏踪影的奇妙的波
4.自然的本质是不确定的吗
5.福尔摩斯看穿的奇妙的真实
专栏——量子论也是推理小说?
第4章 一目了然的量子论
1.连相对论都可以超越的伟大的量子论
2.月亮如何出现
3.独自存在时变成波的微观物质
4.微观物质的波无法窥探
5.实录,量子论是这样产生的
6.世纪末产生的量子论
7.最讨厌量子论的爱因斯坦却帮了大忙
8.无论是我们还是宇宙都会在瞬间崩塌
9.年轻玻尔的大胆设想
10.逆转性的想法,“电子是波!”
11.作为波的电子的方程式虽然完成了
12.概率的波是什么样的波
13.上帝喜欢赌博吗
14.你也是波
15.波开辟的能量隧道
16.这个成立那个却不成立
17.零也是“不稳定”真空也是“不稳定”
18.薛定谔的猫坎坷的命运
19.另一个世界、另一个我
20.量子计算机可以计算平行宇宙吗
21.量子揭示的宇宙诞生瞬间
专栏——量子论和相对论水火不相容?
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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一直以来,我总觉得物理学,尤其是像相对论和量子论这样高深的理论,是属于少数精英的领域,普通人难以窥探其堂奥。《图说相对论与量子论》这本书,却以一种出人意料的亲切和直观的方式,向我展示了宇宙的奇妙。它没有用晦涩难懂的数学公式来堆砌,而是通过一系列精心设计的插图和贴近生活的比喻,将那些曾经让我感到遥不可及的概念变得触手可及。我尤其喜欢书中对“等效原理”的讲解,作者通过一个电梯的类比,让我瞬间就明白了引力与加速运动之间的联系,这种“豁然开朗”的感觉,是在以往的阅读中从未有过的。关于广义相对论,书中将时空想象成一张柔软的画布,而质量则是在画布上留下印记,周围的时空因此发生弯曲,这让我对引力有了全新的、更直观的理解。当我翻到量子论的部分,书中对“量子叠加态”和“量子纠缠”的描述,虽然依旧充满着令人惊叹的神秘感,但通过作者的图解和解释,我不再觉得它们是完全无法理解的,反而对其产生了浓厚的兴趣,想要进一步了解。这本书让我觉得自己不再是科学的旁观者,而是能够参与到这场关于宇宙认知的探索中来。

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作为一名对宇宙起源和运行规律充满好奇的普通读者,我一直对相对论和量子论这两个深刻影响了我们世界观的理论充满了敬畏,但同时也常常因为它们抽象的数学语言和复杂的概念而感到困惑。《图说相对论与量子论》这本书,恰恰以一种极为巧妙且友好的方式,化解了这些障碍。它的“图说”特色,让我仿佛置身于一个可视化的物理实验室。例如,在讲解狭义相对论时,书中用生动的动画图示来展示高速运动下的时间膨胀,让我能够直观地“看到”时间如何随速度变化,这比单纯的公式推导要来得深刻得多。而广义相对论关于“时空弯曲”的描绘,更是让我惊叹于作者的想象力和表现力。那些将质量想象成放在一张有弹性的床垫上的重球,导致周围的床垫凹陷,光线经过时会沿着弯曲的路径前进的图解,让我对引力有了前所未有的清晰认识。当我翻到量子论的部分,书中对“波粒二象性”的生动比喻,以及对“不确定性原理”的形象化解读,让我不再觉得量子世界是如此遥不可及,反而对其充满了迷人的魅力。这本书让我相信,即使是最复杂的科学,也能通过恰当的方式,变得生动有趣,引人入胜。

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我一直觉得,很多科学著作之所以让人望而却步,很大程度上是因为它们过于依赖抽象的数学语言,而忽视了非专业读者对直观理解的需求。但《图说相对论与量子论》似乎完全避免了这个问题。我拿到这本书的时候,本以为会是一场硬仗,没想到,它却用一种近乎艺术的方式,将最前沿的物理学理论呈现在我面前。作者在解释相对论时,并没有一开始就抛出爱因斯坦的场方程,而是从伽利略的相对性原理开始,循序渐进地引入了狭义相对论和广义相对论的核心概念。我特别欣赏书中对“光速不变原理”的图示化处理,通过各种生动的场景,我仿佛置身于一个不断变化的参照系中,亲身体验时间膨胀和长度收缩的奇特效应。而关于广义相对论,书中关于“时空几何”的讲解更是让我拍案叫绝。那些精美的插图,将抽象的弯曲时空描绘得如此具象,让我能够“看到”质量是如何扭曲周围的时空的。我甚至开始想象,如果我是一个小小的光子,在引力场中会经历怎样的路径。到了量子论的部分,书中对“波粒二象性”、“不确定性原理”的解释,也同样精彩。通过一系列充满想象力的类比,我不再感到量子世界是如此难以捉摸,反而对其充满了敬畏和好奇。这本书让我意识到,即使是看似最深奥的科学,只要用对了方法,也能变得如此生动有趣。

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这本书的封面设计就深深地吸引了我,那种深邃的星空背景,配合着抽象的物理公式,仿佛预示着一场智识的冒险即将展开。我一直对宇宙的奥秘充满了好奇,特别是那些听起来玄之又玄的概念,比如相对论和量子论。但坦白说,我对物理学的了解仅限于一些基础的科普读物,很多时候,公式和理论对我来说就像天书一样难以理解。然而,当我翻开《图说相对论与量子论》时,我惊喜地发现,作者似乎有着一种化繁为简的魔力。那些曾经让我望而却步的理论,在这里被巧妙地转化为一幅幅生动的图景,一个个形象的比喻。我尤其喜欢其中关于时空弯曲的讲解,通过一些简单的几何图形和生活化的场景,我竟然能够“看见”引力是如何影响时空的。这种直观的理解方式,彻底颠覆了我对物理学学习的刻板印象。我不再是被动地接受枯燥的理论,而是主动地去探索,去感受。书中对量子纠缠的描述也让我印象深刻,那种“鬼魅般的超距作用”,作者用巧妙的类比解释了这种看似违背直觉的现象,让我不禁惊叹于微观世界的奇妙。我迫不及待地想继续深入阅读,去了解更多关于黑洞、时间旅行的可能性,以及量子计算的未来。这本书不仅仅是一本科普读物,更像是一位循循善诱的老师,带领我一步步揭开宇宙的神秘面纱。

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坦白说,我对物理学的了解一直停留在浅层,接触《图说相对论与量子论》之前,我对相对论和量子论的印象就是“高深莫测”的代名词,充满了复杂的公式和抽象的理论,总觉得自己无法真正理解。但这本书的出现,彻底改变了我的看法。它没有用令人头晕目眩的数学公式来轰炸我,而是巧妙地运用了大量的插图和生动的语言,将那些原本遥不可及的概念变得触手可及。我尤其对书中关于“等效原理”的讲解印象深刻,作者用一个电梯的例子,让我瞬间就理解了引力和加速运动之间的联系,这种顿悟的感觉实在太美妙了。当我翻到关于“引力透镜”的部分时,那些模拟宇宙中光线弯曲的插图,让我仿佛亲眼看到了遥远星系的光芒如何被星系团弯曲,形成了令人惊叹的图像。而在量子论的部分,书中对“叠加态”和“测量”的解释,也让我豁然开朗。那种“薛定谔的猫”的经典思想实验,被作者用非常形象的方式进行了可视化,让我不再觉得它只是一个抽象的哲学探讨,而是真正感受到了量子世界的神奇和诡异。这本书让我重拾了对科学探索的热情,让我相信,即使是普通人,也能通过有趣的方式理解宇宙的奥秘。

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作为一名对宇宙奥秘充满好奇的普通读者,我一直觉得相对论和量子论是遥不可及的科学殿堂,充满了令人生畏的数学公式和晦涩的理论。《图说相对论与量子论》这本书,彻底颠覆了我的这种看法。它的“图说”形式,仿佛为我打开了一扇通往科学世界的大门,让我能够轻松、直观地理解那些曾经让我望而却步的概念。书中关于狭义相对论的讲解,从“光速不变”这个看似简单的原理出发,巧妙地引出了时间膨胀和长度收缩这些反直觉的结论。我特别喜欢书中用动画场景模拟高速运动时,时间流逝变慢的图示,这让我不再是死记硬背公式,而是真正“看到”了时间的相对性。广义相对论的部分,更是精彩绝伦。书中将“时空”想象成一张富有弹性的网,质量巨大的天体(如太阳)会将其周围的时空“压弯”,而其他物体(如地球)则沿着这个弯曲的时空轨迹运动,这个比喻让我深刻理解了引力的本质。当我阅读到量子论的部分,书中对“量子叠加态”的解释,以及“量子纠缠”的奇妙现象,让我对微观世界的无限可能充满了惊叹。这本书让我觉得,科学原来可以如此有趣,如此富有想象力。

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我对物理学的了解,一直以来都停留在非常表面的科普层面,尤其是对于爱因斯坦的相对论和量子力学这两个改变了我们对宇宙认知的理论,总觉得它们是极其深奥且难以企及的。《图说相对论与量子论》这本书,却以一种我从未想象过的方式,为我揭开了这些神秘面纱。这本书最大的特点就是它的“图说”形式,作者非常巧妙地运用了大量的精美插图和生动形象的比喻,将那些抽象的物理概念可视化,让我在视觉和直觉上就能轻松理解。我尤其印象深刻的是书中关于“时空弯曲”的讲解,那些将三维空间想象成一张有弹性的膜,而质量巨大的物体会使其凹陷,光线经过时会沿着弯曲路径前进的描绘,让我一下子就明白了广义相对论的核心思想。在量子论的部分,书中对“波粒二象性”的解释,以及“不确定性原理”的形象化描述,让我不再觉得量子世界是那么的不可思议,反而对其充满了好奇和探索的兴趣。这本书让我重新燃起了对科学的热情,它让我明白,即使是复杂的科学理论,只要用对方法,也能变得如此生动有趣。

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我一直对物理学,尤其是相对论和量子论这两种深刻改变我们对宇宙认识的理论,抱有浓厚的兴趣,但苦于自己非物理专业背景,常常在阅读相关书籍时感到力不从心。《图说相对论与量子论》这本书的出现,无疑是解决了我的一大痛点。它最大的亮点在于其“图说”的呈现方式,将原本抽象、枯燥的理论,通过大量的精美插图和生动形象的比喻,变得极其易于理解。我尤其欣赏书中对“等效原理”的讲解,作者通过一个自由落体和加速上升的电梯的类比,让我瞬间就理解了引力与加速度的等价性,这种“啊哈!”的顿悟时刻,对于学习者来说是无比珍贵的。在讲解广义相对论时,书中对于“时空弯曲”的描绘,我简直可以用“身临其境”来形容,那些将三维空间想象成一张纸,然后将质量放在纸上使其凹陷的图示,让我深刻理解了引力如何影响时空的几何结构。当我翻到量子论的部分,书中对“波函数塌缩”的解释,以及对“不确定性原理”的形象化描绘,让我不再觉得量子世界是混沌而不可知的,反而对其充满了好奇和探索的欲望。这本书不仅让我理解了理论,更重要的是,它激发了我进一步深入学习的动力。

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我一直对人类如何认识宇宙的终极奥秘抱有浓厚的兴趣,而相对论和量子论无疑是其中的两大基石。然而,对于非物理专业出身的我来说,如何才能真正理解这些理论,一直是我的一个难题。《图说相对论与量子论》这本书,就像一盏指路明灯,照亮了我探索的道路。它最吸引我的地方在于其“图说”的呈现方式,作者运用了大量的精美插图和生动的比喻,将那些抽象的物理概念转化为具象的图像,大大降低了理解的门槛。我尤其欣赏书中对“等效原理”的讲解,通过一个电梯在加速上升和受到引力作用时的类比,我瞬间就理解了引力和加速度的等效性,这种“顿悟”的感觉非常美妙。在讲解广义相对论时,书中将时空想象成一张柔软的橡胶膜,而质量巨大的天体就像放在上面的一颗重球,导致橡胶膜发生形变,周围的时空因此弯曲,这样的描绘让我对引力有了全新的、直观的认识。当我阅读到量子论的部分,书中对“量子叠加态”和“量子纠缠”的解释,虽然依然令人感到奇妙,但通过作者的图解和深入浅出的文字,我不再感到完全无从下手,反而对其充满了好奇和探索的欲望。这本书让我觉得,科学原来可以如此生动有趣,充满魅力。

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我是一个对宇宙充满好奇心的人,但每次翻开物理学的书籍,面对那些密密麻麻的公式和专业术语,我总是感到无从下手。《图说相对论与量子论》这本书,就像我在浩瀚的科学海洋中发现的一艘破冰船,它以一种我从未想象过的方式,为我开辟了一条通往理解相对论和量子论的道路。书中并没有直接给我灌输理论,而是从我能够理解的生活经验出发,一步步引导我进入科学的世界。例如,在解释狭义相对论的时间膨胀效应时,作者用了一个关于高速列车上旅客和地面观察者之间时间流逝不同的例子,这让我非常直观地感受到了速度对时间的影响。我甚至开始想象,如果我乘坐一艘接近光速的飞船,回到地球后会发生什么。广义相对论的部分,关于时空弯曲的图示更是让我惊叹,那些将平面想象成一张有弹性的薄膜,球体(如太阳)放在上面会产生凹陷,光线经过时会沿着弯曲的路径前进的描绘,让我对引力有了全新的认识。它不再是某种神秘的力量,而是时空本身的一种几何性质。当我阅读到量子论的部分时,书中对“量子叠加”和“量子纠缠”的解释,更是让我感到新奇。那些关于微观粒子同时处于多种状态,以及粒子之间奇特的关联性的描绘,让我对这个我们看不见的微观世界充满了敬畏。这本书让我觉得自己不再是旁观者,而是可以参与到这场智识的探索中来。

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很棒! 看完它,连着时间简史一起读懂了不少。 9/10

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够浅显易懂的科普小书

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不够严谨,皮毛而已。

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开篇就提到衔尾蛇Οροβρο,并指出“相反的两个极端之间具有深刻的联系”这一哲学含义,简直是当代辩证法了~

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通俗易懂 对我这种菜鸡很友好

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