改變世界的方程——牛頓、愛(ài)因斯坦和相對(duì)論
定 價(jià):40 元
叢書(shū)名:愛(ài)因斯坦書(shū)系
- 作者:(德)弗里奇 著,邢志忠,江向東,黃艷華 譯
- 出版時(shí)間:2016/6/1
- ISBN:9787542861436
- 出 版 社:上?萍冀逃霭嫔
- 中圖法分類:O412.1
- 頁(yè)碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16開(kāi)
一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)方程果真能夠改變世界嗎?它究竟隱含著如何深邃的物理意義?作者以簡(jiǎn)明清新、通俗易懂的文筆講述了狹義相對(duì)論的基本思想,其中著名的質(zhì)能方程E = mc 2在人們認(rèn)識(shí)自然界的物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)之中扮演了核心的角色。原子彈爆炸的巨大能量來(lái)源正是基于這個(gè)方程所描述的物理原理,因此后者通過(guò)前者而改變了整個(gè)世界。
本書(shū)的主要內(nèi)容是以虛擬的三人討論的形式來(lái)表述的,參與者包括艾薩克·牛頓、阿爾伯特·愛(ài)因斯坦和一位虛構(gòu)的名叫阿德里安·哈勒爾的理論物理學(xué)教授。他們代表了物理學(xué)發(fā)展的三個(gè)不同時(shí)代。通過(guò)三人之間生動(dòng)活潑的對(duì)話,讀者可以切身領(lǐng)會(huì)相對(duì)論的時(shí)空觀,比如光速不變性原理、時(shí)間延緩和空間收縮。而質(zhì)能關(guān)系的出現(xiàn)則加深了我們對(duì)物質(zhì)世界的理解:核裂變、核聚變、粒子與反粒子的產(chǎn)生和湮沒(méi)等等不可思議的現(xiàn)象都是物質(zhì)和能量之間相互轉(zhuǎn)化的例證。
1905 年,年輕的愛(ài)因斯坦(Albert Einstein)改變了我們思考空間、時(shí)間和物質(zhì)的方式。他認(rèn)識(shí)到,要理解為什么光速在所有參考系中都相同,唯一的方式就是假設(shè)時(shí)間并不像牛頓(Isaac Newton)所認(rèn)為的那樣是絕對(duì)的,而是相對(duì)的。在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中,時(shí)間的流逝是不同的。而且,剛體的長(zhǎng)度也不是恒定的,而是變化著的,這種現(xiàn)象被稱為洛倫茲收縮(Lorentz contraction)。此外,愛(ài)因斯坦還認(rèn)識(shí)到,物質(zhì)和能量在本質(zhì)上是相同的。根據(jù)他的著名方程E = mc 2,質(zhì)量可以轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰俊?ài)因斯坦并不認(rèn)為他的方程對(duì)描述粒子的相互作用會(huì)有用,可是我們已經(jīng)看到,在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候愛(ài)因斯坦的公式甚至還描述了電子及其反粒子(即正電子)湮沒(méi)成兩個(gè)光子,或者通過(guò)兩個(gè)光子碰撞而產(chǎn)生一對(duì)正負(fù)電子。核反應(yīng)堆中能量的產(chǎn)生也是愛(ài)因斯坦方程的直接應(yīng)用。在本書(shū)中,我以愛(ài)因斯坦、牛頓和一位名叫哈勒爾(Adrian Haller)的現(xiàn)代物理學(xué)家三人對(duì)話的形式描述了愛(ài)因斯坦的思想。我之所以選擇這種形式是因?yàn),這樣可以更好地描述一個(gè)人在了解相對(duì)論(theory of relativity)的過(guò)程中所遇到的困難。在這方面我效仿了伽利略(Galileo Galilei),他在1632 年出版的《關(guān)于兩大世界體系的對(duì)話》(Dialogue on the Two Chief1改變世界的方程World Systems)一書(shū)中采用了類似的形式。
我希望中國(guó)讀者能喜歡牛頓學(xué)習(xí)相對(duì)論的方法,而且也能用這種方法去學(xué)習(xí)相對(duì)論。愛(ài)因斯坦的理論對(duì)于我們理解這個(gè)世界是非;镜模總(gè)人至少都應(yīng)該知道它的主要思想。正因?yàn)槿绱耍蚁M緯?shū)在中國(guó)能有許多讀者。
哈拉爾德·弗里奇
2004 年10 月于慕尼黑
哈拉爾德·弗里奇(Harald Fritzsch),著名理論物理學(xué)家與科普作家。
1971 年在慕尼黑工業(yè)大學(xué)獲得博士學(xué)位。曾經(jīng)在斯坦福大學(xué)、加州理工學(xué)院和歐洲核子研究中心工作,1980 年受聘成為慕尼黑大學(xué)索末菲教授(Som?merfeld Chair),2008 年退休。他與蓋爾曼合作多年,共同為量子色動(dòng)力學(xué)描述強(qiáng)相互作用的理論做出了意義深遠(yuǎn)的奠基性工作。他在大統(tǒng)一理論、味相互作用理論等許多領(lǐng)域都具有原創(chuàng)性的重要貢獻(xiàn)。他的科普暢銷書(shū)被譯成多種文字,其中《夸克》(Quarks)一書(shū)的中譯本擁有眾多讀者。在20 世紀(jì)80 年代,他制作的名為微觀世界的電視系列片在德國(guó)常播不衰,影響廣泛。
中文版序言
英文版序言
引言
第一章牛頓與真理之海
第二章牛頓和絕對(duì)空間
第三章邂逅牛頓
第四章關(guān)于光的對(duì)話
第五章牛頓與愛(ài)因斯坦相會(huì)
第六章光速乃自然常量
第七章事件、世界線和佯謬
第八章時(shí)空中的光
第九章時(shí)間延緩
第十章快子壽命更長(zhǎng)
第十一章雙生子佯謬
第十二章空間收縮
第十三章時(shí)空之奇妙
第十四章質(zhì)量的時(shí)空性質(zhì)
第十五章改變世界的方程
第十六章太陽(yáng)的能量
第十七章阿拉莫戈多閃電
第十八章隱藏在核子中的能量
第十九章神秘的反物質(zhì)
第二十章對(duì)基本粒子感到驚奇
第二十一章物質(zhì)衰變嗎?
結(jié)語(yǔ)
引文出處
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