物理奇遇记：汤普金斯先生的相对论及量子力学之旅 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： George Gamow, Russell Stannard

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美国麻省理工学院指定读物、加莫夫（提出「宇宙大霹雳学说」知名物理学家、中研院蒲慕明院士一心想追随的大师）遗世科普经典鉅作

　　汤普金斯先生原本是一位温吞的银行小职员，但他对物理学却有很大的兴趣，在下班时光一面听物理讲座时，一面又昏昏沉沉打了瞌睡，这一睡就睡到「相对论」和「量子理论」的世界里去了……

　　生动的故事及67幅精心插图，进入「相对论」与「量子力学」的必读入门
　　汤普金斯先生在他的奇幻梦境以及生活中渐渐体现这个宇宙的一切，汤普金斯先生的英文名字简写为Ｃ.Ｇ.Ｈ.，分别代表光速（Ｃ），重力常数（Ｇ）及量子常数（Ｈ），由于这些物理常数不是非常的大，就是非常的小，在一版的物理世界上，我们很难观察到它们的效应，就此，加莫夫创造出的新世界，即可将这些常数变得与我们生活相当的物理量，夸大其效果，帮助我们了解物理特性。全书分为两个部分，第一个部分从相对论中讨论时间与空间的扭曲变动，到宇宙的扩张极限，回答宇宙是正在收缩抑或扩张，黑洞又是如何生成。第二个部分则进入量子力学里的原子微观世界，本书从一九三八年出版开始不仅深受物理科普读者欢迎，其中的插图更是本书的一大亮点，不仅仅增添了幽默风格，更清楚表示了物理量改变后所造成的剧烈效应，因此甫一出版，即成为许多物理学者喜爱的读物。

　　修订多次，对后世影响深远的科普读本，经典全新重献
　　「宇宙大霹雳学说」的创建者加莫夫从一九三八年开始，创造了「汤普金斯先生」这号人物，带你认识「相对论」与「量子力学」这两个理论的精髓，甫一出版即好评不断。量子力学与相对论为二十世纪最重大的两项物理发现，期间经过不断的修正，加莫夫在此书再版时，除了增添最新科学发现之外，为了配合原书初版的插画以期全书风格统一，加莫夫自己亲自画了与原插画风格相同的插图。尔后，科普名家史坦纳德征得加莫夫家族的同意，以最新的科学研究成果改写此书，遇上了同样的插图问题，史坦纳德并没有回避，除了大力改写章节以符合最新的科学发展之外，也力求插图风格的统一。历经半世纪，这本书不断受到世界各国的读者喜爱，也不断地有再版或者新的翻译版本推出，在台湾，曾有中研院院士蒲慕明院士及张郁礼先生于７０年代翻译的版本，尔后于猫头鹰出版社重译出版，被公认为认识「相对论」与「量子力学」的基础入门读物，令这一本书最后也不单单是科普着作，更是加莫夫留给世人的精华遗产。

　　◎第一届吴大猷科普奖银签奖得奖作品
　　◎中华民国物理学会百大物理科普推荐读物
　　◎美国麻省理工学院指定读物
　　◎加莫夫（提出「宇宙大霹雳学说」知名物理学家，中研院蒲慕明院士一心想追随的大师）遗世科普经典鉅作

各界好评

　　加莫夫为世界着名物理学家，更是二十世纪最杰出的科普作家。他以汤普金斯梦中奇遇为线索，深入浅出介绍了物理学的各个领域。新版由史坦纳德增补内容，完全合乎时代，保留了幽默风趣的特色。本书已有多国翻译本，是二十一世纪的经典。──吴大猷科普奖评语

　　多么吸引人的剧情，内容又如此符合科学！不但可供娱乐消遣，也富含大量物理知识。──美国「科学人杂志」、英国「观察家报」

　　每个对近代物理感兴趣的人都超爱这本书。──「自然」杂志

　　可随着主角的脚步，探索看似不可思议的相对论现象与量子效应，使我们对艰涩难懂的理论，有了基本认识与想像的蓝图，便于进一步学习。──国际物理奥林匹亚竞赛金牌陈昱安

　　传奇人物：宇宙大霹雳的创立者加莫夫，他以幽默、深入浅出的文笔，将物理知识融入读者心灵中。──国立台湾师范大学傅学海教授

　　让我们随汤普金斯一起去游历吧！那匪夷所思的情节，如移动的时钟会变慢等，其实也发生在我们周围，只是效应很小的被忽略。作者把有趣的物理效应放大很多倍，创造了一个奇幻荒诞的新世界。──中央研究院物理所张至义博士

　　本书将量子力学微观的特殊现象，表现得非常轻松有趣，非常适合高中以上读者阅读。──台北市立建国中学高君陶老师

　　好书经得起时间考验。三十年前看此书，觉得内容生动活泼，插画传神，让物理这门科学变得好玩很多。今日再读新版，更佩服内容如此引人入胜，让读者可一窥近代物理的奥秘。──国立成功大学物理系许瑞荣教授

　　幽默有趣的情节，巧妙描述相对论的崮中道理，外行如我都爱不释手，更何况是有志于物理探究的青年学子。我恳切推荐这值得细细品味的科普好书，保证让你像爱因斯坦一样赞不绝口！──前台北市立建国中学校长蔡炳坤

　　四十年前我和清大同窗蒲慕明院士同是汤普金斯迷，一心要以加莫夫为师。如今新版更趋完整，愈加值得一读。──中央研究院地球科学所李太枫博士

好的，这是一份关于《物理奇遇记：汤普金斯先生的相对论及量子力学之旅》这本书的图书简介，内容详尽且力求自然流畅。 《物理奇遇记：汤普金斯先生的相对论及量子力学之旅》 一部深入浅出、引人入胜的现代物理学入门史诗 作者：乔治·伽莫夫 (George Gamow) 译者：[此处留空或根据实际译者填写] --- 导言：一个关于光速、时间与微观世界的奇妙旅程 在浩瀚的科学殿堂中，现代物理学的两大支柱——爱因斯坦的相对论与量子力学——无疑是最为深邃、也最令人着迷的部分。它们彻底颠覆了我们自牛顿时代以来对宇宙运行机制的固有认知。然而，对于没有深厚数学和物理背景的普通读者来说，这些概念往往被包裹在晦涩的公式和专业的术语之下，显得遥不可及。 本书，《物理奇遇记：汤普金斯先生的相对论及量子力学之旅》，正是为了弥合这一鸿沟而诞生的杰作。它并非一本枯燥的教科书，而是一场充满智慧、幽默与洞察力的思想探险。作者乔治·伽莫夫，这位二十世纪最杰出的科普大师之一，以其标志性的叙事天赋，将最复杂的物理学原理转化为一连串生动的故事和对话。 故事的主角是汤普金斯先生（Mr. Tompkins），一个善良、好奇心强、对世界充满疑问的银行职员。他无意中闯入了一个被“时间减慢因子”和“普朗克常数”显著影响的奇特世界。在这个微缩或高速的世界里，他亲身经历了经典物理学的失效与现代物理学的光辉。 第一部分：时空之舞——相对论的奇妙体验 本书的开篇将读者带入狭义相对论的奇妙领域。汤普金斯先生在因缘际会下，进入了一个光速接近于日常速度的世界，或至少，他所处的环境使得相对论效应变得触手可及。 伽莫夫巧妙地构建了这些场景，让读者跟随汤普金斯的视角，直观地感受时间膨胀和长度收缩的效应： 时间的相对性： 汤普金斯发现，当他乘坐高速列车时，车上的钟表走得比站台上的慢。他不必理解洛伦兹变换的复杂推导，只需要看到自己在高速运动中，完成一次日常任务所需的时间似乎被“拉长”了。这种对“现在”概念的颠覆，是相对论最迷人的核心之一。 质量与能量的统一： 随着速度的增加，物体的质量似乎也增加了。伽莫夫通过日常生活中的情境，阐释了那条著名的等式——$E=mc^2$——所蕴含的巨大能量潜力。汤普金斯甚至可能参与到一些小型的“核反应”模拟中，直观地理解质量如何转化为能量，能量如何反过来影响质量。 时空的几何本质： 随后，故事会自然而然地过渡到广义相对论的领域。汤普金斯可能会遇到一位指导者（通常是物理学教授），他们一起探讨引力不再仅仅是牛顿所说的“超距作用”，而更像是时空几何的弯曲。在这些讨论中，读者会领略到光线如何因经过大质量物体（如恒星）附近而弯曲，以及引力如何塑造了整个宇宙的结构。 通过这些引人入胜的“奇遇”，原本抽象的几何概念被赋予了生动的画面感，相对论不再是高深莫测的理论，而是我们所处宇宙的基本运行法则。 第二部分：微观世界的幽灵——量子力学的初探 如果说相对论处理的是宏大宇宙的尺度，那么本书的后半部分则将焦点急剧收缩，带我们潜入原子和亚原子的微观世界，直面量子力学的怪异与魅力。 汤普金斯在解决了高速运动的难题后，又被卷入了一个“普朗克常数”极其巨大的世界。在这个世界里，量子的不连续性不再是微不足道的背景噪声，而是主导一切的现实： 能量的量子化： 读者将跟随汤普金斯，了解能量不是连续流动的，而是像楼梯的台阶一样，一份一份地存在。他可能会尝试“触摸”电子，却发现电子的轨道是“跳跃”而非平滑过渡的。这使我们深刻理解了黑体辐射和光电效应的革命性意义。 波粒二象性： 汤普金斯先生会亲身体验光和物质（如电子）既表现出波的干涉和衍射特性，又表现出粒子的离散碰撞特性的矛盾事实。伽莫夫擅长通过幽默的对话来探讨这种“物理学上的精神分裂”，它挑战着我们基于日常经验构建的实在观。 概率的统治地位： 量子力学的核心，即测不准原理和概率诠释，将是这一部分的重头戏。汤普金斯不再能确定粒子“在哪里”或“如何运动”，只能计算它“最有可能在哪里”。这种从决定论到概率论的根本性转变，在汤普金斯惊愕的目光中被生动地展现出来。他学会了接受，在微观层面上，“确定性”已经让位于“可能性”。 总结：超越直觉的科学之美 《物理奇遇记》的伟大之处在于，它成功地将两位巨人——爱因斯坦和普朗克——的革命性思想，通过一个普通人的眼睛和经验，转化为普通人可以理解的智慧财富。 伽莫夫的叙事风格轻快、富有想象力，他利用类比、幽默和精心设计的场景，有效地绕过了复杂的数学障碍，直击物理概念的核心。阅读这本书，就像是获得了一张通往现代物理学核心思想的“VIP通行证”，让读者在享受故事乐趣的同时，深刻体会到人类思维是如何拓展边界，揭示了隐藏在日常现象背后的宇宙基本规律。 这本书是献给所有对宇宙抱有好奇心的人，它证明了最深刻的科学真理，同样可以被讲述得如同最精彩的冒险故事。它不仅是了解现代物理学的起点，更是一次对人类认知极限的壮丽探索。 --- 主要特色： 生动的角色驱动叙事： 汤普金斯先生的困惑与顿悟，引导读者同步学习。 直觉化的物理概念： 避免纯粹的数学公式，侧重于现象和推理。 全面的覆盖范围： 相对论（狭义与广义）和量子力学（量子化、波粒二象性、测不准原理）均有涉猎。 大师级科普： 乔治·伽莫夫无可匹敌的幽默感与精确性相结合的典范之作。

作者简介

加莫夫 George Gamow

　　美籍俄裔物理学家，也是众所皆知的伟大物理学家，他是「宇宙大霹雳」学说的主要提出者，认为宇宙是在约一百四十亿年前，由一个极大密度且极高温度的状态演变而来，他也是首位在分子生物基因遗传方面提出可验证模型的人，他曾经结集了一群对ＲＮＡ有兴趣的人，成立了一个「领带俱乐部」，为此他也亲自设计这个领带。但是他做为一位科普作家的名气却更为响亮，共发表中、长篇科普作品二十篇，以及专题科普文章六、七十篇，着作等身，被奉为科普界一代宗师。他的科普作品幽默、有趣，在国际间享有很高的知名度，且被多次再版，也被翻译为各国不同语言。连爱因斯坦都高度赞赏他的作品。因为他在科普文学的推广与伟大贡献，于一九五六年获联合国教科文组织授予卡林加奖，对于推动科学普及是一项至高荣誉。

　　相关着作
　　《物理奇遇记：汤普金斯先生的新世界》

史坦纳德 Russell Stannard

　　堪称是最有才华的科普专家之一，他曾在许多媒体上曝光、并参加众多计画案，他的着作《艾伯特叔叔三部曲》特别受到欢迎（包含《艾伯特叔叔的时空》、《黑洞与艾伯特叔叔》、以及《艾伯特叔叔的量子之旅》），这三本书让十一岁以上的孩童能够了解爱因斯坦与量子理论。这套书获得绝大成功，备受推崇，已经翻译成十五种语言，曾赢得隆普朗克非文学类书奖、惠布瑞德年度最佳童书奖、美国科学作品奖等等奖项。

　　相关着作
　　《物理奇遇记：汤普金斯先生的新世界》

译者简介

但汉敏

　　辅仁大学翻译研究所毕业，现专职翻译。主要译作有《我在汉堡店卧底的日子》（商智出版）、《任性创业法则》、《忙碌爸爸也能做好爸爸》（野人出版）、《石油玩完了》（时报出版）等书。

第一章 城市限速
第二章 让汤普金斯先生陷入梦境的相对论演讲
第三章 汤普金斯先生的假期
第四章 弯曲空间的演讲笔记
第五章 汤普金斯先生拜访封闭的宇宙
第六章 宇宙的歌剧
第七章 黑洞、热寂和喷灯
第八章 量子撞球
第九章 量子大草原
第十章 麦克斯威尔恶魔
第十一章 快乐的电子族
第十一又二分之一章 汤普金斯先生睡着的后半段演讲
第十二章 原子核内
第十三章 木匠
第十四章 无的洞
第十五章 参观原子击碎器
第十六章 教授的最后一场演讲第十七章 终曲

推荐序

令人难忘的幽默科学家：加莫夫

　　评介二十世纪一百大物理科普书，就应该选择由加莫夫原着，剑桥大学一九六五年发行的「汤普金斯梦游幻境」系列；若要鼓励年轻学子的阅读，选择这本一九九九年由史坦纳德在原着出版半个世纪后的改写版本，将更适合。诚如作者所言，如果加莫夫本人尚在人间，也会同意全盘改写他自己的原作，因为，他是个经常因为科学有了新进展，而会对着作不断修改，甚至完全改写的人！

　　加莫夫是「宇宙大霹雳」理论的原创者，不仅在粒子物理开启了研究新途，也是首位在分子生物基因密码方面提出可验证模型的人，此外他也是位不受传统约束的科学家。他甚至在严肃的学术着作上，会因为「宇宙大霹雳」理论的另位作者姓Alfer，不惜引进另一位姓Bethe但没有参与工作的科学家，来成全他的αβγ搬弄文字的乐趣。了解加莫夫在破解基因密码贡献的人，成立了一个「领带俱乐部」，为此他也亲自设计这个领带。如果进一步了解到加莫夫因为本书原插画作家已退休，就决定根据原作画者的风格亲自动笔来画，或许有收藏本书喜好的人，会设法到旧书摊购买旧的版本。

　　汤普金斯先生是加莫夫为了向一般人解释空间曲度、膨胀宇宙理论以及原子世界，所创造出来的一位银行柜台市井小民，他的英文名字简写是C.G.H，分别代表光速C，重力常数G及量子常数h，由于这些物理常数不是非常地大，就非常地小，在一般的物理世界上，我们很难观察到它们的效应，就此，加莫夫创造出新的世界，想像当这些常数变成与我们日常生活的物理世界相当时，所产生的怪异现象，也因此得以夸大渲染这些现象，帮助我们了解。这就好像将我们变成像细胞一样大小时，再送入人类体内，如此了解人体的细胞运作，当能事半功倍。有趣的是，加莫夫用这个聪明构想所写出的稿子，居然给七家杂志社连续退稿。

　　这种夸大型的比喻，虽然有助于读者体会，但往往也造成误解，为解决这个困难，加莫夫又把一些比较正规的解释及说明，以老教授的讲稿方式，在不同的章节相互穿插，因此读者能得到更清楚的物理概念。我相信，如果我们当老师的，能够一方面编写讲义，另方面又对重要观念编撰故事，学生学习的能力，必定大幅增加。这也难怪，加莫夫是当时教授中，少数几位能够仅靠版税，不靠其薪水过活的人。从二十世纪到今天，加莫夫创造的汤普金斯先生新世界，可能是物理学家对他仍然念念不忘的主要原因。

　　改写本书的史坦纳德，本人也是着名的科普作家，他除了配合时代背景，将原文进行修改外，更增加了四个章节，分别介绍黑洞、加速器、最新的理论进展，以为未来有待解决的问题。为了加强说明，在插画方面，由于三种不同口味的画作集结在新的版本上，实在不大搭调，也由爱德华全部更新。因此最新的版本，除了保有原来的风貌外，也介绍了近代物理的最新进展。我个人觉得，在近代物理的教学上，如能将本书索引部分也列入教材，加莫夫本人，一定在天堂大笑，他的功力确实无远弗界，正叼根演斗在那边逍遥自在呢！？

　　本文引自「一百本中文物理科普书籍推荐」书评

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本《物理奇遇记》，我并没有抱太大的期望，毕竟“相对论”和“量子力学”这些词汇总是带着一种高高在上的距离感。然而，这本书的魅力在于它不落俗套的表达方式。它没有冗长的理论阐述，也没有枯燥的公式推导，而是通过一个名叫汤普金斯先生的普通人，带领我们进行一场穿越时空的探索。他遇到的种种奇遇，实际上就是将物理学的核心概念融入到一个个引人入胜的故事情节中。读到他在狭义相对论的世界里体验时间膨胀、长度收缩的奇妙景象，或是误入一个只有一维、二维的奇特空间时，我常常会惊叹于作者的想象力。而当他触及量子力学的神秘领域，经历粒子叠加、波粒二象性的困惑时，我更是觉得既惊奇又着迷。这本书的语言风格非常流畅，通俗易懂，即使是没有深厚物理学背景的读者，也能在轻松愉快的阅读中，逐渐建立起对这些复杂理论的直观认识。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样对物理学充满好奇但又缺乏专业背景的读者来说，《物理奇遇记》堪称一本里程碑式的读物。它以一种前所未有的方式，将相对论和量子力学这两个艰深晦涩的领域，以一种轻松、引人入胜的方式呈现出来。作者构建的汤普金斯先生的奇幻旅程，就像一个精心设计的“物理学游乐园”，让读者在冒险中体验科学的魅力。从狭义相对论中高速运动带来的时间膨胀，到广义相对论中引力如何扭曲时空，再到量子世界中那些颠覆常识的叠加态和纠缠现象，每一个概念都被巧妙地融入到故事情节中，不再是遥不可及的理论，而是触手可及的体验。我特别欣赏书中对一些关键实验的描绘，它们并非简单的文字说明，而是融入了汤普金斯先生的亲身经历，让读者仿佛亲临现场，感受科学探索的严谨与乐趣。这本书让我对宇宙的奥秘有了更深的敬畏，也激发了我进一步探索物理学的热情。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直是物理学爱好者的福音！我一直觉得物理学是一门深奥难懂的学科，但《物理奇遇记》彻底颠覆了我的认知。作者以一种极其生动有趣的方式，将抽象的概念具象化，让我仿佛置身于汤普金斯先生那奇妙的旅程之中。从狭义相对论中的光速不变到广义相对论的时空弯曲，再到量子力学的奇特世界，每一个理论都被拆解得明明白白，又充满想象力。我尤其喜欢作者通过故事化的叙述来引入这些概念，比如汤普金斯先生乘坐高速列车、在黑洞边缘徘徊的经历，这些场景的描绘既符合科学原理，又充满了戏剧性，让人读起来欲罢不能。即便是那些我曾经觉得头疼的数学公式，在书中也变得不那么令人畏惧，作者巧妙地将其融入到情节中，让你在不知不觉中理解了它们的意义。读完这本书，我感觉自己对宇宙的理解又进了一大步，那些曾经遥不可及的物理定律，如今在我脑海中鲜活起来，仿佛触手可及。

评分☆☆☆☆☆

如果你认为物理学只能是冰冷的公式和晦涩的理论，那么《物理奇遇记》将彻底改变你的看法。这本书最大的亮点在于它将枯燥的科学知识，包装成了一个充满奇幻色彩的探险故事。汤普金斯先生的旅程，与其说是一次科学考察，不如说是一场妙趣横生的冒险。作者用极具画面感的笔触，描绘了汤普金斯先生在相对论时空中穿越的种种离奇经历，比如他如何见证时间在高速运动中变慢，或者在强引力场下空间发生扭曲。更令人着迷的是，当他深入量子世界时，那些令人匪夷所思的现象——粒子像幽灵般叠加存在，测量行为本身就能改变结果——都被描绘得栩栩如生。我个人非常喜欢作者这种“寓教于乐”的写作风格，它让我在享受阅读乐趣的同时，不知不觉地吸收了大量的物理学知识。这本书不仅仅是关于理论，更是关于想象力的释放，它鼓励我们用全新的视角去审视我们所处的宇宙。

评分☆☆☆☆☆

我必须说，《物理奇遇记》是一次令人耳目一新的阅读体验。作者没有采用传统的教科书式讲解，而是巧妙地将汤普金斯先生的旅行经历与现代物理学的两大基石——相对论和量子力学——紧密结合。我尤其欣赏作者处理抽象概念的方式。例如，在解释相对论中的时空概念时，他会描绘出汤普金斯先生在不同引力场下的奇异感受，这种具象化的描述远比干巴巴的公式更容易让人理解。对于量子力学的“怪诞”之处，比如量子纠缠和不确定性原理，作者也通过一些富有想象力的场景来展现，让读者在故事中体会到这些概念的精妙和反直觉。这本书的行文逻辑清晰，循序渐进，从相对论的基础概念，一步步过渡到量子力学的深层奥秘，让读者在不知不觉中构建起对整个物理学框架的认识。读完之后，我感觉自己对于宇宙运行的底层逻辑有了更深刻的洞察，并且对那些曾经望而生畏的物理学理论产生了浓厚的兴趣。