七堂简单物理课 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Carlo Rovelli

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• 思维
• 趣味物理

 
　　献给没有科学背景的读者，透过最美丽、最诗意，且最易懂的短短七堂简单物理课，就能完全掌握近代物理精髓。
 
　　作者罗维理，年轻的时候搞过学运，从来勇于对抗权威，做的是最尖端的科学研究，心里却有最浪漫的哲思。这样的科学家，决定为没有科学背景的读者，用最简单的语言，最浪漫的思维，介绍一般人所需要懂的近代物理知识。
 
　　在这七堂简单明了的物理课里，我们领略了在二十世纪初震撼物理界，而现今仍让我们惊叹连连的近代物理革命。没有繁琐的方程式，作者带我们轻盈飞过层层障碍，窥见科学与宇宙深刻美丽的内涵。
 
　　媲美《费曼的六堂easy物理课》，不同的是更easy，更生动，且更有哲思。

好评推荐

　　愉快的阅读……比喻生动，愿景激励人心。──《自然》期刊

　　简短但动人……这种装帧通常用于诗集，而这本设计精美的小书，彰显出科学的好奇，科学与真实世界的深度结合，科学随时准备抛开原本接受的世界观，也彷如诗集一般。──《金融时报》

　　如诗般简短的沈思……──英国《独立报》（The Independent）

　　这本书让读文科的人易读易懂，而且引发了无限的想象力。──线上杂志（The Millions）
 
　　有意思的沈思，关于宇宙本性与我们对其了解的努力。这本书不仅吸引科学家，一般大众也一定会非常喜欢。──《柯克斯书评》（Kirkus Reviews），星级评论 
 
　　这本迷人的书……看待物理的方式，是把物理当成为了理解我们的宇宙，而进行的持续改变的追寻，而不是一成不变的自然定律……里面的一篇篇文章，是对科学惊奇的欢乐庆贺。──《出版人週刊》

　　《七堂简单物理课》是读起来像诗的科普书，而且看起来也如同诗集一般。── Bookpage 

　　如果你想知道，是什么东西让物理学家愿意在清晨起床，那么罗伟理这本书最适合。《七堂简单物理课》是让人深深着迷的超可爱读物。这是有浪漫诗意的物理，而且天啊，它还使人陶醉。──英国《新评论人》杂志（New Statesman）

　　小到可以一口咬下，但却含藏深刻哲理。罗伟理的《七堂简单物理课》让宇宙的奥秘几乎完全可以理解。──英国《旗舰报》（Evening Standard） 

　　罗维理的《七堂简单物理课》把相对论与量子物理变成了畅销书的题材。──义大利《共和报》（a Repubblica）

　　简白的文字在述说激动人心的故事时，也可以说得很美。罗维理的文字带领我们经历了一场奇遇，让人类心灵伸展到了解宇宙上。这本书让人充满喜悦。──演员，亚伦‧艾达（Alan Alda）

　　清晰又生动。罗维理用炫丽的效果，传达很多神祕事物以及很多很小的东西。──菲力普‧普曼（Philip Pullman），《黑暗元素三部曲》（His Dark Materials trilogy）作者

　　罗维理找到解说科学的新方法，简单又热情。他的七堂简单物理课如此的优美、简洁，如梦似幻，这种呈现，只有诗才偶而办得到。──保罗．裘唐诺（Paolo Giordano），《质数的孤独》（The Solitude of Prime Numbers）作者

　　这本书对近代物理的关键发现做了简短且美丽的介绍，提醒了我们，科学的根基是好奇与惊叹之心。──施莫林（Lee Smolin），《量子重力》（Three Roads to Quantum Gravity）作者

　　在上位者，一定要读过罗维理的《七堂简单物理课》。──尼克．哈卡威（Nick Harkaway），《末日发动机》（Angelmaker）作者

　　这本美丽且动人的书，将让你用不同的眼光看世界。书中有深情的人性并充满对自然万物的好奇。罗维理巧妙的把近代物理的领域与深度，转换成日常语言，并完整保留如诗般的数学方程式。──伊斯梅尔（Jenann Ismael），亚利桑纳大学哲学系教授

《星辰的低语：宇宙深处的秘密与我们》 一、 启程：凝视夜空下的古老回响 自人类仰望星空的那一刻起，对宇宙的探索便从未停歇。我们脚下的土地，不过是浩瀚星海中的一粒微尘，然而，正是这粒微尘孕育了能够理解宇宙的智慧生命。本书并非枯燥的公式堆砌，而是一场沉浸式的、横跨数千年的思想漫游。我们将从最古老的观测者——巴比伦的祭司和希腊哲人——开始，探寻他们如何仅凭肉眼，勾勒出日月星辰的轨迹，建立起最初的宇宙模型。 我们将深入探讨亚里士多德的宇宙观如何统治了西方思想近两千年，以及哥白尼、伽利略如何以颠覆性的视角，将地球从宇宙的中心“放逐”。每一次认知的飞跃，都伴随着巨大的思想阵痛。本书将细致描摹这些科学巨匠在质疑、辩论和实践中，如何逐步揭开遮蔽我们双眼的迷雾，引导我们走向一个以太阳为中心的、更加广阔的景象。这不是简单的历史回顾，而是对人类求知欲和批判性思维的一次致敬。 二、 物质的基石：从原子到夸克的微观奥秘 当我们把目光从宏大的星系转向物质的最小单元时，一个更加奇异且充满不确定性的世界展现在我们面前。本书的第二部分将带领读者进入原子内部的幽深领域。我们会追溯道尔顿的原子论如何奠定现代化学的基础，接着，通过汤姆逊发现电子、卢瑟福建立行星模型，我们看到了物质结构从“坚实小球”到“空心结构”的转变。 随后，量子力学的黎明破晓。我们将以通俗易懂的方式，解析普朗克对能量量子化的开创性见解，以及玻尔模型如何首次成功解释了氢原子光谱的规律。然而，量子世界的怪异之处远不止于此。我们将详细介绍海森堡的“不确定性原理”——它并非关乎测量技术的限制，而是自然界本身固有的模糊性。通过双缝实验的经典展示，我们将直观理解波粒二象性这一反直觉的物理概念。 进入更深的层次，我们会探讨夸克模型的建立，以及强核力、弱核力、电磁力是如何通过交换媒介粒子（如胶子和光子）来维系物质的稳定。我们将探究粒子物理学的标准模型，理解费米子和玻色子的区别，以及希格斯玻色子如何赋予基本粒子质量的谜题。这段旅程，是对“实在”本质的深刻拷问，它挑战了我们日常经验中的一切确定性。 三、 引力的剧场：时空弯曲的优雅舞蹈 牛顿的万有引力定律以其惊人的准确性统治了物理学界数百年，它描述了物体间的相互吸引，仿佛引力是一种瞬间传递的力。然而，二十世纪初，爱因斯坦的广义相对论彻底颠覆了这一观念。本书将用清晰的逻辑，阐述狭义相对论中的时空统一、光速不变原理以及质量与能量的等价性（E=mc²）是如何构建起新的时空观。 随后，我们将进入广义相对论的核心。爱因斯坦告诉我们，引力并非一种“力”，而是质量和能量对四维时空结构造成的弯曲。我们会用形象的比喻来描绘这个弯曲的时空剧场：行星绕日运行，并非被拉扯，而是在时空织物上的“测地线”上自由滑行。 本书会详尽介绍广义相对论带来的重大预言及其被证实的历程。包括光线在引力场中的弯曲（引力透镜效应）、水星近日点的反常进动，以及最令人震撼的——引力波的产生与探测。我们将回顾LIGO（激光干涉引力波天文台）的激动人心的发现，理解这次“时空涟漪”的探测如何为我们开启了观察宇宙事件（如黑洞合并）的全新窗口，不再依赖电磁波。 四、 宇宙的命运：从大爆炸到暗物质之谜 目光再次投向宇宙尺度，我们将探讨现代宇宙学如何从理论推演走向实证科学。从哈勃对星系退行速度的观测，到宇宙微波背景辐射（CMB）的偶然发现，我们共同见证了“大爆炸”理论的逐步确立。我们将详细剖析宇宙的膨胀历史，从极热、极密的原初奇点，到恒星和星系的诞生，理解宇宙的年龄和演化阶段。 然而，宇宙的图景远非完整。本书将重点探讨现代物理学面临的两大核心难题：暗物质与暗能量。通过对星系旋转曲线、星系团引力透镜效应的分析，我们会认识到，我们能直接观测到的普通物质仅占宇宙总质能的不到5%。剩下的大部分，由我们无法直接探测的“暗物质”主导。我们将梳理寻找暗物质粒子的实验努力，从地下实验室到太空望远镜，人类是如何试图捕捉这些“幽灵”的踪迹的。 更令人费解的是“暗能量”。正是它驱动着宇宙加速膨胀，仿佛存在着一种与引力相斥的能量弥漫在整个空间中。本书将探讨暗能量的几种主要理论模型，以及它对宇宙最终命运的决定性影响。理解暗物质和暗能量，不仅是物理学的挑战，更是哲学层面的深刻命题：我们所知的“世界”，可能仅仅是冰山一角。 五、 展望：物理学的边界与未来的交汇点 最后，本书将探讨当前物理学研究的最前沿和尚未解决的重大问题。我们将简要介绍“量子引力”的必要性，即如何将描述宏观引力的广义相对论与描述微观世界的量子力学统一起来。我们将对比“弦理论”和“圈量子引力”等尝试构建万有理论的宏伟构想，理解它们试图解决的数学难题和物理学上的承诺。 此外，我们将触及黑洞内部的奇点、信息悖论等极端物理现象，以及它们对时空本质的挑战。本书的收尾，旨在激发读者对科学探索的持久热情。物理学不是终点，而是一条永无止境的探索之路。每一个被解答的问题，都会引出更深层次的疑问，驱使着人类文明不断向前，追寻宇宙中最根本的和谐与真理。这部著作，献给所有对“为什么”怀有永恒好奇心的人们。

作者简介

罗维理 Carlo Rovelli

　　知名义大利理论物理学家，量子重力领域的开创者之一。

　　1970年代，罗维理在义大利读大学时，积极参与学运，也曾因政治理念入狱，但随后受到释放。从帕多瓦大学取得物理学博士学位后，因为拒绝服兵役，曾在1987年遭到政府拘留。

　　1990年至2000年任教于美国匹兹堡大学，目前任职于法国艾克斯─马赛大学理论物理中心，并长期担任匹兹堡大学科学史与科学哲学系的兼任教授。

　　因为对科学史与科学哲学颇有涉猎，常在义大利报章上发表文章，合作最多的媒体，就是本书所有文章的出处，《24小时太阳报》（Sole 24 Ore）的周日特刊。

　　《七堂简单物理课》在义大利一出版，就攻占排行榜第一，现已翻译成三十四种语言，在全球发行。

译者简介

张明哲

　　台大物理系毕业，德州大学奥斯汀分校博士。
　　现任台湾师范大学物理系教授，专长为理论凝态物理。
　　高中物理教科书作者，曾为科学人翻译多篇文章。

倪安宇

　　第1、6、7章合译。

　　淡江大学大众传播系毕业，威尼斯大学义大利文学研究所肄业。旅居义大利威尼斯近十年，曾任威尼斯大学中文系口笔译组、辅仁大学义大利文系专任讲师，现专职文字工作。译有《魔法外套》、《马可瓦多》、《白天的猫头鹰／一个简单的故事》、《依随你心》、《虚构的笔记本》、《巴黎隐士》、《在你说「喂」之前》、《跟着达尔文去旅行》、《在美洲虎太阳下》、《玫瑰的名字》等。

七堂简单物理课
课表
开场白    人人都能懂的近代物理课   
第一堂课        最美的理论
第二堂课        量子力学
第三堂课        宇宙的架构
第四堂课        基本粒子
第五堂课        空间的颗粒
第六堂课        机率、时间，以及黑洞释放的热
第七堂课        回归自我

开场白
 
　　这几堂物理课是为那些自认不太懂、或根本不懂现代科学的读者写的。我在这几堂课里，将带领大家综览二十世纪物理大革命里最引人入胜的部分，以及这个革命揭露的问题及奥祕。因为科学除了告诉我们如何更深入理解这个世界，也让我们知道未知的领域何其广袤。
 
　　第一堂课要献给爱因斯坦的广义相对论，有人称它为「最美的理论」。
 
　　第二堂课是量子力学，里头藏有现代物理里最令人困惑的部分。
 
　　第三堂课讲的是宇宙的秩序：也就是我们所在宇宙的架构。
 
　　第四堂课是讲宇宙中的基本粒子。
 
　　第五堂课说的是量子重力：这是还在发展中的研究，它试图统合二十世纪的主要发现。
 
　　第六堂课是机率和黑洞所放出的热。
 
　　第七堂课则回归到自我，看看在物理描述的奇怪世界里，如何思索我们自身的存在。
 
　　这些文章原本是我发表于义大利《24小时太阳报》（Sole 24 Ore）的周日特刊，之后再加以扩充。我要特别感谢马沙连帝（Armando Massarenti），他让科学出现在报纸的週日文化版，照亮了科学这个无法与文化切割的关键角色。
 
　　（摘自本书序言）

第一堂课 最美的理论
 
爱因斯坦年轻时度过一整年游手好闲的时光。有时候若不「虚度」光阴，恐怕会一事无成，但很不幸，现在青少年的家长常忘了这件事。
 
那时爱因斯坦住在义大利帕维亚，他是因为受不了德国高中严厉的教育方式，放弃了那边的学业来义大利和家人会合。
 
那时，二十世纪才揭开序幕，义大利也刚开始工业革命。爱因斯坦的父亲是工程师，参与波河平原最初几座发电厂的兴建工程。
 
爱因斯坦阅读康德的着作，有时候跑去帕维亚大学听课：纯粹为了兴趣，没有註册入学，也不是为了考试。就得这样，才能成就不折不扣的科学家。
 
三篇震惊世界的论文
 
他后来就读瑞士苏黎世大学，全心研读物理。几年后，在 1905 年，他投了三篇论文到那时最负盛名的科学期刊《物理学年鑑》。三篇中任何一篇都可以拿一座诺贝尔奖。
 
第一篇论文说明了原子确实存在。第二篇论文为量子力学铺下了基石，这在下一堂课会讨论。第三篇论文谈的是他的第一个相对论（现在称为「狭义相对论」），这个理论说明，每个人的时间之流并不相同：如果一对孪生子其中一人以高速移动，那么两人的年龄就会不同。
 
一夜之间，爱因斯坦成了举世闻名的科学家，收到来自各大学的聘函。但是有件事始终让他感到困扰：虽然他的相对论立刻受到赞誉，却跟我们所知的重力理论，也就是东西如何掉落的理论相牴触。
 
那是他在写一篇相对论总结文章时发现的，于是他开始思考，由伟大的物理之父牛顿提出的万有引力，这个不容置疑的古老定律是否也要重新检视，以符合新的相对论观念。
 
他浸淫在这个问题里，花了十年的时间才解决：十年里他疯狂投入研究，不断尝试、犯错、陷入混沌；写出错误的论文，或提出让人眼睛为之一亮的想法，但也不乏误入歧途的想法。
 
终于，在 1915 年 11 月，他发表了一篇论文，提供了完整的解答：一个新重力理论，他称为「广义相对论」，那是他的呕心沥血之作，也是苏俄物理学家蓝道（Lev Landau）所说的「最美的理论」。
 
有一些巅峰之作，能深深打动我们，如莫札特的「安魂曲」、荷马的《奥德赛》、西斯汀教堂、《李尔王》等等。体会其精髓或许需要一段时间的学习，但得到的回馈是纯粹之美，并解让我们打开眼睛，以全新的视角观看这个世界。爱因斯坦的瑰宝「广义相对论」，亦名列这些作品之中。

评分☆☆☆☆☆

《七堂简单物理课》这个书名，给了我一种“智者对话”的感觉，仿佛作者是一位博学而谦逊的长者，正坐在我的对面，用亲切的语气，分享着他毕生对宇宙的理解。我不期待它会给我灌输多少枯燥的公式，而是渴望它能点燃我对科学探索的热情。也许，在谈论万物运动的规律时，它会从一粒沙子在风中飘浮的轨迹开始，然后引申到行星的轨道。在讲解能量的转化时，它可能会从我们吃饭获取能量，到太阳的光芒是如何驱动地球上的生命。我最希望看到的是，它能用一种诗意的方式，来描绘那些抽象的物理概念。例如，在讲述量子世界的时候，或许会用一种比喻，让我们感受到粒子如同“跳舞的精灵”，存在着不确定性。这本书，对我而言，不只是一次知识的获取，更是一次心灵的洗礼，它让我相信，即使是最复杂的科学，也能用最纯粹、最动人的方式来呈现，让每个人都有机会去理解和欣赏宇宙的奥妙。

评分☆☆☆☆☆

对于《七堂简单物理课》这个书名，我首先联想到的是一种“大道至简”的哲学境界，物理学作为研究自然最基本规律的学科，其核心理念必然是简洁而普适的。这本书，顾名思义，似乎是要剥离掉那些繁复的数学推导和专业术语，直击物理学的本质。我设想，它会从最基础的力学讲起，用生动的比喻和贴近生活的例子，解释牛顿定律如何在我们的身边默默运转。然后，或许会触及到热学，解释能量的传递和转化，让我们理解为什么夏天会热，冬天会冷，以及蒸汽机和内燃机的工作原理。光和电磁波的部分，更是我一直以来充满好奇的领域，我希望这本书能用通俗易懂的语言，描绘出光的波粒二象性，解释无线电波如何穿越空间，以及我们手机通信背后的物理基础。最后，对宇宙的探索，从行星的运行到星系的演化，如果能在这本书中有所展现，那将是锦上添花。我期望它能够教会我如何用物理学的视角去审视周围的世界，发现隐藏在日常现象背后的科学逻辑，让我的认知不再停留在表象，而是能够触及到更深层的规律。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，或许会是一幅充满想象力的插画，或是简洁明了的物理公式符号。我试图去想象，作者是如何将如此庞大而复杂的物理学知识，浓缩成“七堂简单”的课程。这背后需要何等的功力，才能做到既精准又不失趣味？我期待它能够像一个侦探故事，一步步引导我去发现物理现象背后的真相。比如，关于能量的传递，它可能会用一个生动的比喻，解释热量如何从高温物体传递到低温物体，让我们理解为什么一杯热水会逐渐冷却。关于光的传播，或许会用光的折射和反射来解释彩虹的形成，或是潜水员在水下的视野为什么会发生变化。最吸引我的是，如果书中能够解释我们日常生活中一些看似寻常，但背后却蕴含着深刻物理原理的现象，比如微波炉是如何加热食物的，冰箱是如何制冷的，或者说，为什么我们能看到五彩斑斓的颜色。我希望这本书能够赋予我一种全新的观察世界的视角，让我在生活中处处感受到物理学的存在和力量。

评分☆☆☆☆☆

“七堂”这个数字，本身就带有一种循序渐进、层层递进的意味，它暗示着这本书不是一次性的信息轰炸，而是一个有条理、有逻辑的学习过程。我猜想，每一堂“课”都会聚焦于物理学中的一个重要概念或领域，并且难度会逐渐提升，但整体上又保持着“简单”的特质。我很期待第一堂课能带我走进力学的世界，理解什么是惯性，什么是加速度，以及万有引力如何将我们牢牢地固定在地球上，又如何让月球围绕地球运转。紧接着，也许会是热力学，让我明白能量守恒的定律，以及熵增原理对我们理解世界过程的启示。我尤其好奇，在“七堂”之中，是否会有关于相对论或量子力学的入门讲解。虽然这些领域听起来异常高深，但我相信，如果这本书能够做到“简单”，那么它一定能够找到一种巧妙的方式，将这些颠覆性的思想，以最容易理解的语言呈现出来，让我能够初步领略到现代物理学的魅力。这本书，在我看来，不仅仅是一本科普读物，更是一次智识的启蒙之旅。

评分☆☆☆☆☆

这本《七堂简单物理课》的书名本身就带着一种朴实无华的邀请，仿佛一位耐心细致的老师，正准备用最简洁明了的方式，揭开宇宙运行的奥秘。我一直对物理这个学科心存敬畏，总觉得它充满了复杂的公式和抽象的概念，遥不可及。但这本书，仅仅从名字上，就给了我一种“原来如此”的预感。我想象着，翻开它，不是面对一堆生硬的定理，而是像在欣赏一幅精美的画作，每一笔每一划都蕴含着自然的智慧。我期待着，它能将那些深奥的物理原理，转化为我们日常生活中可以理解的现象，比如为什么苹果会掉到地上，比如星星为什么会闪烁，又比如我们是如何感知到声音和光线的。我希望这本书能够像一把钥匙，打开我认识世界的一扇新窗户，让我不再被那些“为什么”困扰，而是能带着好奇心去观察，带着理解去思考。也许，读完这本书，我不再会觉得“物理”这个词是那么的令人生畏，反而会产生一种亲切感，甚至是一种对科学的由衷热爱。这本书的出现，就像在我求知若渴的心田里，播下了一颗希望的种子，我期待着它能够生根发芽，最终长成参天大树，让我的人生因此更加丰盈和辽阔。