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图书介绍


趣味相对论

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著者
出版者 出版社:晨星 订阅出版社新书快讯 新功能介绍
翻译者 译者: 黄姿玮
出版日期 出版日期:2019/09/12
语言 语言:繁体中文



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发表于2024-03-28

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图书描述

  有趣易懂!
  一同踏入相对论的世界,
  解开宇宙诞生的祕密!


  牛顿力学虽然撑起了现代文明,
  碰上电磁现象却无用武之地!
  科学家进行各式各样的研究,
  最终诞生了相对论和量子力学。
  ◎用光速追逐光,会看到什么呢?
  ◎寿命在宇宙中会延长吗?
  ◎太空船内外的时间流逝相同吗?
  ◎物体远离地表而去时速度较快?
  ◎狭义和广义有何不同?
  ◎光线会因太阳重力场而弯曲?
  ◎相对论也可能实现星际旅行?

  让我们看电磁现象如何剥夺时空概念的绝对性;
  狭义相对论与量子力学如何为电子电波活动打下
  基础,发展出新干线及喷射机等交通工具;
  能量与质量等价理论又如何促成核弹的诞生!

本书特色

  1、 相对论的迷人之处!相对论涉及广袤宇宙的时空祕密,和能量与质量间的谜题,并揭露了电磁现象在时间、空间及因果描述上的制约,虽然深奥却充满魅力,让许多人深陷相对论深不见底的学问中难以自拔。

  2、 掌握基础原理,轻松阅读!相对论背后的基础原理,其实只有「相对性原理」和「光速不变原理」。只要确实掌握这两点,相对论便能迎刃而解。只要谨记此原则,跟着本书将不明白的部分慢慢思考清楚、逐步前进,想必就能体会相对论对我们的生活有多么重要了。

著者信息

作者简介

大宫信光

  科学评论家,科学记者。1938年出生于东京,就读于东京教育大学(现筑波大学)时期,即开始担任家庭教师、经营补习班,1967年加入SF同人杂志《宇宙尘》。约从1978年起,以SF乱学者和科学评论家之名,狩猎、採集并料理以科学技术和文明未来为中心的主题。主要着作有《有趣易懂的 科学有趣之谜》、《引人入胜懂很大之化学》、《引人入胜懂很大之气象结构》(以上由日本文艺社出版)、《在世界发光的日本科学家们》(讲谈社出版)、《图解不可不知的天灾地变》(かんき出版 )等。

译者简介

黄姿玮


  东吴日文系毕,曾任编辑与教职。读书、看剧、旅游、吸收新知,与爱猫度过每一天。译有《甜蜜摩洛哥旅行绘本志》、《蜜袋鼯饲养与生活指南》、《恶德侦探制裁社》2~4集等。

  hemingwork.weebly.com
 
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图书目录

前言

第1章  相对论诞生前的物理学
伽利略的发现,宣告中世纪的结束 - 「惯性座标系」必然存在
伽利略的相对论是? - 未来爱因斯坦相对论的基石
重力和光都能经由以太传送? - 光的真面目,有2种说法
光是电磁统一的象征 - 决定所有电磁现象的马克士威方程式
如何计算地球的绝对速度 - 利用镜子计算速度
20世纪初叶,垄罩物理学界的乌云 - 迈克森—莫雷实验
牛顿力学的破绽 - 以太究竟在哪里……
狭义相对论,诞生前夕 - 电磁学与牛顿力学的矛盾
column1 爱因斯坦的人生(1)
~生于19世纪德国的意义~

第2章  狭义相对论的世界
爱因斯坦,16岁的梦 - 用光速追逐光,会看到什么呢?
爱因斯坦的三级跳 - 爱因斯坦版本的相对论即将诞生
全宇宙通用的物理定律 - 制定「原理」,了不起的爱因斯坦
相对性原理支配了物理学! - 所有的惯性座标系都是同等的
不随时空变化的光速 - 光速不变原理
2个原理推导出的奇妙现象 - 光速会无视观察者的速度
颠覆科学常识的狭义相对论 - 时空图乃狭义相对论的基础
用时空图表示移动中物体收缩的状态 - 在狭义相对论的世界,物体会收缩
将时间和空间合而为一 - 以光为媒介的相对性原理和光速不变原理
用光钟观察时间膨胀 - 寿命在宇宙中会延长
从时空图认识时间膨胀! - 太空船内外的时间流逝
物体愈接近光速,就缩得愈短 - 物体长度收缩公式
质量随速度增加 - 消耗的运动能量会变成质量!?
时间流逝愈久,速度愈难改变 - 何谓惯性质量和静止质量?
能量与质量的不单纯关系 - 能量用在增加质量上
为什么是E=mc2? - 能量与质量的关系可透过光速的平方换算
欢迎来到四维时空 - 以四维几何学的形式表述
column2 爱因斯坦的人生(2)
~离开德国,至义大利和瑞士生活~

第3章  跟着量子力学,进入微观世界
用喷射机测试时间膨胀的男人 - 证明相对论预测的实验
宇宙射线隐藏的谜团 - 来自宇宙的基本粒子的命运
相对论对生命进化亦有贡献 - 证明缈子寿命延长的实验
探究宇宙创生之谜的粒子加速器 - 将能量转变为物质!!
应用在癌症治疗的狭义相对论 - 相对论的时间膨胀带来的神奇效果
没有相对论,就没有20世纪后的文明! - 相对论衍生的产物(1)
核能与原子弹的相对论世界 - 相对论衍生的产物(2)
核分裂和核融合也是相同原理 - 太阳能的基础也是核融合
相对论也可能实现星际旅行? - 将理论可行的技术付诸实现
column3 爱因斯坦的人生(3)
~由瑞士重返德国~

第4章  广义相对论的全貌
解决难题的提示是? - 人在坠落时,感觉不到自己的重量
狭义相对论的2个弱点 - 加速座标系的重力问题
广义相对论的「某个难题」 - 如果在下坠的电梯里放开手中的苹果……
由3个原理构筑的广义相对论 - 广义相对性原理、等效原理、重力不存在时,狭义相对论方能成立
2个重量之谜 - 「重力质量」和「惯性质量」有何不同?
实验证明2种重量是相等的 - 重力质量和惯性质量是相等的
光会因重力而弯曲! - 光和重力的密切关系(1)
距离地表愈远,光行进的速度愈快 - 光和重力的密切关系(2)
重力位能愈高,光的行进速度愈快 - 光和重力的密切关系(3)
在重力场中,空间会弯曲 - 欧几里得空间
用广义相对论处理弯曲的时空 - 广义相对论是非欧几里得性的,也活用了黎曼几何学
column4 爱因斯坦的人生(4)
~前往美国~

第5章  跟着宇宙论,进入巨观的世界
观测日食,证明广义相对论 - 让爱因斯坦一炮而红的实验
「太阳光的红移」实验 - 重力会使光改变
阐明光和宇宙!! - 「狭义」存在于光、「广义」存在于重力的世界
来自外星「小绿人」的讯号 - 中子星的发现与时空弯曲
在时空中振翅飞舞的蝴蝶──重力波 - 就算不存在物质,也会出现重力
黑洞与相对论 - 从方程式得知黑洞的大小
宇宙会伸缩!? - 宇宙常数引导出宇宙创生的关键
大霹雳之前,宇宙不存在 - 相对论解开的「天地创造」之谜
什么是宇宙暴胀? - 初始的宇宙充满真空能量!
行车导航器也是相对论的衍生产品 - 我们都生活在相对论的世界里!

结语

图书序言

第1章    相对论诞生前的物理学

伽利略的发现,宣告中世纪的结束 - 「惯性座标系」必然存在

任何物体在无外力作用时,都会保持等速度运动(=无论物体是否处于静止状态,只要没有外力作用,都会持续维持在相同的状态),这样的性质称为惰性或惯性,「所有物体均具有惯性」的规则,则称为「惯性定律」。「惯性定律」由伽利略.伽利莱(Galileo Galilei)所提出,堪称是让欧洲挥别中世纪的巨大发现。而伟大的牛顿(1642~1727年),也将惯性定律纳入牛顿力学的第一定律中。

举例来说,请各位想想马车的移动方式。因为马持续出力拉车,马车才能持续前进。亚里斯多德(西元前384~西元前322年)认为,物体必须持续施以外力,才能保持运动状态,中世纪的欧洲知识分子也都这么认为。

伽利略支持哥白尼的地动说,即使面临宗教审判,依然坚持「地球会转动」。相信天动说的人们向他质问:若从高塔上丢下一块石头,在石头下坠的期间,若地球真的会转动,那么石头落地的位置,应该会稍微偏离塔底。伽利略回答:若搭乘一艘移动中的船,从桅杆上丢下一块石头时,无论船是否正在移动,石头都会掉在桅杆的正下方。因此,无法因为石头会落在塔的正下方,就断言地球不会转动。虽然同样也无法据此证明地球会转动,但如果从另一条小船观察这艘船,石头落下的路径就会不同。伽利略从这项研究中,推导出相对性原理。直到牛顿提出惯性定律后,地动说才终于得到广泛的认可。

伽利略的相对论是? - 未来爱因斯坦相对论的基石

如果伽利略生在现代,应该不会提出爬上桅杆这种实验方法。当各位坐在等速前进的电车座位上时,可以拿出自己的钥匙圈,举高后手放开,让钥匙圈掉到地上。钥匙圈会掉在正下方。电车停止时,当然也会掉在正下方。这个现象符合惯性定律,也就是牛顿运动定律的第一定律。伽利略已于实验中证明,当物体自由落下时,在重力的持续作用下,物体会呈等加速度运动。靠着牛顿第二定律,这个实验结果才成为普遍的认知。

图书试读

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