费曼的6堂Easy相对论 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2024

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《费曼的6堂Easy相对论》也是从《费曼物理学讲义》精选出来的。它有一个跟《费曼的6堂Easy物理课》不太一样的地方，就是《费曼的6堂Easy物理课》跨越了物理学的好几个领域，从力学到热力学再到原子物理。

　　你手里捧着的这6篇讲义，则是全部围绕着同一个焦点主题。此主题曾经引起近代物理学史上许多最革命性的发现，以及一些完全出人意表的理论。诸如从黑洞到蛀孔、从原子能到时间弯曲。

　　我们所说的主题当然不是别个，正是相对论。不过依我们的浅见，即使伟大的相对论之父，爱因斯坦先生本人，也似乎比不上这位来自大苹果（纽约市）的费曼先生，能够把爱因斯坦这套理论的内外精华、有什么妙用、以及所涉及的基本观念，解释得如此完美，直教人不得不击节赞叹。 —— Perseus Books 出版缘起
 

作者简介

理查．费曼 Richard P. Feynman

　　1918年，费曼诞生于纽约市布鲁克林区，1942年，从普林斯顿大学取得博士学位。第二次世界大战期间，他曾在美国设于新墨西哥州的罗沙拉摩斯（LosAlamos）实验室服务，参与研发原子弹的曼哈坦计画（ManhattanProject），当时虽然年纪很轻，却已经是计画中的重要角色。随后，他任教于康乃尔大学以及加州理工学院。1965年，由于费曼在量子电动力学的成就，与朝永振一郎（Sin-ItiroTomonaga）、许温格（JulianSchwinger）两人，共同获得该年度的诺贝尔物理奖。

　　费曼博士为量子电动力学理论解决了不少问题，同时他首创了一个解释液态氦超流体现象的数学理论。之后，他跟葛尔曼（MurrayGell-Mann）合作，研究弱交互作用（例如贝他衰变），做了许多奠基工作。后来数年，费曼成为发展夸克（quark）理论的关键人物，提出了在高能量质子对撞过程中的成子（parton）模型。

　　在这些重大成就之外，费曼博士把一些基本的新计算技术跟记法，介绍给了物理学。其中包括几乎无所不在的费曼图，因而改变了基础物理观念化与计算的过程，成为可能是近代科学史上，最脍炙人口的一种表述方式。

　　费曼是一位非常能干有为的教育家，在他一生所获多得数不清的各式各样奖赏中，他特别珍惜1972年获得的厄司特杏坛奖章（OerstedMedalforTeaching）。《费曼物理学讲义》一书最初发行于1963年，当时有位《科学美国人》杂志的书评称该书为「……真是难啃，但是非常营养，尤其是风味绝佳，为二十五年来仅见！是教师及最优秀入门学生的指南。」为了增长一般民众的物理知识，费曼博士写了一本《物理之美》（TheCharacterofPhysicalLaw）以及《量子电动力学》（Q.E.D.:TheStrangeTheoryofLightandMatter）。他还写下一些专精的论着，成为后来物理学研究者与学生的标准参考资料跟教科书。

　　费曼是一位建设性的公众人物。几乎家喻户晓他参与「挑战者号」太空梭失事调查工作的事迹，尤其是他当众证明橡皮垫圈不耐低温的那一幕，是一场非常优雅的即席实验示范，而他所使用的道具不过冰水一杯！比较鲜为人知的事例，是费曼博士于1960年代中，在加州大学课程委员会任上所做的努力，他非常不满当时教科书之庸俗平凡。

　　仅仅重复叙说费曼一生中，于科学上与教育上的无数成就，并不足以说明他这个人的特色。正如任何读过他即使最技术性着作的人都知道，他的作品里外都散发着他鲜活跟多采多姿的个性。在物理学家正务之余，费曼也曾把时间花在修理收音机、开保险柜、画画、跳舞、表演森巴小鼓、甚至试图翻译马雅古文明的象形文字上。他永远对周围的世界感到好奇，是位一切都要积极尝试的模范人物。

　　费曼于1988年2月15日在洛杉矶与世长辞。

译者简介

师明睿

　　普度大学生物化学博士。先后在卫生署预防医学研究所、中研院生医所及生农所筹备处从事研究，参与台湾疫苗政策评估规划、日本脑炎新款疫苗研发、以及中草药金线莲药理之动物研究，现任职于疾病管制局。暇时从事自由翻译工作。译作有《费曼的6堂Easy物理课》、《费曼的6堂Easy相对论》、《观念物理Ⅲ：物质三态．热学》（皆为天下文化出版）等。

　　翻译本书第1～5堂课。

审订者简介

高涌泉

　　加州大学柏克莱分校物理博士。现任台湾大学物理学系教授，专长为场论与粒子物理，认为量子力学是最奇妙的学问。喜欢柏拉图、达尔文、爱因斯坦、费曼、鲁迅的作品，也喜欢看各式各样的电影与棒球比赛。除了学术论文以外，着有《另一种鼓声：科学笔记》、《武士与旅人：续科学笔记》。

　　翻译本书第6堂课。
 

出版缘起
导读 费曼风格，无与伦比 潘洛斯

第１堂课 向量
物理学中的对称
平移
旋转
向量
向量代数
以向量记述牛顿定律
向量的纯量积

第２堂课 物理定律中的对称
对称运作
空间与时间中的对称
对称与守恆律
镜面反射
极向量与轴向量
哪只是右手？
宇称不守恆！
反物质
失称

第３堂课 狭义相对论
相对性原理
劳仑兹变换
迈克生—毛立实验
时间的变换
劳仑兹收缩
同时性
四维向量
相对论性动力学
质能等效

第４堂课 相对论性能量与动量
相对论与哲学家们
孪生子弔诡
速度的变换
相对论性质量
相对论性能量

第５堂课 时空
时空几何学
时空间隔
过去、现在、未来
再谈谈四维向量
四维向量代数

第６堂课 弯曲空间
二维的弯曲空间
三维空间的曲率
我们的空间是弯曲的
时空几何
重力与等效原理
重力场中的时钟走速
时空的曲率
弯曲时空中的运动
爱因斯坦的重力论

附录一 最伟大的教师
附录二 费曼序

 

第6堂课  弯曲空间
 
二维的弯曲空间
 
根据牛顿的理论：万物之间都有吸引力，强度跟两物体之间的距离平方成反比；任何物体对力的反应则是加速度，而加速度跟所施加的力之大小成正比。
 
这两个理论也就是牛顿的万有引力定律与运动定律。我们知道这两个定律讲的，就是物质世界里我们常见到的一切运动的原因，诸如撞球、行星、卫星、星系的运动等等。
 
爱因斯坦对重力定律有不同的解释，依照他的理论，空间与时间必须合在一块考量，构成所谓的时空，而此时空在巨大的质量附近会因而弯曲。这个弯曲，可不是牵涉在内的当事者蓄意，或是有什么原因让它改了道。对当事者来说，它走的仍是跟平常一样笔直的「直线」，但是落到旁观者眼里就不是那么回事了。这是一个非常非常复杂的观念，在这最后一堂课里，我们要把这个观念好好解释一下。
 
我们这堂课的主题本来应该分成三部分，其一是重力的影响，其二是关于我们已经研讨过的时空观念，最后才牵涉到时空弯曲的观念。不过我们一开始就要把这个主题简化，暂时先不去谈重力，也略去时间方面的考量，而直接去探讨弯曲空间。其他部分我们随后也会谈到，不过目前我们得先把全副心思集中在弯曲空间上，搞清楚弯曲空间到底是什么意思，以及更确切的说，爱因斯坦到底是要用它来干什么？
 
不过即使问题已经简缩到这么小，要一下子直接用三维空间来考量，还是相当困难。所以我们又再退而求其次，把问题缩减到二维空间里，来看看「弯曲空间」是什么意思。
 
为了要了解二维的弯曲空间，我们还必须先有个认识，就是住在这种空间中，视野极为有限。为了符合实情，我们只得运用想像力，假设有一只没有长眼睛的虫，像图6-1所示，住在一个平面上。牠只能够在该平面上移动，因而全然没有机会或方法得知「外面的世界」（牠当然也没有我们人类的想像力）。
 
我们当然是要以比喻来作解释。就像我们住在一个三维的世界里，而我们无法在熟悉的三维之外，凭空想像出另外一维来，所以我们只好用类比的方式，想出答案来。就好像我们是住在一个平面上的虫，虽然平面之外另有空间，但却因为感官上的不足，无缘从观感去认识。所以我们只得先从虫子的观感研讨起，记住牠必须待在自己的平面上，绝对无法离开。

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