相對論──物理學最高冷的魔王之一
想要親民接觸相對論？本書就是韆載難逢的機會！
▍科學傢的腦補產物──乙太
在光的「波動說」興起後，人們自然將光波類比於聲波。聲波是靠介質傳播的，既然在地球上能看到遙遠的星光，那麼宇宙中必定瀰漫著一種光介質──這種想像中的介質，就被人們稱為乙太（Aether）。
▍為什麼愛因斯坦說光速不變？
在相對論之前，慣性係之間是透過伽利略變換聯繫；在伽利略變換下，牛頓定律仍然不變，而馬剋士威方程組則不再變換為馬剋士威方程組。
然而，愛因斯坦卻採取瞭保留馬剋士威方程組，而修改伽利略變換的研究途徑。馬剋士威方程組的一個直接而又重要的結論，就是真空光速與光傳播的方嚮無關，實際上即確認瞭所有慣性係裡的真空光速都是c。
▍狹義相對論與牛頓有什麼關係？
可以認為，狹義相對性原理不過是伽利略－牛頓的力學相對性原理的推廣，這原理之所以被稱為狹義的，是因為這裡的討論隻限於慣性係，而不涉及慣性係以外的其他參考係。
這一原理錶明，我們無法利用物理規律來尋求絕對運動；在所有的慣性係中，我們也無法確認哪一個慣性係是與眾不同的。當然，即使在某些物理問題的處理中，選用個別慣性係（如恆星參考係）比選用其他慣性係明顯地帶來運算上的方便，這也並不違背相對性原理的基本精神。
★本書特色
本書通俗地闡述瞭狹義相對論的基本觀點、歷史背景和一係列重要結論，並簡要介紹瞭廣義相對論的一些常識，適於各科係的大學生及高中生作為課外讀物。
具體描述
《宇宙的織錦：從牛頓到愛因斯坦的經典物理學演進》 簡介： 本書並非探討愛因斯坦相對論的奧秘，而是將讀者帶迴一個更加熟悉、卻同樣充滿奇跡的物理學王國——經典物理學的宏偉殿堂。我們將一起追溯自伽利略時代萌芽，並在牛頓手中臻於巔峰的物理學思想體係，深入剖析其基石的構建過程，及其如何塑造瞭我們對宏觀世界運行規律的理解。 第一部分：運動的幾何學——從伽利略到牛頓的飛躍 本部分聚焦於17世紀初，歐洲思想界如何掙脫亞裏士多德的束縛，開啓對“運動”這一基本概念的全新認識。 第一章：擺的節拍與自由落體 我們將從伽利略·伽利雷在比薩斜塔上的（或許是傳說性的）實驗開始，探討他如何通過精密的觀察和數學描述，確立瞭慣性運動的概念。不同於日常直覺中認為物體停止是“自然”狀態的觀念，伽利略闡明瞭力不是維持運動的原因，而是改變運動狀態的原因。我們將詳細剖析勻加速直綫運動的數學模型——位移、速度、加速度之間的定量關係，這些基礎構成瞭我們理解行星運動的語言。 第二章：絕對時空觀的建立 牛頓的《自然哲學的數學原理》是物理學的裏程碑。本章將深入分析牛頓所提齣的“絕對空間”和“絕對時間”的哲學基礎。在牛頓的宇宙觀中，空間是一個不動的參照係，時間則均勻流逝，不受任何外部因素影響。這種觀念雖然在後來的高能物理中被修正，但在描述日常宏觀尺度和低速運動時，其精確性和普適性是無可匹敵的。我們將探討牛頓如何將地麵上的蘋果下落與天體的運行統一在一個普適的規律之下。 第三章：萬有引力的偉大綜閤 引力定律是牛頓力學的核心。本章將細緻解析平方反比律的數學形式，並探討開普勒三大定律如何被牛頓的萬有引力定律所推導和統一。我們不僅研究引力的作用方式——瞬時超距作用，更會探討這一理論在解釋潮汐、計算彗星軌道等方麵的巨大成功。牛頓的引力觀提供瞭一個精確、可預測的機械宇宙模型，極大地增強瞭人類對自然規律的掌控感。 第二部分：能量的肖像——熱力學與場的誕生 進入18世紀和19世紀，物理學的焦點從宏觀的機械運動轉嚮瞭能量、熱量以及不可見的“場”。 第四章：熱的本質與能量守恒 熱力學是經典物理學中一個相對獨立的體係，它關注能量的轉化和傳遞。本章將介紹焦耳的工作，他通過機械功與熱量之間的轉換實驗，確立瞭能量守恒定律——能量既不能被創造，也不能被消滅，隻能從一種形式轉化為另一種形式。我們將闡述熱力學第一定律的嚴格含義，以及熵（Entropy）的概念——熱力學第二定律所揭示的，宇宙中過程的不可逆性與“無序度”的增加趨勢。 第五章：電磁學的交響麯——法拉第與麥剋斯韋 電與磁在牛頓體係中曾被視為獨立的現象，直到19世紀纔被統一起來。本章將重點介紹法拉第的實驗洞察力，他引入瞭“場”的概念，描述瞭電荷與磁體周圍空間中存在的“力綫”。隨後，麥剋斯韋如何將這些零散的實驗發現，通過四個簡潔而優雅的偏微分方程組（麥剋斯韋方程組）完美地綜閤起來。我們將探討這些方程如何預言瞭電磁波的存在，並揭示光本身就是一種電磁波——這標誌著經典物理學的一個輝煌頂點。 第六章：機械論的黃昏與危機 盡管經典物理學取得瞭巨大的成功，但到瞭19世紀末，一些無法用牛頓力學和麥剋斯韋電磁學完美解釋的現象開始顯現，為後來的物理學革命埋下瞭伏筆。本章將概述這些“小小的陰雲”，例如黑體輻射的能量分布問題、邁剋爾遜-莫雷實驗對以太概念的衝擊，以及水星近日點的微小進動。我們將分析這些經典理論的局限性，而非探究新的解決方案，旨在凸顯經典物理學內部張力的積纍。 第三部分：經典物理學的邊界與應用 本部分將總結經典物理學在宏觀世界中的絕對統治地位，以及它在工程和技術中的具體體現。 第七章：剛體動力學與流體力學 經典力學不僅僅是行星軌道，它還包括對復雜物體運動的描述。我們將探討歐拉和拉格朗日對牛頓力學的形式化發展，這些更抽象的數學錶述在處理復雜機械係統（如陀螺儀、振動係統）時展現齣強大的威力。此外，流體力學（如伯努利原理）如何描述空氣和水的運動，是理解航空、水利工程的基礎。 第八章：光學與經典波理論 在經典框架下，光被視為一種波。本章將迴顧惠更斯原理、光的乾涉和衍射現象。我們將深入探討托馬斯·楊的雙縫實驗，它無可辯駁地證明瞭光的波動性，這與麥剋斯韋的電磁波理論完美契閤。經典光學為我們提供瞭理解透鏡、棱鏡以及所有現代光學儀器（望遠鏡、顯微鏡）的理論基石。 結語：不朽的遺産 經典物理學，以其嚴格的數學框架、精確的實驗驗證和對宏觀世界的強大解釋力，構築瞭人類科學史上最堅固的知識大廈之一。它教會我們用理性、量化的方式觀察世界，並為後來的量子力學和相對論提供瞭批判和繼承的起點。本書旨在嚮這位巨人緻敬，展示其嚴謹與美麗，而不是替代其對“新物理”的探索。理解經典物理學的完備性與局限性，是真正理解現代科學進展的必經之路。
著者信息
劉佑昌，專職作者。
圖書目錄
前言
1 並非不速之客
1.1 世俗的時空觀
1.2 牛頓的矛盾
1.3 神祕的乙太
1.4 狹義相對論的誕生
2 時間-空間迷宮
2.1 時間膨脹及長度收縮
2.2 時間與空間的結閤
2.3 速度的變換
2.4 既同時又不同時
2.5 航行到未來
2.6 前因後果
2.7 錶觀的超光速運動
3 新的物理大廈
3.1 質量是相對的
3.2 E＝mc2
3.3 能量與動量的結閤
3.4
3.5 顏色的變化
3.6 電量的分布
3.7 磁場與電場的統一
4 更上一層樓
4.1 不是多餘的話
4.2 「慣性力」之謎
4.3 彎麯的時空
參考書目
圖書試讀
前言
狹義相對論問世以來，到現在已一百多年瞭。它早就成為近代物理學的理論基礎之一，並為人類開創瞭核能時代；但是，許多人對它的瞭解還是很不足。在不少人的心目中，相對論仍然高深莫測。
其實，相對論並不神祕，隻要我們在思想上能擺脫舊觀念的束縛，用不著什麼大學物理、高等數學，也能對相對論的基本麵貌獲得一些認識。為瞭使讀者能夠比較深入、準確地瞭解狹義相對論的主要內容及其來龍去脈，我們使用瞭一點簡單的數學運算。這是有別於一般通俗讀物的。如果跳過小字部分及數學推演，它就更接近於通常的科普著作瞭。
劉佑昌
用戶評價
评分
這本書光是書名就夠引人好奇瞭，對吧？老實說，我會拿起這本書，很大程度上是因為它承諾要「解密」相對論。「相對論」這三個字聽起來就跟高深、艱澀畫上等號，好像是物理學傢們在象牙塔裡把玩的概念，一般人根本沾不上邊。我的大學時代物理課，大概隻記得公式一堆，聽得我昏昏欲睡，最後成績也就那樣瞭。所以，當我看到有這麼一本書，聲稱要把這麼個「難題」變得讓人能理解、甚至「不神秘」，我就忍不住想瞧瞧這葫蘆裡到底賣的是什麼藥。我期待它能用生活化的例子，把我當年那些死背活記的觀念徹底翻新一遍，而不是再用那些讓頭腦打結的數學推導來嚇唬讀者。如果真能讓我這個普通讀者，在咖啡廳裡跟朋友聊起時間膨脹和質能互換時，能顯得有點見解，那這本書就值迴票價瞭。
评分我購買這本電子書，其實也帶點「試水溫」的心態，看看科普寫作者的水準能達到什麼程度。我們常說，好的科普書會激發你的好奇心，讓你願意主動去探索更深層的知識；而差的科普書，則會讓你徹底對該領域關上大門。對於相對論這種看似遙不可及的學問，如果作者能運用巧妙的比喻，讓我這個理工科外行人，也能在腦海中建立起一個「可視化」的模型，那我就會毫不猶豫地推薦給身邊所有對科學有興趣的朋友。畢竟，在這個資訊爆炸的時代，能夠將複雜知識轉化為易於理解的語言，本身就是一種強大的能力，我非常期待這本書能展現齣這種轉譯的魔力。
评分說實話，我對「修訂版」的期待，更多是基於對作者過去作品的印象（儘管我可能沒讀過他所有書）。如果這本書是針對過去讀者的反饋進行調整，那通常會更貼近大眾的閱讀盲點。我個人在接觸相對論時，最大的睏擾就是「慣性參考係」的設定，每次讀到都覺得像在繞口令一樣。如果這次修訂版能在這些關鍵的、容易讓人混淆的概念上，提供更清晰、更有層次的解釋，那真的是造福瞭廣大讀者群。我尤其希望，作者能多花點篇幅在愛因斯坦的思考脈絡上，瞭解他是如何一步步建立起這個顛覆性理論的，畢竟，理解瞭「發想的過程」，比單純記憶結論要來得深刻且不易遺忘。
评分拿到這本《相對論並不神祕（修訂版）》電子書的時候，我立刻跳過簡介，直接翻到瞭內文。老實說，我對修訂版這三個字有點小小的保留，因為有時候修訂版隻是換個封麵或校對一下錯別字，內容核心沒什麼大改變，那對我這種渴望新知的人來說就有點空虛。不過，既然是電子書，拿取方便是一大優點，隨時隨地都能掏齣手機或平闆來看，這點倒是很符閤現代人隨身攜帶知識的需求。我特別注意到排版設計，畢竟閱讀體驗很重要，如果文字密密麻麻的擠在一起，光看著就纍，更別提要去理解那些抽象的概念瞭。我希望作者在編排上能多留點呼吸空間，多用些圖錶輔助說明，畢竟視覺化的輔助對於理解這種非直觀的物理現象，絕對是事半功倍的。
评分最近這幾年，颱灣社會似乎吹起一股對科學普及的熱潮，從天文到生物，各種科普讀物層齣不窮。我個人覺得這趨勢很棒，代錶大傢不再滿足於錶麵的知識，開始想探究事物背後的「為什麼」。這本《相對論並不神祕（修訂版）》正是在這個浪潮中齣現的，它的目標客群顯然不隻是物理本科生，而是更廣大的公眾。我特別好奇作者是如何拿捏「專業深度」與「大眾易讀性」之間的平衡點的。畢竟，科普的難處就在於，你不能過度簡化到失去科學的嚴謹性，也不能過度學術化讓一般讀者直接放棄。這需要極高的文字功力與對讀者心態的掌握，我希望這本書能成功地在這條鋼索上保持優雅的平衡，而不是讓我讀到一半就得找維基百科來補課。
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