激蕩百年的頭腦風暴!上至高壓線,下至發(fā)電機,只要用到電的地方就有相對論效應存在!
相對論是關于時空和引力的理論,主要由愛因斯坦創(chuàng)立,相對論的提出給物理學帶來了革命性的變化,被譽為現(xiàn)代物理性最偉大的基礎理論。本書由狹義相對論、廣義相對論、關于整個宇宙的一些思考三部分構成,愛因斯坦以生動的文字和淺顯的事例說明了相對論的基本原理,是科學大師寫給普通讀者非常具有啟發(fā)性的相對論入門書。
懂不懂相對論是物理學家的事,會不會用是自己的事,
利用好的話,你可能就是下一個比爾·蓋茨!
★現(xiàn)代物理學zui偉大的基礎理論,探索人類生命的終極問題
微小的質量蘊涵著巨大的能量,一個E=mc^2公式改變人類看待世界的方式。
★相對論顛覆了人類對宇宙和自然的“常識性”觀念
“四維時空”、“彎曲空間”、引力波、電磁理論等概念都源于相對論!
沒有相對論闡述時空相對性,我們怎么探索宇宙?看大師如何闡釋空間和時間觀念,帶你重新認識宇宙萬物的運行。
★你的生活方方面面都受相對論影響!
沒有相對論,電子產業(yè)難以發(fā)展,信息科技也基本報銷,你的手機、電腦都會變成半個世紀之前的那樣……
沒有相對論,我們沒法發(fā)射航天器,衛(wèi)星無法升空,天氣預報無法精準,GPS更不可能出現(xiàn)……
★與偉大的靈魂深度對話,像愛因斯坦一樣思考
跟著愛因斯坦一步步推導相對論,打開思維的尺度!
★收錄愛因斯坦珍貴舊照,見證天才科學家的成長!
本書的目的,是盡可能使那些因一般科學和哲學的觀點而對相對論感興趣,但不熟悉理論物理的數(shù)學工具的讀者,對相對論有一個正確的認知。本書假定讀者已具備相當于大學入學考試的教育程度。盡管本書篇幅不長,但讀者仍需要具有相當大的耐心和毅力。我力求以最簡單易懂的方式來介紹相對論的主要概念,并大體按照其實際發(fā)生的順序和聯(lián)系來進行敘述。為了清晰起見,我不得不經常有所重復,而無法考慮文體是否優(yōu)美。我嚴格遵照杰出的理論物理學家波爾茲曼(L.Boltzmann)的格言,即形式是否優(yōu)美的問題應留給裁縫和鞋匠去考慮。但我不敢說這樣已為讀者解決了相對論中的固有難題。另一方面,我又故意采用“繼母式的”(step-motherly)方式來論述相對論的經驗性物理基礎,以便不熟悉物理的讀者不會感到像一個只見樹木不見森林的迷路人。愿本書能為一些讀者帶來一段沉浸于思考的快樂時光。
愛因斯坦
1916 年 12 月
阿爾伯特·愛因斯坦(1879.3.14-1955.4.18)
現(xiàn)代物理學開創(chuàng)者與奠基人,相對論之父
被美國《時代周刊》評選為20世紀的“世紀偉人”
20世紀著名的德裔美國科學家,偉大的物理學家、思想家和哲學家。愛因斯坦創(chuàng)立了光量子論及質能相當公式,并在闡明布朗運動、發(fā)展量子統(tǒng)計法方面卓有成就。1905年,他創(chuàng)立了狹義相對論,并于1916年以此推廣到廣義相對論。之后,他致力于建立相對論“統(tǒng)一場論”,嘗試將電磁場理論與引力場理論統(tǒng)一起來。1922年,他獲得了補發(fā)的1921年度諾貝爾物理學獎,以表彰其在理論物理學方面的貢獻,尤其是光電效應定律的發(fā)現(xiàn)。愛因斯坦堪稱現(xiàn)代物理學的首席代表,他的思想和成就是現(xiàn)代科技和文明極其輝煌的象征。
作者序
第十五版說明
第一部分狹義相對論
1.幾何命題的物理意義
2.坐標系
3.經典力學中的空間與時間
4.伽利略坐標系
5.(狹義)相對性原理
6.經典力學中所用的速度相加定理
7.光傳播定律與相對性原理表面上的抵觸
8.物理學中的時間觀
9.同時性的相對性
10.距離概念的相對性
11.洛倫茲變換
12.量桿與鐘在運動時的行為
13. 速度相加定理——菲佐實驗
14. 相對論的啟發(fā)性價值
15. 此理論的普遍性結果
16. 經驗與狹義相對論
17. 閔可夫斯基四維空間
第二部分廣義相對論
18. 狹義與廣義相對性原理
19. 重力場
20. 慣性質量和重力質量相等是廣義相對性公設的—個論據
21. 經典力學和狹義相對論的基礎在哪些方面無法令人滿意?
22. 廣義相對性原理的幾個推論
23. 在轉動參照系上的鐘與量桿的行為
24. 歐幾里得與非歐幾里得連續(xù)區(qū)
25. 高斯坐標
26. 狹義相對論的時空連續(xù)體可視為歐幾里得連續(xù)體
27. 廣義相對論的時空連續(xù)體不是歐幾里得連續(xù)體
28. 廣義相對性原理的嚴格表述
29. 在廣義相對性原理的基礎上求解重力問題
第三部分 關于整個宇宙的一些思考
30.牛頓理論在宇宙學上遇到的困難
31.一個“有限”而又“無界的”宇宙的可能性
32.以廣義相對論為依據的空間結構
附錄一
1. 洛倫茲變換的簡單推導
2. 閔可夫斯基四維空間(“世界”)
3. 廣義相對論的實驗證實
(1)水星近日點的運動
(2)重力場對光的偏轉
(3)光譜線的紅向位移
4. 以廣義相對論為依據的空間結構
5. 相對論與空間問題
(1)場
(2)廣義相對論的空間觀念
(3)廣義的重力論
附錄二
諾貝爾獎委員會給愛因斯坦的頒獎詞