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全新图解相对论(日)深泽伊吹9787559128348
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前言2本书的顺序8爱因斯坦的幼年时期与青年时期16章了解相对论之前的物理学时间与空间会随着立场的改变而改变俯瞰相对论18牛顿力学与电磁学相对论诞生之前的物理学两大理论20匀速直线运动持续时的惯定律牛顿运动定律22通过运动方程式解析物体的运动状态牛顿第二运动定律24作用力与反作用力定律牛顿第三运动定律26任何人都没有疑问的时间和空间牛顿力学对时间和空间的解释28光也是一种电磁波,像波一样传播麦克斯韦总结的电磁定量30宇宙之中充满了用来传播光波的以太光是如何传播的32迈克尔逊和莫雷否定了以太的存在光是不需要传播媒介的波34以太不存在,空间也被否定了爱因斯坦对空间的否定36在移动的船上扔出一个球,球会跟着船一起移动伽利略相对原理38不管运动还是静止,物理法则都成立伽利略与爱因斯坦在相对论上的差异40如果光速不变,那么时间和空间就能伸缩光速是固定的42章的总结44术语解说①45爱因斯坦与奇迹之年46第2章欢迎来到狭义相对论的世界静止时和运动时看光的轨迹是不一样的运动的物体时间变慢①48对A来说,B的时间看起来变慢了运动的物体时间变慢②50反之对B来说,A的时间看起来也变慢了运动的物体时间变慢③52运动的物体时间会变慢,但在日常生活中接近感觉不到运动的物体时间变慢④54在视角固定的情况下,周围的景色看起来会缩小运动的物体长度缩短①56时间和空间都会伸缩,但只有光速恒定不变运动的物体长度缩短②582μs的光速旅行的μ子60即便是同样的现象,不同的观测者会得出“同时”和“不同时”的结论同时不一致①62利用时空图解释“不可思议”的现象同时不一致②64在时空图的坐标中只有光速是相同的同时不一致③66自然界中的任何物体都无法光速,因为能量会变成质量越接近光速,质量越大①68质量不等于重量,只表示运动的难易度越接近光速,质量越大②70利用质量变成能量来进行发电的核电站质量与能量的等价72第二章的总结74术语解说②75爱因斯坦获得诺贝尔物理学奖76第3章欢迎来到广义相对论的世界狭义相对论的两个弱点为什么需要广义相对论78在封闭箱体中的人处于自由落体还是无重力状态惯参考系与惯力0利用引力和惯力的等效来突破弱点“人生中幸福的思考”82在下降的箱体中发出的光线会因为引力而出现弯曲光为什么不直线前进84太阳后面的星体发出的光芒会受太阳引力的影响发生弯曲后抵达地球实际观测到的引力使光线发生弯曲86距离引力源越近的地方时间越慢引力对时空的影响①88对光线来说的短距离明时空的弯曲引力对时空的影响②90光在弯曲的时空中直线前进,“直线”是短的距离引力对时空的影响③92引力是时空弯曲而产生的作用力与牛顿力学思考的差异94黑洞的周围空间扭曲、引力波扩散广义相对论预言的两个现象96搭乘加速运动的哥哥比弟弟更年轻双生子佯谬98第三章的总结100术语解说③101第二次世界大战与和平运动102第4章相对论与我们的生活G的度提高多亏相对论GPD卫星的时间比地球上的时间更快104利用加速器创造出接近光速运动的粒子基于狭义相对论的高质量粒子106抛物线飞行创造出无重力空间没有引力的空间108把握大约138亿年前宇宙的诞生关于宇宙诞生的讨论110宇宙起源于虚无,星体诞生于大大与宇宙诞生112前往未来很简单?利用黑洞进行时间旅行相对论与时间旅行①114利用空间弯曲的虫洞实现瞬间移动相对论与时间旅行②116利用虫洞创造时间差回到过去相对论与时间旅行③118完成相对论后爱因斯坦的下一个梦想将这个世界上的所有作用力统一起来120第四章的总结122术语解说④1主要登场人物124索引125
松原隆彦高能加速器研究机构、基本粒子原子核研究所教授。京都大学理学部。广岛大学博士。曾任职于东京大学、约翰霍普金斯大学、名古屋大学等。主要研究宇宙论。获得日本天文学会 7 届林忠四郎奖。著有《现代宇宙论》《宇宙有外侧吗》《宇宙的诞生与终结》《为什么宇宙刚刚好——创造这个世界的奇迹参数 22》等多部作品。深泽伊吹1996 年出生。京都大学工学部,京都大学博士。关于科学和学习方法的文章《别人选右我选左》深受中学生的喜爱,月度优选浏览量达到 30 万次。擅将晦涩难懂的知识点通俗易懂地讲解出来。
前言 可能很多人都觉得相对论是一个晦涩难懂的理论,因为提出这一理论的是被称为天才的伟大科学家爱因斯坦。因为相对论颠覆了人类一直以来对时间和空间概念的认知,如果被常识所束缚肯定会感到难以理解。但实际上相对论的基本思考方法是简单的。只不过要想理解相对论,必须暂时舍弃直觉上认为理所当然的常识。只要能做到这一点,每个人都能理解 相对论的基本理论。本书采用中学就学过的简单的数学知识,再配以通俗易懂的插图,对相对论进行解说。首先从一直以来人类对时间和空间的理解开始进行说明,然后依次说明为什么需要相对论。相对论分为狭义相对论和广义相对论。狭义相对论只需要简单的数学知识就能够在一定程度上理解具体的计算内容,从而走进时间和空间随立场的变化而变化的世界。而广义相对论则是狭义相对 论的进化,使我们可以通过时间和空间的质对引力这个本质的力量进行说明。 全世界无数次的实验结果已经明了狭义相对论的准确,事实上,我们生活中许多便利的技术都与狭义相对论有着很深的联系。而广义相对论则是为了理解宇宙之中发生的现象而不可或缺的理论。爱因斯坦通过广义相对论预言了黑洞和引力波等现象,而人类也确实在实际的宇宙空间中观测到了这些现象,由此明了广义相对论也是正确的。 了解相对论,可以使我们对世界的看法产生巨大的改变。对于渴望挣脱常识的束缚,获得全新视角的人来说,本书或许能够为您提供一些灵感。此外,对所有人来说,阅读本书也是对大脑 有益的一次锻炼。希望本书能够让更多的人了解到相对论的之处。
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