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文献来源:
出版时间 :
爱因斯坦的玩具:探寻宇宙和引力的秘密:the search for the secret of universe and gravitation
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图书来源: 浙江图书馆(由图书馆配书)
  • 配送范围:
    全国(除港澳台地区)
  • ISBN:
    9787302339878
  • 作      者:
    (美)徐一鸿著
  • 出 版 社 :
    清华大学出版社
  • 出版日期:
    2013
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编辑推荐
  

  物理学从引力开始,可能也以引力终结。

  

  从老人的玩具到量子时代,讲解引力在宇宙中的工作和休闲;

  

  分析宇宙演化的物理学原理,以简洁生动的笔触,阐述诸多为人熟知的物理学基本概念的深刻本质。

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作者简介

  徐一鸿,理论物理学家,美国加州大学圣巴巴拉分校教授,美国国家理论物理研究所永久资深研究员。徐一鸿教授是上海人,出生于昆明,后搬迁至香港,移民圣保罗,求学美国,获美国普林斯頓大学学士、哈佛大学博士学位。现定居圣巴巴拉。共发表超过250篇的学术论文。科普书、教科书及文化饮食方面知名作家。著有《力的统一》,《吞云》、《可畏的对称》、《爱因斯坦的玩具》、《简明量子场论》及《简明爱因斯坦引力论》等。相关著作在德、日、韩、西、波兰、印度等地出版。曾获美国普立兹奖提名。

  张礼,理论物理学家,清华大学高等研究中心教授,从事理论粒子物理及量子力学研究。著有《量子力学的前沿问题》、《近代物理学进展》等书。获第九届(2012-2013年度)周培源物理奖。

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内容介绍

  《爱因斯坦的玩具:探寻宇宙和引力的秘密》是作者在《可畏的对称》成为畅销书之后的又一部科普著作。他从引力开始,从牛顿讲到爱因斯坦,从“老人的玩具”引入作为广义相对论基础的等价原理以及时空弯曲;再由引力进入膨胀的宇宙、物质的产生以及暗物质的存在;然后再次回到引力,讲述引力和量子理论结合的问题,涉及超弦以及膜理论;最后归结到自然的可认识问题。引力是学生学物理时最先接触的内容。宇宙演化是各方人士关注的问题,它和引力间的关系至为密切,两个方面的物理问题交织在一起。引力的秘密和宇宙的演化仍存在一些深刻的悬念。《爱因斯坦的玩具:探寻宇宙和引力的秘密》用通俗语言给读者解释内容,并力图深入讲解,使人们了解为什么物理认识是如此发展过来的。作者致力于告诉读者,科学家特别是大师们是怎样思考的,因此本书特别具有启发性。

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精彩书评
  徐一鸿以一种轻松的、诗意的幽默写作……。一个科学家肯定能够唤起藏在数学公式之中的想象,用热情和愉悦把某些很艰深的材料处理得当。
  ——纽约时报

  徐一鸿通过他务实的、对话的风格成功地在逗人的故事中把科学带给了读者。
  ——旧金山纪事报
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精彩书摘
  光线的弯曲
  光会落下吗?牛顿和他同时代的人认为会,因为他们认为光是由小颗粒构成的。他们以后的物理学家并不这么肯定,毕竟你不能把光握在手中并感到它的重量。
  爱因斯坦决定性地解决了问题,从而漂亮地展示了等价原理的威力。想要懂得这一点,还要去麻烦我们的朋友,她丝毫没意识到起居室正在深度空间加速。她想玩一个激光标定游戏。她打开激光器,一束光穿过房间,但地板根本不在乎她在干什么,正和往常一样地往上冲,愈来愈接近光束。我们的朋友很吃惊:光束竟然弯向了地板!
  我们笑了,哈哈,她又被骗了!光并没有往下落,只是地板在往上冲!但根据等价原理,在深度空间加速的起居室中的物理和引力场中的物理是一样的。我们可以作结论:  引力使光弯曲,而这是正确的。
  这样,等价原理一举解决了长期的争论。观测已经证明了结论是正确的:星光在从太阳附近经过时确实弯了一点点。
  反引力
  能有反引力吗?我曾看过一个解密的政府文件,研究敌对国家制造反引力飞机的可能性(真是令人同情,文件中列出了一些苏联集团研究引力的物理学家的名字。我知道他们中许多人是纯粹的理论家,叫他们解释一下普通飞机的工作原理都会很费劲)。
  科幻小说作家喜欢诸如反引力这样的概念。但如果你相信等价原理,反引力就是不可能的。
  论据仍是极为简单的。扔下一把物体,它们中能有往上掉的吗?不能。根据等价原理,你处在深度空间中加速的火箭里。这里仍然沿用老说法: 尽管你信誓旦旦,说它们正往下落。但对于飘在外面的观测者,是地板冲向上面去迎你扔下的物体。显然,如果等价原理是正确的,在引力场中不会有一个往上落的物体。
  时间弯曲
  从等价原理可以得到一系列令人吃惊的,做梦都想不到的效应。大概没有比空间和时间弯曲更能引起公众想像的了。但是爱因斯坦的快乐思想,看起来那么简单但又极为深刻,几乎立刻能引申到空间和时间的弯曲。
  设想在引力场中不同位置的两个观测者,一个在地面,一个在塔顶。地面的观测者每秒向塔顶的观测者发一个光脉冲信号,塔顶的观测者测量两个信号到来的时间间隔——他们在比较时间流逝的快慢。
  想像把整个的安排——包括地面及坐在那里的观测者,塔和高居其顶端的观测者——移到深度空间的加速飞船上。根据爱因斯坦的等价原理,这和在地球引力场中的情况是绝对没有区别的。现在就能容易地定性判断会发生什么了。在一个光脉冲趋近塔顶时,一直在加速的观测者却愈来愈快地远离,因此光脉冲需要多一点的时间到达塔顶的观测者。时间像是对两个观测者流动的速率不同。等价原理告诉我们,虽然地面和塔顶的观测者都坐着不动,他们也看到时间的不同流逝。
  亲爱的读者,这就是时间弯曲的所有内容。虽然使人惊讶,但却不像某些科幻作家所希望的那样神奇。
  空间弯曲
  要了解为什么引力使空间弯曲,先想一下我们如何才能判断我们所处的三维空间是否弯曲。因为弯曲的三维空间很难想像,让我们设想一个在二维弯曲空间——也就是曲面中生活的二维小生物,他是如何判断他的空间是否弯曲的。
  当我们想像一个曲面时,它是嵌入在或者说是包容在日常经验的三维空间中。作为三维空间的人,我们去看二维表面,很容易判断它是否弯曲。但二维生物不能脱离自己的世界到三维空间中来看他的世界,正如我们不能跳出我们的宇宙来看一看我们的三维空间一样。二维生物该怎么办呢?
  答案就在我小时候感到困惑的一个古老谜语里。一个猎人往南走了一英里,转向东走了一英里,最后,他转向北方。走了一英里后,他回到原地,遇到了一只熊,将它射杀。这熊是什么颜色的?
  谜语中提供的信息表明地球表面一定是弯曲的。对数学家而言,这个信息就是猎人足迹形成的三角形的三个角之和是90°+90°+90°=270°,它大于180°(见图2.2)。与此对照的是,在平面上画的三角形,其三个角之和是180°。这样,二维生物只需在他的空间中画一个三角形,量它三个角,看看加起来是否是180°就行。
  ……
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目录
序幕:苹果和月亮

Ⅰ引力的升起
1老人的玩具
2在空间和时间中疾行
3无所不能的必定是弱的

Ⅱ膨胀的宇宙
4出航
5夜间的黑暗
6从大冷冻到大爆炸

Ⅲ从虚无中出来的结构
7宇宙诞生物质
8富人变得更富
9从头发旋涡到创世的初期
10天空中的鬼骑手
11戴上了光环

Ⅳ引力的秘密
12引力的坠落和升起
13弦的音乐
14思索的人和发笑的上帝


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