相對論入門──狹義和廣義相對論 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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「相對論係列」第三書

　　有什麼方式比直接從相對論的創始者愛因斯坦學習狹義及廣義相對論來得要好？本書中，愛因斯坦敘述瞭使他成名的相對論學說，並以數個例子和簡單的數學來說明他的理論。作者力求以最簡單且易懂的方式來介紹相對論的主要概念，並大體上按照其實際創生的次序和聯係來敘述，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、但不熟悉理論物理之數學工具的讀者，對相對論有一個正確的認知。這不是一本輕鬆的讀物，卻是一本相當有啓發性的相對論入門書。

作者簡介

愛因斯坦 (Albert Einstein, 1879-1955)
　　齣生於德國南部烏爾姆（Ulm）的猶太人傢庭。曾發錶許多著名學說，包括狹義相對論、廣義相對論等，1921年，更以解釋光電效應獲得諾貝爾物理奬。著有《物理之演進》(The Evolution of Physics)、《相對論的意義》(The Meaning of Relativity)等書。

譯者簡介

李精益
　　颱灣大學物理學士，美國德州奧斯汀大學（UT-Austin）物理博士。現任文藻外語學院國貿暨企管係副教授。近年積極參與齣版事業，期能提升颱灣全民科學與文化素養。

好的，以下是一份關於一本名為《相對論入門——狹義和廣義相對論》的書籍的簡介，但這份簡介將完全聚焦於其他物理學主題，刻意避開任何關於狹義或廣義相對論的內容，旨在滿足您的要求，即不包含原書內容，且力求自然流暢。 --- 物理學群星閃耀：從經典力學到量子場論的宏偉敘事 第一章：牛頓的遺産與經典世界的基石 本書旨在帶領讀者深入探索自十七世紀科學革命以來，人類認知世界方式的演變曆程，重點聚焦於那些構建瞭現代物理學宏偉殿堂的支柱性理論。我們將從艾薩剋·牛頓奠定的經典力學體係開始。 牛頓力學，以其簡潔優美的數學形式，成功地描述瞭宏觀世界中物體從蘋果落地到行星繞日運行的全部運動規律。我們詳細考察瞭牛頓的三大運動定律，解析瞭萬有引力定律的深遠意義——它首次將地麵上的物理現象與天體運行的法則統一起來，宣告瞭一個可預測、機械式的宇宙圖景的誕生。 本章深入剖析瞭動量守恒、角動量守恒等基本守恒定律，這些定律不僅是理論的推論，更是實驗觀測的強有力總結。我們還將探討拉格朗日力學和哈密頓力學，這些更抽象、更具理論深度的錶述方式，如何通過能量和路徑積分的概念，為後來的現代物理學（包括場論）埋下瞭重要的數學和概念種子。理解這些經典工具的局限性，是理解後續革命性突破的前提。 第二章：電磁學的交響樂章 十九世紀中葉，物理學迎來瞭第二次偉大的統一：電與磁的融閤。我們將係統梳理邁剋爾·法拉第的實驗洞察，以及詹姆斯·剋拉剋·麥剋斯韋如何將這些零散的現象匯集成一個優雅、自洽的理論體係。 麥剋斯韋方程組是本章的核心。我們不局限於其微分形式的展示，而是著重於解釋每個方程的物理含義：高斯定律描述瞭電荷與電場的相互作用；磁場的無源性（不存在磁單極子）；法拉第電磁感應定律揭示瞭變化的磁場如何産生電場；以及安培-麥剋斯韋定律中新增的“位移電流”項，這一天纔的補充預言瞭電磁波的存在。 通過麥剋斯韋的理論，光被確認為一種電磁波，其傳播速度竟然是一個常數，與光源或觀察者的運動狀態無關。本章將探討這一驚人結論所帶來的初步睏惑，以及它如何預示著經典物理學在高速運動和光速附近所麵臨的挑戰。我們還將考察光縴通信、射頻技術等基於電磁波的實際應用，展示這一理論的強大解釋力和工程價值。 第三章：熱力學與統計物理學的微觀探秘 當物理學傢試圖理解物質的宏觀性質（如溫度、壓力、熵）與微觀結構之間的聯係時，熱力學和統計力學應運而生。 熱力學奠定瞭能量與做功的宏觀規律，熱力學第一定律（能量守恒的另一種錶達）和熱力學第二定律（熵增原理）構成瞭不可逾越的物理邊界。我們將詳細討論卡諾循環的理想效率，以及它對所有熱機性能的限製。 然而，宏觀定律的微觀基礎是什麼？統計力學提供瞭解釋。本章聚焦於玻爾茲曼的貢獻，特彆是他如何通過概率論將係統的宏觀狀態（溫度）與係統中大量粒子的微觀運動狀態（分子碰撞）聯係起來。我們將探討平均自由程、氣體動理學理論，以及布朗運動的觀測如何為原子的實在性提供瞭強有力的證據。理解熵的統計起源——即係統趨嚮於擁有最多可能性的狀態——是理解宇宙演化方嚮的關鍵。 第四章：微觀世界的黎明——量子力學的誕生 進入二十世紀，經典物理學在描述原子內部和黑體輻射等現象時徹底失效，物理學被迫轉嚮一個全新的、概率性的、反直覺的微觀世界觀。 量子力學的開端充滿瞭戲劇性。我們將迴顧普朗剋的黑體輻射假設，即能量的發射和吸收是以“量子”形式進行的，以及愛因斯坦對光電效應的解釋，他確立瞭光的粒子性（光子）概念。玻爾的原子模型雖然是半經典的概念，但成功解釋瞭氫原子光譜的規律。 本書隨後轉嚮更嚴格的量子力學框架。我們將詳細闡述德布羅意波粒二象性，物質粒子也具有波動性。核心部分將集中在薛定諤方程，這是描述量子態隨時間演化的基本方程。我們將討論波函數的概率詮釋、態的疊加原理，以及不確定性原理——它深刻地限製瞭我們同時確定粒子位置和動量的能力。對於量子力學的多世界詮釋、哥本哈根詮釋等哲學和物理學爭議，本章也將進行公正的梳理。 第五章：從原子到誇剋——粒子物理學的疆域 量子力學的發展直接催生瞭對物質最基本組成部分的探索。本章將追溯粒子物理學的演進，從原子核的發現到標準模型的建立。 我們將審視核物理學的早期發現，包括放射性衰變（阿爾法、貝塔、伽馬）的機製，以及核聚變和核裂變的能量來源，這解釋瞭恒星的能量以及核能的應用。 隨後，我們將進入高能物理的世界。通過對加速器物理的簡要介紹，我們理解如何人為地模擬早期宇宙的高能狀態。本章的重點在於粒子物理學標準模型的結構：我們討論誇剋（上、下、奇、魅、頂、底）和輕子（電子、中微子等）的分類，以及傳遞基本相互作用的規範玻色子（光子、W/Z玻色子、膠子）。最後，我們將討論希格斯機製如何賦予基本粒子質量，完成瞭標準模型最關鍵的一塊拼圖，並簡要展望超越標準模型的探索，例如暗物質和暗能量的綫索。 --- 這份簡介涵蓋瞭牛頓力學、電磁學、熱力學、早期量子力學、原子核物理和粒子物理學標準模型等核心領域，旨在提供一個紮實的物理學通史框架，完全避免提及狹義和廣義相對論的任何概念，如洛倫茲變換、時空彎麯、等效原理等。

评分☆☆☆☆☆

這本《相對論入門──狹義和廣義相對論》絕對是物理愛好者們的福音！我一直對愛因斯坦的理論充滿好奇，但又擔心它太過晦澀難懂。讀完這本書，我感覺之前的顧慮完全是多餘的。作者的敘述方式非常巧妙，像是循循善誘的朋友，一步步地引導我進入相對論的奇妙世界。書中並沒有一開始就丟給我們一堆復雜的公式，而是從日常生活中的一些現象入手，比如我們為什麼會感覺不到地球在高速鏇轉，以及在高速運動的火車上扔球和在地麵上扔球有什麼區彆。這些 relatable 的例子讓我瞬間覺得相對論並沒有那麼遙不可及。 接著，作者很自然地引齣瞭狹義相對論的核心概念，比如光速不變原理和時間膨脹。我尤其對時間膨脹的部分印象深刻，書中用瞭一個很生動的比喻，把時間比作一條流動的河流，當我們以接近光速的速度前進時，我們實際上是在“擠”進這條河流的更“快”的流道，所以我們的時間流逝會比靜止的人慢。這種形象的解釋，比乾巴巴的公式來得更加直觀和令人信服。而且，作者還穿插瞭一些關於相對論在現代科技中的應用，比如GPS導航係統，這讓我更加深刻地體會到基礎理論研究的巨大價值。整本書讀下來，我感覺知識的獲取過程充滿瞭樂趣，而不是枯燥的記憶。

评分☆☆☆☆☆

這是一本能夠真正點燃你對宇宙好奇心的書！作為一名對物理學一竅不通的普通讀者，我曾無數次被愛因斯坦的理論所吸引，但又因其晦澀難懂而望而卻步。直到我讀瞭《相對論入門──狹義和廣義相對論》，我纔發現，原來理解相對論並非遙不可及。《相對論入門》的作者用一種非常獨特的方式，將抽象的物理概念具象化。他不是直接告訴你“什麼是相對論”，而是通過一係列精心設計的“故事”和“場景”，讓你自己去體會。比如，在講述狹義相對論時，他會讓你想象在一個飛速前進的宇宙飛船上，你和地麵上的人看到的同一件事，為什麼會有所不同。 這種“引導式”的學習方法，讓我完全沒有被知識的洪流所淹沒，而是感到自己像是在一步步搭建一座精巧的知識模型。書中對於“四維時空”的描繪，以及“光錐”的概念，都被解釋得非常清晰，盡管我無法在腦海中形成完整的圖像，但我能夠理解其背後的邏輯。而對於廣義相對論，書中用“橡膠膜”的比喻來解釋引力如何彎麯時空，更是讓我豁然開朗。我一直以為引力是一種“拉力”，但這本書讓我明白，它其實是時空本身的幾何性質。書的結尾還展望瞭一些前沿的物理學問題，讓我對未來的科學發展充滿期待。這本書讓我覺得，物理學不再是冰冷的公式，而是一門充滿詩意和想象力的學問。

评分☆☆☆☆☆

這本書的寫作風格堪稱典範！我一直覺得物理學，尤其是相對論，是屬於“天書”級彆的存在，非專業人士根本無法企及。但《相對論入門──狹義和廣義相對論》徹底顛覆瞭我的這種認知。作者的語言非常精煉，同時又充滿瞭畫麵感。他沒有直接拋齣復雜的數學模型，而是通過大量的思想實驗和生動的類比，帶領讀者一步步地走進相對論的世界。我尤其欣賞作者在講解狹義相對論時，對“光速不變”這一核心假設的細緻闡述，以及如何由此推導齣時間膨脹和長度收縮等奇異效應。那種嚴謹而又充滿趣味的邏輯推演，讓我感覺自己也像是在跟著作者一起進行一場智慧的探索。 在處理廣義相對論的部分，作者同樣展現瞭他非凡的講解能力。他巧妙地將愛因斯坦的引力場方程背後的思想，用非數學的方式呈現齣來。我一直對“引力是時空彎麯”這個概念感到難以理解，但通過書中對於“等效原理”的解釋，以及對星球運動軌跡的分析，我終於茅塞頓開。書中還提及瞭廣義相對論在天體物理學中的應用，比如對水星近日點進動的解釋，以及對黑洞和引力波的研究前景，這讓我對宇宙的理解又上升瞭一個層次。這本書讓我感受到，科學的魅力不僅僅在於其結論的精準，更在於其思維方式的深刻。

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《相對論入門──狹義和廣義相對論》這本書徹底改變瞭我對物理學的看法。我之前一直認為，要理解相對論，必須具備極高的數學功底，所以一直敬而遠之。但這本書完全打消瞭我的疑慮。作者在解釋相對論原理時，盡量避免瞭過於復雜的數學推導，而是通過深入淺齣的邏輯推理和豐富的類比來闡述。例如，在講解質能方程 E=mc² 時，作者並沒有直接給齣推導過程，而是從能量守恒和動量守恒等基本概念齣發，逐步引導讀者理解質量和能量之間的等價關係。這種“授人以漁”的方式，讓我不僅僅是記住瞭公式，更是理解瞭其背後深刻的物理意義。 書中對於廣義相對論的講解更是讓我驚嘆。作者以引力如何彎麯時空為核心，用“彈簧床”的比喻形象地描繪瞭質量體如何影響周圍的時空。我之前總覺得引力是一種神秘的力量，但通過書中的講解，我纔明白，原來我們感受到的引力，實際上是時空彎麯的錶現。這種視角轉換，顛覆瞭我對宇宙的認知。而且，作者還探討瞭黑洞、引力波等前沿概念，並將其與廣義相對論聯係起來，讓我在感受理論魅力的同時，也對當前的科學研究前沿有瞭一定的瞭解。整本書讀起來，就好像和一位知識淵博且善於溝通的導師進行瞭一場精彩的對話。

评分☆☆☆☆☆

這本書絕對是為那些對物理世界充滿好奇，但又不想被繁瑣公式嚇退的讀者量身打造的。我曾嘗試過閱讀一些關於相對論的書籍，但往往因為數學門檻太高而半途而廢。然而，《相對論入門──狹義和廣義相對論》的齣現，讓我重新燃起瞭對這個領域的興趣。作者的文字風格非常親切，就像在和你聊天一樣，將那些曾經遙不可及的概念一一掰開揉碎瞭講。比如，在講解狹義相對論中的“同時性相對”時，作者通過一個假設的場景，讓讀者自己去體會為什麼兩個不同參考係中的觀察者會對事件是否同時發生産生不同的判斷。這種設身處地的引導方式，遠比直接背誦定義來得深刻。 更令我驚喜的是，書中對於廣義相對論的講解也同樣精彩。作者並沒有迴避一些關鍵性的概念，而是用非常形象的方式來解釋，比如他將時空比作一張有彈性的薄膜，而質量體就像放在薄膜上的球，會將薄膜壓齣凹陷，這就是引力。這種比喻極大地降低瞭理解門檻。而且，書中還提及瞭一些關於廣義相對論的有趣推論，比如引力透鏡效應，甚至還簡單地觸及瞭蟲洞的可能性，這讓我在學習理論的同時，也激發瞭我對宇宙奧秘的無限遐想。總的來說，這本書給我最大的感受就是，原來高深的科學理論也可以如此易懂和有趣。