物理奇遇記：湯普金斯先生的相對論及量子力學之旅 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： George Gamow, Russell Stannard

圖書標籤:

• 物理學
• 相對論
• 量子力學
• 科普
• 湯普金斯先生
• 趣味物理
• 科學普及
• 通俗易懂
• 物理奇遇
• 理論物理

美國麻省理工學院指定讀物、加莫夫（提齣「宇宙大霹靂學說」知名物理學傢、中研院蒲慕明院士一心想追隨的大師）遺世科普經典钜作

　　湯普金斯先生原本是一位溫吞的銀行小職員，但他對物理學卻有很大的興趣，在下班時光一麵聽物理講座時，一麵又昏昏沉沉打瞭瞌睡，這一睡就睡到「相對論」和「量子理論」的世界裏去瞭……

　　生動的故事及67幅精心插圖，進入「相對論」與「量子力學」的必讀入門
　　湯普金斯先生在他的奇幻夢境以及生活中漸漸體現這個宇宙的一切，湯普金斯先生的英文名字簡寫為Ｃ.Ｇ.Ｈ.，分彆代錶光速（Ｃ），重力常數（Ｇ）及量子常數（Ｈ），由於這些物理常數不是非常的大，就是非常的小，在一版的物理世界上，我們很難觀察到它們的效應，就此，加莫夫創造齣的新世界，即可將這些常數變得與我們生活相當的物理量，誇大其效果，幫助我們瞭解物理特性。全書分為兩個部分，第一個部分從相對論中討論時間與空間的扭麯變動，到宇宙的擴張極限，迴答宇宙是正在收縮抑或擴張，黑洞又是如何生成。第二個部分則進入量子力學裏的原子微觀世界，本書從一九三八年齣版開始不僅深受物理科普讀者歡迎，其中的插圖更是本書的一大亮點，不僅僅增添瞭幽默風格，更清楚錶示瞭物理量改變後所造成的劇烈效應，因此甫一齣版，即成為許多物理學者喜愛的讀物。

　　修訂多次，對後世影響深遠的科普讀本，經典全新重獻
　　「宇宙大霹靂學說」的創建者加莫夫從一九三八年開始，創造瞭「湯普金斯先生」這號人物，帶你認識「相對論」與「量子力學」這兩個理論的精髓，甫一齣版即好評不斷。量子力學與相對論為二十世紀最重大的兩項物理發現，期間經過不斷的修正，加莫夫在此書再版時，除瞭增添最新科學發現之外，為瞭配閤原書初版的插畫以期全書風格統一，加莫夫自己親自畫瞭與原插畫風格相同的插圖。爾後，科普名傢史坦納德徵得加莫夫傢族的同意，以最新的科學研究成果改寫此書，遇上瞭同樣的插圖問題，史坦納德並沒有迴避，除瞭大力改寫章節以符閤最新的科學發展之外，也力求插圖風格的統一。曆經半世紀，這本書不斷受到世界各國的讀者喜愛，也不斷地有再版或者新的翻譯版本推齣，在颱灣，曾有中研院院士蒲慕明院士及張鬱禮先生於７０年代翻譯的版本，爾後於貓頭鷹齣版社重譯齣版，被公認為認識「相對論」與「量子力學」的基礎入門讀物，令這一本書最後也不單單是科普著作，更是加莫夫留給世人的精華遺産。

　　◎第一屆吳大猷科普奬銀簽奬得奬作品
　　◎中華民國物理學會百大物理科普推薦讀物
　　◎美國麻省理工學院指定讀物
　　◎加莫夫（提齣「宇宙大霹靂學說」知名物理學傢，中研院蒲慕明院士一心想追隨的大師）遺世科普經典钜作

各界好評

　　加莫夫為世界著名物理學傢，更是二十世紀最傑齣的科普作傢。他以湯普金斯夢中奇遇為綫索，深入淺齣介紹瞭物理學的各個領域。新版由史坦納德增補內容，完全閤乎時代，保留瞭幽默風趣的特色。本書已有多國翻譯本，是二十一世紀的經典。──吳大猷科普奬評語

　　多麼吸引人的劇情，內容又如此符閤科學！不但可供娛樂消遣，也富含大量物理知識。──美國「科學人雜誌」、英國「觀察傢報」

　　每個對近代物理感興趣的人都超愛這本書。──「自然」雜誌

　　可隨著主角的腳步，探索看似不可思議的相對論現象與量子效應，使我們對艱澀難懂的理論，有瞭基本認識與想像的藍圖，便於進一步學習。──國際物理奧林匹亞競賽金牌陳昱安

　　傳奇人物：宇宙大霹靂的創立者加莫夫，他以幽默、深入淺齣的文筆，將物理知識融入讀者心靈中。──國立颱灣師範大學傅學海教授

　　讓我們隨湯普金斯一起去遊曆吧！那匪夷所思的情節，如移動的時鍾會變慢等，其實也發生在我們周圍，隻是效應很小的被忽略。作者把有趣的物理效應放大很多倍，創造瞭一個奇幻荒誕的新世界。──中央研究院物理所張至義博士

　　本書將量子力學微觀的特殊現象，錶現得非常輕鬆有趣，非常適閤高中以上讀者閱讀。──颱北市立建國中學高君陶老師

　　好書經得起時間考驗。三十年前看此書，覺得內容生動活潑，插畫傳神，讓物理這門科學變得好玩很多。今日再讀新版，更佩服內容如此引人入勝，讓讀者可一窺近代物理的奧秘。──國立成功大學物理係許瑞榮教授

　　幽默有趣的情節，巧妙描述相對論的崮中道理，外行如我都愛不釋手，更何況是有誌於物理探究的青年學子。我懇切推薦這值得細細品味的科普好書，保證讓你像愛因斯坦一樣贊不絕口！──前颱北市立建國中學校長蔡炳坤

　　四十年前我和清大同窗蒲慕明院士同是湯普金斯迷，一心要以加莫夫為師。如今新版更趨完整，愈加值得一讀。──中央研究院地球科學所李太楓博士

好的，這是一份關於《物理奇遇記：湯普金斯先生的相對論及量子力學之旅》這本書的圖書簡介，內容詳盡且力求自然流暢。 《物理奇遇記：湯普金斯先生的相對論及量子力學之旅》 一部深入淺齣、引人入勝的現代物理學入門史詩 作者：喬治·伽莫夫 (George Gamow) 譯者：[此處留空或根據實際譯者填寫] --- 導言：一個關於光速、時間與微觀世界的奇妙旅程 在浩瀚的科學殿堂中，現代物理學的兩大支柱——愛因斯坦的相對論與量子力學——無疑是最為深邃、也最令人著迷的部分。它們徹底顛覆瞭我們自牛頓時代以來對宇宙運行機製的固有認知。然而，對於沒有深厚數學和物理背景的普通讀者來說，這些概念往往被包裹在晦澀的公式和專業的術語之下，顯得遙不可及。 本書，《物理奇遇記：湯普金斯先生的相對論及量子力學之旅》，正是為瞭彌閤這一鴻溝而誕生的傑作。它並非一本枯燥的教科書，而是一場充滿智慧、幽默與洞察力的思想探險。作者喬治·伽莫夫，這位二十世紀最傑齣的科普大師之一，以其標誌性的敘事天賦，將最復雜的物理學原理轉化為一連串生動的故事和對話。 故事的主角是湯普金斯先生（Mr. Tompkins），一個善良、好奇心強、對世界充滿疑問的銀行職員。他無意中闖入瞭一個被“時間減慢因子”和“普朗剋常數”顯著影響的奇特世界。在這個微縮或高速的世界裏，他親身經曆瞭經典物理學的失效與現代物理學的光輝。 第一部分：時空之舞——相對論的奇妙體驗 本書的開篇將讀者帶入狹義相對論的奇妙領域。湯普金斯先生在因緣際會下，進入瞭一個光速接近於日常速度的世界，或至少，他所處的環境使得相對論效應變得觸手可及。 伽莫夫巧妙地構建瞭這些場景，讓讀者跟隨湯普金斯的視角，直觀地感受時間膨脹和長度收縮的效應： 時間的相對性： 湯普金斯發現，當他乘坐高速列車時，車上的鍾錶走得比站颱上的慢。他不必理解洛倫茲變換的復雜推導，隻需要看到自己在高速運動中，完成一次日常任務所需的時間似乎被“拉長”瞭。這種對“現在”概念的顛覆，是相對論最迷人的核心之一。 質量與能量的統一： 隨著速度的增加，物體的質量似乎也增加瞭。伽莫夫通過日常生活中的情境，闡釋瞭那條著名的等式——$E=mc^2$——所蘊含的巨大能量潛力。湯普金斯甚至可能參與到一些小型的“核反應”模擬中，直觀地理解質量如何轉化為能量，能量如何反過來影響質量。 時空的幾何本質： 隨後，故事會自然而然地過渡到廣義相對論的領域。湯普金斯可能會遇到一位指導者（通常是物理學教授），他們一起探討引力不再僅僅是牛頓所說的“超距作用”，而更像是時空幾何的彎麯。在這些討論中，讀者會領略到光綫如何因經過大質量物體（如恒星）附近而彎麯，以及引力如何塑造瞭整個宇宙的結構。 通過這些引人入勝的“奇遇”，原本抽象的幾何概念被賦予瞭生動的畫麵感，相對論不再是高深莫測的理論，而是我們所處宇宙的基本運行法則。 第二部分：微觀世界的幽靈——量子力學的初探 如果說相對論處理的是宏大宇宙的尺度，那麼本書的後半部分則將焦點急劇收縮，帶我們潛入原子和亞原子的微觀世界，直麵量子力學的怪異與魅力。 湯普金斯在解決瞭高速運動的難題後，又被捲入瞭一個“普朗剋常數”極其巨大的世界。在這個世界裏，量子的不連續性不再是微不足道的背景噪聲，而是主導一切的現實： 能量的量子化： 讀者將跟隨湯普金斯，瞭解能量不是連續流動的，而是像樓梯的颱階一樣，一份一份地存在。他可能會嘗試“觸摸”電子，卻發現電子的軌道是“跳躍”而非平滑過渡的。這使我們深刻理解瞭黑體輻射和光電效應的革命性意義。 波粒二象性： 湯普金斯先生會親身體驗光和物質（如電子）既錶現齣波的乾涉和衍射特性，又錶現齣粒子的離散碰撞特性的矛盾事實。伽莫夫擅長通過幽默的對話來探討這種“物理學上的精神分裂”，它挑戰著我們基於日常經驗構建的實在觀。 概率的統治地位： 量子力學的核心，即測不準原理和概率詮釋，將是這一部分的重頭戲。湯普金斯不再能確定粒子“在哪裏”或“如何運動”，隻能計算它“最有可能在哪裏”。這種從決定論到概率論的根本性轉變，在湯普金斯驚愕的目光中被生動地展現齣來。他學會瞭接受，在微觀層麵上，“確定性”已經讓位於“可能性”。 總結：超越直覺的科學之美 《物理奇遇記》的偉大之處在於，它成功地將兩位巨人——愛因斯坦和普朗剋——的革命性思想，通過一個普通人的眼睛和經驗，轉化為普通人可以理解的智慧財富。 伽莫夫的敘事風格輕快、富有想象力，他利用類比、幽默和精心設計的場景，有效地繞過瞭復雜的數學障礙，直擊物理概念的核心。閱讀這本書，就像是獲得瞭一張通往現代物理學核心思想的“VIP通行證”，讓讀者在享受故事樂趣的同時，深刻體會到人類思維是如何拓展邊界，揭示瞭隱藏在日常現象背後的宇宙基本規律。 這本書是獻給所有對宇宙抱有好奇心的人，它證明瞭最深刻的科學真理，同樣可以被講述得如同最精彩的冒險故事。它不僅是瞭解現代物理學的起點，更是一次對人類認知極限的壯麗探索。 --- 主要特色： 生動的角色驅動敘事： 湯普金斯先生的睏惑與頓悟，引導讀者同步學習。 直覺化的物理概念： 避免純粹的數學公式，側重於現象和推理。 全麵的覆蓋範圍： 相對論（狹義與廣義）和量子力學（量子化、波粒二象性、測不準原理）均有涉獵。 大師級科普： 喬治·伽莫夫無可匹敵的幽默感與精確性相結閤的典範之作。

作者簡介

加莫夫 George Gamow

　　美籍俄裔物理學傢，也是眾所皆知的偉大物理學傢，他是「宇宙大霹靂」學說的主要提齣者，認為宇宙是在約一百四十億年前，由一個極大密度且極高溫度的狀態演變而來，他也是首位在分子生物基因遺傳方麵提齣可驗證模型的人，他曾經結集瞭一群對ＲＮＡ有興趣的人，成立瞭一個「領帶俱樂部」，為此他也親自設計這個領帶。但是他做為一位科普作傢的名氣卻更為響亮，共發錶中、長篇科普作品二十篇，以及專題科普文章六、七十篇，著作等身，被奉為科普界一代宗師。他的科普作品幽默、有趣，在國際間享有很高的知名度，且被多次再版，也被翻譯為各國不同語言。連愛因斯坦都高度贊賞他的作品。因為他在科普文學的推廣與偉大貢獻，於一九五六年獲聯閤國教科文組織授予卡林加奬，對於推動科學普及是一項至高榮譽。

　　相關著作
　　《物理奇遇記：湯普金斯先生的新世界》

史坦納德 Russell Stannard

　　堪稱是最有纔華的科普專傢之一，他曾在許多媒體上曝光、並參加眾多計畫案，他的著作《艾伯特叔叔三部麯》特彆受到歡迎（包含《艾伯特叔叔的時空》、《黑洞與艾伯特叔叔》、以及《艾伯特叔叔的量子之旅》），這三本書讓十一歲以上的孩童能夠瞭解愛因斯坦與量子理論。這套書獲得絕大成功，備受推崇，已經翻譯成十五種語言，曾贏得隆普朗剋非文學類書奬、惠布瑞德年度最佳童書奬、美國科學作品奬等等奬項。

　　相關著作
　　《物理奇遇記：湯普金斯先生的新世界》

譯者簡介

但漢敏

　　輔仁大學翻譯研究所畢業，現專職翻譯。主要譯作有《我在漢堡店臥底的日子》（商智齣版）、《任性創業法則》、《忙碌爸爸也能做好爸爸》（野人齣版）、《石油玩完瞭》（時報齣版）等書。

第一章 城市限速
第二章 讓湯普金斯先生陷入夢境的相對論演講
第三章 湯普金斯先生的假期
第四章 彎麯空間的演講筆記
第五章 湯普金斯先生拜訪封閉的宇宙
第六章 宇宙的歌劇
第七章 黑洞、熱寂和噴燈
第八章 量子撞球
第九章 量子大草原
第十章 麥剋斯威爾惡魔
第十一章 快樂的電子族
第十一又二分之一章 湯普金斯先生睡著的後半段演講
第十二章 原子核內
第十三章 木匠
第十四章 無的洞
第十五章 參觀原子擊碎器
第十六章 教授的最後一場演講第十七章 終麯

推薦序

令人難忘的幽默科學傢：加莫夫

　　評介二十世紀一百大物理科普書，就應該選擇由加莫夫原著，劍橋大學一九六五年發行的「湯普金斯夢遊幻境」係列；若要鼓勵年輕學子的閱讀，選擇這本一九九九年由史坦納德在原著齣版半個世紀後的改寫版本，將更適閤。誠如作者所言，如果加莫夫本人尚在人間，也會同意全盤改寫他自己的原作，因為，他是個經常因為科學有瞭新進展，而會對著作不斷修改，甚至完全改寫的人！

　　加莫夫是「宇宙大霹靂」理論的原創者，不僅在粒子物理開啓瞭研究新途，也是首位在分子生物基因密碼方麵提齣可驗證模型的人，此外他也是位不受傳統約束的科學傢。他甚至在嚴肅的學術著作上，會因為「宇宙大霹靂」理論的另位作者姓Alfer，不惜引進另一位姓Bethe但沒有參與工作的科學傢，來成全他的αβγ搬弄文字的樂趣。瞭解加莫夫在破解基因密碼貢獻的人，成立瞭一個「領帶俱樂部」，為此他也親自設計這個領帶。如果進一步瞭解到加莫夫因為本書原插畫作傢已退休，就決定根據原作畫者的風格親自動筆來畫，或許有收藏本書喜好的人，會設法到舊書攤購買舊的版本。

　　湯普金斯先生是加莫夫為瞭嚮一般人解釋空間麯度、膨脹宇宙理論以及原子世界，所創造齣來的一位銀行櫃颱市井小民，他的英文名字簡寫是C.G.H，分彆代錶光速C，重力常數G及量子常數h，由於這些物理常數不是非常地大，就非常地小，在一般的物理世界上，我們很難觀察到它們的效應，就此，加莫夫創造齣新的世界，想像當這些常數變成與我們日常生活的物理世界相當時，所産生的怪異現象，也因此得以誇大渲染這些現象，幫助我們瞭解。這就好像將我們變成像細胞一樣大小時，再送入人類體內，如此瞭解人體的細胞運作，當能事半功倍。有趣的是，加莫夫用這個聰明構想所寫齣的稿子，居然給七傢雜誌社連續退稿。

　　這種誇大型的比喻，雖然有助於讀者體會，但往往也造成誤解，為解決這個睏難，加莫夫又把一些比較正規的解釋及說明，以老教授的講稿方式，在不同的章節相互穿插，因此讀者能得到更清楚的物理概念。我相信，如果我們當老師的，能夠一方麵編寫講義，另方麵又對重要觀念編撰故事，學生學習的能力，必定大幅增加。這也難怪，加莫夫是當時教授中，少數幾位能夠僅靠版稅，不靠其薪水過活的人。從二十世紀到今天，加莫夫創造的湯普金斯先生新世界，可能是物理學傢對他仍然念念不忘的主要原因。

　　改寫本書的史坦納德，本人也是著名的科普作傢，他除瞭配閤時代背景，將原文進行修改外，更增加瞭四個章節，分彆介紹黑洞、加速器、最新的理論進展，以為未來有待解決的問題。為瞭加強說明，在插畫方麵，由於三種不同口味的畫作集結在新的版本上，實在不大搭調，也由愛德華全部更新。因此最新的版本，除瞭保有原來的風貌外，也介紹瞭近代物理的最新進展。我個人覺得，在近代物理的教學上，如能將本書索引部分也列入教材，加莫夫本人，一定在天堂大笑，他的功力確實無遠弗界，正叼根演鬥在那邊逍遙自在呢！？

　　本文引自「一百本中文物理科普書籍推薦」書評

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《物理奇遇記》是一次令人耳目一新的閱讀體驗。作者沒有采用傳統的教科書式講解，而是巧妙地將湯普金斯先生的旅行經曆與現代物理學的兩大基石——相對論和量子力學——緊密結閤。我尤其欣賞作者處理抽象概念的方式。例如，在解釋相對論中的時空概念時，他會描繪齣湯普金斯先生在不同引力場下的奇異感受，這種具象化的描述遠比乾巴巴的公式更容易讓人理解。對於量子力學的“怪誕”之處，比如量子糾纏和不確定性原理，作者也通過一些富有想象力的場景來展現，讓讀者在故事中體會到這些概念的精妙和反直覺。這本書的行文邏輯清晰，循序漸進，從相對論的基礎概念，一步步過渡到量子力學的深層奧秘，讓讀者在不知不覺中構建起對整個物理學框架的認識。讀完之後，我感覺自己對於宇宙運行的底層邏輯有瞭更深刻的洞察，並且對那些曾經望而生畏的物理學理論産生瞭濃厚的興趣。

评分☆☆☆☆☆

對於我這樣對物理學充滿好奇但又缺乏專業背景的讀者來說，《物理奇遇記》堪稱一本裏程碑式的讀物。它以一種前所未有的方式，將相對論和量子力學這兩個艱深晦澀的領域，以一種輕鬆、引人入勝的方式呈現齣來。作者構建的湯普金斯先生的奇幻旅程，就像一個精心設計的“物理學遊樂園”，讓讀者在冒險中體驗科學的魅力。從狹義相對論中高速運動帶來的時間膨脹，到廣義相對論中引力如何扭麯時空，再到量子世界中那些顛覆常識的疊加態和糾纏現象，每一個概念都被巧妙地融入到故事情節中，不再是遙不可及的理論，而是觸手可及的體驗。我特彆欣賞書中對一些關鍵實驗的描繪，它們並非簡單的文字說明，而是融入瞭湯普金斯先生的親身經曆，讓讀者仿佛親臨現場，感受科學探索的嚴謹與樂趣。這本書讓我對宇宙的奧秘有瞭更深的敬畏，也激發瞭我進一步探索物理學的熱情。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是物理學愛好者的福音！我一直覺得物理學是一門深奧難懂的學科，但《物理奇遇記》徹底顛覆瞭我的認知。作者以一種極其生動有趣的方式，將抽象的概念具象化，讓我仿佛置身於湯普金斯先生那奇妙的旅程之中。從狹義相對論中的光速不變到廣義相對論的時空彎麯，再到量子力學的奇特世界，每一個理論都被拆解得明明白白，又充滿想象力。我尤其喜歡作者通過故事化的敘述來引入這些概念，比如湯普金斯先生乘坐高速列車、在黑洞邊緣徘徊的經曆，這些場景的描繪既符閤科學原理，又充滿瞭戲劇性，讓人讀起來欲罷不能。即便是那些我曾經覺得頭疼的數學公式，在書中也變得不那麼令人畏懼，作者巧妙地將其融入到情節中，讓你在不知不覺中理解瞭它們的意義。讀完這本書，我感覺自己對宇宙的理解又進瞭一大步，那些曾經遙不可及的物理定律，如今在我腦海中鮮活起來，仿佛觸手可及。

评分☆☆☆☆☆

初次翻開這本《物理奇遇記》，我並沒有抱太大的期望，畢竟“相對論”和“量子力學”這些詞匯總是帶著一種高高在上的距離感。然而，這本書的魅力在於它不落俗套的錶達方式。它沒有冗長的理論闡述，也沒有枯燥的公式推導，而是通過一個名叫湯普金斯先生的普通人，帶領我們進行一場穿越時空的探索。他遇到的種種奇遇，實際上就是將物理學的核心概念融入到一個個引人入勝的故事情節中。讀到他在狹義相對論的世界裏體驗時間膨脹、長度收縮的奇妙景象，或是誤入一個隻有一維、二維的奇特空間時，我常常會驚嘆於作者的想象力。而當他觸及量子力學的神秘領域，經曆粒子疊加、波粒二象性的睏惑時，我更是覺得既驚奇又著迷。這本書的語言風格非常流暢，通俗易懂，即使是沒有深厚物理學背景的讀者，也能在輕鬆愉快的閱讀中，逐漸建立起對這些復雜理論的直觀認識。

评分☆☆☆☆☆

如果你認為物理學隻能是冰冷的公式和晦澀的理論，那麼《物理奇遇記》將徹底改變你的看法。這本書最大的亮點在於它將枯燥的科學知識，包裝成瞭一個充滿奇幻色彩的探險故事。湯普金斯先生的旅程，與其說是一次科學考察，不如說是一場妙趣橫生的冒險。作者用極具畫麵感的筆觸，描繪瞭湯普金斯先生在相對論時空中穿越的種種離奇經曆，比如他如何見證時間在高速運動中變慢，或者在強引力場下空間發生扭麯。更令人著迷的是，當他深入量子世界時，那些令人匪夷所思的現象——粒子像幽靈般疊加存在，測量行為本身就能改變結果——都被描繪得栩栩如生。我個人非常喜歡作者這種“寓教於樂”的寫作風格，它讓我在享受閱讀樂趣的同時，不知不覺地吸收瞭大量的物理學知識。這本書不僅僅是關於理論，更是關於想象力的釋放，它鼓勵我們用全新的視角去審視我們所處的宇宙。