
李淼 王爽
這是物理學家李淼寫給孩子的關於相對論的普及讀物。愛因斯坦的相對論是科學史上的瑰寶,它推動了20世紀的科技革命,給我們的世界帶來了翻天覆地的變化。它改變了我們對時間、空間、物質、運動等的認知,它一系列夢幻般的預言一一應驗,包括近年來被探測到的引力波。在本書中,淼叔從這一舉世矚目的事件講起,將引力、時空、光速等不易理解的概念,用故事的方式講給孩子。
相對論描述宏觀宇宙的規律,其核心思想爲:時空是統一的,物質和能量會彎曲時空,引力是時空彎曲的幾何效應。 相對論的關鍵原理有:光速不變原理(即在真空環境中,光速對於所有慣性參考系中的觀察者而言都是恆定的,與光源或觀察者的運動狀態無關)、等效原理(引力效應與加速參考系中的慣性力效應完全等效。例如,封閉電梯中的人無法通過力學實驗區分自己處於地球引力場,還是處於宇宙飛船的勻加速狀態)。宏觀宇宙具有完美的因果性,適用決定論,否定超距作用(光都不能超距什麼能?宇宙是正在膨脹的屍體)。 看了同一作者寫的《給孩子講量子力學》,感嘆這現代物理學的兩大支柱,是多麼的迷人。他們在各自的領域(描述對象,描述方式)上正確,卻有着目前無法解決的衝突: 1.量子力學中除引力之外的其他三種基本力(電磁、強、弱力)都由量子場傳遞粒子(如光子、膠子)描述,而引力子至今未被實驗證實,且量子化引力時出現無法重整化的無窮大。 2.相對論中時空是光滑連續的,而量子力學中,普朗克尺度下時空可能具有離散性或量子泡沫結構,這也使他們使用的數學工具不一致,相對論使用黎曼幾何和連續方程,量子力學使用希爾伯特空間和波函數。 現在可以很方便的通過網絡瞭解理論,但是看系統的書不僅能知道理論知識,還能知道發現規律的是什麼樣的人(牛頓不僅觀察蘋果落地,他也記仇、獨斷專行;愛因斯坦申請做蘇黎世的高中數學老師,卻在第一輪面試就被淘汰),發現的契機是什麼(韋斯是在大學教學時想到用激光干涉檢測引力波的,證明宇宙大爆炸的宇宙微波背景輻射一開始是干擾衛星通信的,工程師在擦電線、掏鳥糞之後依然無法消除的噪聲),理論如何通過實驗和現象證明(雙黑洞合併證實引力波)。 這使我辯證的看待即使是從小寫在作文裏的人,使我見微知著,擁有更豐富的認知角度。 除此之外,這是作者給孩子寫的書,小故事生動有趣,且之前看過相關知識,就有一種“啊,老師講過的這個我知道”的得意洋洋,哈哈哈被哄的很開心(給孩子講系列還有時間簡史,宇宙,地外文明等,我會看完的)。 相對論像一幅宏偉的幾何宇宙畫卷,天體沿時空的彎曲軌跡精確運行;量子力學像一片概率的迷霧森林,粒子如幽靈般既在這裏又在那裏,直到我看向它。它們將在何時以什麼角度融合爲“萬物理論”,那將是物理學皇冠上最耀眼的明珠。
科普,加上明確是給孩子講的,所以,書裏的內容已經儘可能的通俗易懂了,但真正的理解“相對論”還是挺有難度的。 人類探索世界是永恆的,真的不得不佩服一些人,比如愛因斯坦,懷疑他是未來世界穿越到現在的,要不然那麼多超前的理論,怎麼就發現了?
雖然篇章短小,理解起來也沒那麼難懂,該講的相對論方面的相關知識也基本上都簡單介紹了,對於孩子或想了解相對論方面的讀者,還是值得一看,但對於物理科代表,那自然是淺了些。
📖值得閱讀的一本科普讀物。 每章延伸閱讀部分也非常喜歡。
文科生表示有些看不懂🤣,但是明白了啥是白矮星,什麼是中子星。最關鍵的是第一次知道宇宙中有很多的金子,還有很多的鑽石💎 1、要知道,太陽燃燒了將近50億年,釋放的總能量也不到自身質量的千分之一。 2、所謂的黑洞,是質量特別大的恆星死亡以後的產物。 3、在2017年10月16日,LIGO與全球70多家天文機構共同宣佈,人類第一次探測到了雙中子星併合所產生的引力波。換句話說,人類終於在天上發現了一場既能看又能聽的雙星舞蹈秀。20 最後這次的雙中子星併合,大概產生了多達300個地球質量的金子。 4、與宏觀低速世界相比,宏觀高速世界裏的空間和時間都會改變,並且會與光速發生緊密的聯繫。 5、閔可夫斯基非常討厭這個學生,甚至還曾在一封給朋友的信中大罵他是一條懶狗。這篇論文的作者就是當年被他罵爲懶狗的那個學生,即愛因斯坦。閔可夫斯基很快就成了愛因斯坦的忠實粉絲之一。他對愛因斯坦提出的狹義相對論佩服得五體投地。 6、狹義相對論打破了時間和空間的界限,給人類帶來一種全新的時空觀。這也是狹義相對論帶給人類最大的震撼。 7、我們之所以能看到世界上的萬事萬物,是因爲光被這些物體反射以後,射進了我們的眼睛,進而在眼睛的視網膜上成像。 8、每秒30萬千米其實是光速的近似值,真實值應該是每秒299792千米。 9、爲什麼光速最快?不妨做個類比。大家知道,揹着很多行李的人,行動起來會比較緩慢;而什麼東西都不帶的人,走起路來會比較輕快。類似地,在微觀世界中,粒子靜止時的質量越小,就越容易達到更高的速度。在所有微觀粒子中,光子的靜止質量是最小的(0),所以它可以達到最快的速度。 10、愛因斯坦證明了太陽的存在會造成時空本身的彎曲,而時空彎曲對周圍物體的影響,恰恰等價於把這些物體拉向太陽的萬有引力。 11、引力是怎麼來的?其實就是有質量的物體把它周圍的時空給壓彎了,而彎曲的時空又對在其中運動的物體產生了引力的效果。時空彎曲就是萬有引力之源,這就是愛因斯坦引力,或者說廣義相對論最核心的思想。 12、世界上所有的恆星,終其一生都要面對一個極其艱鉅的任務,那就是要想方設法抵抗自身的引力。這是因爲,如果沒有足夠的力量與之抗衡,引力就會讓恆星塌縮成一團。絕大多數的恆星,包括我們最熟悉的太陽,都是通過核聚變的方式來抗衡引力的。 13、氫原子核聚變成氦原子核的活動,正一刻不停地發生在每一個像太陽這樣的恆星的中心區域。核聚變釋放出巨大的能量,從而產生了足以抵抗引力的強大壓力。換句話說,像太陽這樣的恆星,全都是靠核聚變來抵抗萬有引力的。科學上把這樣的恆星稱爲主序星。 14、白矮星只是恆星演化的最終結局之一,而不是它們唯一的歸宿。 16、引力是怎麼產生的?答案其實很簡單。有質量的物體會把它周圍的時空壓彎,而彎曲的時空會對在其中運動的物體產生引力的效果。時空彎曲就是萬有引力之源,這就是廣義相對論最核心的思想。 17、愛因斯坦相信,他遲遲無法在學術界找到工作的一個重要原因是,物理系主任韋伯一直在背後說他的壞話。 18、“我在小時候就發現,最好的策略是把幸福寄託在自己身上,而不是別人”。 19、愛因斯坦在提出狹義相對論之後不久,發現了一個特別重要的事實。這個事實可以說徹底改變了人類的世界觀。他發現了什麼呢?他說,任何質量都等價於能量。比方說,我們會覺得一塊冰裏面沒有什麼能量,相反,它會吸收能量。但是愛因斯坦告訴我們,一塊冰裏面含有巨大的能量。 20、原子彈也是利用核裂變爆炸的,太陽發光就是核聚變的結果。太陽中的能量來自氫原子核和氫原子核聚變成的氦原子核。 21、因爲萬有引力本身已經是自然界中最弱的力了,你看,只有地球這麼大的東西,才能對我們產生我們身體這麼大的重量。地球的質量有差不多60萬億億噸,可見萬有引力有多麼弱。
不知道小孩子可不可以看懂,給我看可以。 裏邊介紹了很多給相對論做出貢獻的科學家,理論知識力求簡單易懂,我覺得可以理解85-95%了,不懂的可以自己搜索或者問Deepseek。 不僅介紹了科學家的發現,還介紹了科學家的生平以及關於科學家性格的趣事,所以讀起來一點也不乏味,推薦! 沒有特意記,不知道能在腦袋裏留下些什麼,就當給自己掃盲吧。
嘿嘿,通過一些物理學家小八卦小故事引出他們的理論,這個講述風格也是蠻好的。讓人記憶深刻,讀起來也很有趣。 本書主要講引力波,光速和引力。雖然講的不是很深入,但是勝在清晰易懂,一本不錯的書。
這本書整體表現一般,雖圍繞相對論相關內容展開,但知識講解未能做到深入淺出,理論與趣味結合生硬,書中穿插的俏皮話缺乏感染力,顯得刻意。 不過,這本書書中幫我深化了幾個知識點: 1. 明確了狹義相對論與廣義相對論的核心區別,前者描述時空,後者聚焦引力。 2. 解釋了引力波的本質——時空的漣漪,會向外傳播帶動物體起伏。 3. 講解了波的干涉現象,包括相長干涉(波峯對波峯、波谷對波谷疊加,形成更強波動)與相消干涉(波峯對波谷疊加,相互抵消變平坦)。 4. 引用惠勒名言“要想了解一個全新的領域,最好的辦法是去寫一本關於那個領域的書”,(個人覺得頗具實踐價值,深入瞭解一個領域時,即便不寫書,僅整理成相關專題,也能讓知識體系更系統)。 5. 介紹了物理學家費曼的個性特點,他以紐約下層人口音爲榮,重視演講且愛給普通人講物理學,是個很有趣的人。(費曼相關書籍不少,但理論性強、偏理科,閱讀難度較高,較爲燒腦。我此前嘗試讀他的傳記,僅看了一小部分便擱置了,但仍計劃後續抽時間繼續閱讀)。
知道了引力波,光,狹義相對論,鍾曼效應,廣義相對論。。。。。。
希望有機會也能給孩子講講相對論,慚愧的是,看完本書還是不能準確地講述出相對論。科普讀物能激發人們的想象力,思考力,專注力。如果在孩童時代多接觸一些科普讀物,一定能提高自己的做事能力,慶幸的是,生活不但有科學,更有文學。