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时空是怎样弯曲的:图解广义相对论 封面

时空是怎样弯曲的:图解广义相对论

沈贤勇

1618人在读
8.5万字总字数
¥35.91定价

内容简介

运动的钟变慢,运动的直尺缩短;靠近地球的钟变慢,靠近地球的直尺变长。这些改变让地球周围的时间和空间变得不均匀。这种不均匀性在几何上的表现就是时空弯曲,在物理上的表现就是苹果掉下来。这些结论就是相对论的主要内容,本书采用直观的示意图对这些内容做了详细的解释说明。比如采用时空图解释了时间为什么变慢、空间为什么收缩,采用折叠时空解释了地球周围时间为什么变慢、空间为什么变长。利用时间和空间的不均匀性解释了时空是怎样弯曲的,特别对时间的弯曲做了详细说明。 本书图文并茂,深入浅出,适合对相对论感兴趣的广大读者阅读,也可作为学习相对论的辅助读本。

读者书评

★★★★★

《时空是怎样弯曲的:图解广义相对论》 全书完全避开繁杂冗长的张量公式堆砌,用清晰直白的图示拆解广义相对论核心逻辑,从惯性系、相对性原理入手,循序渐进讲清引力本质、时空曲率、光线偏折、水星进动、引力红移等关键现象。 作者把四维时空结构通俗具象化,用几何图像替代晦涩演算,让人一眼看懂时空并非平直固定,质量与能量如何牵引、扭曲周遭时空,引力不再是单纯作用力,而是时空弯曲本身呈现的效果。书中脉络由浅入深,从经典力学矛盾引出相对论变革,再延伸宇宙尺度时空规律,逻辑连贯严谨,没有故弄玄虚的高深术语,也不刻意简化删减核心物理逻辑。 图文搭配恰到好处,每一处时空弯曲推演、天体引力模型、宇宙几何结构都配有对应图解,抽象物理概念变得直观易懂。既能完整梳理广义相对论整体框架,也能厘清日常认知与时空规律的偏差,读完便能建立起完整清晰的宇宙时空观。 整本书务实通透,既是天文物理很好的入门梳理,也是一段旧日数理求知时光的印记,翻过便作收尾,留存一段纯粹探索宇宙规律的阅读记忆。

★★★★★

值得一看。 看完先夸。 这是一本有趣的科普读物,沈博士试图规避繁杂的数学公式,借助二维图像和想象让我们深入理解广义相对论。时空如何弯曲,物质如何运动,这不仅体现在时空的不可分割和转换上,也揭示了重力现象(苹果如何落地)的本质。 比较出彩的是第一章的集满星人的生活体验充满想象,以及第十六章对苹果落地的详细解释清晰易懂。“书眼”集中在了后半段, 比如十五章,“物体具有返回并停留在测地线上的倾向”, 十六章,“B处的苹果看上去是静止的,但它实际在折叠时空中不停地运动着。而且这是一个无法阻止的过程,就好像我们无法阻止时间向未来流逝一样”, “这就是时间流逝快慢的不均匀性导致苹果下落的物理解释,所以重力现象只不过是时空本性的一种表象而已”。 而其它章节,稍微有点沉溺在赘述和“后面再讲”的烦躁中。 过渡到不舒服的体验,也顺便罗列一些, 作者在描述时空,时间和空间的变形时都说这是向“不可感知的维度弯曲变形”。读完回过头去看,除了空间向“不可感知的维度弯曲”比较好理解他可能是想说这个“不可感知的维度”是时间上的弯曲无法描述,其它则依然容易让人(就是空间本身也是)误解“不可感知的维度”是存在在四维或者更高维— —惯性思维— —但这就是数学上可以描述的内稟曲率。 展开去讲,这一点可能李淼更甚一筹,他并没有图解不可思议的维度,而是坦率表示无法描述(比如《三体里的物理问题》),并在以前阅读的量子力学等书籍中的描述来看,更看重数学的精确性,而非纯物理的想象。 正因为抛开了像黎曼几何和闵可夫斯基几何等的代入,二维图像描述图让少点知识的人因图画更像勾股定理而产生疑惑— —反直觉;让多点了解的人又会觉得为科普而失严谨。 除此以外,更多的思考忍不住往外冒。 首先作为一本图解广义相对论,让我体验到物理规避数学的极致典范,发现一,模型建立是大胆构想的基础,二,规避到最后,数学始终都规避不了。它永远试图用最少的符号,表达最多的关系。极致压缩,简化统一一切。 量子力学让经典物理主导一切的思想幻灭,但数学的简洁和精确性却在其中更屹立不倒;“不可感知的维度”在想象里带有多一维度去解释的误导嫌疑,而弦理论虽然不成熟,却因为数学计算的统一而让增加多维度的需求更具科学性。 这是数学和物理的关系,更是人类追求科学发展的“测地线”。描述到最后,爱因斯坦似乎成了作者眼中的“孤胆英雄”,发现了真知。 但科学进步的路径不是这样的,人们猜想,验证,后人推翻前人的理论,在错误中反复累积,“一个人站上去,拉后面的人上来”(陶哲轩),呈现螺旋结构的上升。 展开去讲,这更是人的合作— —一颗物理想象力爆棚的心灵可以配合一个数学思维严谨的头脑完成一个项目,各司其职。甚至在教育中都值得深思。比如学生的数学可以被物理带动,又不能以标准化的方式过早压制一个人的想象力;建模需要丰富大胆的想象,又不能失去数学验证的缰绳;理论需要什么,讲解一个理论需要掌握什么;类比的适用范围;甚至要教会一个学生“现实”与“虚构”有时候界限并不是非黑即白…… 思考这些,也同时轻易识别出自己对某个知识模块的认知很快到了上限。 但永远可以再深入。 也是为什么必须授人以渔。

★★★★★

本书的核心思想: 1. ​​从日常现象切入​​:书中先复习狭义相对论的结论——运动的钟变慢、运动的直尺缩短;并指出靠近大质量天体时,钟会更慢、空间长度也会改变,这种“不均匀”正是时空弯曲的直接表现。 2. ​​讲解弯曲时空的概念​​:作者用“大质量物体放在弹性膜上导致凹陷”的模型,说明物质如何弯曲时空,以及物体如何沿弯曲时空中的测地线运动,从而替代了传统“引力是一种力”的图像。 3. ​​深入到数学与物理的衔接​​:书中不仅展示时空图、折叠时空等直观图形,还借助等效原理、黎曼几何等工具,解释为什么“物质告诉时空如何弯曲,时空告诉物质如何运动”这一句广义相对论的核心概括。 4. ​​应用与延伸​​:在阐述完基本机制后,作者可能进一步讨论引力波、黑洞、宇宙膨胀等现象,说明广义相对论在现代宇宙学中的地位,以及它如何改写了我们对引力、时间和空间本质的认识。

★★★☆☆

真的没有读完本书。感觉真的需要专业知识和真实的需求。

★★★★★

讲得很透彻,澄清了以往“望图生义”的许多误区

★★★★★

已经讲的很通俗了,依旧看得糊里糊涂。大概意识到,时空是相对的,是会弯曲的。弯曲的时空就可以解释引力之类。这个宇宙太奇怪,或许,因为我们不懂才觉得奇怪的。人生很短,懂与不懂,都是一生,只是体验感不同吧?

★★★★★

对于我这个文科生而言,全部都都能读懂,非常难,我最多消化了30%,狭义相对论和广义相对论,是物理世界里程碑式的理论,我想,我只能只知其一了,理解太烧脑。

★★★★★

感觉有的结论很突兀,不知道从哪来的,不过很科普,还是要先看破解引力那本~

★★★★★

把复杂深邃的概念用浅显易懂的方式说明白。

★★★☆☆

说了什么,好像又什么都没说,有深入,但是没浅出。很多段落感觉话说一半,整个就是忽悠不懂的人,对于懂点的人来说又不够详细。有些章节反复读了好几遍,也还是感觉他词不达意,应该不是我的问题。

书籍信息

作者沈贤勇
出版社化学工业出版社
出版时间2025-10-01
ISBN9787122440518
分类科学技术-自然科学
格式EPUB
完结状态连载中
章节数24