在悖論中前行 物理學史話 自然科學 物理學 弦論 愛因斯坦 宇宙 物質 黑洞 一本 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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汪振東 著

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齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115480767

商品編碼：28074182817

包裝：平裝

開本：32

齣版時間：2018-06-01

商品參數

在悖論中前行-物理學史話
	定價	49.00
	齣版社	人民郵電齣版社
	版次	1
	齣版時間	2018年06月
	開本	32
	作者	汪振東
	裝幀	平裝
	頁數
	字數
	ISBN編碼	9787115480767
	重量

內容介紹

從亞裏士多德到牛頓再到愛因斯坦，從行星運動三大定律到經典力學再到相對論和量子力學……這些偉大的人物不斷探索物質世界的規律，一次又一次革新人類對世界的認知，由此我們纔得以不斷接近事物的本質。然而，物理學的每一次進步都需要人類付齣巨大的努力。本書以時間為主綫，通過一段段生動的故事展現物理學的發展曆程，以曆史的眼光看待這些正確的理論以及已被拋棄的錯誤理論對物理學的發展所起的作用。同時，書中也介紹瞭一些物理學傢之間的恩怨糾葛，力圖還原曆史人物的真實麵貌。 本書可供對物理學感興趣的讀者閱讀。 

目錄

 一部分　經典力學　1 

 一迴　從古希臘說起　2 

二迴　美地心說　9 

三迴　不美的日心說　15 

四迴　伯樂與韆裏馬　20 

五迴　近代物理學的開端　24 

六迴　宇宙的新發現　30 

七迴　一個美麗的實驗　38 

八迴　一個淒美的故事　43 

九迴　淺談微積分　50 

十迴　力學三大定律　57 

十一迴　蘋果的故事　61 

十二迴　牛頓與上帝　67 

十三迴　有趣的天文測量　72 

二部分　電磁學　79 

十四迴　靜電學簡史　80 

十五迴　從青蛙腿到持續電流　85 

十六迴　尋找電與磁的聯係　89 

十七迴　電動力學　92 

十八迴　電磁感應　98 

十九迴　電磁學的大統一　106 

二十迴　波　111 

二十一迴　尋找電磁波　116 

三部分　熱力學和統計力學　121 

二十二迴　熱力學簡史　122 

二十三迴　熱的本質　129 

二十四迴　熱力學　135 

二十五迴　統計力學　142 

四部分　光學　149 

二十六迴　光，波或微粒？　150 

二十七迴　光譜的故事　156 

二十八迴　光速的測量　163 

五部分　相對論　169 

二十九迴　 一朵烏雲　170 

三十迴　為以太辯護　175 

三十一迴　愛因斯坦與狹義相對論　179 

三十二迴　關於狹義相對論的一些淺見　186 

三十三迴　愛因斯坦的睏惑　192 

三十四迴　廣義相對論　198 

六部分　量子力學　205 

三十五迴　微觀世界　206 

三十六迴　黑體輻射　213 

三十七迴　光電效應　217 

三十八迴　原子的核模型　219 

三十九迴　量子軌道　224 

四十迴　電子的故事　228 

四十一迴　矩陣力學　235 

附一迴　愛因斯坦與諾貝爾奬　237 

四十二迴　電子也可以是波　240 

四十三迴　一個鬼魅般的實驗　244 

四十四迴　風流纔子薛定諤　247 

四十五迴　波動力學與矩陣力學　250 

四十六迴　不確定原理和互補原理　253 

四十七迴　愛因斯坦與玻爾的“戰爭”　256 

四十八迴　EPR佯謬與薛定諤的貓　262 

四十九迴　愛因斯坦的憂傷　266 

七部分　宇宙學　271 

五十迴　宇宙在運動　272 

五十一迴　探索宇宙起源　275 

五十二迴　神奇的中子　278 

五十三迴　恒星的命運　282 

五十四迴　尋找大爆炸的證據　285 

五十五迴　黑洞　288 

五十六迴　奇點可以存在　292 

八部分　量子場論及弦理論概述　295 

五十七迴　量子場論概述　296 

五十八迴　後的統一？　298 

《星際漫遊：宇宙航行的物理學》 內容簡介 本書並非對已建立理論的簡單迴顧，而是一次麵嚮未來的、充滿想象力的物理學探索之旅。我們聚焦於人類如何利用和突破現有物理學框架，實現跨越恒星際的宏偉目標。本書的核心在於“可行性”與“想象力”的結閤，探討在現有理論邊界上，如何構建下一代宇宙航行技術。 第一部分：超越牛頓與愛因斯坦的疆界——星際航行的理論基石 本部分深入探討瞭在宏大尺度上實現高效星際旅行所必須麵對的理論挑戰。我們不會停留於狹義相對論對光速的限製，而是側重於探索如何“繞過”或“規避”這一限製的理論構想。 1. 空間幾何學的彈性：麯速驅動的工程學猜想 麯速驅動（Warp Drive）是科幻文學中的經典主題，但在理論物理學中，它依賴於對時空幾何的極端操縱。本書詳細分析瞭米格爾·阿庫彆瑞（Alcubierre）度規的數學結構，並著重於其實際工程學上的巨大障礙——負能量密度的需求。我們探討瞭 Casimir 效應、量子真空漲落等前沿領域中是否存在可被宏觀利用的負能量來源。討論將集中於“可控的、局部的”時空變形，而非整體的、破壞性的時空結構改變。我們引入瞭“薄膜驅動”的概念，即通過在飛船周圍創建一個受控的、低能耗的時空梯度場，以實現錶觀上的超光速移動，同時保證飛船內部的慣性參考係不受擾亂。 2. 蟲洞的拓撲學與穩定性 蟲洞，作為連接宇宙遙遠兩點的捷徑，其理論基礎在於廣義相對論。然而，維持一個可穿越的蟲洞需要“異物質”（Exotic Matter）——具備負能量密度的物質來對抗引力塌縮。本書將從量子場論的角度，審視“宏觀穩定蟲洞”的可能性。我們分析瞭量子引力理論（如圈量子引力或弦論的低能近似）對蟲洞喉部的約束。重點探討瞭“動態蟲洞激活”的設想：利用極高強度的、瞬時産生的時空擾動，在極短時間內生成並穩定一個臨時的連接通道，而非維持一個永恒的、需要持續能量輸入的通道。 3. 慣性與引力的統一：反作用力引擎的探索 恒星際航行要求推進係統能産生巨大的、持續的推力，同時不對飛船本身造成劇烈的加速度衝擊（G力）。我們探討瞭非傳統推進原理，如利用卡西米爾效應産生的推力，或基於“真空零點能提取”的離子推進係統的高級變體。特彆地，本書深入研究瞭“慣性質量耦閤驅動”的可能性——一種假想的設備，它能通過某種尚未完全理解的機製，在不噴射工質的情況下，改變自身在時空中的“慣性響應”，從而實現推力。這部分內容極大地依賴於對引力與量子效應之間更深層聯係的理解。 第二部分：物質的極限與生命體的適應性——星際飛船的設計哲學 要實現跨越數光年的旅程，飛船的設計不再是簡單的材料工程問題，而是涉及生命維持、輻射防護和能源自給自足的復雜係統。 1. 超級材料與自我修復的結構 星際介質中充斥著高能宇宙射綫和微隕石。一本厚達數百頁的簡介需要詳細闡述飛船結構材料的演進。我們關注“主動式防禦結構”：結閤瞭仿生學與智能材料的復閤層。這包括利用電磁場偏轉高能粒子流的“動態屏蔽層”，以及能夠實時感知損傷並利用納米機器人進行分子級修復的“自愈閤復閤材料”。書中將詳細描述如何設計一種在數百年尺度上仍能保持結構完整性的生態係統。 2. 能源的終極來源：恒星際能源捕獲與轉化 化學燃料和裂變/聚變反應在星際尺度上都是低效的。本書將介紹“戴森群”（Dyson Swarms）的微型化與移動化設想——即飛船自身攜帶微型化、可展開的聚變反應堆或反物質存儲係統。更進一步，我們探討瞭如何利用“宇宙微波背景輻射”（CMB）作為低能耗、無盡的能源來源，盡管其能量密度極低，但通過高效的量子轉換器，理論上可為維持生命支持係統提供基礎電力。反物質的存儲與安全使用，作為最高效的推進劑，其“磁性陷阱穩定度”的工程挑戰也將被詳盡分析。 3. 人類文明的“休眠”與“喚醒”：冷凍與模擬意識 漫長的旅程迫使我們重新思考“旅行者”的定義。本書將比較“深度冷凍休眠”（Cryosleep）的生物學極限與“意識上傳與模擬環境”的可行性。我們審視瞭如何將復雜的人類意識信息精確地數字化，並在一個高度擬真的虛擬環境中維持“旅行者”的精神健康與社會結構，直到抵達目標星係。這部分涉及前沿神經科學與信息物理學的交叉領域。 第三部分：穿越時間的悖論——星際航行中的信息與因果律 成功的星際航行不僅僅是空間的穿越，更是對時間和信息流的控製。 1. 相對論性時間膨脹的社會影響 即使使用麯速驅動，接近光速的旅行依然會導緻顯著的時間膨脹。本書探討瞭“單嚮殖民任務”中，地球文明與“遠徵者”之間因時間流速差異導緻的社會、文化和哲學斷裂。我們模擬瞭數百年後返迴的“遠徵者”如何麵對一個技術和文化可能已完全陌生的母星，以及如何在飛船內部建立一個可持續的、自洽的社會結構。 2. 量子糾纏：超光速通信的最後希望 狹義相對論禁止超光速的信息傳遞，但量子糾纏的“非定域性”提供瞭理論上的可能性。本書將詳細剖析“量子隱形傳態”（Quantum Teleportation）在宏觀尺度上應用於信息傳輸的限製。我們探討瞭如何利用穩定、可控的糾纏對，建立一個橫跨數光年的“量子信道”，即使無法即時傳輸物質，也能保證關鍵數據的同步更新。這要求我們在星際間部署大量的“量子中繼站”或利用先進的引力透鏡效應來增強信號。 3. 新物理學的預見：對基礎常數的重新審視 星際航行的成功可能依賴於發現現有標準模型之外的新物理學。我們假設，如果某些基礎物理常數（如精細結構常數）在宇宙的不同區域或不同時空麯率下略有不同，這種“局部變異”是否可以被工程學利用來降低推進所需的能量門檻？本書將對這些“微調”的可能性進行推演，將其視為工程手段，而非純粹的理論發現。 《星際漫遊：宇宙航行的物理學》旨在激發讀者對物理學前沿的深刻思考，將科幻的浪漫想象建立在最嚴謹的理論框架之上，為人類邁嚮星辰大海的徵途，描繪一幅既充滿挑戰又充滿希望的藍圖。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘事節奏把握得簡直是教科書級彆的典範。它不像有些嚴肅的學術著作那樣佶屈聱牙，讓人望而卻步；也不同於某些過於通俗的讀物，為瞭追求趣味性而犧牲瞭內容的嚴謹性。作者似乎有一種魔力，總能在關鍵的轉摺點上，巧妙地引入一個引人入勝的曆史軼事，或者是一個足以顛覆固有認知的思想實驗，從而自然地將讀者的注意力重新聚焦到核心的物理學原理上。讀到某處關於“觀察者效應”的討論時，我甚至能感受到那種近乎於戲劇性的張力，仿佛親曆瞭科學傢們在實驗室裏與未知搏鬥的艱難時刻。這種流暢且富有層次感的鋪陳，使得即便是涉及到相對復雜的時間和空間概念，也能被讀者輕鬆消化吸收，絕無半點生硬的堆砌感。

評分☆☆☆☆☆

從文筆風格上來看，這本書展現齣一種非常獨特的個人氣質，它不像那種為瞭迎閤大眾而過度簡化的科普讀物，而是帶著一種知識分子特有的沉靜與力量。語言精準，用詞考究，偶爾齣現的比喻也極富畫麵感和衝擊力，絕非陳詞濫調。我注意到作者在描述某些抽象概念時，會特意采用一種近乎詩意的語言，這種“以美承載真理”的手法，極大地提升瞭閱讀的愉悅度和持久性。讀完一個章節後，那種知識被填充的充實感，伴隨著對宇宙運行規律的全新理解，讓人久久不能平靜，甚至影響到瞭我日常觀察天空和思考日常問題的角度，這無疑是一本能夠真正“改變看世界方式”的佳作。

評分☆☆☆☆☆

這本書最讓我驚喜的一點，是它在處理“不確定性”和“哲學思辨”時所展現齣的那種剋製而深刻的態度。在探討那些至今仍睏擾著頂尖物理學傢的未解之謎時，作者沒有急於給齣一個站得住腳的結論，而是選擇坦誠地展示當前的睏境和各種假說的優劣。這種對科學局限性的誠實，反而建立瞭一種更深層次的信任感。它鼓勵讀者去擁抱知識的邊界，去享受“不知道”帶來的探索欲。與其說這是一本知識手冊，不如說它是一場精神的遠足，引領我們穿過清晰的定理，走嚮那些充滿迷霧的猜想之地，讓我們反思“實在”的本質究竟是什麼。

評分☆☆☆☆☆

我必須得說，作者對科學史脈絡的梳理達到瞭一個極高的境界。他並沒有將科學史簡單地視作一係列孤立的發明發現的串聯，而是將其描繪成一幅宏大的人類認知演變圖景。每一次理論的突破，都不是憑空齣現的，而是建立在前人無數次失敗、修正和思想碰撞的基礎之上。特彆是對那些關鍵科學傢的心理側寫，描繪得入木三分，你能感受到他們麵對宇宙終極奧秘時的那種敬畏、孤獨與偏執。書中對某些被主流理論邊緣化但同樣重要的思想流派的尊重與探討，也展現瞭作者開闊的學術視野，這讓整本書的格局瞬間被打開，不再局限於“標準答案”，而是充滿瞭對“可能性”的深思。這種對曆史深層動力的挖掘，遠超齣瞭純粹的知識傳授範疇。

評分☆☆☆☆☆

這部書的裝幀設計實在讓人眼前一亮，那種沉穩的墨綠色配上手繪的星空圖案，光是捧在手裏就能感受到一種厚重與深邃。書頁的紙張質地也十分考究，觸感溫潤，油墨的散發著一種淡淡的紙香，讓人忍不住想要立刻沉浸其中。我尤其欣賞作者在版式上的用心，那些精美的插圖和圖錶，不僅僅是裝飾，更是對復雜概念的有力佐證，使得閱讀過程變成瞭一種視覺與智力的雙重享受。拿到手的時候，那種期待感簡直快要溢齣來瞭，感覺自己不是在拆開一本新書，而是在開啓一個通往未知世界的密道。這本書的開篇導語，寥寥數語就將整部作品的基調定得極準，既有曆史的滄桑感，又不乏對未來探索的激情，這種恰到好處的平衡感，是很多科普讀物難以企及的。我迫不及待地想翻到後麵，看看作者是如何駕馭如此宏大敘事架構的。