爱因斯坦奇迹年：改变物理学面貌的五篇论文 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 约翰·施塔赫尔，范岱年，许良英 著

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店铺： 黄金屋图书专营店

出版社： 上海科技教育出版社

ISBN：9787542861467

商品编码：29785106381

包装：平装

出版时间：2016-06-01

基本信息

书名：爱因斯坦奇迹年：改变物理学面貌的五篇论文

定价：33.00元

作者： 约翰·施塔赫尔,范岱年,许良英

出版社：上海科技教育出版社

出版日期：2016-06-01

ISBN：9787542861467

字数：

页码：212

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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适读人群 ：对科普读物、爱因斯坦、相对论有兴趣的读者

1905年是“爱因斯坦奇迹年”——这一年中，26岁的爱因斯坦发表了5篇划时代的科学论文。了解爱因斯坦创造的奇迹，当然有各种不同的入口和路径。美国波士顿大学物理学教授和爱因斯坦研究中心主任约翰·施塔赫尔编了这本《爱因斯坦奇迹年――改变物理学面貌的五篇论文》，也是希望开辟一条好的路径。他把爱因斯坦在1905年写的5篇文章集中到一起，加上序和导言，希望读者知道爱因斯坦在1905年到底写了一些什么，以至于形成天大的奇迹。但是，爱因斯坦的论文又有多少人看得懂？就是理科大学生也未必能够看懂，更不用说一般的读者了。约翰·施塔赫尔的聪明之处就在于，在书的开始请来英国理论物理学家和宇宙学家罗杰·彭罗斯写了一个“序”，对爱因斯坦奇迹年作了简短而又清晰的剖析，然后施塔赫尔本人又写了总的导言，还在爱因斯坦的每一篇文章前面对该文的背景作了说明。这样，使得这本了解爱因斯坦在20世纪初的原始思想及其如何改变物理学面貌的书，“不仅有很高的文献价值，而且还有更为深刻的启迪作用”。

内容提要

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爱因斯坦是人类历史上的物理学家之一。1905年，他26岁，大学毕业已经5年，在瑞士局工作。当时他已结婚，有一个男孩，家累不轻。然而，他却利用业余时间，在一年之中发表了5篇划时代的物理学论文，创造了科学史上的一大奇迹。
本书由美国波士顿大学爱因斯坦研究中心主任施塔赫尔主编并详撰导言。书中汇编了上述5篇经典性论文，包括爱因斯坦的博士论文，论布朗运动的论文，两篇奠定狭义相对论的论文，以及关于量子假说的论文，并对每篇论文作出背景说明、加上编者注，卷首则冠以当代数学、理论物理学名家罗杰彭罗斯撰写的序言。因此，本书对于了解爱因斯坦在20世纪初的原始思想及其如何改变物理学的面貌，不仅有很高的文献价值，而且还有更为深刻的启迪作用。

目录

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中文版说明
序言 罗杰·彭罗斯
百年纪念版导言 约翰·施塔赫尔
英文版出版者前言
导言
篇 爱因斯坦论测定分子大小的博士论文
论文1 分子大小的新测定
第二篇 爱因斯坦论布朗运动
论文2 热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动
第三篇 爱因斯坦论相对论
论文3 论动体的电动力学
论文4 物体的惯性同它所含的能量有关吗
第四篇 爱因斯坦关于量子假说的早期工作
论文5 关于光的产生和转化的一个试探性观点
译后记

作者介绍

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约翰·施塔赫尔，美国物理学家、科学哲学家。1958年获史蒂文斯理工学院物理学博士学位，1964年至退休任波士顿大学物理学教授兼爱因斯坦研究中心主任，《阿尔伯特爱因斯坦文集》的主编。

文摘

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序言

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《宇宙的结构与生命的起源：对科学前沿的深度探索》 本书汇集了当代物理学、宇宙学以及生物学领域最具突破性的研究成果与深刻洞察，旨在为读者构建一幅宏大而精密的科学图景。它并非对单一历史事件的追溯，而是对人类认知边界的持续拓展，聚焦于我们所处宇宙的根本规律、生命的复杂性及其起源的未解之谜。全书分为四个相互关联的宏大篇章，每一篇章都深入探讨了一个核心的科学领域。 --- 第一部分：时空本质的重构——广义相对论之后的疆域 本部分着眼于继经典物理学革命之后，现代物理学如何继续解构时空的本质，以及对引力本身更深层次的理解。它将带领读者超越我们日常经验的范畴，进入黑洞视界、量子泡沫和引力波的奇特世界。 引力波天文学的黎明：涟漪中的宇宙信息 我们将详细考察LIGO和Virgo等先进探测器的工作原理，分析它们如何首次捕捉到双黑洞合并、中子星碰撞产生的时空涟漪。这部分不仅仅是对技术的介绍，更是对爱因斯坦场方程在极端条件下的实际验证。我们探讨了引力波信号如何为我们提供了观察宇宙中“黑暗”事件的全新窗口，比如超大质量黑洞的形成历史，以及宇宙早期可能存在的引力波背景——那是宇宙大爆炸后瞬间的余晖，至今仍未被完全捕捉。 量子引力之路：弦理论与圈量子引力的殊途同归 在描述宏观宇宙的广义相对论与描述微观粒子的量子力学之间，存在着一道深刻的理论鸿沟。本章审视了当前最主流的尝试弥合这一鸿沟的理论框架。我们深入剖析了弦理论（String Theory）的核心概念，包括额外维度的存在性、M理论的统一愿景，以及它如何尝试解释所有基本粒子的起源。同时，我们也对圈量子引力（Loop Quantum Gravity）进行了详细阐述，探究其如何将时空本身量子化为离散的“空间原子”，并探讨这种离散性对普朗克尺度物理学的影响。我们对比了这两种截然不同的路径，分析了它们各自的预测、目前的实验限制以及它们在统一物理学定律方面的潜力与挑战。 黑洞热力学与信息悖论的哲学思辨 黑洞，作为时空极端弯曲的产物，不仅是物理学的战场，也是哲学思考的熔炉。本章聚焦于霍金辐射（Hawking Radiation）的理论基础，探讨了黑洞如何具有温度和熵。核心议题是著名的黑洞信息悖论：当物质落入黑洞并最终蒸发时，其携带的量子信息是否永久丢失？我们梳理了信息守恒的原则如何在黑洞事件面前受到挑战，并介绍了关于信息“回声”（Fuzzballs）、火墙（Firewalls）以及信息如何以某种编码形式保存于视界边缘的新兴观点。 --- 第二部分：宇宙的演化史诗——从暴胀到暗能量的宏大叙事 这部分将时间线拉伸至138亿年，从宇宙的最初瞬间到支配其当前膨胀的力量，揭示我们对宇宙学模型的最新理解。 暴胀理论的证据链与宇宙微波背景（CMB）的精细结构 我们探讨了宇宙学标准模型（Lambda-CDM）中的关键组成部分——暴胀理论（Inflation）。详细解析了暴胀如何解决视界问题和平坦性问题，并预测了早期宇宙的量子涨落被拉伸成未来星系形成的种子。重点分析了普朗克卫星等任务对CMB数据的测量，特别是对原初引力波（B-modes）的搜寻，这被认为是直接证据，能够揭示暴胀时期的物理尺度和能量。 暗物质的身份之谜：粒子物理的缺失环节 尽管我们能观测到暗物质对星系旋转和引力透镜效应的巨大影响，但其本质仍然是个谜。本章系统梳理了对暗物质候选粒子的探索：从弱相互作用大质量粒子（WIMPs）的经典猜想到轴子（Axions）等更轻量级粒子的复兴。我们详细介绍了地下深处直接探测实验（如XENONnT）的原理，以及大型强子对撞机（LHC）在寻找新物理信号方面的努力。同时，我们也审视了替代引力的理论（如MOND），并评估了它们在解释大尺度结构形成方面的局限性。 宇宙的加速膨胀：暗能量的本质与命运 20世纪末对遥远超新星的观测揭示了一个惊人的事实：宇宙正在加速膨胀。本章聚焦于驱动这一加速的神秘力量——暗能量。我们深入分析了作为暗能量主要候选的宇宙学常数（Cosmological Constant）的微调问题（Fine-Tuning Problem），即其观测值比理论预测低了惊人的数量级。此外，我们考察了更具动态性的暗能量模型，如昆虫能量场（Quintessence），以及它们对宇宙未来命运（热寂、大撕裂或收缩）的预测差异。 --- 第三部分：生命的源代码与复杂性——从化学到生物学的涌现 本部分将视角从浩瀚的宇宙转向微小的生命体，探讨生命起源的化学基础，以及复杂系统如何从简单的规则中涌现。 生命的化学起源：从无机物到自我复制 我们追溯对生命起源的科学探究，分析了原始汤理论（Primordial Soup）的局限性，并转向更具前沿性的模型，例如深海热液喷口（Hydrothermal Vents）作为生命起源地的可能性。本章重点讨论了关键的“先决条件”：如何从无机化学物中形成自催化的RNA世界，以及氨基酸和核苷酸等有机分子如何在早期地球环境中高效聚合。我们考察了手性（Chirality）问题的解决路径，即生命为何偏爱左旋氨基酸和右旋糖。 非平衡态热力学与耗散结构 生命是一种高度有序的结构，这似乎与热力学第二定律相悖。本章引入非平衡态热力学（Non-Equilibrium Thermodynamics）的概念，阐述了在远离热力学平衡的开放系统中，能量流动如何催生出耗散结构（Dissipative Structures）。我们将探讨普里戈金（Prigogine）的理论如何解释细胞、湍流乃至星系团等复杂系统如何通过不断地消耗自由能来维持其内部的低熵状态。 涌现与复杂性：信息如何在系统中流动 生命和意识是自然界中最复杂的涌现现象之一。本章关注复杂性科学（Complexity Science），探讨信息如何在不同层次的系统中传递、处理和演化。我们分析了元胞自动机（Cellular Automata）等计算模型如何展示简单的局部规则如何导致全局的、不可预测的行为。这种涌现的视角将物理学的基本定律与生物信息学和认知科学的最新进展联系起来，探究“生命”这一现象在物理学框架下的本质意义。 --- 第四部分：认知的前沿——人类思维的物理学基础与局限 本部分将科学的目光投向观察者本身——人类的意识与知识构建能力，探讨我们认识世界的能力是否受到宇宙基本定律的限制。 信息与熵：物理学中的信息量化 现代物理学，特别是与黑洞和量子计算相关的领域，越来越将“信息”视为一种基本物理实体。本章探讨了兰道尔猜想（Landauer's Principle），即信息擦除过程的物理成本，以及它如何建立起信息、能量和熵之间的联系。我们审视了全息原理（Holographic Principle）的深远影响，即一个区域所包含的物理信息总量可能只与其边界的面积成正比，而不是体积，这颠覆了我们对空间维度的直觉认知。 量子计算与可计算性的极限 量子力学不仅描述了粒子，也为信息处理提供了全新的范式。本章详细介绍了量子比特（Qubits）如何通过叠加和纠缠实现指数级的并行计算能力。我们探讨了Shor算法和Grover算法的原理及其对现有加密体系的威胁。更重要的是，我们讨论了量子霸权（Quantum Supremacy）的真正含义，以及它对探索当前经典计算机无法模拟的复杂物理系统（如强关联电子系统或分子模拟）的潜力。 知识的边界与未知的领域 最后，本书以对科学方法论的反思收尾。我们探讨了科学知识的内在局限性，尤其是在面对哥德尔不完备定理在更广阔物理学框架中的潜在映射时。我们讨论了当前物理学理论（如粒子物理学标准模型）的未解决问题——那些需要“新物理学”才能解释的异常现象——以及人类认知结构在理解多维空间、时间本质和意识的物理基础时可能遭遇的哲学与实践障碍。本书鼓励读者以批判和开放的心态，迎接科学前沿的持续挑战。

评分☆☆☆☆☆

我一直对科学史，尤其是20世纪初的物理学革命抱有浓厚的兴趣，所以这本书的书名第一时间就抓住了我的眼球。 “爱因斯坦奇迹年”这几个字，简直就是金字招 চাকরির，勾起了我无限的遐想。我脑海中浮现出的是一个充满活力和颠覆的时代，一群天才的思想在碰撞，世界观正在被重塑。而“改变物理学面貌的五篇论文”更是让我对接下来的内容充满期待，我迫切想知道，究竟是哪五篇论文，它们以怎样的方式，是如何一步步瓦解了牛顿力学统治下的物理学大厦，又为我们搭建起了一个全新的宇宙图景。我希望这本书能够深入浅出地解读这些艰深的理论，让我这个非物理专业人士也能领略到其中的精妙之处。我设想，书中会穿插着当时的科学背景，以及爱因斯坦和其他科学家之间的互动，这样一来，理论的诞生过程会更加生动有趣。 我特别想了解，在当时那样一个信息相对闭塞的年代，爱因斯坦是如何独立思考，并提出那些如此前瞻性的思想的。这本书的名字，仿佛已经为我打开了一扇通往20世纪初物理学黄金时代的大门，我正迫不及待地想要踏入其中，去一探究竟。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名真是太吸引人了，我一看到就觉得它一定会带我进入一段精彩的物理学探索之旅。“奇迹年”这个词语本身就充满了魔力，暗示着那一年的不平凡。我一直对爱因斯坦这位伟大的科学家充满敬意，他的思想简直是超越时代的。而“改变物理学面貌的五篇论文”更是直接点明了这本书的核心内容，让我对那五篇划时代的著作充满了好奇。我设想，这本书会以一种非常清晰易懂的方式，向我展示爱因斯坦是如何在那短短一年内，颠覆了我们对宇宙的认知。也许会从光电效应开始，逐步深入到相对论的诞生，每一个概念的提出，每一次思想的碰撞，都会在我脑海中清晰地呈现。我尤其期待书中能够描绘出爱因斯坦在构思这些理论时的心路历程，他可能经历了怎样的挣扎、灵感迸发，以及最终取得突破的喜悦。我希望这本书能够不仅仅是理论的堆砌，更能让我感受到科学的魅力，体会到智者探索未知的勇气和智慧。这本书的书名承诺了“奇迹”，我迫不及待想在字里行间寻找那个属于物理学的“奇迹”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，如同一声悠远的钟鸣，在我心中激起了层层涟漪。 “爱因斯坦奇迹年”，光是这几个字，就足够让人浮想联翩，仿佛能听到宇宙深处智慧的低语。我总觉得，一个人的“奇迹年”，必然是思想迸发、灵感如潮的时期，而爱因斯坦的奇迹年，更是直接关联到我们对世界的理解。 “改变物理学面貌的五篇论文”，这句介绍更是直击要害，毫不含糊地指明了本书的核心价值。我能想象，书中会将那五篇艰深的科学文献，剥开层层学术的外衣，以一种更为平易近人的方式呈现在读者面前。我希望不仅仅是看到公式和理论的陈述，更能感受到在那背后，爱因斯坦是如何一步步构建起他的伟大思想体系的。我期待书中能描绘出他当时的学术环境，他所面对的科学难题，以及他如何凭借非凡的洞察力和想象力，一个个地将其攻克。 这本書名，彷彿預告了一場思想的盛宴，一場智力的探險，我已準備好，隨着作者的筆觸，一同進入那段輝煌的歲月，感受那份改變世界的“奇迹”。

评分☆☆☆☆☆

我对物理学的兴趣，很大程度上源于对宇宙奥秘的好奇，而爱因斯坦无疑是解开这些奥秘的关键人物之一。这本书的名字《爱因斯坦奇迹年：改变物理学面貌的五篇论文》，像是一个精心设计的邀请函，直接点出了那一年的非凡意义和核心内容。我之所以对它如此期待，是因为我深知“奇迹年”这个词绝非浪得虚名，它代表着一段密集而颠覆性的思想产出。 我设想，这本书会像一位经验丰富的向导，带领我穿越复杂的物理学概念，去理解那五篇具有里程碑意义的论文是如何诞生的。我希望它能够清晰地阐述每一篇论文的核心思想，比如光子的概念如何解释光电效应，以及狭义和广义相对论如何彻底革新了我们对空间、时间和引力的认识。我尤其期待书中能够展现爱因斯坦的思考过程，他可能遇到的挑战，以及他如何通过逻辑推理和直觉的结合，最终构建起这些革命性的理论。我渴望在这本书中，不仅学到知识，更能感受到科学探索的激情和智慧的光芒。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，简洁而有力，直击物理学史上的一个关键节点——“爱因斯坦奇迹年”。这几个字本身就充满了巨大的吸引力，它承诺的不仅仅是关于一个伟人的故事，更是关于一场深刻的、颠覆性的科学革命。 “改变物理学面貌的五篇论文”，这个副标题更是将内容聚焦，让我立刻意识到，这将是一次深入探究那些真正具有划时代意义的科学文献的旅程。 我想象，这本书不会仅仅是对这五篇论文的生硬解读，而是会将其置于当时的时代背景之下，展现出爱因斯坦是如何在众说纷纭、旧有理论根基动摇的时刻，凭借其非凡的智慧和独立思考，开辟出一条全新的道路。我期待书中能够用生动形象的语言，解释那些抽象的物理概念，让我能够体会到理论的精妙之处，以及它们如何一步步瓦解了旧的物理学框架，并为新的理论体系奠定基石。我渴望在阅读的过程中，能够感受到科学思想的碰撞、论证的严谨，以及最终突破性的发现所带来的震撼。 这本書名，仿佛是對那段非凡歲月的頌歌，我正期待着，在書中尋找那份屬於科學的浪漫與力量。