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改变世界的方程(牛顿爱因斯坦和相对论)/开放人文

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  • 出版社:上海科教
  • ISBN:9787542851550
  • 作者:(德)哈拉尔德·弗里奇|译者:邢志忠//江向东//黄艳华
  • 页数:278
  • 出版日期:2011-08-01
  • 印刷日期:2011-08-01
  • 包装:平装
  • 开本:16开
  • 版次:1
  • 印次:1
  • 字数:251千字
  • 在哈拉尔德·弗里奇所著的《改变世界的方程(牛顿爱因斯坦和相对论)》中,作者以爱因斯坦、牛顿和一位名叫哈勒尔的现代物理学家三人对话的形式描述了爱因斯坦的思想,这种形式可以*好地描述一个人在了解相对论的过程中所遇到的困难,*通俗的介绍爱因斯坦的思想,有助于广大读者了解一些现代科学的奇迹,为进一步理解现代宇宙学打好基础。
  • 一个简单的数学方程果真能够改变世界吗?它究竟隐含着如何深邃的物 理意义?作者以简明清新、通俗易懂的文笔讲述了狭义相对论的基本思想, 其中著名的质能方程幽那。在人们认识自然界的物质结构和性质之中扮演了 核心的角色。原子弹爆炸的巨大能量来源正是基于这个方程所描述的物理原 理,因此后者通过前者而改变了整个世界。 哈拉尔德·弗里奇所著的《改变世界的方程(牛顿爱因斯坦和相对论)》 的主要内容是以虚拟的三人讨论的形式来表述的,参与者包括艾萨克·牛顿 、阿尔伯特·爱因斯坦和一位虚构的名叫阿德里安·哈勒尔的理论物理学教 授。他们代表了物理学发展的三个不同时代。通过《改变世界的方程(牛顿 爱因斯坦和相对论)》中三人之间生动活泼的对话,读者可以切身领会相对 论的时空观,比如光速不变性原理、时间延缓和空间收缩。而质能关系的出 现则加深了我们对物质世界的理解:核裂变、核聚变、粒子与反粒子的产生 和湮没等等不可思议的现象,都是物质和能量之间相互转化的例证。
  • 内容提要
    作者简介
    中文版序言
    英文版序言
    引言
    第一章 牛顿与真理之海
    第二章 牛顿和**空间
    第三章 邂逅牛顿
    第四章 关于光的对话
    第五章 牛顿与爱因斯坦相会
    第六章 光速乃自然常量
    第七章 事件、世界线和佯谬
    第八章 时空中的光
    第九章 时间延缓
    第十章 快μ子寿命*长
    第十一章 双生子佯谬
    第十二章 空间收缩
    第十三章 时空之奇妙
    第十四章 质量的时空性质
    第十五章 改变世界的方程
    第十六章 太阳的能量
    第十七章 阿拉莫戈多闪电
    第十八章 隐藏在核子中的能量
    第十九章 神秘的反物质
    第二十章 对基本粒子感到惊奇
    第二十一章 物质衰变吗?
    结语
    引文出处
    **读物
    术语表
  • 第一章 牛顿与真理之海 正值伯尔尼大学开始放假的7月下旬,哈勒尔教授飞往加利福尼亚大学 圣巴巴拉分校去参加一个会议。他提前离开伯尔尼是想途中在伦敦拜访几个 朋友。在到达伦敦的当天,他抽空瞻仰了威斯敏斯特教堂里牛顿的陵墓。伫 立在纪念碑前,哈勒尔阅读了这样的墓志铭: 人们应该感谢那些生活在他们之中并为全人类增光的人。这句话表达了 牛顿的英国同胞对他保持至今的崇敬和赞美。牛顿1642年12月24日诞生于林 肯郡的伍尔斯索普——这年(按照儒略历)是他伟大的意大利同行伽利略逝世 的一年——牛顿1727年3月20日逝世于伦敦。
    牛顿思想对于我们世界观的发展的意义是难以估量的。不论是在牛顿之 前还是在牛顿之后,没有一位自然科学家在决定自然科学和技术的发展方向 这方面做得如此之多,也许爱因斯坦是个例外。甚至诗人们也对牛顿思想的 清晰和敏锐有着深刻的印象,谨以蒲柏(Alexander Pope)的**诗句为证: 自然和自然律全被黑夜掩藏, 上帝说:让牛顿降临吧! 于是一切都有了光亮。
    既然打算在英国度**,哈勒尔就决定去参观牛顿工作过的地方,剑桥 的三一学院,它位于伦敦东北大约50英里(约80千米)处。在一个明媚的夏日 星期天,他来到了剑桥。步行不长的一段路穿过这座小城后,他就到达了三 一学院。他很快就发现,在主门左边一座小小的朴素建筑就是牛顿曾经长期 生活和工作过的地方。
    那个星期天早上,在三一学院的大四方院里空无一人。哈勒尔独自坐在 四方院中央的喷泉台阶上,沐浴着阳光并享受着宁静。没有一个人打扰他。
    他只看见一个中年男子,也许是科学家抑或是学院的教员,悠闲地穿过大门 走进牛顿的故居。
    哈勒尔力图想象在牛顿时代这里的事物是怎样一番景象。它也许与现在 没有多大差别。几个世纪以来,三一学院不曾有多大改变。牛顿是1661年考 上剑桥并入学三一学院的。他的主要兴趣是数学、天文学、化学和(不应忘 掉的)神学研究。作为一个学生,牛顿给当时任卢卡斯数学教授[以卢卡斯 (Henry Lucas)的名字命名,他给这个席位捐赠了基金]的巴罗(Issac Barrow)留下了深刻的印象。巴罗的学识并不局限于自然科学和数学,他也 对语言学和宗教问题保持浓厚兴趣。他曾经是一位传道士,也曾是一位具备 拉丁语、希伯来语和阿拉伯语等**知识的希腊语教授。他也教过光学和数 学。
    毋庸置疑,巴罗对他的年轻学生牛顿的发展影响巨大。通过巴罗,牛顿 不仅渐而通晓那个时代的科学思想,而且他晚年对宗教产生非同寻常的浓厚 兴趣也在很大程度上归因于巴罗的引导。特别值得一提的是,巴罗让牛顿了 解了斯宾诺莎(Spinoza)和霍布斯(Hobbes)的思想。
    23岁那年,牛顿获得了哲学学士学位。他本想留在剑桥研究数学,但因 故不得不推迟这个计划。1665年,英国遭到了腺鼠疫的侵袭。当局为了减少 这种传染病传播的危险而关闭了所有的大学。牛顿回到了伍尔斯索普他母亲 的家,后来事实证明这段时日却成了牛顿*多产的时期。在一年半的时间里 ,他不仅发展了微分学和积分学的基本思想,还发展了经典力学的基本思想 。他系统地阐述了万有引力定律——有质量物体间的普遍吸引——直到250 年后,爱因斯坦对这个定律从根本上加以崭新的诠释,它一直是物理学的支 柱之一。
    牛顿在伍尔斯索普住留期间所萌生的丰富思想,只能归结为他那异常集 中的注意力。塞格雷(Emilio Segre)是这样评价牛顿的:“他那特有的天赋 乃是这样一种才能,即在他的脑海中总是不停地抓住一个纯粹的智力问题, 直到他看透它为止。我想,他的杰出就在于他那与生俱来*强大的、*持久 的直觉的力量。任何一个尝试过纯科学或哲学思辨的人都知道,如何才能在 你的脑海里瞬时抓住一个问题并运用你的全部注意力去洞察它,而它却如何 会在你的关注范围内消失或逃逸,让你觉得脑海一片空白。我相信,牛顿能 够在他的脑海里抓住一个问题几小时、几天、几星期不放,直到弄清楚它的 秘密。”。
    P11-14
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