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圖解廣義相對論時空是怎樣彎曲的+破解引力廣義相對論的誕生之路(共2冊)

  • 作者：沈賢勇|責編:王清顥
  • 出版社：化學工業
  • ISBN：7122010187420
  • 出版日期：2025/01/12
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：598
人民幣：RMB 217.8 元      售價：元
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內容大鋼
    《時空是怎樣彎曲的(圖解廣義相對論)》：
    運動的鍾變慢，運動的直尺縮短；靠近地球的鍾變慢，靠近地球的直尺變長。這些改變讓地球周圍的時間和空間變得不均勻。這種不均勻性在幾何上的表現就是時空彎曲，在物理上的表現就是蘋果掉下來。這些結論就是相對論的主要內容，本書採用直觀的示意圖對這些內容做了詳細的解釋說明。比如採用時空圖解釋了時間為什麼變慢、空間為什麼收縮，採用摺疊時空解釋了地球周圍時間為什麼變慢、空間為什麼變長。利用時間和空間的不均勻性解釋了時空是怎樣彎曲的，特別對時間的彎曲做了詳細說明。
    本書圖文並茂，深入淺出，適合對相對論感興趣的廣大讀者閱讀，也可作為學習相對論的輔助讀本。
    《破解引力(廣義相對論的誕生之路)》：
    本書分為五篇對廣義相對論進行了介紹，第1篇主要討論等效原理、空間觀和時間觀的歷史淵源、形成過程和對經典力學的早期批判；第2篇包括經典力學的危機在電磁學發展過程中的暴露情況，為了解決危機而誕生狹義相對論的過程；第3篇介紹了在推廣狹義相對論過程中，愛因斯坦的思想認識是如何一步步向前推進的，以及對牛頓引力進行修正的早期探索；第4篇詳細介紹了愛因斯坦在1912—1915年對引力場方程進行艱難探索的詳細過程；第5篇以地球為例子對廣義相對論本身進行展示說明。本書作為廣義相對論的入門書籍，完全避開了直接採用黎曼幾何去介紹廣義相對論給讀者造成的數學障礙，而是只採用最基礎的微積分和線性代數運算來展示相關物理和思想，並輔以大量圖片，降低了讀者理解的門橙。同時，本書盡量沿著物理學家的真實探索路徑和歷史發展順序來闡述相關理論的來龍去脈，側重於展示相關物理概念和物理思想的萌芽、演化和最終形成過程，從而讓讀者掌握廣義相對論所包含的豐富物理內容和物理思想。
    本書適合對廣義相對論感興趣的讀者閱讀，可作為高中生、本科生、研究生學習廣義相對論的入門書籍，也可供相關領域或科學史科研工作者、教師參考。
作者介紹
沈賢勇|責編:王清顥
    沈賢勇，網名@川山洞主，四川樂山人，2015年畢業於上海師範大學天體物理中心，獲博士學位，研究方向為引力修改與暗能量，現任教於浙江樹人學院。
目錄
《時空是怎樣彎曲的(圖解廣義相對論)》
上篇  蘋果為什麼會掉下來
  開場——《星際穿越》的電影片段
  第1章  櫻滿集星——不曾感知到的世界的真實模樣
    1.1  櫻滿集星人體驗到的時間
    1.2  櫻滿集星人體驗到的空間
    1.3  地球人與櫻滿集星人之間的協議
    1.4  櫻滿集星人體驗到的質量
    1.5  櫻滿集星人測量出的光速值
  第2章  空間的彎曲——表現為空間長度變長
    2.1  地球周圍空間的彎曲—同一段空間的長度變長所產生的「擠壓」
    2.2  空間看上去的形狀
    2.3  空間彎曲的表現方式
    2.4  地球周圍空間的彎曲程度
  第3章  我們如何記錄時間——難以覺察的時間性質差別
    3.1  引力場不存在的情況—日常生活習慣的時間記錄方式
    3.2  引力場帶來的本質改變
    3.3  如何沿用日常生活習慣的記錄方式—人為標記時間
    3.4  時間的兩種記錄方式
    3.5  兩種記錄方式之間的差別
  第4章  時間的彎曲——表現為時間流逝變慢
    4.1  需要澄清的混亂—同一段時間的兩種不同含義
    4.2  同一段時間的兩種長度
    4.3  時間的彎曲—同一段時間間隔的標準長度變長所產生的「擠壓」
    4.4  時間「看上去」的形狀
    4.5  時間彎曲的表現方式
    4.6  二維時空面的彎曲
    4.7  地球周圍時間的彎曲程度
  第5章  黑洞——時空彎曲的極端案例
    5.1  中子星附近時空的彎曲程度
    5.2  黑洞的邊界
    5.3  時間流逝趨於無窮慢的地方
    5.4  我們能掉進黑洞嗎
    5.5  黑洞的內部—時間與空間對換
    5.6  探索時空本質的信使
  第6章  蘋果為什麼會掉下來——時間彎曲的表現
    6.1  不受外部干擾的物體是如何運動的
    6.2  蘋果下落的真相—居然來自時間的本性
    6.3  放大9億億倍—全部奧秘所在
  第7章  衛星為什麼會圍繞地球旋轉——時間彎曲占主導
    7.1  衛星圍繞地球旋轉的原因也來自時間的彎曲
    7.2  空間彎曲對衛星運動的影響
  第8章  光線為什麼會彎曲——時間彎曲和空間彎曲各貢獻一半
    8.1  如何判斷時空彎曲所產生貢獻的大小
    8.2  壓倒性勝出—時間彎曲的貢獻遠大於空間彎曲的貢獻
    8.3  少有的旗鼓相當—空間彎曲與時間彎曲產生的貢獻相當
  第9章  引力波——時空的另外一種彎曲
  第10章  正確理解「時空彎曲告訴物體如何運動」
    10.1  最常見的誤解
    10.2  誤解的澄清

    10.3  廣義相對論核心思想的另一種表述
    10.4  人類理性的閃耀
下篇  愛因斯坦如何發現這一切
  第11章  肉眼可見的相對論效應——磁力是如何產生的
    11.1  最熟悉的相對論效應—磁場和電場都是相對的
    11.2  為什麼電磁現象最容易暴露出相對論效應
    11.3  相對論的世界浮出水面
  第12章  光速不變——相對論效應最重要的表現
    12.1  愛因斯坦當年的追光問題
    12.2  相對論效應產生的必然結果：存在一個極限速度
    12.3  相對論效應最重要的表現：光速不變現象
  第13章  每個人都有屬於自己的時間和空間——相對論的意義
    13.1  光速不變—愛因斯坦所採用的最關鍵線索
    13.2  時間流逝快慢的相對性
    13.3  空間長度的相對性
    13.4  同一個時刻的相對性
    13.5  整個空間都是相對的
    13.6  細棒變短的原因
    13.7  時間流逝變慢的原因
    13.8  相對論發現的最重要對象—時空
    13.9  時空的光錐結構
    13.10  狹義相對性存在的根源—兩個常見誤解的澄清
    13.11  一種新時空觀的誕生
  第14章  質能方程——日常生活中無處不在發揮作用
    14.1  一般能量的狹義相對性—質能方程
    14.2  質量的狹義相對性
    14.3  發生在我們身邊的質能方程
    14.4  重新認識時空與物質之間的界限
  第15章  愛因斯坦一生中最快樂的思想——等效原理
    15.1  狹義相對論到廣義相對論的橋樑
    15.2  等效原理所蘊含的本質思想
      15.2.1  亞里士多德對運動的分類
      15.2.2  笛卡爾對運動的分類
      15.2.3  行星運動的真相被掩蓋
      15.2.4  真相被愛因斯坦揭露
      15.2.5  愛因斯坦對運動的分類
  第16章  蘋果為什麼會掉下來——更直觀的解釋
    16.1  時間流逝變慢的根源
    16.2  時空彎曲的途徑—「摺疊時空」
    16.3  時間流逝在地球附近變慢的原因
    16.4  空間真實長度在地球附近變長的原因
    16.5  物體質量在地球附近會增加的原因
    16.6  重力只是一種表象
附錄
  附錄1  推導同一個時刻的相對性
  附錄2  推導質能方程E＝mc2
參考文獻

《破解引力(廣義相對論的誕生之路)》
第1篇  等效原理

  第1章  什麼是合乎自然的運動？——重性與慣性
    1.1  自然
    1.2  重性
    1.3  慣性
    1.4  重性與慣性
  第2章  重力與慣性力
    2.1  亞里士多德宇宙體系的兩個重要「基因」
    2.2  對重性概念的早期修補方案—-雙重性理論
    2.3  歷史發展的曲折性——真相被掩蓋
    2.4  「基因」的突變——慣性思想的「胚胎」：virtus或者impetus
    2.5  另一個「基因」的突變——重力思想的「胚胎」：virtus of gravitas
    2.6  慣性思想誕生的三大障礙
    2.7  哥白尼日心說—一第一個思想障礙的消失，也是重力思想的萌芽
    2.8  伽利略的貢獻：運動是一種自身就可以獨立存在的對象
    2.9  笛卡兒理性主義帶來的轉折——物理學的分界點
    2.10  慣性思想的正式誕生——所有思想障礙的掃除
    2.11  笛卡兒理性主義的另一個影響——重力思想逐漸清晰：vis of gravitas
    2.12  慣性力思想的誕生—惠更斯的答案：vis centrifuga
    2.13  慣性力思想的誕生——牛頓的答案：vis inertia
    2.14  思想的彙集——vis impressed、vis of gravitas、vis inertia、vis centrifuga
    2.15  牛頓第二定律——力概念的誕生，物理屬性開始被屏蔽
    2.16  力（force）概念的成熟
    2.17  「重力」取代「重性」--真相被掩蓋
    本章小結
  第3章  數學對象是真實存在的嗎？——笛卡兒之前與之後的空間
    3.1  數學對象是真實存在的嗎？
    3.2  笛卡兒的理性主義
    3.3  亞里士多德的空間——與物質密切相關的等級空間
    3.4  笛卡兒的空間——歐幾里得幾何空間
    3.5  牛頓的空間——與物質無關的絕對空間
    3.6  絕對空間和相對空間的數學化
    3.7  絕對空間真的存在嗎？——牛頓的辯護
    3.8  為了證明絕對空間存在而付出的代價
    3.9  絕對空間與虛空（真空）
    3.10  具有「特權地位」的運動和空間
    3.11  馬赫對牛頓絕對空間的批判
    3.12  牛頓的時間——與物質無關的絕對時間
    本章小結
  第4章  牛頓對引力的構造
    4.1  「重性」思想逐漸瓦解，「吸引」思想逐漸形成的階段
    4.2  爭論階段
    4.3  新思想誕生的階段：一場深刻的思想轉變，從吸引作用到引力
    4.4  勝利階段
    4.5  牛頓對引力的構造過程
    4.6  牛頓引力存在的根基——絕對空間的存在
    4.7  天體運動背後被掩蓋的真相
    4.8  真相被掩蓋的過程——從固有屬性到吸引作用再到牛頓的引力理論
  第5章  機械世界觀和牛頓力學——新的權威
    5.1  笛卡兒的世界——機械世界觀
    5.2  牛頓力學

    5.3  牛頓力學的發展——另外一條數學化道路
    5.4  經典力學——多條數學化道路
    本章小結
  第6章  哲學思想的巨大轉變——馬赫和龐加萊的批判
    6.1  理性主義與經驗主義
……
第2篇  經典力學的危機以及狹義相對論的誕生
第3篇  狹義相對論向加速參考系推廣過程
第4篇  愛因斯坦探索新引力理論的過程
第5篇  新引力理論的新特徵
附錄

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