趣味横生的相对论科普作品

简介：

一本讲述物理学发展的趣味科普书，其中重点介绍相对论，并进行了相关的推导。

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爱因斯坦 科学 牛顿 时间 相对论 伽利略

脉络：

本书上部（前五章）和大家一起回顾物理学走过的坎坷历史。在伽利略、牛顿等巨星纷纷谢幕之后，超级巨星爱因斯坦闪亮登场。他就像一位横空出世的大侠，无门无派，但出手即震惊天下，他的绝招就是“相对论”。

中间的第六章是一段小说体的跨越半个多世纪的真实历史故事，这个故事尘封已久，现在很多年轻人甚至都不敢相信这就是现实，但真相往往比小说更惊人。

最后四章是本书的下部。在下部中，作者将细致地剖析时空的真相，带你领略神奇的四维时空奇景，了解整个宇宙的终极图景，再回到原子的深处见识不可思议的微观世界，最后看一看当下物理学的最新进展——万物理论。

第一章 不得不说的废话：

1、爱因斯坦的相对论是用来解释原子弹的理论，而不是制造原子弹的理论，对于人们对相对论的普遍误解，霍金在《果壳中德宇宙》中指出:把原子弹归咎于爱因斯坦的相对论，就如同把飞机失事的责任归咎于牛顿的万有引力一样。

2、必须了解的四个概念：

波普尔的证伪说——科学和伪科学的量尺：所有科学定律都是永远无法被“证实”的。

奥卡姆剃刀原理——科学需要什么样的假设：如无必要，勿增实体（需要假设最少的解释往往是最接近真相的解释）

思维实验——在大脑中运行的实验

佯谬——乍一看肯定是不对的，但没想到确是真的(例如：辛普森佯谬)

第二章 伽利略和牛顿的世界

伽利略相对性原理：在任何惯性系中，力学规律保持不变。（惯性系：静止和匀速直线运动状态的统称）

第三章 光的速度

菲索的旋转齿轮法测量光速

迈克耳逊-莫雷实验（MM实验）

第四章 爱因斯坦和狭义相对论*（重点）

 基本原理：（1）相对性原理：所有惯性系都是等价的。 　（2）光速不变原理：真空中的光速是与惯性系无关的常数。

洛仑兹坐标变换： 　X=γ(x-ut) 　Y=y 　Z=z 　T=γ(t-ux/c^2)

由洛仑兹变换公式可推导以下三个效应：

 速度变换： 　V(x)=(v(x)-u)/(1-v(x)u/c^2) 　V(y)=v(y)/(γ(1-v(x)u/c^2)) 　V(z)=v(z)/(γ(1-v(x)u/c^2))

 尺缩效应：△L=△l/γ或dL=dl/γ

钟慢效应：△t=γ△τ或dt=dτ/γ

根据动量守恒定律推导出质速公式：m = mo/√[1 - (v/c)^2]

再根据动能公式推导出质能公式：E=MC^2

第五章 广义相对论的宇宙

 广义相对论将经典的牛顿万有引力定律包含在狭义相对论的框架中，并在此基础上应用等效原理而建立。在广义相对论中，引力被描述为时空的一种几何属性（曲率）；

爱因斯坦-罗森塔尔桥：虫洞

第六章 红色革命

第七章 时空那点事

这个宇宙中任何物体的运动速度（在思维时空中）都是光速C*（比如光年，小时候可能认为是时间单位，长大后懂得多一点认为是距离单位，现在应该明白是时空单位。宇宙空间因为时空的不平坦，所以无法用公里来定义距离，就像海上要用海里来定义距离，因为地球是圆的，海上的直线其实是根圆弧线）

靠谱的时间旅行：时空被弯曲成莫比乌斯带的形状。

第八章 再谈思维时空

宇宙中德任何事情都只能影响它将来光锥内的物体，凡是在事情将来光锥外的物体不会受该事情的任何影响。

果壳中的宇宙

第九章 上帝的判决

万物理论

第十章 宇宙是一首交响乐

超弦理论

收获：

  爱因斯坦：“宇宙最让人难以理解的地方就在于它居然能被人理解。”