~向愛因斯坦請教,53個想知道的物理理論~
從基礎開始,發現原來「相對論」竟然能應用如此廣泛!
愛因斯坦頂著一頭白髮,對著鏡頭吐舌頭的肖像;
在輪椅上的霍金,藉由語音合成器與外界對話。
相信任何人對這兩位20世紀的天才並不陌生,對吧?
不過,他們提出的理論究竟是什麼?又帶給世界如何貢獻?
或許很多人腦內浮現的是影集《世紀天才》或電影《愛的萬物論》,一時間也很難給出回答吧?
這次,3小時速成班將加開全新的課程──「相對論」。
打開本書,文組人也能學會的相對論速成班,即將開課!
正式開課之前,各位不妨先思考下面的問題,作為簡易的課前測驗吧!
Q1・光的速度一直都是保持不變嗎?
Q2・太空船上的太空人,會比地球上的人老得慢嗎?
Q3・「質量」和「重量」有什麼不同?質量等於「能量」嗎?
Q4・為什麼「重力波」被譽為「愛因斯坦最後的功課」?
想要融會貫通相對論,有一點很重要,那就是保持「腦洞大開」的良好狀態。
在物理學的世界,有別於實驗室裡具體操作實證,特別講求運用想像力,假定一切實驗條件均為最理想狀態,對一套假說在大腦中進行實驗,因此又稱做「思想實驗」。
物理史上著名的思想實驗,包括──
永動機▸▸不需要額外提供能源或能量,而能恆久運作的機械。
牛頓大砲▸▸有一座大砲從高山上發射,發射的砲彈軌道取決於初始速度,呈現環形永不下墜軌道、橢圓軌道、拋物線軌道逃離地球。
孿生子悖論▸▸雙胞胎的一人搭乘太空船旅行,另一人留在地球,當旅行者多年後回到地球,發現自己比手足更年輕。
愛因斯坦的相對論,正是透過思想實驗來建構理論。
當我們初次接觸相對論、甚至是難以理解的量子力學時,放下自我設限的成見,以開放的心態參與一場場的思想實驗,才能透視日常所見的巨觀世界,領略奧妙的微觀世界。
就讓相對論推你一把,跨越想像力的限制,從此看見不一樣的宇宙吧。
本書特色
◎從理論公式推導,到「黑洞」的探索新突破,由日本的理科博士轉譯抽象的相對論與量子糾纏,化為文組人也能輕鬆理解的簡明概念。
◎全書架構以11個章節、53個單元組成,從基本知識開始掌握,循序漸進了解相對論如何解釋宇宙與星星的誕生。
◎搭配主題,細數與愛因斯坦同期的偉大科學家,同步了解近代科學發展的多元面貌。
不過,他們提出的理論究竟是什麼?又帶給世界如何貢獻?
或許很多人腦內浮現的是影集《世紀天才》或電影《愛的萬物論》,一時間也很難給出回答吧?
這次,3小時速成班將加開全新的課程──「相對論」。
打開本書,文組人也能學會的相對論速成班,即將開課!
正式開課之前,各位不妨先思考下面的問題,作為簡易的課前測驗吧!
Q1・光的速度一直都是保持不變嗎?
Q2・太空船上的太空人,會比地球上的人老得慢嗎?
Q3・「質量」和「重量」有什麼不同?質量等於「能量」嗎?
Q4・為什麼「重力波」被譽為「愛因斯坦最後的功課」?
想要融會貫通相對論,有一點很重要,那就是保持「腦洞大開」的良好狀態。
在物理學的世界,有別於實驗室裡具體操作實證,特別講求運用想像力,假定一切實驗條件均為最理想狀態,對一套假說在大腦中進行實驗,因此又稱做「思想實驗」。
物理史上著名的思想實驗,包括──
永動機▸▸不需要額外提供能源或能量,而能恆久運作的機械。
牛頓大砲▸▸有一座大砲從高山上發射,發射的砲彈軌道取決於初始速度,呈現環形永不下墜軌道、橢圓軌道、拋物線軌道逃離地球。
孿生子悖論▸▸雙胞胎的一人搭乘太空船旅行,另一人留在地球,當旅行者多年後回到地球,發現自己比手足更年輕。
愛因斯坦的相對論,正是透過思想實驗來建構理論。
當我們初次接觸相對論、甚至是難以理解的量子力學時,放下自我設限的成見,以開放的心態參與一場場的思想實驗,才能透視日常所見的巨觀世界,領略奧妙的微觀世界。
就讓相對論推你一把,跨越想像力的限制,從此看見不一樣的宇宙吧。
本書特色
◎從理論公式推導,到「黑洞」的探索新突破,由日本的理科博士轉譯抽象的相對論與量子糾纏,化為文組人也能輕鬆理解的簡明概念。
◎全書架構以11個章節、53個單元組成,從基本知識開始掌握,循序漸進了解相對論如何解釋宇宙與星星的誕生。
◎搭配主題,細數與愛因斯坦同期的偉大科學家,同步了解近代科學發展的多元面貌。
- 前言
- 第1章 相對論為什麼如此重要?
- 1 在愛因斯坦以前的物理學
- 2 顛覆十七世紀以來的常識
- 3 量子理論如何孕育而出?
- 專欄 瑪麗.居禮的成就
- 4 相對論是什麼樣的理論?
- 專欄 愛因斯坦其人
- 第2章 相對性原理的基礎
- 1 伽利略的相對性原理
- 2 等速直線運動如何發生?
- 3 當加速度發揮作用時,物體會發生什麼事?
- 第3章 光速不變的原理
- 1 話說回來,「光」是什麼?
- 2 光速一直都保持不變嗎?
- 3 傳導光的物質──乙太
- 4 光速可以測量嗎?
- 5 超越光速的物質存在嗎?
- 第4章 在光速中時間會延遲
- 1 每個人的時間速度都一樣嗎?
- 2 以光速移動,就會老得比較慢嗎?
- 3 以光速移動,時間會延遲多少?
- 4 時間延遲程度的指標 ──勞侖茲因子
- 5 時間延遲與相對論的關係
- 6 浦島太郎的故事可能發生嗎? ──孿生子悖論
- 第5章 在光速中長度會縮短
- 1 以光速飛行,太空船的長度會縮短?
- 2 為什麼速度愈快,長度愈短?
- 3 以接近光速移動,物體間的距離也會縮短嗎?
- 4 速度再加上光速,結果會超過光速嗎?
- 第6章 能量等於質量
- 1 「質量」和「重量」的差異
- 2 愈接近光速,質量就會變得愈大?
- 3 能量和質量的關係
- 4 質量可以等同能量嗎?
- 5 解謎愛因斯坦的經典公式「E=mc²」
- 6 粒子必然成對生成與消失嗎? ──成對產生、成對消滅
- 專欄 如何導出「E=mc²」
- 第7章 重力與時空的扭曲
- 1 「質量」和「重力」的差異
- 專欄 希格斯玻色子
- 2 平行線會相交嗎?
- 3 重力如何扭曲空間?
- 4 重力也能扭曲光線嗎?
- 5 我們如何看到重力的作用? ──重力透鏡效應
- 6 愛因斯坦最後的功課──重力波
- 專欄 LIGO(雷射干涉儀重力波天文台)
- 第8章 粒子性與波動性
- 1 光是波動,電子是粒子
- 2 物質有「波」的性質嗎?──物質波
- 3 什麼是「量子化」?
- 4 光也能量子化嗎?
- 5 愛因斯坦無法接受的理論 ──海森堡的不確定性原理
- 專欄 如何導出海森堡的不確定性原理
- 第9章 構成宇宙的物質
- 1 宇宙的起源
- 2 恆星的誕生
- 3 原子的誕生與成長
- 專欄 原子核反應
- 4 恆星的一生
- 專欄 元素週期表
- 第10章 黑洞
- 1 星星會如何結束一生?
- 2 日本觀測到星星的爆炸 ──神岡探測器
- 3 黑洞是什麼?
- 4 黑洞會「蒸發」?
- 5 黑洞的一生如何結束?
- 6 終於真正發現黑洞
- 第11章 宇宙的未來
- 1 宇宙正在膨脹嗎?
- 2 無法觀測的宇宙成分 ──暗物質、暗能量
- 3 宇宙發展的下一階段
- 4 古人眼裡的宇宙
- 後記
- 參考文獻
- 資料來源
- 作者簡歷
- 版權頁
紙本書 NT$ 350
單本電子書
NT$
245
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