会动的相对论:一张卡片发现爱因斯坦的神奇时空

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作者:[加] 斯蒂芬·杜兰德

出版社:北京联合出版有限公司

出版时间:2018年07月

ISBN:9787559619600

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编辑推荐

★目前唯一的、以“可视化”形式直观呈现相对论的科普书。不需要高深数学、物理学,用肉眼就能看懂相对论。

 

★神奇的相对论“互动书”。用一张有窄缝的卡片,配合精心设计的图像,只需“向上滑动”“左右旋转”两个动作,即可自己演示相对论各种效应,充满乐趣和成就感。

 

★因其“科普上的创意与准确”荣获加拿大教育部特殊奖。

 

★不到100页,如说明书一样简单。从未有这么清楚明白的途径,让每个普通人都能接近人类科学上的高峰——爱因斯坦的相对论。

 

★《星际穿越》这样的科幻大片里的“时空穿越”桥段不再烧脑,让你秒变朋友圈博学红人。

 

 

内容简介

时间和空间的概念是如此的常见,以至于我们觉得它们的存在是“理所当然”的。但是相对论的理论在20世纪初完全颠覆了我们对这两个概念的传统认识:时间的流逝可能变慢,两个人衰老的速度可能不同,光速是一个无法超越的极限,过去、现在和未来的区分也只是一个“现实的幻象”,这些都是爱因斯坦在他的相对论中告诉我们的……

 

本书的作者让我们用一种有趣的互动方式来破解这些令人费解的现象。通过精心设计的图形,配合移动一张带有窄缝的卡片,读者可以用一种可视化的直观方式理解相对论的精髓——无论你是否知道它的原理,你也不必看懂它的方程。关于这个理论你过去不敢提的问题,现在终于有了解答!

书摘 · 插画

作者简介

斯蒂芬·杜兰德,理论物理学家,在加拿大蒙特利尔大学数学研究中心从事教学和科研工作,曾获得蒙特利尔大学物理教师奖。他从事的科学普及工作获得了欧洲数学学会和法国-加拿大科学促进协会的表彰。他还在加拿大广播主持一个周播的专栏。

前言

爱因斯坦的相对论绝对是众多科学理论中最广为人知的。因为它是人类思想发展史上一次根本性的变革,如今,它是人类理解宇宙的一个理论基础。可是相对论也是最不为大众所理解的理论。为什么呢?因为我们对它的直观印象就是高深而无法理解。确实,相对论看上去是如此抽象,如此颠覆常识,以致大部分人都觉得只有借助数学,并且进行很深入的研究之后才能理解它。而这其实是完全错误的。有一种非常直观的方式可以帮助我们理解相对论,这也正是这本小书想要证明的。

 

相对论诞生于1905 年,它让人们重新审视宇宙,特别是重新思考牛顿提出的绝对时间和绝对空间理论。事实上,和表象完全相反,时间和空间并不是两个独立的实体,而是相互关联的概念,因此我们将它们合并为一个“时空”概念。然而在1905 年之前,人们一直觉得牛顿的观点是完全正确的。诚然,日常生活的经验告诉我们:时间流逝的速度对于所有人来说都是一样的,物体的长度也是清晰准确的。然而这些关于时间和空间的设想貌似“显而易见”,却只是针对一个异常复杂的情况做出了并不准确的描述:时间的流逝可以变慢,空间可以收缩,一个人的未来可以是另一个人的过去,两个人变老的速度可能不同,等等。所有这些推论听上去是无稽之谈,可是大部分都已经在实验中被证实了。

 

本书旨在用较小的篇幅来介绍相对论最基础、最革命性的观点。本书的介绍建立在一个被简化了的时空概念基础之上。书中附赠带有缝隙的不透明的卡片,将它放在书中的图像上,你可以自己动手还原时空中的情景。这种可视的操作可以使读者以一种直观的方式去理解相对论中最艰深难懂的部分。事实上,当我们使用这样的解释方法时,那些乍看来无法理解甚至有违逻辑的现象就变得非常合乎情理了。

 

当然,这本书不是要详尽地介绍相对论,而是集中介绍其中的重点。我们推荐的方法是要让读者直奔主题,理解为什么时间和空间是相对的概念,了解时空相对的结果。尤其是这个方法还能帮助我们区别什么是相对的,什么不是相对的,因为在相对论中,并不是所有东西都是相对的。例如,时空本身就是绝对的。当然,阅读这本书需要集中注意力,但是关于这个主题就不用了:发现宇宙隐藏的逻辑了吗?

 

第一章和第二章是关于相对论最著名的两个效应的简短的导论:时间的膨胀和长度的收缩。第三章解释了将时间理解为第四维度的意义并且引出时空的概念。第四章是这本书的核心:在这一章,我们介绍了相对论的三个基础效应并以时空的术语对它们进行解释。第五章通过解决相对论中最重要的两个悖论来深化我们对一些要点的理解。第六章告诉我们为什么光速是非常特殊的,以及它为什么是一个无法跨越的限制。最后,我们还为那些已经拥有一定物理知识并且想继续深入了解相对论的人准备了“延伸阅读”部分。最后要说的是,是否阅读在页面下方的注解(有些比较详尽和深入)并不影响对全书的理解。