理解科学丛书·物含妙理总堪寻：从爱因斯坦到霍金 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵峥 著

图书标签:

• 科学普及
• 物理学
• 爱因斯坦
• 霍金
• 宇宙学
• 相对论
• 科学史
• 通俗读物
• 理解科学
• 科普读物

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302340492

版次：1

商品编码：11366681

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 理解科学丛书

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：300

正文语种：中文

编辑推荐

　　

讲解20世纪以来一个个激动人心的物理学发现及其基本原理，

　　勾画现代人应该具备的科学文化视野。

　　中国大学视频公开课Top10人气榜中的一门自然科学课程，

　　一部深入浅出、引人入胜的近代物理学“教科书”。

内容简介

　　《物含妙理总堪寻：从爱因斯坦到霍金》来源于作者长期以来在北京师范大学开设的一个科普讲座“从爱因斯坦到霍金的宇宙”。该讲座历时20余载，并在一些院校和单位举办过不同形式的讲座和公开课，重点介绍物理学和天文学领域的科普知识、科研前沿，以及科学发现的曲折历程，内容包括爱因斯坦与相对论、弯曲的时空、黑洞、宇宙的演化、量子论的创建与争论、原子弹与核能的和平利用、天文学的若干知识、对时间本质的探索等。

作者简介

　　赵峥，北京师范大学物理系教授，博士生导师。1967年毕业于中国科技大学物理系，1981年于北京师范大学天文系获硕士学位，1987年于布鲁塞尔自由大学国际理论化学与理论物理研究所获博士学位。曾任北京师范大学研究生院副院长，物理系主任，中国引力与相对论天体物理学会理事长。长期从事理论物理的教学与研究，在相对论与黑洞领域发表科研论文100余篇，曾讲授广义相对论、量子力学、统计物理、黑洞物理、量子场论等课程。同时参加教学研究、科普教学，开设“从爱因斯坦到霍金的宇宙”等公选课，并在许多院校做科普报告。主要著作有《黑洞的热性质与时空奇异性》（获第十二届中国图书奖）、《广义相对论》、《广义相对论基础》、《黑洞与时间的性质》、《黑洞与弯曲的时空》，以及科普类图书《探求上帝的秘密》（获第十一届中国图书奖）、《物理学与人类文明十六讲》、《相对论百问》等。

精彩书评

　　你想了解爱因斯坦和霍金吗？你想了解神秘的黑洞和宇宙吗？本书用通俗易懂的语言介绍了爱因斯坦的创新历程和霍金不屈不挠的科学生涯。什么是双生子佯谬？宇航员会比留在地球上的他的双胞胎兄弟年轻吗？怎样理解时空弯曲？黑洞有哪些特点？如何理解宇宙大爆炸模型？它有哪些观测证明？有没有时间隧道?能不能制造时间机器使人回到自己的过去？
　　——果壳网网友Cow

目录

扉页
序言
第一讲 爱因斯坦与物理学的革命
第二讲 弯曲的时空—广义相对论
第三讲 白矮星、中子星与黑洞
第四讲 霍金与黑洞
第五讲 膨胀的宇宙
第六讲 时空隧道与时间机器
第七讲 激动人心的量子物理
第八讲 比一千个太阳还亮
第九讲 点燃科学的朝霞
第十讲 神坛上下的牛顿
第十一讲 漫步太阳系
第十二讲 时间之谜
附录
扉页诗句的注释与随想
主要参考书目
后记

精彩书摘

　　3、走向狭义相对论
　　爱因斯坦独辟蹊径
　　爱因斯坦没有注意洛伦兹等人的工作，也没有注意迈克耳孙实验，他主要抓住的是斐索实验与光行差实验的矛盾。光行差与迈克耳孙实验的矛盾体现在运动介质是否拖动以太上。光行差现象表明，作为介质的地球完全没有拖动以太；迈克耳孙实验则表明，似乎地球完全拖动了附近的以太。斐索实验研究了流水对光速的影响，其结论是作为介质的流水似乎部分地拖动了以太，但又没有完全拖动。这也与光行差现象认为运动介质完全不拖动以太的结论相冲突。爱因斯坦认识到解决上述矛盾最简单的方法就是放弃以太理论，不承认有以太存在。
　　爱因斯坦深受奥地利物理学家兼哲学家马赫影响。他阅读过马赫的著作《力学史评》，在这本书中，马赫勇敢地批判占统治地位的牛顿的绝对时空观，认为根本就不存在绝对空间和绝对运动，也不存在以太，一切运动都是相对的。爱因斯坦接受马赫相对运动的思想，认为观测不到的东西都不应该轻易相信其存在，哪个实验证明了存在绝对空间？谁看见过以太？因此以太理论和绝对空间概念都应该放弃。他认为伽利略变换不等于相对性原理。他考虑了①麦克斯韦电磁理论（包括真空中的光速c是常数的结论），②相对性原理与③伽利略变换之间的矛盾，认为“麦克斯韦电磁理论”和“相对性原理”比伽利略变换更基本。他认识到，如果既坚持“相对性原理”又坚持“麦克斯韦电磁理论”，就必须承认真空中的光速在所有惯性系中都是同一个常数c，即必须承认“光速不变”。他把“光速不变”看作一条基本原理，称为“光速不变原理”。注意，“光速不变原理”不是说在同一惯性系里真空中的光速处处均匀各向同性，是一个常数 c，而是说在任何惯性系中测量，真空中的光速都是同一个常数 c，光速与光源相对于观测者的运动速度无关。
　　爱因斯坦得出光速不变原理不是偶然的，而是经历了长时间的思考过程。
　　他在阿劳中学学习时就考虑过一个思想实验： 假如一个观测者以光速运动，追光，这个观测者应该看到一个不依赖于时间的波场。但是谁都没有见过这种情况。这个有趣的问题表明，人似乎不可能追上光，光相对于观测者似乎不会静止，一定有运动速度，通常的速度迭加法则好像对光的传播问题不适用。这个思想实验不时浮现在爱因斯坦的脑海中。
　　此外，爱因斯坦知道，天文望远镜对双星轨道的观测，支持光速与光源运动无关的观点。如果光速与光源运动速度有关，双星中向着我们运动（趋近）的那颗星和背离我们运动（远离）的那颗星发出的光，飞向地球的速度将不同。这将导致两颗星同时发出的光会一先一后到达我们眼中；或者说我们同时看见的这两颗星的图像，产生的时间不是同一时刻。如果真是这样，我们看到的双星轨道应该产生畸变。但天文观测没有发现这种畸变，双星轨道是正常的椭圆。这支持了光速与光源运动速度无关的看法。
　　经过长时期的思考后，爱因斯坦终于解开了这个难解之谜。他认识到速度迭加法则并非物理学的根本原理，这个法则也不等价于“相对性原理”的数学表达。“光速的绝对性”（即光在所有惯性系中的速度都是同一个常数c）才是一条应该坚持的基本原理，他称其为“光速不变原理”，并把“光速不变原理”和“相对性原理”一起，作为自己的新理论（相对论）的基石。
　　爱因斯坦是在长时间的反复思考之后，才得出这一原理的。早在他的相对论论文发表之前一年多，他就认识到相对性原理和麦克斯韦电磁理论都是大量实验证实的理论，都应该坚持。但这样导致的“光速不变”结论似乎与建立在伽利略变换基础上的速度迭加法则以及人们的日常观念相矛盾，爱因斯坦觉得“这真是个难解之谜”。
　　1905年5月的一天，他带着这一问题专门拜访了他的好友贝索（“奥林匹亚”科学院的一个成员）。经过一下午的讨论，爱因斯坦突然明白了，问题出在“时间”上，通常的时间概念值得怀疑。“时间并不是绝对确定的，而是在时间与信号速度之间有着不可分割的联系。有了这个概念，前面的疑难也就迎刃而解了。”他认识到如果坚持把相对性原理和光速不变（即光速与观测者相对于光源的运动速度无关）都看作公理，异地时钟的“同时”将是一个相对的概念。5周之后，爱因斯坦开创相对论的论文就寄给了杂志社。
　　贝索是个一事无成者的典型。他一生都在听课、学习，课听了一门又一门，书学了一本又一本。他还喜欢与别人争论，反驳别人的意见，但从不想自己去完成一件独立的工作。这次与爱因斯坦的讨论，大大地启发了爱因斯坦，但他自己并未搞清启发了爱因斯坦什么。当爱因斯坦感谢他在讨论中帮助了自己时，他感到茫然。爱因斯坦在这篇创建相对论的划时代论文的最后感谢了贝索对自己的帮助和有价值的建议。贝索十分激动，说“阿尔伯特，你把我带进了历史”。
　　爱因斯坦1922年在日本京都的一次演讲中曾提到他与贝索的这次讨论。讨论使他认识到两个地点的钟“同时”，并不像人们通常想象的那样，是一个“绝对”的概念。物理学中的概念都必须在实验中可测量，“同时”这个概念也不例外。而要使“同时”的定义是可测量的，就必须对信号传播速度事先要有一个约定。由于真空中的光速在电磁学中处于核心地位，爱因斯坦猜测应该约定（或者说“规定”）真空中的光速各向同性而且是一个常数，在此基础上来校准两个异地的时钟，即定义异地时间的同时。研究表明，在约定光速并承认光速的绝对性（光速不变原理）的基础上定义的“同时”将是一个相对的概念。我们看到，定义两个地点的钟同时，必须首先约定光速各向同性而且是一个常数。要在作相对运动的所有惯性系中，都用对光速的同一个约定来定义异地时钟的“同时”，则必须假定光速是绝对的。爱因斯坦曾经与贝索等人一起阅读过庞加莱的《科学与假设》，该书就议论过时间测量与光速的内在联系。庞加莱猜测，要测量时间，要校准不同地点的钟，可能首先要对光速有一个约定。与贝索的讨论可能使爱因斯坦想起了庞加莱的观点，不过爱因斯坦未明确指出这一点。此外，与贝索的讨论还可能再次使爱因斯坦想到了他在阿劳中学读书时考虑过的那个思想试验： 以光速运动的观测者将看到光是不依赖于时间的波场，但从未有人见过这种情况，所以比较自然的想法是，光不可能相对任何观测者静止，对任何观测者都一定作相对运动。
　　爱因斯坦能够从纷乱的理论探讨和实验资料中，认识到应该把光速看作绝对的，并毅然提出这一全新的观念，是极其难能可贵的。在光速不变原理和相对性原理的基础上,他推出了两个惯性系之间的坐标变换关系,这个关系就是洛伦兹等人早已得出的变换公式（1.14）。 不过，爱因斯坦是在不知道洛伦兹等人的工作的情况下，独立推出这一公式的。更重要的是，爱因斯坦对公式（1.14）的解释与洛伦兹完全不同。洛伦兹认为相对性原理不正确，认为存在绝对空间（以太），变换式（1.14）中的速度v是相对于绝对空间的，因而，变换式（1.14）描述的是相对于绝对空间运动的惯性系与绝对空间静止系之间的关系。爱因斯坦则认为，相对性原理成立，不存在绝对空间，不存在以太，式（1.14）描述的是任意两个惯性系之间的变换，v是这两个惯性系之间的相对速度，根本与绝对空间的概念没有关系，所以他赞同把自己的理论叫作相对论。
　　我们看到非常有趣的情况,相对论的最主要的公式洛伦兹变换,是洛伦兹最先给出的,但相对论的创始人却不是洛伦兹而是爱因斯坦。应该说明,这里不存在篡夺科研成果的问题。洛伦兹本人也认为,相对论是爱因斯坦提出的。在一次洛伦兹主持的讨论会上,他对听众宣布,“现在,请爱因斯坦先生介绍他的相对论。”之所以如此,是因为洛伦兹一度反对相对论,他还曾与爱因斯坦争论过相对论的正确性。特别有趣的是，“相对论”这个名字不是爱因斯坦起的，而是洛伦兹起的。在争论中，为了区分自己的理论和爱因斯坦的理论，洛伦兹给爱因斯坦的理论起了个名字——相对论。爱因斯坦觉得这个名字与自己的理论还比较相称，于是接受了这一命名。
　　建立狭义相对论最困难的思想突破
　　一般介绍相对论的文章都非常强调爱因斯坦之所以能建立相对论，关键是他坚持了“相对性原理”。在当时的情况下，爱因斯坦正确地认识到“相对性原理”是应该坚持的一条根本性原理，并认识到伽利略变换并不等价于“相对性原理”，然后放弃后者而坚持前者，的确是十分不容易的。洛伦兹和大多数物理学家都没有认识到“相对性原理”是最应该坚持的根本性原理。
　　但是，应该注意到，关于运动相对性的观念自古以来各国都有。到了17世纪，伽利略已经通过对话的形式正确地给出相对性原理的基本内容。牛顿虽然认为存在绝对空间，同时认为转动是绝对运动，但他还是认为各个惯性系是等价的。应该说，牛顿在他的理论中应用了相对性原理。
　　到了1900年前后，虽然洛伦兹等人考虑放弃相对性原理，但由于马赫对牛顿绝对时空观的勇敢批判，深受马赫影响的爱因斯坦还是比较容易认识到应该坚持“相对性原理”的。
　　然而，仅仅认识到坚持 “相对性原理”，还不足以建立相对论。庞加莱已经正确地阐述了“相对性原理”，并认识到了真空中的光速可能是一个常数，甚至认识到光速可能是极限速度，但是他仍未能建立相对论。这是因为建立相对论还必须实现观念上的另一个更为重要的突破： 认识到光速的绝对性，即“光速不变原理”。
　　爱因斯坦曾明确指出，狭义相对论与（伽利略和牛顿建立的）经典力学都满足相对性原理，“因此，使狭义相对论脱离经典力学的并非相对性原理这一假设，而是光在真空中速度不变的假设。它与狭义相对性原理相结合，用众所周知的方法推出了同时的相对性，洛伦兹变换及有关运动物体与运动时钟行为的规律。”
　　这就是说，承认相对性原理，又承认光速绝对性，必将导致时间观念发生根本变化： “同时”这个概念不再是“绝对”的，而是“相对”的了。同时的相对性与人们的日常观念严重冲突，非常不易被接受。所以认识到“光速的绝对性”，进而认识到“同时的相对性”，是建立相对论过程中最困难也最重要的物理思想突破。
　　爱因斯坦是相对论的唯一缔造者
　　1905年前后，许多人都已接近相对论（狭义相对论）的发现，在爱因斯坦的论文发表之前，斐兹杰惹和洛伦兹早已提出洛伦兹收缩，佛格特、拉摩、斐兹杰惹、洛伦兹早已给出洛伦兹变换，拉摩已经给出了运动时钟变慢的公式，洛伦兹已经给出了质量公式（1.6），庞加莱已经正确地阐述了相对性原理，并推测真空中的光速可能是常数，而且可能是极限速度。此外，在一些特殊的情况下，质能关系式也已有人探讨。
　　但是，提出“光速不变原理”的人是爱因斯坦，而不是其他人。正是“光速不变原理”，而不是“相对性原理”，形成了相对论与经典力学的分水岭。另一方面，只有爱因斯坦抛弃了以太理论，从而彻底抛弃了“绝对空间”，因而最彻底地坚持了“相对性原理”。而且首先正确阐述相对论，认识到它是一个时空理论，并给出完整理论体系和几乎全部结论的也是爱因斯坦，而不是别人。所以说，爱因斯坦是相对论的唯一发现者。
　　事实上，在相对论发表之后，洛伦兹和庞加莱都曾反对它。洛伦兹后来接受了相对论，庞加莱则至死都未发表过赞同相对论的言论。
　　洛伦兹抱住绝对空间和以太概念不放，甚至主张放弃相对性原理。庞加莱虽然坚持相对性原理，主张放弃绝对空间，但他没有放弃“以太”。而承认“以太”实质上还是承认绝对空间的存在。
　　有一点需要解释一下。在相对论诞生之前，庞加莱于1900年在《时间的度量》一文中曾经谈到： “光具有不变的速度，尤其是，光速在所有方向都是相同的。这是一个公设，没有这个公设，便不能试图度量光速。”这句话中“光具有不变的速度”，似乎是指“光速不变原理”。但从上下文看，庞加莱这句话是针对测量光速说的。众所周知，测量光速并不需要“光速不变原理”，但需要用“光速各向同性而且是一个常数”这一约定。他在这里强调的是同一个参考系中光速是点点均匀且各向同性的，即光速是一个常数c。而“光速不变原理”指的不是这一点，而是指光速在不同惯性系中相同。庞加莱从来没有在任何一个地方明确指出过“不同惯性系中的光速相同”。而且，承认“光速不变原理”就将直接导致“同时相对性”的概念，庞加莱也没有在任何地方谈到过“同时的相对性”。因此不能依据这句话，认为庞加莱在相对论发表之前就已认识到了“光速不变原理”。
　　1900年前后，庞加莱已是一位举世闻名的数学大师，爱因斯坦不过是一名初出茅庐的青年学者。庞加莱为相对论的诞生做了许多重要的基础性工作。他正确指出时间的测量依赖于对信号传播速度的约定。具体来说就是他认为“测量时间”需要首先“约定”（或者说“规定”）光速，他建议约定真空中的光速各向同性而且是一个常数。庞加莱正确地阐述了相对性原理，指出了洛伦兹理论的不足。一些学者认为相对论应是庞加莱与爱因斯坦共同创建的。
　　爱因斯坦与庞加莱只在学术会议上见过一次面。青年爱因斯坦当时非常渴望庞加莱支持相对论。那次会面回来后，爱因斯坦很沮丧，告诉他的朋友： “庞加莱根本不懂相对论。”事实上，庞加莱直到去世也未发表过赞同“相对论”的意见。
　　庞加莱对爱因斯坦的评价不十分高。他去世前不久，应苏黎世工业大学的邀请，对爱因斯坦申请教授位置发表了以下意见： “爱因斯坦先生是我所知道的最有创造思想的人物之一，尽管他还很年轻，但已经在当代第一流科学家中享有崇高的地位。……不过，我想说，并不是他的所有期待都能在实验可能的时候经得住检验。相反，因为他在不同方向上摸索，我们应该想到他所走的路，大多数都是死胡同；不过，我们同时也应该希望，他所指出的方向中会有一个是正确的，这就足够了。”后来的研究表明，历史与这位数学大师开了一个极大的玩笑： 爱因斯坦在1905年指出的所有方向都是正确的。
　　杨振宁教授指出，洛伦兹与庞加莱都曾非常接近相对论的发现。但是洛伦兹只有近距离的眼光，没有远距离的眼光，他只重视实验与观测，缺乏哲学思考；庞加莱只有远距离的眼光，缺乏近距离的眼光，他只重视数学和哲学思考，但忽视实验与观测。爱因斯坦既有近距离眼光，又有远距离眼光，既重视实验与观测，又重视哲学思考。最终，洛伦兹与庞加莱都没有发现相对论，只有爱因斯坦发现了它。
　　不过，爱因斯坦也承认许多人已经接近了狭义相对论的发现。他后来说： “如果我不发现狭义相对论，5年之内就会有人发现。”
　　……

前言/序言

　　作者长期以来在北京师范大学开设科普讲座“从爱因斯坦到霍金的宇宙”，历时20余载，并在一些院校和单位举办过不同形式的讲座和公开课，重点介绍物理学和天文学领域的科普知识、科研前沿，以及科学发现的曲折历程，目的在于扩展学生的科学视野，增强学生的创新能力。
　　本书总结历次讲座和公开课的核心，以演讲集的方式呈现给读者，内容主要包含：爱因斯坦与相对论、弯曲的时空、黑洞、宇宙的演化、量子论的创建与争论、原子弹与核能的和平利用、天文学的若干知识、对时间本质的探索等等。内中涉及一般读者感兴趣的双生子佯谬、宇宙创生、时空隧道、时间机器、薛定谔猫、量子力学的多次论战、黑洞的神奇性质等问题。
　　在演讲集中作者力图把科学家们作为有血有肉的人展现在大家面前，通过科学家千姿百态的人生经历和科学发现“山重水复”、“柳暗花明”的历程，尽可能使读者看到历史的真实和鲜活的人物形象。从而了解到科学家不一定是完人，但都是创造历史的伟人。
　　当前中国正处在大发展、大变革的时代，年青人面前有着施展才华的无限机遇，也存在着各种无法预料的风险和挑战。曾子勉励过年青人：士不可以不弘毅，任重而道远。清代诗人赵翼也说：江山代有才人出，各领风骚数百年。
　　本书书名源于乾隆的一幅对联：境自远尘皆入咏，物含妙理总堪寻。这幅对联位于颐和园万寿山，铜亭附近的一座石牌坊上。
　　赵峥 2013年初秋于北京

物含妙理总堪寻：一部穿越时空的科学探险之旅 宇宙的浩渺无垠，自然的精巧绝伦，人类对未知的永恒追寻，构成了这部《物含妙理总堪寻：一部穿越时空的科学探险之旅》的宏大画卷。本书并非简单的科普读物，而是一次引人入胜的心智冒险，一场横跨数个世纪的智慧对话。我们将在其中追溯科学思想的源头，感受那些划时代的思想家们如何以非凡的洞察力，揭示隐藏在物质世界深处的奥秘。 本书将带您踏上一段激动人心的旅程，从那些奠定现代科学基础的伟大先驱，一路穿越到当代最令人敬仰的科学巨匠。我们将深入探索那些塑造了我们世界观的革命性理论，从原子世界的微观律动，到宇宙洪荒的宏观图景，再到生命的起源与演化，以及意识的奥秘。这不仅仅是对科学知识的梳理，更是对科学精神的礼赞——那种敢于质疑、勇于探索、不懈追求真理的宝贵品质。 第一章：思想的曙光——从牛顿到麦克斯韦，经典力学与电磁学的辉煌 想象一下，在星空璀璨的夜晚，一位伟大的思想家，通过对苹果落地的观察，洞察了连接天地万物的普适法则——万有引力。艾萨克·牛顿，这位科学巨匠，用他的三大定律和万有引力定律，为我们构建了一个清晰、有序、可预测的经典力学宇宙。他将天体运行与地面运动统一起来，用数学的语言描绘了宇宙的宏伟蓝图，彻底改变了人类对自然界的认知。在本章，我们将跟随牛顿的脚步，理解力、运动、质量这些基本概念的深刻含义，以及它们如何支配着宏观世界的运行。我们将探讨抛物线的轨迹，理解行星为何在各自的轨道上运行，感受经典力学所带来的理性之美。 然而，自然的奥秘远不止于此。在牛顿的时代，一种神秘的力量——电与磁——虽然已经被人们观察到，但其本质和联系却一直扑朔迷离。直到詹姆斯·克拉克·麦克斯韦的出现。这位苏格兰物理学家，如同科学史上的另一位巨人，将分散的电学和磁学知识汇聚一堂，用一套简洁而优美的数学方程，揭示了电与磁之间深刻而统一的关系。他预言了电磁波的存在，并测算了其传播速度，恰好等于光速。这个惊人的发现，不仅统一了电、磁、光这三种看似无关的现象，更预示着一种全新的认识世界的方式——信息可以通过电磁波进行传播。在本章，我们将一同领略麦克斯韦方程组的优雅，理解电场的动态变化如何产生磁场，磁场的波动又如何生成电场，以及光作为一种电磁波，是如何在宇宙中自由穿梭的。我们将看到，经典物理学在19世纪末达到了顶峰，为后来的科学革命奠定了坚实的基础。 第二章：时空的涟漪——爱因斯坦的相对论，颠覆宇宙观的革命 当经典物理学的宏伟大厦似乎已经完美无瑕之时，一些新的观测现象，特别是光速不变性，开始挑战着牛顿的时空观念。如同一个巨大的问号，悬挂在科学家的心头。终于，在20世纪初，一位来自瑞士专利局的青年，阿尔伯特·爱因斯坦，以其惊人的洞察力，打破了僵化的时空观念，开启了物理学的新纪元。 在本章，我们将深入探索爱因斯坦的狭义相对论。您将不再把时间和空间视为独立的、绝对的背景，而是理解它们是如何交织在一起，构成一个四维的“时空”连续体。我们将理解“同时”的概念是如何依赖于观测者的相对运动而变化的，以及为什么光速是宇宙中的终极速度极限。爱因斯坦那著名的质能方程 $E=mc^2$，将不再是一个简单的公式，而是揭示了质量与能量之间惊人的等价关系，预示着核能的巨大潜能。我们将思考，为什么高速运动的物体会变短，时间会变慢，以及惯性质量是如何随着速度的增加而增加的。 紧接着，爱因斯坦将他的革命性思想推向了更广阔的领域——广义相对论。我们将理解，引力并非一种神秘的作用力，而是时空弯曲的表现。质量和能量会扭曲周围的时空，而物体则会沿着这种弯曲的时空路径运动。本章将带您走进一个全新的宇宙图景：星辰大海不再是平坦的画布，而是被巨大的天体雕刻出弯曲的纹路。我们将理解黑洞是如何形成的，以及引力波的存在是如何被爱因斯坦预言的，后来又被人类直接探测到，进一步印证了广义相对论的正确性。我们将探讨宇宙的膨胀，以及引力如何塑造着星系的形成和演化。爱因斯坦的相对论，如同一场深刻的思想地震，彻底颠覆了我们对宇宙的直观认识，将我们带入一个更加奇妙、更加动态的宇宙。 第三章：量子世界的奇迹——微观粒子的诡异行为与概率的舞蹈 如果说相对论重塑了我们对宏观宇宙的理解，那么量子力学则彻底颠覆了我们对微观世界的认知。当我们深入到原子和亚原子粒子的层面，牛顿的经典物理学定律似乎失效了，取而代之的是一套更加奇特、更加反直觉的规则。 本章将带领您走进量子世界的奇幻之旅。我们将了解，在微观尺度下，粒子不再是我们想象中的坚实小球，而是兼具波粒二象性的奇特存在。电子可以像波一样衍射，光子也可以像粒子一样碰撞。我们将探讨薛定谔方程，理解它如何描述量子态的演化，以及“波函数坍缩”这一概念所带来的深刻哲学思考。我们将深入理解海森堡不确定性原理，认识到微观粒子的一些关键属性，例如位置和动量，是无法同时被精确测量的。这种内在的“不确定性”，并非测量技术的不足，而是自然界固有的属性。 更令人着迷的是量子纠缠。我们将探索，两个或多个粒子，即使相隔遥远，也能够形成一种神秘的联系，一个粒子的状态改变，会瞬时影响另一个粒子的状态。这种“鬼魅般的超距作用”，挑战了我们对定域性和因果律的传统理解。我们将思考，量子叠加态是如何让一个粒子同时处于多种可能状态的，直到被观测的那一刻才“选择”其中一种。量子力学的发展，催生了激光、半导体、核磁共振等一系列革命性的技术，深刻地改变了我们的生活。本章将揭示，在微观的量子世界里，概率和不确定性并非混乱的象征，而是构成宇宙基本运行规律的重要组成部分。 第四章：宇宙的编年史——从大爆炸到暗能量，探索宇宙的起源与命运 宇宙，这个我们赖以生存的家园，究竟是如何诞生的？它又将走向何方？人类对宇宙起源的追问，从未停止。本章将带领我们回顾科学界对宇宙学的最新探索，这是一部跨越140多亿年的壮丽史诗。 我们将从“大爆炸”理论出发，理解宇宙最初的炽热、致密状态。我们将探讨宇宙微波背景辐射，这项发现为大爆炸理论提供了强有力的证据，它如同宇宙诞生之初留下的“余晖”，在宇宙的每一个角落回响。我们将了解，为什么宇宙会从最初的奇点膨胀开来，以及早期宇宙的物质是如何分布，最终形成了我们今天看到的星系、恒星和行星。 然而，随着观测手段的进步，宇宙学面临着新的挑战。我们发现了宇宙正在加速膨胀，而驱动这种加速膨胀的神秘力量，被命名为“暗能量”。在本章，我们将深入探讨暗能量的本质，它占据了宇宙总能量的绝大部分，但其性质至今仍是一个巨大的谜团。同时，我们也认识到，宇宙中还有大量的“暗物质”，它们不发光，不与电磁波相互作用，但其引力效应却对星系的形成和演化起着至关重要的作用。暗物质和暗能量的存在，揭示了我们对宇宙组成的认识，仅仅触及了冰山一角。 我们将一同思考，宇宙的最终命运是永恒的膨胀，还是最终的收缩？本书将为您呈现最新的科学模型和推测，引导您思考宇宙的演化规律，以及人类在浩瀚宇宙中的位置。这是一次对宇宙终极问题的科学探索，充满了未知与挑战，也充满了对我们自身存在意义的思考。 第五章：生命的密码与演化——基因、进化与意识的奥秘 当我们将目光从宏大的宇宙转向微小的生命世界，我们同样会被其精巧与复杂所震撼。生命，这个令人着迷的现象，其起源、演化以及承载着意识的载体——大脑，一直是科学研究的焦点。 在本章，我们将解开生命的密码——DNA。我们将了解DNA的双螺旋结构，以及它如何存储和传递着生命的信息，决定了生物的性状。我们将探讨基因的突变和重组，它们是驱动生物进化的根本动力。达尔文的进化论，从自然选择的角度，解释了地球上物种的丰富多样性是如何在漫长的时间里逐渐形成的。我们将看到，从最简单的单细胞生物，到复杂的人类，生命是如何通过适应环境、繁衍生息，不断演进的。 然而，生命不仅仅是基因的复制和传递，它还孕育了意识。意识，这个最深刻的谜团之一，它使我们能够感知世界，思考问题，产生情感，并拥有自我认知。在本章，我们将初步探讨神经科学的研究成果，了解大脑的结构和功能，以及神经元是如何相互连接，传递信号，最终形成意识的。我们将思考，意识是否仅仅是大脑活动的副产品，还是存在更深层次的机制？我们将接触到关于人工智能、计算神经科学等前沿领域的研究，它们试图从不同的角度理解和模拟意识。 生命的奥秘，不仅在于其起源和演化，更在于它所承载的丰富多彩的精神世界。从微观的基因到宏观的宇宙，从物质的构成到意识的诞生，《物含妙理总堪寻》带您进行一场跨越学科界限的智慧探险，让您在惊叹于科学的力量之余，更能深刻地理解人类对认识世界、认识自身的不懈追求。本书将激发您对科学的好奇心，引导您以更开阔的视野去审视我们所处的世界，并从中发现那无处不在、总堪寻的妙理。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的吸引力很大程度上来源于它对科学巨匠个人魅力的刻画。作者并非只是冰冷地罗列他们的成就，而是花费了不少笔墨去描绘爱因斯坦、玻尔、海森堡这些天才背后的挣扎、争论与合作。那些著名的“玻尔-爱因斯坦论战”，在书中被还原得如同精彩的智力对决，充满了张力和火花。我仿佛能感受到在那些历史性的会议室里，这些伟大的头脑是如何为了一个尚未证实的理论而进行激烈的思想交锋。这种人文色彩的融入，使得科学不再是高高在上、拒人千里的象牙塔，而是充满人性光辉与矛盾的创造过程。我尤其喜欢书中对那些“非主流”观点和实验的提及，这让我意识到科学发展从来都不是一条直线，充满了意外和曲折，这对于培养年轻一代的批判性思维非常有益。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排简直是教科书级别的典范，逻辑推进得非常自然且富有层次感。从经典物理学的坚实基础开始，作者层层递进，将我们平稳地引入到二十世纪初物理学面临的“危机”之中。最让我印象深刻的是，作者在介绍量子力学部分时，并没有直接抛出波函数和薛定谔方程，而是先铺垫了粒子和波的二元性，以及观察者对实验结果的影响，这种循序渐进的讲解方式，极大地降低了理解门槛。每当一个新概念出现时，作者都会立刻通过精心挑选的、贴近日常经验的类比来帮助读者建立直观感受，这比单纯的定义描述要有效得多。读完关于量子力学的章节，我不再觉得那些结论是凭空出现的“魔法”，而是一系列逻辑推导的必然结果，尽管这种逻辑结果在宏观尺度上显得那么反直觉。全书的行文节奏把握得恰到好处，读起来既有知识的密集感，又不至于产生阅读疲劳。

评分☆☆☆☆☆

读完这本关于现代物理学的普及读物，我感觉像是跟随一位技艺精湛的向导，进行了一场穿越时空、探索宇宙终极奥秘的奇妙旅程。作者的叙述功力实在了得，他没有拘泥于晦涩难懂的数学公式，而是巧妙地将那些深刻的物理学思想，比如时空的弯曲、量子纠缠的怪异性，用极其生动且富有画面感的语言娓娓道来。我特别欣赏书中对科学史脉络的梳理，它不是简单的年代罗列，而是清晰地展现了科学思想是如何一步步被挑战、修正和完善的。阅读的过程中，我仿佛能真切感受到伽利略推翻亚里士多德观念时的震撼，也能体会到爱因斯坦在狭义相对论诞生时的狂喜。对于我这样一个业余爱好者来说，这本书极大地拓宽了我对“实在”的理解，让我开始用一种全新的、更具动态和关联性的视角去看待我们周围的世界。它不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的启迪，让人在惊叹于自然之精妙的同时，也对人类智慧的探索精神油然而生敬意。

评分☆☆☆☆☆

我是一个偏爱宏大叙事和哲学思辨的读者，而这本书恰好满足了我对这些深层次探讨的渴求。它远不止于讲解物理定律本身，更重要的是，它探讨了这些定律对人类世界观和哲学观念产生的深远影响。比如，当相对论彻底颠覆了牛顿宇宙中“绝对时间”和“绝对空间”的概念时，我们对“此刻”和“此处”的理解发生了怎样的动摇？书中对霍金等科学家在黑洞、时间箭头等前沿领域的研究梳理，更是充满了对宇宙终极命运的沉思。我特别喜欢作者在总结部分，对科学认识论的探讨，即我们永远无法触及宇宙的“最终真理”，科学永远是一个不断逼近的过程。这种谦逊而又充满探索精神的态度，让这本书的格调瞬间拔高，不再局限于纯粹的科学介绍，而上升到对人类认知边界的叩问。

评分☆☆☆☆☆

这本书的阅读体验是沉浸式的，因为它成功地搭建了一个可以容纳极其复杂概念的思维模型。对于那些初次接触现代物理学，或者只在中学物理课本中接触过皮毛的读者来说，这本书简直就是一座通往更深层次理解的桥梁。它的语言风格非常具有亲和力，读起来有一种与一位睿智的长者促膝长谈的舒适感，没有丝毫的教条主义色彩。我注意到作者在解释一些关键转折点时，总是会先回顾旧有理论的局限性，然后才引出新理论的必要性，这种“提出问题—分析困境—给出方案”的写作模式，确保了知识点的吸收是基于理解而非死记硬背。总而言之，这是一本兼具学术深度和可读性的上乘之作，读完后我的好奇心被极大地激发，我已经开始主动去查找更多关于宇宙学和弦理论的进阶资料了，这大概是对一本科普读物最高的赞誉。

评分☆☆☆☆☆

科普书写的挺通俗的, 很不错

评分☆☆☆☆☆

这本书比较好看，虽然是个文科狗，有很多公式什么的完全看不懂，但是还是学到很多。大力推荐啊。

评分☆☆☆☆☆

包装特别精美，买书我只来京东

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自然科学总是很有意思的，所以我爱看这些书

评分☆☆☆☆☆

收听过节目，看书更加细致些

评分☆☆☆☆☆

买给外甥的，我自己也能看，好书不怕多，多读好书

评分☆☆☆☆☆

一本书两三天就看完了，内容很流畅，也很吸引人。主要讲的是天海冥等及太阳系边界的发现史。

评分☆☆☆☆☆

儿子很喜欢看物理方面的书籍。

评分☆☆☆☆☆

这人的视频看过，挺幽默的老头