薛定諤的貓：改變物理學的50個實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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英 亞當·哈特-戴維斯，未讀 齣品 著

圖書標籤:

• 物理學
• 量子力學
• 實驗物理學
• 科學史
• 薛定諤
• 科普
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齣版社： 北京聯閤齣版有限公司

ISBN：9787559606266

商品編碼：29729317826

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-09-01

基本信息

書名:薛定諤的貓：改變物理學的50個實驗

定價：49.80元

售價：33.9元,便宜15.9元,摺扣68

作者:(英) 亞當·哈特-戴維斯,未讀 齣品

齣版社：北京聯閤齣版有限公司

齣版日期：2017-09-01

ISBN：9787559606266

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版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：32開

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編輯推薦

★精選物理學史上繞不過去的50個實驗，快速、清晰地解析每一個實驗的背景、過程、結論和含義。如：阿基米德浮力實驗、光速測定實驗、法拉第電磁實驗、楊氏雙縫實驗、尋找以太實驗、薛定諤的貓實驗等。★迴溯物理學的發展曆程，50個實驗按時間順序排列，像50個裏程碑，幫助讀者搭建起基本的物理學史體係。同時涵蓋麵廣泛，經典力學、電磁學、熱力學、相對論、天體物理、量子物理均有涉及。

內容提要

本書從科學史的角度，依照時間序介紹瞭有史以來*突破性的重大物理學實驗，這些實驗為物理學各領域奠定瞭紮實基礎，也是人類科技發展的重要基石，例如：牛頓的蘋果到底是不是真的故事？人造雲和粒子移動的軌跡有何關聯？透過油滴要怎麼測量電子的帶電量？不論你感興趣的是光學、力學、電子學還是天文學，這本書都能讓你找到許多有趣且深具啓發性的解答。

目錄

引言 6
1.早期實驗：公元前430—1307 8
約公元前430 空氣算是“物質”嗎？——恩培多剋勒
約公元前240 浴盆裏的水為什麼會溢齣來？——阿基米德
約公元前230 如何測量地球？——埃拉托斯特尼
1021 光是怎樣傳播的？——海什木
1307 彩虹的顔色從哪兒來？——弗萊貝格的狄奧多裏剋
2.啓濛時代：1308—1760 26
1581 磁北極在哪裏？——諾曼
1587 大球和小球：誰墜落的速度更快？——伽利略
1648 山頂上的空氣更稀薄嗎？——帕斯卡
1660 輪胎為什麼要充氣？——波義耳
1672 “白色”是一種顔色嗎？——牛頓
1676 光速是有限的嗎？——羅默

作者介紹

文摘

序言

宇宙的低語：探索物質、能量與時空的前沿思想 一本引領你進入現代物理學最深邃、最迷人的領域的思想探險之旅。 在這部宏大的著作中，我們將暫時擱置那些耳熟能詳的經典物理學框架，潛入一個由量子漲落、相對論效應和宇宙宏大敘事共同構築的奇異世界。本書並非是對單一理論或某個著名思想傢的傳記式梳理，而是一場橫跨數個世紀，匯集瞭人類最精妙思維火花的思維漫步，旨在揭示我們賴以生存的現實背後，那些顛覆直覺的根本法則。 第一部分：超越時空：引力的終極奧秘 本部分聚焦於二十世紀物理學的兩大支柱之一——愛因斯坦的廣義相對論及其延伸。我們不僅僅復述時空彎麯的原理，而是深入探究其最極端的後果和尚未解決的難題。 1. 幾何的暴政：從牛頓的超距作用到黎曼流形 我們將詳細剖析狹義相對論如何將時空視為統一的實體，以及廣義相對論如何將物質和能量的分布轉化為時空的幾何結構。我們將以一種高度直觀的方式，解析度規張量（Metric Tensor）在描述引力場中的核心作用，並探討黎曼幾何如何成為描述這種彎麯幾何的數學語言。 2. 黑洞的視界與奇點：信息悖論的邊緣 本書將以極大的篇幅來審視黑洞——宇宙中最極端的引力坍縮産物。我們將追溯史瓦西、剋爾、史瓦西-德西特等經典解的演化曆程，重點分析事件視界（Event Horizon）的物理意義，以及奇點（Singularity）作為經典時空理論終結點的本質。 我們特彆關注霍金輻射的理論推導及其對信息悖論的挑戰。這不是一個簡單的科普介紹，而是對“信息是否真的會丟失”這一深刻哲學和物理學問題的深入辯論，引入瞭防火牆（Firewall）假說、軟毛（Soft Hair）理論等前沿概念，探討量子場論在強引力場中的錶現。 3. 引力波的時代：時空的漣漪與宇宙的“聽覺” 引力波的探測不僅驗證瞭廣義相對論的最後一塊拼圖，更開啓瞭“多信使天文學”的新紀元。本章將詳細闡述LIGO/Virgo等探測器的工作原理，分析雙中子星並閤（GW170817）所揭示的電磁輻射與引力輻射之間的聯動，以及如何利用這些“時空漣漪”來測量哈勃常數，探查早期宇宙的秘密。 第二部分：微觀世界的奇異性：量子場論的深入解析 如果說相對論描述瞭宏觀宇宙的形態，那麼量子場論（QFT）則描繪瞭微觀粒子與基本力的運作機製。本部分將力求在保持數學嚴謹性的同時，提供對量子實在的深刻洞察。 1. 費曼圖景：路徑積分的優雅與直覺 我們不滿足於將路徑積分（Path Integral Formulation）視為薛定諤方程的替代品。本章深入探討費曼圖如何成為計算高階量子修正（如自能、真空極化）的強大工具。我們將解析重整化（Renormalization）過程的物理意義——它並非是修補理論缺陷的權宜之計，而是揭示物理定律在不同能量尺度下行為變化的深刻洞察。 2. 標準模型的基石：規範對稱性的力量 標準模型（Standard Model）是目前對基本粒子及其相互作用描述最成功的理論框架。本書將係統闡述規範場論（Gauge Field Theory）的內在美感：為什麼對稱性（如$SU(3) imes SU(2) imes U(1)$）必然導緻力的存在。我們將詳細解析希格斯機製如何通過自發對稱性破缺賦予基本粒子質量，並探討這些機製在對撞機實驗（如LHC）中的直接證據。 3. 費米子的統計：從泡利不相容到狄拉剋方程 本部分將探討描述物質粒子（費米子）的特殊性。我們將從泡利不相容原理的根本性齣發，推導狄拉剋方程，理解鏇量（Spinor）的數學結構如何自然地包含瞭反物質（如正電子）的存在。我們將討論手徵性（Chirality）在弱相互作用中的核心地位，以及其與宇稱（Parity）破缺的深刻聯係。 第三部分：未竟的探索：統一的夢想與前沿猜想 現代物理學的魅力在於其未被解答的問題。本部分將帶領讀者審視那些試圖超越現有框架，邁嚮“萬有理論”的宏偉嘗試。 1. 量子引力之殤：弦理論的幾何化嘗試 麵對廣義相對論與量子力學在普朗剋尺度下的不兼容，弦理論（String Theory）提供瞭一種可能性。我們將探討一維的“弦”如何取代零維的點粒子，以及這如何自然地包含引力子（Graviton）。重點在於理解額外維度的存在（如卡拉比-丘流形Calabi-Yau Manifolds）對低能物理學可能産生的可觀測影響，以及對“景觀”（Landscape）的哲學反思。 2. 圈量子引力：時空的原子化 作為弦理論的競爭者，圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）采取瞭不同的路徑——它試圖對廣義相對論進行“量子化”，而非引入新實體。本書將解釋時空如何被分解為離散的“原子”，即“自鏇網絡”（Spin Networks）和“自鏇泡沫”（Spin Foams）。我們將探討LQG如何自然地避免引力奇點，並展望其在早期宇宙學（如大反彈Big Bounce）中的應用前景。 3. 暗物質與暗能量：宇宙的缺失成分 我們三分之二的宇宙是不可見的。本章將全麵梳理我們如何通過宇宙微波背景輻射（CMB）、星係鏇轉麯綫和宇宙大尺度結構演化等觀測證據，推斷齣暗物質（Dark Matter）和暗能量（Dark Energy）的存在。我們將比較WIMPs、軸子等主流暗物質候選模型，並深入分析$Lambda$CDM模型中暗能量——宇宙學常數——的起源睏境，探討修正引力（Modified Gravity）理論的必要性。 結語：認知邊界的擴展 本書的最終目標是激發讀者對物理學本質的持續探究。我們不是提供封閉的答案，而是展示人類理性在麵對宇宙最深層奧秘時所展現齣的無畏勇氣和非凡創造力。每一個理論的提齣、每一次實驗的成功或失敗，都是對“實在”概念的重新定義。閱讀本書，即是參與這場人類認識自身與宇宙的宏大對話。

評分☆☆☆☆☆

這本書最令我心動的一點，是它對物理學核心思想的精煉與提煉。在眾多的實驗介紹中，作者總能敏銳地抓住每一個實驗所代錶的關鍵概念，並將其升華到更宏觀的層麵。他並非簡單地呈現實驗過程，而是深入挖掘實驗背後所蘊含的物理學原理，以及這些原理是如何改變我們對宇宙的認知的。例如，在講解洛倫茲收縮和時間膨脹時，作者會巧妙地將它們與我們日常生活中對“時間和空間”的認知進行對比，從而凸顯齣相對論的顛覆性。他還會適時地引入一些思想實驗，例如他提及的某個與“概率”相關的經典實驗，雖然我已不記得具體內容，但它讓我深刻體會到，在量子世界裏，許多事情並非像我們宏觀世界那樣確定無疑。這本書的價值，在於它能夠用最精煉的語言，將最復雜的物理學概念，用最引人入勝的方式呈現齣來。它不僅僅是知識的灌輸，更是思維方式的啓迪。我尤其欣賞書中對“對稱性”在物理學中的重要性的闡述，以及它如何貫穿於從粒子物理到宇宙學的各個領域。讀完這本書，我感覺自己仿佛站在瞭科學的巨人的肩膀上，能夠以一種全新的視角，去審視那些曾經讓我們睏惑的自然現象。

評分☆☆☆☆☆

這本書的另一大亮點，是它對實驗設計本身精妙之處的細緻描繪。作者仿佛是一位技藝精湛的工匠，他不僅告訴我們實驗的結果，更讓我們驚嘆於實驗的構思。那些看似簡單卻又足以揭示宇宙奧秘的實驗，無不展現瞭人類智慧的閃光。比如，伽利略在比薩斜塔上進行的自由落體實驗，雖然其真實性存疑，但其背後的思想實驗——通過觀察物體下落速度是否與質量有關——卻極具啓發性。還有盧瑟福的金箔散射實驗，那精巧的設計，是如何在一次看似簡單的碰撞中，揭示瞭原子核的存在，徹底顛覆瞭人們對原子的認識。我特彆欣賞書中對這些實驗中關鍵“道具”和“步驟”的描述，它讓我們能夠更直觀地理解實驗的原理和目的。作者會用通俗易懂的語言解釋那些復雜的物理量，並用生動的比喻來類比抽象的概念。讀到麥剋斯韋的電磁場方程，雖然我無法完全理解其數學形式，但在作者的引導下，我能體會到它如何統一瞭電和磁的現象，預言瞭電磁波的存在，這本身就是一項多麼偉大的成就。這本書讓我對“實驗”這一科學方法有瞭更深的敬意，它不僅僅是驗證理論的手段，更是探索未知、創造知識的源泉。

評分☆☆☆☆☆

這本書的光輝，首先在於它那如同引人入勝的偵探小說般的敘事風格。作者並沒有直接拋齣枯燥的公式和理論，而是巧妙地將每一個物理學實驗，都塑造成瞭一個充滿懸念、挑戰與頓悟的故事。讀著讀著，你會發現自己仿佛置身於那些偉大的實驗室中，與那些卓越的頭腦一同思考，一同探索。從牛頓的棱鏡摺射齣七彩光芒的奇妙，到法拉第電磁感應的意外發現，再到居裏夫人身上那放射性微光的神秘，每一個實驗的背後，都隱藏著一個關於人類好奇心、智慧與堅持的傳奇。作者深諳如何抓住讀者的注意力，他會先拋齣一個問題，一個看似簡單卻又深邃的現象，然後帶領我們一步步解開謎團。那些經典實驗的精妙設計，那些意想不到的實驗結果，都如同拼圖般，逐漸勾勒齣我們所處宇宙的壯麗畫捲。我尤其喜歡其中對愛因斯坦狹義相對論誕生的那一章，作者描繪瞭那個時代物理學界思想的碰撞，以及愛因斯坦如何憑藉非凡的想象力，打破常規，提齣瞭革命性的觀點。讀完後，我感覺自己不僅增長瞭知識，更被那份探索未知的勇氣所深深打動。這本書就像一位睿智的長者，用最生動的方式，講述瞭科學史上最激動人心的篇章。

評分☆☆☆☆☆

從讀者的角度來看，這本書最寶貴之處在於它點燃瞭我們內心深處的求知欲。它並非一本枯燥的教科書，而更像是一扇扇打開新世界的大門。每一次翻開，都是一次充滿驚喜的旅程。作者以一種極富感染力的熱情，將那些曾經隻齣現在書本上、甚至隻在課堂上被提及的實驗，重新賦予瞭生命。他讓我們看到，物理學並非高不可攀的學科，它的根基，就藏在我們身邊那些最尋常不過的現象之中。比如，對範艾倫輻射帶的介紹，讓我重新審視瞭地球磁場的神奇作用，而對光電效應的闡述，則讓我明白瞭為何手機屏幕能夠感應我的觸摸。書中每一個實驗的背後，都蘊含著一個關於“如何理解世界”的故事。作者的敘述引人入勝，他善於在講述實驗過程的同時，穿插一些曆史軼事和科學傢們的個人經曆，這使得冰冷的科學知識變得有血有肉，更加貼近讀者。我尤其喜歡書中關於“不確定性原理”的討論，它挑戰瞭我們對現實世界的直觀認知，讓我們開始思考“觀察”本身對被觀察對象的影響，這本身就是一種非常深刻的哲學啓示。讀完這本書，我感覺自己仿佛被注入瞭更多的科學精神，對周圍的世界充滿瞭好奇，也更加渴望去理解那些看不見的規律。

評分☆☆☆☆☆

這本書的魅力，還體現在它對科學思想演進的深刻洞察。它不僅僅是在羅列一個個獨立的實驗，而是將這些實驗置於曆史的長河中，展現瞭它們如何層層遞進，互相啓發，最終塑造瞭我們今天對物理世界的理解。作者並沒有迴避科學發展過程中的麯摺與爭議，相反，他以一種開放的態度，呈現瞭不同理論之間的辯論，以及那些曾經被奉為圭臬的理論，是如何被新的發現所顛覆的。這一點讓我印象尤為深刻，它打破瞭我對科學“一成不變”的刻闆印象，讓我看到科學的生命力在於其不斷的自我修正和超越。書中對量子力學的討論，尤其令人著迷。從黑體輻射的“紫外災難”到普朗剋的量子假說，再到薛定諤的貓這一思想實驗的提齣，作者將那些看似抽象的概念，通過生動的語言和恰當的比喻，變得易於理解。他讓我們意識到，我們所習以為常的宏觀世界，在微觀尺度上，竟是如此的奇特和不可思議。這種對科學思想內在邏輯和發展脈絡的梳理，使得這本書具有瞭超越一般科普讀物的深度和廣度，它引導讀者去思考“為什麼”以及“如何”這些科學問題，而不僅僅是記住“是什麼”。