哲人石系列·传播，以思想的速度：爱因斯坦与引力波 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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丹尼尔·肯尼菲克 著

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• 科学史
• 爱因斯坦
• 引力波
• 物理学
• 科学普及
• 哲学
• 思想史
• 相对论
• 宇宙学
• 科普读物

出版社： 上海科技教育出版社

ISBN：9787542851321

版次：1

商品编码：10540078

包装：平装

丛书名： 哲人石丛书·当代科普名著系列

开本：32开

出版时间：2010-12-01

用纸：胶版纸

页数：331

产品特色

编辑推荐

　　现在所证明的正是曾经只能想象的。

　　引力波存在吗？事实上，就连爱因斯坦本人起初都有些拿不定主意，他曾两次宣称引力波不存在，但又两次改变了自己的想法。想了解引力波这一深奥却有趣的概念及其背后的故事，三代物理学家为揭示相对论所预言的引力波而进行的历时70年的探索，以及位列20世纪物理学前列的著名物理学家围绕引力波这一课题展开的激烈论战，本书都是不二之选。

内容简介

　　自爱因斯坦近一个世纪前首次描述引力波以来，引力波问题遭遇了可能是物理学史上持久的争议。到目前为止，尚未探测到这些由爱因斯坦的广义相对论首先预言的时空波动，只是在21世纪初的今天，我们才终于快有可能观测它们。

2016年2月11日，LSC（LIGO科学合作组织）宣布：人类首次直接探测到了引力波。

　　爱因斯坦的理论发表后，理论论战和棘手的辩论一直伴随着引力波这一课题，肯尼菲克这部划时代的著作将带领读者了解这段历史。那些鲜为人知的关于我们如何获得引力波定论的故事，涉及一系列20世纪物理学的一流人物，包括费恩曼、邦迪、惠勒、索恩和爱因斯坦本人，爱因斯坦曾两次宣称引力波不存在，但又两次改变了自己的想法。

　　本书的书名来自爱丁顿在1922年作出的一个著名的怀疑论的评论——“引力波以思想的速度传播”。肯尼菲克以这个书名，来隐喻每一个物理学家设法解决引力波问题时所表现出来的个人的卓越才华，同这个领域那令人沮丧的整体进步迟缓所形成的鲜明对照。

　　本书以新的眼光看待与引力波故事有关的种种麻烦与冲突，通过直接确证引力波的存在而首次为其画上了一个圆满的句号。

作者简介

丹尼尔·肯尼菲克（Daniel Kennefick），1997年于加州理工学院获物理学博士学位，现任美国阿肯色大学物理系助教，主要研究引力波物理学以及现代物理学史。肯尼菲克博士还是LISA国际科学小组的成员，LISA是美国宇航局的一个项目，目标是在太空运行引力波探测器，国际科学小组为该项目提供理论指导。肯尼菲克博士也是《爱因斯坦全集》（The Collected Papers of Albert Einstein）（普林斯顿）的一名编辑，该项目致力于出版爱因斯坦的全部文稿并对其20世纪20、30年代的研究论文进行分析。

精彩书评

　　在这本书中，肯尼菲克描述了三代物理学家为揭示相对论所预言的引力波而进行的历时70年的探索。凭籍他的历史学家的技巧、他对相对论的精通和出色的叙事能力，他编织了一个关于在智力上和数学上进行较量的引人入胜的故事——同时概括出关于数学、直觉、类比、风格、证明的标准以及学术竞争等方面的作用的引人入胜的见解。

　　——基普·S·索恩(Kip S.Thorne)，加州理工学院

　　这本书对爱因斯坦的研究工作，以及对一般物理学史都有很重要的贡献。对于正在进行的探测引力波的尝试也是适时的。作者以独到的视角讲述了这个故事。作者与爱因斯坦学者团体、过去和现在工作在引力波领域的物理学家以及从事这一学科史研究的人都有极为紧密的联系。

　　——米歇尔·詹森(Michel Jansson)，明尼苏达大学

目录

致谢
第一章 引力波类比
第二章 爱因斯坦之前的引力波
第三章 引力波的起源
第四章 思想的速度
第五章 引力波存在吗?
第六章 引力波及广义相对论的复兴
第七章 类比法辩论
第八章 运动问题
第九章 怀疑论者的肖像
第十章 接近探测的边缘
第十一章 四极公式争议
第十二章 跟上思想的速度
附录A 审稿人的评审报告
附录B 采访及其他新的资料
注释

精彩书摘

　　值得一提的是，在爱因斯坦发现广义相对论场方程组的过程中，与电磁学的类比是个强有力的工具。爱因斯坦创立这个理论所经历的历程是漫长而艰辛的，近年已经有人对此进行了详尽的研究。

　　关于类比和它在科学领域中的运用，已经有了很多描述[特别见赫西（Hesse）1966年文章]，但对于科学的类比究竟是什么，显然还没有一个简单易懂的定义。大多数类比，比如像引力波与电磁波这样的类比，也可以说成是一种模型化的方法。很显然，物理学家提到引力波和电磁波类似时，他们实际上是把后者想成了前者的一个模型。模型的使用是物理学的一个突出的特征，在此情况下，我还是选择用类比这个词，因为在这个领域工作的物理学家最常用的就是这个词。而且我认为，它有助于准确地澄清我们所谈论的是什么类型的模型。有一些模型，物理学家认为它们是对被模型化了的事物的真正描述，例如气体的动理论模型，该模型把气体形象化地描述为由许多微小的分子所组成。如今，物理学家们确信气体就是这样组成的。一个模型也可以由很多部分组成，每一部分都是虚构的，但整体却形成了对研究对象的有效的等效描述（即我们提到“模型构建”时大脑里所出现的东西）。这种例子就包括麦克斯韦曾尝试将光以太构建成齿轮的力学系统模型。我们面临的情况是，物理学家并不相信引力波就是电磁波（虽然当这种类比第一次出现时，似乎真有这种可能），也没有通过简单地堆砌砖块来构建模型。他们只是说，引力波的行为像电磁波，并且还常常要对它们各自的支配方程进行一一类比。这使得类比成为描述所发生的事情的非常恰当的用词，因为当我们提到类比这个词时，我们常常就能明白在两个系统间有一系列的相似性，一个系统的特点对应着另一个系统的某个特点。研究引力波时，物理学家所说的类比指的是相当正式的、基于数学的类比，它确定了在支配引力波的方程及其中出现的量与支配电磁辐射的方程间存在相似。可是对我们来说，在自然界中还存在其他更具描述性的、非正式的有趣类比，例如声称引力波可被看作“时空弯曲中的涟漪”，犹如在池塘的水面上被激起的水波。为清楚起见，我将用比喻一词来描述这种相似，而将类比一词用在更正式的情形——对核心内容的论述上。

　　为了我们的目的，我们将集中在类比的两个主要应用上。第一个应用是作为探索或发现的方法。在这种情况下，无须保证类比中的每一点都相互对应，因为我们并不假定两个实体真的是相同的东西。库恩（Thomas Kuhn）在他的物理学实践中讨论了这种类比的重要性，强调了在物理学家最大可能地使用现有工具方面，类比思维起了多么重要的作用。　　……

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前言/序言

《哲人石系列·传播》之《以思想的速度：爱因斯坦与引力波》 卷首语 想象一下，宇宙并非一片死寂的真空，而是一片由看不见的力量编织而成的宏大织锦。在这片织锦上，剧烈的宇宙事件，如恒星的诞生与死亡、黑洞的碰撞，会激起阵阵涟漪，这些涟漪以惊人的速度传播，如同声音在空气中传递，光在空间中穿行。这就是引力波——爱因斯坦的伟大预言，宇宙最深邃的秘密之一，而我们，正处在这场人类探索史上的伟大接力赛的激动人心的新篇章之中。 《哲人石系列·传播》旨在为读者勾勒出思想在人类文明中犹如火种般传递、演进的轨迹。《以思想的速度：爱因斯坦与引力波》作为该系列中的一篇，将视角聚焦于一个具体而又极为深刻的科学思想——爱因斯坦的广义相对论及其最令人惊叹的预测之一：引力波。本书并非仅仅是枯燥的物理公式堆砌，而是试图以生动、详尽的叙事，带领读者穿越时空，去理解一个天才的思维如何诞生、发展，又如何最终被后人以现代科技的壮丽图景所验证。 第一章：预言的种子——从牛顿的引力到爱因斯坦的革命 在讨论爱因斯坦之前，我们必须回溯到那位被誉为“科学巨匠”的艾萨克·牛顿。牛顿以其万有引力定律，第一次以数学语言描述了天体运行的规律，为我们构建了一个宏大而有序的宇宙图景。然而，牛顿的引力是“超距作用”，意味着引力似乎是瞬时发生的，这与他自己的光速有限的理念存在着微妙的张力。更重要的是，牛顿的理论虽然精准，却无法解释引力作用的“机制”——为什么质量会相互吸引？这种吸引力究竟是如何传递的？ 进入20世纪初，物理学迎来了前所未有的变革。在经历了以麦克斯韦电磁理论为代表的经典物理学辉煌之后，一系列新的实验现象和理论思考，开始挑战牛顿力学的根基。在这场风暴的中心，站着一位青年，他的名字即将改变我们对宇宙的认知——阿尔伯特·爱因斯坦。 本书将深入探讨爱因斯坦是如何从对现有物理框架的深刻洞察中，孕育出他革命性的思想。我们将追溯他从狭义相对论到广义相对论的思维跃迁。狭义相对论打破了绝对时空的观念，揭示了时间与空间并非独立存在，而是交织在一起构成了一个统一的“时空”连续体，并且速度是影响时空测量的关键因素。但狭义相对论仅限于惯性参考系，未能解决引力问题。 于是，爱因斯坦将目光投向了引力。他提出的关键思想是：引力并非一种“力”，而是时空本身弯曲的表现。巨大的质量会使周围的时空发生扭曲，而物体（包括光线）在这种弯曲的时空中运动，就如同走在弯曲的路面上，其轨迹看起来就像是被一种“力”所牵引。这种“弯曲”的思想，彻底颠覆了牛顿以来对引力的理解，为我们描绘了一个动态的、充满活力的宇宙。 第二章：时空的涟漪——引力波的理论诞生 广义相对论的建立，是一个漫长而艰辛的智力攀登过程。本书将详细阐述爱因斯坦是如何借助数学工具，特别是黎曼几何，来精确描述时空的弯曲。我们不会止步于概念的介绍，而是会努力展现爱因斯坦在推导爱因斯坦场方程过程中所面临的挑战、他的思维辩论以及最终的突破。 在这套方程中，爱因斯坦揭示了物质（能量-动量）如何决定时空的几何形状，而时空的几何形状又如何反过来决定物质的运动。这是一种深刻的相互作用，宇宙中的万事万物都在这相互作用中扮演着角色。 而引力波，正是这套方程的自然推论。当大质量物体在加速运动时，它们会扰动周围的时空，就像石头投入平静的湖面会激起涟漪一样。这些涟漪以光速传播，这就是引力波。本书将解释，为何并非所有的加速运动都会产生可探测的引力波，哪些类型的宇宙事件，例如黑洞的合并、中子星的碰撞，是产生强大引力波的“源头”。 我们将探讨引力波的几个关键特性：它们以光速传播，几乎不与物质发生相互作用，这意味着它们携带了宇宙最古老、最遥远事件的纯粹信息，不受遮挡，不受干扰。它们是时空本身的波动，是宇宙最基本运动的“声音”。 第三章：捕捉无形的巨浪——从猜想到观测的漫漫长路 引力波的理论预言在1916年提出，但如何观测到这种极其微弱的时空扰动，却成了一个困扰科学家们长达一个世纪的难题。本书将详细描绘这场跨越时代的观测探索史。 我们将追溯早期科学家们试图通过各种间接方法来证实引力波存在的努力，以及这些尝试为何未能成功。引力波引起的时空扰动极其微弱，微弱到足以让一个尺度为一公里的干涉仪，其两臂长度的变化在百分之一原子的直径之内。这对测量技术的精度提出了近乎不可能的要求。 然后，我们将聚焦于20世纪后半叶至今，科学家们如何一步步攻克技术难关，建造出探测引力波的“耳朵”——激光干涉引力波天文台（LIGO）和欧洲的处女座（Virgo）等探测器。我们将深入解释干涉仪的工作原理，它是如何巧妙地利用激光的光程差来放大那微乎其微的时空扰动。 这一章节将重点介绍这些探测器的设计理念、建造过程中的技术挑战、以及为了提高灵敏度和排除干扰所做的各种创新。我们将看到，为了捕捉这些“无形的巨浪”，科学家们不仅需要精密的仪器，还需要对地球上一切可能的“噪音”——地震、交通、甚至远处海浪——进行极其细致的屏蔽和排除。 第四章：宇宙的回声——引力波天文学的黎明 2015年9月14日，一个历史性的时刻降临。LIGO探测器捕捉到了来自13亿光年之外的两个黑洞合并产生的引力波信号。这一发现，不仅是爱因斯坦预言的直接验证，更标志着一个全新天文学时代的开启——引力波天文学。 本书将详尽描述这次里程碑式的观测。我们将介绍信号的特征、如何将其与理论模型进行比对，以及科学家们在确认这一发现过程中所经历的严谨论证。这次观测的意义是革命性的，它首次让我们能够“听”到宇宙深处的声音，而不仅仅是“看”。 此后，引力波探测的脚步并未停止。双中子星合并（GW170817）等重要事件的探测，更是开启了“多信使天文学”的新纪元。当我们同时接收到来自同一宇宙事件的引力波信号和电磁波信号（如伽马射线暴、可见光、射电波等）时，我们就能从多个维度、更全面地理解宇宙的奥秘。 本书将深入探讨多信使天文学的巨大潜力。它如何帮助我们更精确地测量宇宙的膨胀速率，如何验证爱因斯坦的广义相对论在极端条件下的有效性，如何揭示中子星内部的极端物理状态，以及它们在宇宙中重元素合成中的作用。 第五章：思想的速度与传播——引力波的未来展望 引力波的研究，不仅仅是对物理学前沿的探索，它更是人类好奇心与智慧的传播。从爱因斯坦在书斋中的思考，到全球数千名科学家、工程师的共同努力，再到最终的观测验证，这个过程本身就是一场思想速度的接力。 本书的最后一章，将着眼于引力波研究的未来。我们将展望下一代引力波探测器，如地基的更先进的LIGO、Virgo，以及空间中的引力波探测项目（如LISA），它们将能够探测到频率更低、周期更长的引力波，从而揭示宇宙早期、超大质量黑洞合并等更为宏大的事件。 我们还将探讨引力波研究的更广泛意义。它将如何帮助我们理解宇宙的起源和演化，如何寻找暗物质、暗能量的线索，甚至可能为我们打开通往宇宙终极奥秘的大门。 《以思想的速度：爱因斯坦与引力波》旨在揭示，科学的进步并非一蹴而就，而是思想在时间长河中不断碰撞、传承、演进的结果。引力波的发现，是人类智慧不断超越自我的生动写照，是思想以其特有的速度，在宇宙的宏大舞台上留下的最深刻的印记。本书希望点燃读者对宇宙的好奇，对科学精神的崇敬，以及对人类探索未知无尽的向往。 结语 正如“哲人石”是炼金术士梦想中能够转化物质的传说之石，引力波的发现，在某种意义上，也正转化着我们认知宇宙的方式。它让我们得以窥见宇宙最狂暴、最原始的景象，让宇宙的低语化为可被聆听的声音。爱因斯坦的思想，借由引力波，以其理论的速度，穿越了历史，在今天，以最壮丽的方式，在我们眼前展开。这不仅仅是一段科学史的叙述，更是一曲人类求知精神的颂歌。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我最大的感受是，我们对“速度”的理解，远比我们想象的要深刻和多维。它不仅仅是关于物理上的位移，更关乎信息、观念和文化传播的速度。作者成功地将一个硬核的物理学概念，延展到了哲学和社会学层面，引发了我对当代信息爆炸时代下“思想传播效率”的深刻反思。这本书的魅力在于它的多义性，它为不同层次的读者提供了不同的解读空间。如果你是科学爱好者，你会为其中严谨的推导而折服；如果你是历史或文化研究者，你会为其中对时代精神的捕捉而赞叹。它不是一本快餐式的读物，而是需要你沉下心来，与作者一同进行一场漫长的、充满惊喜的智力跋涉。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字功底非常扎实，行文流畅，逻辑清晰，但更难能可贵的是，它在严肃的学术探讨中融入了一种近乎散文的韵律感。那种文字的张力，让我在阅读时能清晰地感受到作者对主题的热爱与敬畏。它没有陷入故作高深的泥潭，而是用一种非常诚恳、坦率的笔调，邀请读者一同见证人类智慧的边界是如何被拓展的。对我而言，这本书更像是一部关于“探索精神不朽性”的史诗。它告诉我们，真正的突破往往诞生于看似不可能的十字路口，而那些伟大的心灵，正是依靠着对美的感知和对逻辑的忠诚，找到了通往真理的道路。这种对人类理性光辉的赞美，让我阅读过程充满了振奋感。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构安排堪称匠心独制，它不拘泥于传统的时间线叙事，而是通过一系列精心编排的片段，将看似不相关的事件巧妙地串联起来，形成一张宏大的思想网络。这种非线性叙事的手法，极大地增强了阅读的趣味性和探索感，让你总是在期待下一个章节会揭示出怎样的关联。作者在处理科学概念时，那种化繁为简却又不失深度的功力令人佩服。他似乎有一种魔力，能将那些抽象的物理定律转化为触手可及的画面感，这对于非专业背景的读者来说，简直是福音。我特别欣赏作者在描述那些思想火花迸发的瞬间时所用的那种诗意化的语言，它让冰冷的科学原理瞬间有了温度和生命力，让人忍不住停下来，反复回味那些精妙的比喻。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我留下了一种久违的、对“求知”本身的尊重感。它不仅仅是在讲述爱因斯坦的故事，更是在描摹一种理想主义者的生存状态。我能从字里行间感受到作者对于学术严谨性的坚持，每一个论断的背后似乎都有着深厚的资料支撑，但这些资料的处理却极其高明，从不喧宾夺主，总是服务于故事的流畅推进。这本书最成功的地方在于，它成功地将一个相对宏大的科学主题，切割成了一系列可以被情感共鸣的个体经历。它没有给我们标准答案，而是展示了通往答案的路径是多么曲折和充满智慧的博弈。读完后，我不仅对引力的理解加深了，更重要的是，对如何保持独立思考的勇气，有了一次深刻的再认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事节奏把握得令人惊叹，它像是在你耳边轻声讲述一个跨越世纪的宏大故事，却又充满了现代的紧迫感。作者对人物心理的刻画细腻入微，让你能真切感受到那些伟大思想家在探索未知领域时的挣扎、兴奋与孤独。那种探索未知的过程，不仅仅是公式和理论的堆砌，更是人类精神力量的集中体现。读下去的时候，我仿佛置身于那个风云变幻的年代，和那些先驱者们一起呼吸、一起思考。它没有用过于晦涩的语言去阻碍读者，而是像一位经验丰富的向导，巧妙地引导我们穿越复杂的概念迷宫，直抵核心的洞见。整本书读下来，不仅仅是知识的获取，更像是一次精神上的洗礼，让人重新审视我们所处的世界以及我们看待世界的方式。那种对真理的执着追求，那种不畏人言的勇气，是这本书最打动我的地方。

评分☆☆☆☆☆

不写字不让评价，凑够十个字

评分☆☆☆☆☆

在验证引力波的年份看本书感觉非常棒。

评分☆☆☆☆☆

好

评分☆☆☆☆☆

对于爱因斯坦之类的旷世奇才，我无法加以评论，之能阅读学习。世上有如此的人，再多光环与崇拜也是应当的。他们就像天上的星，思想一直照耀着世世代代的人。

评分☆☆☆☆☆

还可以，还可以，还可以！

评分☆☆☆☆☆

预见的科学，仍然难以寻找，还是已经找到？这书给你叙述者锲而不舍的过程。

评分☆☆☆☆☆

京东商城网购晒单发货速度很快

评分☆☆☆☆☆

美国军人权利法案提供的教育

评分☆☆☆☆☆

基本观点是：第一，教育是一种社会历史现象，在阶级社会中具有鲜明的阶级性，不存在脱离社会影响的教育；