時與光：一場從古典力學到量子力學的思維盛宴 pdf epub mobi txt 電子書下載 2025

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棽棽著

圖書標籤:

物理學
科學史
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齣版社：清華大學齣版社

ISBN：9787302407454

版次：1

商品編碼：11791902

品牌：清華大學

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2015-11-01

用紙：膠版紙

頁數：410

正文語種：中文

具體描述

産品特色

內容簡介

　　如果你曾被《從一到無窮大》深深觸動，那麼你也一定會喜歡上這本書的。八零後作者棽棽用簡潔流暢的語言，對物理學近兩韆五百年的發展史做瞭全景式的精彩描繪，其中既有牛頓力學、狹/廣義相對論與量子力學的誕生過程，又有諸位科學大師的成長曆程。

　　說起“物理”這兩個字，不論你對它是懷有幾分嚮往卻始終不得其門而入，還是由於考捲上層層套疊的公式、算符，一度激起瞭你的厭惡。給自己三天時間，跟隨作者來一場思維大冒險吧。相信讀完這本書，定會改變你對它的看法。

作者簡介

　　棽棽，雲南昆明人。山東大學應用化學學士，復旦大學物理化學碩士。喜好神遊四海，偶爾亦會逃離地球，卻怎麼也逃不開對宇宙設計的好奇。探索其間的樂趣，願與你一同分享。

精彩書摘

　　最短時間原理

　　17世紀60年代，人類引逗光綫的本領日漸高超，有關反射、摺射的歸納性法則也已初現端倪。首位嘗試解答這一“為什麼”的天纔終於在萬事俱備之際乘著東風翩然而至，他便是來自法國的職業法律顧問兼“業餘”數學傢皮埃爾?德?費馬（Pierre de Fermat）。弗吉尼亞?伍爾夫（Virginia Woolf）曾說過：“所謂天纔就如同流星一樣，他們劃過夜空，撕破黑暗，道齣真相，然後消失。”費馬的一生便是對這句話最為生動的詮釋。這位命運的寵兒衣食無憂且與世無爭，從律師到法官，他錶麵上循規蹈矩，過著與其貴族身份相符的平順生活；而私底下，他卻悄悄為自己營造瞭一整座美輪美奐的思維殿堂，像個孩童一般流連其間、盡情玩耍。

　　費馬慣於獨自潛行，他終生遠離學術圈，卻也偶爾捉狹地浮齣水麵冒個泡，寫上一封短信給當時的某位權威教授，將他最近遊玩時無意間瞥見的美妙景象透露稍許，微微地撩撥一下學界的神經：一個原本無意流傳後世的“費馬大猜想”——xn+yn=zn，當整數n＞2時，方程無解——令韆萬邏輯狂人撓破頭皮求證瞭足足358年；另一個關於多級指數的猜想——（2的2n次方）+1一定是素數——又讓眾多數論名傢信以為然、琢磨良久，最終卻發現那是錯的……關於費馬的傳奇足有一大籮筐，可惜此處留白太小，寫不下。現在，讓我們先著重來領略一下費馬殿堂的明珠“最短時間原理”的風采吧，一個把數學當娛樂的頑童一不小心道破瞭宇宙的天機。

　　大約1662年前後，費馬在他某張信稿邊頁以其一貫的潦草筆鋒輕描淡寫地留下瞭一行小字：“在從一點行進到另一點所有可能的路徑中，光所選擇的一定是耗時最短的路徑。”這便是赫赫有名的“費馬最短時間原理”。也許你會想：這不顯而易見嘛，隻要足夠機靈，放著捷徑誰還願意繞遠道呢？但在費馬之前，還鮮有人嘗試把自己融入一束光來思量其處境。況且一條論斷之所以能被冠以“原理”頭銜，僅靠揣度是不夠的，它必須嚴格建立在事實與邏輯的雙重基礎之上。下麵，請你試著玩幾個簡單的幾何遊戲，來證明這一原理吧（參見附錄一）。

　　耗時最短，實則意味著跑得最快。速度與角度，兩個原本風馬牛不相及的物理量通過費馬原理竟微妙地聯係到瞭一塊兒，這不得不說是對大自然的一次深刻洞見。不僅如此，費馬對光行為那頗具人性化的詮釋總透著一股子說不清道不明的刁鑽氣息，自問世之日起數百年來，它就像費馬本人一樣，激起的贊美與嘲諷兩相滔滔，至今仍不絕於耳。按照斯涅耳定律，光從光源齣發之後，若碰到不同介質，由於事先已約定好摺射率，它隻需依照老規矩及時調整方嚮，便可在各介質間彎來摺去、暢行無阻瞭。整個過程自先而後，與慣常所期待的因果律恰相吻閤。然而，最短時間原理的橫空齣世卻打破瞭這片祥和：如果說每趟旅程都必須考慮時間損耗，那麼在齣發之前，光是如何確定自己將駐步何方，途中又會遭遇怎樣的流轉與機變的呢？從A到B，它可以直奔主題，也可以醉鬼似地打著鏇晃蕩過去，精力充沛的話，甚至可以撲騰到海角天涯再摺返迴來……退一步說，即使能夠預知最終落點，它究竟該采用何種方式來尋齣最優路綫呢？

　　本章我們暫且不去探究光是如何自三韆弱水中毫不猶疑地取齣瞭屬於自己的那一小瓢，僅隻考慮它能於事件發生之前便知曉結果這一點，就足令眾人頭疼不已。試想，假如你是一束光，正準備從A點去往B點，依據時空王國新近頒布的“最短時間章程”，你不僅得知道目的地B的精確位置，更需詳細瞭解沿途將經過幾層界麵，各界麵的具體位置，各介質分彆是什麼……每段路況皆無疏漏，如此纔有可能定製最優方案。倘若你尚未摸清狀況便貿然前行，悶頭一陣疾馳之後，猛然撞見一界麵，這纔臨時決定進退轉圜，勢必得反復修正原初的軌跡。而既然還有調整的餘地，則意味著它並不是上上之選，比起動身之前一口氣描畫的路綫，勢必耗時更多。因此，“費馬章程”若想順利施行，光就必須在跨上起跑綫的瞬間便對所有的選擇都瞭然於心，並早早做好計劃——沿著結果去譜寫過程，這簡直就是一場逆時而上的盛大遊行！“先”和“後”、“因”與“果”顛倒錯亂，原本規規整整的邏輯拼圖霎時被震得七零八落，彌散不知所蹤。

　　與我們形影相隨的光背後竟藏匿著如此紛繁的秘密。隨著實驗器材的改良，學者們進而又發現，費馬對光行為的解讀仍不夠全麵，光程除瞭取極小值之外，有時也會取定值（例如當光源位於橢圓反射鏡的焦點之一時），必要時甚至還會取極大值（這需要耍點兒花招，對光進行“誘騙”。例如仍把光源置於橢圓鏡的任意焦點上，再緊貼橢圓內壁鑲嵌一塊拋物鏡，則光綫必定落於拋物麵底端）。因此，費馬原理最為精確的錶述應該是：“過兩個定點A、B的光總選擇光程一階變分為零的路徑。”多年以後，隨著人類對世界的瞭解不斷深入，最短時間原理漸漸化身成羽翼更為豐滿的“最小作用量原理”，傲然翱翔在諸如廣義相對論、量子場論等現代物理各前沿陣地上空。然而，有關行程的詭譎思辨不過是光奉獻給世人的一碟開胃小菜而已，觥籌交錯間，一場從古典力學到量子力學的思維盛宴正緩緩拉開序幕……

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前言/序言

　　物理是什麼？

　　你若帶著這一問號翻開本書，那麼此刻腦海之中定有韆萬個問號在奔騰。

　　而這正是筆者想要藉助些許文字來與你一同分享的——科學殿堂腳下的基石不是答案，卻是問題本身。

　　時與光，這對仿佛永遠分離卻又終身相依的伴侶

　　嚮我們展示的正是提問的樂趣所在。

　　流光飛舞中，人類試著去探知時間的本性。

　　而在時間的長河裏，我們一步步嚮著光的真實麵目靠近。

　　這世上，有許多的東西，我們原以為瞭若指掌，但隨著探索的深入，纔發覺自己距離真相遠不止十萬八韆裏；而另一些東西，曾被認定永遠也無從知曉，但隨著問號一個接一個地被攻破，人類竟慢慢觸到瞭秘密的核心……

　　宇宙的最可以理解之處是它的無法理解。

　　而宇宙最無法理解之處是它竟然可以被理解。

時與光：一場從古典力學到量子力學的思維盛宴一、序言：宇宙的脈搏與人類的求索自古以來，人類便仰望星空，試圖理解這浩瀚宇宙的運行法則。從日齣日落的周期律動，到星辰大海的神秘軌跡，一種對秩序和規律的探索從未停止。我們試圖解析那無形的力量，賦予它名稱，構建模型，從而觸摸到宇宙最深層的奧秘。而“時”與“光”，作為宇宙中最基本、也最令人著迷的兩個概念，無疑是這場探索旅程中最閃耀的兩個坐標。時間，它如同永恒的河流，裹挾著萬物嚮前；空間，它又是我們存在的舞颱，容納著一切。古希臘的哲人曾為時間的本質爭論不休，牛頓則以其劃時代的力學理論，為時間和空間描繪瞭宏偉的舞颱。然而，當人類的目光進一步聚焦於微觀世界，當光的本質在實驗中愈發撲朔迷離，牛頓的宇宙圖景便開始顯露齣裂痕。愛因斯坦的相對論，如同一把鑰匙，為我們打開瞭時間和空間扭麯、相互依存的新視野。而量子力學，則以其顛覆性的概率性和不確定性，徹底重塑瞭我們對現實的認知。《時與光：一場從古典力學到量子力學的思維盛宴》正是這樣一部旨在帶領讀者穿越數百年物理學發展史，親曆一場思想革命的旅程。它並非一本枯燥的教科書，而是一次跨越時空的對話，一場關於宇宙根本法則的深度沉思。本書將以清晰的邏輯、生動的敘事，勾勒齣物理學從牛頓的經典世界，走嚮愛因斯坦的相對時空，最終抵達量子世界的波瀾壯闊的曆史畫捲。在這裏，您將跟隨先賢的腳步，體驗那些劃時代的思想火花是如何被點燃，又是如何一步步揭示齣隱藏在自然背後那令人驚嘆的深邃秩序。二、第一篇：牛頓的宇宙——宏大而精確的機械樂章在物理學的黎明時期，伊薩剋·牛頓以其卓越的智慧，構建瞭一個前所未有的、統一的宇宙圖景。他提齣的萬有引力定律，如同一個精密的鍾錶齒輪，將天體運行的軌道、蘋果落地的軌跡，都納入瞭同一套和諧的數學描述之中。本書的第一篇，將深入淺齣地解析牛頓力學的核心概念：絕對時間和絕對空間：牛頓設想瞭一個獨立於物質運動的、永恒不變的絕對時間，以及一個容納一切事物的、無邊無際的絕對空間。這仿佛是一個巨大的、沉默的舞颱，宇宙中的一切都按照預設的規律在此上演。我們將探討這種經典時空觀的意義，以及它在解釋宏觀世界現象上的巨大成功。慣性定律與運動定律：動者恒動，靜者恒靜，除非受到外力作用。牛頓第一定律闡述瞭運動的慣性本質。第二定律則揭示瞭力、質量與加速度之間的精確關係，即F=ma。第三定律，作用力與反作用力，則體現瞭力的相互性。我們將剖析這些定律如何構成瞭經典力學的基石，以及它們如何幫助人類理解並預測從彈射的炮彈到行星的運行。萬有引力定律：這是牛頓最為輝煌的成就之一。他發現，宇宙萬物之間都存在著一種相互吸引的力，其大小與它們質量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比。這個定律不僅解釋瞭月球繞地球的軌道，行星圍繞太陽的運行，更統一瞭天上的運動和地上的落體，為宇宙建立瞭一個普適的秩序。本書將詳細闡述引力定律的數學形式，並探討它所帶來的革命性影響。經典力學的哲學意涵：牛頓的理論不僅僅是一套物理定律，它更是一種世界觀。它展現瞭一個機械的、可預測的宇宙，其中一切都可以被精確地測量和計算。這種決定論的思想，在很大程度上塑造瞭後世的科學和哲學。我們將反思經典力學所帶來的理性主義精神，以及它如何開啓瞭科學革命的序幕。通過對牛頓力學的細緻解讀，讀者將深刻理解何謂“經典”——它為何能如此長久地指導我們的科學實踐，又為何在麵對更深層次的宇宙奧秘時，顯得力不從心。三、第二篇：光與影的協奏——時空的舞步與相對的詩篇當人類的探索觸及光速的極限，當引力的本質在極端條件下變得撲朔迷離，物理學迎來瞭又一次偉大的飛躍，這次的主角是阿爾伯特·愛因斯坦。他的相對論，徹底顛覆瞭我們對時間和空間的直觀理解，揭示瞭一個動態、相對、且相互關聯的宇宙。本篇將帶領讀者走進愛因斯坦的相對世界：狹義相對論：光速不變與時間膨脹：愛因斯坦基於光速不變原理和相對性原理，推導齣瞭顛覆性的結論。時間不再是絕對的、獨立的流逝，而是與觀察者的運動狀態相關。高速運動的物體，其時間會變慢，長度會收縮。我們將形象地解釋“時間膨脹”和“長度收縮”等現象，並探討它們在高速粒子物理實驗中的驗證。質能等價：E=mc²的震撼：狹義相對論最著名的公式，E=mc²，揭示瞭質量與能量之間深刻的等價關係。質量是能量的一種形式，能量也可以轉化為質量。這個簡潔的公式，不僅解釋瞭恒星發光的原因，也預示著核能的巨大潛力，深刻地改變瞭我們對物質和能量的認知。廣義相對論：引力作為時空的彎麯：愛因斯坦將引力從一種神秘的“超距作用”轉變為時空本身的幾何屬性。質量和能量會彎麯周圍的時空，而物體則沿著彎麯時空的“測地綫”運動，我們將其感知為引力。本書將用直觀的類比，解釋“時空彎麯”的概念，探討水星近日點的進動、光綫在引力場中的偏摺等現象，以及廣義相對論在黑洞、引力波等領域的預測。時空的相對性與統一性：相對論徹底打破瞭牛頓經典時空的絕對觀，展現瞭一個更加動態、相互聯係的宇宙。時間不再是萬物的背景，而是與空間緊密交織，共同構成瞭一個四維的時空連續體。我們將討論相對論所帶來的宇宙觀的轉變，以及它如何為我們理解宇宙的起源和演化奠定基礎。通過對愛因斯坦相對論的深入剖析，讀者將體驗到一次思維的飛躍，理解為何我們所熟悉的“絕對”時空觀，在宇宙的宏大尺度和極端條件下，會變得如此“相對”。四、第三篇：量子世界的微光——概率、不確定性與現實的重塑當物理學的探索深入到原子和亞原子粒子領域，一個全新的、與宏觀世界截然不同的景象展現在我們麵前。量子力學以其獨特的語言，描述瞭一個充滿概率、疊加和量子糾纏的微觀宇宙。本篇將帶領讀者進入這個令人著迷的量子世界：量子假說與光電效應：從普朗剋的能量量子化，到愛因斯坦對光電效應的解釋，量子理論的種子悄然萌發。我們將迴顧這些早期探索，理解為何經典物理學在解釋微觀現象時會遭遇瓶頸。波粒二象性：微觀粒子，如電子和光子，竟然同時具有波動性和粒子性。它們既可以像粒子一樣被定位，又可以像波一樣發生乾涉和衍射。我們將通過雙縫乾涉實驗等經典實驗，來闡釋這一反直覺的量子特性。不確定性原理：海森堡提齣的不確定性原理錶明，我們無法同時精確地測量一個粒子的位置和動量。越是精確地知道一個量，另一個量就越不確定。這個原理徹底動搖瞭經典物理學的決定論基礎，揭示瞭微觀世界的內在隨機性。量子疊加與概率波：在被測量之前，一個量子係統可以處於多種可能狀態的“疊加”之中。測量行為會“坍縮”波函數，使其落入某一個確定的狀態，而這種狀態的齣現是概率性的。我們將深入理解概率波的概念，以及它如何描述微觀世界的動態。量子糾纏：超距的神秘關聯：兩個或多個粒子，一旦發生量子糾纏，它們之間就會産生一種奇特的關聯，無論它們相距多遠，對其中一個粒子的測量會瞬間影響到另一個粒子。愛因斯坦曾將其稱為“幽靈般的超距作用”。我們將探討量子糾纏的奧秘及其潛在的應用。量子力學的哲學意義：量子力學徹底改變瞭我們對現實的看法。它引入瞭觀察者效應，挑戰瞭客觀實在的觀念，並引發瞭關於決定論與概率論、定域性與非定域性的深刻哲學討論。我們將反思量子力學所帶來的對宇宙本質的全新理解。通過對量子力學的深入探索，讀者將有機會挑戰自己根深蒂固的直覺，理解這個充滿悖論與奇跡的微觀世界，並思考它對我們理解宇宙和生命可能産生的深遠影響。五、結語：穿越時空的思想之旅《時與光：一場從古典力學到量子力學的思維盛宴》所呈現的，遠不止是物理定律的羅列。它是一部關於人類智慧如何不斷突破認知邊界的史詩。從牛頓構建的宏大機械宇宙，到愛因斯坦洞察的動態時空，再到量子世界揭示的概率與不確定性，每一個裏程碑式的發現，都伴隨著一場思想的革命。本書希望通過梳理這些偉大的思想脈絡，讓讀者感受到科學探索的魅力，體悟到人類認識世界的艱難與輝煌。我們相信，每一次對“時”與“光”的深入理解，都將拓寬我們的視野，讓我們對自身在宇宙中的位置，以及生命存在的意義，有更深刻的洞察。這是一場屬於所有對宇宙充滿好奇的人們的思維盛宴，一次關於我們如何從宏觀的秩序感，走嚮微觀的奇妙不可測的旅程。它邀請您一同思考，一同感嘆，一同在科學的星河中，點亮屬於自己的智慧之光。

用戶評價

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計真是深得我心，那種沉穩又不失典雅的氣質，拿到手裏就讓人感到一種對知識的敬畏感。封麵設計上，光影的運用非常巧妙，仿佛能讓人窺見其中蘊含的宇宙奧秘。內頁的紙張質感也相當齣色，閱讀起來非常舒適，即使長時間沉浸其中也不會感到眼睛疲勞。裝幀的工藝細節之處可見匠心，每一頁的切邊都處理得十分平滑精緻，體現瞭齣版方對品質的執著追求。我個人特彆欣賞那種帶有微微的紋理感的紙張，它讓文字看起來更有深度，也讓閱讀體驗更加具象化，仿佛每一次翻頁都是一次與古老智慧的對話。這本書的整體觀感，已經超越瞭一般的工具書範疇，更像是一件值得珍藏的藝術品，放在書架上本身就是一種視覺享受。

評分☆☆☆☆☆

我是在一個朋友的強烈推薦下開始閱讀的，起初我對物理學的題材有些敬而遠之，總覺得那是深奧難懂的象牙塔理論。然而，作者的敘述方式徹底顛覆瞭我的固有印象。他似乎有一種魔力，能將那些復雜的概念層層剝開，用極其生動且充滿畫麵感的語言娓娓道來。讀到某些關鍵轉摺點時，我甚至能清晰地感受到那種科學革命時期，思想碰撞齣的火花，那種思維被拓寬的激動。尤其是對於一些經典實驗的描述，作者並未停留在枯燥的公式堆砌，而是深入挖掘瞭科學傢們當時的心路曆程和觀察視角，這使得整個閱讀過程充滿瞭戲劇張力，讓人忍不住想一口氣讀完，去追尋下一個未知的謎團。

評分☆☆☆☆☆

最讓我印象深刻的是作者在行文中穿插的那些關於科學傢的個人軼事和他們所處的時代背景。這些“人情味”的描述，成功地將那些高高在上的理論與鮮活的生命聯係瞭起來。閱讀時，我仿佛能看到那些偉大的頭腦是如何在挫摺、爭議和靈光一閃中推動人類認知邊界的。這種曆史的厚重感和人性的光輝交織在一起，使得冰冷的物理定律也染上瞭溫度。它提醒我們，科學的進步從來都不是一蹴而就的直綫，而是充滿瞭探索者們的掙紮、爭論與最終的突破，這比單純學習理論本身更具啓發性和教育意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書的結構安排得極為考究，仿佛是為心智搭建瞭一座精密的階梯。它並沒有直接跳躍到尖端理論，而是非常穩健地從宏觀、可感知的世界——那些牛頓力學的基石——開始鋪陳。這種循序漸進的方式，極大地降低瞭讀者的入門門檻。每當我對前一部分內容産生一絲疑惑時，下一章的內容往往會恰到好處地齣現，進行解釋或提供一個全新的參照係來理解，這種前後呼應的構建感，讓人不得不佩服作者對知識體係的整體把握。它不是簡單的知識點羅列，而是一條邏輯嚴密的思維長河，引領讀者自然而然地接受並理解那些顛覆性的新思想的産生背景和必然性。

評分☆☆☆☆☆

從純粹的閱讀體驗來看，這本書的節奏感拿捏得爐火純青，它懂得在適當的時候放慢腳步，進行深刻的哲學反思，又能在關鍵時刻加速，展現科學思想的疾馳。它不僅僅是在教授物理知識，更是在訓練一種新的觀察世界的方式，一種更深層次的、對現實本質的追問。閤上書本的那一刻，我感到自己看待日常事物的眼光都變得不一樣瞭，許多習以為常的現象背後，似乎都藏著更深層次的數學美感和物理規律。這本書帶給我的，是一種長久的、可以內化的思維習慣的重塑，而非轉瞬即逝的知識記憶，其價值難以用語言完全衡量。

評分☆☆☆☆☆

不錯，活動購買，很劃算。。。。。

評分☆☆☆☆☆

給孩子買的，他非常喜歡類似書籍京東送貨快東西好

評分☆☆☆☆☆

講解清晰，正版，內容十分豐富，印刷精美，印刷精美講解清晰，正版，內容十分豐富，印刷精美，印刷精美

評分☆☆☆☆☆

很好看的一本書

評分☆☆☆☆☆

書非常好，紙質不錯，正版無誤。

評分☆☆☆☆☆

越到後麵越覺得這個世界好神奇