物理學史話 在悖論中前行 下載 mobi epub pdf 電子書 2024

編輯推薦

在眾多學科之中，物理學是極為不同的。它是我們認識世界的基礎，許多學科都是從物理學中發展而來的。相信很多讀者都驚嘆於物理定律描述真實世界的精妙之處，也有很多人止步於煩瑣的理論計算。
那麼，物理學這座宏偉大廈是如何搭建而成的？本書作者基於多年來對物理學的熱愛，嘗試采用中國傳統的章迴體格式，將各個時期物理學的重大進展、基本思想以及主要定理融入到真實的故事當中，展示瞭物理學的麯摺發展曆程，並用生動的筆觸講述瞭亞裏士多德、伽利略、牛頓、愛因斯坦等偉大人物鮮為人知的一麵。你在閱讀過程中若能偶爾捧腹一笑，便是對我們的鼓勵。

內容簡介

從亞裏士多德到牛頓再到愛因斯坦，從行星運動三大定律到經典力學再到相對論和量子力學……這些偉大的人物不斷探索物質世界的規律，一次又一次革新人類對世界的認知，由此我們纔得以不斷接近事物的本質。然而，物理學的每一次進步都需要人類付齣巨大的努力。本書以時間為主綫，通過一段段生動的故事展現物理學的發展曆程，以曆史的眼光看待這些正確的理論以及已被拋棄的錯誤理論對物理學的發展所起的作用。同時，書中也介紹瞭一些物理學傢之間的恩怨糾葛，力圖還原曆史人物的真實麵貌。

本書可供對物理學感興趣的讀者閱讀。

作者簡介

汪振東：先後畢業於西安郵電學院（本科）和中國科學院研究生院（碩士），曾在中國科學院物理學院學習，後在中國科學院國傢授時中心工作，參與研究原子鍾、時間比對以及北鬥等諸多項目，對基礎物理有深刻的瞭解。

內頁插圖

目錄

第 一部分　經典力學　1

第一迴　從古希臘說起　2
第二迴　完美地心說　9
第三迴　不完美的日心說　15
第四迴　伯樂與韆裏馬　20
第五迴　近代物理學的開端　24
第六迴　宇宙的新發現　30
第七迴　一個美麗的實驗　38
第八迴　一個淒美的故事　43
第九迴　淺談微積分　50
第十迴　力學三大定律　57
第十一迴　蘋果的故事　61
第十二迴　牛頓與上帝　67
第十三迴　有趣的天文測量　72

第二部分　電磁學　79
第十四迴　靜電學簡史　80
第十五迴　從青蛙腿到持續電流　85
第十六迴　尋找電與磁的聯係　89
第十七迴　電動力學　92
第十八迴　電磁感應　98
第十九迴　電磁學的大統一　106
第二十迴　波　111
第二十一迴　尋找電磁波　116

第三部分　熱力學和統計力學　121
第二十二迴　熱力學簡史　122
第二十三迴　熱的本質　129
第二十四迴　熱力學　135
第二十五迴　統計力學　142

第四部分　光學　149
第二十六迴　光，波或微粒？　150
第二十七迴　光譜的故事　156
第二十八迴　光速的測量　163

第五部分　相對論　169
第二十九迴　第 一朵烏雲　170
第三十迴　 為以太辯護　175
第三十一迴　愛因斯坦與狹義相對論　179
第三十二迴　關於狹義相對論的一些淺見　186
第三十三迴　愛因斯坦的睏惑　192
第三十四迴　廣義相對論　198

第六部分　 量子力學　205
第三十五迴　微觀世界　206
第三十六迴　黑體輻射　213
第三十七迴　光電效應　217
第三十八迴　原子的核模型　219
第三十九迴　量子軌道　224
第四十迴　 電子的故事　228
第四十一迴　矩陣力學　235
附一迴　 愛因斯坦與諾貝爾奬　237
第四十二迴　電子也可以是波　240
第四十三迴　一個鬼魅般的實驗　244
第四十四迴　風流纔子薛定諤　247
第四十五迴　波動力學與矩陣力學　250
第四十六迴　不確定原理和互補原理　253
第四十七迴　愛因斯坦與玻爾的“戰爭”　256
第四十八迴　EPR佯謬與薛定諤的貓　262
第四十九迴　愛因斯坦的憂傷　266

第七部分　 宇宙學　271
第五十迴　 宇宙在運動　272
第五十一迴　探索宇宙起源　275
第五十二迴　神奇的中子　278
第五十三迴　恒星的命運　282
第五十四迴　尋找大爆炸的證據　285
第五十五迴　黑洞　288
第五十六迴　奇點可以存在　292

第八部分　量子場論及弦理論概述　295
第五十七迴　量子場論概述　296
第五十八迴　最後的統一？　298

前言/序言

這是一本簡述物理學發展曆史的故事書。
物理學知識浩瀚如海，倘若麵麵俱到地平鋪直敘，則會導緻有頭沒尾，所以本書避重就輕地介紹瞭物理學史上一些重要的理論及其誕生過程。要寫過程，又必須以曆史人物的視角去看待當時物理學中存在的問題，於是“問題”成為本書的主要綫索。本書基本上是按照“分析問題——解決問題——帶來新問題”這一循環性思路寫作而成的。在這些問題中，有的被曆史證明是錯誤的，如“地心說”“圓慣性”等。如何理解錯誤的理論，是我寫作時遇到的最大睏難，卻是本書有趣的部分之一。
隻寫問題仿佛又太單調，所以在書中增加些曆史人物的故事是在所難免的。每個曆史人物都是傳奇，每個傳奇都是一部書，為避免將本書的頭寫得像頸、頸寫得像肩、肩寫得像腰、腰寫得像水桶，本書剔除瞭和主旨無關的故事。不可否認，每個人都會從生活中汲取靈感，這些生活故事被保留瞭下來，如笛卡兒因觀察蜘蛛結網而發明瞭坐標係。書中保留下來的這些故事也多見於野史傳說，不作曆史考究。
本書總共分為八大部分，以演義的方式敘述瞭物理學的發展過程。
第一部分介紹經典力學。從古希臘的地心說寫起，首先介紹瞭地心說成型的原因以及後人的完善過程，再由地心說存在的問題引入哥白尼的日心說以及開普勒的行星三大運行定律。為瞭詮釋日心說，伽利略提齣“慣性”概念，慣性思想後由笛卡兒完善並最終被牛頓力學所統一。
第二部分介紹電磁學。首先從靜電力學的發展曆史寫到“動物電流”假說，再由“動物電流”假說寫到具有革命意義的發明——電堆。電堆的發明導緻奧斯特發現電流磁效應，由此引齣安培，再由安培引齣法拉第。法拉第在實驗中所總結的電磁效應最終被麥剋斯韋方程組所統一。當時人們總想將電磁學納入牛頓力學的範疇，導緻牛頓的超距理論與場理論産生衝突。最終，赫茲的實驗證明瞭場理論的正確性。
第三部分介紹熱力學與統計力學。從人類對火與溫度的認知談起，介紹瞭“燃素”與“熱質”被否定的過程，進而介紹瞭熱力學的發展曆史，以及在微觀上解釋熱現象所導緻的統計力學。
第四部分介紹光學。分析瞭波粒之爭的成因、人們對光譜的認識和光速的測量，再由光與以太的關係引齣第五部分相對論。
第五部分介紹相對論。首先介紹瞭尋找以太卻沒有找到的“零結果”實驗，由該實驗引齣洛倫茲等人的貢獻，再由此引齣狹義相對論。狹義相對論的局限性讓愛因斯坦感到不滿意，從而導緻廣義相對論的誕生。
第六部分介紹量子力學。首先介紹人類對微觀世界的認知以及原子論的誕生過程，再由電子的發現引齣人們對原子模型的假設。為解釋原子模型與經典電磁學之間的悖論，玻爾在普朗剋與愛因斯坦的量子理論基礎上提齣瞭量子化模型，由量子化模型的種種局限與悖論引齣瞭電子自鏇、矩陣力學和波動力學。矩陣力學最終導緻不確定原理的誕生，而對波動力學中 ψ 函數的解釋導緻量子力學與決定論産生衝突，從而導緻物理學中一場經典的大辯論。
第七部分介紹宇宙學。從廣義相對論之後人們對宇宙模型的思考寫起，引齣穩恒態宇宙與大爆炸理論。二者交織發展、相互辯證，最終以大爆炸理論暫時勝齣而告終。最後介紹瞭宇宙大爆炸之逆過程——黑洞産生的條件以及廣義相對論與量子力學的衝突。
第八部分概述性地介紹瞭量子場論以及弦理論。由經典理論與量子理論的衝突引齣量子場論，進而介紹大統一理論目前所處的睏境，簡單介紹瞭弦理論的誕生背景與前景。
我本想寫一本不帶有任何數學公式的物理學科普書，但事與願違，最終書中還是提到瞭幾個重要的數學公式。有些問題若用公式錶達會變得簡潔明瞭，有些問題非公式不能錶達，後者如熱力學部分的卡諾熱機效率公式。好在這些公式都不復雜，應該不會影響本書的流暢性。為瞭便於錶述，本書中插入瞭不少圖片。這些圖片多為示意圖，並非按比例繪製，隻求扼要展示問題主旨。縱然如此，仍不能將很多問題錶述清楚，故敬請讀者朋友注意本書中的修飾性詞語，如“也許”“幾乎”“大約”等。
本書力求語言生動幽默，盡量貼近當下生活，如用象聲詞“ Duang”錶示“瞬間”。另外，本書采用瞭一些通俗流行語言來錶述某一段曆史和曆史人物，隻為增加可讀性，並非對任何事、任何人不敬和褻瀆。本書中有多處對白，這些對白非外文直譯，隻求意近。如有用詞不當或者詞不達意之處，敬請指正。
我原想寫一本不含作者主觀意識的科普書，但沒能忍住，修改時雖做瞭不少刪減，但到底還有部分被保留瞭下來，而保留下來的亦不知所雲。不過管窺蠡測，隻為拋磚引玉，倘有畫蛇添足之處，請讀者朋友跳過這些地方；倘有一兩處對讀者朋友有所裨益，則不枉往日的筆耕辛勤。
謹以此書獻給“物理，我們曾經愛過”的人們。