给孩子讲相对论 李淼著 给孩子讲量子力学 给孩子讲宇宙 同作者新作 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李淼王爽 著

图书标签:

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店铺： 凤凰新华书店旗舰店

出版社： 湖南科学技术出版社

ISBN：9787535797223

商品编码：25782692036

出版时间：2018-03-30

编辑推荐

大物理学家、畅销科普作家李淼教授“给孩子的物理学”系列第三本，带孩子了解科学史上的瑰宝、爱因斯坦的伟大理论——相对论。他以举止瞩目的引力波探测事件切入，巧妙地用科学家的故事、有趣的思想实验，将这一对大学生来说都称得上艰深的主题讲给孩子，让他们了解这一人类文明的至高成就。

内容简介

这是物理学家李淼写给孩子的关于相对论的普及读物。爱因斯坦的相对论是科学史上的瑰宝，它推动了20世纪的科技革命，给我们的世界带来了翻天覆地的变化。它改变了我们对时间、空间、物质、运动等的认知，它一系列梦幻般的预言一一应验，包括近年来被探测到的引力波。在本书中，淼叔从这一举世瞩目的事件讲起，将引力、时空、光速等不易理解的概念，用故事的方式讲给孩子。书中也有大量精彩插图，配合各种有趣的思想实验，带孩子了解这一对现代物理影响巨大的领域。

作者简介

李淼，中山大学天文与空间科学研究院院长及筹建人。 
1982年毕业于北京大学天体物理专业，1984年获中国科技大学理学硕士学位。1989年赴丹麦哥本哈根大学玻尔研究所学习，1990年获哲学博士学位。1990年起先后在美国加州大学圣塔芭芭拉分校、布朗大学任研究助理教授，1996年在芝加哥大学费米研究所任高级研究助理。1999年回国，任中国科学院理论物理研究所研究员、博士生导师。 
身为大物理学家的李淼也活跃于科普领域，他的《给孩子讲量子力学》《给孩子讲宇宙》深受读者欢迎，也获得各大奖项青睐。

目录

第1讲 引力波是怎么探测到的？ 
第2讲 光速是怎么影响时空的？ 
第3讲 引力是怎么产生的？ 
第4讲 相对论都有什么用？

精彩书摘

2017年10 月3 日，2017 年诺贝尔物理学奖尘埃落定。它被颁给了美国物理学家雷纳·韦斯、基普·索恩和巴里·巴里什，以表彰他们领导建设激光干涉仪引力波天文台（简称LIGO），进而首次直接探测到引力波的伟大成就。 
事实上，爱因斯坦于1915 年就提出了广义相对论；这是他一生中提出的z伟大的理论，我在后面会详细为你介绍。仅仅在一年之后，也就是1916年，他就用这个理论预言了引力波的存在。但直到整整100 年后，也就是2016 年，人们才能真正地探测到它。你看，是不是很奇怪？众所周知，20 世纪科技发展日新月异。那为什么要花整整100 年，才能揭开引力波的神秘面纱？这节课，我就来为你解答其中的奥秘。 
首先，我来讲讲什么是引力波。让我们做个思想实验。想象一个很大的池塘，里面有非常平静的水面。如果往这个池塘里扔一颗小石子，原本平静的水面立刻会泛起波纹，或者说涟漪。这些涟漪会一圈圈地向外扩散，从而让整个池塘的水面都随之波动。如果原来的水面上还漂浮着一艘小木船，那它就会随水波而上下起伏。 
现在，我们把这个池塘的水面想象成时空本身，也就是时间和空间的总称。广义相对论认为，有质量的物体可以让时空本身发生弯曲。而当有质量的物体发生剧烈运动的时候，它就可以像那颗小石子一样，让时空本身也泛起涟漪。这些涟漪同样会向外传播，从而让远方的物体也随之起伏。这种时空的涟漪就是引力波。 
那要是引力波传到地球，会造成什么影响呢？答案是，它会使与其传播方向垂直的空间发生周期性的形变。换句话说，当引力波经过的时候，与之垂直的空间会不断地收缩或扩张：横向收缩，纵向就扩张；横向扩张，纵向就收缩。由于空间本身在形变，置身于其中的物体自然也会跟着形变。也就是说，当引力波传来的时候，小到一把尺子，大到整个地球，都会发生周期性的伸缩。 
可能有些小朋友会担心：“要是引力波传来的时候，把我们拉坏了该怎么办？”其实完全没有担心的必要。这是因为引力波使物体发生形变的比例特别小。到底小到什么地步呢？大概只有十万亿亿分之一。打个比方：如果你的尺子长达1000 千米，也就是从北京到上海的直线距离，那引力波大概能使它变动一千万亿分之一米，相当于一个原子核的直径。如果你的尺子长达10 万光年，也就是我们银河系的直径长度，那引力波大概能使它变动1 米。 
其实，这正是科学家要花整整100 年才能探测到引力波的原因：因为它实在太微弱、太难测了。事实上，就连爱因斯坦本人都不相信人类能测到引力波。更夸张的是，他甚至一度想要否定引力波的存在。下面，我就来讲讲这段有趣的往事。

好的，这是一份不包含您提及的那套书籍内容的图书简介，旨在详细介绍一系列面向大众和青少年的科普读物，专注于宇宙学、物理学和前沿科学探索。 --- 探秘宏大叙事：从微观粒子到浩瀚星辰的科学之旅 在人类对未知世界永恒的好奇心中，物理学与宇宙学始终扮演着指引方向的灯塔。本套精选科普读物，旨在以深入浅出、生动有趣的笔触，带领所有对世界本源充满探究精神的读者，跨越时间和尺度的界限，触摸科学最前沿的脉搏。我们不局限于介绍单一的理论模型，而是构建一个宏大的知识体系，从物质的基本构成，到宇宙的起源与未来，全面展现当代科学的魅力与深度。 第一辑：宇宙的起源与演化——回溯时间的起点 当我们仰望星空，不禁会思考：一切是如何开始的？宇宙的终局又将走向何方？本辑内容将带领读者进入激动人心的宇宙学前沿。 《宇宙大爆炸的奇迹与谜团》 本书从詹姆斯·赫歇尔对星空的初步描绘开始，逐步深入到爱因斯坦的广义相对论如何彻底改变了我们对时空的基本认知。我们将详细剖析“奇点”的概念，解释宇宙如何从一个极热、极密的初始状态迅速膨胀，形成我们今天所见的万物。内容聚焦于宇宙微波背景辐射（CMB）的发现及其作为“宇宙婴儿照片”的非凡意义。我们不仅探讨早期宇宙的暴胀理论，解析它如何解决了视界问题和平坦性问题，还会深入讨论那些悬而未决的难题：暗物质——看不见的引力之手，究竟由何种粒子构成？暗能量——驱动宇宙加速膨胀的神秘力量，其本质又是什么？本书将结合最新的观测数据，如普朗克卫星和斯隆数字巡天的结果，描绘一幅动态、复杂且仍在不断演化的宇宙图景。读者将了解星系团如何形成，恒星的生死循环如何将轻元素锻造成生命所需的复杂分子，以及宇宙的最终命运——是“大撕裂”、“大收缩”还是永恒的“热寂”？ 第二辑：物质的深层结构——超越原子核的界限 如果说宇宙学关注“大”，那么粒子物理学则专注于“小”的极致。本辑致力于揭示构成我们周围一切物质的最基本单元及其相互作用的规则。 《标准模型之后的粒子狩猎》 原子理论的建立标志着人类对物质理解的巨大飞跃，但现代物理学告诉我们，质子和中子并非不可分割。本书将从道尔顿的原子概念讲起，逐步过渡到卢瑟福的金箔实验，最终聚焦于量子力学指导下的粒子物理学。我们将详尽介绍粒子物理学的“地图”——粒子标准模型，解释夸克（上、下、奇、魅、底、顶）如何组装成质子和中子，以及轻子（电子、中微子等）的角色。更重要的是，本书将重点探讨标准模型面临的挑战与突破口：希格斯玻色子的发现如何填补了质量起源的最后一块拼图？而那些标准模型无法解释的现象，如引力为何如此微弱，中微子为何具有质量，又将我们引向何方？读者将跟随科学家们的脚步，探索超对称性理论（SUSY）的优雅构想，以及“弦理论”试图将引力与其他三种基本力统一起来的宏大尝试。通过介绍大型强子对撞机（LHC）的运行原理和最新实验结果，让读者亲身体验人类探索物质最深层奥秘的艰辛与辉煌。 第三辑：时空与引力的本质——弯曲的舞台 时间和空间不再是牛顿力学中的绝对背景，而是可以被物质和能量扭曲的动态实体。本辑将深入解读广义相对论的精髓，并探讨其在极端条件下的展现。 《黑洞的引力陷阱与时空扭曲》 爱因斯坦的场方程是理解宇宙结构和引力的核心工具。本书将用直观的类比和清晰的数学概念（无需复杂的微积分）来解释时空是如何被质量弯曲的。我们将重点剖析黑洞——时空曲率达到无限大的极端天体。从史瓦西半径的意义，到事件视界的单向性，再到奇点的不可逃逸性，我们将详细阐述黑洞的经典物理图像。随后，内容将升级至现代天体物理学的观测前沿：吸积盘发出的X射线、喷流的形成机制，以及LIGO和Virgo探测器捕捉到的引力波信号。引力波不仅证实了爱因斯坦百年前的预言，更开启了“引力波天文学”这一全新的观测窗口，使我们能够“听到”黑洞和中子星合并的宇宙交响乐。我们还将探讨信息悖论、霍金辐射以及对引力本质更深层次的理解。 第四辑：生命、信息与复杂性——从物理到哲学的过渡 科学的终极意义之一，在于解释我们自身的存在。本辑将视线投向生命现象的物理基础和信息传递的复杂网络。 《熵增定律与生命存在的悖论》 热力学第二定律，即熵增定律，预示着孤立系统的混乱度必然增加，宇宙最终将走向热寂。然而，生命恰恰是高度有序的系统，它们不断地从环境中获取能量，维持自身的低熵状态。本书将探讨这一宏观物理学定律与微观生命活动的看似矛盾之处。我们将从信息论的角度审视熵，解释夏农信息熵如何与热力学熵建立联系。内容将涵盖耗散结构理论，阐述生命体如何作为一种远离热力学平衡的“开放系统”，通过耗散能量维持其复杂的组织结构。此外，我们还将触及生命起源的化学基础，探索在早期地球环境中，简单的有机分子如何通过自催化循环走向RNA世界，最终形成能够自我复制和进化的复杂生命体。这不仅是对生物学的介绍，更是对物理学原理在复杂系统涌现中的作用的深刻反思。 本套丛书的设计理念是提供一个连贯的知识脉络，每一本都互相支撑，共同构建一个完整的现代科学图景。它不是对某个特定科学家或单一理论的致敬，而是对人类理解自然法则的宏伟事业的全面展现，旨在激发读者探索科学的无尽热情。

评分☆☆☆☆☆

作为家长，我尤其欣赏这位作者对于“如何与孩子交流”的深刻理解。很多科普书写得再好，如果语言太成人化，孩子读起来就会觉得枯燥乏味，最后不了了之。但李淼老师的文字，总能精准地击中孩子的好奇心原点。他不会直接抛出公式，而是先设下一个引人入胜的场景或一个看似简单却难以回答的问题，比如“如果光速不是恒定的会怎么样？”或者“我们是否生活在一个巨大的模拟程序中？”这种提问的方式，立刻就能把孩子的注意力牢牢抓住。更妙的是，他擅长用孩子熟悉的日常生活经验来类比那些抽象的物理现象，比如用橡皮泥的拉伸来解释时空的弯曲，或者用抛硬币来解释量子世界的概率性。这种“平视”的讲述角度，极大地增强了阅读的亲切感和代入感，让学习不再是任务，而是一种探寻真相的激动人心的游戏。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的收获，其实并非掌握了多少具体的物理公式，而是彻底重塑了我对“确定性”的看法。在经典物理的世界里，一切似乎都是注定的，因果关系清晰明确。但随着对更深层次理论的接触，你会发现，世界的基石似乎建立在概率和不确定性之上，这在哲学层面上是极具冲击力的。作者在讲解这些概念时，总是巧妙地引导我们进行更深层次的思考，比如，如果观察行为本身会影响被观察的客体，那么我们所谓的“客观世界”又该如何定义？这种对世界本质的追问，远超出了物理学的范畴，它触及了认知论和形而上学的核心。因此，这本书不仅仅是一本科普读物，它更像是一本启迪心智、激发我们对未知世界永恒好奇心的哲学引路书，读完后，看星星、看日常的影子，都多了一层全新的理解和敬畏。

评分☆☆☆☆☆

这本书的作者，李淼老师，真的是一位宝藏级别的科普作家。他有一种魔力，能把那些听起来高深莫测的物理学概念，用我们都能理解的语言娓娓道来。我记得我以前对宇宙、对时间旅行这些概念总是停留在科幻小说的层面，觉得离现实生活太遥远了。但读了他的作品，特别是那些关于时空本质的探讨，我突然有了一种“原来如此”的顿悟感。他不是那种堆砌专业术语的写作者，而是像一个经验丰富的导游，带着我们穿梭在复杂的理论迷宫中，沿途设置了无数个趣味盎然的观察点。他的叙事节奏把握得非常好，既有严谨的科学逻辑支撑，又不失文学的韵味和哲学的思辨。每次读完他的书，我都会花很长时间去回味那些精妙的比喻，它们像种子一样种在我脑海里，时不时冒出新的思考火花。这种阅读体验，比起单纯获取知识本身，更像是一次智识上的深度探险，让人心潮澎湃。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排结构，我感觉是非常用心的。它不像教科书那样刻板，更像是一部精心策划的系列纪录片，每一章都像一个独立而完整的小主题，但章节之间又有着内在的逻辑线索在牵引着读者。你读完关于引力的那一章，会自然而然地想知道，那微观粒子层面的互动又是如何运作的。作者的知识储备量是毋庸置疑的，他不仅能讲解“是什么”，更能深入挖掘“为什么会是这样”以及“未来可能怎样发展”。我尤其欣赏他对科学史的梳理，他没有把那些伟大的科学家塑造成神祇，而是展示了他们是如何在迷茫、争论和不断的试错中，最终构建出我们今天所依赖的科学大厦的。这种真实的历史感，让科学不再是冰冷的定律，而是充满人类智慧和奋斗的活生生的过程。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，市面上的科普读物良莠不齐，很多要么为了通俗而牺牲了准确性，要么为了严谨而让普通读者望而却步。这本书在我看来，完美地实现了这种平衡的艺术。它的精确性毋庸置疑，那些深层次的物理概念，作者处理得极其审慎，绝不含糊其辞，但同时，他的文笔又极其流畅、富有画面感。他仿佛站在一个巨大的全息投影仪前，把宇宙的宏大结构投射出来，然后用清晰的线条标记出关键的物理定律和观测证据。每次阅读，我都感觉自己的认知边界被轻轻推开了一点点。这种既能满足科学爱好者对细节的渴求，又能照顾到入门读者的接受程度的写作手法，实在难能可贵，体现了作者极高的学术素养和杰出的沟通能力。