给孩子讲相对论 科普读物 少儿科普

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李淼,王爽著 著
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店铺: 中南博集天卷官方旗舰店
出版社: 湖南文艺出版社
ISBN:9787535797223
商品编码:26394292382
包装:平装
开本:16
出版时间:2018-03-01
页数:160
字数:80000

具体描述


内容介绍

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。




作者介绍

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。



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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。



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?



在线试读

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*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。


探索宇宙的奥秘:一本带领小读者遨游星辰大海的科普读物 书名:《宇宙奇遇记:从行星到黑洞的奇妙旅程》 作者:[此处可填写真实或虚构的科普作家姓名] 适合年龄:8-14岁 --- 内容导览:一次超越想象的科学探险 《宇宙奇遇记:从行星到黑洞的奇妙旅程》是一本专为充满好奇心的少年儿童量身打造的科普读物。它不侧重于深奥的理论推导,而是致力于以生动、直观的方式,带领小读者们踏上一场穿越我们所居住的宇宙的宏大旅程。本书旨在激发孩子们对天文学、物理学基础概念的兴趣,培养他们用科学的眼光观察世界的习惯。 第一站:我们温暖的家园——太阳系巡礼 旅程始于我们脚下的地球,但这只是一个起点。本书首先会详细描绘太阳系的结构,介绍太阳——这颗为我们提供光和热的巨大恒星。我们会以拟人化的方式,讲述八大行星(甚至包括冥王星的“降级故事”)的性格特点和独特之处: 水星的极速公转与极端温差; 金星被厚厚云层包裹的“地狱”景象; 火星上科学家们正在寻找的生命线索和未来移民的可能; 木星的“大红斑”风暴与它作为“宇宙吸尘器”的角色; 土星那令人惊叹的光环系统,以及光环的真正构成; 天王星和海王星——遥远、寒冷、充满神秘的蓝色巨人。 我们还会探索小行星带、柯伊伯带,并解释彗星和流星雨的成因,让孩子们明白太阳系远比教科书上的插图要复杂和活跃得多。 第二站:恒星的生与死——宇宙的生命周期 告别了太阳系,我们将飞向更深远的宇宙,探究构成宇宙的基本单元——恒星。本书会用清晰的流程图和生动的比喻,解释恒星是如何诞生的: 星云的引力坍缩: 介绍气体和尘埃如何在引力的作用下凝聚成团。 原恒星的诞生与核聚变的点燃: 解释恒星为何会发光发热,以及氢如何转化为氦的过程。 恒星的“中年”: 描述主序星的稳定阶段,以及不同质量的恒星寿命的巨大差异。 随后,我们将目睹宇宙中最壮观的“烟火表演”——恒星的死亡。我们将区分低质量恒星(如我们的太阳)最终演变成白矮星和黑矮星的温和结局,以及大质量恒星爆发为超新星(Supernova)的震撼场面。 第三站:宇宙的终极谜团——黑洞与中子星 本书的引人入胜之处在于深入探讨宇宙中最引人遐想的天体——黑洞。我们不会陷入复杂的数学模型,而是通过解释“逃逸速度”的概念,让孩子理解引力强大到连光都无法逃脱的物体是什么样的: 事件视界(Event Horizon): 这个“不归点”的含义是什么? 奇点(Singularity): 物质最终被压缩到的那个点。 斯蒂芬·霍金的贡献: 简单介绍霍金辐射的概念,让孩子们知道黑洞并非完全“黑”的。 我们还会介绍中子星,这种密度高到不可思议的“宇宙压榨物”,并解释脉冲星(Pulsar)如何像宇宙中的灯塔一样规律地闪烁。 第四站:超越星系——星系的结构与宇宙的尺度 当小读者们适应了恒星的尺度后,我们将带领他们跳出单个恒星的束缚,进入星系的世界。 银河系的画像: 详细描述我们所在的银河系的螺旋结构,以及太阳系在其中的具体位置。 星系的分类: 介绍椭圆星系、螺旋星系和不规则星系的不同形态,并配有大量震撼的哈勃望远镜拍摄的精美图片。 星系团与超星系团: 帮助孩子建立宏观的宇宙结构概念,理解宇宙就像一个巨大的“海绵”结构,由星系团和空洞构成。 第五站:宇宙的起源与未来——时间的长河 最后,本书将带领读者回顾宇宙的历史: 大爆炸理论(The Big Bang): 用通俗易懂的方式解释宇宙是如何从一个极热、极密的状态膨胀至今。 宇宙微波背景辐射(CMB): 介绍这被誉为“宇宙的婴儿照片”的发现及其重要性。 暗物质与暗能量: 面对宇宙中70%以上的未知成分,激发孩子们对未来探索的憧憬。 本书的特色与亮点: 1. 视觉冲击力强: 全书配有大量由专业天文学家提供或经过授权的、色彩鲜明、细节丰富的宇宙图像和艺术渲染图,帮助构建直观的认知。 2. 互动性设计: 穿插“我想象一下”和“动手做做看”的小实验或思考题,例如如何用弹力球模拟引力弯曲时空(概念演示,非理论推导)。 3. 语言风格活泼: 采用故事叙述和对话形式,避免枯燥的术语堆砌,确保即便是初次接触天文知识的孩子也能轻松领会。 4. 科学精神的培养: 强调科学知识是不断被检验和修正的过程,鼓励孩子保持批判性思维和探索精神。 《宇宙奇遇记》不仅是一本书,更是一张通往无限想象力的门票。它将点燃孩子们心中对浩瀚星空的敬畏与热爱,让他们明白,我们每一个人,都由星尘构成,与宇宙紧密相连。翻开它,准备好迎接一场超越地球引力的奇妙冒险吧!

用户评价

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这本书的装帧和设计细节体现出制作方的专业水准和对儿童读者的尊重。内页的色彩饱和度非常柔和,即便是长时间阅读也不会造成视觉疲劳,这对于保护孩子的视力考虑得非常周全。我特别喜欢那种在关键知识点旁边留出的空白区域,那里通常配有一些鼓励孩子自己思考或动手的小提示,比如“试着想象一下……”或者“画出你自己的时钟实验”,这有效地将阅读过程转化为了一个主动的创造过程。这本书的语言选择也十分考究,它既保持了科普的准确性,又完全摒弃了成人世界的陈词滥调和僵硬的表达,用词非常贴近当代少儿的口语习惯,读起来朗朗上口,充满了活力。这本书的厚度也刚刚好,不会厚重到让孩子产生畏难情绪,但内容量又足够支撑起一次完整的阅读体验,是那种可以反复翻阅的“常读常新”的好书。

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从一个成年读者的角度来看,这本书的叙事节奏把握得非常精妙,它绝不是那种平铺直叙的百科全书式写作。它的故事线索是活泼的,仿佛有一位耐心十足、充满幽默感的长辈在耳边轻声细语地讲解。我注意到,在解释光速不变性这类核心观点时,作者运用了对话和设问的方式,这极大地增强了阅读的互动感。孩子在读的时候,仿佛自己也在参与到这场思想实验中去,而不是被动地接受信息。此外,书中对科学史的穿插也处理得非常巧妙,它没有将科学家们塑造成不食人间烟火的“圣人”,而是展现了他们思考过程中的挣扎、灵光乍现的瞬间,这让科学充满了人情味,让孩子明白,伟大的发现源于大胆的质疑和不懈的尝试。这种“人化”的处理方式,极大地鼓舞了那些可能对“学霸”心生敬畏的孩子们。

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我最欣赏这本书处理科学理论时的那种恰到好处的“克制”。很多科普书为了追求“深度”,往往会堆砌过多的专业术语,结果适得其反,让小读者望而却步。但这本读物显然吸取了教训,它没有试图让孩子在第一次阅读时就成为“爱因斯坦”,而是致力于点燃他们对未知世界的好奇心和探索欲。它更像是一个经验丰富的导游,带领孩子们走过一条风景宜人的小径,而不是强迫他们去攀登陡峭的主峰。书中对于时间、空间这些基本概念的解释,大量采用了类比和生活化的例子,比如通过快跑的小火车、扔出去的球,这些都是孩子们日常能接触到的情景,使得那些原本高不可攀的物理概念瞬间变得“可触摸”。这种循序渐进、润物细无声的教学方式,远比填鸭式的灌输要有效得多,它培养的是一种科学思维的萌芽,而不是死记硬背的知识点。

评分

这本书的封面设计得非常吸引人,色彩鲜艳,插图充满了童趣和想象力,一看就知道是为孩子们量身打造的科普读物。拿到手里,首先感受到的是纸张的质感,很厚实,印刷清晰,这对于少儿读物来说非常重要,能保证在孩子翻阅过程中不易损坏。更让我欣慰的是,它没有过度依赖那些复杂、吓人的物理公式,而是巧妙地将抽象的科学概念融入到生动有趣的故事场景中,这对于初次接触相对论的孩子来说,无疑是降低了阅读门槛。我特别留意了其中的排版,字号适中,行间距留得恰到好处,即便是那些对阅读感到有些吃力的孩子,也能轻松跟上节奏。全书的视觉引导做得非常到位,每一页都有精心设计的图示来辅助文字的理解,真正做到了“寓教于乐”的最高境界。这本书的作者显然深谙儿童的认知规律,他们知道如何用最简单、最贴近孩子日常经验的方式去解释那些宏大而深奥的宇宙法则,这种用心是能真切感受到的。

评分

读完后给我留下最深刻印象的是,它成功地在孩子心中播下了一颗关于“世界并非眼见为实”的种子。很多科普书仅仅停留在介绍“是什么”,而这本书则致力于探讨“为什么是这样”以及“如果不是这样会怎样”。它巧妙地引导孩子去质疑那些看起来理所当然的常识,比如时间流逝的速度似乎永远是一致的。这种思维的训练,远比记住任何一个物理公式都要宝贵。全书结构清晰,层层递进,没有出现任何逻辑上的跳跃,保证了即便是背景知识相对薄弱的孩子,也能顺畅地跟随作者的思路抵达知识的高地。这本书不仅仅是知识的传递,更是一次对人类想象力和逻辑推理能力的赞美,它让孩子们在轻松愉快的阅读体验中,领略到宇宙的壮阔与人类智慧的伟大。

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