薛定谔的猫：改变物理学的50个实验 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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英 亚当·哈特-戴维斯，未读 出品 著

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出版社： 北京联合出版有限公司

ISBN：9787559606266

商品编码：29729317826

包装：平装-胶订

出版时间：2017-09-01

基本信息

书名:薛定谔的猫：改变物理学的50个实验

定价：49.80元

售价：33.9元,便宜15.9元,折扣68

作者:(英) 亚当·哈特-戴维斯,未读 出品

出版社：北京联合出版有限公司

出版日期：2017-09-01

ISBN：9787559606266

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：32开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

★精选物理学史上绕不过去的50个实验，快速、清晰地解析每一个实验的背景、过程、结论和含义。如：阿基米德浮力实验、光速测定实验、法拉第电磁实验、杨氏双缝实验、寻找以太实验、薛定谔的猫实验等。★回溯物理学的发展历程，50个实验按时间顺序排列，像50个里程碑，帮助读者搭建起基本的物理学史体系。同时涵盖面广泛，经典力学、电磁学、热力学、相对论、天体物理、量子物理均有涉及。

内容提要

本书从科学史的角度，依照时间序介绍了有史以来*突破性的重大物理学实验，这些实验为物理学各领域奠定了扎实基础，也是人类科技发展的重要基石，例如：牛顿的苹果到底是不是真的故事？人造云和粒子移动的轨迹有何关联？透过油滴要怎么测量电子的带电量？不论你感兴趣的是光学、力学、电子学还是天文学，这本书都能让你找到许多有趣且深具启发性的解答。

目录

引言 6
1.早期实验：公元前430—1307 8
约公元前430 空气算是“物质”吗？——恩培多克勒
约公元前240 浴盆里的水为什么会溢出来？——阿基米德
约公元前230 如何测量地球？——埃拉托斯特尼
1021 光是怎样传播的？——海什木
1307 彩虹的颜色从哪儿来？——弗莱贝格的狄奥多里克
2.启蒙时代：1308—1760 26
1581 磁北极在哪里？——诺曼
1587 大球和小球：谁坠落的速度更快？——伽利略
1648 山顶上的空气更稀薄吗？——帕斯卡
1660 轮胎为什么要充气？——波义耳
1672 “白色”是一种颜色吗？——牛顿
1676 光速是有限的吗？——罗默

作者介绍

文摘

序言

宇宙的低语：探索物质、能量与时空的前沿思想 一本引领你进入现代物理学最深邃、最迷人的领域的思想探险之旅。 在这部宏大的著作中，我们将暂时搁置那些耳熟能详的经典物理学框架，潜入一个由量子涨落、相对论效应和宇宙宏大叙事共同构筑的奇异世界。本书并非是对单一理论或某个著名思想家的传记式梳理，而是一场横跨数个世纪，汇集了人类最精妙思维火花的思维漫步，旨在揭示我们赖以生存的现实背后，那些颠覆直觉的根本法则。 第一部分：超越时空：引力的终极奥秘 本部分聚焦于二十世纪物理学的两大支柱之一——爱因斯坦的广义相对论及其延伸。我们不仅仅复述时空弯曲的原理，而是深入探究其最极端的后果和尚未解决的难题。 1. 几何的暴政：从牛顿的超距作用到黎曼流形 我们将详细剖析狭义相对论如何将时空视为统一的实体，以及广义相对论如何将物质和能量的分布转化为时空的几何结构。我们将以一种高度直观的方式，解析度规张量（Metric Tensor）在描述引力场中的核心作用，并探讨黎曼几何如何成为描述这种弯曲几何的数学语言。 2. 黑洞的视界与奇点：信息悖论的边缘 本书将以极大的篇幅来审视黑洞——宇宙中最极端的引力坍缩产物。我们将追溯史瓦西、克尔、史瓦西-德西特等经典解的演化历程，重点分析事件视界（Event Horizon）的物理意义，以及奇点（Singularity）作为经典时空理论终结点的本质。 我们特别关注霍金辐射的理论推导及其对信息悖论的挑战。这不是一个简单的科普介绍，而是对“信息是否真的会丢失”这一深刻哲学和物理学问题的深入辩论，引入了防火墙（Firewall）假说、软毛（Soft Hair）理论等前沿概念，探讨量子场论在强引力场中的表现。 3. 引力波的时代：时空的涟漪与宇宙的“听觉” 引力波的探测不仅验证了广义相对论的最后一块拼图，更开启了“多信使天文学”的新纪元。本章将详细阐述LIGO/Virgo等探测器的工作原理，分析双中子星并合（GW170817）所揭示的电磁辐射与引力辐射之间的联动，以及如何利用这些“时空涟漪”来测量哈勃常数，探查早期宇宙的秘密。 第二部分：微观世界的奇异性：量子场论的深入解析 如果说相对论描述了宏观宇宙的形态，那么量子场论（QFT）则描绘了微观粒子与基本力的运作机制。本部分将力求在保持数学严谨性的同时，提供对量子实在的深刻洞察。 1. 费曼图景：路径积分的优雅与直觉 我们不满足于将路径积分（Path Integral Formulation）视为薛定谔方程的替代品。本章深入探讨费曼图如何成为计算高阶量子修正（如自能、真空极化）的强大工具。我们将解析重整化（Renormalization）过程的物理意义——它并非是修补理论缺陷的权宜之计，而是揭示物理定律在不同能量尺度下行为变化的深刻洞察。 2. 标准模型的基石：规范对称性的力量 标准模型（Standard Model）是目前对基本粒子及其相互作用描述最成功的理论框架。本书将系统阐述规范场论（Gauge Field Theory）的内在美感：为什么对称性（如$SU(3) imes SU(2) imes U(1)$）必然导致力的存在。我们将详细解析希格斯机制如何通过自发对称性破缺赋予基本粒子质量，并探讨这些机制在对撞机实验（如LHC）中的直接证据。 3. 费米子的统计：从泡利不相容到狄拉克方程 本部分将探讨描述物质粒子（费米子）的特殊性。我们将从泡利不相容原理的根本性出发，推导狄拉克方程，理解旋量（Spinor）的数学结构如何自然地包含了反物质（如正电子）的存在。我们将讨论手征性（Chirality）在弱相互作用中的核心地位，以及其与宇称（Parity）破缺的深刻联系。 第三部分：未竟的探索：统一的梦想与前沿猜想 现代物理学的魅力在于其未被解答的问题。本部分将带领读者审视那些试图超越现有框架，迈向“万有理论”的宏伟尝试。 1. 量子引力之殇：弦理论的几何化尝试 面对广义相对论与量子力学在普朗克尺度下的不兼容，弦理论（String Theory）提供了一种可能性。我们将探讨一维的“弦”如何取代零维的点粒子，以及这如何自然地包含引力子（Graviton）。重点在于理解额外维度的存在（如卡拉比-丘流形Calabi-Yau Manifolds）对低能物理学可能产生的可观测影响，以及对“景观”（Landscape）的哲学反思。 2. 圈量子引力：时空的原子化 作为弦理论的竞争者，圈量子引力（Loop Quantum Gravity, LQG）采取了不同的路径——它试图对广义相对论进行“量子化”，而非引入新实体。本书将解释时空如何被分解为离散的“原子”，即“自旋网络”（Spin Networks）和“自旋泡沫”（Spin Foams）。我们将探讨LQG如何自然地避免引力奇点，并展望其在早期宇宙学（如大反弹Big Bounce）中的应用前景。 3. 暗物质与暗能量：宇宙的缺失成分 我们三分之二的宇宙是不可见的。本章将全面梳理我们如何通过宇宙微波背景辐射（CMB）、星系旋转曲线和宇宙大尺度结构演化等观测证据，推断出暗物质（Dark Matter）和暗能量（Dark Energy）的存在。我们将比较WIMPs、轴子等主流暗物质候选模型，并深入分析$Lambda$CDM模型中暗能量——宇宙学常数——的起源困境，探讨修正引力（Modified Gravity）理论的必要性。 结语：认知边界的扩展 本书的最终目标是激发读者对物理学本质的持续探究。我们不是提供封闭的答案，而是展示人类理性在面对宇宙最深层奥秘时所展现出的无畏勇气和非凡创造力。每一个理论的提出、每一次实验的成功或失败，都是对“实在”概念的重新定义。阅读本书，即是参与这场人类认识自身与宇宙的宏大对话。

评分☆☆☆☆☆

这本书的另一大亮点，是它对实验设计本身精妙之处的细致描绘。作者仿佛是一位技艺精湛的工匠，他不仅告诉我们实验的结果，更让我们惊叹于实验的构思。那些看似简单却又足以揭示宇宙奥秘的实验，无不展现了人类智慧的闪光。比如，伽利略在比萨斜塔上进行的自由落体实验，虽然其真实性存疑，但其背后的思想实验——通过观察物体下落速度是否与质量有关——却极具启发性。还有卢瑟福的金箔散射实验，那精巧的设计，是如何在一次看似简单的碰撞中，揭示了原子核的存在，彻底颠覆了人们对原子的认识。我特别欣赏书中对这些实验中关键“道具”和“步骤”的描述，它让我们能够更直观地理解实验的原理和目的。作者会用通俗易懂的语言解释那些复杂的物理量，并用生动的比喻来类比抽象的概念。读到麦克斯韦的电磁场方程，虽然我无法完全理解其数学形式，但在作者的引导下，我能体会到它如何统一了电和磁的现象，预言了电磁波的存在，这本身就是一项多么伟大的成就。这本书让我对“实验”这一科学方法有了更深的敬意，它不仅仅是验证理论的手段，更是探索未知、创造知识的源泉。

评分☆☆☆☆☆

从读者的角度来看，这本书最宝贵之处在于它点燃了我们内心深处的求知欲。它并非一本枯燥的教科书，而更像是一扇扇打开新世界的大门。每一次翻开，都是一次充满惊喜的旅程。作者以一种极富感染力的热情，将那些曾经只出现在书本上、甚至只在课堂上被提及的实验，重新赋予了生命。他让我们看到，物理学并非高不可攀的学科，它的根基，就藏在我们身边那些最寻常不过的现象之中。比如，对范艾伦辐射带的介绍，让我重新审视了地球磁场的神奇作用，而对光电效应的阐述，则让我明白了为何手机屏幕能够感应我的触摸。书中每一个实验的背后，都蕴含着一个关于“如何理解世界”的故事。作者的叙述引人入胜，他善于在讲述实验过程的同时，穿插一些历史轶事和科学家们的个人经历，这使得冰冷的科学知识变得有血有肉，更加贴近读者。我尤其喜欢书中关于“不确定性原理”的讨论，它挑战了我们对现实世界的直观认知，让我们开始思考“观察”本身对被观察对象的影响，这本身就是一种非常深刻的哲学启示。读完这本书，我感觉自己仿佛被注入了更多的科学精神，对周围的世界充满了好奇，也更加渴望去理解那些看不见的规律。

评分☆☆☆☆☆

这本书的光辉，首先在于它那如同引人入胜的侦探小说般的叙事风格。作者并没有直接抛出枯燥的公式和理论，而是巧妙地将每一个物理学实验，都塑造成了一个充满悬念、挑战与顿悟的故事。读着读着，你会发现自己仿佛置身于那些伟大的实验室中，与那些卓越的头脑一同思考，一同探索。从牛顿的棱镜折射出七彩光芒的奇妙，到法拉第电磁感应的意外发现，再到居里夫人身上那放射性微光的神秘，每一个实验的背后，都隐藏着一个关于人类好奇心、智慧与坚持的传奇。作者深谙如何抓住读者的注意力，他会先抛出一个问题，一个看似简单却又深邃的现象，然后带领我们一步步解开谜团。那些经典实验的精妙设计，那些意想不到的实验结果，都如同拼图般，逐渐勾勒出我们所处宇宙的壮丽画卷。我尤其喜欢其中对爱因斯坦狭义相对论诞生的那一章，作者描绘了那个时代物理学界思想的碰撞，以及爱因斯坦如何凭借非凡的想象力，打破常规，提出了革命性的观点。读完后，我感觉自己不仅增长了知识，更被那份探索未知的勇气所深深打动。这本书就像一位睿智的长者，用最生动的方式，讲述了科学史上最激动人心的篇章。

评分☆☆☆☆☆

这本书最令我心动的一点，是它对物理学核心思想的精炼与提炼。在众多的实验介绍中，作者总能敏锐地抓住每一个实验所代表的关键概念，并将其升华到更宏观的层面。他并非简单地呈现实验过程，而是深入挖掘实验背后所蕴含的物理学原理，以及这些原理是如何改变我们对宇宙的认知的。例如，在讲解洛伦兹收缩和时间膨胀时，作者会巧妙地将它们与我们日常生活中对“时间和空间”的认知进行对比，从而凸显出相对论的颠覆性。他还会适时地引入一些思想实验，例如他提及的某个与“概率”相关的经典实验，虽然我已不记得具体内容，但它让我深刻体会到，在量子世界里，许多事情并非像我们宏观世界那样确定无疑。这本书的价值，在于它能够用最精炼的语言，将最复杂的物理学概念，用最引人入胜的方式呈现出来。它不仅仅是知识的灌输，更是思维方式的启迪。我尤其欣赏书中对“对称性”在物理学中的重要性的阐述，以及它如何贯穿于从粒子物理到宇宙学的各个领域。读完这本书，我感觉自己仿佛站在了科学的巨人的肩膀上，能够以一种全新的视角，去审视那些曾经让我们困惑的自然现象。

评分☆☆☆☆☆

这本书的魅力，还体现在它对科学思想演进的深刻洞察。它不仅仅是在罗列一个个独立的实验，而是将这些实验置于历史的长河中，展现了它们如何层层递进，互相启发，最终塑造了我们今天对物理世界的理解。作者并没有回避科学发展过程中的曲折与争议，相反，他以一种开放的态度，呈现了不同理论之间的辩论，以及那些曾经被奉为圭臬的理论，是如何被新的发现所颠覆的。这一点让我印象尤为深刻，它打破了我对科学“一成不变”的刻板印象，让我看到科学的生命力在于其不断的自我修正和超越。书中对量子力学的讨论，尤其令人着迷。从黑体辐射的“紫外灾难”到普朗克的量子假说，再到薛定谔的猫这一思想实验的提出，作者将那些看似抽象的概念，通过生动的语言和恰当的比喻，变得易于理解。他让我们意识到，我们所习以为常的宏观世界，在微观尺度上，竟是如此的奇特和不可思议。这种对科学思想内在逻辑和发展脉络的梳理，使得这本书具有了超越一般科普读物的深度和广度，它引导读者去思考“为什么”以及“如何”这些科学问题，而不仅仅是记住“是什么”。