为什么E=mc2-相对论普及读本-探索时空.质量之源与上帝粒子 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 布莱恩·阔克斯，[英] 杰夫·福肖，李琪 著

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• 相对论
• E=mc²
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• 现代物理学

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出版社： 长江文艺出版社

ISBN：9787535484154

商品编码：29508828872

包装：平装

出版时间：2016-01-01

基本信息

书名：为什么E=mc2-相对论普及读本-探索时空.质量之源与上帝粒子

定价：32.00元

作者： 布莱恩·阔克斯, 杰夫·福肖,李琪

出版社：长江文艺出版社

出版日期：2016-01-01

ISBN：9787535484154

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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科普书崇高荣誉——英国皇家学会科学图书大奖决选入围
　　《凤凰卫视》“开卷八分钟”梁文道专题推荐——（这）是我认为我过去几年中读到的关于当代物理学解释得非常好的一本科普书籍之一
　　果壳网专访科学家代表作
　　读者高分推荐
　　香港诚品选书
　　十几万字的《时间简史》只提到一个公式：E=mc2。它到底是什么意思？又为何如此重要？
　　欧洲核子研究中心（CERN）杰出科学家BrianCox&JeffForshaw;
　　全新视角轻松演绎人人能懂
　　质量从何而来？
　　为什么星星会发光？
　　上帝粒子是什么？
　　答案都隐藏在爱因斯坦的物理方程式E=mc2里！

内容提要

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爱因斯坦在1905年写下E=mc2这个公式，撼动了整个世界，改变了人类的时空观，几乎宇宙所有的奥秘都隐含于相对论中，人类也因此对时间旅行的奥秘、原子裂变的巨大能量、宇宙的起源和终结、黑洞和暗能量都有了全新的认识。考克斯和福肖教授带我们从21世纪的科学角度，重新去思索这个的公式。不同于其他介绍相对论的书，本书成功挑战科普书的禁忌，用浪漫幽默方式轻松演绎相对论，令每个读者都能领略到这个理论的迷人之处。本书入围科普书崇高荣誉英国皇家学会科学图书大奖决选名单，是近年难得一见深具启发性的科普读物。

目录

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前言
章 时间和空间
第二章 光的速度
第三章 狭义相对论
第四章 时空
第五章 为什么E=mc2？
第六章 为什么原子、捕鼠器以及星星的能量都值得我们关注？
第七章 质量之源
第八章 弯曲的时空

作者介绍

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有“物理界摇滚星”之称的考克斯是英国的粒子物理学家、英国皇家学会研究员，并任教于曼彻斯特大学。他同时也是欧洲核子研究组织的成员，负责大型强子对撞机的超导环场探测器实验，研究前部质子探测器。除此之外，考克斯在BBC主持多档科普节目，受到观众追捧。他曾是D：Ream乐团的键盘手，每每现身讲台都引起一阵旋风，受到观众的热烈欢迎。他为科学普及做出了贡献，历年来获得过许多奖项。
　　福肖教授是理论物理学家，毕业于牛津大学，他的主要研究领域是基本在粒子物理。1999年，他被授予物理学院麦克斯威尔奖章以表彰其在理论物理学的成就。

文摘

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章 时间和空间
　　“时间”和“空间”对你而言，意味着什么呢？
　　也许，“空间”是寒冷冬夜里繁星点点的浩瀚苍穹，又或许是裹着星条旗、拖着金色尾巴的火箭将神采奕奕的宇航员送入孤独的卫星轨道时，身后留下的一片空虚。而“时间”也许就是手表上滴滴答答的时针，抑或是随着太阳第五十亿次向北倾斜中，慢慢变黄的叶子。古往今来，我们都在这个蓝色的星球上生活着，直观地感受着时间和空间。
　　十九世纪末，人类在看似没有任何关联的几个领域内相继取得了重大的科研突破，这些科学成就促使物理学家们重新审视我们眼中的时间和空间，以及那些停留在直观层面上的认识。不久之后的二十世纪初，赫尔曼闵可夫斯基——阿尔伯特爱因斯坦的导师以及同事，这样写道：“从现在开始，时间与空间已不再各自独立存在，取而代之的是两者混合体的诞生。”这条的“讣告”，直接宣判了古代关于天体运行等天文理论的死刑。
　　那么，闵可夫斯基所说的“时间和空间的混合体”到底是什么呢？要了解这个带有浓重神秘色彩的新名词，我们就必须了解爱因斯坦的狭义相对论。在狭义相对论里，世界次看到了E=mc2这个的公式；由此，在继续探索宇宙奥秘的旅程中，光速c进入了我们的视野，并牢牢地站在了科技大舞台的正中心。
　　爱因斯坦狭义相对论的核心内容是对时间以及空间的描述。其中，重要的一个概念是一种速度，一个宇宙中任何事物都不可能的极限速度——光速。在真空中，光速达到每秒299,792,458米。光以这个速度，从地球出发，经过8分多钟可以到达太阳，10万年后能穿越我们所在的银河系，超过200万年后可到达仙女座星系——我们在宇宙中近的邻居。每当夜幕降临，地球上大的天文望远镜就会将目光投向宇宙的深处，尽全力地去捕捉深处的点点光芒，而发出这些光芒的恒星可能此刻早已消亡。比地球从一团星云中诞生还要早几十亿年，也就是在大约100亿年前的时候，这些星光便开始了自己的旅程。光速极快，但面对星际间的遥远距离，也显得那么微不足道了。我们能通过类似于欧洲核子研究中心（CERN）在瑞士日内瓦的大型强子对撞机这样的设备把一些非常小的物体加速至接近光速的百分之一。
　　这个特殊速度的存在，或者说是宇宙速度上限的存在，本身就是一个奇怪的概念。如同我们接下来会在本书中揭示的那样，将这个速度和光速联系起来其实是一个障眼法。而在爱因斯坦的理论中，它将扮演更重要的角色，同时光为什么以光速（299,792,458米/秒）前进也自有其原因。当然，这些都是后面的内容。现在，我们仅仅需要知道当物体以接近光速的速度移动时，意想不到的事情便会接踵而来。有没有任何其他的原因在阻止物体以光速的速度运行呢？因为给我们的感觉是，“没有任何物体的速度能快得超过光速”，就好像在说“不论发动机的马力有多大，自然法则导致我们的车速无法超过每小时70英里”一样让人费解。显而易见，自然法则不像一条限速交规那样需要交通管理部门来贯彻执行，因为整个时间和空间都是依照自然法则形成的，这些自然法则是无法在这样的世界里被打破的。如果它们被打破，这个世界便会产生很多无法预料的结果，这不能不说是我们的幸运。在本书靠后的章节里，我们将发现，如果我们能超光速地移动，那么人造时间机器就能回到历史上的任意时刻。可以想象，出于某种目的或是不小心，我们回到了自己出生之前的某个时刻，并阻止了自己父母的相知相识。这类情节经常出现在精彩的科幻小说里，但是真实的世界却无法如此编排，爱因斯坦的研究也表明我们的世界不是那样形成的。时间和空间以一种精妙的方式交织在一起，避免了这些似是而非的观点产生。但是，为了究其原理，我们需要付出代价——必须舍弃一些根深蒂固的关于时空的观念。在爱因斯坦所描述的宇宙中，移动的钟表会变慢、运动的物体会缩小、人们可以到几十亿年之后的未来世界旅行。同样在这个宇宙中，人们的生命可以被无限延长，长到人们可以看到太阳燃尽、海水蒸干，目睹整个太阳系陷入永恒的黑暗。人们还能见证新的恒星以及行星从星尘中诞生的过程，甚至可以看到新的生命萌发在宇宙的某个角落，即使作为他们家园的那颗星球目前还不存在。爱因斯坦的宇宙能开启人们通往遥远未来的高速通道，同时也能将回到过去的大门死死关闭。
　　看完整本书后，读者们将明白爱因斯坦如何“被迫”得出这如梦似幻的宇宙观，而他的观点又是如何被许多科学实验以及实际科技运用证明是正确的。以车载卫星导航系统为例，它的设计中就考虑到了地球卫星轨道中时钟的走动和地面上时钟的走动快慢不一的问题。爱因斯坦的想法是大胆的：时间和空间的真面目并不是它们表面看上去的那样！
　　现在，我们有点超前了。在能够充分理解和体会爱因斯坦的非凡发现之前，两个在相对论中占有核心地位的概念值得我们仔细思考，那便是时间和空间。
　　……

序言

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我想包括史蒂芬霍金在内的任何人都无法超过布莱恩考克斯的阐述中所表现出的那种智慧、激情、清晰和力量的结合。如果你对的科学发展问题有兴趣，并且想知道这些新发现是如何影响我们每一个人，那么就让这位充满激情的教授为你解释一番吧。看到他你也许不禁会问，这俊朗的外表之下真的藏着一位教授吗？
　　——StepheFry

　　为了弄清楚作为爱因斯坦一生理论中经典的公式E=mc2，他们（考克斯和福肖）成功地开辟了一条通往那个神秘领域的道路。这条路从数学表达方式下的时空结构一直通向原子弹、天体物理学，并到达质量之源。
　　——New Scientist

　　如果想去除大多数人对爱因斯坦的公式肤浅的理解，你可以聆听作为的科学家以及教育家布莱恩考克斯和杰夫福肖的阐述。通过准确的语言和几个充分解释的公式，他们将一些物理学中不可思议的发现平易近人地带到了读者身边。”
　　——Seed

　　很多学者都尝试过解释（公式的）本质，但他们并没有都取得成功。较之布莱恩考克斯和杰夫福肖，没有人更加能胜任这份工作了。他们做了一项了不起的事，包括在书的标题中就回答了问题本身。
　　——BBC Focus magazine

　　（Why does E=mc2？）通篇行文清晰明确，并有不少的闪光点，然而丝毫没有让人感觉到任何骄傲自大……任何有着一颗探索之心的读者都能被这两位睿智的科学家笔下平实的语言所吸引而受到启发……这是一本读后会让人愉快的书。
　　——The HuffingtoPost

　　（在Why does E=mc2？）中包含了很多的知识和非常好的解释。它为那些喜欢过科学或者曾经想更多的了解科学的人们提供了一个很好的机会，免去了他们必须再次回到学校学习的麻烦。在阅读这本书的时候请保持一份开放的态度和一种好奇的心态，而当你放下它时将会发现自己获得了相当丰富的知识。
　　——Sacramento Book Review

《量子宇宙的微光：探索物质、能量与宇宙的深层奥秘》 在人类漫长的求知旅程中，我们从未停止过对宇宙的窥探和对物质本质的追问。从古希腊哲学家对原子构成的猜想，到如今科学家们在粒子加速器中追逐着比质子更小的粒子，对“我是谁”、“世界是什么”的探索从未止息。本书正是这场伟大探索中的一支回响，它将带领读者穿梭于微观粒子的奇妙世界，触摸构成万物的基本法则，并试图理解那超越我们日常经验的宏大宇宙图景。 我们生活在一个充满活力的宇宙之中。从星辰大海的壮丽景象，到我们指尖触摸的每一件物品，无不遵循着一套深刻而精巧的物理规律。然而，这些规律并非总是直观易懂。科学的进步，往往伴随着对我们固有认知的挑战和颠覆。本书将聚焦于现代物理学的核心概念，以通俗易懂的语言，揭示隐藏在物质世界深处的力量与联系。 第一章：微观世界的舞者——粒子的传奇 让我们先将目光投向那个肉眼无法企及的微观领域。在那里，物质不再是我们想象中的坚实颗粒，而是以更为抽象和奇妙的粒子形式存在。电子、质子、中子，这些我们熟悉的原子构成者，只是冰山一角。质子和中子更是由更小的夸克组成的，而夸克又有“上”、“下”、“粲”、“奇”、“顶”、“底”六种“味”。然而，故事并没有在此结束，还有传递力的玻色子，如传递电磁力的光子，传递强力的胶子，传递弱力的W和Z玻色子。甚至还有一种极为特殊的粒子——中微子，它们如同幽灵般穿梭于宇宙，几乎不与物质发生相互作用，却承载着宇宙演化的重要信息。 本书将深入浅出地介绍这些基本粒子的家族史，它们是如何被发现的，以及它们各自扮演的角色。我们将了解量子力学如何描绘这些粒子的行为，它们并非固定不变的“小球”，而是遵循着概率的分布，拥有波粒二象性，可以同时出现在多个地方，也可以瞬间“穿过”看似无法逾越的障碍。我们将探讨量子纠缠这一“幽灵般的超距作用”，即两个粒子无论相距多远，都能瞬间影响对方的状态，这似乎挑战了我们对时间和空间的直觉。 第二章：驱动宇宙的力量——基本相互作用的奥秘 是什么将这些粒子维系在一起，又是它们如何相互作用，从而构建出我们所见的宏大宇宙？答案就在于四种基本相互作用：引力、电磁力、强相互作用和弱相互作用。 引力，我们最熟悉的力量，将行星拉向太阳，将我们固定在地面。但其本质在微观层面仍然是科学家们努力探索的难题，它与量子世界的联系尤其令人着迷。 电磁力，是构成原子和分子的纽带，也是我们日常生活中的主要力量之一，从灯光到通信，都离不开它。本书将解释电荷、电流、磁场如何相互关联，以及光子在其中扮演的关键角色。 强相互作用，是宇宙中最强大的力量，它将夸克紧密地束缚在一起，构成质子和中子，并维持原子核的稳定。如果没有强相互作用，原子核将瞬间崩解，一切物质都将不复存在。 弱相互作用，虽然不像其他两种力量那样强大，却在某些重要的过程中发挥着至关重要的作用，例如放射性衰变和恒星的核聚变。我们将了解它如何改变粒子的“味”，从而实现物质的转化。 第三章：对称性的优雅——物理学中的隐藏之美 在纷繁复杂的粒子世界和相互作用背后，隐藏着一种深刻而优雅的数学结构——对称性。本书将揭示对称性在现代物理学中的核心地位。从空间平移对称性到电荷共轭对称性，再到弱同称性，每一种对称性都对应着一个守恒定律，例如能量守恒、动量守恒、角动量守恒。 我们将探讨“诺特定理”，这个被誉为物理学中最美丽的定理之一，它揭示了对称性与守恒量之间必然存在的联系。理解对称性，就如同窥见了宇宙运行的内在逻辑，看到了隐藏在表象之下的统一性。 第四章：宇宙的起源与演化——从大爆炸到星系的诞生 微观粒子的世界与宏观宇宙的演化息息相关。本书将带领读者回到宇宙的起点——大爆炸。我们将审视宇宙微波背景辐射，它是大爆炸留下的“余晖”，其中蕴含着早期宇宙的无数信息。 我们将追随宇宙膨胀的脚步，了解第一批原子是如何形成的，第一批恒星是如何点亮的，以及星系是如何在引力的作用下汇聚并演化的。我们将讨论暗物质和暗能量这两个宇宙中最神秘的组成部分，它们占据了宇宙绝大部分的质量和能量，但其本质仍然是未解之谜。 第五章：量子的挑战与未来——探索未知的边界 量子力学虽然取得了巨大的成功，但它也带来了许多挑战和未解之谜。量子力学的解释问题，例如“薛定谔的猫”思想实验，以及测量问题，仍然是科学家们争论的焦点。 本书还将展望现代物理学的未来方向。我们将讨论引力波的探测如何为我们打开了观测宇宙的新窗口，量子计算的兴起将如何颠覆我们的计算能力，以及我们对统一场论的追求——试图将所有基本粒子和相互作用纳入一个统一的框架。 《量子宇宙的微光》 是一次深入人类认知边界的旅行。它不是一本枯燥的教科书，而是一次引人入胜的探索之旅。通过生动的语言、恰当的比喻和精美的插图（此处为想象中的内容），本书将带领您领略物理学的魅力，理解那些塑造我们现实的基本法则，并激发您对宇宙无限的好奇与热爱。无论您是物理学的初学者，还是对科学充满兴趣的求知者，都能在这本书中找到属于自己的惊喜与启发，去感受那微小粒子中蕴藏的宇宙洪荒，去理解那深邃时空中隐藏的万物起源。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《为什么E=mc²-相对论普及读本-探索时空.质量之源与上帝粒子》时，我原本是抱着一种“科普读物该是怎样的”的刻板印象，但读完之后，我得说，它远远超出了我的预期，带来了一种前所未有的阅读体验。作者用一种极其巧妙的方式，将我们日常生活中难以想象的物理概念，比如时间膨胀、空间扭曲，以及爱因斯坦那著名的质能方程E=mc²，一步步拆解，仿佛庖丁解牛般，既精准又不失趣味。让我印象深刻的是，书中并没有一开始就抛出复杂的公式和推导，而是从一些看似无关紧要的生活现象入手，比如光速不变的奇特之处，或者我们对“同时”的直观理解在高速运动下是如何失效的。通过这些生动的生活化比喻，作者成功地将我的思维从牛顿力学的舒适区拉了出来，让我开始思考，原来我们习以为常的宇宙，其运行的规则是如此的令人着迷。特别是关于“上帝粒子”的部分，虽然我对其理解还停留在科普的初级阶段，但书中将其与质量的产生联系起来的解释，让我对宇宙万物最基础的构成有了一个全新的认知，那种“原来如此”的顿悟感，简直是阅读的最大乐趣。整本书的叙事流畅，语言也生动活泼，不会让我感到枯燥乏味，反而像在听一位经验丰富的导游，细致地讲解着宇宙的奥秘，让我既学到了知识，又体验到了探索未知的快乐。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我通常对这种“xxx普及读本”类型的书籍是敬而远之的，总觉得它们要么过于浅显，要么过于晦涩，很难找到一个恰到好处的平衡点。然而，这次的《为什么E=mc²-相对论普及读本-探索时空.质量之源与上帝粒子》彻底颠覆了我之前的看法。这本书的强大之处在于，它并没有试图将一本物理学教材浓缩进几百页里，而是以一种“点拨”的方式，引导读者去理解相对论的核心思想。作者仿佛一位经验老到的侦探，一层层剥开相对论的面纱，让我们看到它背后隐藏的深刻逻辑。最让我惊喜的是，书中对于“时空”概念的阐述，不同于以往我接触到的那些死板的定义，而是通过各种有趣的设想和实验（当然，都是思想实验），比如“光锥”的形成，或者不同参照系下观察到的现象差异，将抽象的时空变得具象化，甚至带有一丝哲学思辨的味道。当我读到关于时间膨胀的部分，那种“过去现在未来”的界限在高速运动中变得模糊的描绘，让我不禁对宇宙的本质产生了更深层次的思考。而关于“质量之源”的探索，更是将我们引向了粒子物理的前沿，虽然“上帝粒子”这个名字听起来有些神秘，但书中对其作用的解释，却让我对宇宙的基本法则有了更清晰的认识，仿佛触碰到了宇宙最深层的秘密。这本书不仅是一本科普读物，更是一次智力上的探险，让我受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

我一直对物理学，特别是相对论，抱有一种既好奇又畏惧的态度。好奇的是那些颠覆常识的理论，畏惧的是那些望而却步的数学公式。《为什么E=mc²-相对论普及读本-探索时空.质量之源与上帝粒子》这本书，恰好满足了我这种矛盾的心情。作者的叙述方式非常独特，他没有直接教导我们如何计算，而是通过一个个引人入胜的故事和类比，让我们“感受”到相对论的魅力。举个例子，书中对于“光速不变原理”的解释，就让我大为惊叹，原来我们直观的“速度叠加”在光速面前竟然完全失效，而这背后却隐藏着如此深刻的时空观。我特别喜欢书中对于“时空”的描绘，作者用一种非常诗意且富有想象力的方式，将四维时空展现出来，让我们不再认为它是冰冷而抽象的，而是充满了动态和可能性。当我读到关于“质能等价”的章节时，那种宇宙能量与物质之间神秘联系的揭示，让我对E=mc²这看似简单的公式有了全新的理解，原来它不仅仅是一个公式，更是宇宙运行的一个基本法则。而书中对“上帝粒子”的介绍，更是让我对物质起源有了更宏观的认识，仿佛揭开了宇宙诞生的一个小小侧面。总的来说，这本书就像一位循循善诱的老师，用最易懂的方式，点燃了我对物理学更深层次的兴趣，让我觉得探索宇宙的奥秘，原来是可以如此有趣和触手可及的。

评分☆☆☆☆☆

这本《为什么E=mc²-相对论普及读本-探索时空.质量之源与上帝粒子》给了我一个非常愉快的阅读惊喜，它不像我之前读过的很多科普书籍那样，总是试图用一种“高高在上”的姿态来讲解科学，而是像一个知心的朋友，用最接地气的方式，带领我一起探索科学的奥秘。作者的文字功底非常扎实，他能够将那些复杂的物理概念，用生动形象的语言表达出来，让我这个对物理学了解不深的人，也能轻松理解。尤其是在解释相对论的几个核心概念时，比如“惯性参考系”、“洛伦兹变换”这些听起来很吓人的术语，作者都通过一些有趣的设想，比如乘坐不同速度的火车，或者观察高速飞行的飞船，来帮助读者建立直观的认识。我特别欣赏书中对“时空”的解读，它不仅仅是时间和空间的简单组合，而是构成宇宙的基石，书中通过对不同参照系下时间流逝和空间测量的对比，让我深刻体会到时空的相对性。而对于E=mc²的解读，更是让我对能量和质量的转化有了全新的认识，它不仅仅是原子弹的原理，更是宇宙万物相互转化的根本。关于“上帝粒子”的部分，虽然我不能完全理解其背后的量子理论，但书中将其与质量起源联系起来的解释，已经足够让我感到震撼。这本书就像一个神奇的魔盒，打开之后，里面充满了各种新奇的知识和启迪。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，拿到《为什么E=mc²-相对论普及读本-探索时空.质量之源与上帝粒子》这本书时，我的内心是有些忐忑的，毕竟相对论听起来就是个高难度的课题。然而，从翻开第一页开始，我的顾虑就烟消云散了。作者的叙述方式简直太出色了，他就像一个经验丰富的向导，带着我们在浩瀚的科学世界里进行一场精彩的旅行。书中并没有充斥着令人望而却步的数学公式，而是巧妙地用通俗易懂的语言，结合生动的比喻和有趣的案例，将复杂的理论娓娓道来。我尤其喜欢书中对“时空”的描述，它不再是枯燥的物理学定义，而是被赋予了生命和活力，让我能够想象出时间弯曲、空间扭曲的奇妙景象。通过书中对光速不变原理的层层剖析，我才真正理解了爱因斯坦颠覆性的思维方式，也对E=mc²这个公式有了更深刻的认识，它不仅仅是质能转换的公式，更是宇宙深层规律的体现。而关于“质量之源”和“上帝粒子”的探讨，更是让我对构成宇宙最基本的粒子及其产生质量的机制有了一个初步的了解，虽然我无法完全掌握其中的细节，但那种对宇宙起源的好奇心和探索欲却被极大地激发了。这本书的价值在于，它不仅普及了科学知识，更点燃了读者对科学的兴趣，让我觉得学习科学，原来可以如此富有启发性和乐趣。