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數理科學和化學 物理學 理論物理學
 
 
 
 
給孩子講相對論
 作  者: 李淼/王爽
 出版單位: 湖南科學技術
 出版日期: 2018.03
 進貨日期: 2018/5/2
 ISBN: 9787535797223
 開  本: 16 開    
 定  價: 293
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編輯推薦:

大物理學家、暢銷科普作家李淼教授“給孩子的物理學”系列第三本,帶孩子瞭解科學史上的瑰寶、愛因斯坦的偉大理論——相對論。他以舉止矚目的引力波探測事件切入,巧妙地用科學家的故事、有趣的思想實驗,將這一對大學生來說都稱得上艱深的主題講給孩子,讓他們瞭解這一人類文明的至高成就。


內容簡介:

這是物理學家李淼寫給孩子的關於相對論的普及讀物。愛因斯坦的相對論是科學史上的瑰寶,它推動了20世紀的科技革命,給我們的世界帶來了翻天覆地的變化。它改變了我們對時間、空間、物質、運動等的認知,它一系列夢幻般的預言一一應驗,包括近年來被探測到的引力波。在本書中,淼叔從這一舉世矚目的事件講起,將引力、時空、光速等不易理解的概念,用故事的方式講給孩子。書中也有大量精彩插圖,配合各種有趣的思想實驗,帶孩子瞭解這一對現代物理影響巨大的領域。


作者簡介:

李淼,中山大學天文與空間科學研究院院長及籌建人。
1982年畢業於北京大學天體物理專業,1984年獲中國科技大學理學碩士學位。1989年赴丹麥哥本哈根大學玻爾研究所學習,1990年獲哲學博士學位。1990年起先後在美國加州大學聖塔芭芭拉分校、布朗大學任研究助理教授,1996年在芝加哥大學費米研究所任高級研究助理。1999年回國,任中國科學院理論物理研究所研究員、博士生導師。
身為大物理學家的李淼也活躍於科普領域,他的《給孩子講量子力學》《給孩子講宇宙》深受讀者歡迎,也獲得各大獎項青睞。


圖書目錄:

第1講 引力波是怎麼探測到的?
第2講 光速是怎麼影響時空的?
第3講 引力是怎麼產生的?
第4講 相對論都有什麼用?


章節試讀:

2017年10 月3 日,2017 年諾貝爾物理學獎塵埃落定。它被頒給了美國物理學家雷納·韋斯、基普·索恩和巴堙P巴堣陛A以表彰他們領導建設鐳射干涉儀引力波天文臺(簡稱LIGO),進而首次直接探測到引力波的偉大成就。
事實上,愛因斯坦於1915 年就提出了廣義相對論;這是他一生中提出的最偉大的理論,我在後面會詳細為你介紹。僅僅在一年之後,也就是1916年,他就用這個理論預言了引力波的存在。但直到整整100 年後,也就是2016 年,人們才能真正地探測到它。你看,是不是很奇怪?眾所周知,20 世紀科技發展日新月異。那為什麼要花整整100 年,才能揭開引力波的神秘面紗?這節課,我就來為你解答其中的奧秘。
首先,我來講講什麼是引力波。讓我們做個思想實驗。想像一個很大的池塘,堶惘釩D常平靜的水面。如果往這個池塘堨竣@顆小石子,原本平靜的水面立刻會泛起波紋,或者說漣漪。這些漣漪會一圈圈地向外擴散,從而讓整個池塘的水面都隨之波動。如果原來的水面上還漂浮著一艘小木船,那它就會隨水波而上下起伏。
現在,我們把這個池塘的水面想像成時空本身,也就是時間和空間的總稱。廣義相對論認為,有品質的物體可以讓時空本身發生彎曲。而當有品質的物體發生劇烈運動的時候,它就可以像那顆小石子一樣,讓時空本身也泛起漣漪。這些漣漪同樣會向外傳播,從而讓遠方的物體也隨之起伏。這種時空的漣漪就是引力波。
那要是引力波傳到地球,會造成什麼影響呢?答案是,它會使與其傳播方向垂直的空間發生週期性的形變。換句話說,當引力波經過的時候,與之垂直的空間會不斷地收縮或擴張:橫向收縮,縱向就擴張;橫向擴張,縱向就收縮。由於空間本身在形變,置身於其中的物體自然也會跟著形變。也就是說,當引力波傳來的時候,小到一把尺子,大到整個地球,都會發生週期性的伸縮。
可能有些小朋友會擔心:“要是引力波傳來的時候,把我們拉壞了該怎麼辦?”其實完全沒有擔心的必要。這是因為引力波使物體發生形變的比例特別小。到底小到什麼地步呢?大概只有十萬億億分之一。打個比方:如果你的尺子長達1000 千米,也就是從北京到上海的直線距離,那引力波大概能使它變動一千萬億分之一米,相當於一個原子核的直徑。如果你的尺子長達10 萬光年,也就是我們銀河系的直徑長度,那引力波大概能使它變動1 米。
其實,這正是科學家要花整整100 年才能探測到引力波的原因:因為它實在太微弱、太難測了。事實上,就連愛因斯坦本人都不相信人類能測到引力波。更誇張的是,他甚至一度想要否定引力波的存在。下麵,我就來講講這段有趣的往事。


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