《六极物理》严伯钧(电子版pdf)

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《六极物理》严伯钧(电子版pdf)

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六极物理(当当专享签章版!知名科普作家、科普博主严伯钧力作,物理界权威鼎力推荐,透过6个极限看世界!)
2020.7“中国好书”、《中国教育报》教师喜爱的100本书TOP3、广西十佳科普图书优秀奖。一场物理学的盛宴,用漫画和故事,通俗演绎前沿物理精髓。 科普好书榜,五折封顶
作者:严伯钧出版社:接力出版社出版时间:2020年05月

开 本:16开纸 张:纯质纸包 装:平装-胶订是否套装:否国际标准书号ISBN:9787544866026
所属分类:
图书>科普读物>科学世界>物理

*会讲科普的科班作家——严伯钧,知名科普作家、网络科普博主***力作。多平台科普导师,抖音头部IP,粉丝300w ,播放数6亿 ;
物理权威鼎力推荐——陈运泰院士首次倾情推荐、刘兵、李淼、尹传红联袂推荐;
独创“六极”,科普扫盲——从人的*直接感官出发,引入极快(狭义相对论、超光速)、极大(天体物理)、极重(广义相对论、黑洞)、极小(量子场论)、极热(热力学、暴胀宇宙)、极冷(凝聚态物理、超导),穿越6个极限世界,探究世界运行规律;
4.轻松幽默,物理学通俗讲义:——120多幅科普漫画, 以爱因斯坦和普朗克为主角的科学故事,轻松解读物理原理,小白充电*。

5.物理硬核,正面刚,不回避——相对论、黑洞、麦克斯韦、不确定性原理、量子场论、杨-米尔斯、薛定谔的猫、熵增原理……44种理论、541个物理概念、25个经典实验,、47条物理原理、73名科学家,一本书读懂前沿物理精髓。

6.直击问题本质,告诉你是什么,而且要说清楚为什么?——宇宙138亿岁,是怎么测算的?钟慢效应是说运动快了时间会缩短,为什么?尺缩效应又是为什么?不确定性原理怎么颠覆了世界观?知其然,更要知其所以然!

内容简介
多数人会觉得物理学是艰深晦涩的,但大部分人却不知道,物理学的深奥通常体现在数学计算的复杂上。物理学中*核心的思想,往往大道至简。

《六极物理》的宗旨,就是要绕开复杂的数学计算,用通俗的语言向你解释*核心的物理思想。所谓“六极”,便是从人类*直接的感知出发,延伸到极快、极大、极重、极小、极热、极冷六个极限状态,将前沿的物理学精髓尽数展现,让你抛开烦琐的数学,也能体会物理学思想的精妙。

如果跑得和光一样快,时间会静止吗?

如果有一天实现室温超导,石油产业会终结吗?

如果压缩到鸡蛋大小,地球可以变成一个黑洞吗?

如果热力学第二定律不可违背,宇宙*终会成为一锅热汤吗?

这些炫酷物理,将一个个为读者展现,送给每位普通大众的前沿物理启蒙书。

作者简介
严伯钧,知名科普作家、艺术研究者。

香港科技大学物理、数学双学士;香港科技大学物理学硕士;攻读美国布朗大学物理学博士。

网络头部知识博主,录制科普类、艺术类多门课程,时常逾500小时,播放量超10亿。

目  录
序言 什么是“六极”

极快篇 The Fastest

导读:如果你以光速运动会看到什么?

章:狭义相对论

第二章:狭义相对论中的悖论

第三章:人类提速之路

极大篇 The Largest

导读:宇宙的起源

第四章:宇宙的前世今生

第五章:宇宙里有什么

第六章:万有引力

极重篇 The most Massive

导读:广义相对论

第七章:广义相对论的基本原理

第八章:广义相对论的验证及应用

第九章 :广义相对论的预言—— 黑洞

极小篇 The Tiniest

导读:奇妙的微观世界

第十章:原子物理

第十一章:量子力学

第十二章:核物理

第十三章:粒子物理

第十四章:标准模型

极热篇 The Hottest

导读:乱中有序的真实世界

第十五章:热力学与统计力学

第十六章:高温的世界

第十七章:复杂系统

极冷篇 The Coldest

导读:冷即秩序

第十八章:材料物理

第十九章:固体物理

第二十章:凝聚态物理

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前  言
我认为不用高深的数学,也能理解高深的物理,其实是源自我的一段经历。
在美深造期间,我曾受邀担任一场中学生科学创新比赛的评委。在比赛中,我注意到一位美国中学生参赛者的课题,居然是与费曼的路径积分相关的,这让当时的我大吃一惊。因为路径积分可以说是物理学中非常专业、高级的一部分,即便是物理学专业本科生也未必会去学习。所以我当时的感觉是,这孩子直不知轻重,后弄得一知半解,不够扎实,对于以后的物理学专业学习没有什么好处。物理学习的过程还是应该按部就班,一步一个脚印。但是后来听了这位中学生的演讲,可以说颠覆了我对物理学习这件事情的认知。他通篇没有进行任何数学计算,仅仅是从逻辑推理的角度,结合了生活中的一些经验,就把路径积分的核心思想解释得明明白白。这让我意识到,高深的物理学知识,经过拆解,其实甚至可以不用数学,就可以讲解得明明白白,因为大道,其实至简。
所以就有了这本《六极物理》。
六极物理,其实是依据人的感官,以人能感知的世界为线索,把现有的物理学重新做了一遍拆解:我们生活的环境中,所有物理参数相对我们来说,都是适中的、温和的,否则生命无法存续。我们用肉眼看不见宇宙的深处;我们的运动速度不会太快;地球的引力不会太大;我们用肉眼也看不见微观世界,看不见分子、原子,甚至细菌都看不见;地球上的气温不会太高,也不会太低,否则我们不被冻死也要被热死。因此,如果要让物理学的现象变得明显,一个方法是把环境参数调到极限,才能看到这里面的神奇表现。
于是,我把物理学分为六个“极”,分别是极快、极大、极重、极小、极热、极冷。

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在线试读
我们生活在四维时空(4-dimensional spacetime)中。

首先,空间有三个维度(dimension),譬如任何一个物体都有长、宽、高。长度、宽度、高度都是可以发生变化的,加上时间,时间也是可以变化的,如此便有了时空的四维。当然,更准确的描述是,我们生活3 1维的时空中。换言之,我们要描述在宇宙中发生的任何一个事件,都需要至少四个坐标(coordinate)。

例如,我给别人寄快递,要写对方的地址。地址其实就是一个三维的空间坐标,我肯定要写对方具体是在哪条街,几号,这里的街和号,就代表了两个空间坐标。我还要写对方是住在哪层楼,这就有了第三个空间坐标,即便对方家是别墅,也是有楼层的,别墅入口的楼层通常是一楼。

所以不管怎么样,写任何地址,都会有等效的三个空间坐标。除此以外,快递员要把包裹亲自交到对方手上,还得跟对方确认几点在家,也就是时间坐标。所以完全定下来一个事件,需要四个坐标,三个空间坐标和一个时间坐标。

这里就出现了一个看似不是问题的问题:时间坐标和空间坐标之间有关联吗?或者说,时间的流逝速度和你的空间位置,甚至是运动速度,有没有什么联系?

先别急着下定论,请先想象下面这样一个场景:我跟你两个人各佩戴一块手表,我们俩先把手表校准,然后你就坐着宇宙飞船,去太空游玩了一圈。我们假设两块手表都是非常精准的,那么请问:你去太空转了一圈回来之后,我们两人的手表指示的时间还会是一模一样的吗?

这个问题看似根本不是个问题,因为根据生活经验,既然两个人的表都很准,那不管是谁坐宇宙飞船出去转了一圈,表上的时间应该都是一样的。

这个答案其实就对应了牛顿(Isaac Newton)的时空观 (absolute space and time)。什么是时空观呢?就是牛顿,甚至爱 因斯坦之前的所有学者都认为,时间的流逝是的,它是独立运行的,跟空间没什么关系,全宇宙都可以使用同一个钟来计时。

当然,对于牛顿来说,这个结论其实是经验性(empirical)的, 他并没有什么实在的证据。只是因为在我们日常生活中,哪怕你是个飞行员,天天开飞机,你的手表跟地面上的人的也不会有什么不一样。

但就是这样一个看似不是问题的问题,引起了爱因斯坦的注意。相对论的一个核心就是:空间和时间不是割裂的,它们并非相互独立,而是有非常紧密的内在联系。

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