现代科学之父——爱因斯坦

量子科学 2018-04-14 15:29:33

关注量子科学探究宇宙奥秘


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1234《爱因斯坦的圣经》是对科学发现和宇宙洞察的总结,全书分上下两册。
1234上册《旧约》:讲述宇宙演化的精彩故事,展示人类对宇宙和生命探索的最新成果。


创世之初的宇宙是什么样子?
星星何时开始在天空中闪烁?
太阳和地球是如何形成的?
生命如何从复杂的有机体中开始?
大型爬行动物何以统治地球?
下册《新约》:揭示宇宙、自然的奥秘,展现宇宙和自然的固有之美。
哺乳动物和人类真是进化而来的吗?
自然的“戒律”是什么?
人的灵性和智慧是如何出现的?
物质与生命的基本要素是什么?
在科学中,是什么在扮演上帝的角色?


新约

前言 / 1
新约之第一书:大地有人 / 5
列王纪
列王纪之前言 / 21
列王纪之第一书:佛陀 / 23
列王纪之第二书:福音书之福音 / 38
列王纪之第三书:灾祸 / 64
列王纪之第四书:牛顿 / 78
列王纪之第五书:达尔文 / 82
列王纪之第六书:爱因斯坦 / 98
新约之科学十诫 / 108

物理学之书
物理学之第一书:物质 / 110
物理学之第二书:力 / 115
物理学之第三书:经典物理学 / 117
物理学之第四书:热力学 / 128
物理学之第五书:狭义相对论 / 136
物理学之第六书:广义相对论及引力 / 144
物理学之第七书:量子力学 / 149
物理学之第八书:亚核物理学 / 157
物理学之第九书:核物理学 / 163
物理学之第十书:原子物理学 / 170
新约之化学书 / 172
新约之生物学书 / 175
太阳系之书
行星学之第一书:神话 / 186
行星学之第二书:太阳 / 188
行星学之第三书:地球 / 193
行星学之第四书:月球 / 203
行星学之第五书:彗星 / 206
行星学之第六书:流星 / 209

新约之最后二书
新约之最后一书:先知书 / 215
新约之最后二书:最后一诫 / 221

旧约

创世纪
创世纪之第一书:普朗克时代 / 237
创世纪之第二书:大爆炸 / 238
创世纪之第三书:类星体 / 239
创世纪之第四书:恒星诞生 / 243
创世纪之第五书:星系诞生 / 246
创世纪之第六书:螺旋星云 / 248
创世纪之第七书:核起源 / 251
创世纪之第八书:地球诞生 / 263
创世纪之第九书:初生地球 / 271

地球演化之书
地球演化之第一书:太古代之一 / 280
地球演化之第二书:生源论 / 287
地球演化之第三书:太古代之二 / 303
地球演化之第四书:原生代 / 310
地球演化三部曲之第一卷:古生代 / 344
古生代之第一书:寒武纪 / 346
古生代之第二书:奥陶纪 / 360
古生代之第三书:志留纪 / 365
古生代之第四书:泥盆纪 / 370
古生代之第五书:石炭纪 / 376
古生代之第六书:二叠纪 / 382

地球演化三部曲之第二卷:中生代 / 387
中生代之第一书:三叠纪 / 388
中生代之第二书:侏罗纪 / 394
中生代之第三书:白垩纪 / 402

地球演化三部曲之第三卷:新生代 / 421
新生代之第一书:古新世 / 426
新生代之第二书:始新世 / 431
新生代之第三书:渐新世 / 443
新生代之第四书:中新世 / 447
新生代之第五书:上新世 / 457
新生代之第六书:更新世 / 461


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  购买了这本书,你其实买了两本书——人物传记,物理科普。
  既可以领略爱因斯坦波澜壮阔的一生,又可以八卦他鲜为人知的故事,还可以顺便学学相对论的基本原理,见证现代物理大厦的奠基。
  科学,文科生也看得懂;
  文学,理科生也涨知识;
  哲学,挂科生也开脑洞。
  文盲作者的口号是:好读、易懂、轻松、幽默,拒绝诘屈聱牙、各种装B。


前 言
第一章懵懂岁月
怪小孩
我要移民
校园初恋
第二章科学之光
坏学生
失恋
再次恋爱
关于生活
第三章从技术员到教授
奇迹再现
没有奇迹
真正的开始
婚姻与爱情
第四章狭义相对论及其他
一、世界是什么
分子、原子和量子
时间、空间、能量
二、颠覆世界
新世界
质能关系
四维时空
光障VS中微子
第五章家人宇宙
从苏黎世到柏林
世界大战
引力之谜
第六章广义相对论及其他
一、山重水复
一个矛盾与一个BUG
等效原理
重新认识一下质量
光线弯曲
空间弯曲
爱因斯坦圆盘
二、柳暗花明
超级武器
测地线
张量
三、铁证如山
光线偏折
水星进动
引力红移
精益求精
引力波
参考系拖曳
第七章荣誉与生活
超级巨星
感情生活
诺贝尔奖
第八章战争与和平
爱情是什么
国家公敌
平凡世界
后 记



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爱因斯坦是二十世纪有很大影响的自然科学家。他一生的活动时多方面的,其思想也是非常庞杂的。长期以来,人们对他的科学工作和哲学思想的评价有所争论。《爱因斯坦文集》的编纂就是为了进一步开展爱因斯坦研究和讨论提供一手的材料。本书收录了爱因斯坦关于自然科学哲学问题和一般自然科学方面比较有代表性的论述,内容主要是爱因斯坦自己写的文章、讲稿和通信,也包括别人写的爱因斯坦的谈话记录。此外,还收了几封别人写的有关的通信,作为附件。


自述(1946年)
自述片断(1955年3月)
失业的痛苦和探索自然界统一性的乐趣
——1901年4月14日给M.格罗斯曼的信
生活的一个侧面
——1903年1月给贝索的信
附录一:《爱因斯坦给M.贝索的信选译》选编说明
附录二:贝索,爱因斯坦最亲密的朋友
——《爱因斯坦给M.贝索的信选译》编后记
1905年春天的四项研究
——1905年5月给C.哈比希特的信
论我们关于辐射的本质和组成的观点的发展(1909年9月)
也许量子问题的答案就藏在这里
——1909年12月31日给贝索的信
关于比热理论
——1911年5月13日给贝索的信
对第一次索耳未会议的印象
——1911年12月26日给贝索的信
红外线的吸收及其他
——1912年2月4日给贝索的信
作为研究者的麦克斯·普朗克(1913年)
相对论的引力论和马赫原理
——1913年6月25日给E.马赫的信
物理学家对引力论的态度
——1913年底给贝索的信
我不怀疑引力理论的正确性
——1914年3月给贝索的信
理论物理学的原理(1914年)
——在普鲁士科学院的就职讲话
评H.A.洛伦兹的《相对性原理》(1914年)
科学方面两个好消息
——1915年2月12日给贝索的信
关于广义相对论
——1915年11月28日给A.索末菲的信
如今实现了最大胆的梦想
——1915年12月10日给贝索的信
关于广义相对论
——1915年12月21日给贝索的信
引力论获得巨大成功
——1916年1月3日给贝索的信
恩斯特·马赫(1916年3月14日)
关于有限宇宙的设想
——1916年5月14日给贝索的信
悼念卡尔·施瓦兹希耳德(1916年)
关于辐射的量子理论
——1916年8月11日给贝索的信
续论辐射的量子论
——1916年8月24日给贝索的信
可以肯定光量子的存在
——1916年9月6日给贝索的信
空间和时间的客观意义之所在
——1916年10月31日给贝索的信
为什么要提出闭合空间的假设
——1916年12月中旬给贝索的信
《狭义与广义相对论浅说》中的一个片断(1916年)
——几何学命题的物理意义
爱因斯坦给德西特的信(1916—1918年)
——卡拉·卡恩和弗朗兹·卡恩报道
关于宇宙学和其他
——1917年3月9日给贝索的信
对马赫的看法
——1917年5月13日给贝索的信
附:贝索1917年5月5日给爱因斯坦的信
关于辐射量子的实在性和广义相对论的能量原理
——1918年7月29日给贝索的信
……



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  本书是一本科普著作,以引力透镜现象的研究为主线,介绍了当今天文学和宇宙学最为引人注目的两个研究领域,即暗物质和暗能量,同时介绍了引力理论和现象、宇宙学和粒子物理学的一些基本知识。在物理学的帮助下,身为地球上的普通人,我们不仅可以“看到”宇宙深邃的尽头,还可以探究隐藏在无尽夜空下神秘的天体,而这些认知又和比原子还要小很多倍的基本粒子研究联系在一起。所有这些激动人心的概念,都将在您阅读的过程中一一呈现。


第1章 宇宙是由什么构成的?
第2章 空间和时间的革命
第3章 宇宙的膨胀
第4章 爱因斯坦的望远镜
第5章 勇士与懦夫
第6章 黑洞与行星
第7章 为宇宙称重
第8章 冷暗物质
第9章 循迹暗物质
第10章 加速的宇宙
第11章 宇宙网络上的暗能量之印
第12章 引力波
尾声 暗物质和暗能量:下一个突破
附注和参考文献



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  我可以保证,这真是一本很有趣的书。跟随作者,你可以进入爱因斯坦的梦境,坐在牛顿老师的课堂,来到星光实验的现场……最近距离接触科学的真相。
  本书上部(前五章)和大家一起回顾物理学走过的坎坷历史,这段历史的精彩程度不亚于任何一段战争史。在伽利略、牛顿等巨星纷纷谢幕之后,超级巨星爱因斯坦闪亮登场。他就像一位横空出世的大侠,无门无派,但出手即震惊天下,他的绝招就是“相对论”。
  中间的第六章是一段小说体的跨越半个多世纪的真实历史故事,这个故事尘封已久,现在很多年轻人甚至都不敢相信这就是现实,但真相往往比小说更惊人。
  最后四章是本书的下部,下部比上部更精彩,结构更宏大,故事更神奇,真相更惊人。在下部中,作者将细致地剖析时空的真相,带你领略神奇的四维时空奇景,了解整个宇宙的终极图景,再回到原子的深处见识不可思议的微观世界,最后看一看当下物理学的最新进展——万物理论。


第一章 不得不说的废话
 关于相对论的谣言粉碎机
 你必须了解的四个概念
第二章 伽利略和牛顿的世界
 相对性原理
 伽利略变换式
 史上最牛炼金术士牛顿
 牛顿的绝对运动观
 牛顿水桶实验中的绝对时空观
第三章 光的速度
 伽利略吹响冲锋号
 光速测量大赛
 惊人的发现
 科学史上最成功的失败
第四章 爱因斯坦和狭义相对论
 两朵乌云
 巨星登场
 第一个原理:光速不变
 第二个原理:物理规律不变
 环球快车谋杀案
 环球快车伯尔尼站的监控室
 同时性的相对性
 时间会膨胀
 空间会收缩
 速度合成
 质速神剑
 光速极限
 质能奇迹
 四个疯狂的问题
第五章 广义相对论的宇宙
 爱因斯坦的不满
 生死重量
 等效原理
 太空大圆盘
 时空弯曲
 引力的本质
 水星轨道之谜
 星光实验
 没见过这么黑的洞
 从黑洞到虫洞
 压轴大戏
第六章 红色革命
第七章 时空那点事
 时空中的运动
 四维时空
 时间旅行
 星际旅行
 星际贸易
第八章 再谈四维时空
 宇宙的终极图景
 神奇的四维
第九章 上帝的判决
 上帝玩不玩骰子?
 美剧《生活大爆炸》
 要命的双缝
 玻尔的上帝
 ……
第十章 宇宙是一首交响乐
后记



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1234科学研究探索的是万物之本。万物之本是什么?上帝是如何设计这个世界的?这是爱因斯坦的困惑。

1234首先简单概括了牛顿力学及麦克斯韦电磁理论。从经典理论碰到的困难,引出爱因斯坦建立相对论的思考和历史过程。第一章主要介绍狭义相对论的基本概念。第二章介绍广义相对论少不了的数学工具:黎曼几何。从几何直观和物理应用的意义上来引进黎曼几何,并重点突出内蕴几何思想的重要性。第三章中解释了狭义相对论引发的有趣佯谬及质能关系式。第四章介绍广义相对论的基本思想,第五章则是主要介绍了宇宙学中的大爆炸理论、暗物质、暗能量等假设的来龙去脉、最新研究状况等等。

1234从《上帝如何设计世界:爱因斯坦的困惑》中也可看到这些伟大发现背后的故事和科学家的思路历程。科学家们是如何发现问题的?他们历经了一些什么样的困难?他们又是如何想到了解决问题的方法的?探讨发现自然规律的历史,领略其背后隐藏着的生动灵感和科学精神。


1 时间空间之谜
1. 牛顿点亮的火把
2. 电磁交响曲
3. 寻找以太
4. 相对性原理
5. 什么是“同时”?
6. 万有引力
7. 量子革命
2 黎曼几何
1. 几何几何
2. 迷人的曲线和曲面
3. 爬虫的几何
4. 爱因斯坦和数学
5. 矢量的平行移动
6. 阿扁的世界
7. 测地线和曲率张量
3 相对论佯谬知多少
1. 双生子佯谬
2. 同时的相对性
3. 闵可夫斯基时空中的固有时
4. 四维时空
5. 匀加速参考系上的Alice
6. 飞船佯谬
7. 质能关系E=mc2
4 引力和弯曲时空
1. 等效原理
2. 圆盘佯谬和场方程
3. 实验证实
4. 时空中的奇点
5. 霍金辐射
6. 黑洞的战争
5 茫茫宇宙
1. 宇宙常数的故事
2. 大爆炸模型
3. 永不消失的电波
4. 探索引力波
5. 暗物质
6. 引力透镜
7. 暗能量
8. 路在何方?



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  这是一部彻底颠覆经典物理学观念的创世之书。它否定了牛顿的绝对时空观,认为空间不是平直的欧几里得空间,而是在引力场中弯曲的黎曼空间;时间也不是独立于空间的单独一维,它无时无刻不在空间之中,与空间构成一个统一的四维时空整体。
1234 这是一部并非凭借双眼,而是用智慧发现并创建了宇宙新秩序的书。它揭示了宇宙所具有的超乎寻常的秘密;同时性的相对性;运动中的钟慢、尺缩效应;水星的近日点异动;光谱红移;引力场中时钟变慢等。
这是一部为航天科学、天文学等高新学科奠定了理论基础的书。它的质能公式E=mc2所显示的原子裂变的巨大能量,在成为新兴能源的同时,也变成了悬在人类头顶的达摩克利斯之剑。黑洞和暗能量的发现让我们开始接近宇宙的起源和终结。
1234总之,这是一部现代及未来科学最伟大的奠基之作。

总序
编译者语
相对论简史(代序)
导读
第一章 狭义相对论
 1.1 几何命题的物理意义
 1.2 坐标系
 1.3 经典力学中的空间和时间
 1.4 伽利略坐标
 1.5 相对性原理(狭义)
 1.6 经典力学中的速度相加定理
 1.7 光的传播定律与相对性原理的表面抵触
 1.8 物理学的时间观
 1.9 相对性的同时性
 1.10 距离概念的相对性
 1.11 洛伦兹变换
 1.12 量杆和钟在运动时的行为
 1.13 速度相加法则 斐索实验
 1.14 对相对论启发作用的评估
 1.15 一般相对论的普通结果
 1.16 经验和狭义相对论
 1.17 闵可夫斯基四维空间
第二章 广义相对论
 2.1 狭义和广义相对性原理
 2.2 重力场
 2.3 惯性质量和引力质量相等是广义相对性公设的论据
 2.4 经典力学和狭义相对论的基础有哪些不能令人满意的方面
 2.5 对广义相对性原理的几个推论
 2.6 在旋转的参考物体上钟和量杆的行为
 2.7 欧几里得和非欧几里得连续区域
 2.8 高斯坐标
 2.9 狭义相对论的空间—时间连续区可当做欧几里得连续区
 2.10 广义相对论的空间—时间连续区不是欧几里得连续区
 2.11 广义相对性原理的精确表述
 2.12 以广义相对性原理为基础解决地心引力问题
第三章 对整个宇宙的思考
 3.1 在宇宙论中牛顿理论的困难
 3.2 “有限”而“极大”的宇宙的可能
 3.3 以广义相对论为依据的空间结构
 3.4 对“以广义相对论为依据的空间结构”的补充
附 录
 广义相对论的实验证实
 相对论与空间问题
 科学与宗教
 什么是相对论
 理论物理学的基础
 科学与文明
爱因斯坦生平大事年表
物理学大事年表



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  本书以能量条件为线索,对能量条件在其他一些广义相对论课题比如奇点与奇点定理、正质量定理、宇宙监督假设一并进行介绍。本书将以严谨的物理框架为基础,用生动的文笔,翔实的资料,为幻想般的问题寻找尽可能现实的答案。
  通过本书您将会明白以下问题,黑洞能被摧毁吗?什么是彭罗斯猜想?白洞是真实还是幻想?虫洞可以构筑时间机器吗?时空的拓扑结构可以改变吗?黑洞能作为星际旅行的通道吗?什么是奇异物质?奇异物质存在吗?科幻影片中穿越虫洞的特技合乎物理吗?裸奇点会造成什么麻烦?“上帝”憎恶裸奇点吗?奇点是物理时空中的点吗?奇点的存在有多大的普遍性?什么样的虫洞才能成为星际旅行的通道?那通道一定是捷径吗?为什么像“正质量”那样貌似显而易见的特性在广义相对论中会成为难题?


第1章 能量条件
1.1引言
1.2能量条件
第2章 奇点与奇点定理
2.1什么是奇点?
2.2雷查德利方程
2.3测地线束与共轭点
2.4时空的因果结构
2.5霍金-彭罗斯奇点定理
2.6讨论
2.7附录:雷查德利小传
第3章 正质量定理
3.1渐进平直时空
3.2广义相对论的动力学
3.3 ADM能量动量
3.4正质量定理
3.5舍恩与丘成桐的证明概述
3.6威顿的证明概述
3.7讨论
第4章 宇宙监督假设
4.1黑洞、裸奇点及宇宙监督假设
4.2摧毁黑洞不可能任务?
4.3彭罗斯猜想与宇宙监督假设
4.4壳层穿越奇点与壳层会聚奇点
4.5走向严密表述
4.6零质量标量场与裸奇点

4.7讨论
第5章 虫洞物理学
5.1萨根的小说
5.2黑洞、白洞和虫洞
5.3球对称可穿越虫洞
5.4奇异物质负能量的挑战
5.5虫洞的“工程学”
5.6由虫洞到时间机器
5.7讨论
后记


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