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出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math

作者:Thomas A Moore

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2002-05-29

价格:USD 33.44

装帧:Paperback

isbn号码:9780072397154

丛书系列:Six Ideas That Shaped Physics

图书标签:

• 物理
• 物理学
• 科学史
• 思想实验
• 量子力学
• 相对论
• 热力学
• 电磁学
• 经典物理学
• 科学哲学
• 物理学史

《宇宙织锦：重塑我们认知的物理学基石》 这本深刻的著作，将带领读者穿越一场波澜壮阔的科学思想之旅，探索那些如同巨石一般，深刻地塑造了我们对宇宙理解的六个革命性概念。我们不再满足于仅仅描述现象，而是要深入探究那些构建起整个物理学大厦的、最根本的洞察力。 第一章：运动的秘密——从静止到动态的宇宙观 曾经，我们生活在一个静止的世界里，物体只有在被外力推动时才会改变状态。然而，伽利略的观察和牛顿的定律，彻底颠覆了这一认知。本章将深入剖析牛顿第一定律——惯性定律，揭示它如何摆脱了亚里士多德的“自然运动”观念，将运动从一种需要解释的“异常”变为一种“常态”。我们将看到，物体并非天生倾向于静止，而是倾向于保持其运动状态。这不仅仅是对物体运动的描述，更是对宇宙基本秩序的深刻洞察。我们还会探讨牛顿第二定律，它用简洁的数学语言揭示了力、质量和加速度之间的必然联系，为预测和计算物体的运动奠定了坚实的基础。从苹果落地的瞬时，到行星绕日的宏大轨迹，牛顿的力学体系编织出了一个可预测、可理解的机械宇宙。本章将不仅仅是回顾历史，更会引领读者思考，这些关于运动的朴素概念，如何为之后更宏大的物理学理论铺平了道路。 第二章：能量的流转——守恒与转化的奥秘 能量，这个看似抽象的概念，实则贯穿了我们宇宙中的一切变化。从微小的原子振动到星系的碰撞，能量以各种形式存在，并遵循着一条永恒的规律：守恒。本章将深入探讨能量守恒定律，这一被誉为“物理学皇冠上的宝石”的原理，阐述了能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式。我们将追溯能量概念的演变，从早期热力学中对功和热的理解，到化学反应中的能量释放，再到核反应中质量转化为巨大能量的惊人发现。我们会详细解读能量的几种基本形式，如动能、势能、热能、化学能、电磁能以及我们即将接触到的核能，并展示它们如何在各种自然现象和人类活动中相互转化。理解能量守恒，不仅仅是掌握了一个科学定律，更是领悟了宇宙运行的内在逻辑——一种生生不息、永不枯竭的循环。 第三章：电与磁的共舞——统一场的萌芽 电和磁，这两个曾经被认为是独立现象的神秘力量，在19世纪末被麦克斯韦的天才洞察力完美地统一了起来。本章将揭示电磁学如何从零散的实验观察，上升为一套优雅而统一的理论。我们将从法拉第的感应现象出发，探讨磁场如何能够产生电流，电流又如何产生磁场，以及这些看不见的力量是如何相互作用的。然后，我们将聚焦于麦克斯韦方程组，这组简洁而强大的方程，不仅总结了已知的电磁现象，更预言了电磁波的存在，并将其传播速度精确地计算出来——光速。这一发现，直接将光也纳入了电磁学的范畴，宣告了一个新的物理时代的到来。我们将深入理解电磁波的本质，以及它们如何携带信息穿越时空，从广播电视到互联网，它们是现代文明的基石。 第四章：相对的世界——时空观的革命 我们对时间和空间的直观感知，在爱因斯坦的相对论面前被彻底颠覆。本章将带领读者踏入相对论的奇妙世界，探索时间和空间并非绝对不变，而是与观察者的运动状态密切相关的革命性思想。我们将从狭义相对论开始，理解光速不变原理如何推导出时间膨胀和长度收缩的奇特效应，以及质能方程 E=mc² 所揭示的质量与能量之间惊人的等价关系。随后，我们将进入广义相对论的领域，探讨引力并非一种力，而是时空弯曲的表现。我们将形象地理解，巨大的质量是如何扭曲周围的时空，从而影响物体的运动轨迹，解释行星的轨道为何并非完美的椭圆，以及引力透镜等现象。相对论的出现，不仅改变了我们对宇宙基本结构的认识，也为我们理解黑洞、宇宙膨胀等前沿课题提供了理论框架。 第五章：量子的王国——微观世界的奇异规则 当我们深入到原子和亚原子粒子构成的微观世界时，牛顿的经典物理学定律似乎不再适用。本章将开启一段探索量子力学奇幻旅程，揭示微观粒子所遵循的与宏观世界截然不同的奇异规则。我们将从普朗克的量子假说开始，理解能量并非连续传递，而是以离散的“量子”形式存在的。然后，我们将探讨爱因斯坦的光电效应解释，进一步巩固了光的粒子性——光子。我们将深入理解波粒二象性，即粒子既可以表现出波的性质，也可以表现出粒子的性质，例如电子的衍射。本章还将介绍不确定性原理，它揭示了我们无法同时精确测量粒子的某些成对属性，如位置和动量。量子力学，虽然其直观性受到挑战，但却是现代科学技术，如激光、半导体、核能等，不可或缺的理论基础。 第六章：信息的本质——从经典到量子的跨越 在经典物理学中，我们习惯于将物理系统描述为其状态的精确值。然而，当我们进入量子世界，信息的描述方式发生了根本性的转变。本章将探讨信息在物理学中的核心地位，并考察其在从经典到量子理论演变中的角色。我们将回顾信息在经典力学和电磁学中的应用，例如通过测量物体的速度和位置来预测其未来运动。随后，我们将深入量子信息论的领域，理解量子比特（qubit）如何能够同时处于叠加态，以及量子纠缠这一令人费解的现象，即两个或多个粒子之间存在一种超距的、瞬间的关联。我们将探讨量子计算的巨大潜力，以及信息如何在量子世界中被编码、处理和传输。最终，本章将引发我们对宇宙本质的更深层思考：信息是否比物质和能量更为基本？宇宙的演化，是否也是一个巨大的信息处理过程？ 这六大观念，如同星辰般点亮了人类探索宇宙的道路，它们相互关联，层层递进，共同构筑了我们对物质世界、能量流动、时空结构乃至信息本质的全面理解。本书旨在以清晰的语言和引人入胜的叙述，带领读者重温这些伟大的科学突破，感受科学思想的力量，并激发对宇宙奥秘永无止境的好奇心。

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这本书给我带来的，是一种前所未有的思维冲击，它不是简单地罗列物理学定律，而是深入挖掘了那些驱动着物理学发展的“根本性思想”。作者仿佛是一位经验丰富的向导，带领我穿梭于物理学历史的长河，去探寻那些改变了我们对宇宙看法的关键节点。这种叙事方式，让原本可能枯燥的科学概念，变得鲜活而富有张力。 当我接触到“万有引力”的思想时，我才真正理解了牛顿的伟大之处。他不仅仅发现了苹果落地的原因，更是将这种力量的概念，从地球延伸到了整个宇宙，统一了解释了天体运行的规律。书中对于牛顿如何从现象中抽象出普适性定律的描述，让我看到了科学思维的强大之处。它让我们认识到，即使是看似微不足道的现象，也可能蕴含着深刻的宇宙真理。 接着，关于“电磁场”的探讨，更是让我惊叹于物理学如何将原本看似独立的电和磁现象，统一在一个理论框架之下。法拉第和麦克斯韦的工作，就像是在为宇宙绘制一张看不见的“力”的蓝图。书中对他们如何从实验数据中找到规律，并最终建立起麦克斯韦方程组的描述，让我感受到了科学研究的艰辛与辉煌。这种统一性的思想，极大地拓展了我们对物理世界的理解。 而当我阅读到关于“相对论”的章节时，我更是被爱因斯坦的奇思妙想所折服。时间不再是绝对的刻度，空间也不再是静止的画布，它们都与观察者的运动状态以及物质的分布息息相关。书中通过一些巧妙的设想，比如高速运动的列车上的观察者，来阐释相对性原理，让我得以窥见这个颠覆性的理论的核心。这种对宇宙基本结构的重新定义，至今仍令人着迷。 《六种塑造了物理学的思想》是一本能让你“思考”的书。它不仅仅是让你“知道”物理学，更是让你“理解”物理学是如何被思考出来的。作者以一种非常人性化的方式，展现了科学家们在探索未知过程中所经历的困惑、挣扎与顿悟。我在这本书中，不仅学到了物理学的知识，更学到了科学探究的精神和方法，这对我来说，是一次非常有价值的认知升级。

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这部作品就像一次对人类智慧巅峰的探险，作者以一种近乎诗意的笔触，将那些曾经令无数智者为之倾倒的物理学思想，娓娓道来。我并非物理学专业出身，但阅读这本书的过程，却丝毫没有感受到任何门槛。相反，作者巧妙地避开了枯燥的数学符号，而是将目光聚焦于“思想”本身，那些如同星辰般闪耀的、引领人类认知进入新纪元的理论。 当我翻阅到关于“场的概念”那一部分时，我仿佛看到了无形的“力”在宇宙中编织的精妙网络。想象一下，没有直接接触，物体之间却能产生引力或电磁力，这在最初是多么不可思议。书中对法拉第和麦克斯韦等人的描述，让我看到了他们如何从现象中提炼出普遍规律，如何用“场”这样一个抽象的概念，统一了解释了如此多的物理现象。这不仅仅是科学理论的建立，更是人类想象力边界的拓展。 接下来，关于“时空的弯曲”的讨论，更是把我带入了一个全新的宇宙图景。爱因斯坦的相对论，彻底改变了我们对时间和空间的固有观念。它不再是绝对不变的背景，而是与物质相互作用、可以被扭曲和弯曲的动态实体。书中通过生动的比喻，比如想象一张被重物压弯的床单，来解释引力如何影响时空，这让我这个初学者也能大致理解其核心思想。这种对宇宙本质的深刻洞察，让我不禁感叹人类智慧的伟大。 而当我们进入“波粒二象性”的领域时，微观世界的奇妙就彻底展现在我面前。一个粒子，有时像一个点，有时又像一片波。这种看似矛盾的性质，却是量子世界的基本法则。书中对双缝干涉实验的解释，以及海森堡不确定性原理的引入，都让我对我们习以为常的“实在”产生了动摇。这部分让我体会到，科学的探索往往会走向与我们直觉相悖的境地，而这恰恰是科学魅力的所在。 《六种塑造了物理学的思想》是一次极其愉悦的阅读体验。它不仅仅是一本关于物理学的书，更是一本关于如何思考、如何探索、如何突破认知的书。作者以其卓越的叙事能力，将复杂的科学思想转化为引人入胜的故事，让我对物理学产生了浓厚的兴趣，并且深切地体会到了科学的逻辑之美和思想之光。这本书为我打开了一扇通往宇宙奥秘的大门，我从中汲取的，不仅仅是知识，更是一种深刻的启发。

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不得不说，这本书完全超出了我的预期，它并非一本传统意义上的教科书，而更像是一场精心编排的思想盛宴。作者以一种非常独特和富有远见的方式，挖掘出了六个在物理学发展史上具有里程碑意义的“核心想法”，并围绕这些想法展开了深入浅出的论述。我之前一直对物理学抱有一种敬畏但又疏远的距离感，总觉得它离生活太遥远，但这本书彻底打破了我的这种固有印象。 当我读到关于“运动的相对性”这一章节时，我才真正理解了伽利略和牛顿在思考运动时所经历的认知革命。原本我们认为物体是否运动取决于一个绝对的参照系，但这本书通过对不同观察者视角下运动状态的描述，让我领悟到，运动本身就是一种相对的现象。这种思想的转变，不仅仅是物理学的进步，更是人类认识世界视角的一次重大飞跃，它影响了我们如何理解空间和时间。 接着，关于“能量的概念”的探讨，更是让我看到了物理学思想是如何从能量的守恒与转化中，揭示出宇宙运行的基本规律。我一直以为能量只是一个抽象的物理量，但这本书让我明白，它是一种贯穿于所有物理过程的根本属性。从热力学到电磁学，能量守恒原理如同一个强大的逻辑支点，支撑起了许多关键的物理理论。作者通过历史案例，展现了科学家们如何一步步逼近这个至关重要的概念，令人钦佩。 而当我深入了解“量子世界”的奇妙之处时，我更是感到一种颠覆性的震撼。作者用非常形象的比喻，比如“概率云”和“叠加态”，来解释那些在我们日常经验中难以理解的量子现象。我开始意识到，微观粒子并非如我们想象的那样有着确定的位置和轨迹，而是充满了不确定性和概率性。这种对现实本质的全新认识，让我对宇宙的运作方式有了更深层次的思考。 《六种塑造了物理学的思想》是一本真正能够启迪人心的书。它不仅仅是关于物理学知识的传递，更是关于科学思想的传承。作者以其精妙的叙事和深刻的洞察力，将那些改变了人类文明进程的伟大思想，以一种易于接受的方式呈现给读者。我在这本书中感受到了科学探索的勇气、逻辑的严谨以及人类智慧的无穷魅力，这对我来说，是一次非常宝贵的思想洗礼。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是彻底颠覆了我对物理学的认知，我一直以为物理学是那些深奥难懂的公式和抽象概念的集合，而《六种塑造了物理学的思想》则以一种极其引人入胜的方式，将那些看似遥不可及的物理学基石，以清晰、生动的语言展现在我面前。作者并没有直接抛出复杂的数学推导，而是从历史的脉络、科学家的思考过程以及那些改变了我们世界观的关键性“想法”入手，让我仿佛置身于那个伟大的科学探索时代。 当我读到关于“惯性”的概念时，我不再只是机械地记住牛顿第一定律，而是开始思考，为什么在伽利略之前，人们会认为物体需要持续的力才能维持运动？书里生动地描绘了亚里士多德的直觉，以及后来牛顿如何通过一系列巧妙的思考实验，最终揭示了运动的本质。这让我深刻体会到，科学的进步并非一蹴而就，而是无数次对现有认知进行质疑和修正的结果。 而当我继续深入，接触到“能量守恒”的思想时，我更是惊叹于它在不同领域的神奇应用。从宏观的星球运动到微观的粒子碰撞，能量似乎总是在以不同的形式转化，但总量却保持不变。这种全局性的视角，让我对宇宙的运行规律有了更深的敬畏。书中对不同时期科学家们如何一步步确立这一原理的阐述，也让我看到了科学的严谨性和实验的重要性。 最让我震撼的，莫过于“相对论”和“量子力学”这两部分。虽然我对其中的细节还不能完全掌握，但作者运用了大量的类比和生动的故事，让我得以窥见这两个颠覆性理论的核心思想。比如，想象一个在高速列车上扔球的场景，就能初步理解相对性的概念；而微观世界的“不确定性”，更是完全挑战了我日常经验的直觉。这让我意识到，我们所感知的“现实”可能只是宇宙宏大图景中的一小部分。 总而言之，《六种塑造了物理学的思想》是一本不容错过的佳作。它不仅向我展示了物理学发展的壮丽史诗，更重要的是，它教会了我一种看待世界的方式——一种勇于质疑、乐于探索、拥抱未知的科学精神。这本书让我觉得，物理学并非高高在上，而是与我们每个人的生活息息相关，它塑造了我们理解宇宙、改造世界的基石。我已经迫不及待地想将这本书推荐给所有对科学怀有好奇心的人，相信你们也会像我一样，在这趟思想的旅程中收获满满。

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这本书简直就是一场智慧的启迪之旅，作者以一种极其独特且富有洞察力的方式，揭示了物理学历史上那些至关重要的“概念”，它们如同灯塔，照亮了人类探索宇宙的道路。我一直认为物理学是枯燥乏味的，但这本书完全颠覆了我的看法，它将那些复杂的理论，以一种充满人文关怀的方式呈现出来，让我沉醉其中，久久不能自拔。 当我深入探讨“热力学”的概念时，我开始理解能量的不可逆转化和熵增原理。这让我意识到，宇宙并非是一个永恒不变的系统，而是时刻在发生着变化。书中对卡诺循环的解释，以及蒸汽机的发明如何推动了这一理论的发展，都让我感受到了科学与技术的紧密联系。这种对宇宙“走向”的理解，让我对生命和自然的演化有了更深刻的体会。 接下来，关于“原子论”的讨论，更是让我看到了微观世界的无限奥秘。从德谟克利特最初的猜想，到道尔顿的原子模型，再到卢瑟福的原子核模型，这本书生动地描绘了科学家们如何通过实验和推理，一步步揭开物质最基本构成单元的神秘面纱。这种对“构成”的探索，让我对我们身处的物质世界有了全新的认识。 而当我进入“量子力学”的深邃领域时，我更是感到一种前所未有的震撼。书中对波尔的原子模型，以及量子力学是如何解释微观粒子行为的阐述，让我对“不确定性”和“概率性”有了全新的理解。这种对微观世界“本质”的探索，彻底颠覆了我一直以来对物质世界的直观认识，让我意识到，我们所感知的“实在”可能只是冰山一角。 《六种塑造了物理学的思想》是一本能够“唤醒”你思考的书。它不仅仅是关于物理学的知识，更是一种关于如何认识世界、如何挑战固有观念的思维方式。作者以其卓越的笔触，将那些改变了人类历史进程的伟大思想，以一种引人入胜的方式呈现出来，让我对物理学产生了浓厚的兴趣，并且深切地体会到了科学探索的魅力和人类智慧的无穷。

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