The Cartoon Guide to Physics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Turtleback Books

作者:Gonick, Larry

出品人:

页数:207

译者:

出版时间:1991-2

价格:$ 34.58

装帧:School & Library Binding

isbn号码:9780613679541

丛书系列:

图书标签:

• 心理学
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• 物理学
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宇宙的交响：一窥现代物理学的宏伟图景 一本旨在激发好奇心、阐明核心概念的导览手册，带领读者穿越经典物理学的奠基，深入量子世界的奇特领域，并展望宇宙学的最新发现。 --- 引言：从苹果落地到时空弯曲 本书并非对卡通图画的简单模仿，而是一次严肃而富有激情的探索之旅。我们深知，物理学常被视为深奥难懂的象牙塔知识，充斥着晦涩的公式和抽象的概念。然而，物理学的本质，恰恰是对我们周围世界最基本运作方式的深刻理解——从手中掉落的钥匙到遥远星系的膨胀。 《宇宙的交响》旨在打破这种隔阂。我们不依傍任何图形辅助，而是采用清晰、严谨且富有逻辑性的叙事结构，专注于概念的内在美感和物理学的哲学意义。本书的核心目标是，让没有专业背景的读者也能掌握现代物理学的关键支柱，理解它们如何相互关联，并共同构筑起我们对实在（Reality）的认知框架。 我们将从十七世纪科学革命的奠基时刻开始，回顾牛顿力学如何为我们构建了一个可预测、机械化的宇宙模型。随后，我们会逐步引入更深层的概念，直至量子力学和相对论的颠覆性洞见。 第一部分：经典物理的辉煌与局限——坚实世界的根基 本部分着重于构建一个坚实的经典物理学基础。我们将详尽阐述机械运动的基本定律，它们不仅是工程学的基石，也是理解宏观世界运作的钥匙。 第一章：运动的解析与力的本质 我们首先聚焦于描述物体如何运动——位移、速度和加速度。这不是简单的数学练习，而是理解“变化率”在自然界中的核心作用。在此基础上，我们将深入牛顿三大定律，尤其是第二定律 $mathbf{F}=mmathbf{a}$，探讨力（Force）如何作为相互作用的媒介。我们将详细分析摩擦力、弹力和重力这些日常生活中最常见的力，并解释它们在不同参考系下的表现。重点将放在“惯性”的概念上，区分质量与重量的本质区别。 第二章：能量的守护者——功、能与守恒 能量是物理学中最强大的概念之一，它超越了具体的物质形态。本章将从“功”的定义出发，系统地介绍动能和势能（包括引力势能和弹性势能）。我们将花费大量篇幅讨论“能量守恒定律”，阐释为何这个定律被认为是自然界最根本的真理之一。通过分析简单的机械系统（如弹簧振子、斜面上的运动），读者将体验到能量转换过程的优雅性。 第三章：振动、波与热的尺度 我们将话题从宏观的块体运动转向了微观的集体行为。振动和波是信息和能量传递的基本方式。本章将细致区分横波和纵波，解析波的叠加、干涉和衍射现象。随后，我们将自然过渡到热力学，解释温度、热量和熵的概念。卡诺循环和热力学第二定律，特别是“熵增原理”，将在这里被阐述为宇宙时间之箭的物理基础，揭示了从有序走向无序的不可逆趋势。 第二部分：电磁场的交响曲——看不见的联系 经典物理的另一个支柱是电磁学。本部分将展示电与磁如何被统一为一个单一的、优美的场论。 第四章：电荷、场与电路 库仑定律和高斯定律奠定了静电学的框架。我们将详细阐述电场的概念，理解电势的物理意义。接着，我们转向动态的电荷——电流。欧姆定律、基尔霍夫定律将用于分析复杂的直流电路。本章旨在使读者对电荷如何产生和感受力的空间分布有清晰的认识。 第五章：磁场的起源与麦克斯韦的统一 磁场通常被视为电场的补充，但我们将展示安培定律如何揭示电流是磁场的来源。法拉第电磁感应定律则展示了磁场变化如何产生电场。最后，本书将隆重介绍麦克斯韦方程组——虽然我们不会深入进行复杂的矢量微积分，但会详细解析这四个方程的物理内涵，特别是“位移电流”的概念如何预言了电磁波的存在，从而统一了光学和电磁学。 第三部分：现代物理学的黎明——时空的颠覆 经典物理在解释微观现象和高速运动时遭遇了无法调和的矛盾。本部分开始对牛顿和麦克斯韦的宇宙图景进行深刻的修正。 第六章：狭义相对论：速度的极限与时空的相对性 爱因斯坦的狭义相对论基于两条简洁而强大的公设。我们将详细分析“同时性的相对性”、“时间膨胀”和“长度收缩”的悖论式结果，解释它们如何源于光速不变的原理。洛伦兹变换将被引入，作为连接不同惯性系的桥梁。最重要的是，本章将探讨质能等价性 $E=mc^2$ 的深刻含义——质量不再是永恒不变的实体，而是能量的一种极端集中的表现形式。 第七章：广义相对论：引力即几何 狭义相对论没有包含引力。本章将介绍爱因斯坦革命性的洞见：引力不是一种力，而是时空（四维流形）因物质和能量的存在而发生的弯曲。我们将探讨等效原理，并解释为什么物体在弯曲时空中走的是“测地线”。本书将概述广义相对论的主要预言，例如光线在引力场中的偏折、水星轨道的进动，以及黑洞的数学结构和它们对时空本身的终极扭曲。 第四部分：量子世界的怪诞规则——实在的微观基础 本部分深入探索二十世纪初引发的物理学革命——量子力学，它彻底改变了我们对实在的确定性观念。 第八章：光的粒子性与物质的波粒二象性 我们将从黑体辐射和光电效应的历史背景开始，理解普朗克常数的出现如何标志着能量的量子化。随后，波尔模型将引入能级的概念。德布罗意假设——物质也具有波动性——将成为本章的转折点，预示着粒子和波的界限彻底模糊。 第九章：波函数与不确定性 薛定谔方程将作为描述量子系统演化的核心工具被介绍。我们不会过多纠缠于复杂的求解过程，而是专注于波函数 $Psi$ 的物理解释——概率幅。本章的重中之重是海森堡不确定性原理，它揭示了测量行为对系统的固有影响，以及我们对微观世界确定性描述的根本限制。我们将探讨叠加态、测量问题以及波函数的“坍缩”现象。 第十章：从原子到核能：量子场论的曙光 本章将应用量子力学原理来理解原子结构和化学键的本质。随后，我们将目光投向原子核，讨论强核力和弱核力在核反应（如裂变与聚变）中所扮演的角色。我们将解释放射性衰变的概率本质，并简要展望量子场论（QFT）如何试图将狭义相对论与量子力学结合起来，为粒子物理学的标准模型打下概念基础。 结语：未竟的探索 《宇宙的交响》以对当前物理学前沿的展望收尾。我们将探讨暗物质和暗能量——占据宇宙绝大部分的未知成分——以及引力与量子力学尚未统一的挑战（如对量子引力的探索）。本书旨在培养读者对科学探索的敬畏之心，认识到我们对宇宙的理解是一个持续演进、永无止境的过程。物理学的美，在于它能用最简洁的数学语言描述出最壮阔的自然现象。

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我得说，这本书的叙事节奏把握得极其精妙，它不像传统的教材那样按部就班地堆砌知识点，而是采用了一种非常流畅、甚至有点冒险故事的感觉来推进物理概念的发展。从牛顿力学的基础开始，作者巧妙地将每一个新概念无缝衔接到前一个知识点上，读起来毫无滞涩感。印象最深的是它对电磁学的处理，通常这部分会充斥着复杂的矢量分析和麦克斯韦方程组的推导，但在这里，作者通过一系列精心设计的场景——比如用漫画人物模拟电场线和磁场的相互作用——将抽象的场概念具体化了。你甚至能感受到电荷是如何“邀请”磁场线的，这种拟人化的处理方式，极大地降低了学习的心理门槛。而且，书中的幽默感贯穿始终，不是那种生硬的冷笑话，而是恰到好处地插入在关键的理论解释中，让你在会心一笑的同时，那个知识点也就牢牢地印在脑子里了。这种寓教于乐的最高境界，让阅读过程变成了一种享受，而非煎熬。

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这本书简直是物理学的救星！我一直觉得那些厚厚的教科书是天书，密密麻麻的公式和抽象的概念看得我头大。但是这本《The Cartoon Guide to Physics》完全颠覆了我的认知。它用极其生动幽默的漫画形式，把那些原本枯燥乏味的物理定律解释得清清楚楚，简直是化繁为简的大师之作。比如，关于相对论的那几章，我以前怎么看都搞不懂光速不变性到底意味着什么，但作者的插图把时空扭曲的过程画得 so vivid，我竟然能想象出时间变慢、长度收缩的场景。特别是引力的部分，不再是冰冷的万有引力公式，而变成了一种空间结构上的弯曲，配合着那些夸张的表情和对话，让人在笑声中不知不觉就掌握了核心概念。对于我这种文科背景出身，却对宇宙奥秘充满好奇心的人来说，这本书简直是打开了一扇通往科学世界的大门，让我不再畏惧物理，反而对其产生了浓厚的兴趣。它不是那种让你死记硬背的工具书，而是真正激发你思考和探索欲望的启蒙读物。

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这本书的艺术水准和内容深度达到了一个令人惊讶的平衡点。很多科普漫画为了追求画面的趣味性，往往会牺牲掉科学的严谨性，但《The Cartoon Guide to Physics》在这方面做得非常出色。虽然是漫画，但每一个物理模型的建立、每一个公式的引用都是有理有据的。我可以感觉到作者在创作过程中做了大量的功课，确保在简化复杂性的同时，没有引入任何误导性的信息。举例来说，在讨论量子力学时，即使要处理概率波和不确定性原理这样反直觉的概念，作者也极其谨慎地运用类比，并且会明确指出这种类比的局限性，这体现了作者对科学精神的尊重。这种既有趣味性又不失学术规范的风格，让这本书不仅适合初学者，甚至对于已经学过基础物理，但想重新梳理和加深理解的成年人来说，也是一份绝佳的参考资料。它能让你从一个全新的角度重新审视那些熟悉的定律。

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我是一个极度视觉化学习的人，对于纯文字的物理书感到无能为力，这本书简直是为我量身定做的。它最厉害的地方在于，它将那些原本只能通过数学语言描述的动态过程，用静态的、但充满动感的画面完美地捕捉了下来。比如，当讲到动量守恒时，不是简单地画出 $p_1 + p_2 = p'_1 + p'_2$，而是画出两个小人在冰面上相互推搡，计算他们各自后退的速度和力量，每一个瞬间的受力分析都清晰可见。更不用说那些关于能量转换的例子，比如热力学中的熵增，作者用一个杂乱无章的房间和清晰的箭头来表示混乱度的增加，这种直观性是任何文字描述都无法企及的。我发现，仅仅是通过观察书中的画面，我脑海中就自动构建出了一套物理世界的运作模型，这极大地提升了我对物理直觉的培养。

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这本书给我的最大感触是，物理学并非只有精英才能掌握的学问，它其实深深植根于我们日常的生活经验之中，只是需要一个合适的“翻译官”来揭示它的本质。作者的语言风格非常亲切、接地气，没有使用任何故作高深的术语，即使需要引入一个新名词，也会立刻用最朴素的语言进行解释。这本书的排版设计也深谙吸引读者的之道，页面布局灵活多变，有大篇幅的场景图，也有穿插在文字中的小小的、起到强调作用的插图，读起来完全没有阅读障碍。我甚至发现自己开始用书中学到的思维方式去看待生活中的现象，比如开车刹车时的惯性、微波炉加热食物的原理，都变得清晰可循。这本书成功的秘诀在于，它让你感觉自己不是在“被教育”，而是在和一位非常聪明的、有点古怪的朋友一起探索宇宙的奥秘，这才是真正优秀的科普作品应该具备的温度和魅力。

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比起the cartoon guide to chemistry觉得少许有点简单了。

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