1太喜欢相对论了 - (EPUB全文下载)

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书籍内容：

目录
序
1 相对论 诞生以前的物理学
伽利略大发现告别欧洲中世纪
什么是伽利略的相对性原理？
引力和光都是通过以太传导？
光是电与磁相统一的象征
地球绝对速度的求法
20世纪初期笼罩着整个物理学界的阴霾
牛顿力学的缺陷
狭义相对论诞生前夜
专栏 爱因斯坦的生平① 出生于德国这一背景所带来的意义
2 狭义相对论的世界
爱因斯坦与他的16岁梦想
爱因斯坦的三级跳
全宇宙通用的物理定律
相对性原理支持物理学
无论何时何地都恒定不变的光速
两种原理引发的奇妙现象
颠覆了科学常识的狭义相对论
用时空图来展示运动状态下物体收缩
时空一体的证据
用光钟测量时间的延缓
利用时空图来看钟慢效应
物体越接近光速则其长度越短
质量会随着速度的增加而增加
一个速度不会随着时间的推移而增加的世界
能量与质量之间奇妙的关系
为什么= mc2？
欢迎来到四维时空
专栏 爱因斯坦的生平② 脱离德国，定居意大利、瑞士的日子
3 跟随量子力学一起走进微观世界
一个用飞机来验证钟慢效应的男子
宇宙射线的奥秘
相对论对生命进化的贡献
加速器是一种有助于解开宇宙创生之谜的机器
运用于癌症治疗的狭义相对论
没有相对论便没有20世纪后的文明进步
核能发电和原子弹的相对论世界
核裂变和核聚变源自同一原理
相对论让银河旅行不再只是梦想？
专栏 爱因斯坦的生平③ 从瑞士再折回德国
4 广义相对论的全貌
解决难题的启示是什么？
狭义相对论中的两个弱点
广义相对论中存在的一个难题
由三个原理构成的广义相对论
两种质量之谜
通过实验求证而得两种重量的一致性
光线会因为引力而发生偏折
远离地表的地方光速会加快
引力位越高光速越快
在引力场中空间会弯曲
基于时空弯曲理论的广义相对论
专栏 爱因斯坦的生平④ 迁往美国
5 跟随宇宙论 一起走进宏观世界
通过观测日食证实的广义相对论
“日光的引力红移”实验
揭秘光和宇宙！
来自外星“小绿人”的信号
时空中展翅飞舞的蝴蝶——引力波
黑洞和相对论
宇宙会伸缩？！
大爆炸后宇宙诞生
宇宙膨胀是什么？
汽车导航也源于相对论
结 语
序早在爱因斯坦提出相对论以前，就已经有许多科学家经过漫长的摸索，为人类积淀了丰富的智慧。古希腊的阿利斯塔克和16世纪的哥白尼提出的日心地动说被伽利略继以传承发展。随后，牛顿在其“牛顿第一定律”中整理了伽利略提出的“惯性定律”，并将“牛顿第一定律”等三个运动定律作为基本原理，完成了牛顿的力学定律体系。此后，人们将牛顿力学视作科学思考的基础理论，并认为时空是一种绝对性的存在。产业革命时期，所有的技术革新都是在这种观念的影响下开展进行的。我们的确可以说，产业革命时期和此后19世纪中叶至20世纪初的泛英时代都是因为牛顿力学而趋于领先。然而，与此同时，英国的法拉第开创先河提出了电磁学，麦克斯韦将该理论进行了完善。随着科学领域不断扩展，人们发现生活中有很多牛顿力学所无法解释的现象。支撑着整个现代物质文明的牛顿力学，在电磁现象面前却束手无策。当时为了解决这个难题，相关的研究层出不穷。最后，终于诞生了相对论和量子力学。这些理论揭示了牛顿力学在对电磁现象的时间、空间以及因果关系的描述中具有很大的局限性，并打破了时空绝对性的说法。牛顿力学创造的近代生产技术，反过来又向人们揭示了突破牛顿力学的可能性。狭义相对论于1905年提出。此时正是由大英帝国盛极一时的19世纪泛英时代逐渐走向20世纪泛美时代的过渡期。狭义相对论的提出可以说是象征着这个时代转变的重大事件之一。狭义相对论携手量子力学，给计算机和通信器材内外的电子及电波运动研究奠定了理论基础，带动了新干线和喷气式飞机等交通工具的发展。尤其是它的能量与质量守恒定律（E=mc2）促进了核弹的出现。就这样，狭义相对论成了美苏冷战时代在背后提供助力的一项“武器”。但是，狭义相对论存在两个缺点：其一，这个理论只适用于惯性系，无法运用于其他有加速度的坐标系；其二，它无法处理重力的问题。因此，爱因斯坦于“一战”期间的1916年发表了广义相对论来弥补这两个问题。以上，我简单地概述了一下相对论诞生以前的情况。关于此后的发展历程，请读者朋友们慢慢阅读本书的正文内容。众所周知，相对论极其深奥，其中承载着宇宙时空的神秘以及能量与质量之谜，并非简简单单就能把握其全貌的。事实上，很多人都陷在相对论的理论深渊里跌撞磕碰。但是，其实相对论仅由“相对性原理”和“光速不变原理”两个理论支撑。所以，如果能够好好掌握这两个基础理论的话，再来理解相对论便会变得容易许多。读者朋友们，希望你们本着这样的思想准备来阅读本书。当阅读过程中遇到难以理解之处时，请一定多花点时间慢慢思考一下之后再继续往下阅读。想必您一定能够在阅读中体会到相对论在我们的日常生活中是何等的不可或缺。最后，希望您能够愉快地通读完本书。
1 相对论 诞生以前的物理学伽利略大发现告别欧洲中世纪“惯性系”一定存在在不受外力作用的情况下，一切物体都会进行匀速运动。换言之，只要外力为零，一切物体都将永远保持其原来的状态，静止的继续静止，运动的则继续沿直线做匀速运动。我们将这种物体的固有属性称为“惯性”。任何物体都具有惯性，这一规律就叫作“惯性定律”。这就是众所周知的伽利略大发现。这里我们以马车为例，请您回想一下它的样子。马车之所以能不停地前进，是因为马儿在前面牵动着车子，对它不停地施加外力。中世纪欧洲的知识分子都认为这就是亚里士多德（前384 —前322）曾提出的学说，即只要不断地对物体施加外力，物体的运动就不会停止。而后，牛顿（1643—1727）将这个惯性定律纳为牛顿力学的第一定律。不过牛顿第一定律实质上主张的是“这个世界上必定存在着惯性系”。所谓的惯性系即惯性坐标系，是惯性定律成立的前提。另外，牛顿第二定律是“物体在受到外力作用的情况下，物体的加速度方向跟作用力方向相同，加速度大小与作用力大小成正比”。这个定律只适用于惯性系。伽利略的相对性原理指出，“在这个世界上惯性系无处不在”。牛顿的力学定律在任何惯性系中都适用成立。这为后来相对论的发现奠定了坚实的理 ............

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