什么是相对论（狭义篇）

书籍作者：长尾君	ISBN：9787302625940
书籍语言：简体中文	连载状态：全集
电子书格式：pdf,txt,epub,mobi,azw3	下载次数：7306
创建日期：2024-03-21	发布日期：2024-03-21
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内容简介

爱因斯坦到底是如何创立相对论的？以太跟相对论到底有什么关系？迈克尔逊-莫雷实验在相对论的创立过程中到底扮演了什么角色？光速不变和相对性原理为什么难以协调？尺缩、钟慢只是我们的视觉效应吗？质能方程E=mc²只在核反应里才有效吗，我们又该如何正确地理解质能方程？

作者会站在初学者的角度，用平实的语言和缜密的逻辑带领大家进入爱因斯坦的精神世界，让中学生也能在相对论的世界里尽情地遨游。

强烈推荐给对世界充满好奇心的8-120岁的“少年”。

作者简介

长尾君，原名张文，2018年5月开始以“长尾科技”之名在公众号上发表相对论的科普文章。此后，秉着“想学什么就尝试去科普什么，只有给人讲清楚了，才算学明白了”的费曼式学习态度，在“以科普促学习”的道路上越走越远。长尾君重点关注物理、数学、哲学以及中小学生的科学教育，坚持以极为通俗的语言和缜密的逻辑把复杂的科学问题说清楚，希望更多人能感受到科学的美丽。已出版畅销书《什么是高中物理》。

编辑推荐

写相对论的书很多，为啥强烈推荐长尾君的这本《什么是相对论》呢？

1、长尾君是从初学者的角度，追根溯源，抽丝剥茧，重现当年爱因斯坦发现相对论的过程，一步步推导展示给你看，是让你从根上明白相对论到底是怎么回事！

2、轻松、幽默、接地气一向是长尾君的行文风格，这本《什么是相对论》也不例外，高深莫测的理论，复杂多变的应用，长尾君通过巧妙的类比让其平易近人，令人读起来极度舒适！

3、费曼学习法让人更容易变成学霸，长尾君即是通过费曼学习法把相对论“啃”下来，这本《什么是相对论》就是他学习的结果，从中你能体会费曼学习法的厉害之处，想成为“学霸”的中小学生读者不妨也读读。

长尾君一向是惜墨如金，他的输出是精益求精，一出手必是精品！去读就是了，相信书没读完，你就会变成他的粉丝。

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前言

为了给狭义相对论作铺垫,我先给大家介绍了麦克斯韦方程组。为了让中小学生能更好理解麦克斯韦方程组,我又写了微积分,现在终于可以正式谈一谈狭义相对论了。

为什么讲狭义相对论要先讲电磁理论呢?

爱因斯坦发表狭义相对论的论文叫《论动体的电动力学》,一般电动力学教材的最后一章也会讲狭义相对论。这一来一去,你就知道它们的关系不一般了。

那这跟牛顿又有什么关系呢?

牛顿建立了上知天文下知地理的力学体系,日月星辰、潮起潮落都遵循他的定律,这是第一次工业革命的基石;麦克斯韦方程组则包含了一切经典电磁学的东西,他还发现了电磁波,这是第二次工业革命的基础。

牛顿和麦克斯韦的理论在各自领域都获得了巨大的成功,是经典物理学的两座丰碑。但是,如果你试图把它们融合在一起,用统一的目光看待它们,立即就会出现不可调和的矛盾。

为了解决这些矛盾,爱因斯坦进行了艰苦卓绝的探索,并最终创立了狭义相对论。

这种情境,很像现在的广义相对论和量子力学。

当我们使用广义相对论处理引力问题,处理恒星和宇宙的演化时非常好用(可以忽略量子效应),当我们使用量子力学处理电磁力、强力、弱力的问题时也非常好用(引力太弱,可以忽略)。

但是,当我们碰到那些又重又小的东西(比如黑洞和宇宙初期),无法忽略引力和量子效应中的任何一个的时候,就必须结合广义相对论和量子力学,这一结合就出大问题了。

广义相对论和量子力学的不兼容是当今物理学一等一的大事,这种情况跟百年前牛顿力学与麦克斯韦电磁学的不兼容很相似。两种理论能够在各自领域工作良好,就证明它们至少包含了某种正确性,而一结合就出问题,说明我们还是忽略了某些关键的东西。

那么,牛顿力学和麦克斯韦电磁学之间的矛盾是什么? 为什么它们无法兼容? 有什么关键的东西被忽略了,爱因斯坦又是如何发现的? 为什么是年轻的爱因斯坦先发现了这个,其他物理学家却总是差那么一点?

类似地,广义相对论和量子力学之间的矛盾是什么? 它们之间被忽略的关键东西又是什么? 爱因斯坦统一牛顿力学和麦克斯韦电磁学的工作对我们统一广义相对论和量子力学又有什么启发?

学习历史是为了更好把握未来,科学也一样。在这本书里,我会尽力把历史说清楚,现在和未来的问题,就交给你来慢慢琢磨了。

好,下面进入正题。

短评

相对论是一种描述空间、时间和物理现象的理论，由爱因斯坦在1905年提出。狭义相对论是相对论的其中一个分支，重点研究的是高速运动下的物理现象。狭义相对论提出了以下几个基本概念： 1.光速不变原理：光在任何惯性参考系下的传播速度都是恒定的，与观察者的运动状态无关。 2.时间和空间相对性：观察时间和空间的长度与观察者的运动状态有关系。 3.质量和能量的等价性：质量可以转化为能量，能量也可以转化为质量。狭义相对论带来了很多革命性的物理概念和理论，例如，钟慢效应、时空弯曲、质能关系等等，对我们理解宇宙、黑洞、粒子物理、电磁学等领域都有着深远的影响。

2023-03-28 07:11:47

相对论是一种物理学理论，分为狭义相对论与广义相对论。其中，狭义相对论是由爱因斯坦在1905年提出的基础理论，主要研究相对运动的物体之间的物理量的变化情况。它基于两个假设：光速不变原理和相对性原理。狭义相对论改变了传统牛顿力学的观念，认为时间是相对的，不同速度下的观察者所测量到的时间和空间长度都是不同的，而光速在任何惯性系统中都是不变的。狭义相对论的最著名的结论包括质量增加效应和时间膨胀效应，即物体运动速度越快，其质量增加，时间也会变慢。狭义相对论还提出了著名的E=mc²公式，即质量与能量之间有等价关系。这个公式是理解核能、原子能等重要能源的基础。狭义相对论具有广泛的应用，例如GPS导航系统的精确计算、高速粒子加速器等领域。它是现代物理学的基石，对我们认识世界的深刻改变具有重要意义。

2023-03-28 07:11:47

相对论是一种描述运动物体在空间和时间中相对关系的理论，分为狭义相对论和广义相对论两个部分。狭义相对论主要探讨相对于不同参考系下时间和空间的变化。它的主要特点是，当两个不同参考系的相对速度增加时，观察到的尺度、时间、质量等物理量都会有所改变。而且光速是相对论里的一个重要概念，所有参考系中的光速都是不变的。狭义相对论在科学技术的发展中有着广泛的应用和深远的影响。

2023-03-28 07:11:47

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