《时空之舞——中学生能懂的相对论》

定价：46元

作者：陈海涛 著

装帧：平装

书号：978-7-301- 28589-3

出版日期：2017/09        

出版社：北京大学出版社

开本：16     

内容简介

本书用生动而浅显的语言对狭义相对论和广义相对论进行了介绍。本书虽然叙述语言尽量简单，但对于狭义相对论中的洛伦兹变换、尺缩效应、同时相对性、钟慢效应、速度合成公式、动能定理、爱因斯坦质能方程等内容都进行了系统的介绍。对于深奥的广义相对论知识，如等效原理、引力时间膨胀、径向引力尺缩以及时空弯曲等，本书也给出了较为易懂的讲解。

在对相对论的介绍中，本书还穿插了大量非常有趣味的天文学知识，比如前灯效应、光行差、爱因斯坦行星、脉冲星、引力透镜、爱因斯坦环等，帮助读者增长知识的同时，对于启发读者兴趣也很有帮助。

本书在附录里还集中放置了关于相对论的一些初等数学推导，以帮助有兴趣的读者更深入地了解相对论在数学上的优美。

名人推荐

此书用主要篇幅介绍了爱因斯坦的狭义相对论,包括它的建立、主要内容和有趣的结论,诸如时钟变慢、动尺收缩、速度合成、质能关系、双生子佯谬、车库佯谬等等,还用中学生可以看得懂的初等数学,介绍了相对论的一些重要公式的推导,对于希望深入了解相对论的普通读者有一定参考价值.特别难能可贵的是,作者用自己设计的方法,推导了质能关系,用狭义相对论和等效原理探讨了引力红移,避开了广义相对论中难懂的黎曼几何,得到了与广义相对论相同的结果.

总之,这是一本很好的科普读物,值此广义相对论发表１００周年之际,我向读者们推荐这本书.

                                                     北京师范大学物理系教授  赵峥

在本书中,作者对相对论的基本原理的发展、建立进行了全面细致的介绍,其中穿插着不少有趣的历史故事,可读性很强.此外,作者对相对论中重要的物理效应以及佯谬进行了通俗易懂的诠释,有利于读者正确地理解相对论.特别让人欣慰的是,在不失物理正确性的前提下,书中的讨论并未用到高深的数学知识,而只依赖于中学数学的知识.一个有求知欲的读者如果肯多花一点时间对书中的内容进行思考和推敲,完全可以很好地掌握狭义相对论的基础知识.即便是对于相对比较困难的关于引力的广义相对论,作者也努力给出了较易理解的物理图像.

在此,我向广大读者郑重地推荐此书.

                                                      北京大学物理学院教授  陈斌

对于广大的天文爱好者来说, 陈海涛的名字大家可能都不熟悉,不过说到他的网名小醉(littledrunk),会有很多跟我一样的BBS时代的天文爱好者知道这个名字.他对问题讨论的认真和专业让我吃惊,可以看出他阅读了大量的天文书籍并进行了深入的思考,是我认识的最为低调、同时又对天文了解最多的非天文专业的爱好者.小醉首次提出了“阋神星”这一富有文化底蕴的命名,并于２００７年６月被中国天文学会天文学名词审定委员会通过投票正式选用.

本书既是关于相对论的科普书,也是一本极好的天文科普书.特此向广大学生和天文爱好者强烈推荐!

北京天文馆馆长 朱进

作者简介

陈海涛，本科和硕士分别毕业于北京大学数学系和计算机系，现从事软件研发工作。曾任微软亚洲研究院助理研究员、盛大创新院高级研究员，也曾创业数载。业余以网名“小醉”活跃于各大BBS论坛，曾任北大未名BBS和一塌糊涂BBS站站长，以及水木社区天文版版主等，在水木社区天文版上首次提出太阳系小行星“阋神星”的中文命名。从中学时期就对天文学和相对论感兴趣，多年来对相对论进行了深入的学习和思考。

目录

第一章　子非鱼思想…………………………………………………… ００１

第二章　相对性原理…………………………………………………… ００８

　　§２-１　惯性参考系……………………………………………… ００８

　　§２-２　伽利略相对性原理……………………………………… ０１０

　　§２-３　狭义相对性原理………………………………………… ０１３

第三章　绝对时空观…………………………………………………… ０１８

　　§３-１　牛顿对绝对时空观的表述……………………………… ０１８

　　§３-２　伽利略变换……………………………………………… ０１９

第四章　光速不变原理………………………………………………… ０２４

　　§４-１　光速的测量……………………………………………… ０２４

　　§４-２　光的本性………………………………………………… ０４７

　　§４-３　光速与光源的运动无关………………………………… ０５５

　　§４-４　光速与观察者的运动无关……………………………… ０６１

第五章　相对时空观…………………………………………………… ０６５

　　§５-１　绝对时空观的困境……………………………………… ０６５

　　§５-２　时间相对性……………………………………………… ０６８

　　§５-３　空间相对性……………………………………………… ０８１

第六章　狭义相对论…………………………………………………… ０８５

　　§６-１　背景假设………………………………………………… ０８５

　　§６-２　洛伦兹变换……………………………………………… ０８８

　　§６-３　尺缩效应………………………………………………… ０８９

　　§６-４　同时的相对性…………………………………………… ０９４

　　§６-５　钟慢效应………………………………………………… １０１

　　§６-６　相对论速度合成………………………………………… １０６

　　§６-７　前灯效应与光行差……………………………………… １１０

　　§６-８　相对论多普勒效应……………………………………… １１３

　　§６-９　双生子佯谬……………………………………………… １１７

　　§６-１０　隧道佯谬………………………………………………… １２３

精彩文摘

1936年，爱因斯坦在和助手罗森寻找引力波的精确解而不是近似解时，发现无论如何建立坐标系，时空中总会存在奇点，在该点无法用任何数字描述波的大小，于是他们认为引力波并不存在。现在的看法是，这个奇点只是坐标奇点，如同地球上南北极的经度无法确定不代表南北极不存在一样，不能代表引力波不存在。他们于1936年6月向美国物理学会期刊《物理评论》投了一篇论文，论文的题目是“引力波存在吗？”爱因斯坦写了一封信给德国物理学家波恩说：“我和一个年轻的合作者一起得到了有趣的结论，引力波并不存在，尽管在一级近似下它们曾被认为确实存在。这表明非线性的广义相对论场方程比我们过去认为的更复杂，可以告诉我们更多东西，更确切地说，对我们的限制远多于我们迄今为止所相信的。

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