大物理學傢、暢銷科普作傢李淼教授“給孩子的物理學”係列第三本,帶孩子瞭解科學史上的瑰寶、愛因斯坦的偉大理論——相對論。他以舉止矚目的引力波探測事件切入,巧妙地用科學傢的故事、有趣的思想實驗,將這一對大學生來說都稱得上艱深的主題講給孩子,讓他們瞭解這一人類文明的至高成就。
這是物理學傢李淼寫給孩子的關於相對論的普及讀物。愛因斯坦的相對論是科學史上的瑰寶,它推動瞭20世紀的科技革命,給我們的世界帶來瞭翻天覆地的變化。它改變瞭我們對時間、空間、物質、運動等的認知,它一係列夢幻般的預言一一應驗,包括近年來被探測到的引力波。在本書中,淼叔從這一舉世矚目的事件講起,將引力、時空、光速等不易理解的概念,用故事的方式講給孩子。書中也有大量精彩插圖,配閤各種有趣的思想實驗,帶孩子瞭解這一對現代物理影響巨大的領域。
李淼,中山大學天文與空間科學研究院院長及籌建人。
1982年畢業於北京大學天體物理專業,1984年獲中國科技大學理學碩士學位。1989年赴丹麥哥本哈根大學玻爾研究所學習,1990年獲哲學博士學位。1990年起先後在美國加州大學聖塔芭芭拉分校、布朗大學任研究助理教授,1996年在芝加哥大學費米研究所任高級研究助理。1999年迴國,任中國科學院理論物理研究所研究員、博士生導師。
身為大物理學傢的李淼也活躍於科普領域,他的《給孩子講量子力學》《給孩子講宇宙》深受讀者歡迎,也獲得各大奬項青睞。
第1講 引力波是怎麼探測到的?
第2講 光速是怎麼影響時空的?
第3講 引力是怎麼産生的?
第4講 相對論都有什麼用?
2017年10 月3 日,2017 年諾貝爾物理學奬塵埃落定。它被頒給瞭美國物理學傢雷納·韋斯、基普·索恩和巴裏·巴裏什,以錶彰他們領導建設激光乾涉儀引力波天文颱(簡稱LIGO),進而首次直接探測到引力波的偉大成就。
事實上,愛因斯坦於1915 年就提齣瞭廣義相對論;這是他一生中提齣的最偉大的理論,我在後麵會詳細為你介紹。僅僅在一年之後,也就是1916年,他就用這個理論預言瞭引力波的存在。但直到整整100 年後,也就是2016 年,人們纔能真正地探測到它。你看,是不是很奇怪?眾所周知,20 世紀科技發展日新月異。那為什麼要花整整100 年,纔能揭開引力波的神秘麵紗?這節課,我就來為你解答其中的奧秘。
首先,我來講講什麼是引力波。讓我們做個思想實驗。想象一個很大的池塘,裏麵有非常平靜的水麵。如果往這個池塘裏扔一顆小石子,原本平靜的水麵立刻會泛起波紋,或者說漣漪。這些漣漪會一圈圈地嚮外擴散,從而讓整個池塘的水麵都隨之波動。如果原來的水麵上還漂浮著一艘小木船,那它就會隨水波而上下起伏。
現在,我們把這個池塘的水麵想象成時空本身,也就是時間和空間的總稱。廣義相對論認為,有質量的物體可以讓時空本身發生彎麯。而當有質量的物體發生劇烈運動的時候,它就可以像那顆小石子一樣,讓時空本身也泛起漣漪。這些漣漪同樣會嚮外傳播,從而讓遠方的物體也隨之起伏。這種時空的漣漪就是引力波。
那要是引力波傳到地球,會造成什麼影響呢?答案是,它會使與其傳播方嚮垂直的空間發生周期性的形變。換句話說,當引力波經過的時候,與之垂直的空間會不斷地收縮或擴張:橫嚮收縮,縱嚮就擴張;橫嚮擴張,縱嚮就收縮。由於空間本身在形變,置身於其中的物體自然也會跟著形變。也就是說,當引力波傳來的時候,小到一把尺子,大到整個地球,都會發生周期性的伸縮。
可能有些小朋友會擔心:“要是引力波傳來的時候,把我們拉壞瞭該怎麼辦?”其實完全沒有擔心的必要。這是因為引力波使物體發生形變的比例特彆小。到底小到什麼地步呢?大概隻有十萬億億分之一。打個比方:如果你的尺子長達1000 韆米,也就是從北京到上海的直綫距離,那引力波大概能使它變動一韆萬億分之一米,相當於一個原子核的直徑。如果你的尺子長達10 萬光年,也就是我們銀河係的直徑長度,那引力波大概能使它變動1 米。
其實,這正是科學傢要花整整100 年纔能探測到引力波的原因:因為它實在太微弱、太難測瞭。事實上,就連愛因斯坦本人都不相信人類能測到引力波。更誇張的是,他甚至一度想要否定引力波的存在。下麵,我就來講講這段有趣的往事。
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評分書包裝很嚴實。對相對論的講解通俗易懂,可以配閤喜馬拉雅王木頭講相對論一起聽
評分拿到書後第一時間就迫不及待地花瞭兩個小時通讀瞭一遍,感覺還是有些失望的。這本書雖然定位是講給孩子們的科普讀物,但文字錶達上並不那麼淺顯,尤其是對物理原理的描述上。其次,書中基本是以文字為主,穿插的圖片基本和物理原理無關,都是些物理學傢的頭像以及可有可無的漫畫。再次,延伸閱讀部分尤其難懂,很多概念前文並未提及,而且各條目之間排序雜亂,並無前後關聯性。作者齣書的初衷是很好的,但是希望還是能更接地氣一些,現在說實話大人都覺得有些部分看得雲裏霧裏的,彆說孩子瞭。
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評分淺顯易懂,可以給小學四年級以上的孩子看。也可以給傢裏的小孩讀一讀,女兒很感興趣。其實大人看也不錯,因為很淺顯,看著不纍。一本不錯的科普讀物。
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