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内容大纲
爱因斯坦独创了相对论,给物理学带来了革命性的变化。他提出的E=mc2可以说是世界上最著名的公式之一,但我们其实并不了解它究竟厉害在哪里。
能量、质量、光速……是什么让这些物理学的核心概念汇聚于此,它们会带来怎样的惊异表现?左侧的能量与右侧的质量“等价”,这背后又隐藏着怎样的惊人奥秘?只用一个公式,颠覆你的世界观! -
作者介绍
山田克哉,理论物理学博士。1940年出生。毕业于东京电机大学工程学院电子工程系。美国田纳西大学工程学院核工程系硕士,同大学理学院物理学系博士。历任美国中阿肯色大学物理学系助理教授、加州州立大学多明格斯山分校物理学系助理教授、洛杉矶皮尔斯学院物理学系教授,于2013年6月退休。美国物理学会会员。 他致力于让读者了解前沿物理的奥秘,在日本的主要著作包括《核弹》《光与电的奥秘》《量子力学的奥秘》《真空的奥秘》和《时空的奥秘》等,是讲谈社蓝背科普系列具代表性的畅销作家之一。1999年曾获讲谈社科学出版奖。 -
目录
第1章 物理学的奥秘——发现掌管自然现象的法则
基本粒子——这不可思议的存在
你可以解释清楚地球运动的原因吗?
牛顿发现“运动定律”
引力——在空无一物的空间中进行传递的
不可思议的力
万有引力为何普遍存在?
质量与重量的差异
两种质量
牛顿没能解释清楚的奥秘——超距作用
第2章 能量的奥秘——让物体产生“变化”的根源
能量——这个抓不住的东西
能量源自何方?
能量守恒定律
力学中的能量——能量的基本形态
什么是势能?
E=mc2适用于所有形式的能量
第3章 力与场的奥秘——在真空中传递的电磁力与引力的神奇之处
什么是电荷?
电力在空间中传递
磁力同样会在空间中传递
磁力的源头是什么?
磁铁具有方向性——什么是磁偶极子?
电子的磁偶极子
是什么决定了物体能否被磁铁吸住?
“场”的思路一
“场”的思路二
电场是怎样的场?
就算没有试探带电粒子,场依然存在
磁场又是什么?
如何确认是否存在磁场?
场=能量?!
电力和磁力都不产生超距作用
电场和磁场的振动
磁场产生电场,电场产生磁场
电磁波——可以在真空中传递的波
光速c出现!
引力同样通过场进行传递
引力和电磁力的力量差距
负的引力?!
第4章 “人类无法感知的世界”的奥秘——微观世界中蕴藏的物理法则和光子的神奇之处
与E=mc2相关的被隐藏的力
可以用三种颜色区分开的“强力”
质子为何不会在电荷排斥力的作用下四分五裂
大自然厌恶高能量
能改变粒子种类的“弱相互作用”
极弱的“弱力”
以前“力”只有一个
光的神奇之处
爱因斯坦的神奇理论
于是粒子也变成了波
波特有的性质
“多余的”能量消失到了哪里?
量子运动的基本原理
能量守恒定律被打破了?!
宇宙内在的不确定性的本质
第5章 E=mc2的奥秘——能量与质量为何相等
转换为能量的物质,转换为物质的能量
重新考察物理法则
宇宙是“相对”组成的
光速——这一神奇的存在
“时空”的出现
光速不变原理和物理法则
什么是物理量的守恒
重新定义动量
光子的质量为何为零
光速c为何要用平方
什么是“相对论[性]动能”
无论是怎样的能量,都可以转换为质量
E=mc2拥有的深层含义
失去能量的粒子,同样会失去质量
“等价”和“相同”有何区别?
负能量?!
反粒子特有的现象
第6章 真空能量的奥秘——E=mc2与场的振动间的神奇关系
什么是真空
即使看不到,也是存在的
真空中究竟存在着什么?
什么是“零点振动”
留在真空中的场
电荷守恒定律带来的制约
真空能量无限大?
宇宙中最小的长度是存在的
真空能量与热能
对质量的起源没有做出贡献的E=mc2
超过光速的高速
质量的起源
消失的反粒子
如果质量从宇宙中消失
元素周期表上没有的物质
能量和质量会弯曲
引力理论的诞生
引力使天体不稳定,使科学家困惑
生生不息的“宇宙学常数”
宇宙学常数更为活跃的舞台
真空的能量密度
两种真空能量
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