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物理學普及讀物:物理學的慰藉(精裝) 版權信息
- ISBN：9787557699253
- 條形碼：9787557699253 ; 978-7-5576-9925-3
- 裝幀：一般輕型紙
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：
物理學普及讀物:物理學的慰藉(精裝) 本書特色
把但丁的《神曲》與希格斯玻色子和石灰巖地質學聯系在一起的書是很少見的，這種對兩千年知識和思想的編織是這本書的眾多樂趣之一。這無疑是對科學事業的贊美。 ——馬克·米奧多尼克，《迷人的材料》作者 一次關于科學、人性、空間和物質的美好且鼓舞人心的反思——這會讓波愛修斯大吃一驚。 ——莎拉·貝克韋爾，《存在主義咖啡館》作者 優美、喜悅、鼓舞人心。這是一場對物理學家探索宇宙的慶祝活動，作者是世界上*好的科學作家之一。 ——喬·馬錢特，《自愈力的真相》作者 一本精心制作的“給物理學的情書”。它巧妙的敘述將希格斯玻色子、哈勃深空和引力波等發現與14世紀但丁的史詩詩歌《神曲》交織在一起，這首詩直觀地揭示了大約300年后伽利略發現的運動定律。 ——《自然》雜志 這本書讀起來令人愉快。與其說是一本科普書，不如說是對人類好奇心的慶祝。它是當今如此普遍的狹隘民粹主義的解藥。它及時提醒我們，當放下分歧共同努力實現目標時，我們人類的能力是多么強大。 ——《歐洲核子研究中心快報》 蒂姆的《物理學的慰藉》是一封寫給“旅行者號”探測器的情書。它們的旅程充滿詩意，這激發了蒂姆對科學抒情詩般的描述。 ——《新政治家》年度*佳書籍評語
物理學普及讀物:物理學的慰藉(精裝) 內容簡介
本書致敬了古羅馬經典《哲學的慰藉》，就像波愛修斯認為哲學能給人安慰一樣，作者認為物理學也可以讓人獲得智力享受和心靈慰藉。 作者以在太空中飛行了四十多年的“旅行者號”航天器為主線，講述了它和哈勃太空望遠鏡、大型強子對撞機、引力波探測器等高新科學設備對人類的重要意義，繼而引出大爆炸、宇宙膨脹、黑洞、超新星等物理學研究成果，以及自然科學與其他學科之間千絲萬縷的聯系。 這本書廣泛涉及了文學、哲學、歷史、藝術等更具人文氣息的內容，并贊頌了人類在科學探索征程上的團結與勇氣，是一封“寫給物理學和宇宙奇跡的情書”。
物理學普及讀物:物理學的慰藉(精裝) 目錄
序 虛空中的信號
Ⅰ 星際之旅
Ⅱ 我們記憶的載體
Ⅲ 跨越恒久的時間
Ⅳ 無重力式遐想
Ⅴ 黑暗中的距離
Ⅵ 星球工廠
Ⅶ 一去四十年
參考文獻
補充書目
致謝
展開全部
物理學普及讀物:物理學的慰藉(精裝) 節選
Ⅲ 跨越恒久的時間 羅馬哲學家阿尼修斯·波愛修斯在他人生中的艱難時期——在拉韋納附近的監獄中等待被執行死刑——寫了一部名為《哲學的慰藉》的作品。其內容是不幸的被監禁哲學家與哲學的美麗化身（她）之間的對話。在第四卷中，她向他保證，她擁有快速敏捷的翅膀： 扇動翅膀升至高空 若心靈置于地下 必遭它厭棄 它從地上騰空而起 遠離云層 穿過火球 吸收熱量 抵達星空 這聽起來有點兒像是在說“旅行者號”，只是宇宙觀有很大的不同，畢竟波愛修斯只是在尋求思想上的寬慰，而不是根據基本原理進行嚴格的推理。我的這本書的名字叫《物理學的慰藉》，如果我對物理學的了解比我自以為的還要深入，或者我能激勵某些人努力通過學校的物理考試，那么這本書的標題可能就沒這么草率了。 真理實際上是一種慰藉。我們所有人都面臨著死亡宣告，我們都希望相信某些被證明是正確的事實。在這方面，具有某種機構、某種教義和信條的宗教無法起到作用，它需要一種信仰行為，即使還沒有實驗性證據（或正因如此），也必須接受它是對的。無論如何，如果人們認為它是絕對真理，那信仰的意義又是什么呢？ 物理學——指本書中的例子所代表的物理學，如“旅行者號”、CERN的大型強子對撞機，或設計用來檢測從距地球10億光年外兩個黑洞碰撞之處而來的引力波的復雜儀器——代表著追求真理的雄心，探索現實的沖動，這聽起來很簡單。人們會辯論道：“另一方面，回到現實世界中。” 但其實這樣的辯論很狡猾。這個世界到底是由什么構成的？希臘人提出了元素的概念，其中有人將物質*后一個不可分割的單位確定為原子。但即使是*簡單的原子，其內部大部分也是空的，并且是可分割的。當原子在加速器中被粉碎時，人們發現了原子其實也是由粒子組成的，其中一些粒子似乎也不是很堅固，壽命也不長。這些粒子*初又是從哪里來的？現實是一個異常模糊的術語。因此，如果存在現實意義，而人類的智慧也能夠理解，那或許物理學就是人類試圖創造至少一種模擬的現實，以一窺創世之秘的現實意義。如果是這樣的話，像“旅行者號”這樣的遠行工具或像大型強子對撞機這樣的儀器就代表了宗教供奉的定義：內在恩典的對外表現。那可能太異想天開了。可能不會有明確理解的時刻，不會有終結的時刻。偉大的科學儀器只是真誠且直白地證明人類在不斷地尋求萬物的答案。牛頓的物理學體系使人類到達了月球表面，并向土星的衛星土衛六送去了一個小著陸器，又通過一臺機器人歷時七年實現了與素未謀面的彗星相遇，還預言了海王星的存在。 但是這里有一個麻煩：牛頓的物理學體系從根本上是錯誤的。它可以預測現實的表現，但不能解釋原理——重力是可以測量的力，但它是如何起作用的？兩個天體之間如何實現“超距作用”？牛頓的預測僅適用于以低于0.14倍光速的速度運動的物體。一旦速度提高，就會發生非常奇怪的現象：在更高的速度下的時間發生了變化，在接近光速的速度下，物體的質量和形狀似乎也會發生變化。因此在20世紀初，物理學家開始尋找新的答案。正如狹義相對論和廣義相對論所闡述的那樣，愛因斯坦的物理學體系目前更能準確地表示時間、空間和物質的力，但是愛因斯坦的宇宙理論也不能完全解決問題，因為存在某些它也無法解釋的事物。這是個很不錯的思考項目，我們可以坐下來，為大型公共項目投入資金、智力、計算、熱情、創意和決心，以檢驗該理論可能做出的預測。 這些項目之一就是CERN的大型強子對撞機。正如“旅行者號”的使命是受牛頓的天體力學之類的古老問題驅使的一樣，CERN本身是源于愛因斯坦和他的同代人及其繼承者們提出的原理。耗資70億美元的大型強子對撞機只是CERN進行的一系列實驗中的*新儀器，這些實驗旨在探索物質的終極本質，從而弄清宇宙的原貌及它的形成方式。它通過詳細研究強子（強子是一個具有精確含義的技術術語）的性質來做到這一點。質子是強子的一個例子，質子占據著原子核中的主位，原子核具有原子絕大部分的質量。如果能弄清質子為何具有質量，為什么它擁有這些質量，那就能知曉一些關于物質本身以及創世時刻的深層次含義。質子無法用錘子砸開，不過可以用一個速度極快的質子去撞開另一個質子。在物質成形前，經過一次次撞擊，人們也許能夠重現在我們所知的物質形成之初的**微秒里必定存在的條件。因此，大型強子對撞機將成為一種時光機，人們可以借助它返回到更接近時間、空間和物質的起始點。 1997年，我有幸能與一位擁有價值10億英鎊的工程合同和一系列CERN招標合同的人會面。他主要是想請工程公司做一些從未有過的東西——一系列超導磁體。這些超導磁體可以使氫質子（人類目前已知的*小的基團）在真空中加速到光速的0.999999991倍。為此，磁體必須冷卻到低于星系間的空間溫度的地步，而27千米長的圓形真空管（質子圍繞它旋轉）將是地球上*極端的真空裝置，管中空氣如月球大氣一般稀薄。質子流將朝兩個不同的方向相向而行（從儀器名稱中“對撞”一詞就可知道）。要使兩個像質子一樣小的物體相撞，就需要將工程技術發揮到極致，CERN認為這一挑戰就像讓相距10千米的兩支針頭迎面相撞一樣。許多制造對撞機工作部件的工程師必須以千分之一毫米的精度來考量。簡而言之，工程承包商必須在地球上*空曠的空間，在宇宙中*冷的地方，進行星系間*熾熱的碰撞，他們的目標是每秒進行8億次對撞。 他們還必須制造出地球上*快的事物。一位物理學家朋友曾經如此描述0.999999991倍光速的實際概念：如果你站在國際空間站上，一只手拿著假想的加速器，另一只手拿著強大的手電筒，同時指向離太陽系*近的恒星比鄰星，并在同一瞬間按下每個設備的按鈕，從手電筒發出的**個光子到達比鄰星要4年時間——這就是4光年的距離——而手上加速器里的質子會在緊隨其后的2.5秒內到達。 真空中的光速是絕對的，沒有速度能趕上它或比它更快。在CERN的機器中加速的粒子可以越來越接近光速，但不會真正達到光速。它們之所以能夠達到這樣的速度，僅僅是因為提供加速的超導磁體溫度保持在比星際空間溫度更低的狀態，并且在發射過程中通過與月球大氣一樣稀薄的空間。為了排空載有強子的27千米管道，工程師必須不斷抽出空氣，這就好比試圖把科隆大教堂、米蘭大教堂或斯特拉斯堡大教堂內所有的空氣都抽走。 我那開朗的工程師、粒子物理學家、采購總監手里拿著一張購物清單，清單上列著他需要的*高級設備的要求。他希望有人競標提供8000個超導磁體的合同，磁體要比以前制造的任何超導磁體都要先進，而且由于這些磁體（其中一些長16米）需要在1.9開爾文的溫度（低于零下270攝氏度，接近絕對零度，肯定比星際空間還冷）下運行。他還需要一個承包商來競標，供應70萬升液氦和8個1500立方米的裝液氮的容器，還要提供1200萬升液氮將31000噸高精度金屬儀器冷卻至接近其工作溫度。然后，他還需要更常見的東西：50000噸熱軋鋼和冷軋鋼、40000只防漏管接頭、數千千米含銅-鈦-鈮細絲的超導電纜，以及所有其他附加材料，如600萬對線圈夾緊套和30000個銅楔等。所有這些都必須達到*高標準，因為一旦對撞機啟動，就會在*大40兆瓦的功率下運行，光束的動量（僅少量氫核就加速到了接近真空中光速的速度）將需要相對應的能量，相當于時速200千米的城際列車。也就是說，如果這臺機器有任何一個地方出現紕漏，那整個都可能出錯。正如采購總監當時所說的那樣：“如果你不是長期從事*高精尖技術的人，那這些項目應該不適合你。”
物理學普及讀物:物理學的慰藉(精裝) 作者簡介
蒂姆·拉德福德（Tim Radford），生于1940年，16歲時加入《新西蘭先驅報》擔任記者，有近70年的新聞工作履歷，曾在《衛報》工作32年，其中從1980年到2005年任職科學編輯，現為自由撰稿人。 拉德福德已經四次獲得英國科學作家協會年度科學作家獎，并獲得2004年度科學新聞終身成就獎。他曾在聯合國國際減災十年英國委員會、英國皇家學會《公眾理解科學》委員會任職，并且是英國科學協會的名譽會員、英國皇家地理學會的會員。他曾在歐洲多國、中國、俄羅斯、澳大利亞、新西蘭和美國發表有關媒體和科學的演講，還為《自然》《柳葉刀》《新科學家》《科學美國人》等媒體撰寫文章。
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