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～向愛因斯坦請教，53個想知道的物理理論～ 從基礎開始，發現原來「相對論」竟然能應用如此廣泛！ 愛因斯坦頂著一頭白髮，對著鏡頭吐舌頭的肖像； 在輪椅上的霍金，藉由語音合成器與外界對話。 相信任何人對這兩位20世紀的天才並不陌生，對吧？ 不過，他們提出的理論究竟是什麼？又帶給世界如何貢獻？ 或許很多人腦內浮現的是影集《世紀天才》或電影《愛的萬物論》，一時間也很難給出回答吧？ 這次，3小時速成班將加開全新的課程──「相對論」。 打開本書，文組人也能學會的相對論速成班，即將開課！ 正式開課之前，各位不妨先思考下面的問題，作為簡易的課前測驗吧！ Q1・光的速度一直都是保持不變嗎？ Q2・太空船上的太空人，會比地球上的人老得慢嗎？ Q3・「質量」和「重量」有什麼不同？質量等於「能量」嗎？ Q4・為什麼「重力波」被譽為「愛因斯坦最後的功課」？ 想要融會貫通相對論，有一點很重要，那就是保持「腦洞大開」的良好狀態。 在物理學的世界，有別於實驗室裡具體操作實證，特別講求運用想像力，假定一切實驗條件均為最理想狀態，對一套假說在大腦中進行實驗，因此又稱做「思想實驗」。 物理史上著名的思想實驗，包括── 永動機▸▸不需要額外提供能源或能量，而能恆久運作的機械。 牛頓大砲▸▸有一座大砲從高山上發射，發射的砲彈軌道取決於初始速度，呈現環形永不下墜軌道、橢圓軌道、拋物線軌道逃離地球。 孿生子悖論▸▸雙胞胎的一人搭乘太空船旅行，另一人留在地球，當旅行者多年後回到地球，發現自己比手足更年輕。 愛因斯坦的相對論，正是透過思想實驗來建構理論。 當我們初次接觸相對論、甚至是難以理解的量子力學時，放下自我設限的成見，以開放的心態參與一場場的思想實驗，才能透視日常所見的巨觀世界，領略奧妙的微觀世界。 就讓相對論推你一把，跨越想像力的限制，從此看見不一樣的宇宙吧。 本書特色 ◎從理論公式推導，到「黑洞」的探索新突破，由日本的理科博士轉譯抽象的相對論與量子糾纏，化為文組人也能輕鬆理解的簡明概念。 ◎全書架構以11個章節、53個單元組成，從基本知識開始掌握，循序漸進了解相對論如何解釋宇宙與星星的誕生。 ◎搭配主題，細數與愛因斯坦同期的偉大科學家，同步了解近代科學發展的多元面貌。
◎前言 ●第1章 相對論為什麼如此重要？ ．1 在愛因斯坦以前的物理學 ．2 顛覆十七世紀以來的常識 ．3 量子理論如何孕育而出？ ❖專欄 瑪麗．居禮的成就 ．4 相對論是什麼樣的理論？ ❖專欄 愛因斯坦其人 ●第2章 相對性原理的基礎 ．1 伽利略的相對性原理 ．2 等速直線運動如何發生？ ．3 當加速度發揮作用時，物體會發生什麼事？ ●第3章 光速不變的原理 ．1 話說回來，「光」是什麼？ ．2 光速一直都保持不變嗎？ ．3 傳導光的物質──乙太 ．4 光速可以測量嗎？ ．5 超越光速的物質存在嗎？ ●第4章 在光速中時間會延遲 ．1 每個人的時間速度都一樣嗎？ ．2 用光速移動的話，就會老得比較慢嗎？ ．3 以光速移動，時間會延遲多少？ ．4 時間延遲程度的指標──勞侖茲因子 ．5 時間延遲與相對論的關係 ．6 浦島太郎的故事可能發生嗎？──孿生子悖論 ●第5章 在光速中長度會縮短 ．1 以光速飛行，太空船的長度會縮短？ ．2 為什麼速度愈快，長度愈短？ ．3 以接近光速移動，物體間的距離也會縮短嗎？ ．4 速度再加上光速，結果會超過光速嗎？ ●第6章 能量等於質量 ．1 「質量」和「重量」的差別 ．2 愈接近光速，質量就會變得愈大？ ．3 能量和質量的關係 ．4 質量可以等同能量嗎？ ．5 解謎愛因斯坦的經典公式「E=mc⊃2;」 ．6 粒子必然成對生成與消失嗎？──成對產生、成對消滅 ❖專欄 如何導出「E＝mc⊃2;」 ●第7章 重力與時空的扭曲 ．1 「質量」和「重力」的差異 ❖專欄 希格斯玻色子 ．2 平行線會相交嗎？ ．3 重力如何扭曲空間？ ．4 重力也能扭曲光線嗎？ ．5 我們如何看到重力的作用？──重力透鏡效應 ．6 愛因斯坦最後的功課──重力波 ❖專欄 LIGO（雷射干涉儀重力波天文台） ●第8章 粒子性與波動性 ．1 光是波動，電子是粒子 ．2 物質有「波」的性質嗎？──物質波 ．3 什麼是「量子化」？ ．4 光也能量子化嗎？ ．5 愛因斯坦無法接受的理論──海森堡的不確定性原理 ❖專欄 如何導出海森堡的不確定性原理 ●第9章 構成宇宙的物質 ．1 宇宙的起源 ．2 恆星的誕生 ．3 原子的誕生與成長 ❖專欄 原子核反應 ．4 恆星的一生 ❖專欄 元素週期表 ●第10章 黑洞 ．1 星星會如何結束一生？ ．2 日本觀測到星星的爆炸──神岡探測器 ．3 黑洞是什麼？ ．4 黑洞會「蒸發」？ ．5 黑洞的一生如何度過？ ．6 終於真正發現黑洞 ●第11章 宇宙的未來 ．1 宇宙正在膨脹嗎？ ．2 無法觀測的宇宙成分──暗物質、暗能量 ．3 宇宙發展的下一個階段 ．4 古人眼裡的宇宙 ◎後記 ◎參考文獻・資料來源
作者簡介 齋藤勝裕 1945年5月3日生。名古屋工業大學榮譽教授，理學博士。1974年修畢日本東北大學研究所理學研究科博士課程，專業領域為有機化學、物理化學、光化學與超分子化學。主要著作有《圖解高分子化學：全方位解析化學產業基礎的入門書》（台灣東販）、《食品的科學：烹飪、營養、美學與科學，滿足你對食物的好奇心！》（晨星）、《週期表一讀就通》、《3小時讀通無機化學》系列（以上皆世茂出版）等多本書籍。 》 譯者簡介 陳聖怡 享受有日文的生活，曾留學東京，熱愛筆譯。 譯有《世界史是化學寫成的：從玻璃到手機，從肥料到炸藥，保證有趣的化學入門》、《推理迷必備的犯罪現場科學搜查》、《心理學使用說明書》、《向阿德勒學習：為活得更好而工作》、《極簡德國史》、《極簡俄羅斯史》、《極簡法國史》，以及多種歷史、旅遊、生活實用書。
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