What Is Gravity? pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Scholastic Library Pub

作者:Trumbauer, Lisa

出品人:

页数:31

译者:

出版时间:2004-9

价格:$ 5.59

装帧:Pap

isbn号码:9780516258447

丛书系列:

图书标签:

• Gravity
• Physics
• Science
• Space
• Astronomy
• Education
• Children's Books
• Non-Fiction
• STEM
• Learning

《宇宙的无形之手：探索引力的奥秘》 在浩瀚无垠的宇宙中，存在着一种看不见摸不着的力量，它维系着星辰的运转，塑造着星系的形态，也让我们得以稳稳地站立在大地上。这种力量，便是引力。它不仅仅是苹果落地的原因，更是宇宙中最 fundamental 的基本相互作用之一，深刻地影响着我们所能观测到的每一个角落。 本书《宇宙的无形之手：探索引力的奥秘》并非一本浅显的科普读物，它致力于深入挖掘引力这一概念的深层含义，从历史的源头追溯，到现代物理学的尖端理论，带领读者进行一场跨越时空的智慧之旅。我们不会仅仅停留在牛顿的经典描述，而是会拨开层层迷雾，去理解爱因斯坦如何颠覆了我们对空间、时间和引力的认知，以及当代物理学家们正在如何挑战和拓展这些理论，试图最终统一所有基本力。 第一章：仰望星空，初识引力 故事从人类最古老的凝视开始——仰望璀璨的星空。古代文明如何解释天体运行的规律？从朴素的“天圆地方”到日心说的确立，天文学家们付出了多少心血？本章将追溯人类对引力的早期认知，从古代巴比伦、埃及的观测记录，到古希腊哲学家们的形而上学思考。我们将探讨亚里士多德的地心说如何一度主导了西方思想，以及哥白尼、开普勒和伽利略如何一步步打破旧的桎梏，为引力理论的诞生奠定基础。读者将看到，即使在缺乏精密仪器的年代，人类的观察力和逻辑推理能力是如何驱动科学进步的。我们将聚焦于那些关键性的天文发现，例如行星轨道的椭圆形状，以及它们与地心说存在的根本矛盾，这些矛盾激发了人们对一种普遍力量的猜想。 第二章：苹果与月亮，牛顿的伟大统一 isaac Newton 的名字，与引力紧密相连。他的《自然哲学的数学原理》如同一座丰碑，将天地间的现象用统一的数学语言解释。本章将详细剖析牛顿万有引力定律的诞生过程。我们将深入研究 Newton 的思想实验，例如“月球为什么不会掉下来”的著名设问，以及他是如何通过对行星运动和地面物体重力落体的观察，发现了引力在宇宙中的普遍性。我们将详细阐述牛顿万有引力定律的数学表达式 F = G(m1m2)/r²，并解析其中每一个变量的含义。更重要的是，我们将探讨 Newton 是如何通过微积分这一强大的数学工具，来描述和预测天体的运动轨迹。本章将不仅仅是公式的堆砌，而是会展现 Newton 思考问题的严谨逻辑和非凡的洞察力。读者将了解，Newton 的理论是如何成功解释了潮汐现象，预测了彗星的回归，并为天文学的发展打开了新的纪元。我们将强调 Newton 的革命性之处，他将天上和地面看作是受同样物理定律支配的，这是人类思想史上的一次重大飞跃。 第三章：时空的涟漪，爱因斯坦的相对论革命 Newton 的理论虽然辉煌，但宇宙的奥秘远不止于此。20 世纪初，Albert Einstein 以其惊人的才华，彻底颠覆了我们对空间、时间和引力的理解。本章将深入探讨 Einstein 的狭义相对论和广义相对论。我们将首先回顾 Einstein 提出狭义相对论的时代背景，解释 Michelson-Morley 实验带来的困惑，以及 Einstein 如何通过“光速不变”和“相对性原理”这两个基本假设，得出了时间膨胀、长度收缩等革命性的结论。接着，我们将重点阐述广义相对论。读者将理解，在 Einstein 看来，引力并非一种“力”，而是由质量和能量引起的时空弯曲。我们将用形象的比喻来解释时空曲率的概念，例如将一张绷紧的橡胶膜比作时空，将重物放在膜上使其凹陷，而小球滚过时会沿着弯曲的路径运动，这便是“引力”的表现。本章还将介绍广义相对论的关键验证，如光线在恒星引力场中的偏折，水星近日点的反常进动，以及引力红移现象。我们会探讨广义相对论对宇宙学的影响，例如黑洞和引力波的存在，这些都是 Newton 理论无法解释的。 第四章：引力的细微之处，量子世界的挑战 当我们将目光投向微观世界，引力又展现出其神秘的一面。宏观上无处不在的引力，在微观的量子尺度上，却显得异常微弱，其量子效应难以捉摸。本章将探讨引力与量子力学的结合所面临的挑战。我们将介绍量子场论的基本概念，以及将引力量子化的困难。读者将了解“引力子”这一假想的粒子，以及量子引力研究的几个主要方向，如弦理论和圈量子引力。我们将讨论量子引力理论试图解释的宇宙奇点问题，例如大爆炸的开端以及黑洞中心的奇异点。本章将揭示，理解引力的量子本质，是通往统一物理学基本力的关键。我们会审视目前理论上的进展，以及实验上验证这些理论的巨大困难，例如需要极高的能量或极高的精度。 第五章：宇宙的乐章，引力的宏大叙事 引力不仅仅是支配个体物体运动的法则，更是塑造宇宙结构和演化的根本力量。本章将聚焦于引力在宇宙学中的宏大作用。我们将探讨引力是如何驱动恒星的形成和演化，又是如何将无数恒星聚集在一起形成星系，再将星系组织成星系团和超星系团。读者将了解，宇宙的大尺度结构，如宇宙网（cosmic web），正是由引力塑造的。我们将讨论暗物质和暗能量在宇宙演化中所扮演的角色，以及引力在其中所起到的决定性作用。本章还会涉及引力在黑洞形成、合并以及引力波产生过程中的关键作用。引力波的探测，更是为我们提供了一种全新的观测宇宙的方式，开启了引力波天文学的新时代。我们将探讨这些发现如何印证了爱因斯坦的理论，又为我们揭示了哪些未知的宇宙现象。 第六章：未竟的旅程，引力研究的未来 尽管人类对引力的理解已经取得了长足的进步，但关于引力的谜团依然层出不穷。本章将展望引力研究的未来方向。我们将探讨科学家们正在努力解决的关键问题，例如量子引力的最终统一，引力常数是否随时间演化，以及引力在极端条件下（如宇宙大爆炸初期）的行为。本章还将介绍一些前沿的实验和观测技术，例如下一代引力波探测器，以及用于探测暗物质和暗能量的最新望远镜。读者将了解到，科学家们正试图通过更精确的测量和更深入的理论探索，来揭示引力更深层次的秘密。我们将讨论一些可能带来的颠覆性发现，例如引力的量子化，或者爱因斯坦的相对论在极端条件下的失效。 《宇宙的无形之手：探索引力的奥秘》并非一次简单的知识罗列，而是一场循序渐进的思想启迪。我们希望通过严谨而不失趣味的叙述，让读者深刻理解引力在宏观宇宙和微观粒子层面的双重重要性。这本书将带领你从孩童时期对“为什么会掉下来”的好奇，一步步走进科学家们探索宇宙终极奥秘的殿堂。我们将鼓励读者独立思考，质疑已知，并对宇宙怀抱永恒的敬畏之心。这趟探索之旅，将让你领略科学的魅力，感受人类智慧的伟大，并最终对我们身处的这个奇妙宇宙，有一个更深邃、更全面的认识。

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