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經(jīng)典物理宇宙科普讀本，帶你了解我們周圍的世界

2017-08-08 16:45 作者:探索之子 0人讀過 | 11條評論相關(guān)文章 | 我要投稿

通俗易懂的物理科普書籍介紹：

《從一到無窮大》

在寫法上，《從一到無窮大》與其他常見的按主題分類來寫作的科普著作不同，伽莫夫完全是一種大家的寫作風(fēng)格，把數(shù)學(xué)、物理乃至生物學(xué)的許多內(nèi)容有機地融合在一起，仿佛作者是想到哪說到哪，將敘述的內(nèi)容信手拈來，其實，仔細(xì)思考，就會感覺到其中各部分內(nèi)容之間內(nèi)在的緊密關(guān)系。一般科普讀物，往往怕數(shù)學(xué)太“枯燥”和“艱深”而不敢使用它，只局限于做定性的概念描述。這本書則恰恰相反，全書都用數(shù)學(xué)貫穿起來，先漫談一些基本的數(shù)學(xué)知識，然后用一些有趣的比喻，闡述了愛因斯坦的相對論和四維時空結(jié)構(gòu)，并討論了人類在認(rèn)識微觀世界（如基本粒子、基因等）和宏觀世界（如太陽系、星系等）方面的成就。經(jīng)典物理宇宙科普讀本，帶你了解我們周圍的世界

2. 《物理世界奇遇記》

介紹20世紀(jì)物理學(xué)奇妙思想的好書比比皆是，但伽莫夫之外再也無人能讓一般大眾這么深入地去看離他們那么遠(yuǎn)的物理世界，這是感受20世紀(jì)最重要的科學(xué)思想的最好地方。...

3. 《趣味物理學(xué)》( 文章閱讀網(wǎng)：www.sanwen.net )

很好的物理科普書！

4. 《上帝擲骰子嗎？》

《上帝擲骰子嗎?量子物理史話》是關(guān)于量子論的故事。量子論是一個極為奇妙的理論：從物理角度來說，它在科學(xué)家中間引起了最為激烈的爭議和關(guān)注；從現(xiàn)實角度來說，它給我們的社會帶來了無與倫比的變化和進步；從科學(xué)史角度來說，也幾乎沒有哪段歷史比量子論的創(chuàng)立得到了更為徹底的研究。然而不可思議的是，它的基本觀點和假說至今沒有滲透到大眾的意識中去，這無疑又給它增添了一道神秘的光環(huán)。

6. 《邊緣奇跡》

《邊緣奇跡:相變和臨界現(xiàn)象》為理論物理的基礎(chǔ)讀物，內(nèi)容豐富、敘述生動、插圖精彩，可供具有理工科大學(xué)初年級文化程度的讀者閱讀。這本小書把讀者引入千奇百怪、絢麗多彩的"相變世界"：從物質(zhì)三態(tài)變化、鐵磁、鐵電、液晶相變，到玻色－愛因斯坦凝聚、超流和超導(dǎo)。書中還把平衡態(tài)相變的概念推廣到其他系統(tǒng)，包括幾何相變和非平衡相變。

7. 《溯源探幽》

《溯源探幽:熵的世界》著重論述熵的基本概念，分別從熱力學(xué)、統(tǒng)計物理、分子動理論、信息論、非線性動力學(xué)、天體物理和宇宙論等不同側(cè)面、不同層次來剖析其蘊含的意義。同時，在寬廣的范圍內(nèi)討論了熵在現(xiàn)代自然科學(xué)與技術(shù)中的應(yīng)用，闡明了它所處的地位?！端菰刺接?熵的世界》內(nèi)容豐富、取材新穎、文筆生動、通俗易懂，可供高等院校學(xué)生、中學(xué)教師、科技工作者以及科學(xué)愛好者閱讀。

8. 《時間的形狀》

我可以保證，這真是一本很有趣的書。跟隨作者，你可以進入愛因斯坦的夢境，坐在牛頓老師的課堂，來到星光實驗的現(xiàn)場……最近距離接觸科學(xué)的真相。

9、《變化》

《變化》是由中國獨立學(xué)者靈遁者撰寫的一本有關(guān)宇宙物理學(xué)的著作，是一部將高深的理論物理通俗化的科普范本。深受廣大宇宙物理愛好者喜歡。也是一本具有現(xiàn)實啟發(fā)研究的書籍。很多觀點，非常新穎，值得深思。

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《變化》節(jié)選內(nèi)容：

引力是慣性的源泉

引力是慣性的源泉!! 該如何解釋這句話呢?我知道無論是哲學(xué)還是物理都必須"精確"的解釋。

上面我們討論了慣性系。在現(xiàn)實宇宙中找不到慣性系，無論從全局宇宙還是局部空間來說都是。這也是愛因斯坦為什么說牛頓第一定律有循環(huán)論證的原因。

而我以為問題本身恰恰就是答案。我們不能在宇宙中找到一個真實的慣性系。而引力質(zhì)量又與慣性質(zhì)量嚴(yán)格相等，這已經(jīng)是公認(rèn)的。但這絕不是巧合。

所以解釋慣性系的答案還是引力，必須是引力。當(dāng)然最根本的東西還是物質(zhì)。因為物質(zhì)產(chǎn)生引力。

也就是說物質(zhì)的引力才使得物質(zhì)具有慣性，這就是我的觀點。這樣為什么在宇宙中找不到慣性系的問題就解決了，因為引力。牛頓第一定律也就沒有循環(huán)論證的嫌疑了，因為根找到了。

引力如何使得物質(zhì)具有慣性?是我要接下來分析的。這時候我要引出另一大家熟悉的關(guān)鍵詞--引力場。

我們知道任一物體在空間任一點的引力影響用一個表示該點引力'強度'來代表。嚴(yán)格講，一個物體的引力場可以延伸到整個宇宙，但實際上它的影響只在它的近鄰區(qū)域才是顯著的。這點通過萬有引力公式便可以看出。

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也就是說一個物體，它受到四面八方的萬有引力的影響，處于密集的不均勻的"引力場"中。而這個引力場顯然是由宇宙中的四面八方的物質(zhì)所產(chǎn)生的。正是這樣的引力場，使得物體具有保持原來運動狀態(tài)的性質(zhì)，即我們所說的慣性。而且物質(zhì)質(zhì)量越大，保持這樣的運動狀態(tài)的能力就越強。這與質(zhì)量越大引力越大不謀而合。

而要改變物體的運動狀態(tài)，必須克服慣性。準(zhǔn)確的說是引力場慣性。而物體的運動狀態(tài)改變后，便會處于"新的"引力場中，"新的"引力場依然有保持它繼續(xù)處于當(dāng)前運動狀態(tài)的性質(zhì)。我們可以把這樣的情況稱之為:引力場均衡。

而且我愿意將同一個物體的相對靜止"引力場均衡"轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬\動的"引力場均衡"的轉(zhuǎn)換速度定為光速。這里的轉(zhuǎn)變主要指從慣性系到非慣性系的運動狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

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而且我認(rèn)為物體的運動不是絕對空間中的絕對運動，而是相對于宇宙中其他物質(zhì)的相對運動，因而不僅速度是相對的，加速度也是相對的;在慣性系和非慣性系中物體所具有的慣性是一種宇宙物質(zhì)引力場的表現(xiàn)，即是宇宙中其他物質(zhì)對該物體的作用;所以物體的慣性不是物體自身的屬性，而是宇宙中其他物質(zhì)產(chǎn)生的引力場作用的結(jié)果。但與物體的質(zhì)量有關(guān)，引力場是根據(jù)物體的質(zhì)量"智能"作用物體的。這就是為什么慣性質(zhì)量與引力質(zhì)量是嚴(yán)格相等的原因。

也可以這樣表述:慣性是物體自身屬性的延伸，與物體本身不可分。但是本質(zhì)是物體引力的作用。假設(shè)引力消失，那么慣性將不復(fù)存在!! 顯然這是不可能出現(xiàn)的情況。

馬赫是第一個批評牛頓的經(jīng)典力學(xué)時空觀的人。而愛因斯坦正是吸取了馬赫原理的精辟理論，創(chuàng)立了廣義相對論。而馬赫原理的觀點是宇宙整體物質(zhì)決定慣性。馬赫強調(diào)了宇宙物質(zhì)的整體對于慣性的作用，卻忽略了物體本身。

事實上牛頓是將慣性看作物體的內(nèi)稟屬性;而馬赫則認(rèn)為慣性是宇宙物質(zhì)整體作用于物質(zhì)的結(jié)果。而愛因斯坦贊同了馬赫的關(guān)于慣性的認(rèn)識。

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那么應(yīng)該是這樣的，馬赫批評了牛頓的絕對時空，那么就應(yīng)該想到了物質(zhì)作用的傳遞速度是有限的。不是牛頓認(rèn)為的超距作用?？梢匀绻麑T性視為整體宇宙物質(zhì)的作用，那么顯然這是一個宏觀考慮，遠(yuǎn)距考慮。

比如我在網(wǎng)絡(luò)上看到一個叫殷業(yè)的大學(xué)生的論文《馬赫原理及其物理模型》中贊同馬赫的這種觀點。他寫道:如果慣性與近場宇宙物質(zhì)有關(guān)，近場宇宙物質(zhì)又是不停運動的，也就是分布是變化的，如太陽相對地球上的物體，一年四季太陽到地球的距離變化很大。在冥王星上，近日點和遠(yuǎn)日點要差1.68倍，所以必然得出慣性是變化的，但我們一般認(rèn)為如果物體相對慣性參照系靜止，則相對于該參照系的慣性是不變的，這就產(chǎn)生了矛盾，所以慣性只能與遙遠(yuǎn)宇宙物質(zhì)有關(guān)。

我認(rèn)為如果慣性只看作遠(yuǎn)場宇宙物質(zhì)的話，反而大錯了。遠(yuǎn)距離傳遞的滯后性，于我們現(xiàn)在所觀測到慣性現(xiàn)象嚴(yán)重不符。這樣滯后性表現(xiàn)在相對于一個物體的運動狀態(tài)的改變，物體抵抗運動狀態(tài)的改變是立刻體現(xiàn)的，而遠(yuǎn)場宇宙物質(zhì)考慮到傳遞速度有限則不能。如果不考慮傳遞速度，那么又回到了牛頓的超距作用，這與之前的馬赫批判矛盾。

馬赫為了避免近場宇宙物質(zhì)的"慣性變化"問題，而改為遠(yuǎn)場物質(zhì)作用。而愛因斯坦接受了馬赫的觀點，卻也反對慣性只是遠(yuǎn)場宇宙物質(zhì)的總作用。卻無法說明近場宇宙物質(zhì)使得"慣性變化"的問題，認(rèn)為會導(dǎo)致引力質(zhì)量不嚴(yán)格等于慣性質(zhì)量。所以這是他走向用彎曲空間解釋引力的根本原因。

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而作者在上面所說矛盾，我覺得恰恰應(yīng)該是支持了我的引力是慣性源泉的論點，也是慣性質(zhì)量嚴(yán)格相等于引力質(zhì)量的原因。其實上面作者的問題，可以轉(zhuǎn)化為地球表面的情況。比如地球表面100KG的物體，在不同緯度，所受到的引力不同。也就是說考慮引力不僅要考慮她的質(zhì)量和距離，而慣性目前只認(rèn)為與質(zhì)量有關(guān)，與距離沒有關(guān)系。

而如果假設(shè)引力是慣性的源泉，那么就意味著慣性的大小也需要考慮距離。事實上我們可以這樣想，引力無論在地球哪個位置，有變化，都改變不了同樣質(zhì)量的物體的引力質(zhì)量與慣性質(zhì)量嚴(yán)格相等的事實。而引力作為慣性源泉，引力的變化，對于慣性質(zhì)量是不變的，而慣性力變了。首先這和馬赫把宇宙總物質(zhì)的作用對于物體產(chǎn)生慣性是同理的。

一定要理解引力是物體與物體的作用，而慣性強調(diào)當(dāng)物體作用與自己時，自己表現(xiàn)出來的性質(zhì)。所以他受引力場影響，卻不遵從距離反比定律。這樣就可以解決馬赫問題了。。關(guān)于這樣引力場是慣性的源泉所涉及的傳播問題，我還會在下面文章中介紹。

在這里提前介紹一下。馬赫原理強調(diào)整體宇宙物質(zhì)對物體的作用構(gòu)成慣性。在愛因斯坦眼里，首先想到的宇宙物質(zhì)所構(gòu)成的空間!這就是馬赫對他的啟發(fā)。而這樣的空間是彎曲的，正是引力的產(chǎn)生根源!! 他一定是這樣的思路。

引力場是物質(zhì)的整體，物體與物體的作用卻需要以物體質(zhì)量本身在引力場中發(fā)揮作用。這就是我的觀點。

那么我上面說的，引力是慣性的源泉。據(jù)于此，愛因斯坦以等效原理，建立廣義相對論，這個前提是恰巧正確的。但是顯然是不夠深刻的，需要修正。

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可能你會問了，為什么不反過來說慣性是引力的源泉??我認(rèn)為是不能的。引力是一種具體可以測量的力，而慣性本身不是力。它與物質(zhì)本身有關(guān)，更與他周圍所有物質(zhì)形成的引力場有關(guān)。宇宙物質(zhì)引力場作用與具體物體使得物體具有慣性。而且物體的質(zhì)量與引力場的作用力成正比，所以質(zhì)量大的物體慣性大。

愛因斯坦提出"等效原理"，即引力質(zhì)量和慣性質(zhì)量是等效的。根據(jù)等效原理，愛因斯坦把狹義相對性原理推廣為廣義相對性原理，即物理定律的形式在一切參考系都是不變的。

這與我在上面所說宇宙物質(zhì)引力場使得物體具有慣性是一致的。這樣的一致性不會因為參考系不同而不同。

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物理科普書籍《變化》書籍完整目錄：

《變化》 1

——靈遁者 1

序言： 5

第一章：帶著哲學(xué)思維去尋找最基本東西 9

第二章：關(guān)于物質(zhì)運動的參考系的定義 24

第三章：關(guān)于相對論的修正 45

第四章：宏觀與量子的恩怨情仇 53

第五章：探索從來不拒絕微小和無知 59