圖解相對論

前言 2
本書的順序 8
 
愛因斯坦的幼年時(shí)期與青年時(shí)期 16
 
 
第1章  了解相對論之前的物理學(xué)
 
時(shí)間與空間會(huì)隨著立場的改變而改變
～俯瞰相對論～ 18
牛頓力學(xué)與電磁學(xué)
～相對論誕生之前的物理學(xué)兩大理論～ 20
勻速直線運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)的慣性定律
～牛頓運(yùn)動(dòng)定律～ 22
通過運(yùn)動(dòng)方程式解析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
～牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律～ 24
作用力與反作用力定律
～牛頓第三運(yùn)動(dòng)定律～ 26
任何人都沒有疑問的時(shí)間和空間
～牛頓力學(xué)對時(shí)間和空間的解釋～ 28
光也是一種電磁波，像波一樣傳播
～麥克斯韋總結(jié)的電磁定量～ 30
宇宙之中充滿了用來傳播光波的以太
～光是如何傳播的～ 32
邁克爾遜和莫雷否定了以太的存在
～光是不需要傳播媒介的波～ 34
以太不存在，空間也被否定了
～愛因斯坦對空間的否定～ 36
在移動(dòng)的船上扔出一個(gè)球，球會(huì)跟著船一起移動(dòng)
～伽利略相對性原理～ 38
不管運(yùn)動(dòng)還是靜止，物理法則都成立
～伽利略與愛因斯坦在相對論上的差異～ 40
如果光速不變，那么時(shí)間和空間就能伸縮
～光速是固定的～ 42
章的總結(jié) 44
術(shù)語解說① 45
 
愛因斯坦與奇跡之年 46
 
 
第2章  歡迎來到狹義相對論的世界
 
靜止時(shí)和運(yùn)動(dòng)時(shí)看光的軌跡是不一樣的
～運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)間變慢①～ 48
對A來說，B的時(shí)間看起來變慢了
～運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)間變慢②～ 50
反之對B來說，A的時(shí)間看起來也變慢了
～運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)間變慢③～ 52
運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)間會(huì)變慢，但在日常生活中完全感覺不到
～運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)間變慢④～ 54
在視角固定的情況下，周圍的景色看起來會(huì)縮小
～運(yùn)動(dòng)的物體長度縮短①～ 56
時(shí)間和空間都會(huì)伸縮，但只有光速恒定不變
～運(yùn)動(dòng)的物體長度縮短②～ 58
2μs的光速旅行
～神奇的μ子～ 60
即便是同樣的現(xiàn)象，不同的觀測者會(huì)得出
“同時(shí)”和“不同時(shí)”的結(jié)論
～同時(shí)性不一致①～ 62
利用時(shí)空圖解釋“不可思議”的現(xiàn)象
～同時(shí)性不一致②～ 64
在時(shí)空圖的坐標(biāo)中只有光速是相同的
～同時(shí)性不一致③～ 66
自然界中的任何物體都無法超越光速，
因?yàn)槟芰繒?huì)變成質(zhì)量
～越接近光速，質(zhì)量越大①～ 68
質(zhì)量不等于重量，只表示運(yùn)動(dòng)的難易度
～越接近光速，質(zhì)量越大②～ 70
利用質(zhì)量變成能量來進(jìn)行發(fā)電的核電站
～質(zhì)量與能量的等價(jià)性～ 72
第二章的總結(jié) 74
術(shù)語解說② 75
 
愛因斯坦獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) 76
 
 
第3章  歡迎來到廣義相對論的世界
 
狹義相對論的兩個(gè)弱點(diǎn)
～為什么需要廣義相對論～ 78
在封閉箱體中的人處于自由落體還是無重力狀態(tài)
～慣性參考系與慣性力～ 80
利用引力和慣性力的等效性來突破弱點(diǎn)
～“人生中幸福的思考”～ 82
在下降的箱體中發(fā)出的光線會(huì)因?yàn)橐Χ霈F(xiàn)彎曲
～光為什么不直線前進(jìn)～ 84
太陽后面的星體發(fā)出的光芒會(huì)受太陽引力的
影響發(fā)生彎曲后抵達(dá)地球
～實(shí)際觀測到的引力使光線發(fā)生彎曲～ 86
距離引力源越近的地方時(shí)間越慢
～引力對時(shí)空的影響①～ 88
對光線來說的短距離證明時(shí)空的彎曲
～引力對時(shí)空的影響②～ 90
光在彎曲的時(shí)空中直線前進(jìn)，“直線”是短的距離
～引力對時(shí)空的影響③～ 92
引力是時(shí)空彎曲而產(chǎn)生的作用力
～與牛頓力學(xué)思考的差異～ 94
黑洞的周圍空間扭曲、引力波擴(kuò)散
～廣義相對論預(yù)言的兩個(gè)現(xiàn)象～ 96
搭乘火箭加速運(yùn)動(dòng)的哥哥比弟弟更年輕
～雙生子佯謬～ 98
第三章的總結(jié) 100
術(shù)語解說③ 101
 
第二次世界大戰(zhàn)與和平運(yùn)動(dòng) 102
 
 
第4章  相對論與我們的生活
 
GPS的精度提高多虧相對論
～GPD衛(wèi)星的時(shí)間比地球上的時(shí)間更快～ 104
利用加速器創(chuàng)造出無限接近光速運(yùn)動(dòng)的粒子
～基于狹義相對論的高質(zhì)量粒子～ 106
拋物線飛行創(chuàng)造出無重力空間
～沒有引力的空間～ 108
把握大約138億年前宇宙的誕生
～關(guān)于宇宙誕生的討論～ 110
宇宙起源于虛無，星體誕生于大爆炸
～大爆炸與宇宙誕生～ 112
前往未來很簡單？利用黑洞進(jìn)行時(shí)間旅行
～相對論與時(shí)間旅行①～ 114
利用空間彎曲的蟲洞實(shí)現(xiàn)瞬間移動(dòng)
～相對論與時(shí)間旅行②～ 116
利用蟲洞創(chuàng)造時(shí)間差回到過去
～相對論與時(shí)間旅行③～ 118
完成相對論后愛因斯坦的下一個(gè)夢想
～將這個(gè)世界上的所有作用力統(tǒng)一起來～ 120
第四章的總結(jié) 122
術(shù)語解說④ 123
 
主要登場人物 124
索引 125