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《时间的形状》|汪话解
读
关于作者
汪洁,“科学声音“组织首届轮值秘书。其
代表作《时间的形状:相对论史话》获第
八届国家文津图书奖,另著有《星空的琴
弦》《外星人防御计划》《科幻世界漫游
指南》等作品。自媒体节目《科学有故
事》主播,全国各科技馆、中小学人气演
讲嘉宾。
关于本书
这是一本读着像小说一样的科普读物,作
者按照时间顺序,从伽利略、牛顿的经典
物理学理论开始说起,再讲到光速测量,
以及困扰经典物理学界很多年的光速不变
之谜。一个接一个的悬念推动物理学的发
展,直到爱因斯坦横空出世,用相对论破
解有关时间、空间、运动和引力的谜团,
为读者打开一个看待世界的全新视角。
核心内容
我们今天所知道的现代物理学知识并不是
某一个科学家拍脑门的产物,而是一代又
一代科学家们传承的结果。新的物理学知
识并不是完全推翻了旧有的物理学知识,
而是对旧有知识在更高精度上的修正,新
知识体系必须兼容旧知识体系。现在,“上
帝“留给我们的两道新思考题又摆在了人
类面前,等待着我们去破解下一个自然规
律之谜。
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相对论是研究时间、空间、运动、引力这
四者关系的理论体系的总称,它是这一百
多年来人类最伟大的两个理论之一,另一
个理论是量子力学。在科学史上,曾经有
一些理论没有获得诺贝尔奖,并不是这个
理论的遗憾,而是诺贝尔奖的巨大遗憾,
相对论就是它们的代表。
一、理解相对论的四个前置概念
第一,要判断一个理论是不是科学理论,
著名的科学哲学家波普尔提出了一个被广
泛接受的标准,那就是看它是不是具备“可
证伪性“。也就是说,是不是具备被证明
是错误的可能性。相对论也符合这个标
准。
第二,科学界有一个比较推崇的哲学原则
~一奥卡姆剃刀原理。原文比较文约约,
是这样说的:如无必要,勿增实体。简单
翻译一下,就是想解释一个现象,假设最
少的解释往往最接近真相。在相对论的发
展史上,爱因斯坦充分运用了这个原理。
第三,在公务员培训机构时间物理学的发展史上,有一种特殊
的实验起到了至关重要的作用,就是“思维
实验“。简单解释就是不需要任何实验设
备,只需要在头脑中进行的实验。相对论
的最终建立,思维实验起到的作用可以说
是居功至伟。
第四,在物理学中,有一个很拗口的术
语,叫“佯谬“,佯装的佯,谬误的谬。是
说
乍一听肯定是错误的,但是没想到却是
正确的理论。在相对论的发现过程中,人
们发现了非常多的佯谬,也就是反直觉、
彻底颠覆我们三观的现象。
二、从这四个前置概念出发,通过三个反
转剧情来讲述这个关于相对论的故事
1.第一个反转剧情
之前人们相信的都是牛顿和伽利略的观
点,认为时间是绝对的,不受其他因素的
影响。但到了19世纪未,一系列的实验推
翻了人们的这个看法,其中最出名的就
是“迈克耳逊一莫.雷“实验,它被称为“科学
史上最成功的失败“。
2.第二个反转剧情
为了解释这一系列实验的结果,爱因斯坦
通过一个伟大的思维实验,做了一个大胆
的假设:光速相对于任何观察者来说都是
不变的。这让他最终得出了狭义相对论的
核心观点:时间是相对的,没有什么绝对
的时间,它与运动密不可分。只要宇宙飞
船运动得足够快,宇宙飞船上的一年可以
相当于地球上的一百年。
3.第三个反转剧情
虽然我们现在知道,爱因斯坦提出的相对
论是划时代的理论,但是我们刚刚也说
了河南省直公务员入职培训时间,在爱因斯坦去世的很多年后,他的理
论才被实验证明。所以,当狭义相对论刚
诞生的时候,几乎没有引起什么轰动。而
且狭义相对论的一个明显缺点是没有将“引
力“纳入到方程式中,为此,爱因斯坦又
奋斗了十年,终于提出了“世界上最美的理
论“一一广义相对论。
爱因斯坦的研究告诉我们,我们身处的这
个河南省直公务员入职培训时间宇宙,它的时空结构符合一个方程式,
这个方程式就是著名的爱因斯坦场方程,
它是迄今力止人类找到的最深刻的一个方
程式。通过这个方程式人类计算出了黑
洞、宇宙大爆炸、引力波等等一系列重塑
人类宇宙观的自然现象。
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金句
1.面对颤覆认知的实验结果,爱因斯坦没
有像其他科学家一样,给实验找各种理由
假设,而是挥起“奥卡姆剃刀“,刮掉了几
乎所有的假设,只剩下一条,那就是光速
本身就是不变的。
2.相对论是公理演绎思愚的极致体现,它
从三个最基本的公理出发,也就是三个无
法证明,但又找不到任何反例的假设出
发,一步一步,就像证明几何题一样推导
出了整个理论大厦,后人叹为观止。
3.我们身处的这个宇宙,它的时空结构符
合一个方程式,这个方程式就是著名的爱
因斯坦场方程,它是迄今为止人类找到的
最深刻的一个方程式。
撰稿:汪诽
脑图:摩西
转述:江宁
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