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  • 物理學的演進

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書籍資訊

愛因斯坦寫給所有人的科普經典
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全書沒用到任何數學公式!
介紹從伽利略、牛頓時代的古典理論
到場論、相對論和量子力學的物理學史
 
相對論的出現為什麼能顛覆整個科學界?
愛因斯坦與量子力學之間有什麼恩怨情仇?
本書如偵探小說般一層層為你揭開物理學的奧祕
啟動你的思考力,重燃對世界的好奇心!
 
★沒物理學基礎也能懂!快速了解相對論、量子力學的最佳入門書!
★北一女物理教師、《如何學好高中物理》作者簡麗賢,導讀推薦!
★國、高中學生打底物理學知識、培養科學素養必備!
★全新翻譯,並新增內文註釋,讀起來更加暢行無阻!
 
本書由現代物理學之父愛因斯坦與波蘭物理學家英費爾德合著。書中以「演進」的觀點說明物理學史上的重大發展或轉折,使讀者閱讀時如偵探蒐集各種線索般,一步步串起各種物理學知識,並思考歷程背後的哲學思想或觀念上的變化。此外本書也透過大量通俗易懂的例子與插圖,將物理學知識與日常經驗巧妙融合在一起,生動又有趣。
 
關於出版本書的動機,愛因斯坦與英費爾德在序言中曾說,他們並不是要寫一本物理學的教科書,因此不會教讀者一堆理論,「反之,我們想描繪的是人類心智在尋找觀念世界與現實世界之間的連結時,所付出的種種努力」。
 
跟著大師腳步,
掌握古典到近代的物理學脈絡
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全書以4大章節,描述了──
 
【1】機械觀的興起 ▶▶ 從伽利略的實驗說起,透過向量概念,介紹伽利略與牛頓時代的力學及其成就,也說明了傳統物理學如何解釋熱現象,並談及古典物理學背後預設的觀點,也即能夠套用在物理學所有領域、描述物質結構的「機械論」。
 
【2】機械觀的衰落 ▶▶ 說明電磁現象其實無法用傳統的機械論描述,並論及光的本性問題。本章介紹牛頓的光微粒說、惠更斯的光波動說等科學界關於光的本性的爭論。本書最後選擇了光波動說,也放棄了機械論。
 
【3】場,相對論 ▶▶ 本章首先描述「場」的概念,並以其描述電場和磁場。接著敘述法拉第、馬克士威和赫茲等人的實驗如何引發現代物理學,並正式介紹相對論,以及強調場的觀念對物理學的重要性。
 
【4】量子 ▶▶ 光是波還是一堆光子?電子束是一堆基本粒子還是波?本章透過光電效應的實驗,引入光量子概念,並進一步引出機率波概念,同時談及量子論。本章也可以看到愛因斯坦對量子力學奠基在不確定性或機率上的懷疑態度。
 
一本救濟朋友的書,
意外成為科普經典之作
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1920年,猶太裔的物理博士生英費爾德來到德國柏林,尋找完成博士學位的機會。他多次申請當地的大學,不過卻未能如願,只好打電話向愛因斯坦求助。
 
愛因斯坦一向樂於幫助猶太人,前後幫英費爾德爭取到了劍橋大學的獎學金、到普林斯頓高等研究院做研究的機會(附帶600美元的津貼),還為英費爾德的一本科學著作寫序,並聘請他擔任他的研究助理。
 
為了籌措在美國生活的費用,某天英費爾德萌生了跟愛因斯坦合寫一本物理史並平分版稅的想法。有趣的是,當英費爾德向愛因斯坦提出此想法時,他的舌頭突然打結了,導致不知從何開口。最後英費爾德還是支支吾吾講完了他的提議。「這主意聽起來不壞,」愛因斯坦說:「我們應該這麼做!」於是有了這本《物理學的演進》。
 
本書出版後,旋即熱銷、再版不斷,不僅讓英費爾德的財務狀況更加穩定,《時代雜誌》甚至曾為本書做了一次封面專題,更確立了本書在的重要性與地位。
 
各界名人推薦
林厚進│賽先生科學工廠創辦人
張慶瑞│國立臺灣大學物理學系特聘教授
陳育詮│松山高中物理教師
超級Y│Youtuber說書人
楊儒賓│國立清華大學哲學研究所暨通識教育中心講座教授
趙軒翎│《科學月刊》副總編輯
鄭國威│泛科學知識公司知識長
簡麗賢│北一女中物理教師
(依姓名筆畫排序)
 
「20世紀上半葉,量子理論改變了物理學的景觀,就像電磁學一個世紀前所做的那樣。在《物理學的演進》中,愛因斯坦和英費爾德從風暴中心描述了這場革命。今天我們已經很習慣接受量子力學的概念,因此很容易忘記當初我們從量子角度來思考時所需要的具有紀念意義的思想轉變。」
史蒂芬‧霍金│英國理論物理學家
 
「我猜如果你問愛因斯坦什麼是古典物理,什麼是量子力學,還有什麼是相對論,然後聽完之後又一直要求能不能說得再白話一點,他就會把這本書交到你的手上。」
林厚進│賽先生科學工廠創辦人
 
「在《物理學的演進》中,用淺白口吻的文字加上經典線條的圖示,彷彿置身於科學的時光洪流之中,順著愛因斯坦與英費爾德的視角,帶你一次認識這400多年的物理學發展與演進。」
陳育詮│松山高中物理教師
 
「閱讀《物理學的演進》,正符應十二年國教新課綱『以物理學家發想過程的故事為主,基礎物理通才知識為輔』的設計方針……建議高中學生學習課綱內容時,不妨搭配閱讀科普書籍《物理學的演進》,建立更完整的物理概念和科學思維,或許還能體悟『細推物理須行樂,何須浮榮絆此生』的閱讀之樂。」
簡麗賢│北一女中物理教師

作者簡介

愛因斯坦(Albert Einstein)
猶太裔物理學家,狹義相對論和廣義相對論的創立者,被認為是繼伽利略、牛頓之後最偉大的物理學家,也被譽為「現代物理學之父」,因「對理論物理學的貢獻,尤其是他發現了光電效應的規律」,獲頒1921年諾貝爾物理學獎。

英費爾德(Leopold Infeld)
波蘭科學院院士、理論物理學家。曾在美國普林斯頓高級研究院與愛因斯坦共事,因與愛因斯坦合著《物理學的演進》而為世人所知。

譯者簡介

王文生
業餘譯者,清華大學物理系畢,譯有《用塗鴉學物理》、《物理學的演進》等書(皆為商周出版)。取名的長輩希望這個孩子「生而學文」,但他大學讀了理科,畢業之後卻也沒有成為物理學家。物理科普書的翻譯,也許是個有趣的平衡。

作者簡介

【推薦序】深入淺出的物理史科普書(簡麗賢)
【原 序】
【新版序】

第1章 ▌機械觀的興起
❑偉大的解謎故事
❑第一條線索
❑向量
❑運動之謎
❑還有一條線索
❑熱是物質嗎?
❑雲霄飛車
❑轉換率
❑哲學背景
❑物質的動力理論
❑本章結語

第2章 ▌機械觀的衰落
❑兩種電流體
❑磁流體
❑第一個難關
❑光的速度
❑光作為一種物質
❑色彩之謎
❑波是什麼
❑光的波動說
❑光波是橫波還是縱波?
❑以太與機械觀
❑本章結語

第3章 ▌場,相對論
❑場作為一種表示法
❑場論的兩根支柱
❑場的真實
❑場與以太
❑力學的框架
❑以太與運動
❑時間、距離、相對論
❑相對論和力學
❑時空連續體
❑廣義相對論
❑電梯內,電梯外
❑幾何學與實驗
❑廣義相對論與驗證工作
❑場和物質
❑本章結語

第4章 ▌量子
❑連續,不連續
❑物質和電的基本量子
❑光量子
❑光譜
❑物質波
❑機率波
❑物理學與現實
❑本章結語

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