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愛因斯坦:「上帝是不擲骰子的。」
霍金:「上帝不僅擲骰子,而且有時還把骰子擲到人們看不見的地方去了。」
上帝:???那好吧,你們倆打一架算了!
科學界扛霸子大集合 × 熱門物理話題集錦
一次讀懂物理學界的美麗與哀愁!
►會行走的百科全書
人手一機的時代裡,大家都是萬事通。
但回到19世紀初,工業革命還未全面啟動以前,
誰才是「世界上最後一個什麼都知道的人」?
►「我最近在研究測不準原理。」
2020大選前夕,被問到是否角逐總統寶座的柯市長,
為什麼突然提起海森堡的測不準原理?
所謂的「測不準」原理,到底又有多「不準」呢?
►東西方偉人的時間大發現
孔子:「逝者如斯夫,不舍晝夜。」
牛頓:「絕對時間就像河流一樣流逝。」
他們彼此不知道,卻悄悄一拍即合的時間觀……
時間到底是什麼?讓科學家們解釋給你聽!
►聲明狼藉的彗星
《你的名字》,瀧和三葉因彗星分裂而結緣;
《千萬別抬頭》,核彈級彗星直接毀滅地球。
現代天文迷拚命想趕上的年度盛事,
卻是古人避之唯恐不及的可怕凶兆!
彗星是福是禍,還是一團髒兮兮的雪球?
►門捷列夫:「何不燒鈔票?」
1866年,「週期表之父」門捷列夫兩赴油田,
透過實地考察尋找更有效利用重油的新方法。
面對想燒石油來發電的蘇聯政府,門捷列夫說:
「與其燒石油,還不如往灶裡扔鈔票。」
即使放在今天也讓人覺得不可思議的言論,
說出這句話的他到底在想什麼呢?
►繼續胡鬧吧!費曼先生
打開放著原子彈機密文件的保險櫃;
跑去賭城跟職業賭徒研究輸贏機率……
被譽為「科學頑童」的理察.費曼,
讓你曉得物理學家並不全都是老古板!
►科學史上的人道之光
二戰期間,約里奧-居禮意外發現核連鎖反應。
面對這項可能被用於戰爭的重大研究成果,
科學家們是應該公諸於世,還是應該默默雪藏?
兩相權衡之下,他們做了這樣的決定——
霍金:「上帝不僅擲骰子,而且有時還把骰子擲到人們看不見的地方去了。」
上帝:???那好吧,你們倆打一架算了!
科學界扛霸子大集合 × 熱門物理話題集錦
一次讀懂物理學界的美麗與哀愁!
►會行走的百科全書
人手一機的時代裡,大家都是萬事通。
但回到19世紀初,工業革命還未全面啟動以前,
誰才是「世界上最後一個什麼都知道的人」?
►「我最近在研究測不準原理。」
2020大選前夕,被問到是否角逐總統寶座的柯市長,
為什麼突然提起海森堡的測不準原理?
所謂的「測不準」原理,到底又有多「不準」呢?
►東西方偉人的時間大發現
孔子:「逝者如斯夫,不舍晝夜。」
牛頓:「絕對時間就像河流一樣流逝。」
他們彼此不知道,卻悄悄一拍即合的時間觀……
時間到底是什麼?讓科學家們解釋給你聽!
►聲明狼藉的彗星
《你的名字》,瀧和三葉因彗星分裂而結緣;
《千萬別抬頭》,核彈級彗星直接毀滅地球。
現代天文迷拚命想趕上的年度盛事,
卻是古人避之唯恐不及的可怕凶兆!
彗星是福是禍,還是一團髒兮兮的雪球?
►門捷列夫:「何不燒鈔票?」
1866年,「週期表之父」門捷列夫兩赴油田,
透過實地考察尋找更有效利用重油的新方法。
面對想燒石油來發電的蘇聯政府,門捷列夫說:
「與其燒石油,還不如往灶裡扔鈔票。」
即使放在今天也讓人覺得不可思議的言論,
說出這句話的他到底在想什麼呢?
►繼續胡鬧吧!費曼先生
打開放著原子彈機密文件的保險櫃;
跑去賭城跟職業賭徒研究輸贏機率……
被譽為「科學頑童」的理察.費曼,
讓你曉得物理學家並不全都是老古板!
►科學史上的人道之光
二戰期間,約里奧-居禮意外發現核連鎖反應。
面對這項可能被用於戰爭的重大研究成果,
科學家們是應該公諸於世,還是應該默默雪藏?
兩相權衡之下,他們做了這樣的決定——
- 修訂版前言
- 第1版前言
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第一講 愛因斯坦與物理學的革命
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1.量子力學的誕生
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兩朵烏雲
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黑體輻射之謎
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普朗克的突破—量子假設
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爭論:量子還是光量子?
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2. 愛因斯坦的成長歷程
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家裡來的大學生
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不受學校歡迎的學生
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阿勞中學—孕育相對論的土壤
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不平常的大學生涯
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米列娃與格羅斯曼
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生活的辛酸
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3. 愛因斯坦的奇蹟年
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時來運轉
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愛因斯坦的豐收年
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專利局—科學發現的搖籃
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讚美阿勞中學
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4. 狹義相對論
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同時的相對性
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動鐘變慢
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動尺縮短—勞侖茲收縮
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速度疊加
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動質量算質量嗎?
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動能表達
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5. 神奇的相對論效應
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孿生子悖論
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太空飛船上看到的奇景
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第一講附錄 狹義相對論的創立
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1. 相對論誕生前夜「乙太理論」帶來的實驗困難
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2. 相對論誕生前夜電磁理論引起的理論困難
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3. 走向狹義相對論
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第二講 彎曲的時空 —廣義相對論
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1. 狹義相對論的困難
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慣性系無法定義
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萬有引力定律放不進相對論的框架
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有絕對空間嗎?
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牛頓的水桶實驗
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馬赫對牛頓的反駁
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2. 等效原理
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引力質量與慣性質量相等
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等效原理:萬有引力與慣性力等效
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思想的飛躍:引力可能是幾何效應
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3. 神奇的黎曼幾何
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「平行公理」導致的疑難
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鮑耶與高斯的探索
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羅巴切夫斯基的奮鬥
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黎曼集其大成
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什麼是黎曼幾何?
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4. 廣義相對論的建立
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愛因斯坦重力場方程式
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萬有引力不是力
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如何理解彎曲時空
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伽利略的「錯誤」
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彎曲時空中的直線—短程線
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5. 廣義相對論的實驗驗證
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時鐘變慢與重力紅移
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水星軌道近日點的進動
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光線偏折
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廣義相對論實驗驗證的進展
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6. 重力波的預測與發現
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重力波的預測
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重力波探測的先驅
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重力波的間接探測
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重力波的直接探測
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第二講附錄 愛因斯坦與廣義相對論
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1. 廣義相對論的建立
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2. 愛因斯坦論取得成就的原因,學校教育與「奧林匹亞科學院」
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第三講 白矮星、中子星與黑洞
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引子
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1. 對黑洞的最早預測
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拉普拉斯的暗星
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神童托馬斯.楊
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歐本海默的預測
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2. 白矮星:從發現到理解
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赫羅圖告訴我們什麼?
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紅巨星與白矮星
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各種恆星與黑洞的比較
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弧矢射天狼
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天狼星的神祕伴星
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霍伊爾的功績
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錢德拉塞卡的發現
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愛丁頓的反對
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包立的支援
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3. 中子星:從預測到發現
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發現中子的曲折
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中子星的預測
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「小綠人」
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脈衝星
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4. 黑洞初探
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奇點與奇面
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「時空互換」
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飛向黑洞的火箭
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進入黑洞的冒險者
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轉動的黑洞
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第三講附錄 漫談黑洞(Ⅰ)
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1. 閔考斯基的四維時空
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2. 史瓦西時空—球對稱的彎曲時空
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3. 時空座標互換
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4. 視界與無限紅移面
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第四講 霍金、潘洛斯與黑洞
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1. 霍金
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綽號「愛因斯坦」
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從牛津到劍橋
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劍橋:人生的轉折點
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2. 相對論生涯
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批判穩態宇宙模型
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奇點疑難:幸遇潘洛斯
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宇宙審查假說與無毛定理
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潘洛斯過程
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3. 最偉大的發現
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面積定理的啟示:黑洞熱嗎?
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爭論:真熱還是假熱?
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霍金輻射的發現
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黑洞附近的真空漲落
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黑洞的溫度與熵
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奇妙的負比熱
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4. 資訊疑難
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資訊守恆嗎?
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霍金打賭
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對資訊守恆的質疑
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5. 潘洛斯、霍金與諾貝爾獎
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諾貝爾獎的遺憾
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潘洛斯的貢獻
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第四講附錄 漫談黑洞(Ⅱ)
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1. 最一般的黑洞
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2. 極端黑洞、宇宙監督假設與無毛定理
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3. 黑洞的溫度
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第五講 膨脹的宇宙
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1. 浩瀚的星空
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獵戶當空,三星高照
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銀河縹緲,繁星萬億
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星移斗轉,北極定向
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恆星的命名
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多個「太陽」的「太陽系」
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我們的銀河系
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遙遠的河外星系
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星系群與星系團
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宇宙物質的成團結構
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2. 愛因斯坦的靜態宇宙
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從時空彎曲認識宇宙
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均勻的宇宙
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靜態的宇宙
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有限而無邊
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神祕的宇宙項
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3. 膨脹或脈動的宇宙
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弗里德曼的突破
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哈伯的發現
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愛因斯坦放棄宇宙項
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4. 爆炸和演化的宇宙
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神父的「宇宙蛋」
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α、β、γ的原始火球
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勇敢加天才
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氦豐度的支援
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大霹靂的餘熱
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膨脹沒有中心
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宇宙的創生、暴脹與演化
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宇宙膨脹還是脈動
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5. 宇宙居然在加速膨脹!
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天文學上的測距:量天尺
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Ⅰa型超新星:新的標準燭光
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排斥效應:透明的暗能量
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吸引效應:透明的暗物質
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當代的兩朵烏雲:暗物質與暗能量
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第六講 時空隧道與時間機器
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1. 澄清對「大霹靂宇宙」的幾個模糊認識
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大霹靂沒有中心
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時間與物質一起從虛無中誕生
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宇宙學紅移不是都卜勒效應
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星系的退行速度可以超光速
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能看到超光速退行的星系
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可觀測宇宙有多大?
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宇宙膨脹,我們自身不膨脹
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2. 蟲洞—時空隧道
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管道與手柄
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勞侖茲蟲洞
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歐幾里得蟲洞
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愛因斯坦的貢獻—愛因斯坦-羅森橋
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沒有質量的質量,沒有電荷的電荷
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3. 可通過的蟲洞
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黑洞作為太空航行通道的猜想
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索恩的建議
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索恩的開創性論文
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量子引力的困難
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回到過去的封閉類時曲線
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時空的泡沫與浪花
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宇宙泡的創生
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維持蟲洞需要負能量
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真空的邊界效應
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黑洞與負能量
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蟲洞作為時空通道的條件
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資訊穿過蟲洞的奇想
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4. 時間機器
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從夢想到科學
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回到過去的時間機器
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猜想與爭論
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物理學的兩個特別分支
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阿癐癐!
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第七講 激動人心的量子物理
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1. 原子物理學的發展
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元素週期律的發現
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光譜線的規律
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X射線的發現
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天然放射性的發現
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奮鬥的女性
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居禮夫婦的結合
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默契的合作成就偉大的發現
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在不幸中奮鬥
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西瓜模型和土星模型
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行星模型
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傑出的拉塞福
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波耳模型:軌道量子化
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包立不相容原理
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尖刻的批評家
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上帝的皮鞭
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2. 人才特別快車
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你學數學沒有希望
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索末菲的人才快車
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學術的天堂:哥廷根大學
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愚蠢的問題受歡迎
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3. 矩陣力學與波動力學
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海島上的靈感:海森堡建立矩陣力學
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山峰上的靈感:薛丁格建立波動力學
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海森堡與薛丁格的初次交鋒
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4. 關於量子力學本質的大論戰
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我真後悔來這裡:波耳與薛丁格的論戰
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論戰愈演愈烈:機率波與不確定性原理
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薛丁格引領生物學革命
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單電子引來的疑難
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機率波的實驗支援
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神奇的隧道效應
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暗箱中的粒子
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既死又活的貓
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愛因斯坦的光子箱
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爭論還在繼續
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索爾維會議
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第七講附錄 波耳對愛因斯坦光子箱實驗的答覆
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第八講 比一千個太陽還亮
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1. 中子的發現
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拉塞福的猜想
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約里奧—居禮夫婦
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中子的發現
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2. 裂變與核連鎖反應
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裂變的發現
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核的液滴模型
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核連鎖反應
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裂變與聚變
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湯川的交換力
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3. 科學中心向美國遷移
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約里奧首提原子彈
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費米—物理的全才
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彈藥庫裡的波耳
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4. 原子彈的研製
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美國啟動曼哈頓計畫
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歐本海默臨危受命
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勇於獻身的斯洛廷
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5. 愛開玩笑的費曼
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保險櫃怎麼開了?
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被當做學生的教授
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「神奇」的製圖板
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誰經歷的時間最長?
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費曼圖和路徑積分
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6. 廣島與長崎的蘑菇雲
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槍法與內爆法
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廣島
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長崎
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泰勒與氫彈
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核電的發展
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取之不盡的聚變能
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第八講附錄 湯川對介子質量的估計
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第九講 漫步太陽系
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1. 太陽與月球
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太陽簡介
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月球與探月歷程
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2. 行星與衛星
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地球:我們的家園
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水星:離太陽最近的行星
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地球的鄰居:金星與火星
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消逝的火星人
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金星:大氣的高壓與高溫
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木星:「木紋」與「大紅斑」
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木星的衛星:是否存在生命?
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土星和它的光環
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天王星:用望遠鏡發現的第一顆行星
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海王星:萬有引力定律預測的行星
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冥王星:被除名的大行星
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太陽的大家庭
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3. 小行星
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神祕的提丟斯—波德定律
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上帝會浪費這片空間嗎
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撞擊地球的危險
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4. 彗星
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彗星從何而來
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彗星的撞擊
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歷史上的彗星
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天文用於考古
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5. 隕石與流星
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通古斯隕石之謎
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流星和流星雨
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隕鐵與隕石
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6. 天文觀測簡介
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太陽系有多大!
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天文臺與望遠鏡
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第十講 時間之謎
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1. 時間是什麼?
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百花齊放,百家爭鳴
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柏拉圖:時間是永恆的影像
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亞里斯多德:時間是運動的計數
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走向統一的世界
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孔子:逝者如斯夫
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螺旋發展的時間
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牛頓的時間觀:永遠平靜流逝的河流
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不同的聲音
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時空的維數
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愛因斯坦:時空是一個可彎曲的整體
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愛因斯坦:時空是物質廣延性的表現
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量子引力:時間的泡沫與浪花
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2. 時間有沒有開始與終結?
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時空的奇點
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奇點:時間的起點與終點
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能否避免奇點?
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-
3. 時間的測量
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時間的流逝性與測度性
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用週期運動測量時間帶來的疑問
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異地時鐘的校準:先約定光速
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龐加萊對愛因斯坦的啟發
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尤拉的「好鐘」
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相對論中如何確定「同時」
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愛因斯坦假定:「同時」可以傳遞
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朗道:「同時」不一定能傳遞
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時間的定義與熱力學定律有關嗎?
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「鐘速同步」的傳遞性
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約定光速:尋找相等的時間段
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時間的性質與熱力學密切相關
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-
插頁詩句的註釋與隨想
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1. 讀趙嘏詩《聞笛》
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2. 讀王陽明詩《月夜二首》
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- 主要參考書目
- 版權頁
- 出版地 : 臺灣
- 語言 : 繁體中文
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