本書是弦論小女孩系列(如果有的話) 的開篇之作,目標讀者是青少年朋友和具有中學知識的物理愛好者,此外,家長也可以陪伴小朋友閱讀此書,從而提升科學素養(yǎng)。本書內(nèi)容可大致分為五部分:引子、狹義相對論、廣義相對論、數(shù)學知識和附錄。引子綜述了本系列計劃涵蓋的內(nèi)容,狹義相對論和廣義相對論是本書主要知識,數(shù)學知識是為理解本書中的物理以及幫助物理學習的簡單科普,附錄則是給意猶未盡的讀者提供的更加深入的知識。
周思益博士(抖音賬號:@弦論世界),2014年本科畢業(yè)于中國科學技術(shù)大學,同年進入香港科技大學王一組攻讀博士學位,2019年進入斯德哥爾摩大學Bo Sundborg組做一期博士后,2021年進入神戶大學Toshifumi Noumi組做二期博士后。主要研究引力波以及宇宙對撞機物理。希望將科學的魅力介紹給更多人,廓清社會輿論場中的謠言和迷惑,傳播真知。李松寒,2020年畢業(yè)于明尼蘇達大學理工學院物理系。
引子 物理學天空的兩朵烏云 / 001
第1 課 尺縮效應 / 014
第2 課 鐘慢效應與自然單位制 / 026
數(shù)學課 斜坐標系與洛倫茲變換 / 033
第3 課 時空間隔與光錐 / 038
第4 課 雙生子佯謬 / 048
數(shù)學課 坐標系和度規(guī) / 058
第5 課 速度的疊加 / 066
第6 課 相對論性質(zhì)量 / 072
數(shù)學課 矩陣 / 079
第7 課 選讀課:托馬斯進動 / 084
數(shù)學課 愛因斯坦求和約定 / 093
第8 課 龐加萊半平面 / 100
狹義相對論考試 / 108
第9 課 物質(zhì)告訴時空如何彎曲 / 114
第10 課 時空告訴物質(zhì)如何運動 / 120
第11 課 愛因斯坦場方程與曲率 / 130
數(shù)學課 曲率與度規(guī) / 135
第12 課 能量動量張量 / 140
廣義相對論考試 / 148
附錄A 洛倫茲變換的推導 / 153
附錄B 推導速度的疊加 / 162
附錄C 一點微分學 / 165
附錄D 廣義相對論考試答案 / 183