本書是科學(xué)普及類圖書,采用生動活潑、淺顯易懂的寫作手法,納入精彩的近代物理內(nèi)容(共12章)。同時,通過科學(xué)家畫廊趣聞插播工具箱等欄目,對相關(guān)內(nèi)容進行拓展延伸,增強趣味性與可讀性。
本書旨在通過活潑、新穎的表現(xiàn)形式,盡量避開數(shù)學(xué)計算,讓讀者在輕松愉快的氣氛中,走進近代物理的世界,提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。
本書通過活潑、新穎的表現(xiàn)形式,能讓讀者在輕松愉快的氣氛中,走進近代物理的世界。強烈推薦給對近代物理有興趣的讀者朋友!
當今,物理科學(xué)在宇觀、宏觀、微觀世界探索中取得的成就極大地推動了科學(xué)技術(shù)發(fā)展和社會進步,改變了人們對世界的認識和生產(chǎn)生活的方式。在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展的今天,科學(xué)普及必須走向全民,科學(xué)教育應(yīng)為了每一位學(xué)生的發(fā)展。
20世紀初,我國啟動了新中國成立以來改革力度最大、社會各界最為關(guān)注、意義深遠的基礎(chǔ)教育課程改革,其中,科學(xué)課程的改革越來越受到關(guān)注。小學(xué)(1 ~ 6年級)的綜合科學(xué)課程的開設(shè),初中(7 ~ 9年級)分科及綜合科學(xué)課程的推進,以及高中分科科學(xué)課程的深入開展,引發(fā)人們從不同的視角研究科學(xué)課程的外延與內(nèi)涵、科學(xué)教育的功能、科學(xué)課程的理念、科學(xué)教學(xué)的模式、科學(xué)教師的成長等。2017年底,教育部正式頒布的高中課程標準,從三維課程目標上升到學(xué)科核心素養(yǎng),充分體現(xiàn)了人們對課程功能內(nèi)涵的進一步關(guān)注。
西南大學(xué)科學(xué)教育研究中心為了落實科學(xué)教育的理念,獨具匠心,打造科學(xué)教育叢書,陸續(xù)推出了科學(xué)教育系列圖書,以跨學(xué)科、多角度及國際比較的視野,探索科學(xué)教育的理論及實踐,希望在基礎(chǔ)教育課程改革的浪潮中,為素質(zhì)教育的深入推進做出努力!
目前,本科學(xué)教育叢書系列已出版的科學(xué)教育圖書含以下幾方面 :
其一,科學(xué)教育理論研究系列,從科學(xué)教育學(xué)到科學(xué)課程、教材、教學(xué)、評價等方面進行研究(如 :《科學(xué)教育學(xué)》科學(xué)出版社2013版、《中小學(xué)理科教材難度國際比較研究》教育科學(xué)出版社2016版);
其二,科學(xué)普及系列,注重以幽默、生動的形式,對中學(xué)生進行科學(xué)普及教育(如 :《玩轉(zhuǎn)物理聊動手做的樂趣》《誰主沉浮聊物理學(xué)家那些事兒》《不可思議聊科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用》《開天辟地聊奇妙的時空》《原來如此聊身邊的物理》上海交通大學(xué)出版社2014版、《一做到底 :精彩紛呈的物理實驗》《一做到底 :風(fēng)情萬種的生物實驗》《一做到底 :變化萬千的化學(xué)實驗》北京化學(xué)工業(yè)出版社2015、2017、2019版);
其三,科學(xué)教育跨文化研究系列,從國際比較、不同民族等多元文化視角研究科學(xué)教育科學(xué)(如 :《西南民族傳統(tǒng)科技》科學(xué)出版社2016版、《民族地區(qū)中小學(xué)理科教學(xué)質(zhì)量監(jiān)測研究》科學(xué)出版社2017版);
其四,科學(xué)教材譯叢,引進并翻譯國外優(yōu)秀的物理、化學(xué)、生物中學(xué)教材(如生動幽默的英國《FOR YOU》教材系列 :《物理Physics for you》《化學(xué)Chemistry for you》《生物Biology for you》上?茖W(xué)技術(shù)出版社2016版)。
本書《迷惑而神往近代物理告訴我們什么?》,屬于科學(xué)普及類讀物,旨在通過活潑新穎的表現(xiàn)形式,讓讀者在輕松愉快的氣氛中,走進近代物理的世界,提升物理學(xué)科核心素養(yǎng)。為此,本書采用生動活潑、淺顯易懂的寫作手法,避開數(shù)學(xué)計算,納入精彩的近代物理內(nèi)容(如 :從愛因斯坦的相對論到引力波再到蟲洞,從希格斯玻色子到波粒二象性再到量子糾纏,以及暗物質(zhì)與暗能量、反物質(zhì)與物質(zhì)等),以科學(xué)家畫廊趣聞插播工具箱等欄目,對相關(guān)內(nèi)容進行拓展延伸,增強趣味性與可讀性。
本書適合具有初中以上文化程度的學(xué)生、教師、相關(guān)科技人員,以及渴望了解物理前沿的廣大讀者閱讀。
本書共十二章,其中章名及相關(guān)分工如下 :
第一章 世紀之交的盛會帶來了什么?狹義相對論(唐穎捷)
第二章 宇宙有深阱嗎?(馬蘭)
第三章 宇宙來自哪里?(陳虹)
第四章 能聽見宇宙的聲音嗎?(杜文馨)
第五章 什么是蟲洞?(毛予廷)
第六章 揭開上帝粒子的神秘面紗希格斯玻色子(何韻林)
第七章 讓人糾結(jié),是波還是粒子?(李娜)
第八章 萬物皆有默契嗎?(潘晨)
第九章 宇宙真會死亡嗎?(盧曉鳳)
第十章 宇宙的巨磚在哪里?(趙慧)
第十一章 存在鏡像王國嗎?(劉京宜)
第十二章 是否有和諧的宇宙交響曲?世界的統(tǒng)一性(盧星辰)
全書框架、體例、內(nèi)容選定、初稿修改、統(tǒng)稿及定稿等,由廖伯琴教授完成。
本書獲西南大學(xué)科技處科普圖書項目資助,獲教育部人文社會科學(xué)重點研究基地重大項目(基于互聯(lián)網(wǎng) 的民族地區(qū)科學(xué)普及研究,項目號16JJD880034)資助。在完成本書過程中,得到了眾多專家學(xué)者的指導(dǎo),一線師生的研讀并斧正。對于書中引用的信息,我們盡量以參考文獻的方式突出被引用者的貢獻。在此我們一并表示由衷感謝!
時代在進步,科技在發(fā)展,本書探討的問題也在進一步深入,有些尚未有明確結(jié)論。由于資料所限,盡管各章作者已認真核查,但仍難免粗糙或不準確。請各位讀者不吝賜教,我們一定及時修訂,以便本書日臻完善。
廖伯琴
2019年4月11日于西南大學(xué)薈文樓
廖伯琴(1957- ),女,重慶人,物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院二級教授,博士生導(dǎo)師,全國模范教師,全國教育系統(tǒng)巾幗建功標兵。科學(xué)教育研究中心主任。兼任國家基礎(chǔ)教育課程教材專家工作委員會委員,教育部課題中學(xué)物理課程標準研制課題組負責(zé)人,全國高等物理教育學(xué)會副理事長,全國基礎(chǔ)教育重要刊物《物理教學(xué)探討》主編。
四川大學(xué)物理系理學(xué)學(xué)士(原子核物理方向),理學(xué)碩士(理論物理方向),西南師范大學(xué)教育學(xué)博士(認知心理學(xué)方向)。有廣泛的國際學(xué)術(shù)交流,1993-1994年獲中英友好獎學(xué)金赴英國劍橋李約瑟研究所訪學(xué),1999年獲中歐高等教育合作研究項目資助赴英國女王大學(xué)合作科研,曾多次應(yīng)邀赴瑞士、法國、美國、英國等有關(guān)高校講學(xué),或參加科學(xué)教育高級論壇等。
主持完成了多項國家自然科學(xué)基金課題及全國教育規(guī)劃項目等多項,主持研制了《義務(wù)教育物理課程標準》、《普通高中物理課程標準》,主編了《義務(wù)教育物理課程標準解讀》、《普通高中物理課程標準解讀》等數(shù)十部專著,發(fā)表了百余篇論文,數(shù)項研究獲省部級優(yōu)秀成果一、二或三等獎等。
第一章 世紀之交的盛會帶來了什么?
狹義相對論
1 從開爾文的致辭說起 / 002
2 愛因斯坦眼中的時間與空間 / 009
3 時間怎么不一樣? / 010
4 長度怎么變化了? / 013
5 一點質(zhì)量為什么能量無比? / 016
第二章 宇宙有深阱嗎?
1 大千世界的引力場 / 022
2 時空可以彎曲嗎? / 028
3 愛因斯坦期待的證據(jù) / 031
4 從牛頓到愛因斯坦的變革 / 037
第三章 宇宙來自哪里?
1 人類對宇宙起源的不懈探索 / 042
2 宇宙由奇點爆炸產(chǎn)生 / 047
3大爆炸的證據(jù) / 050
4 宇宙起源的不同觀點 / 057
第四章 能聽見宇宙的聲音嗎?
1 四維彎曲時空中的漣漪 / 064
2 引力波來自哪里? / 067
3 人類對引力波的實驗探索 / 071
4 引力波的探測 / 078
5 從引力波追蹤黑洞 / 080
第五章 什么是蟲洞?
1 物理定律允許有時空隧道嗎? / 086
2 黑洞和白洞能作為時空隧道嗎? / 089
3 蟲洞之旅 / 097
第六章 揭開上帝粒子的神秘面紗
希格斯玻色子
1 人類探索基本粒子 / 104
2上帝粒子的緣起 / 109
3 希格斯玻色子的本來面目 / 114
4 科學(xué)家孜孜不倦的探索 / 117
第七章 讓人糾結(jié),是波還是粒子?
1 關(guān)于光是波或粒子的糾結(jié) / 124
2 實物也有波或粒子的糾結(jié) / 134
第八章 萬物皆有默契嗎?
1 量子糾纏的提出 / 144
2 鬼魅超距作用的爭論 / 149
3 量子糾纏應(yīng)用的探索 / 152
4 量子糾纏帶來的自然觀挑戰(zhàn) / 158
第九章 宇宙真會死亡嗎?
1 熵的故事 / 164
2 宇宙熱寂是什么? / 168
3 熱寂說的起源 / 170
4 對熱寂說的質(zhì)疑 / 173
5 熱寂說終結(jié)了嗎? / 177
第十章 宇宙的巨磚在哪里?
1 驚人的暗物質(zhì) / 182
2 宇宙餐桌上的大象暗能量 / 195
第十一章 存在鏡像王國嗎?
1 宇宙中存在反物質(zhì)嗎? / 204
2 尋覓反物質(zhì) / 207
3 宇宙失衡之謎 / 212
4 反物質(zhì)飛船與武器 / 217
第十二章 是否有和諧的宇宙交響曲?
世界的統(tǒng)一性
1 從基本相互作用說起 / 222
2 實現(xiàn)物理學(xué)統(tǒng)一之夢 / 228
3 弦上的宇宙 / 231