01 通過光速 c 理解狹義相對論
在宇宙中任何地方測量都始終不變的量
四大常數(shù)是偉大的物理常數(shù)
光速 c貼心地接近30萬千米/秒
人類的運動神經(jīng)難以精確測量光速
光速c可以將時間轉(zhuǎn)換為空間
表達距離時，光速的應(yīng)用思路與房地產(chǎn)行業(yè)類似
距離最近的星系團約5900萬光年
如何測量極快的光速
利用光行差與天頂儀望遠鏡進行更為精密的觀測
伽利略再一次挑戰(zhàn)測量光速
科學(xué)史上最著名的失敗實驗之一
為什么即使測量裝置移動，光速也不變
愛因斯坦出現(xiàn)，以太消失
明星科學(xué)家愛因斯坦
大學(xué)入學(xué)考試分數(shù)不夠，也沒能獲得研究職位
1905年是科學(xué)史上的奇跡之年
天才科學(xué)家的光與影
列車告訴我們的相對性原理
狹義相對論就是車廂內(nèi)的情況不會發(fā)生變化
地球的運動無法在地球上測量
在接近光速的列車上打乒乓球
列車縮短、質(zhì)量增加、時間變慢
光速c是宇宙中速度的極限
乒乓球能超過光速嗎
接近光速時，物體的重量會變得極大
能量是代表物體活力的量
著名的公式登場
能量和質(zhì)量是同一種東西
關(guān)于原子能的誤解闡明
如果光速變慢，世界經(jīng)濟會大混亂
相對論的100米賽跑在跑的過程中變成了94米
能量不會憑空消失或產(chǎn)生
爬5米樓梯就能減重 6% 的相對論減肥
如果光速變慢，太陽會被凍結(jié)
由未知粒子組成的宇宙
02 通過引力常數(shù)G了解宇宙的結(jié)構(gòu)
地球之所以是圓的，要歸功于重力的作用
重量和質(zhì)量是不同的概念
為何如此微弱的重力能夠支配宇宙
牛頓向人類揭示了引力常數(shù)
地球和你正以相同的力量互相拉扯
卡文迪什測量引力常數(shù)的實驗
孤獨的天才卡文迪什
宇宙是像鐘表一樣精確運轉(zhuǎn)的嗎
拉普拉斯惡魔
計算銀河系的質(zhì)量讓天文學(xué)家感到困惑
宇宙的主要成分是暗物質(zhì)
廣義相對論的易懂解說
廣義相對論被認為難以理解的兩個原因
時間縮短，空間延伸
被拋出的球能感知時間的差異
連光都無法從黑洞中逃脫
掉落也需要無限的時間
從這里開始就再也無法返回了 史瓦西半徑
制造黑洞的方法
宇宙的形狀是什么樣的
愛因斯坦所設(shè)想的宇宙形狀是S3形態(tài)
宇宙有多大
宇宙學(xué)的蓬勃發(fā)展
其他星系正在迅速遠離嗎
70 億年前，宇宙只有現(xiàn)在的一半大
持續(xù)膨脹的宇宙
如果重力變得更強，人類將在 0.5 毫秒內(nèi)消失
黑色太陽出現(xiàn)
行星無法長久存在
宇宙將以與現(xiàn)在不同的原理發(fā)光
復(fù)雜且難以預(yù)測的恒星演化
03 通過電子電荷量e了解基本粒子
電磁現(xiàn)象是由電子和質(zhì)子引起的
測量電量
電子的電荷量 e 是 - 1.60217663410?¹?C
電磁現(xiàn)象的成因：電子的脫落
讓孩子們遠離物理學(xué)的始作俑者之一
富蘭克林的風(fēng)箏
保護教堂的富蘭克林的發(fā)明
糟糕的定義，導(dǎo)致大量的物理厭惡者產(chǎn)生
科學(xué)家們的新玩具 電流登場
電與磁的關(guān)系：千年級的大發(fā)現(xiàn)
電子的發(fā)現(xiàn)與微觀世界的物理法則
超級天才狄拉克的預(yù)言
由新穎的狄拉克方程推導(dǎo)出的正電子
粒子和反粒子相遇后會發(fā)生爆炸并湮滅
宇宙中是否存在由反物質(zhì)構(gòu)成的天體
兩顆光子的碰撞可以生成粒子和反粒子
神秘的反粒子就在我們身邊
為什么正電子如此稀少
假說 1：存在將反物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槲镔|(zhì)的未知反應(yīng)
假說 2：宇宙這個區(qū)域恰好有很多物質(zhì)
基本粒子家族：華麗的 17 名成員
電子三姐妹
夸克的電荷值是分數(shù)的原因
真空知道人類尚未發(fā)現(xiàn)的基本粒子
如果電子電荷更大，火星可能適宜居住
電動汽車以驚人的速度啟動
會被冰水燙傷的世界
宇宙核爆炸是無法避免的
生命能否在這樣的宇宙中誕生
04 通過普朗克常數(shù)h了解量子力學(xué)
終極關(guān)卡 普朗克常數(shù) h
普朗克常數(shù)對其提出者來說也是一個謎
光的性質(zhì)由振動頻率決定
物體發(fā)出光的最小單位
量子究竟是什么
普朗克常數(shù)代表了一個光子的能量
不符合牛頓物理學(xué)的原子運動
矩陣力學(xué)與波動力學(xué)相繼誕生
聲波、地震波與引力波的波函數(shù)所表示的內(nèi)容
電子波函數(shù)到底表示什么
波函數(shù)的概率解釋
超過光速的波函數(shù)的坍塌
觀測問題的一種解釋
普朗克常數(shù)代表了這個世界的根本不確定性
海森堡的不確定性原理
這個世界的像素大小就是普朗克常數(shù)
角動量是離散的
超越想象的自旋概念
經(jīng)典比特與量子比特
量子比特所傳達的奇妙信息
如果普朗克常數(shù)增大，原子將變得巨大
元素周期表將擴展到 1000 億
質(zhì)量是太陽數(shù)萬倍的巨星將會在空中閃耀
世界信息量的減少
05 物理學(xué)的四大常數(shù)決定了計量單位
計量單位是物理常數(shù)的多少倍的表述
米的誕生
測量技術(shù)的進步逐漸追上米原器
光速成為新的米原器
時間單位秒的定義
可能改變秒定義的光晶格鐘
千克原器的替代品是普朗克常數(shù)
借助普朗克常數(shù)測量質(zhì)量的原理
以米、千克和秒構(gòu)建所有物理單位
基本單位的可替換性
極致精練的自然單位制
自然單位制：日常不便，卻揭示宇宙奧秘
后記 關(guān)于基礎(chǔ)物理常數(shù)可能并非基礎(chǔ)的話題
光速 c、引力常數(shù) G、電子電荷量 e 和普朗克常數(shù) h 所描繪的宇宙
構(gòu)成宇宙的其他基礎(chǔ)物理常數(shù)
存在物理常數(shù)不同的宇宙嗎