相对论与时间之谜，看图就懂：和爱因斯坦搭乘光速火车的宇宙探险之旅 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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　　这些惊人事实，你知道吗──
　　住低处比在高处，老得慢！
　　外出旅行比待在家里，时间过得快！
　　宇宙真有哆拉A梦任意门！
　　望向宇宙远方，只能看到过去！
　　运动时别量体重，这只会让你更胖！
　　地心引力会让时间滞留，空间扭曲！

　　★揭开宇宙秘密与人类未来可能

　　一百年前，爱因斯坦凭着一己之力想出相对论，震撼并改变了全世界！

　　依据相对论的学说，当人们制造出接近光速飞行的太空梭，从地球出发航向遥远星系时，旅程时间仅需短短几年而这期间地球早已过了好几千年！此外，运用相对论所推导出的「质能互换公式」（E=MC2）催出了「原子弹」，而这是第二次世界大战得以终止的转捩点。

　　因为相对论，改变了人类数千年受限于地表的科学思考，解开了时间的禁锢，心灵开从此有了无比的想像空间，更激发出从地球往外太空探险的梦想。相对论好比一把「神奇之钥」，开启宇宙奥秘的大门，人类可以登堂入室翻找「宇宙历史」、「时间起源」，以及「空间定义」。

　　★运用生活图解，任何人都能一读就懂

　　「时间变慢、空间弯折、暗物质、黑洞理论……」爱因斯坦相对论的这些相关描述，以及深奥艰难的数学公式，让人根本不懂在说什么而心生畏惧，纵然是影响人类未来的伟大学说，却也因此退避三舍。

　　「难道没有简单的方法，让一般人都能懂相对论吗？」

　　美国NASA太空飞行中心研究员，东京大学物理学博士小谷太郎，在这本《相对论与时间之谜，看图就懂》书中运用「日常生活常识」的方式做为例子，完全没有复杂数学公式，即便中学生甚至没念过物理学的人也能一读就懂。

　　比方说，作者以普通人都有的搭车经验，告诉人们当速度接近光速时能否从镜中看见自己的脸；在车厢里投球会超越光速吗？地面和车上的时间竟然不一样？当两辆光速火车对撞又会发生什么事呢？透过这些有趣的简单说明，让读者立即明白「光速不变定律」。

　　此外，他还以数十幅生活图解，以及譬如砝码、软垫等各式道具，帮助读者了解许多有趣的惊人事实──
　　◆ 住高楼老得快，在地下室老得慢
　　◆ 走错路的旅客，时间会变慢
　　◆ 移动中的物体，会变重
　　◆ 重力会让时间产生变化
　　……等等。

　　★颠覆传统知识，神奇有趣的太空探险

　　过去教科书都说：「最短路径是直线」、「绕圆心会画圆」，这些或许符合三维空间的地球，但放到宇宙其他星球还适用吗？答案就在广义相对论之中。

　　作者小谷太郎借由小说情节和有趣对话来解说广义相对论，令人读来津津有味，更能理解宇宙太空的诸多奥妙现象，包括──
　　◆ 「哆拉A梦的任意门」怎么形成？
　　◆ 往宇宙远方望去，只能看到自己背影！
　　◆ 仰望满天星星，都是过去的模样！
　　◆ 光线会让太空梭反转、缩小！
　　◆ 黑洞如何形成，真有如科幻小说中那么恐怖吗？
　　◆ 真的有「平行宇宙」入口，会在哪里呢？
　　◆ 什么会从黑洞跑出来？朝黑洞扔块石头会发生什么事！？
　　……等等。

　　宇宙天文现象的观测，一直都为人们着迷与热衷，当你看过这本书之后，下次抬头望向无垠星空时，将更能知道星球银河到底是什么，发生过什么事，以及人类所在的宇宙从大霹雳开始是怎么演变，以及未来又会如何。

本书特色

　　＊超过40幅生活图解说明，没有难懂数学公式，浅显易懂。
　　＊NASA太空中心研究员，东京大学物理学博士最专业解说。
 

穿梭于星辰之间的哲学思辨：一部关于宇宙、存在与意义的探索之旅 本书并非一部科普读物，亦非严谨的物理学专著。它是一场思想的漫游，一次深入人类认知边界的哲学探险。我们将暂时搁置那关于光速、时空扭曲的精确计算，转而聚焦于这些宏大概念背后所蕴含的、关于我们自身存在的深刻疑问。 宇宙的浩瀚，自古以来便是哲人沉思的永恒背景。从柏拉图的洞穴之喻到康德的“星空”与“道德律”，人类从未停止过对“我们身在何处？”以及“我们如何理解这一切？”的追问。本书正是立足于此，以一种诗意而又充满批判性的视角，重新审视人类对宇宙的认知过程及其哲学意义。 第一部分：认知的边界与实在的碎片 我们如何感知世界？我们所依赖的感官系统，是否为我们揭示了事物的“本来面目”？ 在这一部分，我们将探讨认识论的核心困境。当我们谈论“客观实在”时，我们究竟是在指涉一个独立于观察者的世界，还是仅仅是我们心智结构所能处理的一种表象？本书将借鉴现象学、后结构主义以及部分认知科学的洞见，构建一个关于“经验性局限”的理论框架。 我们讨论人类的思维模式如何被语言和文化所塑造。语言不仅仅是描述世界的工具，它更是一种“框定”世界的方式。不同的语言结构，是否会导向不同的宇宙观？我们如何突破既有的概念藩篱，去触碰那些尚未被命名的“实在的碎片”？ 第二部分：时间的非线性与永恒的悖论 抛开相对论中对时间流逝的物理学定义，我们将把时间视为一种纯粹的经验和存在状态。时间，在人类意识中，是如何被构建、被操纵、被遗忘的？ 我们深入探讨“当下”的本质。在持续的、不可逆转的“流逝”感中，是否存在某种超越线性序列的“永恒的当下”？本书将引用古代哲学中关于“凯洛斯”（Kairos，合适的时机）与“克洛诺斯”（Chronos，量化时间）的区分，来解析人类对时间的不同体验。 更进一步，我们将审视记忆在构建时间中的核心作用。记忆的不可靠性、选择性重构，如何使我们对自身的过去产生一种不断变动的、流动的“自我叙事”？如果我们的过去是流动的，那么我们如何确定“我是谁”这一命题的稳定性？我们讨论“时间即遗忘”的观点，以及遗忘本身如何为新的存在腾出空间。 第三部分：存在的疏离与宏大叙事的消解 当代社会，我们被海量的信息和无边无际的宇宙图景所包围，但这种宏大性是否反而加剧了个体的疏离感？ 本书探讨了尼采笔下“上帝之死”之后，人类精神如何应对意义真空。当那些曾经给予世界确定性的宏大叙事（宗教、科学理性主义的终极目标）逐渐瓦解，个体如何重新锚定自我价值？ 我们分析了“异化”现象在认知层面的体现：我们花费大量精力去理解一个遥远、宏大、与个体生存经验相去甚远的宇宙模型，却可能忽略了脚下泥土的质感与当下人际关系的张力。本书主张，真正的探索并非是飞向遥远的星系，而是深入那些被我们日常经验所忽略的“微观宇宙”——人性的幽微、伦理的困境以及对日常之美的体悟。 第四部分：伦理的维度与未竟的对话 如果宇宙的运行不受人类道德标准的约束，那么人类的伦理选择具有何种宇宙学的重量？ 这一部分将聚焦于主体性与他者性之间的永恒张张。在广袤的宇宙背景下，个体的道德选择是否显得微不足道？本书认为，恰恰是这种相对的渺小，使得每一个坚守良知、选择善良的行为，成为对抗虚无的最有力宣言。 我们探讨技术发展与伦理责任的脱节。人类文明飞速地掌握了改造自然界的力量，但我们的哲学和伦理框架却未能同步进化。我们追问，一个真正成熟的文明，其标志是掌握了多少物理定律，还是能够更好地处理其内部的冲突与对“他者”的尊重？ 结语：在不确定性中安顿 本书的最终目的，并非提供一个终极答案，而是邀请读者进入一种持续的、健康的“不确定性”状态。我们接受知识的局限性，拥抱认知的谦卑。宇宙或许永远不会被完全“理解”，但正是这种永无止境的追问与探索本身，构成了人类文明最动人的篇章。 这是一部为那些习惯于仰望星空，却更渴望洞察内心深处的人们所写的书。它引导我们认识到，最深刻的谜题，往往不在于遥远的星云，而在于我们用以观察和思考这一切的、那双眼睛本身。通过对认知边界的审视，我们最终期望达到的，是对我们自身有限而又宝贵的“存在”状态，表达一种深刻的敬意。

作者简介

小谷太郎

　　专精宇宙科学研究与相关装置开发，东京大学物理学博士，曾任职日本国立理化学研究所、美国NASA太空飞行中心、东京工业大学、青山学院大学、早稻田大学等大学研究员。

　　着有《改变人类的科学大发现》、《宇宙之谜如探囊取物般容易了解》、《私立时钟丘高中时间旅行社团》、《身边的科学法则》（以上为KADOKAWA 中经出版）、《物理学未解之谜／这些物理学的谜团，还没解开》、《这样掌握科学世界的规模大小》、《科学笑话──会笑的你拥有理科脑！》、《理科生都点头说我懂，但文科生一脸茫然》等着作。

译者简介

林曜霆

　　中兴大学法律系毕业，日检一级合格，曾任出版社编辑。译有《超效率惊人记忆术》、《每月多存一万元的惊人「存钱术」》。

前言 日常生活体验，就能了解伟大的科学理论

第一章  爱因斯坦的相对论
时间变慢、长度会缩短的神奇现象
幽灵列车的对撞
宇宙中跑最快的家伙
移动的时钟，转得慢
奇特的时间相对性
相对论也有矛盾？
诡计的破绽
双胞胎的悖论
运动中的物体，会变重

第二章  光线很快，但宇宙更大
往远方望去，会看到过去
宇宙中的烟火大会
怪异的宇宙螺旋喷流
瞬影移动的可能
超光速运动现象
收缩变小的太空船

第三章  扭曲的宇宙空间
宇宙的限制
太空中的甜甜圈
哆拉A梦的任意门
不可思议的宇宙球面
扭曲变形的二维空间
质量让空间弯曲了
宇宙的奇形怪状

第四章 惊人的广义相对论
重力是什么？
有质量，空间必然扭曲
离得越近，时间越慢
被施了魔法的黑洞

第五章 看不见的黑洞
连光线也无法脱逃
黑洞和星球，谁是危险人物？
朝黑洞扔块石头吧
什么会从黑洞里跑出来
找到黑洞！

第六章  宇宙大霹雳
无限扩张的宇宙
宇宙一直在长大
从大霹雳开始
 

序

日常生活体验，就能了解伟大的科学理论

　　我想很多人一定都听过，「相对论」这种物理学理论。

　　约莫在一百年前天才的爱因斯坦几乎是凭一己之力创想出来的，根据这理论原理，以接近光速行进的火车或火箭将会产生长度缩短、质量增加、时间变得缓慢甚至挪移等各种奇怪的现象，换句话说，整个空间和时间将会有扭曲弯折，或歪斜，或伸展，或缩短的状况产生。「这究竟在说些什么？」很可能连解说者都觉得不知所云。

　　我在这本书中将试着不用数学公式，而是以简单易懂的方式来为一般人解说所谓的「相对论」。想要理解以近乎光速行进的火车或是火箭会所产生状况的「狭义相对论」，其实不需要用到什么高深的数学原理，又或者要解释扭曲弯折或歪斜的时空，也就是数学上称为「拓朴学」原理，不使用繁杂难懂的数学公式也一样能够清楚了解。

　　即便是普通人读起来也不感艰涩困难，就是我想要做到的事，以浅显易懂的方式来介绍近世纪以来被公认最伟大的相对论科学观点。

　　根本不用靠着物理理论与数学公式，人们也很容易直觉理解生活上的运动原理，像是投掷、脚踢、拍打来让球产生移动。当然无论你怎么学透了所有的科学原理，也无助于拥有高超的球技。倘若我们能学会相对论的直觉，同样也能够不用数学公式便可了解和预测近乎光速的列车、火箭甚至是宇宙黑洞的运作。

　　也许仍旧会有些人认定：「若没接受微分几何、向量分析的训练，很难理解相对论。」对于这样的主张，因为我自己持着不同看法而在此深表歉意，敬请见谅。

幽灵列车的对撞

当有两辆列车以近乎光速前进时，倘若你是地面上的观测者，从你的眼睛来看，其中一辆在驶离，而另一辆则是往你接近着。假使两辆列车正面碰撞的话，会发生什么后果呢？

一般说来，物质若以接近光速碰撞，会因为碰撞所产生的炙热而被蒸发得片甲不留。让我们先假设这两辆列车都异常坚固，即使正面对撞也只会脱轨翻车而已，当它们同时翻覆，这景象会同时传达到地上的观测者吗？

这个问题的重点就在于，朝着你这个观测者而来的列车前方所发出的光线，与离你远去的列车后方所发出的光线，速度会不会一样呢？当你从地面观测时，列车前方头灯照射出的光线，是否需要再加上列车本身的速度呢？

若依照光速不变定理，头灯所发出的光线并不会比较快，从列车内来观测的话是每秒三十万公里，由地面来观测的话也应该是每秒三十万公里才对。乍看起来违反光速不变原理其实才符合常识，如果计算光的速度时还加入光源本体，也就是列车的速度，反而因此产生了矛盾。

倘若在测量光的速度时还加上光源本体的速度，那么以接近光速行进列车头灯的光线，就应该要以接近光速的两倍朝宇宙射去，而列车后方所发出的光线则会像蜗牛般地慢才对。以及从车窗里散发出的光线，有的会快速朝前有的则是龟速往后地分别行进。因此朝着你开过来的列车光线，会比一般的光线来得更快到达，而驶离的列车影像则会迟些才能到达。

倘若果真是这样的话，当两辆列车相撞之时，站在地面上的目击者将看到一个荒谬与夸张的景象 ─迎面而来的列车突然间崩毁脱轨，却完全看不见与它相撞的是什么，就好像撞上幽灵列车一般。

等冲撞过后一切静止下来时，光线将从两辆毁损的列车反射到观测者的眼睛，也就是你终于可以同时看见这两辆列车了。我想此时的你一定对我刚刚的逻辑推论感到异常头疼，没料到当光速改变时，竟然带来如此大的困扰。

虽然我们几乎不可能找到以近乎光速行进的列车，不过如果用天文望远镜来观察宇宙的话，你可以看到许许多多以不可思议的速度在运行的天体，以及难以计数的银河或天体。

评分☆☆☆☆☆

我一直觉得，真正伟大的科普书，不仅仅是传授知识，更是能够激发读者的好奇心和探索欲。这本书的标题和封面，无疑已经成功地做到了这一点。我能感受到，作者是用一种充满热情和想象力的方式，去解读相对论这个看似遥不可及的科学理论。爱因斯坦的形象，加上“搭乘光速火车的宇宙探险之旅”的描述，立刻将我带入了一个充满奇幻色彩的世界。我猜测，这本书会用大量生动的比喻和形象的描绘，来解释时间膨胀、长度收缩等相对论的核心概念。它不会是一本冷冰冰的教科书，而更像是一本引导我们进入科学殿堂的奇妙地图。我期待通过这本书，能够更深刻地理解宇宙的本质，去感受物理学的魅力，并且在阅读的过程中，获得一次精神上的“加速”，让我们对世界有全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计，以一种极具艺术感的方式，将抽象的科学概念与浪漫的宇宙想象相结合。我看到那个穿越星辰的火车，脑海里 immediately 蹦出“非凡旅程”这个词。它不仅仅是关于爱因斯坦的相对论，更是一场关于宇宙的奇幻漂流。我猜想，作者一定是用了一种非常巧妙的方式，将艰涩的物理公式，转化为引人入胜的故事片段。想象一下，我们和爱因斯坦一起，在光速的列车上，看着窗外的景色以难以置信的速度飞驰而过，时间仿佛凝固，又仿佛加速。这种沉浸式的体验，绝对是普通科普读物难以比拟的。我期待这本书能够让我们在阅读的过程中，仿佛亲身参与了一场宇宙的探索，去感受那份来自宇宙深处的震撼，去思考人类在浩瀚星空中的位置。这本书，对我来说，是一次对未知世界的召唤，一次对科学精神的致敬。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计简直太吸引人了！深邃的宇宙背景，点缀着闪烁的星辰，一辆复古风格的火车仿佛穿梭其中，而远处，一个模糊却充满智慧的身影——毫无疑问，那是爱因斯坦！看到这个画面，我脑海里瞬间就浮现出无数关于宇宙、时间、空间旅行的奇妙想象。就好像一本陈年的科幻小说，又带着一丝历史的厚重感，让人迫不及待地想翻开它，去探寻封面背后隐藏的无限可能。我猜这本书一定不会是什么枯燥的理论讲解，而是会以一种非常生动、甚至有点冒险的方式，带我们进入一个充满未知的领域。光速火车这个设定，本身就充满了哲学意味，它不仅仅是一个交通工具，更是通往理解宇宙终极奥秘的钥匙。我特别期待作者是如何将抽象的相对论概念，通过一场“宇宙探险之旅”具象化，让普通读者也能在轻松愉快的阅读中，领略到科学的魅力。这本书在我心中，已经不仅仅是一本书，更像是一张通往奇妙世界的门票，我迫不及待地想用它来开启我的精神之旅。

评分☆☆☆☆☆

读这本书之前，我一直觉得物理学，尤其是相对论，是高不可攀的学科，只属于那些顶尖的科学家。但“看图就懂”这几个字，瞬间打消了我的顾虑。封面上的图画，虽然简洁，却极富想象力，它传达了一种信息：即便是最复杂的科学理论，也可以被描绘得如此直观易懂。我猜测，本书的作者一定是一位非常善于沟通和教学的专家，他能够用最贴近生活、最富有趣味性的语言，去解释那些深奥的物理概念。爱因斯坦乘坐光速火车的设定，更是妙不可言。这不仅仅是一个有趣的文学手法，更是将抽象的“光速”这一概念，以一种动态、可感的方式呈现出来。我期待这本书能带我“亲身体验”光速旅行的奇特感受，去感受时间膨胀、空间扭曲的不可思议，去思考宇宙的浩瀚与神秘。这本书在我看来，是一次将科学知识“大众化”的成功尝试，它不仅仅是给对物理学感兴趣的人准备的，更是给所有对宇宙充满好奇的普通大众准备的。

评分☆☆☆☆☆

我一直对时间旅行这个概念充满了无限的遐想，无论是科幻小说还是电影，都少不了它的身影。而这本书的标题《相对论与时间之谜》，再加上“和爱因斯坦搭乘光速火车的宇宙探险之旅”，简直就是为我量身定做的！我能想象，这本书不会只是平铺直叙地讲解爱因斯坦的相对论，而是会以一种“故事”的形式，将我们带入一个精彩绝伦的宇宙冒险。爱因斯坦作为引导者，光速火车作为载体，这本身就是一种极具吸引力的叙事方式。我期待书中能够通过生动的场景描写，让我们感受到在接近光速运动时，时间会发生怎样的变化，空间又会呈现出怎样的奇特景象。我想象着，我们会穿越不同的星系，遇见未知的宇宙现象，甚至可能触及到宇宙诞生和终结的奥秘。这本书对我来说，不仅仅是一次知识的获取，更是一次心灵的震撼和思想的启迪，它将带领我们去探索科学的边界，去挑战我们对宇宙的认知。