重力简史：牛顿的苹果如何启发重力法则、相对论、量子论等重大物理学观念 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2024

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《週日泰晤士报》2017年度科学选书
畅销科普作家 马特．瑞德利盛赞：当代最好的宇宙学作家！

国立清华大学天文研究所专任教授  江国兴  审订导读
国立自然科学博物馆馆长、国立台湾大学物理系暨天文物理研究所教授  孙维新
台北市天文协会常务理事  刘志安  联合推荐

宇宙大霹雳之后，如果重力没有「开启」，时间可能会倒转？
与你擦身而过的人，还有你口袋中的手机，都与你相互吸引？
月球与太空舱里失重的太空人，其实都正在往下掉？
月球的潮汐力不只影响海洋，就连固态岩石也难逃魔掌？
越接近地面的人，时间过得越慢，也就越年轻？
2015年发现的重力波，将带领人类去到什么地方？……

重力是日常世界里最微弱的力量，但在宇宙中，它却是最强大的。尽管17世纪以来，人们便知道重力的存在，我们对它的了解却非常有限，至今也仍未解开其核心之谜……

获奖科普作家马可士．钟将带领你穿梭古今，从1666年牛顿认知到重力，到2015年科学家发现重力波。旅程中，你会看到牛顿如何证明让苹果落下的力量，与让月球绕着地球转动的力量并无不同，并据此解释了行星运行与海洋潮汐，甚至预测到未知的海王星。然而，牛顿的重力论无法解释水星的异常运行，直到爱因斯坦提出「相对论」才解决这个难题，他甚至据此预测出黑洞，还有宇宙诞生时的大霹雳。但就如同牛顿的重力论，爱因斯坦的重力论本身也有其漏洞：光并非宇宙中行进最快的物质。为了解决此一难题，现今的科学家正试图找出更深层的理论——量子重力论，以解答长久以来人们心中的大哉问：空间是什么？时间是什么？宇宙是什么？宇宙又从何而来？

作者以一篇篇科学家的生平轶事，以及循序渐进、有趣易懂的解释与比喻，带领读者进入相关理论的核心。翻开本书，相信你不会再认为天文与物理深奥难解，并深受吸引！


各界好评：
牛顿和爱因斯坦同样被掉下来的东西吸引着，透过思想实验，造就了惊人的发现，更用一套漂亮的数学语言使之呈现。科学之所以引人入胜，就是你永远不会知道正确答案，而你的责任就是尽情发问，脱去前人的枷锁，透过思考和观察，寻找最简单的答案，也许过程充满挫败感，但最后你会感受到喜悦。这就是大自然。——国立清华大学天文研究所专任教授  江国兴

我们站在地球上，地球绕着太阳运转，太阳系家族运行在银河系之中。银河系与邻近星系相互间的拉扯，整个宇宙无处不有重力的势力存在。身在其中，你对重力了解多少呢？且让作者以说故事般的口吻，带你轻松探索「重力」的奥祕吧！——台北市天文协会常务理事  刘志安

作者以优美且节奏极佳的笔调，详细说明了自然界中最熟悉之力：重力。本书内容组织严密且探究详细。——《出版人週刊》

内容精炼且容易进入，同时又面面俱到。本书是值得收藏的科普作品，全书笔调轻松，并富含相关引证。——BBC《夜之星空》杂志（Sky at Night Magazine）

重力虽微不足道，却支配着宇宙。科学作家从未忽略这个主题，但2015年发现的重力波震惊世界，并引发一连串的资讯更新。作者很早便着手钻研此一主题，读者若想寻找清楚易懂的科普作品，可先从本书开始。文中所提重力之谜的最新进展，或许迟早能帮助物理学家解释所有事物。——《柯克斯评论》

获奖无数的马可士．钟提供了一份易于理解的指南，让科学门外汉能够了解截至目前为止，科学界对重力的所有发现与理解。他也认为，若我们能更加了解无所不在的重力，将有助于看透宇宙最深层的奥祕。在不运用公式与专业术语的轻松笔调下，作者再次证明自己是一流的科普作家。——《书单》杂志

本书提供读者与他们的内部原子一段有趣的科学史。——《科学》期刊

在一连串巧妙结合与精心雕琢的故事中，马克士．钟追溯了人类2,500年来在了解物质本质与起源上的探索。——《达拉斯早报》

阅读一本内容极佳的科普书，是现代生活的一大乐趣。这份贯穿生命、宇宙与万物的导览，提供了无穷的乐趣。——英国《独立报》

作者对控制宇宙命运的自然界最弱基本力量，做了有趣且令人脑洞大开的导览。——科普作家  曼吉特．库马尔（Manjit Kumar）发表于《泰晤士报》

马可士．钟是位良师益友。他在不运用专业术语与可怕数学的情况下，清楚讲述了故事，也说明了重要概念……理论物理学家阿尔卡尼—哈米德强调「现在是研究重力的好时机」，而这本极具可读性的作品会协助我们了解原因。——科普作家  格雷厄姆．法莫罗（Graham Farmelo ）发表于《卫报》之好评

马克士．钟是英国杰出的物理学与天文学作家——非常乐见他回归最擅长的领域……没有人能像他这样，以易于理解且令人愉快的笔调来介绍这个主题……我认为他对弦论的简易基本描述，无人能出其右……马可士．钟再次以令人着迷的文字，将人类多年来对重力的探索写得淋漓尽致……读来令人愉快。——科普作家  布莱恩．克莱格（Brian Clegg）发表于popularscience.co.uk之好评

「每个人都认为重力没什么，但在宇宙的多数情况中，它极为强大。」这句格言式的前言，暗示了马克士．钟将以令人期待的适当机智与科学天赋，为重力做入门介绍，并追溯我们对力之理解的历史轨迹。他告诉我们，牛顿1687年的着作《原理》如何协助解释潮汐这类现象，而《原理》一书即是从宇宙的复杂性中精炼出基本定律来。作者分析了爱因斯坦将重力视为扭曲时空时所做的重新阐述。他也放眼至量子论这个奇特领域，以及下个大哉问：「尚未发现的国度」。——《自然》科学编辑  芭芭拉．凯泽（Barbara Kiser）

轻松写意地贯穿宇宙学历史与其可能未来，这一切都与我们理解重力的历程紧紧相系……作者在带出理论暂定本质与琢磨理论混乱事物上表现卓越。——thebookbag.co.uk

作者将最着名却最不被了解之力的历史，说得清晰易懂。——《大志》杂志（Big Issue）

精采绝伦。——www.booklore.co.uk

（书中）潮汐那一章所提到的内容，从塞文河的潮水到木卫一艾奥的挤压与拉张，都极为引人入胜……作者对质量不同的物体会以同等速率掉落的解释，是我读过的最佳解释之一……本书结尾讲述了当前对于重力与量子论整合的努力，也对弦论与多维度空间进行了非常容易理解且让人乐在其中的讨论……真的让人乐在其中，本书从未给人「物理学崩坏」之感，反而更像是我们正处于引发认知改变阶段的关口上。——爱丁堡大学生物物理学教授  凯特．马菲（Cait MacPhee）发表于《泰晤士高等教育》（THES）期刊之好评

马可士．钟完美捕捉到此主题的「侦察奥祕」。——《奇异时代》杂志（Fortean Times）

好美妙的一本书啊！——理查．道金斯（Richard Dawkins）对《多美妙的世界》（What a Wonderful World）之好评

荒谬但巧妙，整个大成功……只需花费一个下午阅读这本书，你所学到的知识也许就胜过童年上过的所有自然课程。——《旁观者》期刊（Spectator）对《推特宇宙》（Tweeting the Universe）之好评

流行物理学的一流之选。——《卫报》对《我们得谈谈凯文》（We Need to Talk about Kelvin）之好评

内容乐观风趣且极具见识。——《週日泰晤士报》对《创造的余辉》（Afterglow of Creation）之好评

对于现代物理背后的伟大理念给予简明扼要的介绍，难有比马可士．钟更佳的入门介绍了。——《新科学家》对《量子论不会伤害你》（Quantum Theory Cannot Hurt You）之好评

奇特、令人入迷且感到兴奋。——《自然》期刊对《量子论不会伤害你》之好评
 

作者简介

马可士．钟Marcus Chown
获奖无数的作家与播报员。过去曾是加州理工学院的电波天文学家，期间曾师承诺贝尔物理学奖得主理察．费曼。目前则于英国科学週刊《新科学家》（New Scientist）担任宇宙学顾问。他的着作有《多美妙的世界》（What a Wonderful World）、《量子论不会伤害你》（Quantum Theory Cannot Hurt You）及《我们得谈谈凯文》（We Need to Talk about Kelvin〔荣获二〇一〇年皇家学会科学书籍奖项〕）。马克斯也是《iPad版太阳系》（Solar System for iPad）的作者，此APP荣获二〇一一年书商杂志数位创新奖。
作者网页：www.marcuschown.com；推特帐号：@marcuschown。


译者简介

萧秀姗
国立成功大学物理治疗系学士、医学工程研究所硕士，比利时鲁汶大学医疗影像处理硕士、家庭与两性关系硕士。旅居欧美超过十年，目前回台定居。身兼全职妈妈与半职译者，以照顾家庭为主业、翻译书籍为调剂，在文字与生活之中寻找平衡。擅长科普、心理、医药理工与食材料理等翻译。译作有《都是荷尔蒙惹的祸》、《帕夫洛夫的狗与薛丁格的猫》、《大脑有问题！？：大脑瑕疵如何影响你我的生活》、《读不出时钟指针的女人：从多重学习障碍到创办学校》、《天天在家玩科学》、《风味圣经》与《风味事典》等等。

导读    大自然奥祕的解答，就存于好奇心中
前言

第一部：牛顿
第一章：掉落中的月亮
牛顿如何发现第一个万有定律——一个适用于所有位置与时间的定律
第二章：最后的魔术师
牛顿如何创造世界体系，发现了解宇宙的关键
第三章：当心三月的潮汐
牛顿的重力理论何以成果丰硕，不只可以解释行星的运行，还能说明海洋的潮汐
第四章：未见世界的星图
牛顿的引力定律如何能够解释我们所见及未见的一切

第二部：爱因斯坦
第五章：来追我啊
爱因斯坦如何理解到，没有什么东西的速度能快过光，而这个现象也与牛顿的重力定律相悖
第六章：掉落者之歌
爱因斯坦如何了解到「重力」只是错觉，实际存在的只有扭曲的时空
第七章：上帝在哪里出了错
爱因斯坦重力论如何就黑洞「奇异点」做出疯狂的预测，以及为何需要不会出现疯狂预测的更深层理论

第三部：超越爱因斯坦
第八章：时空中的量子
量子论如何暗示时空的说法注定式微，时空必定源自于某种更为基础的东西
第九章：尚未发现的国度
找出比爱因斯坦重力论更深层理论的奋斗过程将会告诉我们：宇宙为何存在、宇宙从何而来

延伸阅读
致谢

前言  关于重力，你可能不知道的6件事

1. 因为重力，你口袋中的钱币，还有大街上与你擦身而过的人，与你有了相互的吸引力。

2. 整个地球的重力是如此微弱，以致当你举起手臂，它无法对抗你的肌力。

3. 虽然重力十分微弱，但在宏观世界中却无可抵抗，因为它掌握了整个宇宙的演化与命运。

4. 每个人都认为重力没什么，但在宇宙的多数情况中，它极为强大。

5. 若在宇宙大霹雳（big bang） 之后， 重力没有「开启」，时间可能会倒转。

6. 唯有了解重力，我们才得以解答世界的大哉问：宇宙从何而来？

在路易斯安那州利文斯顿（Livingston）和华盛顿州汉福德（Hanford）两地，各有一把4公里长的雷射尺。2015年9月14日，美国东部夏令时间早上5点51分，有股波动首先穿过利文斯顿，6.9微秒后传递至汉福德。这股波动毫无疑问就是重力波；爱因斯坦在一百年前就已经预测出重力波的存在，重力波即是「时空结构中的波动」。

过去，当地球上只有细菌大小的生物，在极为遥远的星系中，2个有如怪兽、被锁在死亡螺旋（death-spiral）中的黑洞，彼此产生最后一次振盪。它们碰触并结合之时，造成整整3个太阳质量（solar masses）消失，有如海啸般的时空扭曲再现，并以光速向外扩散。它的瞬间威力，比宇宙所有星体重力总和的50倍还大。

2015年9月15日，雷射干涉重力波天文台（Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory；LIGO） 的2个侦测器测得重力波，这是科学史上划时代的重要时刻。试想一下，从出生就耳聋的人，在一夜之间突然听得见的情况，这正是物理学家与天文学家当时的感受。纵观历史，我们向来就可以「看见」宇宙，而现在我们终于可以「听见」它。重力波即是太空的声音。若说这次的侦测，是继1608年望远镜发明以来，天文学上最重要的进展，可是一点也不为过。

重力波证实了时空本身就是可以振动的「实体」，它如同池塘中扩散的涟漪一般，向外传递波动。这是爱因斯坦主张重力是时空扭曲的终极证明。牛顿想像「重力」从太阳向外作用，像无形的橡皮筋般牵引地球；爱因斯坦则认为，太阳在周遭创造了时空深谷，而位在其中的地球，则如同处于在巨大轮盘上的小球般，永无止境地环绕太阳运行。

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