完全宇宙指南：物理大师带你在家丈量地球、探索宇宙（78张全彩大图详解天文理论） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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原文作者： Brian Cox, Jeff Forshaw

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如何用相机和地图估算地球的大小？如何用数位相机测量星星的距离？怎么用一架天文望远镜就知道宇宙是不是还在膨胀？ 
◎78张全彩大图清晰理解宇宙论，让物理不再只有白纸黑字
◎循序渐进讲解、推演天文物理，从古典牛顿物理到尖端重力波研究完全收录
◎首刷独家精装银色印刷版书衣，从封面看见星空

若你和我一样，深深着迷于我们的行星、太阳系、以及太阳系以外的偌大太空，考克斯和福肖的这本书一定能带给你不少灵感，令你有所启发。
——巴兹．艾德林（前NASA太空人、第二位踏上月球的人）
 
瑞典皇家理工学院天体粒子物理研究组博士后研究员 余海峯 专文导读
 
不必要用昂贵精密的科学仪器，只要能观察并主动对世界提问，在家就能丈量地球、探索宇宙。搭配书中精采的大型彩图，物理学家考克斯与福肖让读者在家就能够用简单的工具和大量的思考探索无垠的星空。就算是高深的近代物理，靠着思想实验，我们也能一窥其箇中奥妙。
 
本书后半带到两位作者的研究经验与最尖端的天文物理发展，包括最新的宇宙起源理论与去年获得诺贝尔物理学奖的LIGO重力波探测。作者一一爬梳所有物理大师的理论，用最简单的方式讲解，让我们能跟着大师的脚步体会天文物理的发展与实践。书末并提到近十年的物理进展，还有近代的科学家们为了解开宇宙起源之谜所做的努力。

作者简介

考克斯Brian Cox
获颁大英帝国官佐勋章、英国皇家学会会员，目前为曼彻斯特大学粒子物理学教授与皇家学会科学传播教授。考克斯在BBC制播许多广受好评的电视记录片，包括近期的〈我们的宇宙〉（Human Universe）和〈大自然的力量〉（Forces of Nature）。

相关着作:《为什么E=mc2？探索时空、质量之源与希格斯粒子》

福肖Jeff Forshaw
曼彻斯特大学理论物理学教授，专攻基本粒子物理。福肖曾于1999年获颁英国物理学会的马克士威奖章，表彰他在理论物理领域的杰出贡献。

相关着作:《为什么E=mc2？探索时空、质量之源与希格斯粒子》

译者简介

黎湛平
兼职译者。动物医学相关科系毕业。译有《表观遗传大革命：现代生物学如何改写我们认知的基因、遗传与疾病》、《手术剧场：470帧重现19世纪外科革命及器械的医疗绘画》、《大契机：21世纪绿能新经济力》等。

第一章　　述说宇宙

从大霹雳开始，简述宇宙的诞生。 

第二章　　宇宙万物有多老？

从原子层次估算宇宙的年龄。 

第三章　　秤量地球

如何自己估算地球质量、卡文迪西的精采实验。 

第四章　　遥测星辰

视差、造父变星与红移——不同尺度下的距离测量。 

第五章　　爱因斯坦重力理论

爱因斯坦的「愉快念头」——空间扭曲与不存在的重力。 

第六章　　大霹雳

宇宙还在膨胀吗？ 

第七章　　秤量宇宙

整个宇宙有多重？宇宙最后会怎么样？ 

第八章　　大霹雳之前

所以，大霹雳之前到底发生了什么事？ 

第九章　　我们的宇宙

总结我们宇宙的一切背景。

导读——余海峯 瑞典皇家理工学院物理系博士 

　　科学知识是现代社会不可或缺的重要元素。拥有科学知识，人类能够发展科技，建设文明。另一方面，科学精神与科学知识同样重要。然而「科学精神」究竟是什么？在这短短的导读里，实在很难用文字完全描述「科学精神」而没有遗漏。且让我以科学精神的其中一项特质来说明：对知识应保持怀疑态度，并尝试亲自检验其正确与否。

　　科学家十分鼓励其他人检验自己的研究结果。科学研究必须经得起检查验证，方能进入知识殿堂。靠着历代无数科学家这种自我怀疑态度，我们才能放心使用各种便利的科技。例如我们知道高楼大厦不会倒塌、飞机能够平稳飞翔，因为我们对力学理论有信心；我们让电脑替我们传送讯息，因为我们对电磁学理论有信心；我们相信全球卫星定位系统提供的座标，因为我们对相对论有信心（由于地球质量扭曲时空，全球卫星定位系统必须使用广义相对论方程修正牛顿重力理论的计算结果）。本书第一章就简述了宇宙学之中已经有共识的一些重要结果，包括我们的宇宙由大霹雳到地球上出现生命的这段期间所发生的事情。

　　且慢，为什么一方面说我们应该相信科学知识，另一方面却又要我们保持怀疑态度？这岂非自我矛盾？非也，而本书作者亦正正希望透过各个科学理论去说明这种「矛盾」事实上正是科学的本质。除了科学知识，本书亦提供了充足的资料和图表，带领读者一步一步思考。我们甚至可以亲自动手去进行计算——当然，如果我们只希望于週末或睡前多少吸收一些科学知识，跳过计算步骤也绝不影响我们理解各章节内容。即使我们最终会发现，自己的计算与科学家告诉我们的结果吻合一致，多一份来自五湖四海读者的检验，岂不也增加了这些科学知识的可信性么？本书第二章就带领读者动手算出各大陆板块、地球、月球、甚至太阳的年龄。利用不同研究范畴的科学家所收集得来的数据，我们会惊讶地发现，我们在信封背面进行的运算所得出的数字，竟然能够互相吻合至何等程度。

　　科学普及的另一个面向，是介绍科学家的生平和研究。这样做并不是要读者盲目地崇拜权威，而是有些事情我们能够从科学家身上学习（事实上，我们总能够从每个人身上学点事情，三人行必有我师），例如锲而不舍追求真相的毅力。因此，科学家的故事能够教授科学知识，也能展现科学精神。第三章以枰量地球为主旨，引领读者利用牛顿重力定律，算出物理学最重要的数字之一「重力常数」；而第四章则带读者飞往宇宙，测量宇宙星辰的距离。我们会读到几位科学家的故事，得知准确测量「重力常数」和恆星、星系距离的方法，也了解过去科学家如何出错，往后又如何修正错误。

　　有时候，科普会带给我们一种错觉，好像从地球到宇宙万事万物，科学家什么也知道似的。其实，绝大部分的科学理论，都是建立在无数失败的经验之上。在第五章里，读者将深入了解史上最有名的科学家爱因斯坦所发现的相对论，以及究竟这理论是如何违反常识，使牛顿重力定律「错」了两百多年而无人察觉？然后，爱因斯坦又为何了解到自己的「错误」，亲手撤回他那亲爱的「宇宙常数」？

　　广义相对论——使天才如爱因斯坦也要花费十年时间专注思考才能发现的时空重力理论，竟然能够准确描述和预测宇宙的过去与未来，使爱因斯坦亦为之惊叹：「宇宙最不能被理解之事，是其竟然可被理解。」透过科学，我们竟可看见从前人类尚未出现之时，宇宙到底是如何演化的。读者可以跟随作者在第六章中利用哈勃定律算出各星系的距离之余，亦能够发现：跟据我们简单的计算，已足够推论出「宇宙可能诞生自大霹雳」。

　　经过一连串脑力激盪，作者在第七章讲述测量宇宙总质量的方法。虽然本章所介绍的宇宙学理论早已超出非宇宙学专业人士（包括笔者）能够使用纸笔计算的范围，而且数据也来自极其精密的大型天文学研究计划，可是只使用加减乘除，我们发现自己竟然也能简单地检验这些结果。很多时候，专业的科学家在进行复杂运算前，都会先做简单的计算，这些「简易版本的运算」往往能够作为指引，让我们了解实际结果应该是什么模样、准确的数字大概会是什么数量级等等。读者会再一次发现，信封背面的答案与精密运算的结果竟然相去不远。

　　而在第八章，我们会重新回到大霹雳的题目之上，知道宇宙微波背景辐射数据竟与理想中的黑体幅射曲线完美吻合。即使在宇宙诞生、形状、演化这些抽象的题目之上，数据依然是科学知识的来源，检验结果仍旧是科学精神的本质。最后，作者于第九章介绍各种引人入胜的前沿宇宙学理论和宇宙模型，包括那些性感的多重宇宙以及弦理论。这里，作者展现了科学精神的另一个必要元素：科学突破，除了小心地求证以外，有时亦需要大胆地假设。

　　科学家希望追求真相，宁可选择「无知」，也不愿错信了不正确的资讯。老掉牙的格言「大胆假设，小心求证」听得多，在这本书中我们竟可真正地体验这种科学的本质。好了，如果各位已经准备好开始这敞追寻宇宙真相之旅，就让我送上物理学家理查．费曼（Richard Feynman）的话：「我可以跟怀疑、不确定、不知道共存。我觉得比起知道可能是错的答案，不知道反而更加有趣。」

评分☆☆☆☆☆

**评价一** 这本书绝对是我近期阅读过的最令人惊叹的科普读物之一！作者以一种极其生动、亲切的方式，将那些原本晦涩难懂的物理学概念，拆解成一个个引人入胜的故事。我之前一直觉得“物理”这个词就意味着枯燥的公式和抽象的理论，但这本书彻底颠覆了我的认知。它不是那种干巴巴的知识堆砌，而是充满了作者对宇宙的热情和好奇，这种热情像感染力十足的病毒，让你不知不觉地沉浸其中，想要跟随作者一起去理解那些宏伟的自然法则。特别是关于“丈量地球”的部分，作者居然能用如此简洁明了的方式，解释清楚古人是如何在没有先进工具的情况下，就推算出地球的周长，这让我对人类的智慧和探索精神充满了敬意。每一处讲解都仿佛站在我身边，耐心地引导我一步步理解，而不是高高在上地灌输。书中穿插的那些引人深思的问题，更是激发了我内心深处的求知欲，让我开始重新审视我们所生活的这个世界。

评分☆☆☆☆☆

**评价二** 我得承认，在打开这本书之前，我对“天文理论”这个词感到有点畏惧。总觉得那应该是科学家们的专属领域，普通人难以企及。然而，《完全宇宙指南》却以一种极其友好的姿态，将宇宙的奥秘呈现在我面前。作者的文字功底非常深厚，他能够将那些庞大复杂的概念，比如黑洞的形成、宇宙的膨胀、星系的演化等等，用一种非常形象的比喻和清晰的逻辑来阐述。我尤其喜欢书中关于“探索宇宙”的部分，感觉自己就像乘坐着一艘想象中的飞船，穿梭于星辰大海之间，亲眼目睹恒星的诞生与死亡，感受宇宙的浩瀚与神秘。那些看似遥不可及的理论，在作者的笔下变得触手可及，甚至充满了诗意。书中的每一个知识点都仿佛一颗闪亮的星星，点亮了我对宇宙的认知。阅读的过程就像一场奇妙的旅行，让我对自己的渺小与宇宙的伟大有了更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

**评价三** 这不仅仅是一本科普书，它更像是一位经验丰富的朋友，带着你漫步在科学的殿堂。作者的讲解方式非常独特，他善于将抽象的物理概念与日常生活中常见的现象联系起来，让学习过程充满乐趣。比如，他用生活中的例子来解释惯性定律，让我一下子就明白了牛顿第一定律的含义。而对于那些更深奥的天体物理学理论，作者更是运用了大量的类比和生动的描述，使得复杂的公式和模型变得易于理解。我特别欣赏书中对“在家丈量地球”这一章节的深入剖析，作者不仅介绍了方法的原理，还详细解释了每一步操作的逻辑，仿佛邀请读者亲自参与到这场古老的科学实验中。这种身临其境的体验感，是很多其他科普书难以比拟的。阅读这本书，我感到知识的海洋不再是遥不可及的彼岸，而是触手可及的风景。

评分☆☆☆☆☆

**评价四** 读完这本书，我感觉自己仿佛经历了一次心灵的洗礼。作者以一种充满人文关怀的笔触，讲述着科学的魅力，并将物理学与哲学思考巧妙地融合在一起。他不仅仅在传授知识，更在激发读者的好奇心和探索欲。书中的每一个章节都充满了作者对宇宙的敬畏和热爱，这种情感能够强烈地感染读者，让人不由自主地对未知产生强烈的渴望。我特别喜欢书中对宇宙起源和演化的描述，作者用一种非常清晰且富有想象力的方式，勾勒出了宇宙从无到有、从简单到复杂的壮丽画卷。那些关于时空、暗物质、暗能量的讨论，虽然听起来非常前沿，但在作者的引导下，我竟然也能窥见其冰山一角。这本书让我明白，科学并非冷冰冰的数字和公式，它蕴含着人类对宇宙最深沉的探索和最美好的想象。

评分☆☆☆☆☆

**评价五** 这是一本真正能够“点亮”你思想的书。作者的语言风格非常个性化，他能够将严肃的科学知识，以一种轻松、幽默的方式呈现出来，阅读过程丝毫不觉得枯燥。我尤其欣赏他那种“化繁为简”的能力，将那些原本令人望而生畏的物理理论，拆解成一个个通俗易懂的片段，然后层层递进，直到读者能够豁然开朗。书中的“丈量地球”部分，让我惊叹于人类的智慧和求知欲，而“探索宇宙”的部分，更是将我的思绪带入了无垠的星空，感受到了宇宙的宏伟与神秘。作者不仅是知识的传授者，更像是一位导游，带领我们穿越科学的迷雾，去欣赏那些壮丽的风景。这本书让我对物理学产生了前所未有的兴趣，也让我开始思考自己在宇宙中的位置。