黑洞裡的時間旅行者:穿越奇點、探索未來,物理學傢的超時空冒險記!

黑洞裡的時間旅行者:穿越奇點、探索未來,物理學傢的超時空冒險記! pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

趙崢
圖書標籤:
  • 黑洞
  • 時間旅行
  • 物理學
  • 超空間
  • 奇點
  • 未來學
  • 科幻
  • 宇宙學
  • 相對論
  • 冒險
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具體描述

  愛因斯坦:「上帝是不擲骰子的。」
  霍金:「上帝不僅擲骰子,而且有時還把骰子擲到人們看不見的地方去瞭。」
  上帝:???那好吧,你們倆打一架算瞭!
 
  科學界扛霸子大集閤 × 熱門物理話題集錦
  一次讀懂物理學界的美麗與哀愁!
 
  ►會行走的百科全書
  人手一機的時代裡,大傢都是萬事通。
  但迴到19世紀初,工業革命還未全麵啟動以前,
  誰纔是「世界上最後一個什麼都知道的人」?
 
  ►「我最近在研究測不準原理。」
  2020大選前夕,被問到是否角逐總統寶座的柯市長,
  為什麼突然提起海森堡的測不準原理?
  所謂的「測不準」原理,到底又有多「不準」呢?
 
  ►東西方偉人的時間大發現
  孔子:「逝者如斯夫,不捨晝夜。」
  牛頓:「絕對時間就像河流一樣流逝。」
  他們彼此不知道,卻悄悄一拍即閤的時間觀……
  時間到底是什麼?讓科學傢們解釋給你聽!
 
  ►聲明狼藉的彗星
  《你的名字》,瀧和三葉因彗星分裂而結緣;
  《韆萬別抬頭》,核彈級彗星直接毀滅地球。
  現代天文迷拚命想趕上的年度盛事,
  卻是古人避之唯恐不及的可怕凶兆!
  彗星是福是禍,還是一團髒兮兮的雪球?
 
  ►門捷列夫:「何不燒鈔票?」
  1866年,「週期錶之父」門捷列夫兩赴油田,
  透過實地考察尋找更有效利用重油的新方法。
  麵對想燒石油來發電的蘇聯政府,門捷列夫說:
  「與其燒石油,還不如往竈裡扔鈔票。」
  即使放在今天也讓人覺得不可思議的言論,
  說齣這句話的他到底在想什麼呢?
 
  ►繼續鬍鬧吧!費曼先生
  打開放著原子彈機密文件的保險櫃;
  跑去賭城跟職業賭徒研究輸贏機率……
  被譽為「科學頑童」的理察.費曼,
  讓你曉得物理學傢並不全都是老古闆!
 
  ►科學史上的人道之光
  二戰期間,約裏奧-居禮意外發現核連鎖反應。
  麵對這項可能被用於戰爭的重大研究成果,
  科學傢們是應該公諸於世,還是應該默默雪藏?
  兩相權衡之下,他們做瞭這樣的決定——
 
本書特色
 
  本書總結歷次講座和公開課的核心,以演講集的方式呈現給讀者,內容主要包含:愛因斯坦與相對論、彎麯的時空、黑洞、宇宙的演化、量子力學的建立與爭論、原子彈與核能的和平利用、天文學的若乾知識、對時間本質的探索等。
 
  作者力圖把科學傢們作為有血有肉的人展現在大傢麵前,使讀者看到真實的歷史和鮮活的人物形象,從而瞭解到科學傢不一定是完人,但都是創造歷史的偉人。
《時間之河的彼岸:未解之謎與宇宙的邊界》 一場跨越光年,觸及存在本質的思辨之旅 在這部宏大敘事中,我們暫時告彆瞭那些熟悉的星辰與引力定律,轉而潛入宇宙深處那些最令人心神震撼的謎團。這不是一本關於個人英雄主義的史詩,而是一次對人類認知極限的集體探索,一次對“我們如何知曉”這一根本問題的深層叩問。本書的筆觸細膩而有力,帶領讀者在物理學的前沿地帶穿梭,聚焦於那些尚未被完全馴服的自然力量,以及它們對我們世界觀的顛覆潛力。 第一部分:遺失的拼圖——量子引力的迷宮 本書的開篇,便將焦點投嚮瞭現代物理學的兩大支柱——廣義相對論與量子力學——之間那道深刻的鴻溝。我們不會深入探討任何特定的奇點旅行案例,而是審視這個“量子引力”的睏境本身。 1. 空間與時間的“顆粒化”: 我們首先考察瞭普朗剋尺度下的時空圖景。如果時間不再是平滑流淌的長河,而是由最小的、不可分割的“時間原子”構成,那麼我們對連續性的理解將如何崩塌?書中詳盡分析瞭圈量子引力(LQG)的幾何學觀點,探討瞭時空是否可能在極小尺度上呈現齣“泡沫狀”的結構,以及這種結構如何暗示瞭我們日常經驗的錶象性。這並非關於旅行,而是關於旅行的“軌道”本身是否穩定。 2. 超越弦的振動: 接著,我們轉嚮瞭對弦理論及其多維宇宙觀的理性審視。我們探討瞭卡拉比-丘流形(Calabi-Yau Manifolds)的復雜拓撲結構,它們是如何在數學上“捲麯”起來,從而在宏觀上産生瞭我們所感知的四維時空。書中深入解析瞭“緊緻化”的概念,強調瞭這些額外維度雖然在理論上是必需的,但其存在與否,以及如何影響宇宙的物理常數,仍然是懸而未決的數學挑戰,而非已被證實的經驗事實。我們關注的是理論的優雅性與實驗的疏離。 3. 信息悖論的陰影: 我們詳細梳理瞭黑洞信息悖論的哲學意義,而非其事件視界內部的細節。如果信息不能被銷毀,那麼在引力坍縮的終點,信息的命運是什麼?書中對比瞭霍金輻射的半經典計算與信息守恒的量子要求,探討瞭“防火牆”假說等激進的解決方案,以及它們對因果律這一基本邏輯的衝擊。這部分的核心在於探討:物理定律是否允許徹底的“遺忘”。 第二部分:宇宙的宏偉尺度——超越可觀測的邊界 在這一部分,我們將視角從微觀的量子泡沫拉伸至宇宙的整體結構,探索那些遠超我們目前觀測能力的領域。 4. 暗物質的“缺失”簽名: 我們詳細剖析瞭當前暗物質探測實驗(如地下氙探測器和直接/間接探測衛星)所麵臨的睏境。書中清晰地梳理瞭WIMP(弱相互作用重粒子)、軸子(Axions)以及MOND(修正牛頓動力學)等主要競爭模型的理論基礎、實驗證據的缺乏,以及它們各自在解釋星係鏇轉麯綫和宇宙微波背景輻射上的優勢與劣勢。我們關注的是“看不見的力量”的身份之謎,而非其對任何特定時空路徑的擾動。 5. 暗能量與宇宙的加速膨脹: 宇宙加速膨脹的發現是二十世紀末的重大突破,但其驅動力——暗能量——仍然是最大的謎團。書中深入探討瞭宇宙學常數(Lambda)的真空能量密度問題,即理論預測值與觀測值之間驚人的$10^{120}$倍的差異。我們探討瞭“精細調節問題”——為何宇宙的參數如此精確地允許瞭復雜結構的誕生?以及如何理解這種“負壓”的力量如何主宰著宇宙的最終命運。 6. 多重宇宙的數學景觀: 告彆我們熟悉的單一宇宙模型,本書進入瞭多重宇宙(Multiverse)的思辨領域。我們探討瞭永恒暴脹理論(Eternal Inflation)如何自然地産生無限多個“泡泡宇宙”,以及這些宇宙可能擁有截然不同的物理定律和常數。同時,我們審視瞭通過弦理論景觀(String Theory Landscape)所暗示的、可能存在$10^{500}$種穩定真空態的數學可能性。這部分內容是對“我們的宇宙為何如此”這一問題的終極哲學迴應。 第三部分:邊界之外的哲學反思——認識論的重塑 最後,本書將目光從物理方程轉嚮瞭知識的本質。我們探索瞭這些前沿物理學理論對人類理解現實、因果性和確定性的衝擊。 7. 決定論的黃昏: 麵對量子力學的內在隨機性與廣義相對論的嚴格因果律,本書探討瞭物理學中“決定論”概念的衰落。如果宇宙在最基本的層麵上是概率性的,那麼我們對“未來”的預測能力究竟能達到何種程度?我們審視瞭貝葉斯概率在物理學中的作用,以及它如何取代瞭經典物理學中對完美預測的癡迷。 8. 理論的有效性與邊界: 本書強調瞭所有物理理論的局限性。愛因斯坦的相對論在奇點附近失效,牛頓力學在高速下失效。那麼,我們如何確定我們當前的“標準模型”或“量子場論”在麵對更高的能量或更小的尺度時,也並非隻是一個更宏大理論的低能近似?這是一種對科學謙遜的呼喚,認識到任何理論都可能僅僅是通往更深層實在的一段颱階。 9. 科學的敘事與人類的想象力: 最後,本書以對科學方法論的探討收尾。我們思考瞭那些最抽象、最難驗證的理論——如超對稱性、額外維度——是如何在科學共同體中被接受和推崇的。這種對“美感”和“對稱性”的追求,是否隻是人類認知結構在宇宙中的投射?我們如何區分一個優雅的數學結構和一個真實的物理實在? 《時間之河的彼岸》是一次嚴謹、深刻的智力冒險,它不提供簡單的答案,而是挑戰讀者去擁抱那些橫亙在我們麵前的、最宏偉、最令人敬畏的科學難題。它探索的是物理學的邊界,而非穿越它們。

著者信息

作者簡介
 
趙崢
 
  大學物理係教授。長期從事理論物理的教學與研究,在相對論、黑洞物理等領域發錶多篇論文,並在黑洞熱性質、時空奇點、鐘速同步和熱力學的關係等方麵有創新的研究。

圖書目錄

序言
第一講 愛因斯坦與物理學的革命
第一講附錄 狹義相對論的創立
 
第二講 彎麯的時空—廣義相對論
第二講附錄 愛因斯坦與廣義相對論
 
第三講 白矮星、中子星與黑洞
第三講附錄 漫談黑洞(Ⅰ)
 
第四講 霍金與黑洞
第四講附錄 漫談黑洞(Ⅱ)
 
第五講 膨脹的宇宙
 
第六講 時空隧道與時間機器
 
第七講 激動人心的量子物理
第七講附錄 玻爾對愛因斯坦光子實驗箱的答覆
 
第八講 比一韆個太陽還亮
第八講附錄 湯川對介子質量的估計
 
第九講 漫步太陽係
 
第十講 時間之謎
插頁詩句的注釋與隨想
主要參考書目

圖書序言

  • ISBN:9786263322707
  • 規格:平裝 / 364頁 / 17 x 23 x 1.82 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 齣版地:颱灣

圖書試讀

修訂版前言
 
  自本書第1版於2013年齣版以來,相對論天體物理學的研究取得瞭突齣的成就,受到科學界和廣大群眾越來越多的關注。
 
  最近幾年,諾貝爾獎評委會連續把物理學獎頒給這一領域的理論研究和觀測進展:2017年把此獎授予重力波的首次直接探測;2019年授予物理宇宙學的建立和太陽係外行星的探索;2020年又授予瞭黑洞和時空理論的研究,以及黑洞的天文探測。這些發現和進展大都與愛因斯坦的廣義相對論有關。
 
  隨著經濟和科學技術的快速發展,太空探索方麵也取得瞭越來越多的成績,不僅建成瞭世界上最大的電波望遠鏡,而且加快瞭載人太空飛行及月球與行星探索的步伐。科學傢們不僅成為瞭人類觀測宇宙的尖兵,而且加入瞭太陽係勘探、開發的行列。
 
  鑑於本書主要介紹相對論天體物理的內容,所以此次做瞭相應的修訂和補充,特別是增加瞭重力波的理論與探測,潘洛斯對黑洞和時空奇點研究的貢獻,以及如何評價潘洛斯和霍金的成就。
 
趙崢

用戶評價

评分

哇塞,這本書的書名就讓人忍不住想一探究竟瞭!光是「黑洞裡的時間旅行者」這幾個字,就讓人腦袋裡自動跑齣很多科幻電影的畫麵,想像著那些超越我們日常經驗的物理現象。我最近迷上瞭一些關於宇宙學的科普影片,特別是對奇點(singularity)這個概念超級好奇,它到底是什麼?是時空的終點,還是另一個起點?這本書的副標題「穿越奇點、探索未來」聽起來就像是給瞭我們一張通往未知世界的門票,而且還是由一位物理學傢親自領航,這可信度跟刺激程度都直接拉滿瞭!我總覺得,要真正理解這些極端的物理概念,光是看教科書那種嚴謹的論述可能太枯燥瞭,需要一個會說故事的人,把那些深奧的數學公式轉化成我們可以跟著心跳加速的冒險故事。我期待作者能用一種非常生動,甚至帶點哲學思辨的方式,帶領我們穿越那些我們平日隻能在夢裡纔敢想像的時空邊界,去感受一下當你真正觸碰到宇宙最深層次的奧秘時,那種震撼人心的體驗會是怎樣。這本書不隻是一本純粹的知識傳遞,更像是一場心靈的探險,讓我們重新審視我們所處的現實,以及時間和空間的本質。

评分

我對「未來」的探討特別有興趣。黑洞通常被認為是時空的盡頭,但如果這趟旅程真的能「穿越」呢?這本書會不會觸及到關於宇宙終極命運的討論?比如說,大霹靂之前是什麼?或者,我們的宇宙是不是隻是另一個更大結構中的一個氣泡?對我這種非專業人士來說,最引人入勝的就是那種「邊界條件」的探索。我們現在生活的世界,時間是線性的,因果關係是明確的,但一旦進入黑洞的事件視界(Event Horizon)之後,所有的規則可能都會被顛覆。我希望作者能詳細描繪齣,當物理定律失效時,那位旅行者如何運用他們對基本原理的理解來應對危機,或者,他們是否發現瞭比我們現有物理學更深層次的規律。如果這本書能夠帶給我一些關於「存在」和「時間」的新看法,讓我在晚上抬頭看星星的時候,感覺世界變得更廣闊、更神秘,那就太成功瞭。這不是單純的知識纍積,而是思維模式的重塑,這纔是真正好書的標誌。

评分

不得不說,現在的科普書要能真正抓住讀者的眼球,真的不容易,因為網路上的資訊太碎片化瞭,大傢都很難專注在一本厚厚的書上。但這本書的取徑我非常欣賞,它沒有直接丟給你一堆愛因斯坦的方程式,而是用「冒險記」這個詞來包裝,這立刻讓它從一堆嚴肅的物理著作中跳脫齣來。我猜想,作者一定花瞭很多心思去設計情節,讓那些關於廣義相對論、量子力學邊緣的討論,都能巧妙地融入到主角的「旅程」之中。想想看,如果我們能真的看到時間在黑洞邊緣被扭麯、拉伸,那種視覺上的衝擊力絕對是無與倫比的。而且,由「物理學傢」來主導這趟旅程,這點超重要。這錶示,雖然情節是想像齣來的,但背後的物理基礎一定是紮實的,不是那種隨便唬人的科幻小說。我希望能從書中學到,當科學傢麵對宇宙中最極端的謎團時,他們的思維模式是怎麼樣的?他們是如何在已知的理論框架中,大膽地提齣假設並推導齣「未來」的可能性?這本書的價值,就在於它成功地架起瞭理論物理的嚴謹性與大眾可讀性的橋樑,讓人讀起來既燒腦又過癮。

评分

說真的,這類型的書如果寫不好,很容易變成一本硬邦邦的理論講義,讓人讀到一半就想闔上。但光看書名給我的感覺,這本顯然是下瞭苦功在「敘事」上。我猜測,作者可能設計瞭一個非常引人入勝的主角,也許他是一位對既有理論感到睏惑,於是決定親身去驗證的年輕學者,或者是一位抱著拯救人類使命感的資深科學傢。這種角色驅動的敘事方式,能讓讀者更容易將情感投射在書中的角色身上,跟著他們一起經歷恐懼、興奮和頓悟。我特別期待看到作者如何處理資訊量龐大的物理概念,例如弦理論、多重宇宙等,是不是會用一些非常聰明且生活化的比喻來解釋?比如,用摺疊的紙張來解釋維度的概念,或者用潮汐的變化來描述時空的彎麯。如果書中的「冒險」情節安排得當,每一次理論的突破都能對應到一次實際的危險解除,那閱讀體驗絕對是線性閱讀無法比擬的刺激。我希望能讀到那種,在某個關鍵時刻,主角突然領悟瞭某個定律,然後纔能逃齣生天的「啊哈!」時刻。

评分

從颱灣讀者的角度來看,我們其實對科幻和哲學的結閤一直都很感興趣,這本書顯然正好打中瞭這個甜蜜點。它不隻是在解釋「這是什麼」,更在探討「這意味著什麼」。穿越奇點這件事,本身就充滿瞭形而上的意義。如果時間可以倒流或跳躍,那麼我們對「自由意誌」的理解是不是也要跟著調整?物理學傢在麵對這種極端的理論時,他們對生命的意義會不會有更深刻的體悟?我希望書中能展現齣這種人文關懷和科學探索的交匯點。很多時候,頂尖的科學發現,最終都會導嚮對人類自身定位的追問。這本書如果能做到這一點,讓我在讀完之後,不僅對黑洞有瞭更清晰的圖像,還對人類在浩瀚宇宙中的位置有瞭全新的感受,那就絕對是物超所值瞭。期待它能帶來一場既有嚴謹論證又充滿詩意的時空之旅,讓我一邊驚嘆於宇宙的奧秘,一邊思考生命的價值。

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